特許 7581467 基板処理装置および導電性配管劣化度合い判定方法

(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】

(24)【登録日】2024-11-01

(45)【発行日】2024-11-12

(54)【発明の名称】基板処理装置および導電性配管劣化度合い判定方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20241105BHJP

【ＦＩ】

H01L21/304 643A

H01L21/304 646

H01L21/304 648G

H01L21/304 648K

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2023196749

(22)【出願日】2023-11-20

(62)【分割の表示】P 2020040244の分割

【原出願日】2020-03-09

(65)【公開番号】P2024009134

(43)【公開日】2024-01-19

【審査請求日】2023-11-29

(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】100120031

【弁理士】

【氏名又は名称】宮嶋 学

(74)【代理人】

【識別番号】100106655

【弁理士】

【氏名又は名称】森 秀行

(72)【発明者】

【氏名】飯野 正

【審査官】小池 英敏

(56)【参考文献】

【文献】特開２００７－３１７８２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０２９１３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１５２３７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／０４４５４８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開平０７－００５０８０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

Ｈ０１Ｌ ２１／３０６

Ｈ０１Ｌ ２１／０２７

Ｇ０３Ｆ ７／３０－７／３２

Ｃ０２Ｆ １／４２

Ｂ０８Ｂ ３／０４

Ｂ０８Ｂ ９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板を処理する基板保持部と、
前記基板保持部に保持された基板に処理液を吐出するノズル部と、
前記ノズル部に接続され、前記ノズル部に処理液を供給する導電性の配管と、
前記導電性の配管を介して前記ノズル部に処理液を供給する処理液供給部と、
前記導電性の配管を基準電位に接続するグラウンドラインと、
前記基板保持部の周囲に設けられ、前記ノズル部から吐出された処理液を受ける液受け部と、
前記液受け部に近接して設けられた電極と、
前記電極に電圧を印加して、前記液受け部の接液面と前記基準電位との間に電位差を与える電圧印加部と、
前記処理液が前記ノズル部から前記液受け部に吐出されているときに、前記液受け部の接液面と前記グラウンドラインとの間に前記処理液を介して確立された電荷移動経路を流れる電流の電流値を測定する電流計と、
を備えた基板処理装置。

【請求項2】

前記電圧印加部により前記電極に印加された電圧と、前記電流計の検出値との関係に基づいて、前記導電性の配管の抵抗値または劣化度合いを判断する演算部をさらに備えた、請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項3】

基板を処理する基板保持部と、
前記基板保持部に保持された基板に処理液を吐出するノズル部と、
前記ノズル部に接続され、前記ノズル部に処理液を供給する導電性の配管と、
前記導電性の配管を基準電位に接続するグラウンドラインと、
前記基板保持部の周囲に設けられ、前記ノズル部から吐出された処理液を受ける液受け部と、
前記液受け部に近接して設けられた電極と、
前記電極に電圧を印加する電圧印加部と、
を備えた基板処理装置において、前記導電性の配管の導電性の劣化度合いを判定する方法において、
前記電極に電圧を印加することにより、前記液受け部の接液面と前記基準電位との間に電位差を与えることと、
前記導電性の配管に基板処理用の処理液を供給して、前記ノズル部から液受け部に前記処理液を吐出させることと、
前記処理液が前記ノズル部から前記液受け部に吐出されているときに、前記液受け部の接液面と前記グラウンドラインとの間に前記処理液を介して確立された電荷移動経路を流れる電流の電流値を測定することと、
前記電圧印加部により前記電極に印加された電圧と、測定された電流値との関係に基づいて、前記導電性の配管の劣化度合いを判断することと、
を備えた劣化度合い判定方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、基板処理装置および導電性配管の劣化度合いを判定する方法に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体装置の製造工程には、基板にノズルから処理液を供給することにより基板に液処理を施す液処理工程が含まれる。処理液によるダメージの防止、および配管内部を流れる処理液との摩擦による帯電を防止する観点から、ノズルに処理液を供給する配管として、ＰＦＡ等のフッ素系樹脂にストライプ形状のカーボン等の導電性部材を組み込んだ導電性配管がしばしば用いられる（例えば特許文献１を参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００３－２７８９７２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本開示は、導電性配管の導電性の劣化を容易に精度良く検出する技術を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

基板処理装置の一実施形態は、基板を処理する基板保持部と、前記基板保持部に保持された基板に処理液を吐出するノズル部と、前記ノズル部に接続され、前記ノズル部に処理液を供給する導電性の配管と、前記導電性の配管を基準電位に接続するグラウンドラインと、前記基板保持部の周囲に設けられ、前記ノズル部から吐出された液体を受ける液受け部と、前記導電性の配管の導電性の劣化度合いを測定する劣化度合い測定部と、
を備え、前記劣化度合い測定部は、前記導電性の配管に測定用液体を供給して、前記ノズル部から前記測定用液体を吐出させる測定用液体供給部と、前記液受け部の接液面と前記基準電位との間に電位差を与える電位差付与部と、前記測定用液体が前記ノズル部から前記液受け部に吐出されているときに、前記液受け部の接液面と前記グラウンドラインとの間に前記測定用液体を介して確立された電荷移動経路を流れる電流の電流値を測定する電流計と、を有している。

【発明の効果】

【0006】

本開示によれば、導電性配管の導電性の劣化を容易に精度良く検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】一実施形態に係る基板処理装置の横断面図である。

【図2】処理ユニットに含まれる劣化度合い測定部の第１実施形態の構成を示す概略図である。

【図3】導電性配管の内部構造の一例を示す断面図である。

【図4】電極近傍の構成を示す断面図である。

【図5】劣化度合いを測定するための手順を示すタイムチャートである。

【図6A】劣化度合いを測定するための手順を示す概略図である。

【図6B】劣化度合いを測定するための手順を示す概略図である。

【図6C】劣化度合いを測定するための手順を示す概略図である。

【図6D】劣化度合いを測定するための手順を示す概略図である。

【図6E】劣化度合いを測定するための手順を示す概略図である。

【図6F】劣化度合いを測定するための手順を示す概略図である。

【図7A】劣化度合いの測定条件について説明するためのグラフである。

【図7B】劣化度合いの測定条件について説明するためのグラフである。

【図7C】劣化度合いの測定条件について説明するためのグラフである。

【図8】処理ユニットに含まれる劣化度合い測定部の第２実施形態の構成を示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

基板処理装置の一実施形態を、添付図面を参照して説明する。

【0009】

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。

【0010】

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。

【0011】

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エハ（以下ウエハ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。

【0012】

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、ウエハＷを保持するウエ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、ウエハ保持機構を用いてキャリアＣと受渡部１４との間でウエハＷの搬送を行う。

【0013】

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。

【0014】

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、ウエハＷを保持するウエ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、ウエハ保持機構を用いて受渡部１４と処理ユニット１６との間でウエハＷの搬送を行う。

【0015】

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エハＷに対して所定の基板処理を行う。

【0016】

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。

【0017】

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。

【0018】

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からウエハＷを取り出し、取り出したウエハＷを受渡部１４に載置する。受渡部１４に載置されたウエハ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。

【0019】

処理ユニット１６へ搬入されたウエハ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エハ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。

【0020】

次に、図２を参照して処理ユニット１６の構成について説明する。

【0021】

処理ユニット１６は、基板保持部としてのスピンチャック２０を有する。スピンチャック２０は、基板Ｗ例えば半導体ウエハを水平姿勢で保持する基板保持体２２と、基板保持体２２を鉛直軸線回りに回転させる回転駆動部２４とを有している。基板保持体２２は、バキュームチャックまたはメカニカルチャックのいずれであってもよい。基板Ｗには、少なくとも１つのノズル部１００から処理液が供給される。基板保持体２２の周囲は、液受けカップ２６により包囲されている。液受けカップ２６は、ノズル部１００から基板Ｗに供給された後に基板Ｗから離脱した処理液を回収する。

【0022】

ノズル部１００は、図示しないノズル移動機構により、スピンチャック２０に保持された基板Ｗの上方の処理位置と、液受けカップ２６の外側に設けられたダミーディスペンスポート１５０の真上の退避位置との間を移動することができる。図示しないノズル移動機構は、例えばノズル部１００（及び後述の導電性配管１０２）を保持する旋回式のアームを備える。図２の左上側には処理位置にあるノズル部１００が概略的に示されており、図２の中央部には退避位置にあるノズル部１００が概略的に示されている。

【0023】

ノズル部１００は、導電性配管１０２の先端部により構成することができる。この場合、導電性配管１０２の先端の開口がノズル部１００の吐出口となる。

【0024】

上記に代えて、ノズル部１００は、導電性配管１０２の先端に取り付けられた導電性配管１０２とは別体の部材であってもよい。この場合、ノズル部１００は、高い耐薬品性を有するフッ素系樹脂（例えばＰＦＡ，ＰＴＦＡなど）にから構成することができる。

【0025】

導電性配管１０２の構成の一例が図３に示されている。図３の例では、導電性配管１０２は、フッ素系樹脂からなる非導電性の管本体１０２Ａと、管本体１０２Ａに設けられた導電性の４つのＨ形断面のストリップ１０２Ｂとから構成されている。ストリップ１０２Ｂは、例えば、導電性粒子例えばカーボンブラックが練り込まれたＰＦＡ等のフッ素系樹脂から形成することができる。導電性配管１０２は、他の構成を有していてもよい。例えば、導電性配管１０２の全体が、導電性粒子が練り込まれたフッ素系樹脂から形成されていてもよい。

【0026】

以下の説明は、ノズル部１００が導電性配管１０２の先端部により構成されている場合について行う。

【0027】

導電性配管１０２の上流端は、絶縁性材料（例えばフッ素系樹脂）からなる管継手１０４を介して、絶縁性材料（例えばフッ素系樹脂）からなる非導電性配管１０６に接続されている。非導電性配管１０６上の分岐点１０８から、少なくとも１つの非導電性の処理液供給配管１１０Ｐが分岐している。処理液供給配管１１０Ｐの上流端は、処理液供給源１１２Ｐに接続されている。処理液供給配管１１２Ｐには、開閉弁、流量計、流量制御弁等を含む流れ制御機構１１４Ｐが介設されている。基板Ｗに液処理が施されるときには、処理液供給源１１２Ｐから、処理液（例えばＳＰＭ等の薬液）が処理液供給配管１１０Ｐを介してノズル部１００に供給される。

【0028】

非導電性配管１０６の上流端は、測定用液体供給源１１６に接続されている。分岐点１０８と測定用液体供給源１１６との間に、開閉弁１１８例えばエアーオペレーションバルブが介設されている。測定用液体の電気抵抗率はなるべく高いことが好ましく、好適な測定用液体としてはＤＩＷ（脱イオン水（純水とも呼ぶ））が例示される。部材１１６，１１８は測定用液体供給部を構成する。

【0029】

なお、ノズル部１００から吐出される処理液が十分に高い電気抵抗率を有している場合には、当該処理液を測定用液体として兼用できる。この場合、処理液供給部（１１０Ｐ，１１２Ｐ，１１４Ｐ）を測定用液体供給部として用いることも可能である。

【0030】

ノズル部１００から上流側に離れた位置（例えば管継手１０４の近傍）において、導電性配管１０２にはグラウンド線（グラウンドライン）１２０の一端が電気的に接続されている。グラウンド線１２０の他端は、基準電位点（基準電位）（ＦＧ）に電気的に接続されている。導電性配管１０２が図３に示すような構成を有している場合には、Ｈ形断面のストリップ１０２Ｂの導電性配管１０２の外周面に露出している外側部分１０２Ｃが、グラウンド線１２０に接続される。基準電位点は、例えば基板処理システム１の図示しない金属製フレーム（機枠）であり、フレームグラウンド（ＦＧ）とも呼ばれる。金属製フレームは好ましくは大地アースに接続されている。グラウンド線１２０は、後述する劣化度合い測定部に関連するデバイスを設置するために利用される。

【0031】

処理ユニット１６内で基板Ｗに液処理が施されるときに、導電性配管１０２の管本体１０２Ａの内面と、導電性配管１０２を通過する処理液との摩擦により静電気が生じることがある。静電気（電荷）がストリップ１０２Ｂの処理液に接する内側部分１０２Ｄから外側部分１０２Ｃへと移動し、グラウンド線１２０を介してフレームグラウンドに逃がされることにより、処理液が除電される。これにより、基板Ｗに形成されたデバイスの静電破壊、あるいは引火性処理液の発火を防止することができる。

【0032】

ストリップ１０２Ｂの内側部分１０２Ｄの表面（処理液に接する面）近傍にある導電性粒子は、導電性配管１０２の内部に処理液を流すことにより徐々に脱落してゆく。内側部分１０２Ｄの表面近傍の導電性粒子が脱落した部分では、多数の孔を有する樹脂材料が残る。この部分の導電性は非常に低い。このような導電性粒子が脱落した部分の体積が増加してゆくに従って、ストリップ１０２Ｂの内側部分１０２Ｄの表面から外側部分１０２Ｃとの間の抵抗が増大し、除電性能が劣化してゆく。本実施形態に係る処理ユニット１６には、導電性配管１０２、特にそのストリップ１０２Ｂの導電性の劣化度合いを検出するための劣化度合い測定部が設けられている。

【0033】

以下、劣化度合い測定部の第１実施形態について説明する。

【0034】

ダミーディスペンスポート１５０には、排液用配管１５２が接続されている。ダミーディスペンスポート１５０および排液用配管１５２を合わせて「液受け部」とも呼ぶこととする。ダミーディスペンスポート１５０および排液用配管１５２は、誘電体材料により形成されている。誘電体材料は、例えばＰＦＡ，ＰＴＦＥ等のフッ素系樹脂とすることができる。ダミーディスペンスポート１５０および排液用配管１５２の構成および材料は、一般的な基板処理ユニットに用いられているものと同じもので構わない。

【0035】

排液用配管１５２のダミーディスペンスポート１５０近傍の部分の外面に近接して、導電性材料からなる電極１６０が設けられている。電極１６０には、電圧印加部１３０（図２において一点鎖線で囲んだ部分）により電圧が印加される。

【0036】

電圧印加部１３０の構成について以下に説明する。電圧印加部１３０は高電圧直流電源１３２を備える。高電圧直流電源１３２は、電極１６０に、フレームグラウンド（ＦＧ）に対する制御された所望の電位（例えば数ｋＶ）を与えることができるように構成されている。高電圧直流電源１３２の正極が第１導電線（第１導電ライン）１３４を介して電極１６０に電気的に接続され、負極がグラウンド線１３６を介してフレームグラウンド（基準電位点）に電気的に接続されている。高電圧直流電源１３２の正極および負極の接続先が逆でもよい。

【0037】

第１導電線１３４には第１スイッチ１３８が介設されている。第１導電線１３４に設定された分岐点１４０は、グラウンド線（第２導電ライン）１４２を介してフレームグラウンド（基準電位点）に電気的に接続されている。

【0038】

グラウンド線１４２には第２スイッチ１４４および抵抗１４６（好ましくは可変抵抗）が介設されている。電極１６０の電位を測定するために、電位計１４８が、電極１６０に直接的に接続されるか、あるいは第１導電線１３４の電極１６０と第１スイッチ１３８との間の区間の任意の位置に接続されている。図２では、電位計１４８は接触式の電位計として記載されているが、電位計１４８として非接触式の表面電位計を用いることもできる。電位計１４８は、電圧印加部１３０における漏電の有無を確認するために利用することもできる。

【0039】

第１スイッチ１３８および第２スイッチ１４４はノーマルクローズの接点（「Ｂ接点」とも呼ばれる）であることが好ましい。こうすることにより、基板処理システム１の電源系統に不具合が生じたときに電極１６０を確実に除電することができるので、メンテナンス作業者の安全上の観点から好ましい。また、第１スイッチ１３８および第２スイッチ１４４には数ｋＶの高電圧が印加されるため、リードスイッチ（リードリレー）等の高電圧に耐えうるスイッチを用いることが好ましい。

【0040】

劣化度合い測定部は、抵抗１２２好ましくは可変抵抗と、電流計１２４とをさらに備える。抵抗１２２および電流計１２４は、前述したグラウンド線１２０に設けられている。電流計１２４として、マイクロアンペアオーダーの微小電流を検出しうるものを用いることが好ましい。抵抗１２２としては、例えば１００ＭΩ程度の抵抗値を有するものを用いることができる。

【0041】

劣化度合い測定部は、さらにコントローラ１８０を備える。コントローラ１８０は、少なくとも電圧印加部１３０の動作および開閉弁１１８の動作を制御することができる。コントローラ１８０は、電位計１４８および電流計１２４の検出信号を受け取る。コントローラ１８０は電流計１２４の検出結果に基づいて、導電性配管１０２の抵抗値を求める演算部としての機能を有する。この演算部の機能には、抵抗値に基づいて導電性配管１０２のストリップ１０２Ｂの健全性（導電性）を判定する機能が含まれていてもよい。

【0042】

図４には、電極１６０の周囲の構成の一例が示されている。排液用配管１５２のダミーディスペンスポート１５０近傍の部分の外面に近接して、円弧状の電極１６０が設けられている。電極１６０には、第１導電線１３２としてのシールド電線が接続されている。排液用配管１５２は、絶縁破壊が生じない限りにおいてなるべく薄くすることが好ましく、そうすることにより抵抗の測定精度を向上させることができる。電極１６０は、金属、導電性ゴムなどの導電性材料により形成することができる。漏電防止の観点から、絶縁材１６２が電極１６０の外側に設けられている。

【0043】

次に、劣化度合い測定部の動作について図５，図６Ａ，図６Ｂ，図６Ｃ，図６Ｄ，図６Ｅ，図６Ｆを参照して説明する。劣化度合い測定部による抵抗測定操作は、コントローラ１８０の制御の下で実行される。コントローラ１８０は図１に示した制御装置４の一部であってもよい。コントローラ１８０のメモリ部には、抵抗測定操作の手順を定義したレシピが記憶されており、コントローラ１８０は、レシピに従い、以下に説明する抵抗測定操作を処理ユニット１６（あるいは基板処理システム１）に実行させる。

【0044】

図５は、劣化度合い測定部の動作を説明するためのタイムチャートである。横軸が時間経過を示している。「ＳＷ１」は第１スイッチ１３８の状態、「ＳＷ２」は第２スイッチ１４４の状態を示しており、塗りつぶされている部分はスイッチが閉状態にあることを示している。「ＨＶ」は、高電圧直流電源１３２の状態を示しており、塗りつぶされている部分は高電圧直流電源１３２が電圧を出力していることを示している。「ＡＯＶ」は開閉弁１１８の状態を示しており、塗りつぶされている部分は開閉弁１１８が開かれてノズル部１００から測定用液体が吐出されていることを示している。「Ｖ」は電極１６０の電位を示している。「μＡ」は電流計１２４による検出電流を示している。「ＳＷ１」、「ＳＷ２」、「ＨＶ」、「ＡＯＶ」、「Ｖ」、「μＡ」の定義は図６Ａ～図６Ｆにおいても同じである。

【0045】

図６Ａには時点ｔ０における状態すなわち初期状態を示している。高電圧直流電源１３２（ＨＶ）はOFF状態であり、第１スイッチ１３８（ＳＷ１）および第２スイッチ１４４（ＳＷ２）は閉状態である。電極１６０の電位は０Ｖである（ステップ１）。

【0046】

次に、時点ｔ１において、第１スイッチ１３８を閉状態に維持したまま、第２スイッチ１４４を開状態とする（ステップ２）。

【0047】

次に、時点ｔ２において、高電圧直流電源１３２をON状態とし、所定の電圧を電極１６０に印加して電極１６０を正に帯電させる（ステップ３）。このときの状態が図６Ｂに示されている。つまり、正に帯電した電極１６０が形成する電場により液受け部（図示例では排液用配管１５２）に誘電分極が生じ、排液用配管１５２の接液面（ノズル部１００から吐出された液が触れる面）が正に帯電する。このとき、電極１６０が意図する電位にあることを電位計１４８により確認することができる。これに代えて、高電圧直流電源１３２の電圧モニタにより電極１６０が意図する電位にあることを確認してもよい。

【0048】

電位計１４８による検出電圧はコントローラ１８０に送られ、コントローラ１８０は、検出電圧が目標値に達したら次のステップを実行する。所定の時間が経過しても検出電圧が目標値に達しない場合には、コントローラ１８０は、電圧印加部１３０に異常（例えば漏電あるいは高電圧直流電源１３２の故障等）が発生しているものと判断し、ユーザーインターフェイス（図示しないディスプレイ等）を介して、アラームを発生させる。

【0049】

なお、第１スイッチ１３８および第２スイッチ１４４には接点寿命があるため、これらスイッチの開閉回数をコントローラ１８０または上位コントローラでカウントしておくことが好ましい。カウント数が所定回数に達したら、ユーザーインターフェイスを用いて、オペレータにスイッチ１３８，１４４の交換を促してもよい。

【0050】

検出電圧が目標値に達した後の時点ｔ３において、第１スイッチ１３８を開状態とし、電極１６０を帯電させたままフローティング状態とする（ステップ４）。このときも引き続き電位計１４８による電極１６０の電位の監視を継続する。

【0051】

電極１６０の電位が引き続き目標値にあることが確認された後、時点ｔ４において、開閉弁１１８を開き、導電性配管１０２およびノズル部１００を介して、ダミーディスペンスポート１５０に測定用液体を吐出する。このとき、測定用液体は、ノズル部１００の吐出口からダミーディスペンスポート１５０上の測定用液体の着液点まで連続的に延びる液柱が形成されるように吐出される。すなわち、測定用液体が断続的な複数の液滴を形成するように吐出されてはならない。

【0052】

上記のように測定用液体をノズル部１００から吐出することにより、以下の区間を含む電子が移動できる経路（以下、「電荷移動経路」とも呼ぶ）が確立される。
－ フレームグラウンド（ＦＧ）からグラウンド線１２０を経てグラウンド線１２０の導電性配管１０２への接続点（詳細には、導電性配管１０２の外側部分１０２Ｃへのグラウンド線１２０への接続点）までの第１区間
－ 導電性配管１０２の内部を流れる測定用液体と、導電性ストリップ１０２Ｂの内側部分１０２Ｄとの接触界面から、流動する測定用液体を経て、ダミーディスペンスポート１５０あるいは排液用配管１５２内において測定用液体の電極１６０の近傍を流れている部分までに至る第２区間（第２区間は第１区間に対して導電性ストリップ１０２Ｂを介して電気的に接続されている）

【0053】

上記の電荷移動経路が確立した瞬間（この瞬間は測定用液体が電極１６０近傍を始めて通過した瞬間でもある）に、静電誘導により、フレームグラウンド（ＦＧ）から電子が電極１６０の近傍に存在する測定用液体に移動する。つまり、グラウンド線１２０をフレームグラウンド（ＦＧ）に向けて電流が瞬間的に流れる。この電流Ａが、電流計１２４により計測される（ステップ５）。この状態が、図６Ｃに示されている。

【0054】

上記の電流Ａは、ごく短時間に流れるパルス状の電流である。このような電流を確実に検出するため、電流計１２４それ自体、あるいは電流計１２４の検出値を受け取るコントローラ１８０が、ピークホールド機能を有していることが好ましい。電流Ａのピーク値を、以下、ピーク電流ＡＰと呼ぶ。

【0055】

なお、電流Ａ（ピーク電流ＡＰ）は、電極１６０の電位に依存して変化する。このため、ステップ５における測定用液体の吐出時点の前後のある程度の期間において、電位計１４８による電極１６０の電位の監視を継続的に行うことも好ましい。電極１６０の電位と電流計１２４の検出値との関係を予め実験により求めておき、この関係に基づいて電流計１２４の検出値を補正することにより、より精確に抵抗の測定を行うことができる。

【0056】

その後、時点ｔ５において、高電圧直流電源１３２をOFF状態に切り替える（ステップ６）。このときの状態が、図６Ｄに示されている。なお、このとき、電極１６０の近傍の電荷の分布は安定しており、グラウンド線１２０に電流は流れない。

【0057】

次に、時点ｔ６において、ノズル部１００からの測定用液体の吐出を継続しながら、第２スイッチ１４４を閉状態にして電極１６０とフレームグラウンドとを電気的に接続する。これにより、電極１６０の電位が急激に０Ｖまで低下する。これに伴い、静電誘導により、電子が、前述した電荷移動経路を通って電極１６０から遠ざかる方向に移動し、グラウンド線１２０を通ってフレームグラウンドに移動する。つまり、フレームグラウンド（ＦＧ）からグラウンド線１２０を通って導電性ストリップ１０２Ｂに電流が瞬間的に流れる。この電流Ｂが、電流計１２４により計測される（ステップ７）。このときの状態が図６Ｅに示されている。電流Ｂもごく短時間に流れるパルス状の電流である。電流Ｂのピーク値を、以下、ピーク電流ＢＰと呼ぶ。

【0058】

グラウンド線１４２には抵抗１４６が設けられているため、第２スイッチ１４４を閉状態とした瞬間に電流計１２４に流入しうるサージ電流を最小化することができ、このため、電流計１２４の測定精度を向上させることができる。また、フレームグラウンドに接続されている他の電子機器をサージ電流から保護することができる。抵抗１４６の抵抗値は、例えば数十ＭΩ程度とすることができる。

【0059】

次に、時点ｔ７において、ノズル部１００からの測定用液体の吐出を継続しながら、第１スイッチ１３８をON状態とする（ステップ８）。このときの状態が図６Ｆに示されている。これにより、ダミーディスペンスポート１５０の帯電を最小化することができる。このことは、次の測定サイクルにおける測定精度の向上に寄与する。

【0060】

次に、時点ｔ８において、開閉弁１１８を閉じてノズル部１００からの測定用液体の吐出を停止する（ステップ９）。以上にて、１つの測定サイクルが終了する。

【0061】

上記のステップ１～ステップ９の測定サイクルを複数回繰り返す。

【0062】

コントローラ１８０は、各測定サイクルにおいてピーク値ＡＰの絶対値とピーク値ＢＰの絶対値との和（｜ＡＰ｜＋｜ＢＰ｜）を算出し、全サイクルにおける和（｜ＡＰ｜＋｜ＢＰ｜）の平均値を求める。この平均値に基づいて、導電性配管１０２の導電性ストリップ１０２Ｂの劣化度合いを求めることができる。

【0063】

概ね許容限界の劣化が生じている導電性配管１０２に対して上記の測定を行うことにより、上記平均値の許容限界値がわかる。従って、上記平均値と許容限界値との比較に基づいて、導電性配管１０２の交換の必要性を判断することができる。

【0064】

なお、複数サイクルの測定値の平均値に代えて、１サイクルの測定値により導電性ストリップ１０２Ｂの劣化度合いを判定してもよい。

【0065】

電極１６０への印加電圧を電流計１２４の検出電流値（例えば上記の和（｜ＡＰ｜＋｜ＢＰ｜）で除した値を抵抗値（見かけ上の抵抗値）として扱い、この抵抗値に基づいて導電性ストリップ１０２Ｂの劣化度合いを判断してもよい。但し、電極１６０への印加電圧を一定に維持できるのであれば、電流計１２４の検出電流値のみに基づいて導電性ストリップ１０２Ｂの劣化度合いを判断できるため、電流計１２４の検出電流値それ自体を導電性ストリップ１０２Ｂの劣化度合いの判定基準としても構わない。

【0066】

次に、グラウンド線１２０に設けた抵抗１２２の抵抗値の設定に対する考え方について説明する。上記の電荷移動経路において導電性ストリップ１０２Ｂと抵抗１２２とが直列に接続されている。このため、抵抗１２２の抵抗値が、導電性ストリップ１０２Ｂの抵抗値よりも大幅に大きい場合には、導電性ストリップ１０２Ｂの劣化度合いの指標となる導電性ストリップ１０２Ｂの抵抗値が多少変動したとしても電流計１２４により測定される電流値は殆ど変化しなくなる。導電性ストリップ１０２Ｂの劣化に起因する導電性ストリップ１０２Ｂの抵抗値変化量は概ね４００ＭΩ程度であるため（この値は一例である）、抵抗１２２の抵抗値を４００ＭΩよりも大幅に高く設定することは避けるべきである。

【0067】

一方で、抵抗１２２の抵抗値が低すぎる（抵抗１２２が存在しない場合も含む）には別の問題が生じうる。この点について、図７Ａのグラフを参照して説明する。図７Ａのグラフにおいて、横軸は、導電性ストリップ１０２Ｂの内側部分１０２Ｄの表面からグラウンド線１２０のフレームグラウンドへの接続点までの抵抗値（Ｒ）、縦軸は上記ステップ５において電流計１２４により測定された電流値（Ｉ）である。

【0068】

オームの法則より、電流計１２４により測定される電流値は、抵抗１２２の抵抗値と導電性ストリップ１０２Ｂの抵抗値（詳細には、内側部分１０２Ｄと外側部分１０２Ｃとの間の抵抗値）との和に反比例する。このため、抵抗１２２が存在しないかあるいは抵抗１２２が低すぎる場合には（例えば図７Ａの領域Ｐ）、導電性ストリップ１０２Ｂの抵抗値の僅かな変化により電流計１２４の測定値が過剰に大きく変化することになる。この場合、測定条件の僅かな変動（例えば測定用液体の電離度の変化等）により電流計１２４の測定値が大きく変化し、ひいては得られる抵抗データが不安定になる。

【0069】

抵抗１２２の抵抗値は、導電性ストリップ１０２Ｂの抵抗値の変化に対して電流計１２４の測定値が安定的に変化し、かつ、導電性ストリップ１０２Ｂの抵抗値の変化に対する電流計１２４の測定値の変化が十分に大きくなるように（但し大きすぎてはならない）ように決定することが好ましい（例えば図７Ａの領域Ｑ）。導電性ストリップ１０２Ｂの劣化に起因する導電性ストリップ１０２Ｂの抵抗値変化量が前述したように概ね４００ＭΩ程度である場合には、抵抗１２２の抵抗値は１００ＭΩ程度（この値は一例である）とすることが好ましい。

【0070】

図７Ｂは、ダメージを受けていない導電性配管１０２を用い、測定用液体としてＤＩＷを用い、かつ、抵抗１２２として可変抵抗を用いた場合における、抵抗１２２の抵抗値と電流計１２４の測定値との関係を、電極１６０への印加電圧ごとに測定した試験結果を示すグラフである。可変抵抗の抵抗値は、直列に接続された導電性ストリップ１０２Ｂおよび抵抗１２２の抵抗値の和と実質的に等価なものと見なすことができる。すなわち、可変抵抗の抵抗値を変化させることにより導電性ストリップ１０２Ｂの抵抗（ダメージ）変化をシミュレートすることができることになる。電極１６０への印加電圧が高い程、抵抗値－電流値線図の傾きが大きいことがわかる。このことは導電性ストリップ１０２Ｂのダメージの変化をより感度良く検出することができることを意味している。

【0071】

図７Ｃは、図７Ｂで説明した試験と同様の試験設備を用い、抵抗１２２の抵抗値と電流計１２４の測定値との関係を、ノズル部１００からダミーディスペンスポート１５０に向けて吐出するＤＩＷの流量毎に測定した試験結果を示すグラフである。ＤＩＷ流量が大きい方が抵抗値－電流値線図の傾きが大きく、導電性ストリップ１０２Ｂのダメージをより感度良く検出することができることがわかる。ＤＩＷ流量が大きい方が、ダミーディスペンスポート１５０および排液用配管１５２内に存在する測定用液体（ＤＩＷ）の表面積が大きくなるため、誘導電流も大きくなるものと考えられる。このことは、各測定において、測定用液体の流量を同じ値に維持する必要があることを意味している。

【0072】

図８には、劣化度合い測定部の第２実施形態が示されている。第２実施形態では、ダミーディスペンスポート１５０および排液用配管１５２（詳細には、少なくとも後述の第１端子１７１が接続される部分）が導電性材料から形成されている。劣化度合い測定部は、抵抗計１７０を備え、抵抗計１７０の第１端子１７１が排液用配管１５２に電気的に接続され、第２端子１７２がグラウンド線１２０に電気的に接続されている。第２端子１７２は、導電性配管１０２のストリップ１０２Ｂの外側部分１０２Ｃに接続してもよい。

【0073】

この第２実施形態では、測定用液体をノズル部１００から吐出し続けながら、抵抗計１７０により、第１端子１７１と第２端子との間の抵抗を測定し、抵抗値に基づいて導電性配管１０２の劣化度合いを判断することができる。

【0074】

なお、周知の通り、抵抗計は、抵抗測定区間に電圧を印加する電圧印加部と、抵抗測定区間を流れる電流を測定する電流測定部（電流計）とを含み、電圧と電流との関係に基づいて抵抗測定区間の抵抗を測定する機器である。

【0075】

第２実施形態の劣化度合い測定部は構造が単純なため、１つの抵抗計１７０を複数の導電性配管１０２の劣化度合いの測定に共用することができる。この場合、抵抗計１７０の第１端子１７１および第２端子を確実かつ安定的に電気的に接続しうる端子をダミーディスペンスポート１５０（あるいは排液用配管１５２）とグラウンド線１２０に設ければよい。

【0076】

上記実施形態によれば、導電性配管の導電性の劣化を容易に精度良く検出することができる。このため、交換が必要なタイミングで導電性配管を交換することが可能となる。このため、比較的高価な導電性配管を必要以上に早期に交換することによる無駄なコストの発生を防止することができる。また、劣化した導電性配管を使用することにより生じ得る不具合の発生を防止することができる。

【0077】

なお、上述した方法は、ノズル部１００が導電性配管１０２の先端に取り付けられた導電性配管１０２とは別体の部材である場合でも同様に適用することができる。

【0078】

今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。

【符号の説明】

【0079】

Ｗ 基板
２０ 基板保持部
１００ ノズル部
１０２ 導電性の配管
１５０，１５２ 液受け部
１１６，１１８ 測定用液体供給部
１２４ 電流計
１７０ 電流計（抵抗計内蔵）
１３０，１６０ 電位差付与部
１７０ 電位差付与部（抵抗計内蔵）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図6D】

【図6E】

【図6F】

【図7A】

【図7B】

【図7C】

【図8】