(57)【要約】【課題】温度測定手段が完全に破損する前に故障報知を行うことにより、温度測定手段の破損に起因する稼働率低下を防止することができる。【解決手段】温度センサ４１及び温度制御部４３は、一般的に、故障の前にはある出力信号となる。しかも、故障モードによって出力信号が固有値を示すことが多い。そこで、故障モードごとに固有値を記憶部５９に予め記憶させておき、温度センサ４１及び温度制御部４３からの出力信号が一時的であっても実質的にその固有値と一致した場合には、報知部６１を介して故障報知を行う。完全に破損する前に故障報知を行うことで、完全に故障する前に修理準備を整えることができるので、温度センサ４１及び温度制御部４３の破損に起因する稼働率低下を防止できる。【選択図】図１
2009239060.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板処理装置の温度検出装置において、
基板の処理に使用する流体の温度を測定する温度測定手段と、
前記温度測定手段からの出力信号を、前記温度測定手段の故障モードごとの固有値として予め記憶する記憶手段と、
前記温度測定手段に障害が発生する恐れがあることを報知する報知手段と、
前記温度測定手段からの出力信号が前記記憶手段の固有値に一時的であっても実質的に一致した場合には、前記報知手段を介して故障報知を行う制御手段と、
を備えていることを特徴とする基板処理装置の温度検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の基板処理装置の温度検出装置において、
前記温度測定手段は、
温度を検出する検出手段と、
前記検出手段からの検出信号に基づいて、温度を表す出力信号に変換する変換手段と、
を備えていることを特徴とする基板処理装置の温度検出装置。
【請求項３】
請求項２に記載の基板処理装置の温度計出装置において、
前記固有値は、前記検出手段が故障したときの第１の出力信号と、前記変換手段が故障したときの第２の出力信号とを含むことを特徴とする基板処理装置の温度検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハや液晶表示装置用のガラス基板（以下、単に基板と称する）に洗浄、エッチング等の所定の処理を施す基板処理装置の温度検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の装置として、基板を処理するための処理液を貯留した処理槽と、処理液を加熱するヒータと、処理槽内の処理液の温度を測定する温度測定部と、温度測定部からの信号に基づいてヒータを制御し、処理液の温度制御を行う制御部とを備えたものがある（例えば、特許文献１，２参照）。
【特許文献１】特開２００６−２９６６１７号公報
【特許文献２】特許第４０２７２８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
すなわち、温度測定部は、処理液に含まれている薬液に耐性を備えた材質で覆われているものの、現実的には定期的に交換を必要としている。その交換は、定期的とは言え、実際には短期間のうちに温度測定部が破損する場合もあり得る。一般的に装置のユーザは、温度測定部の定期的な交換に備えて最小限の個数だけを交換部品として購入しているので、短期間のうちに温度測定部が破損すると、長時間にわたり基板処理装置を停止させておく必要があり、基板処理装置の稼働率が低下するという問題がある。
【０００４】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、温度測定手段が完全に破損する前に故障報知を行うことにより、温度測定手段の破損に起因する稼働率低下を防止することができる基板処理装置の温度検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の発明は、基板処理装置の温度検出装置において、基板の処理に使用する流体の温度を測定する温度測定手段と、前記温度測定手段からの出力信号を、前記温度測定手段の故障モードごとの固有値として予め記憶する記憶手段と、前記温度測定手段に障害が発生する恐れがあることを報知する報知手段と、前記温度測定手段からの出力信号が前記記憶手段の固有値に一時的であっても実質的に一致した場合には、前記報知手段を介して故障報知を行う制御手段と、を備えていることを特徴とするものである。
【０００６】
［作用・効果］請求項１に記載の発明によれば、温度測定手段は、突然に破損して出力信号が途絶えるのではなく、一般的に、故障の前にはある出力信号となる。しかも、故障モードによって出力信号が固有値を示すことが多い。したがって、故障モードごとに固有値を記憶手段に予め記憶させておき、温度測定手段からの出力信号が一時的であっても実質的にその固有値と一致した場合には、故障の前兆であると判断して、報知手段を介して故障報知を行う。その結果、温度測定手段が完全に破損する前に故障報知を行うことで、完全に故障する前に修理準備を整えることができるので、温度測定手段の破損に起因する稼働率低下を防止することができる。
【０００７】
なお、ここでいう固有値とは、通常の測定では出力信号として出力されることがない程度の値をいう。
【０００８】
また、本発明において、前記温度測定手段は、温度を検出する検出手段と、前記検出手段からの検出信号に基づいて、温度を表す出力信号に変換する変換手段と、を備えていることが好ましい（請求項２）。検出手段は、直接的に流体に触れる関係上、交換頻度が高い。したがって、検出手段だけを分離できる方がメンテナンスの際に有利である。
【０００９】
また、本発明において、前記固有値は、前記検出手段が故障したときの第１の出力信号と、前記変換手段が故障したときの第２の出力信号とを含むことが好ましい（請求項３）。温度測定手段が検出手段と変換手段とを備えている場合、いずれの手段が破損する場合であっても固有値を出力するので、第１の出力信号と第２の出力信号を記憶させておくことにより、いずれかが破損しかかっていても故障報知できる。したがって、より精度良く故障報知ができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る基板処理装置の温度検出装置によれば、温度測定手段は、突然に破損して出力信号が途絶えるのではなく、一般的に、故障の前にはある出力信号となる。しかも、故障モードによって出力信号が固有値を示すことが多い。したがって、故障モードごとに固有値を記憶手段に予め記憶させておき、温度測定手段からの出力信号が一時的であっても実質的にその固有値と一致した場合には、故障の前兆であると判断して、報知手段を介して故障報知を行う。その結果、温度測定手段が完全に破損する前に故障報知を行うことで、完全に故障する前に修理準備を整えることができるので、温度測定手段の破損に起因する稼働率低下を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。
図１は、実施例に係る温度測定装置を備えた基板処理装置の概略構成を示すブロック図である。
【００１２】
この基板処理装置は、処理液としての燐酸溶液を貯留する処理槽１を備えている。この処理槽１の周囲には、処理槽１から溢れ出た燐酸溶液を回収する回収槽３が配設されている。回収槽３で回収された燐酸溶液は、循環系５を介して処理槽１に戻される。この循環系５は、回収槽３と、処理槽１の底部に設けられた噴出管７とを連通接続する配管９に、循環ポンプ１１と、インラインヒータ１３と、フィルタ１５とを備えている。インラインヒータ１３は、処理槽１に戻される燐酸溶液を加熱する機能を備え、フィルタ１５は処理槽１に戻される燐酸溶液からパーティクル等を除去する機能を備えている。処理槽１と回収槽３の外周側には、処理槽１内の燐酸溶液を加熱するための槽用加熱器１７が付設されている。
【００１３】
処理槽１の上部には、開閉自在のカバー１９が設けられている。処理対象である複数枚の基板Ｗは、昇降自在の保持アーム２１に直立姿勢で保持されている。昇降自在の保持アーム２１が槽外の待機位置にあるときは、カバー１９は閉止されている。一方、基板Ｗを保持アーム２１に保持して槽内の処理位置に投入するときには、カバー１９が開放される。基板Ｗを槽内に投入してエッチング処理を施している間、カバー１９は再び閉止される。
【００１４】
燐酸供給部２３は、回収槽３へ燐酸を供給する。この燐酸供給部２３は、回収槽３の上方に配設されたノズル２５と、このノズル２５を燐酸供給源に連通接続する配管２７と、この配管２７に配設された流量調整弁２９とを備えている。また、処理槽１への純水を補充するための純水補充部３１が配設されている。この純水補充部３１は、処理槽１の縁近傍に配設されたノズル３３と、このノズル３３を純水供給源に連通接続する配管３５と、この配管３５に配設された流量調整弁３７とを備えている。
【００１５】
処理槽１内には、燐酸溶液の温度を検出する温度センサ４１が配設されている。この温度センサ４１の検出信号は、温度制御部４３に与えられる。温度制御部４３は、この検出信号に基づいて温度を表す出力信号に変換するとともに、温度に基づいてインラインヒータ１３をＰＩＤ（比例・積分・微分）制御する。さらに槽用加熱器１７をＯＮ／ＯＦＦ制御する。具体的には、燐酸溶液の温度が１５９．７〜１６０．３℃の範囲に入るようにインラインヒータ１３を制御する。また、燐酸溶液の温度が１６０．３℃以下では槽用加熱器１７をＯＮ状態に維持し、１６０．３℃を超えるとＯＦＦ状態にする。
【００１６】
上述した温度センサ４１は、処理液である燐酸溶液に直接的に触れるものであるので、燐酸に耐性を備えた部材で構成されているものの定期的に交換が可能に構成されている。温度センサ４１としては、例えば、ニッケル・クロムを主成分とした合金からなるＫ熱電対や、プラチナを主成分とした合金からなるＰｔ測温体が挙げられる。Ｋ熱電対は、測定可能な温度範囲が−２００〜１０００℃と広く好適である。
【００１７】
なお、上述した温度センサ４１及び温度制御部４３が本発明における「温度測定手段」及び「検出手段」に相当し、温度制御部４３が本発明における「変換手段」に相当する。
【００１８】
温度制御部４３は、上記の制御の他に、保持アーム２１の制御も行う。つまり、保持アーム２１が待機位置や処理位置とは異なる位置にある場合には、インラインヒータ１３と槽用加熱器１７を上記のように制御する。一方、保持アーム２１が待機位置から処理位置に移動する前には、インラインヒータ１３による加熱を停止し、槽用加熱器１７による加熱だけに切り替える。そして基板Ｗへの処理が完了して保持アーム２１が処理位置から待機位置に戻ると、再びインラインヒータ１３による加熱を再開する。換言すると、基板Ｗを処理槽１に移動して処理するのに先立ち、インラインヒータ１３及び槽用加熱器１７による加熱から、槽用加熱器１７による加熱だけに切り替える。なお、保持アーム２１がどの位置にあるか等の情報は、後述する主制御部５７から与えられる。
【００１９】
処理槽１には、燐酸溶液の濃度を検出する濃度検出装置４５が付設されている。この濃度検出装置４５は、燐酸溶液の濃度と燐酸溶液の比重との間に相関関係があることに着目して、燐酸溶液の比重を実質的に検出することにより、燐酸溶液の濃度を検出する。また、燐酸溶液の比重は、処理槽１内の所定深さにおける圧力と相関関係を有するので、濃度検出器４５は、処理槽１内の所定深さに検出端を有し、この検出端に付与される処理液の圧力を検出することによって、燐酸溶液の濃度を検出している。以下に、濃度検出装置４５の構成を具体的に説明する。
【００２０】
濃度検出装置４５は、検出管４７と、レギュレータ４９と、圧力検出部５１と、濃度算出部５３とを備えている。検出管４７は、燐酸溶液に耐性を有し、その先端部である圧力検出端は処理槽１内の所定深さに位置するように取り付けられている。レギュレータ４９は、窒素ガス供給源からの窒素ガスを一定流量にして検出管４７に供給する。圧力検出部５１は、検出管４７内の窒素ガス圧力を測定する圧力センサを備えている。したがって、この圧力検出部５１からの出力信号は、処理槽１の液面からの所定深さにおける液圧に相当する。濃度算出部５３は、圧力検出部５１からの圧力に応じた電圧と濃度との対応関係を表した検量線データを予め記憶しており、圧力検出部５１からの検出信号（電圧）に基づいて、処理槽１内の燐酸溶液の濃度を求める。
【００２１】
濃度検出部４５で得られた燐酸溶液の濃度データは濃度制御部５５に与えられる。濃度制御部５５は、燐酸溶液の検出濃度が燐酸溶液の設定温度に対応した沸点濃度よりも少し高くなるように、上述した流量調整弁３７を調整し、これによりノズル３３から処理槽１に供給される純水の補充量を調整する。具体的には、濃度制御部５５は、燐酸溶液の検出濃度に基づいてＰＩＤ（比例・積分・微分）制御によって流量調整弁３７を操作する。
【００２２】
主制御部５７は、基板処理装置の全体を統括制御するために設けられている。具体的には、主制御部５７は、温度制御部４３に対する燐酸溶液の設定温度の指令、濃度制御部５５に対する燐酸溶液の目標濃度の指令、及び燐酸の流量調整弁２９の操作指令などを与えるとともに、後述する故障報知を行う。
【００２３】
また、主制御部５７には、記憶部５９と報知部６１とが接続されている。記憶部５９は、温度センサ４１及び温度制御部４３からの出力信号を、温度センサ４１及び温度制御部４３の故障モードごとに固有値として予め記憶している。
【００２４】
固有値について図２及び図３を参照して具体的に説明する。なお、図２は固有値の例を示す模式図であり、図３は他の固有値の例を示す模式図である。但し、上述した燐酸溶液は、通常時に４０℃に維持され、処理時には上述した高温に温調される。これらの模式図においては、通常時における温度変化を示している。
【００２５】
図２は、温度センサ４１が破損しかけている状態を示す。温度センサ４１が正常な状態においては、温度センサ４１からの検出信号に基づき温度制御部４３にて［４０℃］と判断され、その温度が出力信号として主制御部５７に与えられる。この状態は、図２におけるｔ０〜ｔ４時点に相当する。一方、温度センサ４１が破損しかかっている場合には、燐酸溶液が［４０℃］であっても温度センサ４１からの検出信号が異常値となり、これに基づき温度制御部４３にて［２２０℃］であると判断される。これは、ｔ４〜ｔ６時点に相当する。そこで、この異常値ともいえる温度制御部４３からの出力信号を、固有値ＳＶ１として記憶部５９に記憶しておく。
【００２６】
また、図３は、温度センサ４１に問題はないものの、温度制御部４３が破損しかけている状態を示す。温度センサ４１からの検出信号に基づき４０℃と判断すべきところ、内部に異常が発生している関係上、レンジオーバを示す［−−−℃］を表す出力信号として主制御部５７に与えられる。この状態は、図３におけるｔ３〜ｔ４時点に相当する。そこで、この異常値ともいえる温度制御部４３からの出力信号を、固有値ＳＶ２として記憶部５９に記憶しておく。なお、正常時には、ｔ０〜ｔ４時点のように温度制御部４３からの出力信号が４０℃を示す。
【００２７】
主制御部５７は、上述した温度制御に係る指令の他、記憶部５９の固有値ＳＶ１，ＳＶ２と出力信号とを比較して、実質的に一致しているか否かを判断し、一致している場合には報知部６１を作動させる。この報知部６１は、例えば、ランプ、ブザー、表示装置などであり、装置のオペレータに故障が発生しつつあること、または故障が発生したことを知らせるものである。上記の実質的に一致しているとは、例えば、固有値を中心として５％や７％の範囲にあるか否かである。
【００２８】
なお、主制御部５７が本発明における「制御手段」に相当し、固有値ＳＶ１，ＳＶ２が本発明における第１の出力信号，第２の出力信号に相当する。
【００２９】
次に、上述した基板処理装置の温度検出装置のうち、図４を参照して温度検出装置に係る動作についてのみ説明する。なお、基板処理装置は、燐酸溶液を非処理時温度である４０℃に維持されているものとする。
【００３０】
ステップＳ１
主制御部５７は、温度制御部４３から出力信号を温度データとして受け取る。
【００３１】
ステップＳ２
主制御部５７は、受け取った温度データと記憶部５９の固有値ＳＶ１とを比較して、実質的に一致しているか否かに応じて処理を分岐する。不一致の場合にはステップＳ３に移行し、一致している場合にはステップＳ４に移行する。
【００３２】
ステップＳ３
主制御部５７は、受け取った温度データと記憶部５９の固有値ＳＶ２とを比較して、実質的に一致しているか否かに応じて処理を分岐する。不一致の場合にはステップＳ３に移行し、一致している場合にはステップＳ４に移行する。
【００３３】
ステップＳ４
温度センサ４１または温度制御部４３、あるいは両方に故障が生じつつあるので、主制御部５７は報知部６１を作動させて故障を報知する。そして、上述したステップＳ１からの処理を所定の時間間隔で繰り返し実行する。なお、繰り返し実行している際に上述したステップＳ２，Ｓ３の判断で、固有値ＳＶ１，ＳＶ２と実質的に「一致しない」状態となった場合であっても、主制御部５７は報知を解除する必要はない。これは完全に破損が生じる前兆としては、一時的に故障と同じ現象が発生する前兆として捉えられることが多いからである。したがって、一時的であっても固有値ＳＶ１，ＳＶ２と実施的に一致した場合には、上述したような故障報知を行えばよい。
【００３４】
上述したように、温度センサ４１及び温度制御部４３は、突然に破損して出力信号が途絶えるのではなく、一般的に、故障の前にはある出力信号となる。しかも、故障モードによって出力信号が固有値ＳＶ１，ＳＶ２を示すことが多い。したがって、故障モードごとに固有値ＳＶ１，ＳＶ２を記憶部５９に予め記憶させておき、温度センサ４１及び温度制御部４３からの出力信号が一時的であっても実質的にその固有値ＳＶ１，ＳＶ２と一致した場合には、故障の前兆であると判断して、報知部６１を介して故障報知を行う。その結果、温度センサ４１及び温度制御部４３が完全に破損する前に故障報知を行うことで、完全に故障する前に修理準備を整えることができるので、温度センサ４１及び温度制御部４３の破損に起因する稼働率低下を防止できる。
【００３５】
本発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。
【００３６】
（１）上述した実施例では、基板処理装置が燐酸溶液によって処理を行い、その溶液の温度を測定する温度検出装置としているが、本発明は燐酸溶液以外の処理液、例えば、硫酸・過酸化水素水の混合液や、フッ化水素酸溶液などであっても適用可能である。
【００３７】
（２）上述した実施例では、処理液を例に説明したが、本発明は基板の処理に用いる流体、例えば、オゾンガス等の気体であっても適用できる。
【００３８】
（３）上述した実施例では、二種類の固有値ＳＶ１，ＳＶ２で故障発生を判断しているが、固有値は一種類でもよく、また三種類以上であってもよい。
【００３９】
（４）上述した実施例では、いわゆるバッチ式の基板処理装置が備えた温度検出装置であったが、本発明は枚葉式の基板処理装置であっても適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】実施例に係る温度測定装置を備えた基板処理装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】固有値の例を示す模式図である。
【図３】他の固有値の例を示す模式図である。
【図４】動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４１】
Ｗ  …  基板
１  …  処理槽
３  …  回収槽
５  …  循環系
１３  …  インラインヒータ
２１  …  保持アーム
４７  …  検出管
５３  …  濃度算出部
５５  …  濃度制御部
５７  …  主制御部
５９  …  記憶部
６１  …  報知部
ＳＶ１，ＳＶ２  …  固有値
【図１】
2009239060.tif 000003
【図２】
2009239060.tif 000004
【図３】
2009239060.tif 000005
【図４】
2009239060.tif 000006