JPH11264756A - 液面検出器および液面検出方法、ならびに基板処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液面を任意に連続して精度良く検出すること
ができ、小型である液面検出器を提供すること。 【解決手段】 発光部８１から光ファイバー８４の内壁
に向けて光が射出され、光ファイバー８４の内壁で順次
反射しながら光ファイバー８４先端部の反射面８５に到
達され、この反射面８５で反射した後、光ファイバー８
４の内壁で順次反射しながら戻った反射光が受光部８２
により検知される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、タンク等内の液面
を検出する液面検出器および液面検出方法、ならびにそ
の液面検出器を用いた基板処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイスの製造プロセスにおける
フォトリソグラフィー工程のための塗布・現像処理シス
テムにおいては、半導体ウエハ（以下、「ウエハ」とい
う）を洗浄処理および疎水化処理した後、冷却ユニット
で冷却し、次いでレジスト塗布ユニットでウエハにレジ
スト液を塗布する。その後、加熱処理ユニットでプリベ
ーク処理し、冷却ユニットで冷却した後、インターフェ
ース部を介して露光装置に搬送し、そこで所定のパター
ンを露光する。露光後、再びインターフェース部を介し
てシステムに搬入し、加熱処理ユニットでポストエクス
ポージャーベーク処理を施し、その後、冷却ユニットで
冷却したウエハを現像処理ユニットで現像処理し、ウエ
ハに所定の回路パターンを形成する。

【０００３】上記のような各種処理ユニットにおいて
は、レジスト液、現像液、排液等の液体を貯留した各種
のタンクを用いており、このようなタンク内の液面を液
面検出センサーにより検出している。このような液面検
出センサーとしては、例えばフローティングセンサーを
用いたものや、光学センサーおよび光ファイバーを用い
たものが知られている。

【０００４】フローティングセンサーによりタンク内の
液面を検出する場合には、タンク内の液体にフロートを
浮かせておき、液面レベルに応じて変化するフロートの
傾斜角度をメカニカルに検出することにより、タンク内
の液面レベルを検出する。

【０００５】また、光学センサーおよび光ファイバーを
用いた液面検出センサーにより液面を検出する場合に
は、発光部および受光部を有するセンサー本体から延び
る光ファイバーを液体内に垂直に配置しておき、発光部
から射出された光を光ファイバーの先端部に導く。光フ
ァイバーの先端部が空気に触れる時と液体に触れる時と
では光の屈折率が異なり、液面レベルが高く光ファイバ
ーの先端部が液体中に浸っている場合には、光は光ファ
イバーの先端から液体中に放射されるのに対し、液面が
低下して光ファイバーの先端部が空気中に出た場合に
は、光は光ファイバーの先端で反射する。したがって、
その反射光を受光部で検知することにより液面レベルを
検出することができる。このような光学センサーおよび
光ファイバーを用いた液面検出センサーは、小型であ
り、液面を精度よく検出することができ、耐熱性もある
といった利点を有している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たフローティングセンサーの液面検出センサーにあって
は、液面レベルをフロートの傾斜角度の変化によりメカ
ニカルに検出しているため、何らかの原因によりフロー
トがタンク内に引っかた場合等には、液面レベルを正確
に検出することができないといった問題がある。また、
フロートは、液面に浮遊させる必要があるため、比較的
大きな容積が必要であり、タンク内での作業等の妨げと
なりやすい。

【０００７】また、光学センサーおよび光ファイバーを
用いた液面検出センサーにあっては、上述のような利点
がある反面、液面レベルが所定レベルになった時にの
み、反射光を検知するように構成されているため、液面
レベルが所定レベルに到達したか否かを検出する場合の
ように、一つの光センサーで、一つの液面レベルについ
てしか検出することができない。したがって、一つの光
センサーにより複数の液面を検出したいという最近の要
望に応えることができないといった問題がある。

【０００８】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであり、複数の液面を精度良く検出することがで
き、かつ小型化可能な液面検出器およびそのような液面
検出器を用いた基板処理装置を提供することを目的とす
る。また、複数の液面を精度良く検出することができる
液面検出方法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、第１発明は、容器に貯留した液体内に延在させた光
ファイバーに発光部から光を射出し、光ファイバーの先
端部で反射した反射光を受光部により検知して、容器内
の液面レベルを検出する液面検出器において、前記発光
部から光ファイバーの内壁に向けて光を射出し、光ファ
イバー内壁で順次反射させながら光ファイバーの先端部
に到達させ、この先端部で反射した後、光ファイバー内
壁で順次反射しながら戻った反射光を前記受光部により
検知することを特徴とする液面検出器を提供する。

【００１０】第２発明は、容器に貯留された液体の液面
レベルを検出するための液面検出器であって、光を射出
する発光部と、前記容器に貯留された液体内に延在さ
れ、前記発光部から射出した光を内壁で順次反射させな
がら先端部に到達させ、この先端部で反射した反射光を
内壁で順次反射させながら戻す光ファイバーと、前記光
ファイバーの内壁で反射しながら戻った反射光を検知す
る受光部とを具備することを特徴とする液面検出器を提
供する。

【００１１】第３発明は、第１発明または第２発明の液
面検出器において、予め求めた液面レベルと反射光の強
度との関係に基づいて、検出した反射光の強度から液面
レベルを演算する演算手段をさらに具備することを特徴
とする液面検出器を提供する。

【００１２】第４発明は、第１発明ないし第３発明のい
ずれかの液面検出器において、前記光ファイバーは、そ
の先端部に、光を反射する反射面を有していることを特
徴とする液面検出器を提供する。

【００１３】第５発明は、容器に貯留した液体内に延在
させた光ファイバーに発光部から光を射出し、光ファイ
バーの先端部で反射した反射光を受光部により検知し
て、容器内の液面レベルを検出する液面検出方法におい
て、前記発光部から光ファイバーの内壁に向けて光を射
出し、光ファイバー内壁で順次反射させながら光ファイ
バーの先端部に到達させ、この先端部で反射した後、光
ファイバー内壁で順次反射させながら戻った反射光を前
記受光部により検知することを特徴とする液面検出方法
を提供する。

【００１４】第６発明は、第５発明の液面検出方法にお
いて、予め求めた液面レベルと反射光の強度との関係に
基づいて、検出した反射光の強度から液面レベルを求め
ることを特徴とする液面検出方法を提供する。

【００１５】第７発明は、処理液用容器に貯留した処理
液を用いて、基板に所定の処理を行う処理部と、前記処
理液用容器に配置され、処理液用容器に貯留した処理液
の液面レベルを検出するための液面検出器とを具備し、
前記液面検出器は、光を射出する発光部と、前記処理液
用容器に貯留した処理液内に延在され、前記発光部から
射出した光を内壁で順次反射させながら先端部に到達さ
せ、この先端部で反射した反射光を内壁で順次反射させ
ながら戻す光ファイバーと、この光ファイバー内壁で反
射しながら戻った反射光を検知する受光部とを有するこ
とを特徴とする基板処理装置を提供する。

【００１６】第８発明は、液体により基板に所定の処理
を行った後、その排液を排液用容器内に貯留する処理部
と、前記排液用容器に配置され、排液用容器に貯留した
排液の液面レベルを検出するための液面検出器とを具備
し、前記液面検出器は、光を射出する発光部と、前記容
器に貯留した排液内に延在され、前記発光部から射出し
た光を内壁で順次反射させながら先端部に到達させ、こ
の先端部で反射した反射光を内壁で順次反射させながら
戻す光ファイバーと、前記光ファイバーの内壁で反射し
ながら戻った反射光を検知する受光部とを有することを
特徴とする基板処理装置を提供する。

【００１７】第９発明は、第７発明または第８発明の基
板処理装置において、前記液面検出器は、予め求めた液
面レベルと反射光の強度との関係に基づいて、検出した
反射光の強度から液面レベルを演算する演算手段を、さ
らに有することを特徴とする基板処理装置を提供する。

【００１８】第１０発明は、第７発明ないし第９発明の
いずれかの基板処理装置において、前記光ファイバー
は、その先端部に、光を反射する反射面を有しているこ
とを特徴とする基板処理装置を提供する。

【００１９】第１発明、第２発明および第５発明によれ
ば、発光部から光ファイバーの内壁に向けて光を射出
し、光ファイバー内壁で順次反射しながら光ファイバー
の先端部に到達させ、この先端部で反射した後、光ファ
イバー内壁で順次反射しながら戻った反射光を受光部に
より検知するようにしている。光ファイバーは、一般的
には、空気に触れる時と液体に触れる時とでは、その内
壁の屈折率が異なっているため、例えば液面レベルが順
次降下されるにつれて、液体中に浸っていた光ファイバ
ーの部位が液面に触れ、次いで、空気に触れると、この
光ファイバーの部位の内壁では、屈折率が変化し、この
屈折率の変化に対応して、光ファイバーの部位の内壁で
反射している反射光の強度が変化する。したがって、液
面レベルが変化すると、これに追随して、反射光の強度
が変化するため、この反射光の強度を検出することによ
り、任意の液面レベルを連続的に精度良く検出すること
ができる。これにより、複数の液面を精度良く検出する
ことができるし、液面レベルを連続的にモニターするこ
とも可能である。また、第１発明または第２発明に係る
液面検出器は、光ファイバーを利用しているため、小型
化が可能である。

【００２０】また、液面レベルと反射光の強度との間に
は一定の関係があるため、第３発明、第６発明および第
９発明によれば、この関係を予め求めておくことによ
り、反射光の強度から液面レベルを演算することができ
る。

【００２１】第４発明および第１０発明によれば、光フ
ァイバーの先端部に設けられた反射面により、発光部か
ら射出され内壁で反射して先端部に到達した光を反射す
ることができる。

【００２２】第７発明によれば、上記の液面検出器を基
板処理装置の処理液用容器内に設けているため、処理液
用容器の任意の液面レベルを連続的に精度良く検出する
ことができる。したがって、処理液用容器の複数の液面
レベルを精度良く検出することができるし、処理液用容
器の液面レベルを連続的にモニターすることも可能であ
る。

【００２３】第８発明によれば、上記の液面検出器を基
板処理装置の排液用容器内に設けているため、排液用容
器の任意の液面レベルを連続的に精度良く検出すること
ができる。したがって、排液用容器の複数の液面レベル
を精度良く検出することができるし、排液用容器の液面
レベルを連続的にモニターすることも可能である。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図に基
づいて説明する。図１ないし図３は、各々本発明の実施
の形態が採用された半導体ウエハ（以下、「ウエハ」と
いう）の塗布・現像処理システムの全体構成の図であっ
て、図１は平面、図２は正面、図３は背面を夫々示して
いる。

【００２５】この塗布・現像処理システム１は、図１に
示すように、被処理基板としてウエハＷをウエハカセッ
トＣＲで複数枚、例えば２５枚単位で外部からシステム
に搬入したり、あるいはシステムから搬出したり、ウエ
ハカセットＣＲに対してウエハＷを搬入・搬出したりす
るためのカセットステーション１０と、塗布現像工程の
中で１枚ずつウエハＷに所定の処理を施す枚葉式の各種
処理ユニットを所定位置に多段配置してなる処理ステー
ション１１と、この処理ステーション１１に隣接して設
けられる露光装置（図示せず）との間でウエハＷを受け
渡しするためのインターフェース部１２とを一体に接続
した構成を有している。

【００２６】前記カセットステーション１０では、図１
に示すように、カセット載置台２０上の位置決め突起２
０ａの位置に、複数個例えば４個までのウエハカセット
ＣＲが、夫々のウエハ出入口を処理ステーション１１側
に向けてＸ方向に一列に載置され、このカセット配列方
向（Ｘ方向）およびウエハカセットＣＲ内に収納された
ウエハのウエハ配列方向（Ｚ方向：垂直方向）に移動可
能なウエハ搬送体２１が各ウエハカセットＣＲに選択的
にアクセスするようになっている。

【００２７】さらにこのウエハ搬送体２１は、θ方向に
回転自在に構成されており、後述するように処理ステー
ション１１側の第３の処理ユニット群Ｇ₃の多段ユニッ
ト部に属するアライメントユニット（ＡＬＩＭ）および
イクステンションユニット（ＥＸＴ）にもアクセスでき
るようになっている。

【００２８】前記処理ステーション１１には、図１に示
すように、ウエハ搬送装置を備えた垂直搬送型の主ウエ
ハ搬送機構２２が設けられ、その周りに全ての処理ユニ
ットが１組または複数の組に亘って多段に配置されてい
る。

【００２９】主ウエハ搬送機構２２は、図３に示すよう
に、筒状支持体４９の内側に、ウエハ搬送装置４６を上
下方向（Ｚ方向）に昇降自在に装備している。筒状支持
体４９はモータ（図示せず）の回転軸に接続されてお
り、このモータの回転駆動力によって、前記回転軸を中
心としてウエハ搬送装置４６と一体に回転し、それによ
りこのウエハ搬送装置４６は、θ方向に回転自在となっ
ている。

【００３０】ウエハ搬送装置４６は、搬送基台４７の前
後方向に移動自在な複数本の保持部材４８を備え、これ
らの保持部材４８によって各処理ユニット間でのウエハ
Ｗの受け渡しを実現している。

【００３１】また、図１に示すように、この例では、５
つの処理ユニット群Ｇ₁、Ｇ₂、Ｇ₃、Ｇ₄、Ｇ₅が配置可
能な構成であり、第１および第２の処理ユニット群
Ｇ₁、Ｇ₂の多段ユニットは、システム正面（図１におい
て手前）側に配置され、第３の処理ユニット群Ｇ₃の多
段ユニットはカセットステーション１０に隣接して配置
され、第４の処理ユニット群Ｇ₄の多段ユニットはイン
ターフェース部１２に隣接して配置され、第５の処理ユ
ニット群Ｇ₅の多段ユニットは背面側に配置されること
が可能である。

【００３２】図２に示すように、第１の処理ユニット群
Ｇ₁では、カップＣＰ内でウエハＷをスピンチャックに
載せて所定の処理を行う２台のスピンナ型処理ユニッ
ト、例えばレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）および現像
処理ユニット（ＤＥＶ）が下から順に２段に重ねられて
いる。第２の処理ユニット群Ｇ₂でも、２台のスピンナ
型処理ユニット、例えばレジスト塗布ユニット（ＣＯ
Ｔ）および現像処理ユニット（ＤＥＶ）が下から順に２
段に重ねられている。これらレジスト塗布ユニット（Ｃ
ＯＴ）は、レジスト液の排液が機械的にもメンテナンス
の上でも面倒であることから、このように下段に配置す
るのが好ましい。しかし、必要に応じて適宜上段に配置
することももちろん可能である。

【００３３】図３に示すように、第３の処理ユニット群
Ｇ₃では、ウエハＷを載置台ＳＰに載せて所定の処理を
行うオーブン型の処理ユニット、例えば冷却処理を行う
クーリングユニット（ＣＯＬ）、レジストの定着性を高
めるためのいわゆる疎水化処理を行うアドヒージョンユ
ニット（ＡＤ）、位置合わせを行うアライメントユニッ
ト（ＡＬＩＭ）、イクステンションユニット（ＥＸ
Ｔ）、露光処理前の加熱処理を行うプリベーキングユニ
ット（ＰＲＥＢＡＫＥ）および露光処理後の加熱処理を
行うポストベーキングユニット（ＰＯＢＡＫＥ）が、下
から順に例えば８段に重ねられている。

【００３４】第４の処理ユニット群Ｇ₄でも、オーブン
型の処理ユニット、例えばクーリングユニット（ＣＯ
Ｌ）、イクステンション・クーリングユニット（ＥＸＴ
ＣＯＬ）、イクステンションユニット（ＥＸＴ）、クー
リングユニット（ＣＯＬ）、プリベーキングユニット
（ＰＲＥＢＡＫＥ）およびポストベーキングユニット
（ＰＯＢＡＫＥ）が下から順に、例えば８段に重ねられ
ている。

【００３５】このように処理温度の低いクーリングユニ
ット（ＣＯＬ）、イクステンション・クーリングユニッ
ト（ＥＸＴＣＯＬ）を下段に配置し、処理温度の高いベ
ーキングユニット（ＰＲＥＢＡＫＥ）、ポストベーキン
グユニット（ＰＯＢＡＫＥ）およびアドヒージョンユニ
ット（ＡＤ）を上段に配置することで、ユニット間の熱
的な相互干渉を少なくすることができる。もちろん、ラ
ンダムな多段配置としてもよい。

【００３６】前記インターフェース部１２は、図１に示
すように、奥行方向（Ｘ方向）については、前記処理ス
テーション１１と同じ寸法を有するが、幅方向について
はより小さなサイズに設定されている。そしてこのイン
ターフェース部１２の正面部には、可搬性のピックアッ
プカセットＣＲと、定置型のバッファカセットＢＲが２
段に配置され、他方、背面部には周辺露光装置２３が配
置され、さらに、中央部には、ウエハ搬送体２４が設け
られている。このウエハ搬送体２４は、Ｘ方向、Ｚ方向
に移動して両カセットＣＲ、ＢＲおよび周辺露光装置２
３にアクセスするようになっている。前記ウエハ搬送体
２４は、θ方向にも回転自在となるように構成されてお
り、前記処理ステーション１１側の第４の処理ユニット
群Ｇ４の多段ユニットに属するイクステンションユニッ
ト（ＥＸＴ）や、さらには隣接する露光装置側のウエハ
受け渡し台（図示せず）にもアクセスできるようになっ
ている。

【００３７】また前記塗布・現像処理システム１では、
図１に示すように、記述の如く主ウエハ搬送機構２２の
背面側にも破線で示した第５の処理ユニット群Ｇ₅の多
段ユニットが配置できるようになっているが、この第５
の処理ユニット群Ｇ₅の多段ユニットは、案内レール２
５に沿って主ウエハ搬送機構２２からみて、側方へシフ
トできるように構成されている。したがって、この第５
の処理ユニット群Ｇ₅の多段ユニットを図示の如く設け
た場合でも、前記案内レール２５に沿ってスライドする
ことにより、空間部が確保されるので、主ウエハ搬送機
構２２に対して背後からメンテナンス作業が容易に行え
る。

【００３８】次に、本実施形態における現像処理ユニッ
ト（ＤＥＶ）について説明する。図４および図５は、現
像処理ユニット（ＤＥＶ）の全体構成を示す略断面図お
よび略平面図である。

【００３９】この現像処理ユニット（ＤＥＶ）の中央部
には環状のカップＣＰが配置され、カップＣＰの内側に
はスピンチャック５２が配置されている。スピンチャッ
ク５２は真空吸着によってウエハＷを固定保持した状態
で駆動モータ５４によって回転駆動される。駆動モータ
５４は、ユニット底板５０の開口に昇降移動可能に配置
され、たとえばアルミニウムからなるキャップ状のフラ
ンジ部材５８を介してたとえばエアシリンダからなる昇
降駆動手段６０および昇降ガイド手段６２と結合されて
いる。駆動モータ５４の側面にはたとえばＳＵＳからな
る筒状の冷却ジャケット６４が取り付けられ、フランジ
部材５８は、この冷却ジャケット６４の上半部を覆うよ
うに取り付けられている。

【００４０】現像液塗布時、フランジ部材５８の下端
は、ユニット底板５０の開口の外周付近でユニット底板
５０に密着し、これによりユニット内部が密閉される。
スピンチャック５２と主ウエハ搬送機構２２との間でウ
エハＷの受け渡しが行われる時は、昇降駆動手段６０が
駆動モータ５４ないしスピンチャック５２を上方へ持ち
上げることでフランジ部材５８の下端がユニット底板５
０から浮くようになっている。

【００４１】ウエハＷの表面に現像液を供給するための
現像液供給ノズル６６は、現像液供給管６８を介して図
示しない現像液供給部に接続されている。この現像液供
給ノズル６６はノズルスキャンアーム７０の先端部にノ
ズル保持体７６を介して着脱可能に取り付けられてい
る。このスキャンアーム７０は、ユニット底板５０の上
に一方向（Ｙ方向）に敷設されたガイドレール７２上で
水平移動可能な垂直支持部材７４の上端部に取り付けら
れており、図示しないＹ方向駆動機構によって垂直支持
部材７４と一体にＹ方向に移動するようになっている。

【００４２】この現像液供給ノズル６６は、図５に示す
ように、ウエハＷの径方向に直線状に延ばされており、
現像液を帯状に噴霧するようになっている。これによ
り、現像液の塗布の際には、現像液供給ノズル６６から
現像液が帯状に噴霧されながら、ウエハＷが例えば１回
転されることにより、現像液がウエハＷ全面に塗布され
る。この現像液供給ノズル６６は、複数のノズルが並列
されたものであってもよく、スリットノズルのようなも
のであってもよい。なお、現像液供給ノズル６６は、こ
れらに限定されるものではなく、他のタイプのものであ
ってもよい。また、洗浄液を吐出するためのリンスノズ
ル７８が設けられ、このリンスノズル７８は、ガイドレ
ール７２上をＹ方向に移動自在に設けられたノズルスキ
ャンアーム７９の先端に取り付けられている。これによ
り、現像液による現像処理の終了後、ウエハＷ上に移動
して、洗浄液をウエハＷに吐出するようになっている。

【００４３】次に、現像処理ユニット（ＤＥＶ）におけ
る現像処理の動作を説明する。所定のパターンが露光さ
れポストエクスポージャーベーク処理および冷却処理さ
れたウエハＷが、主ウエハ搬送機構２２によってカップ
ＣＰの真上まで搬送され、昇降駆動手段６０によって上
昇されたスピンチャック５２に真空吸着される。次い
で、現像液供給ノズル６６がウエハＷの上方に移動し、
この現像液供給ノズル６６から現像液が帯状に噴霧され
ながら、ウエハＷが例えば１回転されることにより、現
像液がウエハＷ全面に例えば１ｍｍの厚みになるように
塗布される。その後、ウエハＷがスピンチャック５２に
より比較的低速で回転され、現像液が撹拌され、現像処
理される。現像処理が終了すると、現像液供給ノズル６
６および撹拌部材１０６が退避位置に移動される。

【００４４】次いで、ウエハＷがスピンチャック５２に
より回転されて現像液が振り切って捨てられる。その
後、リンスノズル７８がウエハＷの上方に移動され、リ
ンスノズル７８から洗浄液が吐出されてウエハＷ上に残
存する現像液が洗い流される。次いで、スピンチャック
５２が高速で回転され、ウエハＷ上に残存する現像液お
よび洗浄液が吹き飛ばされてウエハＷが乾燥される。こ
れにより、一連の現像処理が終了する。

【００４５】次に、本発明の実施の形態に係る液面検出
センサーを図６ないし図８を参照しつつ説明する。図６
は、本発明の実施の形態に係る液面検出センサーの断面
図であり、図７は、図６に示した液面検出センサーを装
着した現像液供給タンクの断面図であり、図８は、図６
に示した液面検出センサーを夫々装着した二つの排液タ
ンクの断面図である。

【００４６】図４に示した現像処理ユニット（ＤＥＶ）
においては、ウエハＷの表面に現像液を供給するための
現像液供給ノズル６６は、現像液供給管６８を介して、
図７に示すような現像液供給タンク９１に接続されてお
り、環状のカップＣＰの下方に設けられて排液を排出す
るためのドレン通路６５は、図８に示すような排液用タ
ンク９２に接続されている。

【００４７】本実施の形態に係る液面検出センサー８０
には、図６に示すように、光を射出するための発光部８
１と光を受けて検知するための受光部８２とを有するセ
ンサー本体８３が設けられている。このセンサー本体８
３から光ファイバー８４が延在されており、この先端部
には、反射面８５が設けられている。この光ファイバー
８４は、例えば−４０℃〜＋２００℃の耐熱性を有して
いる。

【００４８】この液面検出センサー８０では、発光部８
１から光ファイバー８４のの内壁に向けて光が射出さ
れ、光ファイバー８４の内壁で順次反射されて、光ファ
イバー８４の先端部の反射面８５に到達される。この反
射面８５で反射された反射光は、光ファイバー８４の内
壁で順次反射して戻されて、受光部８２により検知され
る。

【００４９】光ファイバー８４は、一般的には、空気に
触れる時と液体に触れる時とでは、光ファイバー８４の
内壁の屈折率が異なっている。そのため、例えば液面レ
ベルが順次降下される場合について説明すると、液面レ
ベルが順次降下されるにつれて、液体中に浸っていた光
ファイバー８４の部位が液面に触れ、次いで、空気に触
れると、光ファイバー８４の部位の内壁では、屈折率が
変化し、この屈折率の変化に対応して、光ファイバー８
４の部位の内壁で反射した反射光の強度が変化する。

【００５０】このように、液面レベルが変化すると、こ
れに追随して反射光の強度が変化するため、この反射光
の強度を受光部８２により検知することにより、任意の
液面レベルを連続してアナログ的に検出することができ
る。

【００５１】この場合に、この液面レベルと反射光の強
度との関係には、一定の関係があるため、この関係を予
めキャリブレーションして、その結果をメモリー８６に
記憶させておき、そのキャリブレーション結果に基づい
て、受光部８２で検知された反射光の強度から、ＣＰＵ
等の演算部８７により液面レベルを演算することができ
る。

【００５２】この際、反射光強度の変化は、液面レベル
の変化に対応したナログ値として検出されるため、検知
信号はＡ／Ｄ変換された後、レベル分割されて、演算部
８７により演算される。そして、演算部８７からの液面
レベル信号は、各種処理ユニットのユニットコントロー
ラに入力される。

【００５３】図７に示すように、現像液供給タンク９０
には、現像液供給ノズル６６に接続された現像液供給管
６８が接続されており、この現像液供給管６８は、途中
にポンプ８８を有しているとともに、現像液供給タンク
９０内に挿入されている。これにより、ポンプ８８が駆
動されて、現像液供給タンク９０内の現像液が現像液供
給管６８を介して現像液供給ノズル６６に給送されるよ
うになっている。また、現像液を現像液供給タンク９０
内に導入するための導入管８９が設けられている。

【００５４】この現像液供給タンク９１に、上述した液
面検出センサー８０が装着されている。そのため、例え
ば、現像液供給管６８により現像液が給送されて、現像
液供給タンク９０内に残存した現像液が少なくなってく
ると、液面検出センサー８０により、低位の液面レベル
（Ｌ）が検出される。また、導入管８７により導入され
た現像液で現像液供給タンク９１内が満杯近くなってく
ると、液面検出センサー８０により、高位の液面レベル
（Ｈ）が検出される。このように、本実施の形態では、
一つの液面検出センサーにより、複数箇所の液面レベル
を検出することができる。

【００５５】また、本実施の形態では、液面検出センサ
ー８０は、液面に応じて検知する光強度が変化するた
め、任意の液面レベルを検出することができ、しかも連
続して検出することができるため、予め定めた液面レベ
ル（Ｌ，Ｈ）だけでなく、常時液面レベルをモニターす
ることもできる。これら検出された液面レベルの信号
は、現像処理ユニット（ＤＥＶ）のユニットコントロー
ラに送られ、この信号に基づいて、現像液供給タンク９
０への現像液の供給が制御される。

【００５６】さらに、この液面検出センサー８０は、光
ファイバー８４を利用していることから、小型であり、
耐熱性を有するため、現像液供給タンク９１での装着等
に関し、極めて操作性が良好である。

【００５７】なお、図７に示した例では、現像液供給タ
ンク９０は、一つしか設けられていないが、二つの現像
液供給タンク９０を設け、現像液供給管６８の途中に三
方弁等の切換弁を設け、一方のタンク９０の現像液が空
になった場合に、他方のタンク９０から現像液が供給さ
れるように構成されていてもよい。

【００５８】次に、排液系について説明すると、図８に
示すように、排液を排出するためのドレン通路６５に
は、三方切換弁８８が設けられ、この三方切換弁８８か
ら二つの排液用タンク９２に、二つの排出管９１が接続
されている。二つの排液用タンク９２には、それぞれ、
液面検出センサー８０が装着されている。

【００５９】したがって、ドレン通路６５から三方弁８
８および排出管８９を介して、一方の排液用タンク９２
に排液が導入され、この排液用タンク９２が満杯近くに
なると、液面検出センサー８０により高位の液面レベル
（Ｈ）が検出され、この高位の液面レベル（Ｈ）の信号
は、現像処理ユニット（ＤＥＶ）のユニットコントロー
ラに送られる。これにより、タンク切換の警報等がなさ
れるとともに、三方切換弁８８が切換られて、排液は、
他方の排液用タンク９２に導入される。また、液面レベ
ルがさらに高位の液面レベル（ＨＨ）になった時、この
液面レベル（ＨＨ）が検出されて、排液用タンク９２が
略満杯であるとの警報等が発せられるように構成されて
いてもよい。

【００６０】また、この場合にも、液面検出センサー８
０は、液面レベルを任意に連続して検出できるため、所
定の液面レベル（Ｈ，ＨＨ）だけでなく、常時液面レベ
ルをモニターすることもできる。

【００６１】なお、本発明は上記実施の形態に限定され
ず、種々の変形が可能である。例えば、上記実施の形態
では、液面検出器（センサー）は、現像処理ユニットに
適用されているが、これに限定されず、塗布処理ユニッ
ト等の他の基板処理装置であってもよい。さらに、上記
実施の形態では、半導体ウエハ用の塗布・現像処理シス
テムについて説明したが、半導体ウエハ以外の他の被処
理基板、例えばＬＣＤ基板用の塗布・現像処理システム
にも本発明を適用できる。さらにまた、本発明の液面検
出器は基板処理装置以外に適用することもできる。

【００６２】

【発明の効果】以上説明したように、第１発明、第２発
明および第５発明によれば、発光部から光ファイバーの
内壁に向けて光を射出し、光ファイバー内壁で順次反射
しながら光ファイバーの先端部に到達させ、この先端部
で反射した後、光ファイバー内壁で順次反射しながら戻
った反射光を受光部により検知するようにしており、空
気に触れる時と液体に触れる時とにおける光ファイバー
の内壁の屈折率が異なることを利用し、液面レベルが変
化した際の反射光の強度を検出することにより、任意の
液面レベルを連続的に精度良く検出することができる。
したがって、複数の液面を精度良く検出することができ
るし、湯面レベルを連続的にモニターすることも可能で
ある。また、第１発明または第２発明に係る液面検出器
は、光ファイバーを利用しているため、小型化が可能で
ある。

【００６３】第３発明、第６発明および第９発明によれ
ば、液面レベルと反射光の強度との関係を予め求めてお
くことにより、反射光の強度から液面レベルを容易に演
算することができる。

【００６４】第７発明によれば、上記の液面検出器を基
板処理装置の処理液用容器内に設けているため、処理液
用容器内の任意の液面レベルを連続的に精度良く検出す
ることができる。したがって、処理液用容器内の複数の
液面レベルを精度良く検出することができるし、処理液
用容器内の湯面レベルを連続的にモニターすることも可
能である。

【００６５】第８発明によれば、上記の液面検出器を基
板処理装置の排液用容器内に設けているため、排液用容
器内の任意の液面レベルを連続的に精度良く検出するこ
とができる。したがって、排液用容器内の複数の液面レ
ベルを精度良く検出することができるし、排液用容器内
の湯面レベルを連続的にモニターすることも可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態である半導体ウエハの塗
布現像処理システムの全体構成の平面図。

【図２】図１に示す塗布現像処理システムの正面図。

【図３】図１に示す塗布現像処理システムの背面図。

【図４】図１に示した塗布現像処理システムに装着した
現像処理ユニットの全体構成の断面図。

【図５】図４に示した現像処理ユニットの平面図。

【図６】本発明の実施の形態に係る液面検出器（センサ
ー）の断面図である。

【図７】図６に示した液面検出センサーを装着した処理
液用タンクの断面図である。

【図８】図６に示した液面検出センサーを夫々装着した
二つの排液用タンクの断面図である。

【符号の説明】

６５；ドレン通路 ６８；現像液供給管 ８０；液面検出器（センサー） ８１；発光部 ８２；受光部 ８３；センサー本体 ８４；光ファイバー ８５；反射面 ８６；ポンプ ８７；導入管 ８８；三方切換弁 ８９；排出管 ９１；現像液供給タンク（処理液用容器） ９２；排液用タンク（排液用容器）

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 容器に貯留した液体内に延在させた光フ
   ァイバーに発光部から光を射出し、光ファイバーの先端
   部で反射した反射光を受光部により検知して、容器内の
   液面レベルを検出する液面検出器において、 前記発光部から光ファイバーの内壁に向けて光を射出
   し、光ファイバー内壁で順次反射させながら光ファイバ
   ーの先端部に到達させ、この先端部で反射した後、光フ
   ァイバー内壁で順次反射しながら戻った反射光を前記受
   光部により検知することを特徴とする液面検出器。
2. 【請求項２】 容器に貯留された液体の液面レベルを検
   出するための液面検出器であって、 光を射出する発光部と、 前記容器に貯留された液体内に延在され、前記発光部か
   ら射出した光を内壁で順次反射させながら先端部に到達
   させ、この先端部で反射した反射光を内壁で順次反射さ
   せながら戻す光ファイバーと、 前記光ファイバーの内壁で反射しながら戻った反射光を
   検知する受光部とを具備することを特徴とする液面検出
   器。
3. 【請求項３】 予め求めた液面レベルと反射光の強度と
   の関係に基づいて、検出した反射光の強度から液面レベ
   ルを演算する演算手段をさらに具備することを特徴とす
   る請求項１または請求項２に記載の液面検出器。
4. 【請求項４】 前記光ファイバーは、その先端部に、光
   を反射する反射面を有していることを特徴とする請求項
   １ないし請求項３のいずれか１項に記載の液面検出器。
5. 【請求項５】 容器に貯留した液体内に延在させた光フ
   ァイバーに発光部から光を射出し、光ファイバーの先端
   部で反射した反射光を受光部により検知して、容器内の
   液面レベルを検出する液面検出方法において、 前記発光部から光ファイバーの内壁に向けて光を射出
   し、光ファイバー内壁で順次反射させながら光ファイバ
   ーの先端部に到達させ、この先端部で反射した後、光フ
   ァイバー内壁で順次反射させながら戻った反射光を前記
   受光部により検知することを特徴とする液面検出方法。
6. 【請求項６】 予め求めた液面レベルと反射光の強度と
   の関係に基づいて、検出した反射光の強度から液面レベ
   ルを求めることを特徴とする請求項５に記載の液面検出
   方法。
7. 【請求項７】 処理液用容器に貯留した処理液を用い
   て、基板に所定の処理を行う処理部と、 前記処理液用容器に配置され、処理液用容器に貯留した
   処理液の液面レベルを検出するための液面検出器とを具
   備し、 前記液面検出器は、 光を射出する発光部と、 前記処理液用容器に貯留した処理液内に延在され、前記
   発光部から射出した光を内壁で順次反射させながら先端
   部に到達させ、この先端部で反射した反射光を内壁で順
   次反射させながら戻す光ファイバーと、 この光ファイバー内壁で反射しながら戻った反射光を検
   知する受光部とを有することを特徴とする基板処理装
   置。
8. 【請求項８】 液体により基板に所定の処理を行った
   後、その排液を排液用容器内に貯留する処理部と、 前記排液用容器に配置され、排液用容器に貯留した排液
   の液面レベルを検出するための液面検出器とを具備し、 前記液面検出器は、 光を射出する発光部と、 前記容器に貯留した排液内に延在され、前記発光部から
   射出した光を内壁で順次反射させながら先端部に到達さ
   せ、この先端部で反射した反射光を内壁で順次反射させ
   ながら戻す光ファイバーと、 前記光ファイバーの内壁で反射しながら戻った反射光を
   検知する受光部とを有することを特徴とする基板処理装
   置。
9. 【請求項９】 前記液面検出器は、予め求めた液面レベ
   ルと反射光の強度との関係に基づいて、検出した反射光
   の強度から液面レベルを演算する演算手段を、さらに有
   することを特徴とする請求項７または請求項８に記載の
   基板処理装置。
10. 【請求項１０】 前記光ファイバーは、その先端部に、
    光を反射する反射面を有していることを特徴とする請求
    項７ないし請求項９のいずれか１項に記載の基板処理装
    置。