CN110857913A - 测定器、蚀刻系统、硅浓度测定方法及硅浓度测定程序 - Google Patents
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Abstract
本发明提供能够测定溶液中的微量硅浓度的测定器、蚀刻系统、硅浓度测定方法及硅浓度测定程序。根据实施方式，提供一种测定器，其包含输入输出部、存储器和处理器。输入输出部被输入测定值信息，所述测定值信息表示测定对象液的磷酸、第2酸和水的浓度，所述测定对象液包含磷酸、具有比磷酸的第1酸解离指数pKa1小的酸解离指数pK的第2酸和水。存储器保持变动值信息，所述变动值信息包含在基准液中按照成为基准硅浓度的方式添加硅时的磷酸、第2酸和水的浓度变化与基准硅浓度的关系，所述基准液含有磷酸、第2酸和水。处理器基于输入至输入输出部的测定值信息和从存储器读出的变动值信息，得到相当于测定值信息的测定对象液的硅浓度。
Description
技术领域
本发明的实施方式涉及测定器、蚀刻系统、硅浓度测定方法及硅浓度测定程序。
背景技术
为了把握溶液中(特别是磷酸液中)所包含的硅浓度，有(1)离线的分析(ICP发光分光分析)、(2)由溶解的硅化合物量和溶液重量进行计算的方法等。
(1)的方法中分析要花费时间，无法把握实时变动的硅浓度。另外，通过(2)的方法求出的值为计算值，不是实测的。
发明内容
本发明所要解决的课题是提供能够测定溶液中的微量硅浓度的测定器、蚀刻系统、硅浓度测定方法及硅浓度测定程序。
根据实施方式，提供一种测定器，其包含输入输出部、存储器和处理器。输入输出部被输入测定值信息，所述测定值信息表示测定对象液的磷酸、第2酸和水的浓度，所述测定对象液包含磷酸、具有比磷酸的第1酸解离指数pKa1小的酸解离指数pK的第2酸和水。存储器保持变动值信息，所述变动值信息包含在基准液中按照成为基准硅浓度的方式添加硅时的磷酸、第2酸和水的浓度变化与基准硅浓度的关系，所述基准液含有磷酸、第2酸和水。处理器基于输入至输入输出部中的测定值信息和从存储器读出的变动值信息而得到相当于测定值信息的测定对象液的硅浓度。
根据另一实施方式，提供一种蚀刻系统，其包含第1容器、第2容器、第3容器、第4容器、测定部和控制部。第1容器是用于利用包含磷酸及水的蚀刻液对硅化合物进行蚀刻的容器。第2容器是用于向第1容器中导入磷酸的容器。第3容器是用于向第1容器中导入水的容器。第4容器是用于从第1容器取得蚀刻液、同时容纳在蚀刻液中添加硫酸而得到的测定对象液的容器。测定部具备实施方式的测定器，利用测定器测定第4容器内的测定对象溶液中所包含的硅浓度。控制部根据测定部中的测定结果，从第2容器向第1容器中导入磷酸和/或从第3容器向第1容器中导入水。
根据又一实施方式，提供一种硅浓度测定方法，其包括：
从近红外光分光器接受测定值信息，所述测定值信息表示测定对象液的磷酸、第2酸和水的浓度，所述测定对象液包含磷酸、具有比磷酸的第1酸解离指数pKa1小的酸解离指数pK的第2酸和水；
从存储器读出变动值信息，所述变动值信息包含在基准液中按照成为基准硅浓度的方式添加硅时的磷酸、第2酸和水的浓度变化与基准硅浓度的关系，所述基准液含有磷酸、第2酸和水；和
基于所读出的变动值信息，得到相当于所接受的测定值信息的测定对象溶液中所包含的硅的浓度。
根据再一实施方式，提供一种硅浓度测定程序，其用于测定包含磷酸、具有比磷酸的第1酸解离指数pKa1小的酸解离指数pK的第2酸和水的测定对象液的硅浓度。硅浓度测定程序通过利用处理器来执行，从而对于处理器，
接收测定值信息，所述测定值信息表示测定对象液的磷酸、第2酸和水的浓度，所述测定对象液包含磷酸、具有比磷酸的第1酸解离指数pKa1小的酸解离指数pK的第2酸和水，
从存储器读出变动值信息，所述变动值信息包含在基准液中按照成为基准硅浓度的方式添加硅时的磷酸、第2酸和水的浓度变化与基准硅浓度的关系，所述基准液含有磷酸、第2酸和水，
基于所读出的变动值信息，算出相当于所接受的测定值信息的测定对象溶液中所包含的硅的浓度。
根据上述构成的测定器、蚀刻系统、硅浓度测定方法及硅浓度测定程序，能够测定溶液中的微量硅浓度。
附图说明
图1是实施方式的测定器的框图。
图2是表示关于第1浓度1～2的磷酸浓度、硫酸浓度及硅浓度的关系的图表。
图3是表示关于第1浓度3～5的磷酸浓度、硫酸浓度及硅浓度的关系的图表。
图4是表示关于第1浓度6～8的磷酸浓度、硫酸浓度及硅浓度的关系的图表。
图5是表示关于第1浓度9～10的磷酸浓度、硫酸浓度及硅浓度的关系的图表。
图6是图1的测定器中所包含的处理器的功能框图。
图7是表示实施方式的测定器的动作的流程的流程图。
图8是表示实施方式的蚀刻系统的一个例子的框图。
图9是图8的蚀刻系统中的近红外光分光器的概念图。
图10是表示图8的蚀刻系统中的硅浓度管理的流程的流程图。
图11是表示图8的蚀刻系统中的磷酸浓度管理的流程的流程图。
图12是表示实施方式的蚀刻系统的另一例子的框图。
符号的说明
1测定器、10输入输出电路、11处理器、12 ROM、13 RAM、14显示器、15变动值信息、16初始值数据、17测定值数据、18硅浓度测定程序、20初始值数据取得部、21测定值数据取得部、22第1比较部、23第1选择部、24第1浓度组决定部、25第2比较部、26第2选择部、27硅浓度决定部、31第1容器、32第2容器、33第3容器、34近红外光分光器、35测定部、36控制部、37缓冲槽、38补充罐、42流量计、43阀、44浓度计、46蚀刻液、47硅化合物、52泵、53加热器、70第5容器、71第7配管。
具体实施方式
以下，对于实施方式参照附图进行说明。
[第1实施方式]
对测定器、硅浓度测定方法及硅浓度测定程序进行说明。
测定器是用于测定包含磷酸、具有比磷酸的第1酸解离指数pKa1小的酸解离指数pK的第2酸和水的测定对象溶液中的硅浓度的测定器。测定对象液可以是包含磷酸、第2酸和水的混合液。
作为第2酸，例如可列举出酸解离指数pK低于2.12的酸，优选使用1.8以下的酸。对其酸解离指数pK没有特别的下限值，若根据一个例子，则为-15以上。
作为第2酸，例如可以使用硫酸、盐酸、硝酸、三氟磺酸或它们的混合物。需要说明的是，在25℃的温度的水中，硫酸的第1酸解离指数pKa1为-3.0，硫酸的第2酸解离指数pKa2为1.99，盐酸的酸解离指数pK为-8.0，硝酸的酸解离指数pK为-1.3，三氟磺酸的酸解离指数pK为-15.0。需要说明的是，作为它们的酸解离指数，记载了非专利文献1的第1页中记载的值。
以下，参照图1对第1实施方式的测定器进行说明。图1是表示第1实施方式的测定器的构成例的框图。
1.测定器的构成
测定器1例如是通用的个人计算机、或组装有计算机的专用的浓度计。或者，也可以是从多个测定对象接收数据的服务器。而且，测定器1对包含磷酸、第2酸、水及硅的测定对象溶液中的硅浓度进行测定。以下对例如使用了包含磷酸、作为第2酸的硫酸、硅及水的混合液作为测定对象液的例子进行说明。如图示的那样测定器1具备作为输入输出部的输入输出电路10、处理器11、ROM12、RAM13和显示器14。
输入输出电路10掌管测定器1与外部之间的信息的发送接收。例如本例中，在利用测定器1测定硅浓度时，输入输出电路10以有线或无线被连接于近红外光分光器上，接收各种数据。另外，输入输出电路10接受例如来自用户的数据输入、测定开始的命令。ROM12保持通过处理器11执行的程序和必要的数据。RAM13作为处理器11的作业区域发挥功能，保持各种数据。RAM13例如保持变动值信息15、初始值数据(初始值信息)16、测定值数据(测定值信息)17及硅浓度测定程序18。处理器11例如为CPU等，一边执行保持于RAM13中的硅浓度测定程序18，一边利用变动值信息15、初始值数据(初始值信息)16及测定值数据(测定值信息)17而算出上述测定对象溶液中的硅浓度。而且，显示器14显示由处理器11算出的硅浓度。
接着，对保持于上述RAM13内的数据和处理器11的详细情况进行说明。首先，对保持于RAM13内的数据的详细情况进行说明。
初始值数据16及测定值数据17是关于成为实际的测定对象的测定对象液的浓度信息。
测定值数据17是包含测定对象液的利用近红外光分光法得到的磷酸浓度(重量％)、硫酸浓度(重量％)及水浓度(重量％)的测定值信息。这些值在测定时被输入到输入输出电路10中。
另外，初始值数据16是在测定值数据17的测定前得到、测定对象液含有硅之前的状态下的包含磷酸浓度(重量％)、硫酸浓度(重量％)及水浓度(重量％)的信息。即，初始值数据16可以说是测定对象液的磷酸浓度、硫酸浓度及水浓度的初始值。初始值数据16在硅被混合到测定对象液中之前被提供至输入输出电路10。初始值数据16可以是利用近红外光分光法等得到的实测值，也可以通过模拟等的计算而得到。初始值数据16可以作为测定对象液的浓度的管理值或目标值使用。作为测定对象液的用途的一个例子，可列举出用于蚀刻处理的蚀刻液。
变动值信息15不是测定对象液其本身的浓度信息，而是为了决定测定对象液的硅浓度而使用的第1基准液及第2基准液的信息。第2基准液是包含磷酸、作为第2酸的硫酸和水、并且不包含硅的混合液。具体而言，变动值信息15表示第1浓度、第2浓度与基准硅浓度的关系，所述第1浓度为在第2基准液中按照成为基准硅浓度的方式添加有硅的第1基准液的磷酸、硫酸和水的浓度，所述第2浓度为未添加硅的第2基准液的磷酸、硫酸和水的浓度。变动值信息15具备多个模式的第1浓度、第2浓度与基准硅浓度的对应关系。第1浓度及第2浓度例如通过近红外光分光器测定而得到。变动值信息15在对于测定对象液的硅浓度测定之前由近红外光分光器提供。表1是表示第2浓度的概念的一个例子。
[表1]
在表1的例子中，示出关于第2基准液的磷酸、硫酸及水的利用近红外光分光器测定得到的第2浓度的例子。如表1中所示的那样，第2浓度、具体而言第2基准液的利用近红外光分光器测定得到的磷酸、硫酸及水的浓度(重量％)存在多种(表1中为4种)模式。第2浓度的模式数并不限于4种，可以根据测定对象液的用途来调整，可以设定为1种或2种以上。
第1浓度是在满足第2浓度的第2基准液中以基准硅浓度混合硅而得到的第1基准液的利用近红外光分光器测定得到的磷酸、硫酸和水的浓度(重量％)。若在第2基准液中添加硅，则磷酸、硫酸和水的浓度由第2浓度发生变动。变动幅度受到硅的添加浓度的影响而发生变化。表2及图2至图5是表示第1浓度与基准硅浓度的关系的概念的一个例子。在具有表1中所示的第2浓度1的多个第2基准液中混合50ppm、150ppm的硅时的利用近红外光分光器测定得到的磷酸、硫酸和水的第1浓度(重量％)符合第1浓度1～2。第1浓度3～5为在具有第2浓度2的多个第2基准液中混合50ppm、70ppm、150ppm的硅时的利用近红外光分光器测定得到的磷酸、硫酸和水的第1浓度(重量％)。另外，第1浓度6～8为在具有第2浓度3的多个第2基准液中混合50ppm、70ppm、150ppm的硅时的利用近红外光分光器测定得到的磷酸、硫酸和水的第1浓度(重量％)。进而，第1浓度9～10为在具有第2浓度的多个第2基准液中混合50ppm、150ppm的硅时的利用近红外光分光器测定得到的磷酸、硫酸和水的第1浓度(重量％)。
[表2]
图2中示出第1浓度1～2中的磷酸浓度(重量％)及硫酸浓度(重量％)与Si浓度(ppm)的关系。
图3中示出第1浓度3～5中的磷酸浓度(重量％)及硫酸浓度(重量％)与Si浓度(ppm)的关系。
图4中示出第1浓度6～8中的磷酸浓度(重量％)及硫酸浓度(重量％)与Si浓度(ppm)的关系。
图5中示出第1浓度9～10中的磷酸浓度(重量％)及硫酸浓度(重量％)与Si浓度(ppm)的关系。
即，如图2至图5中所示的那样，若在第2基准液中添加硅，则磷酸、硫酸及水的比率发生变动。该变动的程度存在各种模式。变动值信息15可以说是表示关于其比率的变动的方式的多个模式的信息。表1及表2以及图2至图5的例子中示出了2到3个模式的情况，但可以是1个模式，也可以保持4个模式以上的信息。另外，代替如上所述通过利用近红外光分光法的测定来得到，变动值信息15也可以通过模拟等的计算来得到。
接着，对处理器11的详细情况进行说明。处理器11发挥通过执行硅浓度测定程序来算出混合有上述硅的测定对象液中的硅浓度的功能。图6是执行硅浓度测定程序18时的处理器11的功能框图。
如图6中所示的那样处理器11通过执行硅浓度测定程序18而作为初始值数据取得部20、测定值数据取得部21、第1比较部22、第1选择部23、第1浓度组决定部24、第2比较部25、第2选择部26及硅浓度决定部27发挥功能。
初始值数据取得部20经由输入输出电路10取得初始值数据16。测定值数据取得部21从近红外光分光器取得测定值数据17。第1比较部22将以表1为例进行说明的第2浓度与取得的初始值数据16进行比较。第1选择部23基于第1比较部22中的比较结果，选择表1中例示的任一第2浓度。第1浓度组决定部24决定以表2为例进行说明的多个第1浓度中的与所选择的第2浓度对应的第1浓度的组。第2比较部25将所决定的第1浓度的组与所取得的测定值数据17进行比较。第2选择部26基于第2比较部25中的比较结果，从第1浓度的组中选择任一第1浓度。硅浓度决定部27基于由第2选择部26选择的第1浓度来决定测定对象溶液中的硅浓度。然后使显示器14中显示所决定的硅浓度。
2.测定器的动作
接着，对实施方式的测定器的动作进行说明。
首先，参照图7对动作整体的流程进行说明。图7是表示测定器的动作的整体的流程的流程图。图7中，对测定对象液为包含磷酸及硫酸的水溶液的例子进行说明。首先，处理器11的初始值数据取得部20将处于硅混合前的状态的测定对象液的由磷酸浓度、硫酸浓度及水浓度形成的第2浓度在输入输出电路10中接收并作为初始值数据16保持于RAM13中(步骤S1)。对于变动值信息15，可以在步骤S1之前预先保持到RAM13中，也可以在步骤S1后存储到RAM13中。
之后，在测定对象液中混合硅，然后利用近红外光分光器对测定对象液的磷酸浓度、硫酸浓度及水浓度进行测定而得到吸收光谱。
然后，若测定器1的例如输入输出电路10接收测定对象溶液中的硅浓度的测定命令(步骤S2)，则处理器11的测定值数据取得部21将硅混合后的测定对象液的由磷酸浓度、硫酸浓度及水浓度形成的第1浓度在输入输出电路10中接收并作为测定值数据17保持于RAM13中(步骤S3)。
接着，处理器11的第1比较部22将步骤S1中得到的初始值数据16与保持于RAM13内的变动值信息15的第2浓度进行比较。具体而言，第1比较部22将作为第2浓度例示于表1中的第2浓度1～4与初始值数据16即处于硅混合前的状态的测定对象液的磷酸、硫酸及水的浓度进行比较。然后第1选择部23选择第1比较部22中的比较的结果最接近(或相同)的第2浓度(步骤S4)。假定通过第1选择部23例如选择了第2浓度1。
接着，第1浓度组决定部24决定保持于RAM13内的变动值信息15中的与所选择的第2浓度1对应的第1浓度的组(步骤S5)。在表2的情况下，关于与第2浓度1对应的第1浓度的组，第1浓度1及第1浓度2符合。
第2比较部25将步骤S3中得到的测定值数据17与步骤S5中得到的第1浓度1及第1浓度2进行比较。然后第2选择部26选择第2比较部25中的比较的结果最接近(或相同)的第1浓度(步骤S6)。第1浓度1及第1浓度2中，设定在步骤S6中选择的第1浓度为第1浓度1。如表2中所示的那样，第1浓度1符合在满足第2浓度1的第2基准液中按照其浓度成为50ppm的方式添加硅而得到的第1基准液的磷酸浓度、硫酸浓度及水浓度。测定对象液的测定值数据17与第1浓度1相同或最接近。因而，硅浓度决定部27决定测定对象液的硅浓度为50ppm(步骤S7)。
需要说明的是，第2比较部25及第2选择部26例如也可以通过线形近似等来求出硅浓度。即，表2中所示的硅浓度具有离散的值。但是，也可以如图2至图5的以虚线及实线表示的图表那样使用这些离散的值并通过线形近似来求出。
例如设定步骤S1中取得的初始值数据16为第2浓度2、步骤S3中取得的测定值数据17为以下。
·磷酸浓度：85.41重量％
·硫酸浓度：1.53重量％
·水浓度：13.06重量％
这样的话，它们的值与图3中所示的线形近似一致。另外，各浓度的值是硅浓度为70[ppm]的情况的值与硅浓度为150[ppm]的情况的值的大致中间。因此，本事例中的硅浓度可以估计为110[ppm]左右。这些计算可以由第2比较部25、第2选择部26及硅浓度决定部27中的任一者来执行。
通过以上的工序，进行包含磷酸、作为第2酸的硫酸及水的测定对象液的硅浓度的测定。因而，根据实施方式的测定器，可以由关于包含磷酸、第2酸及水的测定对象液的硅混合前后的磷酸及第2酸的浓度变化得到测定对象溶液中的硅浓度。因此，实施方式的测定器能够测定不可避免的杂质水平的极微量的硅浓度。这样的极微量的硅浓度无法通过近红外光分光法等比重测定方式、钼黄吸光光度方式、电导率测定方式中的任一者来测定。在比重测定方式的情况下，由于混入测定对象液中的硅浓度过低而无法检测出比重变化。另外，在钼黄吸光光度方式的情况下，由于来源于硅的吸收与来源于磷酸的吸收重叠而无法分离，因此无法测定硅浓度。
进而，根据实施方式的测定器，由于能够缩短测定所需要的时间，因此能够把握因蚀刻处理等而实时变动的硅浓度。
需要说明的是，实施方式的测定器也可以进一步具备近红外光分光器。近红外光分光器由于能够由吸收光谱对测定对象液的磷酸、硫酸和水的浓度以高精度且容易地测定，因此能够以高精度得到测定对象溶液中的硅浓度。
另外，代替在基准硅浓度中使用实测值，也可以利用处理器11，基于硅混合前的测定对象液的磷酸、硫酸和水的浓度以及硅混合后的测定对象液的磷酸、硫酸和水的浓度，算出硅混合后的测定对象液的硅浓度，将算出值作为基准硅浓度来使用。
[第2实施方式]
对蚀刻系统进行说明。蚀刻系统是用于利用包含磷酸及水的蚀刻液对硅化合物进行蚀刻的系统。硅化合物例如可以是形成于基板上的硅化合物的膜。基板的例子中包含SiC基板、GaN基板等。参照图8对实施方式的蚀刻系统进行说明。
1.蚀刻系统的构成
图8中所示的蚀刻系统具备用于利用包含磷酸及水的蚀刻液对硅化合物进行蚀刻的第1容器(蚀刻处理部)31、用于向第1容器31中导入磷酸的第2容器(磷酸供给部)32、用于向第1容器31中导入水的第3容器(水供给部)33、近红外光分光器34、测定试样液(测定对象液)中所包含的硅浓度的测定部35和控制部36。近红外光分光器34具备用于从第1容器31取得蚀刻液、并且容纳在蚀刻液中添加硫酸而得到的试样液的第4容器(图8中未图示)。将第4容器的一个例子示于图9中。对于测定部35，使用第1实施方式的测定器。控制部36控制蚀刻系统整体。另外，控制部36根据测定部35中的测定结果，将第2容器32内的磷酸导入第1容器31中和/或将第3容器33内的水导入第1容器31中。在图8中，为了图示的方便，看起来控制部36仅与第1容器31及第2容器32电连接，但与构成蚀刻系统的各部电连接，能够在控制部36与各部之间进行信号的交换。
在从第2容器32及第3容器33到第1容器31为止的经路中配置有缓冲槽37及补充罐38。第2容器32及第3容器33分别介由第1配管39、第2配管40与缓冲槽37连接。缓冲槽37介由第3配管41与补充罐38连接。流量计42及阀43从第3配管41的上游侧起被依次设置。浓度计44介由第4配管45与补充罐38连接。
在第1容器31内，容纳有包含磷酸及水的蚀刻液46。在蚀刻液46中，浸渍硅化合物47而对硅化合物47进行蚀刻处理。在蚀刻处理中等从第1容器31溢出的蚀刻液46被暂时贮存在贮存槽48中。贮存槽48介由第5配管49与补充罐38连接。在第5配管49上，设置有过滤器(未图示)。过滤器将蚀刻溶液中所包含的异物去除。在蚀刻处理中从第1容器31溢出的蚀刻液46被回收至贮存槽48中，然后从贮存槽48通过过滤器并经由第5配管49被容纳于补充罐38中。另外，贮存槽48与排水管50也连接。补充罐38介由第6配管51与第1容器31连接。泵52及加热器53从第6配管51的上游侧起被依次设置。这里，将包含从补充罐38到第1容器(蚀刻处理部)31为止的经路及从第1容器31经由贮存槽48到补充罐38为止的经路的系统称为蚀刻处理系统。在蚀刻处理系统中，除了第1容器31、补充罐38及贮存槽48以外，还包含上述经路中的配管等。
在蚀刻处理系统内，充满包含磷酸及水的蚀刻液46。在蚀刻处理中，由于会产生通过水的蒸发而蚀刻液46的容量减少且磷酸浓度变高、或者通过磷酸的消耗而磷酸浓度变低等，因此需要对蚀刻液46中的磷酸浓度进行管理。蚀刻处理系统的蚀刻液46的磷酸浓度由浓度计44进行测量，在脱离管理值的情况下，信号被发送至控制部36。若控制部36接收该信号，则调整从第2容器32向缓冲槽37供给的磷酸量和从第3容器33向缓冲槽37供给的水量，制备规定浓度的磷酸水作为补充液。打开阀43并以流量计42调节供给量，同时将缓冲槽37内的补充液供给至蚀刻处理系统。通过控制补充液的磷酸浓度和从缓冲槽37向蚀刻处理系统供给的补充液的量，能够将蚀刻处理系统的蚀刻液46的磷酸浓度设定在管理值内。为了提高蚀刻液46的磷酸浓度，可列举出提高补充液的磷酸浓度、减少从缓冲槽37向蚀刻处理系统供给的补充液的量等。另一方面，为了降低蚀刻液46的磷酸浓度，可列举出降低补充液的磷酸浓度、增多从缓冲槽37向蚀刻处理系统供给的补充液的量等。需要说明的是，从缓冲槽37向蚀刻处理系统供给的补充液的量的调整也可以通过一边以流量计42监视供给量、一边调整阀43的打开量来进行。
需要说明的是，在通过蚀刻液46的磷酸浓度或水浓度或者温度等之类的蚀刻条件的变更来变更磷酸浓度及水浓度的管理值的情况下，信号被发送至控制部36，控制部36将蚀刻液46的磷酸浓度及水浓度的管理值复位并设定新的管理值。
蚀刻系统也可以不同于第3容器33而另外具备用于将蒸发的水供给至第1容器31的水供给罐。
另外，蚀刻系统可以代替浓度计44、或者不同于浓度计44而另外具备用于直接测定第1容器31内的蚀刻液46的磷酸浓度的浓度计。
图9是近红外光分光器34的概略的框图。如图示的那样近红外光分光器34具备作为第4容器的试验用容器60、光源61、分光器62、演算器63及温度调节器64。
试验用容器60例如是对于近红外光透明的容器。而且，对于试验用容器60，由用于对硅化合物进行蚀刻的第1容器31供给蚀刻液46、和由不同于第1容器31的另外的硫酸供给部供给硫酸。其结果是，在试验用容器60内，在溶入有硅的蚀刻液46中添加硫酸而得到的试样液作为测定对象液被精制。蚀刻液46及硫酸的供给率或供给时机例如通过控制部36来控制。试验用容器60内的试样液(测定对象液)的温度通过温度调节器64来控制。为了提高利用近红外光分光法测定的测定精度，试样液的温度优选被控制在室温以下。
光源61产生近红外光，所产生的近红外光通过试验用容器60。
分光器62将通过试验用容器60后的近红外光进行分光，得到试样液(测定对象液)的吸收光谱。
演算器63基于由分光器62得到的吸收光谱，算出试样液(测定对象液)的磷酸浓度、硫酸浓度及水浓度，并将其结果输出至测定部35。即，第1实施方式的图1中说明的初始值数据16及测定值数据17由演算器63被提供至测定部35。进而第2浓度及第1浓度也可通过来自演算器63的信息而生成。
2.蚀刻系统的动作
对于蚀刻系统的动作，参照图10及图11进行说明。图10是表示蚀刻系统中的硅浓度管理的流程的流程图。另一方面，图11是表示蚀刻系统中的磷酸浓度管理的流程图。
关于磷酸浓度管理
将蚀刻处理系统的蚀刻液46的磷酸浓度、硫酸浓度及水浓度的初始值输入至测定部35中。初始值的磷酸浓度和水浓度是适于规定的蚀刻处理条件的浓度，例如通过浓度计44被测定。图8中所示的系统中的蚀刻处理中使用的蚀刻液46为磷酸水溶液，不包含硫酸。硫酸是为了提高硅浓度测定的精度而被添加到供于近红外光分光器34测定的试样液中的。适于硅浓度测定的硫酸浓度可根据磷酸浓度及水浓度而发生变动。因此，蚀刻液46的初始值中，除了磷酸浓度及水浓度以外，还包含与这些浓度对应的硫酸浓度。所输入的初始值作为初始值数据16被保持于RAM13中。测定部35基于初始值的磷酸浓度及水浓度而算出磷酸与水的比率，将所算出的比率作为管理值发送至控制部36中(步骤S20)。
将蚀刻处理系统充满磷酸与水的比率为管理值内的蚀刻液46(步骤S21)。蚀刻处理系统的蚀刻液46的磷酸与水的比率由浓度计44来测定(步骤S22)。在蚀刻处理系统的蚀刻液46的磷酸与水的比率为管理值内的情况(步骤S23的是(Yes))下，一边每隔一定时间利用浓度计44进行测定，一边进行蚀刻处理。
在蚀刻处理系统的蚀刻液46的磷酸与水的比率脱离管理值的情况(步骤S23的否(No))下，信号被发送至控制部36。若控制部36接收该信号，则调整从第2容器32向缓冲槽37供给的磷酸量和从第3容器33向缓冲槽37供给的水量，制备规定浓度的磷酸水作为补充液(步骤S24)。一边将阀43打开并用流量计42调节供给量，一边将缓冲槽37内的补充液供给至蚀刻处理系统(步骤S25)。补充液的制造(制备)及供给进行至蚀刻处理系统的蚀刻液46的磷酸与水的比率落入管理值内。
关于硅浓度测定
从蚀刻处理的开始起每经过一定时间硅浓度测定命令就被发送至控制部36中。控制部36将蚀刻处理系统内的蚀刻液46的一部分采集到试验用容器60内而得到试样液(步骤S11)。如上所述，在蚀刻液46中不包含硫酸(步骤S12的否(No))。于是，控制部36在试样液中按照成为规定浓度的方式添加硫酸而得到测定对象液(步骤S13)。紧接着近红外光分光器34测定试验用容器60内的测定对象液的磷酸浓度、硫酸浓度和水浓度(步骤S14)。若将所得到的测定结果输入测定部35中，则作为测定值数据17被保持于RAM13中。
控制部36将信号发送至测定部35，测定部35中的第1比较部22将RAM13的变动值信息15的第2浓度与初始值数据16进行比较。第1比较部22基于比较结果从多个第2浓度中选择任一第2浓度。测定部35中的第1浓度组决定部24决定包含多个第1浓度的变动值信息15中的与所选择的第2浓度对应的第1浓度的组。测定部35中的第2比较部25将所决定的第1浓度的组与取得的测定值数据17进行比较。测定部35中的第2选择部26基于第2比较部25中的比较结果，从第1浓度的组中选择任一第1浓度。测定部35中的硅浓度决定部27将与由第2选择部26选择的第1浓度对应的基准硅浓度决定为测定对象溶液中的硅浓度。然后，测定部35使所决定的硅浓度显示于显示器14中(步骤S15)。需要说明的是，步骤S15的处理的详细情况如第1实施方式中使用图7而说明的那样。
在由步骤S15算出的硅浓度脱离管理值的情况(步骤S16的否(No))下，控制部36按照将贮存槽48内的蚀刻液46经由排水管50排出到系统外部的方式发送信号(步骤S17)。另外，控制部36按照调整从第2容器32向缓冲槽37供给的磷酸量和从第3容器33向缓冲槽37供给的水量、制备规定浓度的磷酸水作为补充液的方式发送信号(步骤S18)。
接着，控制部36按照一边将阀43打开并用流量计42调节供给量、一边将缓冲槽37内的补充液供给到蚀刻处理系统的方式发送信号(步骤S19)。其结果是，蚀刻处理系统内的蚀刻溶液中的硅浓度被设定为管理值内。
之后，对控制部36发送硅浓度测定命令，再次进行试样液的采集(步骤S11)。
根据以上说明的蚀刻系统，由于能够测定蚀刻溶液中微量存在的硅的浓度，因此能够实时把握因蚀刻处理而变动的硅浓度。
蚀刻系统不限于使用不包含硫酸的蚀刻液的系统，也可以是在蚀刻液中包含硫酸的系统。将其一个例子示于图12中。图12中所示的蚀刻系统除了具备用于向第1容器31中导入硫酸的第5容器70和将第5容器70与缓冲槽37连接的第7配管71以外，具有与图8中所示的蚀刻系统同样的构成。在图12中所示的蚀刻系统中的硅浓度管理中，由于在蚀刻液46中预先包含硫酸，因此也可以省略在利用近红外光分光器34的测定前在试样液中添加硫酸的工序(步骤S13)，在试样液中的硫酸浓度低的情况下，也可以为了将试样液中的硫酸浓度设定为适于测定的浓度而进行在试样液中添加硫酸的工序(步骤S13)。另外，在试样液中的硫酸浓度高的情况下，进行在试样液中添加磷酸和/或水而降低硫酸浓度的工序。
需要说明的是，在上述实施方式中，以算出硅浓度的功能用软件安装的情况为例进行了说明。但是，也可以用硬件安装，还可以用软件与硬件的组合安装。在用软件安装的情况下，其功能可作为1个或其以上的命令或代码被存储于计算机能够读取的存储介质中、或者通过该存储介质被传送。作为这样的记录介质，只要能够通过计算机或处理器来存取即可，没有特别限定。作为一个例子，可以使用RAM、ROM、EEPROM(注册商标)(包含USB存储器或存储器卡)、CD-ROM等光盘、硬盘等磁盘等。
另外，在上述实施方式中，以第2浓度(表1)和第1浓度(表2)作为分开的信息被处理的情况为例进行了说明，但它们也可以是被设定为一体的数据。即，如上述说明的那样，表1及表2是用于选择其中所包含的任一第1浓度、并基于与所选择的第1浓度对应的基准硅浓度来求出硅浓度的表。因而，没有必要表1与表2为不同体，另外其方式并不限于表1及表2中说明的方式，只要能够基于测定值数据17来选择第1浓度即可。例如，也可以是保持不包含硅的情况的磷酸、硫酸及水的比率、硅浓度、溶入有硅的情况下的磷酸、硫酸及水的比率的变化量的情况。
对本发明的几个实施方式进行了说明，但这些实施方式是作为例子提出的，并不意图限定发明的范围。这些新颖的实施方式可以以其他的各种方式实施，在不脱离发明的主旨的范围内，可以进行各种省略、置换、变更。这些实施方式和其变形包含在发明的范围或主旨中，同时包含于权利要求书中记载的发明和其均等的范围内。
Claims (10)
1.一种测定器，其具备：
输入输出部，该输入输出部被输入测定值信息，所述测定值信息表示测定对象液的磷酸、第2酸和水的浓度，所述测定对象液包含磷酸、具有比磷酸的第1酸解离指数pKa1小的酸解离指数pK的第2酸和水；
存储器，该存储器保持变动值信息，所述变动值信息包含在基准液中按照成为基准硅浓度的方式添加硅时的所述磷酸、所述第2酸和所述水的浓度变化与所述基准硅浓度的关系，所述基准液含有所述磷酸、所述第2酸和所述水；和
处理器，该处理器基于输入至所述输入输出部的所述测定值信息和从所述存储器读出的所述变动值信息，得到相当于所述测定值信息的所述测定对象液的硅浓度。
2.根据权利要求1所述的测定器，其中，所述测定值信息由所述测定对象液的利用近红外光分光法的吸收光谱得到。
3.根据权利要求1或2所述的测定器，其中，所述测定对象液为用于对硅化合物进行蚀刻的蚀刻液。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的测定器，其中，对于所述输入输出部输入所述测定值信息和初始值信息，
所述初始值信息表示所述测定对象液不包含硅的状态下的所述磷酸、所述第2酸和所述水的浓度，
所述变动值信息包含多种第1浓度、第2浓度与所述基准硅浓度的关系作为所述关系，所述第1浓度为在所述基准液中按照成为所述基准硅浓度的方式添加所述硅时的所述磷酸、所述第2酸和所述水的浓度，所述第2浓度为添加所述基准液的所述硅之前的所述磷酸、所述第2酸和所述水的浓度，
所述处理器将所述初始值信息的浓度与多个所述第2浓度进行比较而选择所述多个所述第2浓度中的任一个，选择与所选择的所述第2浓度对应的所述第1浓度，将所选择的所述第1浓度与所述测定值信息的浓度进行比较，将与基于所述比较的结果而选择的所述第1浓度对应的所述基准硅浓度决定为所述测定对象液的硅浓度。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的测定器，其中，所述第2酸为硫酸。
6.一种蚀刻系统，其具备：
第1容器，该第1容器用于利用包含磷酸及水的蚀刻液对硅化合物进行蚀刻；
第2容器，该第2容器用于向所述第1容器中导入磷酸；
第3容器，该第3容器用于向所述第1容器中导入水；
第4容器，该第4容器用于从所述第1容器取得所述蚀刻液、并且容纳在所述蚀刻液中添加硫酸而得到的测定对象液；
测定部，该测定部具备权利要求1～5的中任一项所述的测定器，测定所述第4容器内的所述测定对象溶液中所包含的硅浓度；和
控制部，该控制部根据所述测定部中的测定结果而从所述第2容器向所述第1容器中导入所述磷酸和/或从所述第3容器向所述第1容器中导入所述水。
7.一种硅浓度测定方法，其包括：
从近红外光分光器接受测定值信息，所述测定值信息表示测定对象液的磷酸、第2酸和水的浓度，所述测定对象液包含所述磷酸、具有比磷酸的第1酸解离指数pKa1小的酸解离指数pK的所述第2酸和所述水；
从存储器读出变动值信息，所述变动值信息包含在基准液中按照成为基准硅浓度的方式添加硅时的所述磷酸、所述第2酸和所述水的浓度变化与所述基准硅浓度的关系，所述基准液含有所述磷酸、所述第2酸和所述水；和
基于所述读出的变动值信息而得到相当于所述接受的测定值信息的所述测定对象溶液中所包含的硅的浓度。
8.根据权利要求7所述的硅浓度测定方法，其进一步包括：接受表示所述测定对象液不包含硅的状态下的所述磷酸、所述第2酸和所述水的浓度的初始值信息，
其中，所述变动值信息包含多种第1浓度、第2浓度与所述基准硅浓度的关系作为所述关系，所述第1浓度为在所述基准液中按照成为所述基准硅浓度的方式添加所述硅时的所述磷酸、所述第2酸和所述水的浓度，所述第2浓度为添加所述基准液的所述硅之前的所述磷酸、所述第2酸和所述水的浓度，
将所述初始值信息的浓度与多个所述第2浓度进行比较而选择所述多个所述第2浓度中的任一个，选择与所选择的所述第2浓度对应的所述第1浓度，将所选择的所述第1浓度与所述测定值信息的浓度进行比较，将与基于所述比较的结果而选择的所述第1浓度对应的所述基准硅浓度决定为所述测定对象液的硅浓度。
9.一种硅浓度测定程序，其是用于测定包含磷酸、具有比磷酸的第1酸解离指数pKa1小的酸解离指数pK的第2酸和水的测定对象液的硅浓度的硅浓度测定程序，其中，通过利用处理器来执行，从而对于所述处理器，
接收测定值信息，所述测定值信息表示测定对象液的磷酸、第2酸和水的浓度，所述测定对象液包含磷酸、具有比磷酸的第1酸解离指数pKa1小的酸解离指数pK的第2酸和水，
从存储器读出变动值信息，所述变动值信息包含在基准液中按照成为基准硅浓度的方式添加硅时的所述磷酸、所述第2酸和所述水的浓度变化与所述基准硅浓度的关系，所述基准液含有所述磷酸、所述第2酸和所述水，
基于所述读出的变动值信息，算出相当于所述接受的测定值信息的所述测定对象溶液中所包含的硅的浓度。
10.根据权利要求9所述的硅浓度测定程序，其中，对于所述处理器，
接收所述测定值信息和初始值信息，所述初始值信息表示所述测定对象液不包含硅的状态下的所述磷酸、所述第2酸和所述水的浓度，
所述变动值信息包含多种第1浓度、第2浓度与所述基准硅浓度的关系作为所述关系，所述第1浓度为在所述基准液中按照成为所述基准硅浓度的方式添加所述硅时的所述磷酸、所述第2酸和所述水的浓度，所述第2浓度为添加所述基准液的所述硅之前的所述磷酸、所述第2酸和所述水的浓度，
将所述初始值信息的浓度与多个所述第2浓度进行比较而选择所述多个所述第2浓度中的任一个，选择与所选择的所述第2浓度对应的所述第1浓度，将所选择的所述第1浓度与所述测定值信息的浓度进行比较，将与基于所述比较的结果而选择的所述第1浓度对应的所述基准硅浓度决定为所述测定对象液的硅浓度。
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