JPH10326769A - 半導体ウェーハ処理溶液の管理方法およびその制御装置 - Google Patents
半導体ウェーハ処理溶液の管理方法およびその制御装置Info
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- JPH10326769A JPH10326769A JP15299697A JP15299697A JPH10326769A JP H10326769 A JPH10326769 A JP H10326769A JP 15299697 A JP15299697 A JP 15299697A JP 15299697 A JP15299697 A JP 15299697A JP H10326769 A JPH10326769 A JP H10326769A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 多成分を含む薬液の処理能力を一定の範囲に
維持することを容易とする。多成分系の薬液の成分制御
でのコストを低減する。薬液成分制御システムの応用範
囲を増加する。多くの薬液系について適用できる制御シ
ステムを提供する。 【解決手段】 イオン解離性溶液成分を含む半導体ウェ
ーハ処理溶液の導電率（電気伝導率）を一定範囲（例え
ば±５％）に制御する。この結果、半導体ウェーハ処理
溶液の各組成濃度を略一定に保持できる。半導体ウェー
ハの安定処理を継続できる。半導体ウェーハ処理溶液に
よる半導体ウェーハの処理枚数を増やせる。常に最適の
薬液濃度で半導体ウェーハの処理を行える。薬液成分の
管理を低コストで行うことができる。
維持することを容易とする。多成分系の薬液の成分制御
でのコストを低減する。薬液成分制御システムの応用範
囲を増加する。多くの薬液系について適用できる制御シ
ステムを提供する。 【解決手段】 イオン解離性溶液成分を含む半導体ウェ
ーハ処理溶液の導電率（電気伝導率）を一定範囲（例え
ば±５％）に制御する。この結果、半導体ウェーハ処理
溶液の各組成濃度を略一定に保持できる。半導体ウェー
ハの安定処理を継続できる。半導体ウェーハ処理溶液に
よる半導体ウェーハの処理枚数を増やせる。常に最適の
薬液濃度で半導体ウェーハの処理を行える。薬液成分の
管理を低コストで行うことができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は半導体ウェーハ処
理溶液の管理方法および半導体ウェーハ処理溶液の制御
装置、詳しくはシリコンウェーハ等の洗浄・エッチング
に使用する複数のイオン解離性溶液成分系からなる処理
溶液の組成を自動制御することができる管理方法および
制御装置に関する。
理溶液の管理方法および半導体ウェーハ処理溶液の制御
装置、詳しくはシリコンウェーハ等の洗浄・エッチング
に使用する複数のイオン解離性溶液成分系からなる処理
溶液の組成を自動制御することができる管理方法および
制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のシリコンウェーハの化学処理（洗
浄、エッチング等）に使用されている薬液システムで
は、その薬液は以下のように管理されていた。すなわ
ち、薬液の使用開始から一定時間経過後、定量ポンプ等
で新液の定量補給を行う。または、所定期間すると、薬
液全体をバッチ交換処理をしていた。これらの手段によ
り、薬液の処理能力（洗浄力・エッチング力など）を一
定のレベルに維持してきた。
浄、エッチング等）に使用されている薬液システムで
は、その薬液は以下のように管理されていた。すなわ
ち、薬液の使用開始から一定時間経過後、定量ポンプ等
で新液の定量補給を行う。または、所定期間すると、薬
液全体をバッチ交換処理をしていた。これらの手段によ
り、薬液の処理能力（洗浄力・エッチング力など）を一
定のレベルに維持してきた。
【０００３】また、従来は、この薬液の管理において、
吸光度を用いた組成分析装置による監視や、これを用い
たインライン制御がなされてきた。
吸光度を用いた組成分析装置による監視や、これを用い
たインライン制御がなされてきた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来の薬液管理状態においては、ポンプ等の故障により
定量的な持続性を維持することが困難であった。一方、
バッチ交換システムでは、薬液の無駄が生じていた。ま
た、吸光度を用いた分析システムでは、反応生成物によ
るデータの障害等の影響により、このシステムを用いて
測定できる系が限られた範囲になっていた。例えば１成
分系の薬液である。または、その分析装置そのもののコ
ストが膨大なものとなるという難点があった。よって、
吸光度分析システムは多くの薬液制御系に普遍的に適用
することができなかった。
従来の薬液管理状態においては、ポンプ等の故障により
定量的な持続性を維持することが困難であった。一方、
バッチ交換システムでは、薬液の無駄が生じていた。ま
た、吸光度を用いた分析システムでは、反応生成物によ
るデータの障害等の影響により、このシステムを用いて
測定できる系が限られた範囲になっていた。例えば１成
分系の薬液である。または、その分析装置そのもののコ
ストが膨大なものとなるという難点があった。よって、
吸光度分析システムは多くの薬液制御系に普遍的に適用
することができなかった。
【０００５】そこで、発明者は、これらの問題点を解決
すべく鋭意研究を進めた結果、導電率監視による薬液成
分制御システムが有効であることを知見した。すなわ
ち、導電率は、初期組成成分ばかりでなく、反応生成物
や、希釈率によっても、大きく変動する。したがって、
単一組成ではその単一成分を補給することにより、導電
率は一定であるが、複数成分からなる薬液では、その組
成が異なったり、希釈率が異なっていても、その導電率
が一定である場合が生じる。そこで、初期使用薬液と同
一の組成成分溶液の補給と排出とを行うシステムによ
り、その導電率の変動要因を一義的にコントロールする
ことができることを、案出した。
すべく鋭意研究を進めた結果、導電率監視による薬液成
分制御システムが有効であることを知見した。すなわ
ち、導電率は、初期組成成分ばかりでなく、反応生成物
や、希釈率によっても、大きく変動する。したがって、
単一組成ではその単一成分を補給することにより、導電
率は一定であるが、複数成分からなる薬液では、その組
成が異なったり、希釈率が異なっていても、その導電率
が一定である場合が生じる。そこで、初期使用薬液と同
一の組成成分溶液の補給と排出とを行うシステムによ
り、その導電率の変動要因を一義的にコントロールする
ことができることを、案出した。
【０００６】
【発明の目的】よって、この発明の目的は、多成分を含
む薬液の処理能力を一定の範囲に維持することを容易と
することである。また、この発明の目的は、この多成分
系の薬液の成分制御でのコスト低減を図ることである。
さらに、この発明の目的は、薬液成分制御システムの応
用範囲の増加を達成することである。多くの薬液系につ
いて適用することができる制御システムを提供するもの
である。
む薬液の処理能力を一定の範囲に維持することを容易と
することである。また、この発明の目的は、この多成分
系の薬液の成分制御でのコスト低減を図ることである。
さらに、この発明の目的は、薬液成分制御システムの応
用範囲の増加を達成することである。多くの薬液系につ
いて適用することができる制御システムを提供するもの
である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、複数のイオン解離成分を含み、半導体ウェーハが浸
される半導体ウェーハ処理溶液の管理方法にあって、上
記半導体ウェーハ処理溶液の導電率を一定範囲に制御す
る半導体ウェーハ処理溶液の管理方法である。
は、複数のイオン解離成分を含み、半導体ウェーハが浸
される半導体ウェーハ処理溶液の管理方法にあって、上
記半導体ウェーハ処理溶液の導電率を一定範囲に制御す
る半導体ウェーハ処理溶液の管理方法である。
【０００８】請求項２に記載の発明は、上記導電率の制
御は、上記半導体ウェーハ処理溶液の温度を略一定にし
てその半導体ウェーハ処理溶液を構成する成分の濃度を
制御する請求項１に記載の半導体ウェーハ処理溶液の管
理方法である。
御は、上記半導体ウェーハ処理溶液の温度を略一定にし
てその半導体ウェーハ処理溶液を構成する成分の濃度を
制御する請求項１に記載の半導体ウェーハ処理溶液の管
理方法である。
【０００９】請求項３に記載の発明は、上記半導体ウェ
ーハ処理溶液はクローズドシステムで使用されるととも
に、上記導電率の制御は、初期の処理溶液と同一組成・
同一濃度の溶液を供給することで行う請求項１に記載の
半導体ウェーハ処理溶液の管理方法である。
ーハ処理溶液はクローズドシステムで使用されるととも
に、上記導電率の制御は、初期の処理溶液と同一組成・
同一濃度の溶液を供給することで行う請求項１に記載の
半導体ウェーハ処理溶液の管理方法である。
【００１０】請求項４に記載の発明は、複数のイオン解
離成分を含む半導体ウェーハ処理溶液が注入された液槽
と、この半導体ウェーハ処理溶液の導電率を一定範囲に
制御する手段とを備えた半導体ウェーハ処理溶液の制御
装置である。
離成分を含む半導体ウェーハ処理溶液が注入された液槽
と、この半導体ウェーハ処理溶液の導電率を一定範囲に
制御する手段とを備えた半導体ウェーハ処理溶液の制御
装置である。
【００１１】請求項５に記載の発明は、上記液槽に注入
された半導体ウェーハ処理溶液はクローズドシステム内
で循環されるとともに、上記導電率を制御する手段は、
初期の処理溶液と同一組成・同一濃度の溶液を上記液槽
に供給する供給部と、この供給部からの供給量と同量の
処理溶液をこのクローズドシステム外に排出する排出部
とを備えた請求項４に記載の半導体ウェーハ処理溶液の
制御装置である。
された半導体ウェーハ処理溶液はクローズドシステム内
で循環されるとともに、上記導電率を制御する手段は、
初期の処理溶液と同一組成・同一濃度の溶液を上記液槽
に供給する供給部と、この供給部からの供給量と同量の
処理溶液をこのクローズドシステム外に排出する排出部
とを備えた請求項４に記載の半導体ウェーハ処理溶液の
制御装置である。
【００１２】
【作用】請求項１，請求項２，請求項３に記載の発明で
は、イオン解離性溶液成分を含む半導体ウェーハ処理溶
液について、その導電率（電気伝導率）を一定範囲に制
御する。この結果、半導体ウェーハ処理溶液の各組成濃
度を略一定に保持することができる。よって、半導体ウ
ェーハの安定処理を継続することができる。
は、イオン解離性溶液成分を含む半導体ウェーハ処理溶
液について、その導電率（電気伝導率）を一定範囲に制
御する。この結果、半導体ウェーハ処理溶液の各組成濃
度を略一定に保持することができる。よって、半導体ウ
ェーハの安定処理を継続することができる。
【００１３】請求項４，請求項５に記載の発明では、半
導体ウェーハ処理溶液の導電率を一定範囲（例えば±５
％）に制御することができる。この結果、この半導体ウ
ェーハ処理溶液による半導体ウェーハの処理枚数を増や
すことができる。
導体ウェーハ処理溶液の導電率を一定範囲（例えば±５
％）に制御することができる。この結果、この半導体ウ
ェーハ処理溶液による半導体ウェーハの処理枚数を増や
すことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施例を図面
を参照して説明する。図１は、この発明に係る半導体ウ
ェーハ処理溶液の制御装置の一実施例を説明するための
図である。図２はこの半導体ウェーハ処理溶液の管理方
法を説明するためのグラフである。図３はこの実施例に
係るコントローラを模式的に示す図である。図４はこの
実施例に係る管理方法を示すフローチャートである。
を参照して説明する。図１は、この発明に係る半導体ウ
ェーハ処理溶液の制御装置の一実施例を説明するための
図である。図２はこの半導体ウェーハ処理溶液の管理方
法を説明するためのグラフである。図３はこの実施例に
係るコントローラを模式的に示す図である。図４はこの
実施例に係る管理方法を示すフローチャートである。
【００１５】図１に示すように、液槽１１には、半導体
ウェーハの処理溶液（例えばエッチング液）が注入さ
れ、この液槽１１のオーバフロー液は循環ポンプ１２お
よびフィルタ１３を介して循環処理されている。すなわ
ち、この処理系は、処理溶液のクローズドシステムであ
って、処理溶液は系内を循環制御されている。そして、
この液槽１１に対しては、ＫＯＨ、Ｈ2Ｏ2の混合溶液が
所定濃度・所定温度状態で供給されている。この混合溶
液は、また、供給系１５から液槽１１内に供給可能に構
成されている。さらに、この液槽１１内の処理溶液の導
電率を測定する測定器１６、液温計１４がそれぞれ配設
されており、これらの測定器１６、液温計１４からの各
データは、ｐＨ等の他のデータとともに、コントローラ
１７に供給されている。また、処理溶液の循環パイプの
途中にはオーバフローした溶液を系外に排出するための
電磁バルブ１８が配設されている。
ウェーハの処理溶液（例えばエッチング液）が注入さ
れ、この液槽１１のオーバフロー液は循環ポンプ１２お
よびフィルタ１３を介して循環処理されている。すなわ
ち、この処理系は、処理溶液のクローズドシステムであ
って、処理溶液は系内を循環制御されている。そして、
この液槽１１に対しては、ＫＯＨ、Ｈ2Ｏ2の混合溶液が
所定濃度・所定温度状態で供給されている。この混合溶
液は、また、供給系１５から液槽１１内に供給可能に構
成されている。さらに、この液槽１１内の処理溶液の導
電率を測定する測定器１６、液温計１４がそれぞれ配設
されており、これらの測定器１６、液温計１４からの各
データは、ｐＨ等の他のデータとともに、コントローラ
１７に供給されている。また、処理溶液の循環パイプの
途中にはオーバフローした溶液を系外に排出するための
電磁バルブ１８が配設されている。
【００１６】コントローラ１７は、図３に示すように、
例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏなどで構成さ
れ、所定の処理プログラムに基づいて導電率を一定範囲
に保つべく、ＫＯＨ／Ｈ2Ｏ2供給系１５を制御してい
る。また、この供給系１５からの溶液の供給量と同一量
のオーバフロー液を排出するように、コントローラ１７
は電磁バルブ１８の開閉を制御している。
例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏなどで構成さ
れ、所定の処理プログラムに基づいて導電率を一定範囲
に保つべく、ＫＯＨ／Ｈ2Ｏ2供給系１５を制御してい
る。また、この供給系１５からの溶液の供給量と同一量
のオーバフロー液を排出するように、コントローラ１７
は電磁バルブ１８の開閉を制御している。
【００１７】すなわち、このウェーハ処理溶液の制御装
置では、コントローラ１７が導電率のデータ等に基づい
てこの導電率を一定範囲になるように制御するものであ
る。例えば、半導体ウェーハの処理においてその溶液の
導電率が上限値を越えた場合、この導電率が上限値以下
となるまで、ＫＯＨ／Ｈ2Ｏ2供給系１５から処理溶液の
初期濃度と同一の処理溶液（ＫＯＨ／Ｈ2Ｏ2）が一定量
だけ供給される。同時に供給量と同量だけ系外に排出さ
れる。これにより、その導電率が一定範囲に維持され
る。
置では、コントローラ１７が導電率のデータ等に基づい
てこの導電率を一定範囲になるように制御するものであ
る。例えば、半導体ウェーハの処理においてその溶液の
導電率が上限値を越えた場合、この導電率が上限値以下
となるまで、ＫＯＨ／Ｈ2Ｏ2供給系１５から処理溶液の
初期濃度と同一の処理溶液（ＫＯＨ／Ｈ2Ｏ2）が一定量
だけ供給される。同時に供給量と同量だけ系外に排出さ
れる。これにより、その導電率が一定範囲に維持され
る。
【００１８】図４には、この導電率制御の手順を示して
いる。このルーチンはＣＰＵにおいて所定の時間（例え
ば１０ｍｓ）毎に実行されるものとする。まず、イニシ
ャライズ処理で、コントローラ内部のレジスタなどの初
期化がなされる（Ｓ４０１）。次に、ＲＯＭ格納のテー
ブルから所定の上限値、下限値が読み出される（Ｓ４０
２）。液温の上下限値（Ｔ１，Ｔ２）、導電率の上下限
値（ａ，ｂ）である。これらの値は、この制御システム
が適用される、成分系で異なる値が格納されているもの
とする。次に、液温計１４から液温データ（Ｔｉ）が読
み込まれる（Ｓ４０３）。そして、この液温が一定範囲
にあるか否かが判定される（Ｓ４０４）。一定範囲にな
るまでこの液温読み込みのステップが繰り返される。
いる。このルーチンはＣＰＵにおいて所定の時間（例え
ば１０ｍｓ）毎に実行されるものとする。まず、イニシ
ャライズ処理で、コントローラ内部のレジスタなどの初
期化がなされる（Ｓ４０１）。次に、ＲＯＭ格納のテー
ブルから所定の上限値、下限値が読み出される（Ｓ４０
２）。液温の上下限値（Ｔ１，Ｔ２）、導電率の上下限
値（ａ，ｂ）である。これらの値は、この制御システム
が適用される、成分系で異なる値が格納されているもの
とする。次に、液温計１４から液温データ（Ｔｉ）が読
み込まれる（Ｓ４０３）。そして、この液温が一定範囲
にあるか否かが判定される（Ｓ４０４）。一定範囲にな
るまでこの液温読み込みのステップが繰り返される。
【００１９】液温が一定範囲にあると、導電率（Ｄｉ）
が導電率測定器１６によって読み込まれる（Ｓ４０
５）。この導電率も一定範囲内であるかがチェックされ
る（Ｓ４０６）。一定範囲にあれば、このルーチンは終
了する。一定範囲にない場合は、液補給信号を出力し
（Ｓ４０７）、さらに、液排出信号を出力する（Ｓ４０
８）。供給系１５から初期の処理溶液と同一の処理溶液
を一定量だけ供給し、この供給量と同量だけ電磁バルブ
１８を開放して排出する。そして、導電率を読み込むス
テップ（Ｓ４０５）に戻る。
が導電率測定器１６によって読み込まれる（Ｓ４０
５）。この導電率も一定範囲内であるかがチェックされ
る（Ｓ４０６）。一定範囲にあれば、このルーチンは終
了する。一定範囲にない場合は、液補給信号を出力し
（Ｓ４０７）、さらに、液排出信号を出力する（Ｓ４０
８）。供給系１５から初期の処理溶液と同一の処理溶液
を一定量だけ供給し、この供給量と同量だけ電磁バルブ
１８を開放して排出する。そして、導電率を読み込むス
テップ（Ｓ４０５）に戻る。
【００２０】図２には、自動制御された導電率の値と処
理枚数との関係、および、シリコンウェーハのエッチン
グ量と処理枚数との関係を同時に示している。すなわ
ち、導電率を一定範囲に制御することにより、エッチン
グ液（処理溶液）でのエッチング量も導電率と同一の変
化を示している。この結果、導電率の制御により、エッ
チング液の組成もこれに追従して一定範囲内に制御され
ていることがわかる。
理枚数との関係、および、シリコンウェーハのエッチン
グ量と処理枚数との関係を同時に示している。すなわ
ち、導電率を一定範囲に制御することにより、エッチン
グ液（処理溶液）でのエッチング量も導電率と同一の変
化を示している。この結果、導電率の制御により、エッ
チング液の組成もこれに追従して一定範囲内に制御され
ていることがわかる。
【００２１】
【発明の効果】この発明によれば、常に最適の薬液濃度
で半導体ウェーハの処理を行うことができる。また、薬
液成分の管理を低コストで行うことができる。
で半導体ウェーハの処理を行うことができる。また、薬
液成分の管理を低コストで行うことができる。
【図１】この発明の一実施例に係る半導体ウェーハ処理
溶液の制御装置を示す概略の断面図である。
溶液の制御装置を示す概略の断面図である。
【図２】この発明の一実施例に係る導電率制御を示すグ
ラフである。
ラフである。
【図３】この発明の一実施例に係るコントローラを示す
模式図である。
模式図である。
【図４】この発明の一実施例に係る導電率制御の手順を
示すフローチャートである。
示すフローチャートである。
１１ 液槽、 １４ 液温計、 １５ ＫＯＨ／Ｈ2Ｏ 2供給系、 １６ 導電率測定器、 １７ コントローラ。
フロントページの続き (72)発明者 高石 和成 東京都千代田区大手町１丁目５番１号 三 菱マテリアルシリコン株式会社内
Claims (5)
- 【請求項１】 複数のイオン解離成分を含み、半導体ウ
ェーハが浸される半導体ウェーハ処理溶液の管理方法に
あって、 上記半導体ウェーハ処理溶液の導電率を一定範囲に制御
する半導体ウェーハ処理溶液の管理方法。 - 【請求項２】 上記導電率の制御は、上記半導体ウェー
ハ処理溶液の温度を略一定にしてその半導体ウェーハ処
理溶液を構成する成分の濃度を制御する請求項１に記載
の半導体ウェーハ処理溶液の管理方法。 - 【請求項３】 上記半導体ウェーハ処理溶液はクローズ
ドシステムで使用されるとともに、上記導電率の制御
は、初期の処理溶液と同一組成・同一濃度の溶液を供給
することで行う請求項１に記載の半導体ウェーハ処理溶
液の管理方法。 - 【請求項４】 複数のイオン解離成分を含む半導体ウェ
ーハ処理溶液が注入された液槽と、 この半導体ウェーハ処理溶液の導電率を一定範囲に制御
する手段とを備えた半導体ウェーハ処理溶液の制御装
置。 - 【請求項５】 上記液槽に注入された半導体ウェーハ処
理溶液はクローズドシステム内で循環されるとともに、 上記導電率を制御する手段は、 初期の処理溶液と同一組成・同一濃度の溶液を上記液槽
に供給する供給部と、 この供給部からの供給量と同量の処理溶液をこのクロー
ズドシステム外に排出する排出部とを備えた請求項４に
記載の半導体ウェーハ処理溶液の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15299697A JPH10326769A (ja) | 1997-05-26 | 1997-05-26 | 半導体ウェーハ処理溶液の管理方法およびその制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15299697A JPH10326769A (ja) | 1997-05-26 | 1997-05-26 | 半導体ウェーハ処理溶液の管理方法およびその制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10326769A true JPH10326769A (ja) | 1998-12-08 |
Family
ID=15552683
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15299697A Pending JPH10326769A (ja) | 1997-05-26 | 1997-05-26 | 半導体ウェーハ処理溶液の管理方法およびその制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10326769A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000208471A (ja) * | 1999-01-11 | 2000-07-28 | Kurita Water Ind Ltd | 電子材料用洗浄水の調製装置 |
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