JP4884169B2 - 処理システム - Google Patents

Description

本発明は、処理液貯留槽に貯留された処理液を往復動ポンプにより引き抜き、この引き抜かれた処理液を被処理体へ供給等するような処理システムに関する。

例えば半導体ウエハやＬＣＤ用ガラス基板等の被処理体に対して洗浄処理あるいは乾燥処理を行うために、例えばアンモニア水（ＮＨＯＨ）やフッ酸水（ＨＦ）等の薬液や、リンス液（純水）等の洗浄液を被処理体に供給するような処理システムが知られている。このような処理システムにおいては、薬液や洗浄液からなる処理液を貯留する処理液貯留槽が設置されており、当該処理液貯留槽から処理液を引き抜き、この引き抜かれた処理液を再び処理液貯留槽に戻すような処理液の循環を行うとともに、引き抜かれた処理液の一部を選択的に被処理体に供給するようになっている（例えば、特許文献１等参照）。

具体的には、処理システムは、処理液を貯留する処理液貯留槽と、この処理液貯留槽から送られた処理液を用いて被処理体としての例えば半導体ウエハ（以下、ウエハともいう。）の洗浄等を行う基板洗浄装置と、を備えている。この処理システムは、処理液貯留槽から処理液が送られるとともにこの処理液を処理液貯留槽に戻すような処理液循環ラインと、処理液循環ラインの途中部分から分岐して設けられた処理液供給ラインとを備えている。処理液供給ラインの先端には、ウエハに処理液を吐出させるための処理液吐出口が設けられている。処理液循環ラインには、処理液貯留槽から処理液を引き抜いて搬送する搬送ポンプが介設されている。

また、処理液貯留槽には複数、例えば２つのレベルセンサが設置されている。下側のレベルセンサは、処理液貯留槽に貯留された処理液の液面レベルが下限レベルに達したときにこのことを検出し、一方、上側のレベルセンサは、処理液貯留槽に貯留された処理液の液面レベルが上限レベルに達したときにこのことを検出するようになっている。ここで、下側のレベルセンサにより処理液貯留槽に貯留された処理液の液面レベルが下限レベルに達したことが検出されたときには、処理液貯留槽に処理液を新たに供給したり、あるいは図示しない警報機等により使用者に対して処理液貯留槽が空に近い状態であることを報知したりするようになっている。

特開平１１−９７４０３号公報

しかしながら、処理液に薬液が含まれている場合には、処理液貯留槽内において泡が発生するおそれがある。このような泡が処理液貯留槽内で大量に発生したときには、処理液の液面レベルが下限レベルに達しても下側のレベルセンサがこの泡を検出してしまい、当該レベルセンサにおいて処理液の液面レベルが下限レベルに達したことが検出されない場合がある。また、処理液貯留槽に設置された下側のレベルセンサに故障が発生する場合があり、このようなときにも処理液の液面レベルが下限レベルに達したことが検出されない。
処理液の液面レベルが下限レベルに達したことが検出されない場合には、処理液貯留槽内で処理液がほとんどなくなることにより処理液循環ラインに処理液が流れることはなく、例えば処理液循環ラインに介設されたヒータが空焚きを行ってしまったり、あるいは基板処理装置の処理液吐出口等から被処理体に吐出される処理液に不足が生じることによりロット不良が発生してしまったりするという問題が生じるおそれがある。

本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、処理液貯留槽において実際に処理液がなくなり、この処理液貯留槽から処理液を引き抜くためのラインに処理液が流れなくなった場合において、当該処理液貯留槽が空状態であることを自動的に判定することができ、このことにより、処理液貯留槽から引き抜かれた処理液を被処理体に供給するような処理工程において安全性や生産性の向上を図ることができる処理システムを提供することを目的とする。

本発明は、処理液を貯留する処理液貯留槽と、前記処理液貯留槽から処理液が送られるとともにこの処理液を前記処理液貯留槽に戻す処理液循環ラインと、前記処理液循環ラインに介設されるとともに往復部材を内蔵し、前記処理液循環ラインにおける処理液の搬送を当該往復部材の往復動作により行う往復動ポンプと、前記処理液循環ラインの途中部分から分岐して設けられた処理液供給ラインと、前記処理液供給ラインの先端に配設され、前記処理液循環ラインから送られた処理液を被処理体に対して吐出する処理液吐出口と、前記往復動ポンプにおける前記往復部材について、この往復部材が往復動作を行う際の所定距離における移動時間を計測する移動時間計測手段と、前記移動時間計測手段により計測された移動時間が予め設定された設定時間よりも小さい場合には前記処理液貯留槽が空状態であると判定する判定手段と、を備え、前記設定時間は、前記往復動ポンプに前記処理液が供給されたときにおける前記往復部材が往復動作を行う際の前記所定距離における移動時間と、前記往復動ポンプにエアが供給されたときにおける前記往復部材が往復動作を行う際の前記所定距離における移動時間との間の時間となるよう予め設定されており、前記処理液循環ラインには、当該処理液循環ラインにおける処理液の流速を選択的に低減させることができる処理液流速調整機構が介設されていることを特徴とする処理システムである。

このような処理システムによれば、往復動ポンプが処理液貯留槽から処理液を引き抜く際に、この往復動ポンプの往復部材が往復動作を行う際の所定距離における移動時間を計測し、この移動時間が予め設定された設定時間よりも小さい場合には処理液貯留槽が空状態であると判定するようになっている。このことにより、処理液貯留槽において実際に処理液がなくなり、処理液引抜ラインや処理液循環ラインに処理液が流れなくなった場合において、当該処理液貯留槽が空状態であることを自動的に判定することができるようになる。このため、例えば処理液循環ラインに介設されたヒータが空焚きを行うことや、処理液吐出口等から被処理体に吐出される処理液に不足が生じることによりロット不良が発生することを防止することができるようになり、安全性や生産性の向上を図ることができるようになる。また、前記処理液循環ラインには、当該処理液循環ラインにおける処理液の流速を選択的に低減させることができる処理液流速調整機構が介設されているので、設定時間の設定を予め事前に行う際に、処理液流速調整機構により処理液の流速を例えば１／１０に低減させながら移動時間計測手段により往復部材の移動時間を計測し、当該計測された移動時間を例えば１０倍にして計算を行うことにより、往復動ポンプに処理液が供給されたときにおける往復部材が往復動作を行う際の所定距離における移動時間をより精度良く算出することができるようになる。

本発明の処理システムにおいては、前記処理液が薬液を含むことがある。処理液に薬液が含まれるときには、処理液貯留槽内において泡が発生するおそれがある。このような泡が処理液貯留槽内で大量に発生したときには、処理液の液面レベルが下限レベルに達してもこの泡が処理液貯留槽の底面近傍に設けられたレベルセンサ等により検出されてしまい、当該レベルセンサにおいて処理液の液面レベルが下限レベルに達したことが検出されない場合がある。しかしながら、この場合においても当該処理液貯留槽が空状態であることを自動的に判定することができる。

本発明の処理システムにおいては、前記往復動ポンプは、前記往復部材がベローズでありこのベローズに隣接してエア室が設けられるようなエア式のベローズポンプからなり、前記ベローズポンプにおけるエア室にエアを供給するエア供給ライン、およびこのエア供給ラインに介設された開閉弁を更に備え、前記ベローズポンプには、前記ベローズが伸縮を行う際に当該ベローズの先端が所定箇所に到達したときにこのことを検出するセンサが設置されており、前記移動時間計測手段は、前記開閉弁が開状態とされてから、前記ベローズが所定箇所に到達したことを前記センサが検出するまでの時間を計測してこの時間を前記移動時間とすることが好ましい。または、前記ベローズポンプには、前記ベローズが伸縮を行う際に当該ベローズの先端が第１の所定箇所に到達したときにこのことを検出する第１のセンサおよび第２の所定箇所に到達したときにこのことを検出する第２のセンサがそれぞれ設置されており、前記移動時間計測手段は、前記ベローズの先端が第１の所定箇所に到達したことを前記第１のセンサが検出してから、当該ベローズの先端が第２の所定箇所に到達したことを前記第２のセンサが検出するまでの時間を計測してこの時間を前記移動時間とすることが好ましい。

本発明の処理システムによれば、処理液貯留槽において実際に処理液がなくなり、この処理液貯留槽から処理液を引き抜くためのラインに処理液が流れなくなった場合において、当該処理液貯留槽が空状態であることを自動的に判定することができ、このことにより、処理液貯留槽から引き抜かれた処理液を被処理体に供給するような処理工程において安全性や生産性の向上を図ることができる。

以下、図面を参照して本発明の一の実施の形態について説明する。図１乃至図４は、本発明による処理システムの一の実施の形態を示す図である。
このうち、図１は、本発明の一の実施形態における処理システムの構成を示す概略図であり、図２は、図１の処理システムにおけるベローズポンプの構成の詳細を示す構成図であり、図３は、図２に示すベローズポンプにおいてベローズが往復動作を行ったときの態様を示す構成図である。また、図４は、図１の処理システムにおいて図２、図３に示すベローズポンプを用いたときのポンプ駆動、第１および第２のセンサ、ならびにソレノイドのＯＮ−ＯＦＦ状態を示すタイミングチャートである。

まず、本実施の形態の処理システム１の全体構成について図１を用いて説明する。
図１に示すように、処理システム１は、処理液（洗浄液）を貯留する処理液貯留槽２０と、この処理液貯留槽２０から送られた処理液を用いて被処理体としての半導体ウエハ（以下、ウエハともいう。）Ｗの洗浄を行う基板洗浄装置６０と、を備えている。この処理システム１は、処理液貯留槽２０から処理液が送られるとともにこの処理液を処理液貯留槽２０に戻す処理液循環ライン２２と、処理液循環ライン２２の途中部分から分岐して設けられた処理液供給ライン６２とを備えている。以下、このような処理システム１の各構成要素について詳述する。

処理液貯留槽２０には、薬液供給ライン１４を介して薬液供給源１０が接続されており、この薬液供給源１０から所定濃度の薬液が処理液貯留槽２０に供給されるようになっている。また、当該処理液貯留槽２０には、純水供給ライン１６を介して純水供給源１２が接続されており、この純水供給源１２から純水が処理液貯留槽２０に供給されるようになっている。そして、処理液貯留槽２０に供給された薬液および純水は処理液循環ライン２２において循環されることにより混合させられるようになっている。

図１に示すように、処理液貯留槽２０には複数、例えば２つのレベルセンサ２０ａ、２０ｂが設置されている。これらのレベルセンサ２０ａ、２０ｂはそれぞれ制御ユニット５０に接続されている。下側のレベルセンサ２０ａは、処理液貯留槽２０に貯留された処理液の液面レベルが下限レベルに達したときにこのことを検出し、一方、上側のレベルセンサ２０ｂは、処理液貯留槽２０に貯留された処理液の液面レベルが上限レベルに達したときにこのことを検出するようになっている。なお、処理液循環ライン２２における処理液貯留槽２０からの引抜口は、下側のレベルセンサ２０ａよりも下方に配置されている。

ここで、レベルセンサ２０ａにより処理液貯留槽２０に貯留された処理液の液面レベルが下限レベルに達したことが検出されたときには、制御ユニット５０に検出信号を送信する。そして、薬液供給源１０や純水供給源１２から薬液や純水を処理液貯留槽２０に追加的に供給したり、あるいは図示しない警報機等により使用者に対して処理液貯留槽２０が空に近い状態であることを報知したりするようになっている。

処理液循環ライン２２には、当該処理液循環ライン２２における処理液の搬送を行うベローズポンプ３０、ベローズポンプ３０による処理液の脈動を抑えるためのダンパ２６、および処理液に対して加熱を行うヒータ２４が順に介設されている。ベローズポンプ３０は往復動ポンプ（往復動作により流体を送出するポンプ）の一種であり、処理液循環ライン２２において処理液の流れを生じさせる動力源となるものである。このベローズポンプ３０の動作は後述する制御ユニット５０により制御されるようになっている。なお、ベローズポンプ３０の構成の詳細については後述する。また、ヒータ２４よりも下流側の位置において処理液循環ライン２２は分岐し、一方の分岐路は再び処理液循環ライン２２に処理液を戻すようになっており、他方の分岐路は処理液供給ライン６２として基板洗浄装置６０に処理液を送るようになっている。この分岐箇所における処理液の流れの切り換えは、処理液循環ライン２２に介設された開閉弁２２ａおよび処理液供給ライン６２に介設された開閉弁６２ａの開閉動作により行われるようになっている。

また、前述のような分岐箇所の下流側において処理液循環ライン２２には処理液流速調整機構２８が介設されている。具体的には、処理液流速調整機構２８は、並列に設けられる２本のラインを有し、一方のラインには開閉弁２８ａが介設され、他方のラインには抵抗部２８ｂが介設されている。この抵抗部２８ｂは、例えば配管の径を処理液循環ライン２２の配管の径よりも大幅に小さくしたものである。ここで、開閉弁２８ａを開状態としたときには処理液は処理液流速調整機構２８において減速されることはなく、処理液循環ライン２２を循環する処理液の流速は通常の速度となる。一方、開閉弁２８ａを閉状態としたときには処理液は抵抗部２８ｂを通過することとなり、この抵抗部２８ｂにおける配管の径が大幅に小さくなっていることにより、処理液は処理液流速調整機構２８において大幅に減速され、処理液循環ライン２２を循環する処理液の流速が例えば１／１０となる。

基板洗浄装置６０のチャンバー内には、略円板形のウエハＷを略水平に保持するスピンチャック６４が設けられている。また、処理液循環ライン２２から分岐した処理液供給ライン６２は基板洗浄装置６０のチャンバー内まで延びており、その先端には、スピンチャック６４に保持されたウエハＷに対して洗浄液を吐出するための処理液吐出口（例えば洗浄ノズル）６６が設けられている。

次に、このような処理システム１におけるベローズポンプ３０および当該ベローズポンプ３０を制御する制御ユニット５０の構成の詳細について図２乃至図４を用いて説明する。

図２等に示すように、ベローズポンプ３０はシリンダ３２を有しており、このシリンダ３２内にはベローズ３４が配置されている。シリンダ３２の内部空間はエア室３３となっており、このエア室３３にはエア供給源４４から一定圧力のエアが供給されるようになっている。以下、このようなベローズポンプ３０および当該ベローズポンプ３０の制御を行う制御ユニット５０の各構成要素について詳述する。

図２等に示すように、処理液循環ライン２２におけるシリンダ３２への入口部分には逆止弁３６が設けられており、また当該処理液循環ライン２２におけるシリンダ３２からの出口部分にも逆止弁３８が設けられている。このことにより、ベローズポンプ３０のシリンダ３２の前後において処理液循環ライン２２を流れる処理液が逆流することを防止するようになっている。

ベローズ３４は、図２の左右方向に伸縮するようになっている。具体的には、図２はベローズ３４が伸長した状態を示し、図３はベローズ３４が収縮した状態を示している。このベローズ３４の伸縮動作は、当該ベローズ３４に隣接するエア室３３におけるエアの圧力を変更することにより行われるようになっている。

エア室３３にはエア供給源４４から一定圧力のエアが供給されるようになっている。このエア供給ライン４３には開閉弁４６が介設されており、当該開閉弁４６はソレノイド４７によりその開閉が駆動されるようになっている。一方、エア供給ライン４３は途中で分岐しており、この分岐ラインはエアの排出のために用いられるようになっている。この分岐ラインにも開閉弁４８が介設されており、当該開閉弁４８はソレノイド４９によりその開閉が駆動されるようになっている。ここで、開閉弁４６とソレノイド４７とにより、また開閉弁４８とソレノイド４９とにより、それぞれ電磁弁が構成されている。ソレノイド４７、４９はそれぞれ後述する制御ユニット５０の制御器５２に接続されており、この制御器５２により制御されるようになっている。

また、シリンダ３２には、ベローズ３４が伸長した状態、および収縮した状態をそれぞれ検出するためのエンドセンサ４０、４２が設けられている。これらのエンドセンサ４０、４２は例えば静電容量センサや光センサから構成されており、第１のエンドセンサ４０は、ベローズ３４が伸長する際に当該ベローズ３４の先端を検出したときにＯＮとなり、この状態からベローズ３４の先端を検出しなくなるとＯＦＦとなるようになっている。一方、第２のエンドセンサ４２は、ベローズ３４が収縮する際に当該ベローズ３４の先端を検出したときにＯＮとなり、この状態からベローズ３４の先端を検出しなくなるとＯＦＦとなるようになっている。

制御ユニット５０は、各エンドセンサ４０、４２から送られた信号に基づいてソレノイド４７、４９の駆動を制御する制御器５２と、ベローズ３４が往復動作を行う際の所定距離における移動時間を計測する移動時間計測器５３と、移動時間計測器５３により計測された移動時間に基づいて処理液貯留槽２０が空状態であるか否かを判定する判定器５４と、を有している。

制御器５２は、ソレノイド４７、４９に対して、ソレノイド４７により開閉弁４６を閉状態とさせるとともにソレノイド４９により開閉弁４８を開状態とさせるような第１の動作、およびソレノイド４７により開閉弁４６を開状態とさせるとともにソレノイド４９により開閉弁４８を閉状態とさせるような第２の動作を交互に行わせる。制御器５２による第１の動作により、エア室３３内へのエアの供給が開閉弁４６により阻止されるとともにエア室３３内のエアは開閉弁４８を経て排気されるので、当該エア室３３におけるエアの圧力は低くなり、図２に示すようにベローズ３４は伸長した状態となる。一方、制御器５２による第２の動作により、エア供給源４４から開閉弁４６を経てエア室３３にエアが供給されるとともに開閉弁４８が閉じられることによりエア室３３内のエアが排気されることはなくなるので、当該エア室３３におけるエアの圧力は高くなり、図３に示すようにベローズ３４は収縮した状態となる。

制御ユニット５０の移動時間計測器５３は、前述のようにベローズ３４が往復動作を行う際の所定距離における移動時間を計測するようになっている。具体的には、移動時間計測器５３は、図２に示すようなベローズ３４が伸長した状態にあるときにおいて制御器５２によりソレノイド４７が開閉弁４６を開状態とした時刻から、ベローズ３４が収縮してエンドセンサ４２がＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替わる時刻までの時間を計測するようになっている。

判定器５４は、前述のように移動時間計測器５３により計測された移動時間が、予め設定された設定時間よりも小さいか否かの判断を行う。ここで、計測された移動時間が設定時間よりも大きい場合には、判定器５４は、ベローズポンプ３０が処理液循環ライン２２における処理液の搬送を問題なく行っていると判定する。一方、計測された移動時間が設定時間よりも小さい場合には、判定器５４は、処理液貯留槽２０が空状態であると判定する。ここで、設定時間は例えば０．４秒とされる。

なお、判定器５４は、移動時間計測器５３による１回の計測により導き出された移動時間を用いる代わりに、移動時間計測器５３による複数回の計測による移動時間の平均値を用いるようになっていてもよい。

判定器５４において用いられる設定時間の設定方法は以下の通りである。すなわち、処理システム１の実際の稼動の前に、設定時間の設定を行うためのテスト運転を予め行う。具体的には、まず、ベローズポンプ３０に処理液が確実に供給されるような状態にして当該ベローズポンプ３０を駆動させ、この際に移動時間計測器５３により計測されたベローズ３４の移動時間を第１の時間とする。この第１の時間は例えば０．６秒となる。次に、ベローズポンプ３０に液体を何も供給しないような状態にして、すなわちベローズポンプ３０にエアが供給されるような状態にして当該ベローズポンプ３０を稼動させ、この際に移動時間計測器５３により計測されたベローズ３４の移動時間を第２の時間とする。この第２の時間は例えば０．３秒となる。そして、判定器５４で用いられる設定時間を、前述の第１の時間と第２の時間との間の時間となるよう、当該設定時間の設定を行う。このようにして、設定時間が例えば０．４秒に設定される。

なお、上述のような設定時間の設定動作において、処理液流速調整機構２８の開閉弁２８ａを閉状態にして処理システム１のテスト運転を行うことが好ましい。なぜならば、各エンドセンサ４０、４２の検出精度は各々例えば１／１０秒単位であるが、開閉弁２８ａを閉状態にすることにより処理液循環ライン２２における処理液の流速を例えば１／１０とし、この状態で移動時間計測器５３によりベローズ３４の移動時間を計測し、当該計測された移動時間を１０倍にして前述の第１の時間とすることにより、各エンドセンサ４０、４２の検出精度を相対的により細かくすることができるようになるので、この第１の時間をより精度良く算出することができるようになる。

次に、このような構成からなる本実施の形態の処理システム１の動作について説明する。

まず、薬液供給源１０から薬液を、純水供給源１２から純水をそれぞれ処理液貯留槽２０に供給することにより、この処理液貯留槽２０に薬液と純水との混合液（処理液）を貯留させる。

次に、開閉弁２２ａを開状態とするとともに開閉弁６２ａを閉状態とし、制御ユニット５０によりベローズポンプ３０を駆動させ、処理液循環ライン２２において処理液を循環させる。このことにより、処理液貯留槽２０内の薬液と純水との混合が促進される。この際に、処理液流速調整機構２８の開閉弁２８ａは開状態となっている。また、処理液循環ライン２２において循環させられる処理液はヒータ２４により加熱されることとなる。

一方、基板洗浄装置６０においてウエハＷの洗浄処理を行う際には、ベローズポンプ３０を駆動させた状態で開閉弁２２ａを閉状態とするとともに開閉弁６２ａを開状態とし、処理液供給ライン６２に処理液を供給する。このことにより、処理液供給ライン６２の先端にある処理液吐出口６６から、基板洗浄装置６０のスピンチャック６４により保持されたウエハＷの表面に処理液が吐出される。

ここで、ベローズポンプ３０の駆動方法について詳述すると、図３に示すようなベローズ３４が収縮状態にあるときにおいて、制御ユニット５０の制御器５２は、ソレノイド４７により開閉弁４６を閉状態とさせるとともにソレノイド４９により開閉弁４８を開状態とさせるような制御をソレノイド４７、４９に対してそれぞれ行う。このことにより、エア室３３からエアが開閉弁４８を経て排気され、ベローズ３４が図３に示すような収縮状態から伸長し、図２に示すような状態となる。このことにより、シリンダ３２の上流側の処理液循環ライン２２から当該シリンダ３２内に処理液が流入する。

一方、図２に示すようにベローズ３４が伸長状態にあり、シリンダ３２内に処理液が流入しているときにおいて、制御ユニット５０の制御器５２は、ソレノイド４７により開閉弁４６を開状態とさせるとともにソレノイド４９により開閉弁４８を閉状態とさせるような制御をソレノイド４７、４９に対してそれぞれ行う。このことにより、エア供給源４４からエアが開閉弁４６を経てエア室３３に供給され、ベローズ３４が図２に示すような伸長状態から収縮し、図３に示すような状態となる。このことにより、シリンダ３２内に流入していた処理液は下流側の処理液循環ライン２２に排出されることとなる。

このように、制御器５２は、ソレノイド４７、４９に対して、ソレノイド４７により開閉弁４６を閉状態とさせるとともにソレノイド４９により開閉弁４８を開状態とさせるような第１の動作、およびソレノイド４７により開閉弁４６を開状態とさせるとともにソレノイド４９により開閉弁４８を閉状態とさせるような第２の動作を交互に行わせる。このことにより、ベローズポンプ３０による処理液の搬送が行われる。

ベローズポンプ３０の駆動が行われる際に、移動時間計測器５３は、図２に示すようなベローズ３４が伸長した状態にあるときにおいて制御器５２によりソレノイド４７が開閉弁４６を開状態とした時刻から、またはソレノイド４７に対して開閉弁４６を開状態とする指令が出された時刻から、ベローズ３４が収縮して第２のエンドセンサ４２がＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替わる時刻までの時間を計測する。図４のタイミングチャートを用いてこの時間について具体的に説明する。なお、図４は、図１の処理システム１において図２、図３に示すベローズポンプ３０を用いたときのポンプ駆動、第１および第２のエンドセンサ４０、４２、ならびにソレノイド４７のＯＮ−ＯＦＦ状態を示すタイミングチャートである。移動時間計測器５３により計測される時間は、ソレノイド４７がＯＮ状態となり開閉弁４６を開状態とした時刻から、またはソレノイド４７に対して開閉弁４６を開状態とする指令が出された時刻から、第２のエンドセンサ４２がＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替わるまでの時間ａである。

処理液貯留槽２０に十分な量の処理液が貯留されており処理液循環ライン２２で十分な量の処理液が循環されるときには、このベローズ３４の移動時間は例えば０．６秒となる。

判定器５４は、移動時間計測器５３により計測された時間と、予め設定された設定時間との大小を比較する。ここで、判定器５４において予め設定された設定時間は前述のように０．４秒であるので、判定器５４は、移動時間計測器５３により計測された時間が設定時間よりも大きいと判断する。このことにより、判定器５４は、ベローズポンプ３０が処理液循環ライン２２における処理液の搬送を問題なく行っていると判定する。

これに対して、処理液供給ライン６２により大量の処理液を基板洗浄装置６０に送ることにより処理液貯留槽２０における処理液の貯留量が大きく減少する場合がある。この場合に、通常はレベルセンサ２０ａによって処理液貯留槽２０に貯留された処理液の液面レベルが下限レベルに達したことが検出され、処理液貯留槽２０に処理液が新たに供給される。しかしながら、処理液には薬液が含まれており、処理液貯留槽２０内において泡が発生するおそれがある。このような泡が処理液貯留槽２０内で大量に発生したときには、処理液の液面レベルが下限レベルに達してもレベルセンサ２０ａがこの泡を検出してしまうことにより、当該レベルセンサ２０ａにおいて処理液の液面レベルが下限レベルに達したことが検出されない場合がある。あるいは、レベルセンサ２０ａに故障が発生した際にも同様の問題が発生する。このような場合には、処理液貯留槽２０内で処理液がほとんどなくなることにより処理液循環ライン２２に処理液が流れることはなく、ベローズポンプ３０にはエアが流入することとなる。このようにベローズポンプ３０にエアが流入した場合は、処理液のような液体が流入した場合と比較してベローズ３４の往復移動速度が速くなり、移動時間計測器５３により計測されるベローズ３４の移動時間は短くなる。具体的には、処理液循環ライン２２に十分な量の処理液が流れないときには、移動時間計測器５３により計測されるベローズ３４の移動時間は例えば０．３秒となる。

この場合、判定器５４は、移動時間計測器５３により計測された時間が設定時間（０．４秒）よりも小さいと判断し、処理液貯留槽２０が空状態であると判定する。判定器５４により処理液貯留槽２０が空状態であると判定された場合には、制御器５２はソレノイド４７、４９の駆動を緊急停止させ、図示しない警報機やモニタ等により使用者に対して処理液貯留槽２０が空状態であることを報知する。

以上のように本実施の形態の処理システム１および処理方法によれば、ベローズポンプ３０が処理液貯留槽２０から処理液を引き抜く際に、このベローズポンプ３０のベローズ３４が往復動作を行う際の所定距離における移動時間を計測し、この移動時間が予め設定された設定時間よりも小さい場合には処理液貯留槽２０が空状態であると判定するようになっている。このことにより、処理液貯留槽２０において実際に処理液がなくなり、処理液循環ライン２２に処理液が循環しなくなった場合において、当該処理液貯留槽２０が空状態であることを自動的に判定することができるようになる。このため、処理液循環ライン２２に介設されたヒータ２４が空焚きを行うことや、処理液吐出口６６からウエハＷに吐出される処理液に不足が生じることによりロット不良が発生することを防止することができるようになり、処理システム１における安全性や生産性の向上を図ることができるようになる。

また、処理液に薬液が含まれるときには、処理液貯留槽２０内において泡が発生するおそれがある。このような泡が処理液貯留槽２０内で大量に発生したときには、処理液の液面レベルが下限レベルに達してもレベルセンサ２０ａがこの泡を検出してしまうことにより、当該レベルセンサ２０ａにおいて処理液の液面レベルが下限レベルに達したことが検出されない場合がある。しかしながら、この場合においても当該処理液貯留槽２０が空状態であることを自動的に判定することができる。

また、判定器５４における設定時間の事前の設定において、ベローズポンプ３０に処理液が供給されたときにおけるベローズ３４が往復動作を行う際の所定距離における移動時間（第１の時間）と、ベローズポンプ３０にエアが供給されたときにおけるベローズ３４が往復動作を行う際の所定距離における移動時間（第２の時間）との間の時間となるよう設定時間が設定されるようになっている。このため、判定器５４において実際の移動時間との比較の対象となる設定時間を適切な値とすることができる。

なお、本実施の形態による処理システム１は、上記の態様に限定されるものではなく、様々の変更を加えることができる。例えば、制御ユニット５０の移動時間計測器５３は、図２に示すようなベローズ３４が伸長した状態にあるときにおいて、エア供給源４４からエア室３３にエアを供給することによりベローズ３４が収縮して第１のエンドセンサ４０がＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替わる時刻から、第２のエンドセンサ４２がＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替わる時刻までの時間を計測し、この時間を所定距離における移動時間とするようになっていてもよい。すなわち、図４に示すようなタイミングチャートにおいて、矢印ｂで示されるような時間をベローズ３４の所定距離における移動時間としてもよい。この場合、判定器５４において予め設定される設定時間も適宜変更されることになる。

処理システム１の他の態様においては、制御ユニット５０の移動時間計測器５３は、ソレノイド４７がＯＦＦ状態となり開閉弁４６を閉状態とするとともにソレノイド４９がＯＮ状態となり開閉弁４８を開状態としてから、第１のエンドセンサ４０がＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替わる時刻までの時間を計測し、この時間を所定距離における移動時間とするようになっていてもよい。すなわち、図４に示すようなタイミングチャートにおいて、矢印ｂ´で示されるような時間をベローズ３４の所定距離における移動時間としてもよい。この場合も、判定器５４において予め設定される設定時間も適宜変更されることになる。

また、図１に示す処理システム１においては往復動ポンプとしてベローズポンプ３０を用いたが、往復動作により流体を送出するポンプであればベローズポンプ３０に限定されることはなく、空気圧シリンダ等の空気圧アクチュエータを用いたポンプやダイヤフラムを用いたポンプ等の他の種類のポンプを使用してもよい。また、本実施の形態による処理システム１は処理液貯留槽２０のレベルセンサ２０ａの故障時、検出ミスの際に使用されることとしたが、本発明によれば、処理液貯留槽２０内の処理液の液面レベルが下限レベルに達することを検出するためのセンサを、処理液貯留槽２０に設けることを省略することも可能となる。

処理システムの更に他の構成について図５および図６を用いて説明する。図５および図６に示す処理システムは、ベローズポンプにおいて一対のシリンダが対向して配置されており、各シリンダ内にベローズがそれぞれ配置されている点が異なるのみであり、他は実質的に図１乃至図４に示す処理システム１と同様の構成を有している。なお、図５は、ベローズポンプ等の他の構成の詳細を示す図であり、図６は、図５に示すベローズポンプを用いたときのポンプ駆動、第１および第２のセンサ、ならびにソレノイドのＯＮ−ＯＦＦ状態を示すタイミングチャートである。
このような変形例に係る処理システムにおいて、図１乃至図４に示す処理システム１と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

図５に示すように、ベローズポンプ３０ａは一対のシリンダ３２ａ、３２ｂを有しており、各シリンダ３２ａ、３２ｂ内にはベローズ３４ａ、３４ｂがそれぞれ配置されている。各シリンダ３２ａ、３２ｂの内部空間はそれぞれエア室３３ａ、３３ｂとなっており、これらのエア室３３ａ、３３ｂにはエア供給源４４ａからエアが供給されるようになっている。以下、このようなベローズポンプ３０ａおよび当該ベローズポンプ３０ａの制御を行う制御ユニット５０ａの各構成要素について詳述する。

各ベローズ３４ａ、３４ｂは、各々、図５の左右方向に伸縮するようになっている。ここで、各ベローズ３４ａ、３４ｂは連結部材（図示せず）により連結されており、一方のベローズ（例えばベローズ３４ａ）の伸長と他方のベローズ（例えばベローズ３４ｂ）の収縮とが同期するようになっている。これらのベローズ３４ａ、３４ｂの伸縮動作は、当該ベローズ３４ａ、３４ｂに隣接するエア室３３ａ、３３ｂにおけるエアの圧力を変更することにより行われるようになっている。

各エア室３３ａ、３３ｂにはエア供給源４４ａから一定圧力のエアが供給されるようになっている。エア供給源４４ａと各エア室３３ａ、３３ｂとを結ぶエア供給ライン４３ａにおいて、エア供給源４４ａの近傍には切換機構４５が設けられており、この切換機構４５からエア供給ライン４３ａが分岐してそれぞれ各エア室３３ａ、３３ｂに到達するようになっている。具体的には、切換機構４５が図５に示す白抜きの矢印方向（図５における左右方向）に往復移動することにより、エア室３３ａ、３３ｂのいずれか一方へのエアの供給ならびに他方のエア室３３ａ、３３ｂからのエアの排気が切り換えられるようになっている。更に詳細に説明すると、切換機構４５は例えば４ボード・２ポジション型の電磁弁からなり、シリンダ３２ａ内のエア室３３ａのエアを排気するとともにシリンダ３２ｂ内のエア室３３ｂにエアを供給する第１位置（図５に示す位置）と、シリンダ３２内のエア室３２ａにエアを供給するとともにシリンダ３２ｂ内のエア室３３ｂからエアを排気する第２位置との間で往復移動するようになっている。この切換機構４５における切換動作は制御ユニット５０ａの制御器５２ａにより制御されるようになっている。また、各エア室３３ａ、３３ｂにそれぞれ到達するような各エア供給ライン４３ａにおける切換機構４５の下流側において開閉弁４６ａ、４８ａが各々介設されている。これらの開閉弁４６ａ、４８ａはそれぞれソレノイド４７ａ、４９ａによりその開閉が駆動されるようになっている。ここで、各開閉弁４６ａ、４８ａとそれに対応する各ソレノイド４７ａ、４９ａとにより、それぞれ電磁弁が構成されている。ソレノイド４７ａ、４９ａはそれぞれ制御ユニット５０ａの制御器５２ａに接続されており、この制御器５２ａにより制御されるようになっている。

また、図５に示すように、各シリンダ３２ａ、３２ｂには、ベローズ３４ａが伸長した状態、およびベローズ３４ｂが伸長した状態を各々検出するためのエンドセンサ４０ａ、４２ａがそれぞれ設けられている。これらのエンドセンサ４０ａ、４２ａは例えば静電容量センサや光センサから構成されており、第１のエンドセンサ４０ａは、ベローズ３４ａが伸長する際に当該ベローズ３４ａの先端を検出したときにＯＮとなり、この状態からベローズ３４ａの先端を検出しなくなるとＯＦＦとなるようになっている。一方、第２のエンドセンサ４２ａは、ベローズ３４ｂが伸長する際に当該ベローズ３４ｂの先端を検出したときにＯＮとなり、この状態からベローズ３４ｂの先端を検出しなくなるとＯＦＦとなるようになっている。

制御ユニット５０ａは、エンドセンサ４０ａ、４２ａから送られた信号に基づいて切換機構４５およびソレノイド４７ａ、４９ａの駆動を制御する制御器５２ａと、ベローズ３４ａ、３４ｂが往復動作を行う際の所定距離における移動時間を計測する移動時間計測器５３ａと、移動時間計測器５３ａにより計測された移動時間に基づいて処理液貯留槽２０が空状態であるか否かを判定する判定器５４ａと、を有している。

制御器５２ａは、切換機構４５およびソレノイド４７ａ、４９ａに対して、エア供給源４４ａからエアをエア室３３ａに直接的に供給させるとともにエア室３３ｂからエアを排気するような第１の動作、エア供給源４４ａからエアをエア室３３ｂに直接的に供給させるとともにエア室３３ａからエアを排気するような第２の動作を交互に行わせる。制御器５２ａによる第１の動作（切換機構４５を、図５に示すような位置から更に左方に移動させる動作）により、エア室３３ａ内へのエアの供給が開閉弁４６ａを経て行われるとともにエア室３３ｂ内のエアは開閉弁４８ａを経て排気されるので、エア室３３ａにおけるエアの圧力が高くなり、ベローズ３４ｂが伸長するとともにベローズ３４ａが収縮した状態となる。一方、制御器５２ａによる第２の動作（切換機構４５を、図５に示すような位置に配置させる動作）により、エア供給源４４ａから開閉弁４８ａを経てエア室３３ｂにエアが供給されるとともにエア室３３ａ内のエアは開閉弁４６ａを経て排気されるので、エア室３３ｂにおけるエアの圧力は高くなり、ベローズ３４ａが伸長するとともにベローズ３４ｂが収縮した状態となる。

制御ユニット５０ａの移動時間計測器５３ａは、ベローズ３４ａ、３４ｂが同期して往復動作を行う際の所定距離における移動時間を計測するようになっている。具体的には、移動時間計測器５３ａは、図５に示すようなベローズ３４ａが伸長した状態にあるときにおいて、エア供給源４４ａからエアがエア室３３ａに供給されるよう制御器５２ａにより切換機構４５および各ソレノイド４７ａ、４９ａの駆動を行った時刻から、ベローズ３４ａが収縮するとともにベローズ３４ｂが伸長してエンドセンサ４２ａがＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替わる時刻までの時間を計測するようになっている。すなわち、図６に示すようなタイミングチャートにおいて、矢印ｃで示されるような時間がベローズ３４ａ、３４ｂの所定距離における移動時間として計測される。

判定器５４ａは、前述のように移動時間計測器５３ａにより計測された移動時間が、予め設定された設定時間よりも小さいか否かの判断を行う。ここで、計測された移動時間が設定時間よりも大きい場合には、判定器５４ａは、ベローズポンプ３０ａが処理液循環ライン２２における処理液の搬送を問題なく行っていると判定する。一方、計測された移動時間が設定時間よりも小さい場合には、判定器５４ａは、処理液貯留槽２０が空状態であると判定する。このような設定時間の設定方法は上述の図２に示すような判定器５４における場合と同様に行われる。

このようなベローズポンプ３０ａおよび制御ユニット５０ａを備えた処理システムによれば、図２に示すようなベローズポンプ３０および制御ユニット５０を備えた処理システム１と同様の作用効果を得ることができるとともに、更に、ベローズ３４ａ、３４ｂが交互に伸縮することにより、ベローズポンプ３０ａはほぼ連続的に処理液を搬送することができるようになる。

処理システムの更に他の構成としては、処理液貯留槽２０から処理液を引き抜きこの引き抜かれた処理液を再び処理液貯留槽２０に戻すような処理液循環ライン２２を用いる代わりに、図７に示すように処理液貯留槽２０に処理液引抜ライン２３の一端を接続させ、この処理液引抜ライン２３の他端を直接、基板洗浄装置６０の処理液吐出口６６に接続させてもよい。この場合、図７に示すように、処理液引抜ライン２３において上流側から順にベローズポンプ３０およびダンパ２６がそれぞれ介設されることとなる。ここで、ベローズポンプ３０および制御ユニット５０の構成は図２乃至図４に示すものと略同一となっている。また、図７に示すような処理システムにおいて、図１乃至図４に示す処理システム１と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

図７に示すような処理システムにおいても、ベローズポンプ３０が処理液貯留槽２０から処理液を引き抜く際に、このベローズポンプ３０のベローズ３４が往復動作を行う際の所定距離における移動時間を計測し、この移動時間が予め設定された設定時間よりも小さい場合には処理液貯留槽２０が空状態であると判定するようになっている。このことにより、処理液貯留槽２０において実際に処理液がなくなり、処理液引抜ライン２３に処理液が流れなくなった場合において、当該処理液貯留槽２０が空状態であることを自動的に判定することができるようになる。このため、処理液吐出口６６からウエハＷに吐出される処理液に不足が生じることによりロット不良が発生することを防止することができるようになり、処理システムにおける生産性の向上を図ることができるようになる。

本発明の一の実施形態における処理システムの構成を示す概略図である。 図１の処理システムにおけるベローズポンプの構成の詳細を示す構成図である。 図２に示すベローズポンプにおいてベローズが往復動作を行ったときの態様を示す構成図である。 図１の処理システムにおいて図２、図３に示すベローズポンプを用いたときのポンプ駆動、第１および第２のセンサ、ならびにソレノイドのＯＮ−ＯＦＦ状態を示すタイミングチャートである。 図１の処理システムにおけるベローズポンプ等の他の構成の詳細を示す構成図である。 図１の処理システムにおいて図５に示すベローズポンプを用いたときのポンプ駆動、第１および第２のセンサ、ならびにソレノイドのＯＮ−ＯＦＦ状態を示すタイミングチャートである。 本発明における他の処理システムの構成を示す概略図である。

符号の説明

１０ 薬液供給源
１２ 純水供給源
１４ 薬液供給ライン
１６ 純水供給ライン
２０ 処理液貯留槽
２０ａ、２０ｂ レベルセンサ
２２ 処理液循環ライン
２２ａ 開閉弁
２３ 処理液引抜ライン
２４ ヒータ
２６ ダンパ
２８ 処理液流速調整機構
２８ａ 開閉弁
２８ｂ 抵抗部
３０、３０ａ ベローズポンプ
３２、３２ａ、３２ｂ シリンダ
３３、３３ａ、３３ｂ エア室
３４、３４ａ、３４ｂ ベローズ
３６、３６ａ、３６ｂ 逆止弁
３８、３８ａ、３８ｂ 逆止弁
４０、４０ａ 第１のエンドセンサ
４２、４２ａ 第２のエンドセンサ
４３、４３ａ エア供給ライン
４４、４４ａ エア供給源
４５ 切換機構
４６、４６ａ 開閉弁
４７、４７ａ ソレノイド
４８、４８ａ 開閉弁
４９、４９ａ ソレノイド
５０、５０ａ 制御ユニット
５２、５２ａ 制御器
５３、５３ａ 移動時間計測器
５４、５４ａ 判定器
６０ 基板洗浄装置
６２ 処理液供給ライン
６２ａ 開閉弁
６４ スピンチャック
６６ 処理液吐出口

Claims (4)

1. 処理液を貯留する処理液貯留槽と、
   前記処理液貯留槽から処理液が送られるとともにこの処理液を前記処理液貯留槽に戻す処理液循環ラインと、
   前記処理液循環ラインに介設されるとともに往復部材を内蔵し、前記処理液循環ラインにおける処理液の搬送を当該往復部材の往復動作により行う往復動ポンプと、
   前記処理液循環ラインの途中部分から分岐して設けられた処理液供給ラインと、
   前記処理液供給ラインの先端に配設され、前記処理液循環ラインから送られた処理液を被処理体に対して吐出する処理液吐出口と、
   前記往復動ポンプにおける前記往復部材について、この往復部材が往復動作を行う際の所定距離における移動時間を計測する移動時間計測手段と、
   前記移動時間計測手段により計測された移動時間が予め設定された設定時間よりも小さい場合には前記処理液貯留槽が空状態であると判定する判定手段と、
   を備え、
   前記設定時間は、前記往復動ポンプに前記処理液が供給されたときにおける前記往復部材が往復動作を行う際の前記所定距離における移動時間と、前記往復動ポンプにエアが供給されたときにおける前記往復部材が往復動作を行う際の前記所定距離における移動時間との間の時間となるよう予め設定されており、
   前記処理液循環ラインには、当該処理液循環ラインにおける処理液の流速を選択的に低減させることができる処理液流速調整機構が介設されていることを特徴とする処理システム。
2. 前記処理液は薬液を含むことを特徴とする請求項１記載の処理システム。
3. 前記往復動ポンプは、前記往復部材がベローズでありこのベローズに隣接してエア室が設けられるようなエア式のベローズポンプからなり、
   前記ベローズポンプにおけるエア室にエアを供給するエア供給ライン、およびこのエア供給ラインに介設された開閉弁を更に備え、
   前記ベローズポンプには、前記ベローズが伸縮を行う際に当該ベローズの先端が所定箇所に到達したときにこのことを検出するセンサが設置されており、
   前記移動時間計測手段は、前記開閉弁が開状態とされてから、前記ベローズの先端が所定箇所に到達したことを前記センサが検出するまでの時間を計測してこの時間を前記移動時間とすることを特徴とする請求項１または２に記載の処理システム。
4. 前記往復動ポンプは、前記往復部材がベローズでありこのベローズに隣接してエア室が設けられるようなエア式のベローズポンプからなり、
   前記ベローズポンプにおけるエア室にエアを供給するエア供給ライン、およびこのエア供給ラインに介設された開閉弁を更に備え、
   前記ベローズポンプには、前記ベローズが伸縮を行う際に当該ベローズの先端が第１の所定箇所に到達したときにこのことを検出する第１のセンサおよび第２の所定箇所に到達したときにこのことを検出する第２のセンサがそれぞれ設置されており、
   前記移動時間計測手段は、前記ベローズの先端が第１の所定箇所に到達したことを前記第１のセンサが検出してから、当該ベローズの先端が第２の所定箇所に到達したことを前記第２のセンサが検出するまでの時間を計測してこの時間を前記移動時間とすることを特徴とする請求項１または２に記載の処理システム。

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