特許 6407764 基板処理システム、基板処理システムの制御方法、及び記憶媒体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6407764

(24)【登録日】2018年9月28日

(45)【発行日】2018年10月17日

(54)【発明の名称】基板処理システム、基板処理システムの制御方法、及び記憶媒体

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20181004BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/304 648G

   H01L21/304 643A

   H01L21/304 648K

【請求項の数】5

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2015-36415(P2015-36415)

(22)【出願日】2015年2月26日

(65)【公開番号】特開2016-157895(P2016-157895A)

(43)【公開日】2016年9月1日

【審査請求日】2017年3月9日

(73)【特許権者】

【識別番号】000219967

【氏名又は名称】東京エレクトロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100114661

【弁理士】

【氏名又は名称】内野 美洋

(72)【発明者】

【氏名】石田 省貴

(72)【発明者】

【氏名】一宮 賢治

【審査官】 小池 英敏

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０００−１８９７４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−０７０８８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２１９９９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−３１６０２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−３１９８４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２３４２９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１７６３６０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

Ｂ０１Ｆ １／００−５／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

流体にガスを溶解させた処理液を用いて基板を処理する基板処理システムであって、
前記基板を処理する処理ユニットと、
前記流体を前記処理ユニットに供給する流体供給流路と、
前記流体供給流路の中途部に設けられ、前記流体に前記ガスを溶解させるための透過膜を有する溶解モジュールと、
前記溶解モジュールへ前記ガスを供給するガス供給流路と、
前記溶解モジュールを通過した前記ガスを排出する排出流路と、
前記溶解モジュールの前記透過膜で生じた結露の状態に応じて、前記溶解モジュールから前記排出流路への前記ガス又は結露水の排出を制御する制御部と、
前記流体供給流路の前記溶解モジュールよりも前記処理ユニット側に設けられ、前記流体の比抵抗値を計測する計測部と、
を備え、
前記制御部は、予め比抵抗値と結露水の量との間の関係から決めた比抵抗値の閾値と前記計測部で計測した前記流体の比抵抗値とを比較した結果に応じて、前記溶解モジュールから前記排出流路への前記結露水の排出を制御することを特徴とする基板処理システム。

【請求項2】

前記流体供給流路から前記処理ユニットに供給される前記流体の全てが前記溶解モジュールに供給されることを特徴とする請求項１に記載の基板処理システム。

【請求項3】

前記流体は純水であり、前記ガスは炭酸ガスであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の基板処理システム。

【請求項4】

基板を処理する処理ユニットを備え、流体にガスを溶解させた処理液を用いて基板を処理する基板処理システムの制御方法であって、
前記流体を前記処理ユニットに供給する流体供給流路の中途部に設けられ、前記流体に前記ガスを溶解させるための透過膜を有する溶解モジュールへ、ガス供給流路からガスを供給するに際して、前記流体供給流路の前記溶解モジュールよりも前記処理ユニット側に設けられた計測部で前記流体の比抵抗値を計測するとともに、予め比抵抗値と結露水の量との間の関係から決めた比抵抗値の閾値と前記計測部で計測した前記流体の比抵抗値とを比較した結果に応じて、前記溶解モジュールから排出流路への前記結露水の排出を制御することを特徴とする基板処理システムの制御方法。

【請求項5】

請求項４に記載の基板処理システムの制御方法を実行するためのプログラムを記憶した記憶媒体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、流体にガスを溶解させた処理液を用いて基板を処理する基板処理システムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来より、半導体部品やフラットパネルディスプレイなどを製造する際には、基板処理システムを用いて半導体ウエハや液晶基板などの基板に対して処理液を用いて洗浄やリンス等の処理を施す。そして、たとえば基板処理システムを用いて基板に対して純水を主成分とするリンス液でリンス処理する場合には、基板の帯電防止のために純水に炭酸ガスを所定濃度で溶解させた炭酸水を用いる。特許文献１には、炭酸溶解モジュール（溶解部１１）を用いて炭酸水を製造するための装置が開示されている。

【0003】

炭酸溶解モジュールの例として、流通路を流通する炭酸ガスが疎水性透過膜を透過して処理室内の純水に侵入して溶解することにより、純水の比抵抗値を調整するものがある。この種のモジュールでは、純水が水蒸気の状態で疎水性透過膜内に侵入して付着し、流通路内の炭酸ガスの処理室側への透過を阻害することがある。特許文献２では、流通路に乾燥状態のガスを常時流通させることにより、疎水性透過膜に侵入してくる水蒸気を積極的に排出し、疎水性透過膜を常時乾燥状態に維持するようにしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００２−３１６０２７号公報

【特許文献2】特開平０２−３１６０２７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献２のように、透過膜を常時乾燥状態に維持するために流通路に乾燥状態のガスを常時流通させると、使用するガスの消費量が増大し、コストアップを招くという問題が生じる。

【0006】

本発明は上述した問題点を解決するためのものであり、ガスの消費量を抑えつつ、純水の比抵抗値を適切に保つことを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するために、本発明の基板処理システムは、流体にガスを溶解させた処理液を用いて基板を処理する基板処理システムであって、前記基板を処理する処理ユニットと、前記流体を前記処理ユニットに供給する流体供給流路と、前記流体供給流路の中途部に設けられ、前記流体に前記ガスを溶解させるための透過膜を有する溶解モジュールと、前記溶解モジュールへ前記ガスを供給するガス供給流路と、前記溶解モジュールを通過した前記ガスを排出する排出流路と、前記溶解モジュールの前記透過膜で生じた結露の状態に応じて、前記溶解モジュールから前記排出流路への前記ガス又は結露水の排出を制御する制御部と、前記流体供給流路の前記溶解モジュールよりも前記処理ユニット側に設けられ、前記流体の比抵抗値を計測する計測部と、を備え、前記制御部は、予め比抵抗値と結露水の量との間の関係から決めた比抵抗値の閾値と前記計測部で計測した前記流体の比抵抗値とを比較した結果に応じて、前記溶解モジュールから前記排出流路への前記結露水の排出を制御する。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、ガスの消費量を抑えつつ、処理液の状態（たとえば、純水の比抵抗値）を適切に保つことができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】基板処理システムの概略構成を示す平面説明図。

【図2】処理ユニットの概略構成を示す側面説明図。

【図3】処理液供給ユニットを示す説明図。

【図4】溶解モジュールの詳細な構造を示す説明図。

【図5】溶解モジュール内の流体の状態を示す説明図。

【図6】処理液供給ユニットの動作を示すフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下に、本発明に係る基板処理システムの具体的な構成について図面を参照しながら説明する。

【0011】

図１は、本実施形態に係る基板処理システムの概略構成を示す図である。以下では、位置関係を明確にするために、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を規定し、Ｚ軸正方向を鉛直上向き方向とする。

【0012】

図１に示すように、基板処理システム１は、搬入出ステーション２と、処理ステーション３とを備える。搬入出ステーション２と処理ステーション３とは隣接して設けられる。

【0013】

搬入出ステーション２は、キャリア載置部１１と、搬送部１２とを備える。キャリア載置部１１には、複数枚の基板、本実施形態では半導体ウェハ（以下ウェハＷ）を水平状態で収容する複数のキャリアＣが載置される。

【0014】

搬送部１２は、キャリア載置部１１に隣接して設けられ、内部に基板搬送装置１３と、受渡部１４とを備える。基板搬送装置１３は、ウェハＷを保持するウェハ保持機構を備える。また、基板搬送装置１３は、水平方向および鉛直方向への移動ならびに鉛直軸を中心とする旋回が可能であり、ウェハ保持機構を用いてキャリアＣと受渡部１４との間でウェハＷの搬送を行う。

【0015】

処理ステーション３は、搬送部１２に隣接して設けられる。処理ステーション３は、搬送部１５と、複数の処理ユニット１６とを備える。複数の処理ユニット１６は、搬送部１５の両側に並べて設けられる。

【0016】

搬送部１５は、内部に基板搬送装置１７を備える。基板搬送装置１７は、ウェハＷを保持するウェハ保持機構を備える。また、基板搬送装置１７は、水平方向および鉛直方向への移動ならびに鉛直軸を中心とする旋回が可能であり、ウェハ保持機構を用いて受渡部１４と処理ユニット１６との間でウェハＷの搬送を行う。

【0017】

処理ユニット１６は、基板搬送装置１７によって搬送されるウェハＷに対して所定の基板処理を行う。

【0018】

また、基板処理システム１は、制御装置４を備える。制御装置４は、たとえばコンピュータであり、制御部１８と記憶部１９とを備える。記憶部１９には、基板処理システム１において実行される各種の処理を制御するプログラムが格納される。制御部１８は、記憶部１９に記憶されたプログラムを読み出して実行することによって基板処理システム１の動作を制御する。

【0019】

なお、かかるプログラムは、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体に記録されていたものであって、その記憶媒体から制御装置４の記憶部１９にインストールされたものであってもよい。コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体としては、たとえばハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルディスク（ＭＯ）、メモリカードなどがある。

【0020】

上記のように構成された基板処理システム１では、まず、搬入出ステーション２の基板搬送装置１３が、キャリア載置部１１に載置されたキャリアＣからウェハＷを取り出し、取り出したウェハＷを受渡部１４に載置する。受渡部１４に載置されたウェハＷは、処理ステーション３の基板搬送装置１７によって受渡部１４から取り出されて、処理ユニット１６へ搬入される。

【0021】

処理ユニット１６へ搬入されたウェハＷは、処理ユニット１６によって処理された後、基板搬送装置１７によって処理ユニット１６から搬出されて、受渡部１４に載置される。そして、受渡部１４に載置された処理済のウェハＷは、基板搬送装置１３によってキャリア載置部１１のキャリアＣへ戻される。

【0022】

図２に示すように、処理ユニット１６は、チャンバ２０と、基板保持機構３０と、処理流体供給部４０と、回収カップ５０とを備える。

【0023】

チャンバ２０は、基板保持機構３０と処理流体供給部４０と回収カップ５０とを収容する。チャンバ２０の天井部には、ＦＦＵ（Fan Filter Unit）２１が設けられる。ＦＦＵ２１は、チャンバ２０内にダウンフローを形成する。

【0024】

基板保持機構３０は、保持部３１と、支柱部３２と、駆動部３３とを備える。保持部３１は、ウェハＷを水平に保持する。支柱部３２は、鉛直方向に延在する部材であり、基端部が駆動部３３によって回転可能に支持され、先端部において保持部３１を水平に支持する。駆動部３３は、支柱部３２を鉛直軸まわりに回転させる。かかる基板保持機構３０は、駆動部３３を用いて支柱部３２を回転させることによって支柱部３２に支持された保持部３１を回転させ、これにより、保持部３１に保持されたウェハＷを回転させる。

【0025】

処理流体供給部４０は、ウェハＷに対して処理流体を供給する。処理流体供給部４０は、処理流体供給源７０に接続される。

【0026】

回収カップ５０は、保持部３１を取り囲むように配置され、保持部３１の回転によってウェハＷから飛散する処理液を捕集する。回収カップ５０の底部には、排液口５１が形成されており、回収カップ５０によって捕集された処理液は、かかる排液口５１から処理ユニット１６の外部へ排出される。また、回収カップ５０の底部には、ＦＦＵ２１から供給される気体を処理ユニット１６の外部へ排出する排気口５２が形成される。

【0027】

図３に示すように、各処理ユニット１６の処理流体供給源７０には、処理液供給ユニット７１から処理液が供給される。なお、各処理ユニット１６の処理流体供給源７０には、処理ユニット１６でウェハＷに対して行う処理に応じて洗浄液やリンス液などの処理液が供給される。以下の説明では、各処理ユニット１６の処理流体供給源７０にリンス液を供給する処理液供給ユニット７１について説明する。

【0028】

処理液供給ユニット７１は、ウェハＷを処理する１又は複数の処理ユニット１６に処理液を同時に供給するものである。処理液としては、純水（流体）に帯電防止のために炭酸ガス（ガス）を所定濃度で溶解させたリンス液を用いる。そのため、処理液供給ユニット７１には、純水に炭酸ガスを溶解させるための溶解モジュール７２が設けられている。この溶解モジュール７２には、炭酸ガスと純水とが供給される。

【0029】

炭酸ガスは、ガス供給源７３からガス供給流路７４を介して溶解モジュール７２に供給される。ガス供給流路７４の中途部には、流量調整器７５とバルブ７６を設けている。

【0030】

溶解モジュール７２を通過した炭酸ガスは、排出流路７７に排出される。排出流路７７の中途部には、バルブ７８を設けている。ドレン７９は、排出流路７７を通過した炭酸ガスや後述する結露水等を装置の外部へと排出する。

【0031】

純水は、流体供給源８０から流体供給流路８１を介して溶解モジュール７２に提供される。その後、溶解モジュール７２の下流側で処理液となって処理液供給流路８２を介して処理ユニット１６の処理流体供給源７０に供給される。流体供給流路８１には流量調整器８３が設けられている。処理液供給流路８２の中途部には、炭酸ガスが溶解された純水の比抵抗値を測定するための測定部８４が設けられている。溶解モジュール７２には、その透過膜で生じた結露水の量を検出するための検出部８５が設けられている。

【0032】

これにより、処理液供給ユニット７１では、炭酸ガスがガス供給流路７４から溶解モジュール７２に供給され、純水が流体供給流路８１から溶解モジュール７２に供給され、溶解モジュール７２において純水に炭酸ガスが溶解して炭酸水となる。その後、処理液が処理液供給流路８２に接続された処理ユニット１６の処理流体供給源７０に供給される。処理液は、ウェハＷを処理する１又は複数の処理ユニット１６に同時に供給される。

【0033】

溶解モジュール７２の詳細な構造について、図４を用いて説明する。図４は、溶解モジュール７２の断面図であり、中心部に純水用筒体４０１が設けられ、これを包囲するように炭酸ガス用筒体４０２が設けられている。

【0034】

純水用筒体４０１の上方及び下方には、それぞれ平坦かつ円形の上面壁４０３及び下面壁４０４が設けられている。これらの壁面と純水用筒体４０１とで囲まれた空間で純水用槽４０５が形成されており、炭酸ガスを溶解させるための純水が一時的に貯留される。また、炭酸ガス用筒体４０２の上方及び下方には、それぞれ平坦かつリング状の上面壁４０６及び下面壁４０７が設けられている。これらの壁面と純水用筒体４０１及び炭酸ガス用筒体４０２とで囲まれた空間で炭酸ガス用槽４０８が形成されており、純水に溶解させるための炭酸ガスが一時的に貯留される。

【0035】

本実施形態の溶解モジュール７２は、図１に示した基板処理システムにおけるＺ軸の方向に沿って設置されているので、溶解モジュール７２の内部にある流体に関する重力は、図４における下方向に作用する。
流体供給流路８１及びガス供給流路７４はそれぞれ、上面壁４０３及び上面壁４０６に接続され、処理液供給流路８２及び排出流路７７はそれぞれ、下面壁４０４及び下面壁４０７に接続されている。

【0036】

本実施形態において、純水用筒体４０１は、表面全体が炭酸ガスを透過させる疎水性の透過膜により形成されている。なお、純水用筒体４０１の表面の一部分が透過膜により形成されていても良い。

【0037】

炭酸ガス用筒体４０２の壁面に設けられた検出部８５は不図示のケーブルを通じて制御部１８に接続されている。また、検出部８５の一部は炭酸ガス用槽４０８内に接しており、後述するように、下面壁４０７に流れ落ちた液溜りの量を検出する。具体的な液量検出としては、例えば、液面センサにより液溜りの上面を検出する手法があり、フロート式、光学式、及び静電容量式など、いずれの方式を用いても良い。

【0038】

次に、本実施形態における処理液供給ユニット７１の動作と溶解モジュール７２内の流体の状態を説明する。図５は、溶解モジュール７２内の流体の状態を示す図であり、図６は、複数の処理ユニット１６で基板処理を開始して終了するまでの、処理液供給ユニット７１の動作を示すフローチャートである。なお、図６のフローチャートの各ステップは、制御部１８が、基板処理システムとして開示した各ユニット等の動作を制御することにより達成される。

【0039】

まず、制御部１８は、記憶部１９に記憶されているレシピ情報を読み出して、そのレシピ情報に記載された流量設定に基づき流量調整器８３と流量調整器７５を調整するとともにバルブ７６を開けて、炭酸ガスの供給と純水の供給を開始させる（ステップＳ６０１）。これにより、炭酸ガスがガス供給流路７４から溶解モジュール７２に供給され始め、純水が流体供給流路８１から溶解モジュール７２に供給され始める。そして、溶解モジュール７２において純水に炭酸ガスが溶解して処理液としての炭酸水となり、この処理液が処理液供給流路８２に接続された処理ユニット１６の処理流体供給源７０に供給される。このとき、バルブ７８は閉じられており、溶解モジュール７２から排出流路７７へは炭酸ガスは排出されないようになっている。したがって、制御部１８は、炭酸ガスが溶解されるために必要となる量だけ所定圧力で溶解モジュール７２に供給されるよう、流量調整器７５の流量を調整している。

【0040】

所望の流量と比抵抗値の処理液が供給されるようになったら、制御部１８は、レシピにおける供給時間に関する情報を参照して、処理ユニット１６での処理をまだ継続するか否かを判断する（ステップＳ６０２）。設定された供給時間をまだ経過しておらず、供給を継続する必要があると判断した場合は、ステップＳ６０３に進んで引き続き炭酸ガスと純水の供給を継続させる。一方、すでに設定された供給時間を経過したのであれば、ステップＳ６０８に進んで、炭酸ガスと純水の供給を停止させる。

【0041】

図５（ａ）は、ステップＳ６０３において純水供給と炭酸ガス供給を継続しているときの、溶解モジュール７２内の流体の状態を示している。図５（ａ）において、ガス供給流路７４から供給された炭酸ガスは、炭酸ガス用槽４０８に所定の圧力を有する状態で充填される。充填された炭酸ガスは、純水用筒体４０１の表面の疎水性の透過膜を介して純水用槽４０５に浸透する。純水用槽４０５では、流体供給流路８１から純水が流入し、一時的に所定圧力で貯留された後、下方から流出しており、継続的に流通している状態にある。透過膜を介して浸透した炭酸ガスは、一時的に貯留されている純水に溶解する。炭酸ガスが溶解した純水は、処理液として処理液供給流路８２へと流出する。なお、図５（ａ）の状態では、排出流路７７へは炭酸ガスは流出せず、検出部８５に反応する物質も存在しない。

【0042】

予め決められた検出周期に対応する時間が経過すると、制御部１８は、炭酸ガス用槽４０８において所定量の結露水が検出されたかを判断する（ステップＳ６０４）。処理を開始して間もない間は、処理モジュール７２内は、図５（ａ）の状態が保たれるので、制御部１８は、ステップＳ６０４では“ＮＯ”と判定して、ステップＳ６０２に戻り、レシピ情報に従って炭酸ガス及び純水の供給を継続させる。その間、処理ユニット１６では、生成された処理液を用いた液処理が継続している。なお、このとき、測定部８４での比抵抗値の計測値の変動に追従して、炭酸ガスの供給量を微調整するようにしても良い。

【0043】

ステップＳ６０２〜Ｓ６０４を反復的に実行し、処理ユニット１６での液処理を継続していると、処理モジュール７２に変化が現れ、図５（ｂ）に示すような状態になる。図５（ｂ）において、純水用筒体４０１の表面には多くの結露水Ａが付着している。これは以下の理由により発生する。すなわち、純水用槽４０５内では、貯留及び通過する純水の一部が水蒸気の状態で存在しており、その水蒸気は疎水性透過膜内に侵入することができる。侵入した水蒸気は、純水用筒体４０１の透過膜の外側の表面まで達して、その一部は透過膜の表面で結露水Ａとなる。表面の結露水Ａは、少量の場合は表面に付着したままであるが、ある程度の量が生じると、重力により純水用筒体４０１の表面を流れ落ちて下面壁４０７に達して、液溜りＢとなる。透過膜のうち液溜りＢで覆われた部分は外部から炭酸ガスを浸透させることができない。したがって、純水への炭酸ガスの溶解が妨げられ、液溜りＢの量が多くなるほど所望とする比抵抗値の処理水を処理ユニット１６に対して供給できなくなる。

【0044】

本実施形態では、純水用筒体４０１の本実施形態において、検出部８５は、液溜りＢとなった結露水の量を計測し、計測した量を制御部１８へと通知する。制御部１８は、受けた計測量が予め決められた所定量以上であるか判断し、所定量以上であれば（ステップＳ６０４：ＹＥＳ）、ステップＳ６０５に処理を進める。

【0045】

ステップＳ６０５において、制御部１８は、処理モジュール７２から炭酸ガス及び結露水を排出させる動作を行わせる。具体的には、それまで閉じていたバルブ７８を開けて、処理モジュール７２から、まずは図５（ｃ）に示すように、液溜りＢを排出流路７７へと排出させる。排出された液溜りＢの結露水は排出流路７７を通過してドレン７９から装置外部へと排出される。制御部１８は、液溜りＢが排出されてもバルブ７８は開放したままにしておき、炭酸ガス用槽４０８内に炭酸ガスの気流を発生させる。これにより、図５（ｄ）の状態に変化して気流となった炭酸ガスが排出されるようになる。この状態では、純水用筒体４０１に付着したままの結露水Ａが気化して水蒸気になり、炭酸ガスとともに気体として排出流路７７へと排出される。或いは、下面壁４０７に気流に押されて流れ落ちて液体のまま排出流路７７へと排出される。なお、処理モジュール７２が炭酸ガスを排出中においても、炭酸ガスを排出していないときと同量の炭酸ガスが純水に溶解可能なように、制御部１８は、流量調整器７５の流量を調整するようにしても良い。

【0046】

本実施形態では、液溜りＢが全て排出され、純水用筒体４０１から結露水Ａが除去されて、正常な炭酸ガスの溶解ができるようになるまでの時間を予め実験により求めておく。そして、制御部１８は、その予め決められた時間だけ経過しているかを判定して（ステップＳ６０６）、経過したら炭酸ガス用槽４０８からの炭酸ガスの排出が停止されるように、バルブ７８を閉じる（ステップＳ６０７）。

【0047】

その後、ステップＳ６０２に戻り、レシピ情報において処理ユニット１６での処理が継続されるのであれば、既に説明した、図５（ａ）に示したバルブ７８を閉じた状態での炭酸ガスの供給を継続する（ステップＳ６０３）。

【0048】

以上の処理を繰り返し、レシピに記述された処理が全て終了したら（ステップ６０２：ＮＯ）、炭酸ガス及び純水の供給自体を停止させて（ステップＳ６０８）、処理を終了する。

【0049】

以上説明したように、本実施形態によれば、溶解モジュール７２へ、ガス供給流路７４から炭酸ガスを供給するに際して、純水用筒体４０１の透過膜で生じた結露の状態に応じて、溶解モジュール７２からの炭酸ガス又は結露水の排出を制御するようにした。これにより、炭酸ガスの消費量を抑えつつ、処理液の比抵抗値を適切に保つことができる。また、具体的には、溶解モジュール７２に検出部８５を設け、検出部８５が結露水の量を検出した結果に応じて炭酸ガスの排出を制御するようにしたので、溶解モジュール７２の内部の状態に直接的に従ったリアルタイムな制御が可能となる。また、結露水の計測は溶解モジュール７２の下面壁４０７に流れ落ちた液溜りＢで行うのでセンサ構造を簡易にすることができる。さらに、具体的な炭酸ガスの制御として、検出部８５の検出結果から所定量の結露水が生じていないと判断した場合は、炭酸ガスが溶解モジュール７２から排出流路８２へと排出されないよう制御し、検出部８５の検出結果から所定量の結露水が生じていると判断した場合は、まず結露水が溶解モジュール７２から排出流路８２へと排出され、その後、炭酸ガスが溶解モジュール７２から排出流路８２へと排出されるようにした。したがって、従来のように常に炭酸ガスを通過させる構成に比べて、炭酸ガスの消費量を大幅に削減することができる。なお、本実施形態では、特許文献１に示したような、純水供給をバイパスさせて炭酸ガスを溶解させる構成とはせず、流体供給流路８１から処理ユニット１６に供給される純水の全てが溶解モジュール７２に供給される構成にした。これにより、処理液供給ユニット７１の構成がシンプルになり、装置のフットプリントも小さくすることができる。

【0050】

（変形例）
上記実施形態においては、ステップＳ６０４で、液溜りＢの量を直接的に測定することにより炭酸ガスの供給を制御するようにしたが、本発明は、これに限るものではない。

【0051】

例えば、処理液供給ユニット７１は、測定部８４の測定結果より、結露の状態を推定するようにしてもよい。既に説明したように、付着した結露水の量が単純に増加すると純水への炭酸ガスの溶解がより妨げられるようになり、比抵抗値も上昇することになる。したがって、予め実験により、比抵抗値と透過膜に付着する結露水の量との間の関係を求めて、閾値を決めておき、ステップＳ６０４において、比抵抗値がその閾値に達したら、ステップＳ６０５の炭酸ガスの排出処理に進むようにしても良い。

【0052】

また、制御部１８が、実際に利用するレシピ情報から推定する手法もある。すなわち、予め実験により、純水をどの程度の量だけ供給したときに、溶解の妨げになるほど液溜りＢが増加するかを実験で求めて閾値として記憶しておき、図６の動作の開始時に、レシピの供給時間及び供給量の情報を利用して、閾値の供給量に達する時間を求め、ステップＳ６０４では、その時間を経過したときに、ステップＳ６０５の炭酸ガスの排出処理に進むようにしても良い。

【0053】

以上のように、比抵抗値の測定部８４又は制御部１８の有するレシピ情報を利用して制御を行うことにより、溶解モジュール７２には検出部８５を設ける必要が無くなるので、より装置構成がシンプルかつ安価になる。また、検出部８５の代替手段として用いるのみでなく、検出部８５と併用することにより、ステップＳ６０４の判断をより精度よく行うこともできる。

【0054】

さらに別の例として、ステップＳ６０４の判断を測定部８４が測定した比抵抗値に基づいて行い、ステップＳ６０６で炭酸ガスの排出停止を行う判断を検出部８５の検出結果を利用するようにしても良い。この場合、ステップＳ６０６において、制御部は、検出部８５から通知される液量が全く無い状態になったことをもって、ステップＳ６０７に進むよう制御する。上記実施形態では、具体的な炭酸ガスの制御として、検出部８５の検出結果から所定量の結露水が生じていないと判断したか否かに応じて、バルブ７８の開閉のみを制御するようにした。本発明はこの制御に限定することなく、検出部８５が検出した水量の大きさに応じて、流量調整器７５による炭酸ガスの供給量の大きさを変更する等、より細やかな制御を行うようにしてもよい。

【0055】

上記のステップＳ６０４での判断は、いずれも、液溜りＢの量を計測或いは推定するものであったが、例えば、溶解モジュール７２内の温度条件を監視しておき、その結果に応じて、炭酸ガスの排出量を制御するようにしてもよい。例えば、純水用槽４０５と炭酸ガス用槽４０８とにそれぞれ温度センサを設ける。炭酸ガス用槽４０８の温度が純水用槽４０５の温度よりも所定値以上高ければ、結露水Ａが生じやすい環境にある。その場合、ステップＳ６０５において、炭酸ガスを比較的少量だけ所定時間排出することで炭酸ガス用槽４０８内の雰囲気を入れ替えて、結露水Ａの発生を未然に防止することができる。ここで、排出時間は、雰囲気の入れ替えが達成される時間に限らない。例えば、排出時間が長いほど炭酸ガス用槽４０８の温度も低下させる効果があるので、所定温度だけ炭酸ガス用槽４０８の温度を低下させるだけの時間に設定しても良い。

【0056】

上記実施形態では、純水に炭酸ガスを溶解させる場合について説明したが、純水以外の液体及びそれに溶解可能な気体の組み合わせにも、本発明は適用可能である。

【符号の説明】

【0057】

１６ 処理ユニット
７２ 溶解モジュール
７４ ガス供給流路
７７ 排出流路
８１ 流体供給流路
８２ 処理液供給流路
８５ 検出部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】