脈動軽減装置及び検査装置
【課題】特許文献１に記載の脈動軽減装置の場合には、メインチャンバーを補助チャンバーの高い位置に配置し、メインチャンバー内で空気が溶け込んで増量した液体を補助チャンバーへオーバーフローさせ、その液分を補助チャンバー内の空気で置換するため、例えば、半導体ウエハ等の被処理体の検査装置のように被処理体を載置体上で冷却する場合には、載置体内を循環させる冷媒がメインチャンバー内で気化し易く、液体の気化容量が液体への空気等の溶解容量を上回り、メインチャンバー内の気体の圧力が上昇し、脈動軽減機能を損なう。
【解決手段】本発明の脈動軽減装置１０は、空間部を残して冷媒を貯留する第１タンク１５Ａと、第１タンク１５Ａにこれより高い位置に配置された状態で接続され且つ第１タンク１５Ａ内に冷媒を補充する補充タンク１５Ｂと、第１タンク１５Ａと補充タンク１５Ｂの空間部とを接続する気体抜き配管１５Ｃとを備えている。
【解決手段】本発明の脈動軽減装置１０は、空間部を残して冷媒を貯留する第１タンク１５Ａと、第１タンク１５Ａにこれより高い位置に配置された状態で接続され且つ第１タンク１５Ａ内に冷媒を補充する補充タンク１５Ｂと、第１タンク１５Ａと補充タンク１５Ｂの空間部とを接続する気体抜き配管１５Ｃとを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脈動軽減装置及び検査装置に関し、更に詳しくは、例えばポンプを用いて熱媒体等の液体を基台内に循環させる時の脈動に起因する基台の振動を軽減する脈動軽減装置及びこの脈動軽減装置を備えた検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の脈動軽減装置として、例えばダイヤフラム式、ブラダ式あるいはベローズ式等が実用化されている。しかしながら、これらの方式は、いずれも初期のセット圧が高く、低圧領域や負圧では円滑に動作し難い。また、これらの方式は、いずれも脈動を緩衝するためのばね定数が高く、微小な脈動を吸収することができない。更に、いずれの方式も、例えば−数１０℃の低温領域では材料強度の関係で使用することができない。また、気体加圧方式の脈動軽減装置もあるが、封入気体が液中へ溶け込んだり、液体の気化や溶存気体の気化など液中からの気体分離等によって、あるいは循環液の圧力変化等によって、タンク内の液面高さを一定に保つことが難しい。
【０００３】
また、特許文献１には、上記の各方式とは全く異なる方式で脈動を軽減する空気室の水位コントロール装置が記載されている。この空気室の水位コントロール装置は、往復動ポンプにおける空気室のエア補充の間隔を長くして、エア補充の手間の削減により省力化を図り、長期間安定運転、安定操業を持続できることを目的するものである。この装置の場合には、エアを封入した吸込エアチャンバー等の空気室をメインチャンバーとし、このメインチャンバーに、内部の液体をオーバーフローにより流出させ得る水位調整管を設け、この水位調整管に、エアが封入された補助チャンバーを接続する。当初は、液体が水位調整管から流出することなく、脈動減衰・クッション・容量補償の機能が正常に働く。次第にエアが液体に溶解消費され、水位が上昇すると、液体が水位調整管をオーバーフローして補助チャンバーへ流出し、この液分だけエアが押し出され、メインチャンバーへ置換補充され、長時間必要最小量のエア容量が確保される。
【０００４】
【特許文献１】実開平６−４０３３８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の脈動軽減装置の場合には、ポンプの吐出側の陽圧配管においてメインチャンバーを補助チャンバーの高い位置に配置し、メインチャンバー内で空気が溶け込んで増量した液体を補助チャンバーへオーバーフローさせ、オーバーフローして減量した液分を補助チャンバー内の空気で置換するものであり、メインチャンバー内での液体の気化等による昇圧を想定していない。例えば、半導体ウエハ等の被処理体の検査装置のように被処理体を載置台上で冷却し、検査時の被処理体を一定の温度に維持する場合には、載置台内を循環させる冷媒がメインチャンバー内で気化し易く、液体の気化容量が液体への空気等の溶解容量を上回り、メインチャンバー内の気体の圧力が上昇し、脈動軽減機能を損なうことになる。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、液体が気化しても常に脈動を確実且つ安定的に軽減することができる脈動軽減装置及び検査装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の請求項１に記載の脈動軽減装置は、基台内に液体を循環させるポンプと、このポンプを介して循環する液体を貯留するタンクと、を備えた装置に用いられ、上記タンク内の液面上の空間部にある気体を緩衝体として、上記ポンプによる上記液体の脈動を軽減する装置であって、上記タンクには上記液体を貯留する補充タンクを上記タンク内の液面より上記補充タンクの液面が高い位置になるように接続すると共に、上記タンクと上記補充タンクの空間部とを気体抜き配管を介して接続し、上記タンク内の液体が減少して上記タンク内の空間部と上記補充タンク内の空間部が上記気体抜き配管を介して連通した時、上記気体抜き配管を介して上記タンク内の気体を上記補充タンク内の空間部へ抜き取ると共に上記補充タンク内の液体を上記タンク内へ補充することを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明の請求項２に記載の脈動軽減装置は、請求項１に記載の発明において、上記タンク及び上記補充タンクを上記ポンプの吸入側にそれぞれ設けたことを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明の請求項３に記載の脈動軽減装置は、請求項１または請求項２に記載の発明において、上記補充タンク内の気体の圧力でその空間部を大気に開放するリリーフバルブを設けたことを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明の請求項４に記載の脈動軽減装置は、基台内に液体を循環させるポンプと、このポンプを介して循環する液体を貯留するタンクと、を備えた装置に用いられ、上記タンク内の液面上の空間部にある気体を緩衝体として、上記ポンプによる上記液体の脈動を軽減する装置であって、上記タンク内の液体の液面上限を検出する第１液面センサ及び上記タンク内の液体の液面下限を検出する第２液面センサをそれぞれ設け、上記第１、第２液面センサの検出信号に基づいて上記タンク内の液面の高さを所定の範囲内に制御することを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の請求項５に記載の脈動軽減装置は、請求項４に記載の発明において、上記第１液面センサの検出信号に基づいて上記タンク内へ気体を導入する第１バルブを設けると共に、上記第２液面センサの検出信号に基づいて上記タンク内の気体を排気する第２バルブを設けたことを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明の請求項６に記載の脈動軽減装置は、請求項５に記載の発明において、上記第１、第２液面センサの検出信号に基づいて上記第１、第２バルブを開閉制御する制御装置を設けたことを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明の請求項７に記載の脈流軽減装置は、請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の発明において、上記液体の蒸気圧が上記タンクと上記補充タンクの液面高さの差による圧力差より高い熱媒体であることを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明の請求項８に記載の検査装置は、被処理体を載置する載置台と、この載置台内に液体を循環させるポンプと、このポンプを介して循環する液体を貯留するタンクと、を備え、上記載置台上の被処理体の検査を行う検査装置において、上記タンク内の液面上の空間部にある気体を緩衝体として、上記ポンプによる上記液体の脈動を軽減する脈動軽減装置を少なくとも一つ設けたことを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明の請求項９に記載の検査装置は、請求項８に記載の発明において、請求項１または請求項２に記載の脈動軽減装置及び／または請求項３〜請求項５のいずれか１項に記載の脈動軽減装置を有することを特徴とするものである。
【００１６】
また、本発明の請求項１０に記載の検査装置は、請求項８または請求項９に記載の発明において、上記液体の蒸気圧が上記タンクと上記補充タンクの液面高さの差による圧力差より高い熱媒体であることを特徴とするものである。
【００１７】
また、本発明の請求項１１に記載の検査装置は、被処理体を載置する載置台と、この載置台内に液体を循環させるポンプと、このポンプを介して循環する液体を貯留するタンクと、を備え、上記載置台上の被処理体の検査を行う検査装置において、少なくとも上記ポンプの上記液体を吸入する側に上記ポンプによる上記液体の脈動を軽減する脈動軽減装置を設けたことを特徴とするものである。
【００１８】
また、本発明の請求項１２に記載の検査装置は、請求項１１に記載の発明において、上記タンク内の液面上の空間部にある気体を緩衝体として、上記ポンプによる上記液体の脈動を軽減する脈動軽減装置を少なくとも一つ設けたことを特徴とするものである。
【００１９】
また、本発明の請求項１３に記載の検査装置は、請求項１１または請求項１２に記載の発明において、上記脈動軽減装置は、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の脈動軽減装置及び／または請求項４〜請求項６のいずれか１項に記載の脈動軽減装置を有することを特徴とするものである。
【００２０】
また、本発明の請求項１４に記載の検査装置は、請求項１１〜請求項１３のいずれか１項に記載の発明において、上記液体の蒸気圧が上記タンクと上記補充タンクの液面高さの差による圧力差より高い熱媒体であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の請求項１〜請求項１４に記載の発明によれば、液体が気化しても常に脈動を確実且つ安定的に軽減することができる脈動軽減装置及び検査装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図１〜図３に示す実施形態に基づいて本発明を説明する。尚、図１は本発明の脈動軽減装置を適用した検査装置を概念的に示すブロック図、図２は図１に示す検査装置の第１脈動軽減装置を示す構成図、図３は図１に示す検査装置の第２脈動軽減装置を示す構成図である。各図中、実線で示した矢印は冷媒の流れを示し、破線で示した矢印は気体の流れを示す。
【００２３】
本実施形態の検査装置１０は、例えば図１に示すように、被処理体（例えば、半導体ウエハ）Ｗを載置する載置台１１と、載置台１１と循環配管１２を介して接続され且つ載置台１１内へ冷媒を供給して循環させるポンプ１３と、ポンプ１３を介して載置台１１から循環配管１２を循環する昇温後の冷媒を元の温度まで冷却する熱交換器１４と、を備え、載置台１１上の半導体ウエハＷを冷媒によって冷却して所定の温度で半導体ウエハＷの電気的特性検査を行うように構成されている。載置台１１は、検査の際に、半導体ウエハＷとプローブカード（図示せず）とを接触させるために水平方向及び上下方向に移動するようになっている。
【００２４】
載置台１１は、冷媒によって冷却され、例えば−数１０℃〜１５０℃の範囲内の適宜の温度で半導体ウエハＷの電気的特性検査を行えるようしてある。この時に使用される冷媒としては、例えばフッ素系の不活性液体（住友スリーエム社製フロリナート（商標名）、ソルベイソレクシス社製ガルデン（商標名）等）を用いることができる。
【００２５】
ポンプ１３で冷媒を循環させる際に、冷媒の脈動で載置台１１及び循環配管１２が僅かに振動する。載置台１１の振動は、半導体ウエハＷとプローブカードの接触圧に影響し、半導体ウエハＷの検査に悪影響を及ぼす虞がある。半導体ウエハＷに形成された集積回路が高密度化して配線層や絶縁層が薄膜化するほど脈動の影響が顕著に現れる。そこで、本実施形態ではポンプ１３による脈動を軽減するために、循環配管１２に第１、第２脈動軽減装置１５、１６が設けられている。第１脈動軽減装置１５は、ポンプ１３によって冷媒を吸引する負圧側に配置され、第２脈動軽減装置１６は、ポンプ１３から冷媒を吐出する陽圧側に配置されている。
【００２６】
第１脈動軽減装置１５は、例えば図２に示すように、循環配管１２に配設されて空間部を残して冷媒を貯留する第１タンク１５Ａと、第１タンク１５Ａと同様に循環配管１２に接続されて空間部を残して第１タンク１５Ａへの補充用の冷媒を貯留する補充タンク１５Ｂと、を備え、第１タンク１５Ａの空間部の空気等の気体が脈動を軽減する緩衝体として働くように構成されている。
【００２７】
補充タンク１５Ｂは、第１タンク１５Ａより液面が高い位置に配置されており、後述のように第１タンク１５Ａ内の冷媒が気化して空間部の圧力が高くなると共に液量が減少して液面が低下した時に第１タンク１５Ａ内へ冷媒を補充し、第１タンク１５Ａ内の冷媒の液面を一定に維持する。
【００２８】
即ち、第１タンク１５Ａと補充タンク１５Ｂとは気体抜き配管１５Ｃを介して接続されている。気体抜き配管１５Ｃの第１タンク１５Ａとの接続部は、通常、空間部のやや下方の冷媒中に位置し、気体抜き配管１５Ｃの補充タンク１５Ｂとの接続部は、常に空間部に位置している。このため、第１タンク１５Ａの空間部と補充タンク１５Ｂの空間部は、通常遮断されている。しかし、第１タンク１５Ａ内の冷媒が気化し、液量が減少すると共に空間部の圧力が高くなって冷媒の液面が低下し、液面が気体抜き配管１５Ｃとの接続部に達すると、第１タンク１５Ａの空間部と補充タンク１５Ｂの空間部とが連通し、第１タンク１５Ａ内の気体が補充タンク１５Ｂの空間部へ移動し、補充タンク１５Ｂの空間部の圧力が上昇する。
【００２９】
補充タンク１５Ｂの空間部にはリリーフバルブ１５Ｄが取り付けられ、このリリーフバルブ１５Ｄは所定の圧力（例えば、０．１Ｋｇ／ｃｍ２Ｇ）を超えると空間部を自動的に大気へ開放し、補充タンク１５Ｂ内の気体（気化した冷媒を含む）を大気側へ放出する。気体の放出で補充タンク１５Ｂ内の空間部の圧力が低下すると、リリーフバルブ１５Ｄが自動的に閉じるようになっている。この際、補充タンク１５Ｂは、第１タンク１５Ａより高い位置に配置されているため、第１タンク１５Ａ内の冷媒と補充タンク１５Ｂ内の冷媒との液圧差で補充タンク１５Ｂ内の冷媒が第１タンク１５Ａ内に補充され、第１タンク１５Ａ内の液面を元に戻し、気体抜き配管１５Ｃとの接続部を封止し、第１タンク１５Ａと補充タンク１５Ｂの空間部とを遮断する。
【００３０】
また、第２脈動軽減装置１６は、例えば図３に示すように、循環配管１２に接続されて空間部を残して冷媒を貯留する第２タンク１６Ａと、第２タンク１６Ａ内の冷媒の液面を検出する第１、第２液面センサ１６Ｂ、１６Ｃと、第１、第２液面センサ１６Ｂ、１６Ｃに電気的に接続され且つこれらのセンサ１６Ｂ、１６Ｃからの検出信号に基づいて作動する空気制御装置１６Ｄと、を備え、第２タンク１６Ａの空間部を満たす空気等の気体がポンプ１３から冷媒を吐出する際の脈動を軽減する緩衝体として働くように構成されている。
【００３１】
第２タンク１６Ａには空気配管１６Ｅが接続され、後述するように空気配管１６Ｅを介して工場内の乾燥空気を第２タンク１６Ａ内に導入すると共に第２タンク１６Ａ内の気体を外部へ排出する。即ち、空気配管１６Ｅには上流から下流側に向けて調圧バルブ１６Ｆ、第１、第２バルブ１６Ｇ、１６Ｈが順次配設され、調圧バルブ１６Ｆによって乾燥空気を所定の圧力に調整し、第１、第２バルブ１６Ｇ、１６Ｈを介して第２タンク１６Ａ内へ乾燥空気を導入し、放出するようにしている。第1、第２バルブ１６Ｇ、１６Ｈの間には空気配管１６Ｅと第２タンク１６Ａとを接続する分岐管が設けられている。この分岐管には絞り１６Ｉが設けられ、絞り１６Ｉによって分岐管を流れる空気の流量を制限している。第１、第２バルブ１６Ｇ、１６Ｈはいずれも空気制御装置１６Ｄに電気的に接続され、空気制御装置１６Ｄの制御下で開閉する。
【００３２】
第１液面センサ１６Ｂは、第２タンク１６Ａ内の液面が上がって上限に達し、その液面を検出すると、検出信号を空気制御装置１６Ｄへ送信する。空気制御装置１６Ｄは、第１液面センサ１６Ｂの検出信号に基づいて第１バルブ１６Ｇを開いて空気配管１６Ｅ及びその分岐管を介して第２タンク１６Ａ内に乾燥空気を導入して加圧し、冷媒の液面を下げる。第２液面センサ１６Ｃは、第２タンク１６Ａ内の液面が下がって下限に達し、その液面を検出すると、検出信号を空気制御装置１６Ｄへ送信する。空気制御装置１６Ｄは、第２液面センサ１６Ｃの検出信号に基づいて第２バルブ１６Ｈを開いて分岐管及び空気配管１６Ｅを介して第２タンク１６Ａ内の気体を排出して減圧し、冷媒の液面を上げる。
【００３３】
従って、空気制御装置１６Ｄは、第１、第２液面センサ１６Ｂ、１６Ｃの検出信号に基づいて第１、第２バルブ１６Ｇ、１６Ｈを開閉して、第２タンク１６Ａ内の空間部の気体圧力を一定に維持することによって冷媒の液面高さを一定に維持している。尚、１６Ｊは、第２タンク１６Ａ内の冷媒部と空間部を連通させる連通管で、この連通管１６Ｊに第１、第２液面センサ１６Ｂ、１６Ｃが取り付けられている。
【００３４】
次に、動作について説明する。半導体ウエハＷの検査をする時には、ポンプ１３が駆動して載置台１１内に一定の流量で冷媒を循環させて載置台１１を冷却する。載置台１１が冷却されることで、その上の半導体ウエハＷが検査時に発熱しても冷却され、所定の温度に維持される。ポンプ１３で冷媒を吸引し、吐出する際に冷媒が脈動するが、本実施形態では第１、第２脈動軽減装置１５、１６が働いて、脈動を軽減し、もって載置台１１及び循環配管１２の振動を抑制し、防止することができ、検査の信頼性を高めることができる。
【００３５】
即ち、ポンプ１３が駆動して冷媒を吸引すると、冷媒が第１脈動軽減装置１５の第１タンク１５Ａを通る際に、第１タンク１５Ａ内の空間部の空気等の気体が緩衝体となって、ポンプ１３の吸引側の脈動を軽減する。また、ポンプ１３から冷媒を吐出すると、冷媒が循環配管１２を介して熱交換器１４を通り、ここで冷媒が冷却された後、第２脈動軽減装置１６の第２タンク１６Ａを通る。冷媒が第２タンク１６Ａを通る際に、第２タンク１６Ａ内の空間部の空気等の気体が緩衝体となって、ポンプ１３の吐出側の脈動を軽減する。
【００３６】
このようにポンプ１３による冷媒の吸引、吐出動作によって冷媒が脈動しても、第１脈動軽減装置１５によって吸引側の脈動を軽減し、第２脈動軽減装置１６によって吐出側の脈動を軽減するために、載置台１１及び循環配管１２の脈動による振動を格段に抑制し、あるいは防止することができ、半導体ウエハＷの検査の信頼性を高めることができる。
【００３７】
ところで、検査を継続すると第１脈動軽減装置１５では、第１タンク１５Ａ内でポンプ吸入圧の陰圧の作用により冷媒が気化し、徐々に冷媒が減少すると共に空間部の圧力が上昇して液面が低下する。第１タンク１５Ａ内で冷媒の液面が低下し、気体抜き配管１５Ｃとの接続部に達すると、第１タンク１５Ａの空間部と補充タンク１５Ｂの空間部とが連通する。第１タンク１５Ａの空間部は、補充タンク１５Ｂの空間部より圧力が高いため、第１タンク１５Ａ内の気体が補充タンク１５Ｂ内の空間部へ移動し、補充タンク１５Ｂの空間部の圧力が上昇する。
【００３８】
補充タンク１５Ｂではリリーフバルブ１５Ｄが作動して空間部が大気側に開放され、空間部の気体を放出すると共に第１タンク１５Ａへ冷媒を補充する。気体の放出によって補充タンク１５Ｂ内の空間部の圧力が低下し、リリーフバルブ１５Ｄが閉じる。これに伴って、補充タンク１５Ｂ内の冷媒と第１タンク１５Ａ内の冷媒との液面高さの差で補充タンク１５Ｂから第１タンク１５Ａ内へ冷媒が補充される。第１タンク１５Ａでは液面が上昇し、初期の液面高さに戻ると共に気体抜き配管１５Ｃとの接続部を封止して補充タンク１５Ｂとの間を遮断し、通常の脈動軽減作用を持続する。
【００３９】
また、第２脈動軽減装置１６では第１脈動軽減装置１５と逆に第２タンク１６Ａ内でポンプ吐出圧の陽圧の作用により気体が冷媒に溶解する。第２タンク１６Ａ内で気体の溶解により冷媒の液面が上昇し、第１液面センサ１６Ｂがその液面を検出すると、空気制御装置１６Ｄは第１液面センサ１６Ｂからの検出信号に基づいて第１バルブ１６Ｇを開き、空気配管１６Ｅから乾燥空気を第２タンク１６Ａ内に導入し、液面を低下させる。液面が元に戻り、第１液面センサ１６Ｂからの検出信号がなくなると、空気制御装置１６Ｄは第１バルブ１６Ｇを閉じ、乾燥空気の導入を停止する。
【００４０】
また、ポンプ１３の吐出量が変動した場合にも第２タンク１６Ａ内の冷媒の液面高さが変動する。吐出量が増加して第２タンク１６Ａ内で冷媒の液面が上昇し、第１液面センサ１６Ｂがその液面を検出すると、空気制御装置１６Ｄは第１液面センサ１６Ｂからの検出信号に基づいて第１バルブ１６Ｇを開き、空気配管１６Ｅから乾燥空気を第２タンク１６Ａ内に導入し、液面を低下させる。液面が元に戻り、第１液面センサ１６Ｂからの検出信号がなくなると、空気制御装置１６Ｄは第１バルブ１６Ｇを閉じ、乾燥空気の導入を停止する。逆に吐出量が減少して液面が低下すると、第２液面センサ１５Ｃが作動し、空気制御装置１６Ｄを介して第２バルブ１６Ｈを開き、第２タンク１６Ａ内の気体を排気して液面を上げる。
【００４１】
以上説明したように本実施形態によれば、ポンプ１３の冷媒吸引側に第１脈動軽減装置１５を設け、第１脈動軽減装置１５は、空間部を残して冷媒を貯留する第１タンク１５Ａと、第１タンク１５Ａにこれより高い位置に配置された状態で接続され且つ第１タンク１５Ａ内に冷媒を補充する補充タンク１５Ｂと、第１タンク１５Ａと補充タンク１５Ｂの空間部とを接続する気体抜き配管１５Ｃと、を備え、第１タンク１５Ａ内の空間部にある気体を緩衝体として、ポンプ１３による冷媒の脈動を軽減している時に、第１タンク１５Ａ内の冷媒が気化して減少すると共に空間部の圧力が上昇して液面が低下し、第１タンク１５Ａ内の空間部と補充タンク１５Ｂ内の空間部が気体抜き配管１５Ｃを介して連通した時、気体抜き配管１５Ｃを介して第１タンク１５Ａ内の気体を補充タンク１５Ｂ内の空間部へ抜き取ると共に液圧差に基づいて補充タンク１５Ｂ内の冷媒を第１タンク内１５Ａへ補充するようにしたため、第１タンク１５Ａ内の気体は気体抜き配管１５Ｃを介して補充タンク１５Ｂと連携して常に一定の圧力に維持され、常に脈動を確実且つ安定的に軽減することができる。
【００４２】
また、第１タンク１５Ａ内の空間部と補充タンク１５Ｂ内の空間部とが連通した時、補充タンク１５Ｂ内の気体の圧力でその空間部を大気に開放するリリーフバルブ１５Ｄを設けたため、補充タンク１５Ｂ内の冷媒を第１タンク１５Ａへ補充して第１タンク１５Ａ内の空間部の気体の圧力を一定に維持することができ、更に安定した脈動軽減作用を維持することができる。
【００４３】
また、本実施形態によれば、ポンプ１３の冷媒吐出側に第２脈動軽減装置１６を設け、第２脈動軽減装置１６は、空間部を残して冷媒を貯留する第２タンク１６Ａと、第２タンク１６Ａ内の冷媒の液面上限を検出する第１液面センサ１６Ｂと、第２タンク１６Ａ内の冷媒の液面下限を検出する第２液面センサ１６Ｃと、を備え、第１、第２液面センサ１６Ｂ、１６Ｃの検出信号に基づいて第２タンク１６Ａ内の液面の高さを所定の範囲内に制御するようにしたため、第２タンク１６Ａ内の液面上の空間部にある気体を緩衝体として、ポンプ１３による冷媒の脈動を軽減している時に、第２タンク１６Ａ内でポンプ吐出圧の陽圧の作用により気体が冷媒に溶解するなどして液面が上昇しても第１、第２液面センサ１６Ｂ、１６Ｃの検出信号に基づいて第２タンク１６Ａ内の冷媒の液面高さを一定にして空間部の気体の圧力一定に維持して常に脈動を確実且つ安定的に軽減することができる。
【００４４】
また、第１液面センサ１６Ｂの検出信号に基づいて第２タンク１６Ａ内へ乾燥空気を導入する第１バルブ１６Ｇを設けると共に、第２液面センサ１６Ｃの検出信号に基づいて第２タンク１６Ａ内の気体を排気する第２バルブ１６Ｈを設け、更に、第１、第２液面センサ１６Ｂ、１６Ｃの検出信号に基づいて第１、第２バルブ１６Ｇ、１６Ｈを開閉制御する空気制御装置１６Ｄを設けたため、第２タンク１６Ａ内の空間部の気体の圧力をより確実に一定に維持することができる。
【００４５】
また、本実施形態によれば、検査装置１０の冷媒の循環配管１２のポンプ１３の吸引側及び吐出側それぞれに第１、第２脈動軽減装置１５、１６を設けたため、載置台１１及び循環配管１２の振動を確実に抑制し、あるいは防止して半導体ウエハＷの検査の信頼性を高めることができる。
【００４６】
尚、上記実施形態では第１、第２脈動軽減装置１５、１６を検査装置１０に設けた場合について説明したが、本発明は上記実施形態に何等制限されるものではなく、半導体ウエハＷ等の被処理体の温度を制御する載置台を備えた半導体製造装置や、基台内に熱媒体等の液体が循環させる液体循環回路に広く適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明は、半導体製造装置、例えば検査装置に好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の脈動軽減装置を適用した検査装置を概念的に示すブロック図である。
【図２】図１に示す検査装置の第１脈動軽減装置を示す構成図である。
【図３】図１に示す検査装置の第２脈動軽減装置を示す構成図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０ 検査装置
１１ 載置台（基台）
１３ ポンプ
１５ 第１脈動軽減装置
１５Ａ 第１タンク
１５Ｂ 補充タンク
１５Ｃ 気体抜き配管
１５Ｄ リリーフバルブ
１６ 第２脈動軽減装置
１６Ａ 第２タンク
１６Ｂ 第１液面センサ
１６Ｃ 第２液面センサ
１６Ｄ 空気制御装置
１６Ｇ 第１バルブ
１６Ｈ 第２バルブ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脈動軽減装置及び検査装置に関し、更に詳しくは、例えばポンプを用いて熱媒体等の液体を基台内に循環させる時の脈動に起因する基台の振動を軽減する脈動軽減装置及びこの脈動軽減装置を備えた検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の脈動軽減装置として、例えばダイヤフラム式、ブラダ式あるいはベローズ式等が実用化されている。しかしながら、これらの方式は、いずれも初期のセット圧が高く、低圧領域や負圧では円滑に動作し難い。また、これらの方式は、いずれも脈動を緩衝するためのばね定数が高く、微小な脈動を吸収することができない。更に、いずれの方式も、例えば−数１０℃の低温領域では材料強度の関係で使用することができない。また、気体加圧方式の脈動軽減装置もあるが、封入気体が液中へ溶け込んだり、液体の気化や溶存気体の気化など液中からの気体分離等によって、あるいは循環液の圧力変化等によって、タンク内の液面高さを一定に保つことが難しい。
【０００３】
また、特許文献１には、上記の各方式とは全く異なる方式で脈動を軽減する空気室の水位コントロール装置が記載されている。この空気室の水位コントロール装置は、往復動ポンプにおける空気室のエア補充の間隔を長くして、エア補充の手間の削減により省力化を図り、長期間安定運転、安定操業を持続できることを目的するものである。この装置の場合には、エアを封入した吸込エアチャンバー等の空気室をメインチャンバーとし、このメインチャンバーに、内部の液体をオーバーフローにより流出させ得る水位調整管を設け、この水位調整管に、エアが封入された補助チャンバーを接続する。当初は、液体が水位調整管から流出することなく、脈動減衰・クッション・容量補償の機能が正常に働く。次第にエアが液体に溶解消費され、水位が上昇すると、液体が水位調整管をオーバーフローして補助チャンバーへ流出し、この液分だけエアが押し出され、メインチャンバーへ置換補充され、長時間必要最小量のエア容量が確保される。
【０００４】
【特許文献１】実開平６−４０３３８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の脈動軽減装置の場合には、ポンプの吐出側の陽圧配管においてメインチャンバーを補助チャンバーの高い位置に配置し、メインチャンバー内で空気が溶け込んで増量した液体を補助チャンバーへオーバーフローさせ、オーバーフローして減量した液分を補助チャンバー内の空気で置換するものであり、メインチャンバー内での液体の気化等による昇圧を想定していない。例えば、半導体ウエハ等の被処理体の検査装置のように被処理体を載置台上で冷却し、検査時の被処理体を一定の温度に維持する場合には、載置台内を循環させる冷媒がメインチャンバー内で気化し易く、液体の気化容量が液体への空気等の溶解容量を上回り、メインチャンバー内の気体の圧力が上昇し、脈動軽減機能を損なうことになる。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、液体が気化しても常に脈動を確実且つ安定的に軽減することができる脈動軽減装置及び検査装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の請求項１に記載の脈動軽減装置は、基台内に液体を循環させるポンプと、このポンプを介して循環する液体を貯留するタンクと、を備えた装置に用いられ、上記タンク内の液面上の空間部にある気体を緩衝体として、上記ポンプによる上記液体の脈動を軽減する装置であって、上記タンクには上記液体を貯留する補充タンクを上記タンク内の液面より上記補充タンクの液面が高い位置になるように接続すると共に、上記タンクと上記補充タンクの空間部とを気体抜き配管を介して接続し、上記タンク内の液体が減少して上記タンク内の空間部と上記補充タンク内の空間部が上記気体抜き配管を介して連通した時、上記気体抜き配管を介して上記タンク内の気体を上記補充タンク内の空間部へ抜き取ると共に上記補充タンク内の液体を上記タンク内へ補充することを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明の請求項２に記載の脈動軽減装置は、請求項１に記載の発明において、上記タンク及び上記補充タンクを上記ポンプの吸入側にそれぞれ設けたことを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明の請求項３に記載の脈動軽減装置は、請求項１または請求項２に記載の発明において、上記補充タンク内の気体の圧力でその空間部を大気に開放するリリーフバルブを設けたことを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明の請求項４に記載の脈動軽減装置は、基台内に液体を循環させるポンプと、このポンプを介して循環する液体を貯留するタンクと、を備えた装置に用いられ、上記タンク内の液面上の空間部にある気体を緩衝体として、上記ポンプによる上記液体の脈動を軽減する装置であって、上記タンク内の液体の液面上限を検出する第１液面センサ及び上記タンク内の液体の液面下限を検出する第２液面センサをそれぞれ設け、上記第１、第２液面センサの検出信号に基づいて上記タンク内の液面の高さを所定の範囲内に制御することを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の請求項５に記載の脈動軽減装置は、請求項４に記載の発明において、上記第１液面センサの検出信号に基づいて上記タンク内へ気体を導入する第１バルブを設けると共に、上記第２液面センサの検出信号に基づいて上記タンク内の気体を排気する第２バルブを設けたことを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明の請求項６に記載の脈動軽減装置は、請求項５に記載の発明において、上記第１、第２液面センサの検出信号に基づいて上記第１、第２バルブを開閉制御する制御装置を設けたことを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明の請求項７に記載の脈流軽減装置は、請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の発明において、上記液体の蒸気圧が上記タンクと上記補充タンクの液面高さの差による圧力差より高い熱媒体であることを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明の請求項８に記載の検査装置は、被処理体を載置する載置台と、この載置台内に液体を循環させるポンプと、このポンプを介して循環する液体を貯留するタンクと、を備え、上記載置台上の被処理体の検査を行う検査装置において、上記タンク内の液面上の空間部にある気体を緩衝体として、上記ポンプによる上記液体の脈動を軽減する脈動軽減装置を少なくとも一つ設けたことを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明の請求項９に記載の検査装置は、請求項８に記載の発明において、請求項１または請求項２に記載の脈動軽減装置及び／または請求項３〜請求項５のいずれか１項に記載の脈動軽減装置を有することを特徴とするものである。
【００１６】
また、本発明の請求項１０に記載の検査装置は、請求項８または請求項９に記載の発明において、上記液体の蒸気圧が上記タンクと上記補充タンクの液面高さの差による圧力差より高い熱媒体であることを特徴とするものである。
【００１７】
また、本発明の請求項１１に記載の検査装置は、被処理体を載置する載置台と、この載置台内に液体を循環させるポンプと、このポンプを介して循環する液体を貯留するタンクと、を備え、上記載置台上の被処理体の検査を行う検査装置において、少なくとも上記ポンプの上記液体を吸入する側に上記ポンプによる上記液体の脈動を軽減する脈動軽減装置を設けたことを特徴とするものである。
【００１８】
また、本発明の請求項１２に記載の検査装置は、請求項１１に記載の発明において、上記タンク内の液面上の空間部にある気体を緩衝体として、上記ポンプによる上記液体の脈動を軽減する脈動軽減装置を少なくとも一つ設けたことを特徴とするものである。
【００１９】
また、本発明の請求項１３に記載の検査装置は、請求項１１または請求項１２に記載の発明において、上記脈動軽減装置は、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の脈動軽減装置及び／または請求項４〜請求項６のいずれか１項に記載の脈動軽減装置を有することを特徴とするものである。
【００２０】
また、本発明の請求項１４に記載の検査装置は、請求項１１〜請求項１３のいずれか１項に記載の発明において、上記液体の蒸気圧が上記タンクと上記補充タンクの液面高さの差による圧力差より高い熱媒体であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の請求項１〜請求項１４に記載の発明によれば、液体が気化しても常に脈動を確実且つ安定的に軽減することができる脈動軽減装置及び検査装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図１〜図３に示す実施形態に基づいて本発明を説明する。尚、図１は本発明の脈動軽減装置を適用した検査装置を概念的に示すブロック図、図２は図１に示す検査装置の第１脈動軽減装置を示す構成図、図３は図１に示す検査装置の第２脈動軽減装置を示す構成図である。各図中、実線で示した矢印は冷媒の流れを示し、破線で示した矢印は気体の流れを示す。
【００２３】
本実施形態の検査装置１０は、例えば図１に示すように、被処理体（例えば、半導体ウエハ）Ｗを載置する載置台１１と、載置台１１と循環配管１２を介して接続され且つ載置台１１内へ冷媒を供給して循環させるポンプ１３と、ポンプ１３を介して載置台１１から循環配管１２を循環する昇温後の冷媒を元の温度まで冷却する熱交換器１４と、を備え、載置台１１上の半導体ウエハＷを冷媒によって冷却して所定の温度で半導体ウエハＷの電気的特性検査を行うように構成されている。載置台１１は、検査の際に、半導体ウエハＷとプローブカード（図示せず）とを接触させるために水平方向及び上下方向に移動するようになっている。
【００２４】
載置台１１は、冷媒によって冷却され、例えば−数１０℃〜１５０℃の範囲内の適宜の温度で半導体ウエハＷの電気的特性検査を行えるようしてある。この時に使用される冷媒としては、例えばフッ素系の不活性液体（住友スリーエム社製フロリナート（商標名）、ソルベイソレクシス社製ガルデン（商標名）等）を用いることができる。
【００２５】
ポンプ１３で冷媒を循環させる際に、冷媒の脈動で載置台１１及び循環配管１２が僅かに振動する。載置台１１の振動は、半導体ウエハＷとプローブカードの接触圧に影響し、半導体ウエハＷの検査に悪影響を及ぼす虞がある。半導体ウエハＷに形成された集積回路が高密度化して配線層や絶縁層が薄膜化するほど脈動の影響が顕著に現れる。そこで、本実施形態ではポンプ１３による脈動を軽減するために、循環配管１２に第１、第２脈動軽減装置１５、１６が設けられている。第１脈動軽減装置１５は、ポンプ１３によって冷媒を吸引する負圧側に配置され、第２脈動軽減装置１６は、ポンプ１３から冷媒を吐出する陽圧側に配置されている。
【００２６】
第１脈動軽減装置１５は、例えば図２に示すように、循環配管１２に配設されて空間部を残して冷媒を貯留する第１タンク１５Ａと、第１タンク１５Ａと同様に循環配管１２に接続されて空間部を残して第１タンク１５Ａへの補充用の冷媒を貯留する補充タンク１５Ｂと、を備え、第１タンク１５Ａの空間部の空気等の気体が脈動を軽減する緩衝体として働くように構成されている。
【００２７】
補充タンク１５Ｂは、第１タンク１５Ａより液面が高い位置に配置されており、後述のように第１タンク１５Ａ内の冷媒が気化して空間部の圧力が高くなると共に液量が減少して液面が低下した時に第１タンク１５Ａ内へ冷媒を補充し、第１タンク１５Ａ内の冷媒の液面を一定に維持する。
【００２８】
即ち、第１タンク１５Ａと補充タンク１５Ｂとは気体抜き配管１５Ｃを介して接続されている。気体抜き配管１５Ｃの第１タンク１５Ａとの接続部は、通常、空間部のやや下方の冷媒中に位置し、気体抜き配管１５Ｃの補充タンク１５Ｂとの接続部は、常に空間部に位置している。このため、第１タンク１５Ａの空間部と補充タンク１５Ｂの空間部は、通常遮断されている。しかし、第１タンク１５Ａ内の冷媒が気化し、液量が減少すると共に空間部の圧力が高くなって冷媒の液面が低下し、液面が気体抜き配管１５Ｃとの接続部に達すると、第１タンク１５Ａの空間部と補充タンク１５Ｂの空間部とが連通し、第１タンク１５Ａ内の気体が補充タンク１５Ｂの空間部へ移動し、補充タンク１５Ｂの空間部の圧力が上昇する。
【００２９】
補充タンク１５Ｂの空間部にはリリーフバルブ１５Ｄが取り付けられ、このリリーフバルブ１５Ｄは所定の圧力（例えば、０．１Ｋｇ／ｃｍ２Ｇ）を超えると空間部を自動的に大気へ開放し、補充タンク１５Ｂ内の気体（気化した冷媒を含む）を大気側へ放出する。気体の放出で補充タンク１５Ｂ内の空間部の圧力が低下すると、リリーフバルブ１５Ｄが自動的に閉じるようになっている。この際、補充タンク１５Ｂは、第１タンク１５Ａより高い位置に配置されているため、第１タンク１５Ａ内の冷媒と補充タンク１５Ｂ内の冷媒との液圧差で補充タンク１５Ｂ内の冷媒が第１タンク１５Ａ内に補充され、第１タンク１５Ａ内の液面を元に戻し、気体抜き配管１５Ｃとの接続部を封止し、第１タンク１５Ａと補充タンク１５Ｂの空間部とを遮断する。
【００３０】
また、第２脈動軽減装置１６は、例えば図３に示すように、循環配管１２に接続されて空間部を残して冷媒を貯留する第２タンク１６Ａと、第２タンク１６Ａ内の冷媒の液面を検出する第１、第２液面センサ１６Ｂ、１６Ｃと、第１、第２液面センサ１６Ｂ、１６Ｃに電気的に接続され且つこれらのセンサ１６Ｂ、１６Ｃからの検出信号に基づいて作動する空気制御装置１６Ｄと、を備え、第２タンク１６Ａの空間部を満たす空気等の気体がポンプ１３から冷媒を吐出する際の脈動を軽減する緩衝体として働くように構成されている。
【００３１】
第２タンク１６Ａには空気配管１６Ｅが接続され、後述するように空気配管１６Ｅを介して工場内の乾燥空気を第２タンク１６Ａ内に導入すると共に第２タンク１６Ａ内の気体を外部へ排出する。即ち、空気配管１６Ｅには上流から下流側に向けて調圧バルブ１６Ｆ、第１、第２バルブ１６Ｇ、１６Ｈが順次配設され、調圧バルブ１６Ｆによって乾燥空気を所定の圧力に調整し、第１、第２バルブ１６Ｇ、１６Ｈを介して第２タンク１６Ａ内へ乾燥空気を導入し、放出するようにしている。第1、第２バルブ１６Ｇ、１６Ｈの間には空気配管１６Ｅと第２タンク１６Ａとを接続する分岐管が設けられている。この分岐管には絞り１６Ｉが設けられ、絞り１６Ｉによって分岐管を流れる空気の流量を制限している。第１、第２バルブ１６Ｇ、１６Ｈはいずれも空気制御装置１６Ｄに電気的に接続され、空気制御装置１６Ｄの制御下で開閉する。
【００３２】
第１液面センサ１６Ｂは、第２タンク１６Ａ内の液面が上がって上限に達し、その液面を検出すると、検出信号を空気制御装置１６Ｄへ送信する。空気制御装置１６Ｄは、第１液面センサ１６Ｂの検出信号に基づいて第１バルブ１６Ｇを開いて空気配管１６Ｅ及びその分岐管を介して第２タンク１６Ａ内に乾燥空気を導入して加圧し、冷媒の液面を下げる。第２液面センサ１６Ｃは、第２タンク１６Ａ内の液面が下がって下限に達し、その液面を検出すると、検出信号を空気制御装置１６Ｄへ送信する。空気制御装置１６Ｄは、第２液面センサ１６Ｃの検出信号に基づいて第２バルブ１６Ｈを開いて分岐管及び空気配管１６Ｅを介して第２タンク１６Ａ内の気体を排出して減圧し、冷媒の液面を上げる。
【００３３】
従って、空気制御装置１６Ｄは、第１、第２液面センサ１６Ｂ、１６Ｃの検出信号に基づいて第１、第２バルブ１６Ｇ、１６Ｈを開閉して、第２タンク１６Ａ内の空間部の気体圧力を一定に維持することによって冷媒の液面高さを一定に維持している。尚、１６Ｊは、第２タンク１６Ａ内の冷媒部と空間部を連通させる連通管で、この連通管１６Ｊに第１、第２液面センサ１６Ｂ、１６Ｃが取り付けられている。
【００３４】
次に、動作について説明する。半導体ウエハＷの検査をする時には、ポンプ１３が駆動して載置台１１内に一定の流量で冷媒を循環させて載置台１１を冷却する。載置台１１が冷却されることで、その上の半導体ウエハＷが検査時に発熱しても冷却され、所定の温度に維持される。ポンプ１３で冷媒を吸引し、吐出する際に冷媒が脈動するが、本実施形態では第１、第２脈動軽減装置１５、１６が働いて、脈動を軽減し、もって載置台１１及び循環配管１２の振動を抑制し、防止することができ、検査の信頼性を高めることができる。
【００３５】
即ち、ポンプ１３が駆動して冷媒を吸引すると、冷媒が第１脈動軽減装置１５の第１タンク１５Ａを通る際に、第１タンク１５Ａ内の空間部の空気等の気体が緩衝体となって、ポンプ１３の吸引側の脈動を軽減する。また、ポンプ１３から冷媒を吐出すると、冷媒が循環配管１２を介して熱交換器１４を通り、ここで冷媒が冷却された後、第２脈動軽減装置１６の第２タンク１６Ａを通る。冷媒が第２タンク１６Ａを通る際に、第２タンク１６Ａ内の空間部の空気等の気体が緩衝体となって、ポンプ１３の吐出側の脈動を軽減する。
【００３６】
このようにポンプ１３による冷媒の吸引、吐出動作によって冷媒が脈動しても、第１脈動軽減装置１５によって吸引側の脈動を軽減し、第２脈動軽減装置１６によって吐出側の脈動を軽減するために、載置台１１及び循環配管１２の脈動による振動を格段に抑制し、あるいは防止することができ、半導体ウエハＷの検査の信頼性を高めることができる。
【００３７】
ところで、検査を継続すると第１脈動軽減装置１５では、第１タンク１５Ａ内でポンプ吸入圧の陰圧の作用により冷媒が気化し、徐々に冷媒が減少すると共に空間部の圧力が上昇して液面が低下する。第１タンク１５Ａ内で冷媒の液面が低下し、気体抜き配管１５Ｃとの接続部に達すると、第１タンク１５Ａの空間部と補充タンク１５Ｂの空間部とが連通する。第１タンク１５Ａの空間部は、補充タンク１５Ｂの空間部より圧力が高いため、第１タンク１５Ａ内の気体が補充タンク１５Ｂ内の空間部へ移動し、補充タンク１５Ｂの空間部の圧力が上昇する。
【００３８】
補充タンク１５Ｂではリリーフバルブ１５Ｄが作動して空間部が大気側に開放され、空間部の気体を放出すると共に第１タンク１５Ａへ冷媒を補充する。気体の放出によって補充タンク１５Ｂ内の空間部の圧力が低下し、リリーフバルブ１５Ｄが閉じる。これに伴って、補充タンク１５Ｂ内の冷媒と第１タンク１５Ａ内の冷媒との液面高さの差で補充タンク１５Ｂから第１タンク１５Ａ内へ冷媒が補充される。第１タンク１５Ａでは液面が上昇し、初期の液面高さに戻ると共に気体抜き配管１５Ｃとの接続部を封止して補充タンク１５Ｂとの間を遮断し、通常の脈動軽減作用を持続する。
【００３９】
また、第２脈動軽減装置１６では第１脈動軽減装置１５と逆に第２タンク１６Ａ内でポンプ吐出圧の陽圧の作用により気体が冷媒に溶解する。第２タンク１６Ａ内で気体の溶解により冷媒の液面が上昇し、第１液面センサ１６Ｂがその液面を検出すると、空気制御装置１６Ｄは第１液面センサ１６Ｂからの検出信号に基づいて第１バルブ１６Ｇを開き、空気配管１６Ｅから乾燥空気を第２タンク１６Ａ内に導入し、液面を低下させる。液面が元に戻り、第１液面センサ１６Ｂからの検出信号がなくなると、空気制御装置１６Ｄは第１バルブ１６Ｇを閉じ、乾燥空気の導入を停止する。
【００４０】
また、ポンプ１３の吐出量が変動した場合にも第２タンク１６Ａ内の冷媒の液面高さが変動する。吐出量が増加して第２タンク１６Ａ内で冷媒の液面が上昇し、第１液面センサ１６Ｂがその液面を検出すると、空気制御装置１６Ｄは第１液面センサ１６Ｂからの検出信号に基づいて第１バルブ１６Ｇを開き、空気配管１６Ｅから乾燥空気を第２タンク１６Ａ内に導入し、液面を低下させる。液面が元に戻り、第１液面センサ１６Ｂからの検出信号がなくなると、空気制御装置１６Ｄは第１バルブ１６Ｇを閉じ、乾燥空気の導入を停止する。逆に吐出量が減少して液面が低下すると、第２液面センサ１５Ｃが作動し、空気制御装置１６Ｄを介して第２バルブ１６Ｈを開き、第２タンク１６Ａ内の気体を排気して液面を上げる。
【００４１】
以上説明したように本実施形態によれば、ポンプ１３の冷媒吸引側に第１脈動軽減装置１５を設け、第１脈動軽減装置１５は、空間部を残して冷媒を貯留する第１タンク１５Ａと、第１タンク１５Ａにこれより高い位置に配置された状態で接続され且つ第１タンク１５Ａ内に冷媒を補充する補充タンク１５Ｂと、第１タンク１５Ａと補充タンク１５Ｂの空間部とを接続する気体抜き配管１５Ｃと、を備え、第１タンク１５Ａ内の空間部にある気体を緩衝体として、ポンプ１３による冷媒の脈動を軽減している時に、第１タンク１５Ａ内の冷媒が気化して減少すると共に空間部の圧力が上昇して液面が低下し、第１タンク１５Ａ内の空間部と補充タンク１５Ｂ内の空間部が気体抜き配管１５Ｃを介して連通した時、気体抜き配管１５Ｃを介して第１タンク１５Ａ内の気体を補充タンク１５Ｂ内の空間部へ抜き取ると共に液圧差に基づいて補充タンク１５Ｂ内の冷媒を第１タンク内１５Ａへ補充するようにしたため、第１タンク１５Ａ内の気体は気体抜き配管１５Ｃを介して補充タンク１５Ｂと連携して常に一定の圧力に維持され、常に脈動を確実且つ安定的に軽減することができる。
【００４２】
また、第１タンク１５Ａ内の空間部と補充タンク１５Ｂ内の空間部とが連通した時、補充タンク１５Ｂ内の気体の圧力でその空間部を大気に開放するリリーフバルブ１５Ｄを設けたため、補充タンク１５Ｂ内の冷媒を第１タンク１５Ａへ補充して第１タンク１５Ａ内の空間部の気体の圧力を一定に維持することができ、更に安定した脈動軽減作用を維持することができる。
【００４３】
また、本実施形態によれば、ポンプ１３の冷媒吐出側に第２脈動軽減装置１６を設け、第２脈動軽減装置１６は、空間部を残して冷媒を貯留する第２タンク１６Ａと、第２タンク１６Ａ内の冷媒の液面上限を検出する第１液面センサ１６Ｂと、第２タンク１６Ａ内の冷媒の液面下限を検出する第２液面センサ１６Ｃと、を備え、第１、第２液面センサ１６Ｂ、１６Ｃの検出信号に基づいて第２タンク１６Ａ内の液面の高さを所定の範囲内に制御するようにしたため、第２タンク１６Ａ内の液面上の空間部にある気体を緩衝体として、ポンプ１３による冷媒の脈動を軽減している時に、第２タンク１６Ａ内でポンプ吐出圧の陽圧の作用により気体が冷媒に溶解するなどして液面が上昇しても第１、第２液面センサ１６Ｂ、１６Ｃの検出信号に基づいて第２タンク１６Ａ内の冷媒の液面高さを一定にして空間部の気体の圧力一定に維持して常に脈動を確実且つ安定的に軽減することができる。
【００４４】
また、第１液面センサ１６Ｂの検出信号に基づいて第２タンク１６Ａ内へ乾燥空気を導入する第１バルブ１６Ｇを設けると共に、第２液面センサ１６Ｃの検出信号に基づいて第２タンク１６Ａ内の気体を排気する第２バルブ１６Ｈを設け、更に、第１、第２液面センサ１６Ｂ、１６Ｃの検出信号に基づいて第１、第２バルブ１６Ｇ、１６Ｈを開閉制御する空気制御装置１６Ｄを設けたため、第２タンク１６Ａ内の空間部の気体の圧力をより確実に一定に維持することができる。
【００４５】
また、本実施形態によれば、検査装置１０の冷媒の循環配管１２のポンプ１３の吸引側及び吐出側それぞれに第１、第２脈動軽減装置１５、１６を設けたため、載置台１１及び循環配管１２の振動を確実に抑制し、あるいは防止して半導体ウエハＷの検査の信頼性を高めることができる。
【００４６】
尚、上記実施形態では第１、第２脈動軽減装置１５、１６を検査装置１０に設けた場合について説明したが、本発明は上記実施形態に何等制限されるものではなく、半導体ウエハＷ等の被処理体の温度を制御する載置台を備えた半導体製造装置や、基台内に熱媒体等の液体が循環させる液体循環回路に広く適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明は、半導体製造装置、例えば検査装置に好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の脈動軽減装置を適用した検査装置を概念的に示すブロック図である。
【図２】図１に示す検査装置の第１脈動軽減装置を示す構成図である。
【図３】図１に示す検査装置の第２脈動軽減装置を示す構成図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０ 検査装置
１１ 載置台（基台）
１３ ポンプ
１５ 第１脈動軽減装置
１５Ａ 第１タンク
１５Ｂ 補充タンク
１５Ｃ 気体抜き配管
１５Ｄ リリーフバルブ
１６ 第２脈動軽減装置
１６Ａ 第２タンク
１６Ｂ 第１液面センサ
１６Ｃ 第２液面センサ
１６Ｄ 空気制御装置
１６Ｇ 第１バルブ
１６Ｈ 第２バルブ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台内に液体を循環させるポンプと、このポンプを介して循環する液体を貯留するタンクと、を備えた装置に用いられ、上記タンク内の液面上の空間部にある気体を緩衝体として、上記ポンプによる上記液体の脈動を軽減する装置であって、
上記タンクには上記液体を貯留する補充タンクを上記タンク内の液面より上記補充タンクの液面が高い位置になるように配置して接続すると共に、上記タンクと上記補充タンクの空間部とを気体抜き配管を介して接続し、
上記タンク内の液体が減少して上記タンク内の空間部と上記補充タンク内の空間部が上記気体抜き配管を介して連通した時、上記気体抜き配管を介して上記タンク内の気体を上記補充タンク内の空間部へ抜き取ると共に上記補充タンク内の液体を上記タンク内へ補充することを特徴とする脈動軽減装置。
【請求項２】
上記タンク及び上記補充タンクを上記ポンプの吸入側にそれぞれ設けたことを特徴とする請求項１に記載の脈動軽減装置。
【請求項３】
上記補充タンク内の気体の圧力でその空間部を大気に開放するリリーフバルブを設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の脈動軽減装置。
【請求項４】
基台内に液体を循環させるポンプと、このポンプを介して循環する液体を貯留するタンクと、を備えた装置に用いられ、上記タンク内の液面上の空間部にある気体を緩衝体として、上記ポンプによる上記液体の脈動を軽減する装置であって、
上記タンク内の液体の液面上限を検出する第１液面センサ及び上記タンク内の液体の液面下限を検出する第２液面センサをそれぞれ設け、
上記第１、第２液面センサの検出信号に基づいて上記タンク内の液面の高さを所定の範囲内に制御することを特徴とする脈動軽減装置。
【請求項５】
上記第１液面センサの検出信号に基づいて上記タンク内へ気体を導入する第１バルブを設けると共に、上記第２液面センサの検出信号に基づいて上記タンク内の気体を排気する第２バルブを設けたことを特徴とする請求項４に記載の脈動軽減装置。
【請求項６】
上記第１、第２液面センサの検出信号に基づいて上記第１、第２バルブを開閉制御する制御装置を設けたことを特徴とする請求項５に記載の脈動軽減装置。
【請求項７】
上記液体の蒸気圧が上記タンクと上記補充タンクの液面高さの差による圧力差より高い熱媒体であることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の脈動軽減装置。
【請求項８】
被処理体を載置する載置台と、この載置台内に液体を循環させるポンプと、このポンプを介して循環する液体を貯留するタンクと、を備え、上記載置台上の被処理体の検査を行う検査装置において、上記タンク内の液面上の空間部にある気体を緩衝体として、上記ポンプによる上記液体の脈動を軽減する脈動軽減装置を少なくとも一つ設けたことを特徴とする検査装置。
【請求項９】
上記脈動軽減装置は、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の脈動軽減装置及び／または請求項４〜請求項６のいずれか１項に記載の脈動軽減装置を有することを特徴とする請求項８に記載の検査装置。
【請求項１０】
上記液体の蒸気圧が上記タンクと上記補充タンクの液面高さの差による圧力差より高い熱媒体であることを特徴とする請求項８または請求項９に記載の検査装置。
【請求項１１】
被処理体を載置する載置台と、この載置台内に液体を循環させるポンプと、このポンプを介して循環する液体を貯留するタンクと、を備え、上記載置台上の被処理体の検査を行う検査装置において、少なくとも上記ポンプの上記液体を吸入する側に上記ポンプによる上記液体の脈動を軽減する脈動軽減装置を設けたことを特徴とする検査装置。
【請求項１２】
上記タンク内の液面上の空間部にある気体を緩衝体として、上記ポンプによる上記液体の脈動を軽減する脈動軽減装置を少なくとも一つ設けたことを特徴とする請求項１１に記載の検査装置。
【請求項１３】
上記脈動軽減装置は、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の脈動軽減装置及び／または請求項４〜請求項６のいずれか１項に記載の脈動軽減装置を有することを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載の検査装置。
【請求項１４】
上記液体の蒸気圧が上記タンクと上記補充タンクの液面高さの差による圧力差より高い熱媒体であることを特徴とする請求項１１〜請求項１３のいずれか１項に記載の検査装置。
【請求項１】
基台内に液体を循環させるポンプと、このポンプを介して循環する液体を貯留するタンクと、を備えた装置に用いられ、上記タンク内の液面上の空間部にある気体を緩衝体として、上記ポンプによる上記液体の脈動を軽減する装置であって、
上記タンクには上記液体を貯留する補充タンクを上記タンク内の液面より上記補充タンクの液面が高い位置になるように配置して接続すると共に、上記タンクと上記補充タンクの空間部とを気体抜き配管を介して接続し、
上記タンク内の液体が減少して上記タンク内の空間部と上記補充タンク内の空間部が上記気体抜き配管を介して連通した時、上記気体抜き配管を介して上記タンク内の気体を上記補充タンク内の空間部へ抜き取ると共に上記補充タンク内の液体を上記タンク内へ補充することを特徴とする脈動軽減装置。
【請求項２】
上記タンク及び上記補充タンクを上記ポンプの吸入側にそれぞれ設けたことを特徴とする請求項１に記載の脈動軽減装置。
【請求項３】
上記補充タンク内の気体の圧力でその空間部を大気に開放するリリーフバルブを設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の脈動軽減装置。
【請求項４】
基台内に液体を循環させるポンプと、このポンプを介して循環する液体を貯留するタンクと、を備えた装置に用いられ、上記タンク内の液面上の空間部にある気体を緩衝体として、上記ポンプによる上記液体の脈動を軽減する装置であって、
上記タンク内の液体の液面上限を検出する第１液面センサ及び上記タンク内の液体の液面下限を検出する第２液面センサをそれぞれ設け、
上記第１、第２液面センサの検出信号に基づいて上記タンク内の液面の高さを所定の範囲内に制御することを特徴とする脈動軽減装置。
【請求項５】
上記第１液面センサの検出信号に基づいて上記タンク内へ気体を導入する第１バルブを設けると共に、上記第２液面センサの検出信号に基づいて上記タンク内の気体を排気する第２バルブを設けたことを特徴とする請求項４に記載の脈動軽減装置。
【請求項６】
上記第１、第２液面センサの検出信号に基づいて上記第１、第２バルブを開閉制御する制御装置を設けたことを特徴とする請求項５に記載の脈動軽減装置。
【請求項７】
上記液体の蒸気圧が上記タンクと上記補充タンクの液面高さの差による圧力差より高い熱媒体であることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の脈動軽減装置。
【請求項８】
被処理体を載置する載置台と、この載置台内に液体を循環させるポンプと、このポンプを介して循環する液体を貯留するタンクと、を備え、上記載置台上の被処理体の検査を行う検査装置において、上記タンク内の液面上の空間部にある気体を緩衝体として、上記ポンプによる上記液体の脈動を軽減する脈動軽減装置を少なくとも一つ設けたことを特徴とする検査装置。
【請求項９】
上記脈動軽減装置は、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の脈動軽減装置及び／または請求項４〜請求項６のいずれか１項に記載の脈動軽減装置を有することを特徴とする請求項８に記載の検査装置。
【請求項１０】
上記液体の蒸気圧が上記タンクと上記補充タンクの液面高さの差による圧力差より高い熱媒体であることを特徴とする請求項８または請求項９に記載の検査装置。
【請求項１１】
被処理体を載置する載置台と、この載置台内に液体を循環させるポンプと、このポンプを介して循環する液体を貯留するタンクと、を備え、上記載置台上の被処理体の検査を行う検査装置において、少なくとも上記ポンプの上記液体を吸入する側に上記ポンプによる上記液体の脈動を軽減する脈動軽減装置を設けたことを特徴とする検査装置。
【請求項１２】
上記タンク内の液面上の空間部にある気体を緩衝体として、上記ポンプによる上記液体の脈動を軽減する脈動軽減装置を少なくとも一つ設けたことを特徴とする請求項１１に記載の検査装置。
【請求項１３】
上記脈動軽減装置は、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の脈動軽減装置及び／または請求項４〜請求項６のいずれか１項に記載の脈動軽減装置を有することを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載の検査装置。
【請求項１４】
上記液体の蒸気圧が上記タンクと上記補充タンクの液面高さの差による圧力差より高い熱媒体であることを特徴とする請求項１１〜請求項１３のいずれか１項に記載の検査装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００７−２６１５７（Ｐ２００７−２６１５７Ａ）
【公開日】平成１９年２月１日（２００７．２．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２０８２９２（Ｐ２００５−２０８２９２）
【出願日】平成１７年７月１９日（２００５．７．１９）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年２月１日（２００７．２．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年７月１９日（２００５．７．１９）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
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