(57)【要約】【課題】溶液中に含まれる気泡の影響を受けないように液体をサンプリングすることができるサンプリングチューブ及びサンプリング方法並びにそのサンプリングチューブを利用した洗浄装置及び洗浄方法を提供すること。【解決手段】液体中に浸漬して液体２をサンプリングするサンプリングチューブであって、内側に設けたサンプリング用内管３を、底部が閉止されており、かつ液体が流入する流入口を設けたサンプリング用外管１０で取り囲んで複合管構造とした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体中に浸漬して該液体をサンプリングするサンプリングチューブであって、
該液体を吸引するためのサンプリング用内管を、底部が閉止されており、かつ該液体が流入する流入口を設けたサンプリング用外管で取り囲んで複合管構造としたことを特徴とする、サンプリングチューブ。
【請求項２】
前記サンプリング用外管は、前記液体の液面レベルよりも上方まで延在する長さを有し、かつ該液面レベルよりも下方の壁面に前記液体の前記流入口を設けたことを特徴とする、請求項１に記載のサンプリングチューブ。
【請求項３】
前記サンプリング用外管は、前記液体の液面レベルの下方まで延在する長さを有し、前記液体の前記流入口は該サンプリング用外管の上端面であることを特徴とする、請求項１に記載のサンプリングチューブ。
【請求項４】
前記サンプリング用外管の前記流入口は、前記サンプリング用内管の液体吸入口よりも少なくとも５０ｍｍ上方に配置されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一に記載のサンプリングチューブ。
【請求項５】
前記サンプリング用外管は、少なくとも２つであることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一に記載のサンプリングチューブ。
【請求項６】
液体中に浸漬して該液体をサンプリングするサンプリング方法であって、
該液体を吸引するためのサンプリング用内管を、底部が閉止されており、かつ液体が流入する流入口を設けたサンプリング用外管で取り囲んで複合管構造としたサンプリングチューブを用いることを特徴とする、サンプリング方法。
【請求項７】
前記サンプリング用外管は、前記液体の液面レベルよりも上方まで延在する長さを有し、かつ該液面レベルよりも下方の壁面に前記液体の前記流入口を設けたことを特徴とする、請求項６に記載のサンプリング方法。
【請求項８】
前記サンプリング用外管は、前記液体の液面レベルの下方まで延在する長さを有し、前記液体の前記流入口は該サンプリング用外管の上端面であることを特徴とする、請求項６に記載のサンプリング方法。
【請求項９】
前記サンプリング用外管の前記流入口は、前記サンプリング用内管の液体吸入口よりも少なくとも５０ｍｍ上方に配置されていることを特徴とする、請求項６〜８のいずれか一に記載のサンプリング方法。
【請求項１０】
前記サンプリング用外管は、少なくとも２つであることを特徴とする、請求項６〜９のいずれか一に記載のサンプリング方法。
【請求項１１】
洗浄液中の物質濃度を常時サンプリング、測定しつつ物品の洗浄を行う洗浄装置であって、請求項１〜５のいずれか一に記載のサンプリングチューブを用いて該洗浄液のサンプリングを行うことを特徴とする、洗浄装置。
【請求項１２】
洗浄液中の物質濃度を常時サンプリング、測定しつつ物品の洗浄を行う洗浄方法であって、請求項６〜１０のいずれか一に記載のサンプリング方法を用いて該洗浄液のサンプリングを行うことを特徴とする、洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体のサンプリングチューブ及びサンプリング方法並びにそのサンプリングチューブを利用した洗浄装置及び洗浄方法に関し、特に、薬品濃度を常時管理する必要がある薬液のサンプリングのためのサンプリングチューブ及びサンプリング方法並びにそのサンプリングチューブを利用した洗浄装置及び洗浄方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体基板（以下「ウェーハ」という。）を製造する工程の１つに、濃度が管理された混合薬液でウェーハを洗浄する工程がある。洗浄に使用する薬液は、処理槽内から薬液をサンプリングし、自動濃度測定器で測定を行い、測定結果をフィードバックして薬液濃度維持管理をしている。薬液濃度を維持するために、洗浄用試薬のフィードバック補充が必要となるからである。
【０００３】
このように洗浄液をサンプリングして洗浄液中の含有物を測定しつつ、洗浄を行う装置の１例が特許文献１に開示されている。また、洗浄液中の気泡の量を測定して超音波の発振出力を制御する超音波洗浄システムが特許文献２に開示されている。また、特許文献３には、配管内に混入した気泡を除去する装置が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２１５００２号公報
【特許文献２】特開２００７−３２６０８８号公報
【特許文献３】特開２０００−１２６５０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
薬液をサンプリングする時、液中に気泡が混入しているため、気泡が混入したままの液を直接測定すると、例えば液を透過した光量を測定する原理の濃度測定器等では、薬液濃度を正確に測定できない場合がある。そのため、測定結果に基づいて試薬をフィードバック補充するシステムにおいては、濃度維持が不安定となったり、異常な濃度範囲であっても正常と判断されて洗浄が不十分となる可能性がある。
【０００６】
特許文献１又は２に記載の装置又は方法には、分析装置が液中の気泡の影響を受けないようにする方法は開示されていない。特許文献３に記載の装置では、気泡の浮力による気泡分離が開示されているが、微小気泡はメッシュによりトラップすることとしており、このようなメッシュは目詰まり等による清掃、交換が必要となる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の視点において、液体中に浸漬して液体をサンプリングする、本発明に係るサンプリングチューブは、液体を吸引するためのサンプリング用内管を、底部が閉止されており、かつ液体が流入する流入口を設けたサンプリング用外管で取り囲んで複合管構造としたことを特徴とする。
【０００８】
第２の視点において、液体中に浸漬して液体をサンプリングする、本発明に係るサンプリング方法は、液体を吸引するためのサンプリング用内管を、底部が閉止されており、かつ液体が流入する流入口を設けたサンプリング用外管で取り囲んで複合管構造としたサンプリングチューブを用いることを特徴とする。
【０００９】
第３の視点において、洗浄液中の物質濃度を常時サンプリング、測定しつつ物品の洗浄を行う本発明に係る洗浄装置は、上記のいずれか一に記載のサンプリングチューブを用いて洗浄液のサンプリングを行うことを特徴とする。
【００１０】
第４の視点において、洗浄液中の物質濃度を常時サンプリング、測定しつつ物品の洗浄を行う本発明に係る洗浄方法は、上記のいずれか一に記載のサンプリング方法を用いて該洗浄液のサンプリングを行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、液体をサンプリングする際の気泡の混入が防止でき、濃度測定に与える気泡の影響が無視できるようになり、サンプリングされた薬液の濃度を正確に測定できる。そのため、薬品濃度異状による洗浄不良を減少させ、また濃度値が正常にもかかわらず濃度測定値異常と判断されるケースが低減でき、設備稼働率が向上するという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明に係るサンプリングチューブのサンプリング用外管は、液体の液面レベルよりも上方まで延在する長さを有し、かつ液面レベルよりも下方の壁面に液体の流入口を設ける。
【００１３】
また、本発明に係るサンプリングチューブのサンプリング用外管は、液体の液面レベルの下方まで延在する長さを有し、液体の流入口はサンプリング用外管の上端面とすることができる。
【００１４】
上記サンプリング用外管の流入口は、サンプリング用内管の液体吸入口よりも少なくとも５０ｍｍ上方に配置されていることが好ましい。
【００１５】
さらに、上記サンプリング用外管は、少なくとも２つとすることができる。こうすることにより、分析に与える気泡の影響をさらに低減することができる。
【００１６】
本発明に係るサンプリング方法において用いるサンプリングチューブのサンプリング用外管は、液体の液面レベルよりも上方まで延在する長さを有し、かつ液面レベルよりも下方の壁面に液体の流入口を設ける。
【００１７】
また、本発明に係るサンプリング方法において用いるサンプリングチューブのサンプリング用外管は、液体の液面レベルの下方まで延在する長さを有し、液体の流入口はサンプリング用外管の上端面とすることができる。
【００１８】
また、本発明に係るサンプリング方法において用いるサンプリングチューブのサンプリング用外管の流入口は、サンプリング用内管の液体吸入口よりも少なくとも５０ｍｍ上方に配置されていることが好ましい。
【００１９】
また、本発明に係るサンプリング方法において用いるサンプリングチューブのサンプリング用外管は、少なくとも２つとすることができる。こうすることにより、分析に与える気泡の影響をさらに低減することができる。
【実施例】
【００２０】
（実施例１）
図１は、例えばウエーハの浸漬洗浄のように、薬液槽（洗浄槽）１中の薬液（洗浄液）２を適宜サンプリングして薬品の液中濃度を測定管理する必要がある洗浄装置に、本発明に係るサンプリングチューブを適用した洗浄装置３０の概略図である（薬液中のウエーハは図示せず）。サンプリング用内管３とサンプリング用外管１０でサンプリングした液は、濃度測定装置４で測定され、薬液濃度が所定値よりも低下すると、試薬用配管５に設けたバルブを自動的に開閉操作して試薬を薬液槽１に供給し、薬液濃度を所定の値に保つ。最終的に薬液２中の不純物が増加すると、薬液２は排水管６を通じて排水される。
【００２１】
図２は、薬液槽に設置された従来のサンプリングチューブと本発明に係るサンプリングチューブの断面概略図を比較したものである。図２（ａ）は従来のサンプリングチューブの断面図である。図２（ｂ）は本発明に係るサンプリングチューブであり、従来のサンプリングチューブと同様に液体を吸引するサンプリング用内管３と、その周囲にサンプリング用外管１０を有する２重管構造となっている。
【００２２】
図３（ａ）は、図２（ｂ）の点線で囲んだ部分の拡大図である。サンプリング用外管１０は底部が閉止されており、その側壁には、内部に薬液を流入させるための薬液取り入れ口１１を有する。サンプリング用外管１０の上端は、気泡が放出されるように開放されている。通常は薬液槽１の内部空間に開放する（図２（ｂ）参照）。薬液槽内の薬液は薬液取り入れ口１１から内部に流入し、サンプリング用内管３の最端部である吸引口３ａから吸引される。
【００２３】
このように、気泡を含む薬液はサンプリング用外管１０の薬液取り入れ口１１から内部へ流入し、２重管の間を通ってサンプリング用内管３の吸入口３ａに到達するまでに、気泡のみが浮力によって上部へ浮上することによって気泡が分離される。
【００２４】
２重管構造の寸法は、基本的に薬液２が２重管の間を通る間に、濃度測定装置４に影響を与える気泡が十分分離されるように設定される必要がある。即ち、薬液２が２重管の間を移動する速さが、分析に影響を与える大きさの気泡が浮上する速さよりも遅くなるように、サンプリング流量を考慮して２重管の間隔（断面積）を決定する。
【００２５】
例えばウエーハを洗浄する洗浄槽中の薬液濃度を分析するためのサンプリングチューブであれば、サンプリング用内管３の直径は６〜１２ｍｍ程度で肉厚が１ｍｍ程度であり、サンプリング用外管１０は直径が１２〜１９ｍｍ程度で肉厚が１ｍｍ程度が好ましい。なお、本実施例１では内管、外管とも円管としたが、その目的から必ずしも円管状でなくとも可能である。
【００２６】
図４は、薬液取り入れ口１１の配置及び形状の例を示した正面図である。薬液取り入れ口１１の配置は、ウエーハと干渉しなければどこでもよいが、薬液槽１の内壁側に近い位置に配置することが好ましい。またサンプリング用内管３の吸引口３ａからの高さＨは、気泡の吸い込みをできるだけ避けるために５０ｍｍ程度ないしそれ以上の高さであることが好ましい（図４参照）。
【００２７】
薬液取り入れ口１１の大きさや形状は、薬液２が十分流入する程度であればどのような形状でもよいが、例えば直径２ｍｍ程度の孔（図４（ａ）参照）又は２ｍｍ×２０ｍｍ程度の長孔（図４（ｂ）参照）等が考えられる。
【００２８】
サンプリング用外管１０は、サンプリング用内管３に取り付けて一体型としてもよいし、もしもサンプリング用内管３の位置決めが正確にできるのであれば、薬液槽１の内壁にあらかじめサンプリング用外管１０を取り付けておいて、その中にサンプリング用内管３を後で挿入するようにしてもよい。
【００２９】
本実施例１では、浸漬型の洗浄装置内薬液槽の薬液管理のために本発明に係るサンプリングチューブを用いたが、薬液を混合調整して洗浄装置に供給するための薬液調整槽にこのサンプリングチューブを適用できることはいうまでもない。
【００３０】
（実施例２）
図３（ｂ）は、本発明に係るサンプリングチューブの第２の実施例を示す断面概略図である。本実施例２では、サンプリング用外管１０の外側にさらに第２のサンプリング用外管２０を設け、合わせてサンプリング用外管を２つにしている。第２のサンプリング用外管２０にも同様に薬液取り入れ口２１を設けている。このようにサンプリング用外管を多重化することにより、さらに濃度計への気泡混入を低減することができる。
【００３１】
（実施例３）
実施例１においては、サンプリング用外管１０は薬液面レベルよりも上まで長くしている。これは浮上する気泡の通路と薬液の流入路をできるだけ分けるためと、薬液面に浮遊する気泡の影響を除くためであるが、このような液面の影響が無視できるかあるいは十分長い分離時間を確保できる場合は、サンプリング用外管１０全体を液面レベルよりも下に配置することが考えられる。
【００３２】
図５は、サンプリング用外管１０全体を液面レベルよりも下に配置した実施例３の断面概略図である。この場合、薬液はサンプリング用外管１０の上端部から流入するので、薬液取り入れ口はサンプリング用外管１０の上端部となる。
【００３３】
以上、本発明を上記実施例に即して説明したが、本発明は上記実施例の構成にのみ制限されるものでなく、本発明の範囲内で当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係るサンプリングチューブを用いた洗浄装置の概略図である。
【図２】（ａ）薬液槽に設置された従来のサンプリングチューブの断面概略図である。（ｂ）薬液槽に設置された本発明に係るサンプリングチューブの第１の実施例を示す断面概略図である。
【図３】（ａ）図２（ｂ）の点線で囲んだ部分Ａの拡大図である。（ｂ）本発明に係るサンプリングチューブの第２の実施例を示す断面概略図である。
【図４】本発明に係るサンプリングチューブの外管の薬液取り入れ口の配置及び形状の例を示したものである。
【図５】本発明に係るサンプリングチューブの第３の実施例を示す断面概略図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  薬液槽（洗浄槽）
２  薬液（洗浄液）
３  サンプリング用内管
３ａ  吸引口
４  濃度測定装置（兼バルブ制御装置）
５  試薬用配管
６  排水管
１０、２０  サンプリング用外管
１１、２１  薬液取り入れ口
３０  洗浄装置
【図１】
2009270825.tif 000003
【図２】
2009270825.tif 000004
【図３】
2009270825.tif 000005
【図４】
2009270825.tif 000006
【図５】
2009270825.tif 000007