JPH03215735A - 自動液管理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、処理液の成分量および劣化検知を自動的に
行うことができる自動液管理装置に関するものである。

「従来の技術」 従来より、例えば半導体の製造工程等で用いられる剥離
液（処理液）は、種々な方法で分析、管理され、更に省
大化及び品質管理の向上を目的として、前記分析、管理
の自動化が行われてきた。

例えば、この種の自動液管理装置では、硫酸と過酸化水
素とが混合された剥離液を，ボンブとバルブとにより間
欠的にサンプリングした後、分析機器内の反応セル内に
注入し、この反応セル内において滴定分析を行うように
している。

そして、このような分析では、制御部内に設けられたコ
ンビュータにより、ポンプ、．ハルブなどの機器の動作
を制御するとともに、前記反応セル内に滴定した試薬の
滴下量に基づき、処理液中の硫酸濃度、過酸化水素濃度
を算出し、その算出結果をＣＲＴあるいはプリンタに出
力していた。

「発明が解決しようとする課題」 ところで、上記のような自動液管理装置では、（１）サ
ンプリングされる処理液の量が一定に設定されているの
で、微量分析ができない、（２）現在の機器の動作や、
液の処理状況が判らない、 （３）滴定装置による１滴あたりの滴下量が一定である
ので、この滴下量を小さく設定した場合に滴下時間が長
くなり、また、大きく設定した場合に分析誤差か大きく
なるという問題がそれぞれあった。

この発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって
、（−）サンプリング回数を自由に設定して、サンプリ
ング（全）量を自由に増減させることができ、かつ微量
分析も可能である、（二）装置の運転状態を直に把握す
ることができる、（三）滴定を効率良く行い滴下時間の
短縮化を図ることが可能であるという効果のいずれかを
満足する自動液管理装置の提供を目的とする。

「課題を解決するための手段」 上記の目的を達成するために、 第１の発明では、処理液をサンプリングするサンプリン
グ手段と、サンプリングされた処理液の有効成分量を電
位変化と滴定とから求める滴定手段と、前記各手段を制
御する制御手段と、この制御手段に対して各種指令を与
える入力手段とから構成された自動液管理装置であって
、．前記制御手段に、前記入力手段の指令に基づき、．
サンプリング手段による処理液のサンプリング回数を任
意に設定させる回数設定機能を設けるようにしている。

第２の発明では、処理液をサンプリングするサンプリン
グ手段と、サンプリングされた処理液の有効成分量を電
位変化と滴定とから求める滴定手段と、前記各手段を制
御する制御手段と、この制御手段による制御結果に基づ
き、装置の運転状況、処理状況を表示する出力手段とを
設けるようにしている。

第３の発明では、処理液をサンプリングするサンプリン
グ手段と、サンプリングされた処理液の有効成分量を電
位変化と滴定とから求める滴定手段と、前記各手段を制
御する制御手段と、この制御手段に対して各種指令を与
える入力手段とから構成された自動液管理装置であって
、前記制御手段には、前記入力手段の指令に基づき、滴
定手段による１滴あたりの滴下量を、電位変化に基づき
終点付近では小さ《なるように設定させる滴下量設定機
能を設けるようにしている。

「作用」 第１の発明によれば、制御手段に、サンプリング手段に
よる処理液のサンプリング回数を任意に設定させる回数
設定機能が設けられていることから、サンプリング（全
）量を自由に増減させることができる。

第２の発明によれば、制御手段による制御結果に基づき
、装置の運転状況を表示する出力手段が設けられている
ことから、この出力手段を操作者が参照することによっ
て、装置の運転状態が直に把握される。

第３の発明によれば、制御手段に、入力手段の指令に基
づき、滴定手段による１滴あたりの滴下量を、電位変化
に基づき終点付近では小さくなるように設定させる滴下
量設定機能が設けられていることから、前記滴定手段に
よる滴定を短い時間行わせることができる。

「実施例」 この発明の一実施例を第１図（Ａ）〜第５図を参照して
説明する。

まず、第１図（Ａ）により自動液管理装置全体の概略構
成を説明すると、図において符号ｌで示すものは、処理
液が供給される処理液供給経路である。

なお、前記処理液としては、半導体用シリコンウエハ上
のレンスト（ノポラノク樹脂等）ヲ剥離シて溶解する硫
酸、過酸化水素等の成分を含有してなるものか挙げられ
る。

前記処理液供給経路ｌの途中には処理液の流通方向Ｘに
沿って、処理液を冷却する冷却器２、未溶解物等の不純
物を除去するフィルタ３、フォトセル４、大方電磁弁５
が順次設けられている。

前記フォトセル４は、前記処理液供給経路１によって送
られてきた処理液をセル（図示略）内に導き、該処理液
に一定波長の光線を照射することにより、当該処理液の
吸光度を測定し、その測定結果に基づき時間に対する処
理液の劣化の程度を検出するものである。

なお、前記フォトセル４を通過する処理液は、剥離され
たレジストが溶解することで着色されている。

また、前記六方電磁弁５は、（一）通常は実線で示すよ
うに配置されており、前記処理液をループ１０及び経路
６・７を通じて処理槽（図示略）に、経路６・８を通じ
てトレンタンク９にそれぞれ案内する、（二）処理液中
の硫酸、過酸化水素濃度を測定する際に、点線で示す位
置に切り換え、前記実線の位置に配置されている間にル
ープ１０に一時貯留された処理液を、純水供給系１１（
後述する）を通じて送られた純水により押し出し、反応
セル（後述する）に案内する。

なお、前記ルーブ１０は、その内部に貯留される処理液
の量が予め設定されている、つまり定量のために用いる
ものである。

また、前記経路６〜８の分岐部に設けられたものは、特
に汚れた処理液をドレンタンク９に案内するための三方
電磁弁ｌ２、前記経路６の途中に設けられたものはボン
ブ１３、前記経路８の途中に設けられたものは、処理液
のＰＨを測定するＰＨ電極１４である。

また、前記純水供給系１．１は、純水の供給経路Ｉ５に
沿って設けられた二方電磁弁Ｉ６、中間トラノプｌ７、
ボンブ１８と、分岐した経路１９に設けられて、該純水
の供給圧力を一定値以下に保持するリリーフ弁２０とに
より構成されるものである。なお、このリリーフ弁２０
により排出された純水は、前記ドレンタンク９に案内さ
れる。

一方、前記ループ１０に一時貯留された後、純水により
押し出された処理液は、経路２１〜２３と該経路２１〜
２３の分岐部に設けられた三方電磁弁２４とにより、反
応セル２５・２６に選択的に案内される。

また、前記反応セル２５・２６には、前記経路２２・２
３により供給された処理液に対して、試薬を供給する試
薬供給系２７〜２９と、前記反応セル２５・２６内の溶
液の酸化還元電位を測定する酸化還元電極３０・３ｌと
が設けられている。

前記試薬供給系２７〜２９は、フラスコ２７Ａ〜２９Ａ
に貯留された試薬を、滴定ポンプ２７Ｂ〜２９Ｂにより
経路２７Ｃ〜２９Ｃを経由させて、前記反応セル２５・
２６に少量ずつ供給するものであり、前記酸化還元電極
３０・３１は、試薬を滴下した場合における処理液の酸
化還元電位を検出するものであって、この酸化還元電位
の変化から処理液の硫酸、過酸化水素濃度が算出てきる
ようになっている。

つまり、酸化還元電位が飛躍した点を反応の終点として
、この反応の終点における試薬の滴下量（この滴下量を
示すデータは、滴定ポンプ２７Ｂ〜２９Ｂから後述する
制御手段１０３に出力されている）から、前記処理液の
硫酸、過酸化水素濃度がそれぞれ算出されるようになっ
ている。

なお、前記フラスコ２７Ａ〜２９Ａに貯留される試薬と
しては、水酸化ナトリウム等のアルカリ標準液、過マン
ガン酸カリウム溶液等の酸化還元反応を起こす標ｔ＄液
、硫酸等の酸性標準液等が適当である。

一方、反応セル２５・２６の下部には、測定が終了する
毎に該反応セル２５・２６内の処理液を排出するための
経路３２〜３４が設けられ、これら経路３２〜３４の途
中には、フィルタ３５・３６、反応セル２５・２６から
の溶液の排出動作を行うための二方電磁弁３７・３８、
排液ボンブ３９が順次設けられている。そして、前記経
路３２〜３４を通じて排出された溶液は、前述したドレ
ンタンク９内に送られるようになっている。

なお、上記構成において、第１図（Ａ）に符号１００で
示す範囲の構成をサンプリング手段とし、符号１０１で
示す範囲の構成を滴定手段とし、符号１０２で示す範囲
の構成を排出手段とする。

また、第１図（Ｂ）において符号１０３で示すものは制
御手段であって、この制御手段１０３には、キーボード
等の入力手段１０４と、装置の運転状況、処理状況をＣ
ＲＴ表示する表示パネルｌ０５（例えば、第１図（Ａ）
と同様の系統図が記され、各構成要素に対応する箇所に
ランプなどがある表示パネル）が設けられている。

前記制御手段１０３は、入力手段１０４０入カデータに
基づき、以下の処理手段（Ａ）を制御し、かつこの処理
手段（Ａ）の制御結果に基づき、及びこの処理手段（Ａ
）を制御することにより得られた検出手段（Ｂ）の検出
データに基づき、前記表示パネル１０５に運転状況及び
処理状況を表示させるようにしている。

なお、前記処理手段（Ａ）としては、冷却器２、六方電
磁弁５、三方電磁弁１２、ポンプ１３、二方電磁弁１６
、三方電磁弁２４、滴定ポンプ２７Ｂ〜２９Ｂ、二方電
磁弁３７・３８、排液ボンブ３９などがあり、また、前
記検出手段（Ｂ）としては、フォトセル４、ＰＨ’ｌ極
１４、滴定ボンブ２７Ｂ〜２９Ｂ、酸化還元電極３０・
３１などがある。

次に、制御手段１０３に記憶されている自動液管理装置
の制御内容について第２図〜第５図を参照して説明する
。

第２図は滴定に関して各種の測定条件が設定されている
かを判別するためのフローチャートである。なお、明細
書の「ステップｎＪは図中の［ＳＰ　ｎ　ｌに対応する
。

〈ステップｌ〉 入力手段により、反応セル２５・２６に供給する処理液
のサンプリング量（つまりサンプリング回数）、滴下ポ
ンプ２７Ｂ〜２９Ｂにより滴下する試薬の１滴あたりの
滴下量（一ａ，；微小な数値とする）、自動運転か手動
運転かを設定する。

くステノブ２〉 ステノブ１により条件が設定された否かを判断し、ＹＥ
Ｓの場合にステップ３に進む。

くステ，プ３〉 自動分析運転か手動分析運転かを判定し、自動分析運転
の場合にステップ４に進み、手動分析運転の場合にステ
ノプ５に進む。

くステップ４〉 自動分析を行う（第３図を参照） くステ，ブ５〉 手動分析を行う。

次に、第３図を参照して、ステップ４に示した「自動分
析」の制御内容について説明する。

〈ステップ６〉 六方電磁弁５を実線で示す位置に設定、三方電磁弁２４
、二方電磁弁１６を適宜設定し、かつボンブｌ８を駆動
させて、純水供給系１１から送られて純水を例えば反応
セル２５内に供給し、その内部を洗浄する。

なお、前記反応セル２６の洗浄も同時に行われるが、こ
のとき三方電磁弁２４が切り換わる。

また、この間、処理液供給経路１を通じて供給された処
理液は、ボンプ１３の駆動によりルーブ１０を経由して
経路６側に案内させている。

〈ステノプ７〉 二方電磁弁３７を開状態に設定し、かつ排液ボンブ３９
を駆動して、前記反応セル２５内の洗浄液をドレインタ
ンク９に排出する。また、同様に反応セル２６内の洗浄
も行う。

くステップ８〉 サンプリング（第４図のフローチャトを参照して後述す
る）。

〈ステノブ９〉 処理液中に含有される、有効成分である硫酸、過酸化水
素濃度の滴定分析（第５図のフローチャトを参照して後
述する）。

〈ステ，ブ１０＞ 上記ステノブ７で示す排出と同様の排出動作を行う。

〈ステノプ１１〉〜〈ステップ１２〉 上記〈ステップ６〉〜〈ステップ７〉と同じに付き省略
する。

次に、ステップ８で示した「サンプリング」について第
４図のフローチャートを参照して説明する。なお、この
第４図に示す「サンプリング」は制御手段１０３の回数
設定機能による。

〈ステノブ８Ａ＞ ルーブ１０内に処理液を流通させる（六方電磁弁５は実
線の位置；ステノプ６の説明を参照）。

〈ステップ８Ｂ〉 前記六方電磁弁５を点線で示す位置に切り換える。

〈ステップ８Ｃ〉 前記ループ１０内に満たされた処理液を経路２１・２３
を通じて反応セル２５に案内する。

〈ステップ８Ｄ〉 前記ステノブｌにおいて設定したサンプリング回数に、
前記ステ，プ８Ａ〜８Ｃで示すサンプリングの回数が達
したか否かを検出し、回数が設定回数に満たない場合に
ステップ８Ｅに進み、達した場合にステップ８Ｆに進む
。

〈ステップｇＥ＞ 六方電磁弁５を実線で示す位置に切り換え、上記ステ，
ブ８八〜８Ｃの処理を繰り返す。

くステップ８Ｆ＞ 予め設定したサンプリング回数に、前記ステノプ８Ａ〜
８Ｃで示すサンプリング回数か達した場合に、反応セル
２５内に処理液に続いて純水を供給し、酸化還元電極３
０の先端部分が液面下に位置するように調整する。

なお、反応セル２６内に処理液を供給する場合も前記操
作と同様であり、このとき、三方電磁弁２４は切り換え
られ、経路２１・２２を通じて該処理液は反応セル２６
内に案内される。

次に、第５図を参照してステップ９に示す「分析」につ
いて説明する。なお、この第５図に示す「分析」は制御
手段１０３の滴下量設定機能による。

くステノプ９Ａ＞ 酸化還元電極３０により反応セル２５内の酸化還元電位
を測定し、その測定値をＶ。とする。

くステノブ９Ｂ＞ 滴定ボンブ２８Ｂ・２９Ｂを駆動して、反応セル２５内
に試薬を滴下する。

なお、前記試薬を一定量供給する場合には、例えば滴定
ポンプ２８Ｂを一定時間運転する。

また、滴定ポンプ２９Ｂは電位変化により滴定量を制御
するものであり、このときの１ａあたりの滴下ｊｌ（＝
ａ。）は標準のもので行い、滴定が終点に近付いた時点
で、当該滴下量を小さ＜　（一ａ　．）させるようにし
ている（ステソブ１の説明を参照）。くステ，ブ９Ｃ＞ 酸化還元電極３０により反応セル２５内の酸化還元電位
を測定し、その測定値を■１とする。

くステノプ９Ｄ＞ ステノプ９Ｃで検出した酸化還元電位Ｖ，が１ｏ００〔
■〕以上か否かを判断し、ＹＥＳの場合にステノブ９Ｊ
に進み、また、Ｎｏの場合にステップ９Ｅに進む。

くステソブ９Ｅ＞ 酸化還元電位の差１ｖ，−ｖ。ｌが１０［：Ｖ　）以上
であり、変化量が大きくなったと判断された場合に、ス
テップ９Ｆに進み、また、１０［Ｖ）以下であり、変化
量が小さいままであると判断された場合にステップ９■
に進む。

〈ステップ９Ｆ＞ 滴定ポンプ２８Ｂ・２９Ｂを駆動して、反応セル２５内
に試薬を滴下する。

なお、このときの１滴あたりの滴下量（一ａ，）は、滴
定の終点が近いことから、ステップ９Ａて説明した滴下
量より小さ《設定される。

〈ステップ９Ｇ＞ 酸化還元電極３０により反応セル２５内の酸化還元電位
を測定し、その測定値をＶ，とする。

〈ステップ９Ｈ＞ ステップ９Ｇで検出した酸化還元電位Ｖ，が１０００〔
■〕以上か否かを判断し、ＹＥＳの場合にステップ９Ｊ
に進み、また、Ｎｏの場合にステップ９Ｆに戻る。

〈ステップ９１＞ ステノブ９Ｃて検出した酸化還元電位■１を■。

とする。

〈ステノブ９Ｊ＞ ステップ９Ｄ，ステップ９Ｈに示すように、酸化還元電
位Ｖ１・Ｖ，が１０００［Ｖ　）以上となったときの滴
定ポンプ２７Ｂ〜２９Ｂの出力データに基づき、試薬の
滴下量を計算し、これによって処理液中の硫酸濃度、過
酸化水素濃度を計算する。

ここで、前記■１、■，及び１ｖ，−ｖｇは分析条件に
より任意に設定を変えても良い。

くステノプ９Ｋ＞ ステップ９Ｊで求めた計算値を表示バネル１０５に出力
して表示させる。

以上詳細に説明したように本実施例に示す自動液管理装
置によれば、 （一）制御手段１０３に、サンプリング手段１００によ
る処理液のサンプリング回数を任意に設定できる回数設
定機能が設けられていることから、サンプリング回数の
増減により、反応セル２５・２６にに投入する処理液の
サンプリング（全）Ｍを自由に増減させることができ、
また、前記サンプリング回数を大に設定することによっ
て微量な処理液の分析も可能である（サンプリング量、
すなわち回数が多くなれば微量分析が可能となるため）
。

（二）制御手段１０３による制御結果に基づき、装置の
運転状況を表示する表示パネル１０５が設けられている
ことから、この表示パネル１０５を操作者が参照するこ
とによって、装置の運転状態を直に把握することが可能
である。。

（三）制御手段１０３に、滴定手段１０１による１滴あ
たりの滴下量を、電位変化に基づき終点付近では小さく
なるように設定させる滴下量設定機能が設けられている
ことから、前記滴定を短い時間で効率良く行うことが可
能である。

なお、本実施例では、第４図に示す「サンプリングー１
、第５図に示す「分析」を共に行わせるようにしたが、
いずれか一方でも良い。

「発明の効果」 以上詳細に説明したように、 第１の発明によれば、サンプリング回数を任意に設定し
サンプリング（全）量を自由に増減させることができ、
かつ前記サンプリング回数を大に設定することかてき、
これによって微量な処理液の分析も可能となる。

第２の発明によれば、装置の運転状況を表示する出力手
段を操作者が参照することによって、装置の運転状態を
直に把握することができる。

第３の発明によれば、滴定手段による１滴あたりの滴下
量を、電位変化に基づき終点付近では小さくなるように
設定でき、これによって滴定を短い時間で効率良く行う
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）〜第５図は本発明の一実施例を示すもので
あって、第１図（Ａ）は全体概略構成図、第１図（Ｂ）
は制御装置を示す図、第２図〜第５図は、制御装置の制
御内容を示すフローチャートである。 １００・・・・サンプリング手段 １０１・・・・滴定手段 １０２・・・・排出手段 １０３・・・・・・制御手段 １０４・・・・・・入力手段

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）処理液をサンプリングするサンプリング手段と、
   サンプリングされた処理液の有効成分量を電位変化と滴
   定とから求める滴定手段と、前記各手段を制御する制御
   手段と、この制御手段に対して各種指令を与える入力手
   段とから構成された自動液管理装置であって、 前記制御手段には、前記入力手段の指令に基づき、サン
   プリング手段による処理液のサンプリング回数を任意に
   設定させる回数設定機能が設けられていることを特徴と
   する自動液管理装置。
2. （２）処理液をサンプリングするサンプリング手段と、
   サンプリングされた処理液の有効成分量を電位変化と滴
   定とから求める滴定手段と、前記各手段を制御する制御
   手段と、この制御手段による制御結果に基づき、装置の
   運転状況、処理状況を表示する出力手段とが具備されて
   いることを特徴とする自動液管理装置。
3. （３）処理液をサンプリングするサンプリング手段と、
   サンプリングされた処理液の有効成分量を電位変化と滴
   定とから求める滴定手段と、前記各手段を制御する制御
   手段と、この制御手段に対して各種指令を与える入力手
   段とから構成された自動液管理装置であって、 前記制御手段には、前記入力手段の指令に基づき、滴定
   手段による１滴あたりの滴下量を、電位変化に基づき終
   点付近では小さくなるように設定させる滴下量設定機能
   が設けられていることを特徴とする自動液管理装置。