JP2000150447A - 薬液濃度管理方法、管理装置および薬液処理装置 - Google Patents

薬液濃度管理方法、管理装置および薬液処理装置

Info

Publication number
JP2000150447A
JP2000150447A JP10319373A JP31937398A JP2000150447A JP 2000150447 A JP2000150447 A JP 2000150447A JP 10319373 A JP10319373 A JP 10319373A JP 31937398 A JP31937398 A JP 31937398A JP 2000150447 A JP2000150447 A JP 2000150447A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cleaning
concentration
chemical
chemical solution
tank
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10319373A
Other languages
English (en)
Inventor
Ichiro Miyazawa
一郎 宮澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP10319373A priority Critical patent/JP2000150447A/ja
Publication of JP2000150447A publication Critical patent/JP2000150447A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シリコンウェハ等の洗浄に使用されるアンモ
ニア一過酸化水素混合液のアンモニア濃度と過酸化水素
濃度の濃度をより高精度に一定に保つことにより洗浄能
力を保持し、また薬液の使用量を削減することができる
洗浄装置の提供。 【解決手段】 薬液濃度を連続的にモニタリングし、且
つ半導体基板洗浄時における洗浄装置の稼動状態をモニ
タリングし、その測定結果に基づいて薬液濃度の経時変
化を正確に予測して、薬液の補充量を計算し調整して薬
液濃度を一定に保持し、また薬液濃度の予測に使用する
補正係数を自動的に最適化する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、薬液濃度管理方
法、薬液濃度管理装置および薬液処理装置に関し、さら
に詳しくは、例えばシリコンウェハの洗浄その他半導体
製造プロセスで使用される薬液の濃度の管理方法および
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体製造工程においてアンモニアと過
酸化水素の混合水溶液(以下、ＡＰＭと略記)は、一般的
にパーティクルの除去を目的としたシリコンウェハの洗
浄液として６０℃以上に加熱して使用されている。ウェ
ハをＡＰＭ中に浸漬することによって、シリコンや酸化
シリコン等の溶解性のパーティクルが除去される。同時
に下地のウェハもエッチングされて、ウェハ表面上に付
着した非溶解性のパーティクルも除去される。
【０００３】近年ＬＳＩの集積度を増大させるため微細
化や薄膜化に伴って製造工程における各パラメータのコ
ントロールが重要な課題になってきており、洗浄工程で
も従来までのようにパーティクル除去能力だけではな
く、エッチング速度等の洗浄性能も精度よく制御する必
要が生じてきている。
【０００４】しかしＡＰＭは６０℃以上に加熱して使用
されるため、洗浄装置の洗浄槽内の各薬液濃度は蒸発や
分解等によって減少する方向で経時的に変化する。薬液
濃度が変動すると、薬液の洗浄性能が低下し、半導体の
歩留まり低下の原因となる。そこで従来は、図４に示す
ようにアンモニア、過酸化水素および純水の各薬液の秤
量槽から洗浄槽への配管途中にある補充用ポンプ５７に
よって各薬液を一定時間間隔で一定量だけ補充する手法
を講じていた。
【０００５】しかし従来の方法では、洗浄槽内のそれぞ
れの薬液濃度が一定となるように補充間隔、および補充
量を設定、調節することが困難であり、また設定、調節
に長時間を要していた。そして設定が最適化されていな
い場合には、薬液濃度の経時変化が激しくなり、濃度の
ばらつきが大きくなるという問題を生じていた。
【０００６】これらの問題を解決するために、図５に示
す特開昭60-223131号に開示されるものでは、濃度制御
部６９をフィードバック制御系７０と予測制御系７１を
組み合わせた構成とし、モニタ時以降における薬液濃度
の変化を自然分解曲線によって予測し制御を行い得るよ
うに構成することによって、検出遅れによる制御上の問
題を解消し、また自然分解曲線の傾きに誤差が生じた場
合には検出時間と制御濃度を比較して傾きをプラスまた
はマイナス補正して、管理幅を狭めて高精度な薬液濃度
制御を可能としている。
【０００７】図６に示す特開平2-１159029号に開示され
るものは、成分濃度測定装置８３によって薬液中の成分
濃度を測定し、成分濃度が低下すると液量と濃度の関係
から成分試薬または水の最適追加量を計算して定量追加
装置８４,８５,８６によって追加し、薬液量の変化に対
しては液量調整装置によって調整することにより、薬液
濃度、薬液量を常にほぼ一定に保つことを特徴としてお
り、液量と成分濃度の測定値から最適追加量を自動的に
計算して供給するので、濃度制御性が極めて高く、また
液量をある範囲内でほぼ一定にすることも可能としてい
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記特
開昭60-223131号に開示されるものでは、自然分解曲線
のみによって薬液濃度の低下特性を算出しているため、
半導体基板の洗浄条件や半導体基板上の汚染の度合いが
変動した場合は、薬液濃度を精度良く一定に維持するこ
とが困難になる。
【０００９】また特開平2-159029号に開示されるもので
は、薬液濃度測定値と薬液体積から算出式を用いて薬液
の補充量を算出しているために、薬液濃度測定時に洗浄
槽内の薬液濃度と測定濃度との間に濃度の検出遅れが起
きた場合には、薬液の追加補充量が実際よりも少量で計
算され、制御値よりも低い値で濃度が維持される可能性
があり、制御精度を均一に維持することは困難である。
【００１０】本発明は、上記に鑑みなされたものであっ
て、その目的は上記のような問題の解決を可能とする、
薬液濃度を予測し、予測濃度と実測濃度とを比較検討し
て正確に薬液濃度を予測し、薬液補充量の最適量を自動
的に算出・補充することにより薬液濃度を一定に保持す
ることのできる優れたウェハ洗浄用薬液の濃度管理方法
および管理装置を提供することにある。
【００１１】また本発明は、さらに薬液の濃度の最適化
を図ることによって、安定した洗浄特性でシリコンウェ
ハの洗浄を行うことのできるシリコンウェハ洗浄装置を
提供することをも目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記の課題・目的は、以
下に示す本発明によって解決・達成される。すなわち本
発明は、少なくとも２成分以上からなる洗浄用薬液の濃
度管理方法であって、洗浄槽内の薬液濃度変化を、該濃
度変化の原因をパラメータとして表した算出式を用いて
予測し、予測値と予め設定した薬液制御濃度から各薬液
成分の不足分を計算し各薬液の最適補充量を算出して前
記洗浄槽に薬液を補充することを特徴とする洗浄用薬液
の濃度管理方法を開示するもである。
【００１３】また本発明は、少なくとも２成分以上から
なる洗浄用薬液の濃度管理装置であって、洗浄槽内の薬
液濃度変化を該濃度変化の原因をパラメータとして表し
た算出式を用いて予測し、予測値と予め設定した薬液制
御濃度から各薬液成分の不足分を計算して各薬液の最適
補充量を算出して前記洗浄槽に薬液を補充する手段を具
備することを特徴とする洗浄用薬液の濃度管理装置を開
示するもである。
【００１４】さらに本発明は、薬液処理装置であって、
アンモニアと過酸化水素の混合水溶液であるシリコンウ
ェハの前記洗浄用薬液を収容する洗浄槽と、該洗浄槽に
補充されるアンモニア水を貯えるアンモニア秤量槽と、
前記洗浄槽に補充される過酸化水素水を貯える過酸化水
素秤量槽と、前記洗浄槽に補充される純水を貯える純水
秤量槽と、前記洗浄槽内の洗浄用薬液のアンモニア濃度
および過酸化水素濃度を一定の時間間隔で測定する濃度
測定手段と、当該洗浄装置の稼動状態をモニタリングし
て薬液濃度変化の原因パラメータを測定する手段と、前
記本発明の方法によって薬液濃度を予測し薬液の補充量
を算出する機能を有する薬液濃度制御部からなることを
特徴とする半導体基板の薬液処理装置を開示するもであ
る。
【００１５】そして、本発明の洗浄用薬液の濃度管理方
法は、前記薬液濃度変化の原因パラメータが、洗浄装置
に依存するパラメータ、洗浄操作条件に依存するパラメ
ータ、およびこれらからなる群より選択されることを特
徴とするものであり、もしくは、前記洗浄装置に依存す
るパラメータが、洗浄装置のダクト排気量、洗浄槽内の
薬液の循環速度、洗浄槽内の薬液の循環量、洗浄槽内の
薬液体積、オーバーフロー槽内の薬液体積、洗浄槽の蓋
の開閉時間、およびこれらからなる群より選択されるこ
とを特徴とするものであり、もしくは、前記洗浄操作条
件に依存するパラメータが、処理件数、洗浄処理時間、
薬液温度、薬液の使用経過時間、およびこれらからなる
群より選択されることを特徴とするものであり、もしく
は、前記薬液濃度測定結果と前記算出式による濃度予測
結果とを照合することによって当該算出式に使用される
係数の最適化を自動的に行うことを特徴とするものであ
り、もしくは、前記洗浄用薬液が、半導体基板洗浄用薬
液であることを特徴とする洗浄用薬液の濃度管理方法で
ある。
【００１６】また、本発明の洗浄用薬液の濃度管理装置
は、前記洗浄用薬液が、半導体基板洗浄用薬液であるこ
とを特徴とするものである。
【００１７】さらに、本発明の半導体基板の薬液処理装
置は、前記薬液濃度変化の原因パラメータを測定する手
段が、洗浄装置に依存するパラメータを測定する装置
と、半導体基板の洗浄操作条件に依存するパラメータを
測定する装置とからなることを特徴とするものであり、
もしくは、前記洗浄装置に依存するパラメータを測定す
る装置が、洗浄装置のダクト排気量、洗浄槽内の薬液の
循環速度、洗浄槽内の薬液の循環量、洗浄槽内の薬液体
積、オーバーフロー槽内の薬液体積、洗浄槽の蓋の開閉
時間を測定する手段を有することを特徴とするものであ
り、もしくは、前記半導体基板の洗浄操作条件に依存す
るパラメータを測定する装置が、半導体基板の処理枚
数、半導体基板の洗浄処理時間、薬液温度、薬液の使用
経過時間を測定する手段を有することを特徴とする薬液
処理装置である。
【００１８】このように、本発明薬液濃度管理方法、管
理装置および薬液処理装置は、薬液濃度を連続的にモニ
タリングするだけでなく、半導体基板洗浄時における洗
浄装置の稼動状態をモニタリングし、これらの測定結果
に基づいて薬液濃度の経時変化を予測して、薬液の補充
量を計算し調整して薬液濃度を一定に保つことを特徴と
している。
【００１９】濃度制御部において、薬液濃度を予測する
際に、自然分解による薬液濃度の変動、洗浄槽からの薬
液成分の蒸発、洗浄槽内での薬液成分の分解、半導体基
板洗浄時における浸漬時間、半導体基板による洗浄槽か
らの薬液の持ち出しまたは持ち込み、洗浄槽内の薬液体
積、薬液の補充量、薬液の補充時間等、濃度変動に関係
する操作や環境をパラメータ化し数式によって表現する
ことによって正確に洗浄槽内の薬液濃度を予測し、より
適正な薬液の補充量を算出することが可能となる。
【００２０】また薬液濃度の予測に使用するパラメータ
を自動的に最適化することにより正確な予測が可能とな
り、薬液濃度の制御精度をさらに高めることができる。
【００２１】これによって薬液濃度をより安定して一定
に維持することができ、また薬液の濃度を一定としてい
るために洗浄特性は常に安定しており、エッチングレー
トや洗浄特性にばらつきが生じるといった問題を解決す
ることができる。さらに薬液を適量添加しているために
洗浄槽内の液面の低下を防止することができ、加えて必
要以上の薬液補充を避けることができ、薬液使用量を削
減することが可能となる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施態様を具体的
に説明するが、本発明はこれにより何ら制限されるもの
ではない。
【００２３】図１は、本発明による半導体基板洗浄装置
の一実施形態の構成を示す模式概要図である。図１にお
いて、洗浄装置１内の洗浄槽２には、アンモニアと過酸
化水素との混合水溶液である薬液が満たされており、こ
の中にシリコンウェハ１４が浸漬され、これによってシ
リコンウェハ１４の洗浄が行われる。洗浄槽２内の薬液
は一定温度に保たれ、オーバーフロー槽３から循環用ポ
ンプ９およびフィルタ１０が設けられた循環経路を通り
循環される。
【００２４】洗浄槽２中の薬液は処理に伴って、各成分
の蒸発や分解等によりアンモニア濃度および過酸化水素
濃度が変化する。そこで、アンモニアを貯えるアンモニ
ア秤量槽４、過酸化水素水を貯える過酸化水素秤量槽５
および純水を貯える純水秤量槽６を設け、それぞれ薬液
補充用ポンプ７によって必要に応じて洗浄槽２にアンモ
ニア、過酸化水素または純水を補充できるよう構成され
ている。
【００２５】また、洗浄槽２には、洗浄槽２内の薬液中
のアンモニア濃度および過酸化水素濃度を測定する濃度
モニタ８が設けられている。濃度モニタ８は一定時間間
隔で各成分の濃度を測定し、その測定結果は濃度制御部
１３に送られる。洗浄槽２内の薬液量は液面測定機１５
によって測定され、同時にキャリアセンサ１６によって
シリコンウェハ１４の処理枚数が測定される。液面測定
機１５の測定結果とキャリアセンサ１６の測定結果は濃
度制御部１３に送られ、シリコンウェハ１４が浸漬した
ことによる薬液量の増加分が補正される。
【００２６】薬液濃度の変動の要因は、洗浄装置１に起
因するものと半導体基板の洗浄操作条件に起因するもの
とに分類することができる。洗浄装置１に洗浄環境モニ
タ１１と洗浄条件管理部１２が設置される。洗浄環境モ
ニタ１１によってシリコンウェハ１４の洗浄時における
洗浄装置１の稼動状態がモニタリングされ、その測定結
果が記憶される。洗浄条件管理部１２には、シリコンウ
ェハ１４の洗浄操作条件に関する情報が記憶される。
【００２７】シリコンウェハ１４の洗浄中においても、
洗浄環境モニタ１１は洗浄中に変動した洗浄装置１の稼
動状況を感知し、その変化量の測定が行われる。洗浄環
境モニタ１１においてモニタリングされた洗浄装置１の
稼動状態と、洗浄条件管理部１２で記憶されている洗浄
条件は、濃度制御部１３に送られる。
【００２８】濃度制御部１３では、洗浄環境モニタ１
１、洗浄条件管理部１２から送られてきた情報を濃度予
測時に使用する算出式に反映させて、洗浄槽２内の薬液
濃度の予測が行われる。濃度モニタ８によって測定され
た洗浄槽２内の薬液濃度と予測濃度との比較が行われ、
シリコンウェハ１４の洗浄中に変動した洗浄装置１の稼
動状態に対応している補正係数の最適化が行われる。そ
の後、濃度制御部１３は薬液の補充量を決定し、その決
定量に従って薬液補充用ポンプ７に駆動信号を送り一定
量の薬液を洗浄槽２に補充させる。
【００２９】以上のように洗浄装置１に依存する濃度変
化を考慮しながら洗浄槽２に薬液を補充させる薬液濃度
制御手段が構成される。次に、上記の洗浄装置による洗
浄処理中の、アンモニア、過酸化水素および純水の補充
手順について、図２および図３のブロック工程図に基づ
いて説明する。
【００３０】予め、濃度制御部１３にアンモニア濃度お
よび過酸化水素濃度薬液の減少分を計算し洗浄槽２内の
薬液濃度を予測するための数式、および第１回目のアン
モニアおよび過酸化水素の補充量、アンモニアおよび過
酸化水素の制御設定濃度を設定しておく。また洗浄槽２
には、予め決められた濃度でアンモニアおよび過酸化水
素が混合された水溶液が満たされている。
【００３１】洗浄環境モニタ１１によって、洗浄装置１
のダクト排気量、循環用ポンプ９による薬液の循環速度
および循環量、洗浄槽２内の薬液体積、オーバーフロー
槽３内の薬液体積、洗浄槽２の蓋の開閉時間等、ウェハ
の洗浄工程における洗浄装置に依存するパラメータがモ
ニタリングされ、測定結果は濃度制御部１３に送られる
(ステップ１)。
【００３２】洗浄条件管理部１２には半導体基板の処理
枚数、半導体基板の洗浄処理時間、薬液温度、薬液の使
用経過時間等、ウェハの洗浄工程における半導体基板の
洗浄操作条件に依存するパラメータが記憶され、濃度制
御部１３に送られる(ステップ２)。洗浄槽２内の薬液中
のアンモニア濃度および過酸化水素濃度は濃度モニタ８
によって一定時間間隔で測定される(ステップ３)。
【００３３】この測定結果は濃度制御部１３に送られ、
その回数がカウント手段(不図示)で測定回数としてカウ
ントされる。測定回数が１回目の場合は、予め設定した
薬液の補充量が薬液補充用ポンプ７によって洗浄槽２に
補充される(ステップ４)。
【００３４】測定回数が２回目以降の場合は、濃度制御
部１３において次回の薬液濃度の予測が行われた後、薬
液補充量が算出され、薬液補充が行われる。ステップ１
およびステップ２において行われた半導体基板の洗浄に
おける洗浄条件および洗浄装置の状態と薬液濃度の測定
結果から、濃度制御部１３においての測定時に算出した
ｎ＋１回目の薬液の予測濃度Ｃcal,n+1の計算が下記の
式(Ｉ)に従って行われる(ステップ７)。
【００３５】
【数１】 Ｃcal,n+1＝{(Ｃr,n-1×Ｖn-1＋Ｃg×Ｖg,n-1)×Ｄn}/Ｖn (Ｉ) ただし、Ｃr,n-1はｎ-１回目の薬液の測定濃度を、Ｃg
は補充薬液濃度を、Ｖg ,n-1はｎ-１回目の測定時の補充
薬液量を、Ｖnはｎ回目の測定時における薬液量を、Ｄn
は薬液の時間あたりの減少率をそれぞれ表わす。Ｄnは
下記の式(II)で表される。
【００３６】
【数２】 Ｄn＝１/EXP(-2.303×Σ(ａm×ｘm)) (II) ただし、ａmは補正係数を、ｘmはパラメータをそれぞれ
表わす。影響するパラメータとその補正係数の積の総和
となる。補正係数ａmはそれぞれ、ａ1:洗浄装置１のダ
クト排気量、ａ2:薬液の循環速度、ａ3:薬液の循環量、
ａ4:洗浄槽２内の薬液体積、ａ5:オーバーフロー槽３内
の薬液体積、ａ6:洗浄槽２の蓋１７の開閉時間に依存す
る。
【００３７】ステップ７において計算された予測濃度と
予め設定した薬液の制御濃度から薬液の補充量がそれぞ
れ算出される(ステップ８)。上記の式(Ｉ)から誘導され
た下記の式(III)を使用して、薬液の補充量Ｖg,nがそれ
ぞれ算出される(ステップ８)。
【００３８】
【数３】 Ｖg,n＝Ｖn×(Ｃcal,n+1×Ｄn−Ｃs)/(Ｃs×Ｄn−Ｃg) (III) ただしＣcal,n+1はｎ回目の測定時に算出したｎ＋１回
目の薬液の予測濃度を、Ｃsは制御設定濃度を、Ｖnはｎ
回目の測定時における洗浄槽２内の薬液量を、Ｖg,nは
ｎ回目の測定時におけるの補充薬液量をそれぞれ表わ
す。濃度制御部１３は算出した補充量Ｖgに従って薬液
補充用ポンプ７に駆動信号を送り、一定量の薬液が洗浄
槽２に補充される(ステップ９)。
【００３９】測定回数が３回目以降の場合(ステップ５)
には、ステップ３において測定されたｎ回目の測定濃度
Ｃr,nとｎ-１回目の測定時に算出したｎ回目の薬液濃度
予測値Ｃcal,nとが比較される。Ｃcal,nとＣr,nが一致
した場合には補正係数ａmの変更は行われない。Ｃcal,n
とＣr,nが一致しなかった場合には濃度予測時に使用す
る補正係数ａmの検討が行われる(ステップ６)。
【００４０】ステップ１およびステップ２における洗浄
装置１の状態測定結果および洗浄操作条件とｎ-１回目
の予測濃度算出時における洗浄装置の状態測定結果およ
び洗浄操作条件とを比較し、変化したパラメータが検出
される(ステップ１１およびステップ１２)。
【００４１】予め設定した補正係数と濃度の関係式か
ら、濃度予測時に使用する補正係数がそれぞれ算出さ
れ、再設定される(ステップ１３)。再度Ｃcal,nとＣr,n
を比較し、予測濃度と測定濃度とが最も近くなるまで繰
り返し、補正係数ａmを最適化する。
【００４２】上記方法によって最適化されたｎ回目まで
の補正係数ａmとＣr,nとの関係は自動的に近似されて、
数式化される。補正係数ａmの最適化ではこの近似式を
参考にして再設定が行われる。補正係数ａmが決定した
後、予め濃度制御部１３に設定してあるアンモニア濃度
および過酸化水素濃度薬液の減少分を計算するための数
式によって再度洗浄槽２内の薬液のアンモニア濃度およ
び過酸化水素濃度が計算される(ステップ１４)。
【００４３】再計算濃度とステップ３における測定濃度
とを比較し、一致しなかった場合にはステップ１１およ
びステップ１２において検出されなかったパラメータの
見直しが行われ、測定濃度と再計算濃度が最も一致する
ような補正係数ａmの設定、および薬液濃度の計算が再
度繰り返される(ステップ１５)。
【００４４】再計算結果と測定濃度が一致した場合に
は、設定した補正係数ａmと測定濃度が濃度制御部１３
に保存される(ステップ１６)。また、ｎ回目までに濃度
制御部１３に保存された補正係数ａmと測定濃度から、
それぞれの補正係数ａmの、薬液濃度に対する関係式が
再作成される(ステップ１７)。
【００４５】補正係数ａmの最適化が終了した後、上述
したようにステップ７において計算された予測濃度と予
め設定した薬液の制御濃度から薬液の補充量がそれぞれ
算出され、算出した結果に従って一定量の薬液が洗浄槽
２に補充される。この後、一連の手順が繰り返される。
【００４６】以上述べたように、本実施の形態では、ア
ンモニア濃度および過酸化水素濃度が薬液濃度に応じて
補充される。また、薬液濃度を予測して薬液の補充量を
計算し、薬液を補充している。この操作を繰り返すこと
によって薬液中のアンモニア濃度と過酸化水素濃度の濃
度を一定に保つことができ、薬液の洗浄能力を維持する
ことができる。
【００４７】
【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳細に説
明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００４８】[実施例１]本発明の一実施例として半導体
製造装置に関して図１に示す模式概要図により詳述す
る。洗浄装置１内の洗浄槽２には、アンモニアと過酸化
水素との混合水溶液である薬液が満たされており、この
中にシリコンウェハ１４が浸漬され、これによってシリ
コンウェハ１４の洗浄が行われる。
【００４９】洗浄槽２には蓋１７が設置されており、シ
リコンウェハ１４の洗浄時には開放３分、閉鎖６分のシ
ーケンスで開閉が繰り返される。設定条件として、アン
モニアの制御設定濃度は１.５%、過酸化水素の制御設定
濃度は５.５%に設定し、また薬液温度は６０℃で一定に
なるように設定した。濃度モニタ８による薬液濃度測定
は３分毎に行った。アンモニア秤量槽４内のアンモニア
濃度は２９%、過酸化水素秤量槽５内の過酸化水素濃度
は３０%である。また洗浄装置１の洗浄環境に依存する
濃度予測用の補正係数は濃度制御開始時をそれぞれ１と
した。
【００５０】今、濃度制御開始から５７分後の測定にお
いて、アンモニアの測定濃度は１.４５%で補充量が３７
８ml、過酸化水素の測定濃度は５.１２%で補充量が５０
mlであった。このときの洗浄操作条件に依存する濃度予
測用の補正係数は表１の通りであった。
【００５１】
【表１】 ここで補正係数はそれぞれ、ａ1:洗浄装置１のダクト排
気量、ａ2:薬液の循環速度、ａ3:薬液の循環量、ａ4:洗
浄槽２内の薬液体積、ａ5:オーバーフロー槽３内の薬液
体積、ａ6:洗浄槽２の蓋１７の開閉時間に依存する。
【００５２】まず洗浄環境モニタ１１および洗浄条件管
理部１２によって、濃度制御開始後６０分における濃度
測定は、洗浄槽２に設置されている蓋１７を開放してか
ら２分後に実施されることが確認された。液面測定機１
５によって洗浄槽２内の薬液量が５０.３５リットルで
あること、キャリアセンサ１６によってシリコンウェハ
１４の処理枚数は口径６インチ、２５枚であることがモ
ニタリングされ、また洗浄条件管理部１２では、シリコ
ンウェハ１４の洗浄条件は５７分の測定時と同一である
ことが確認された。
【００５３】続いて濃度モニタ８によって洗浄槽２内の
薬液濃度の測定が行われ、アンモニア濃度１.４９%、過
酸化水素濃度５.２０%であった。これらの測定結果は濃
度制御部１３に送られ、記憶される。洗浄槽２内の薬液
量は、液面測定機１５の測定結果とキャリアセンサ１６
の判断結果およびウェハ１枚あたりの体積および重量か
ら、濃度制御部１３において補正され、５０.００リッ
トルとなった。
【００５４】上記結果から、５７分の測定時に算出され
た６０分の予測濃度と６０分に行われた測定濃度が一致
しなかったため、薬液濃度の予測に使用される補正係数
の最適化が行われた。
【００５５】濃度制御部１３において補正係数の再設定
が行われ、その結果、蓋１７の開閉に関する補正係数ａ
6がアンモニア０.４、過酸化水素０.３と再設定され、
その他の補正係数は変更されなかった。
【００５６】再設定された補正係数を使用し、５７分の
測定時に算出した６０分の予測濃度を再度計算すると、
アンモニア濃度１.４９%、過酸化水素濃度５.２０%とな
り、６０分に行われた測定濃度と一致した。最適化によ
って再設定された補正係数は濃度制御部１３に保存さ
れ、６３分の予測濃度の算出に使用される。
【００５７】上記の式(II)から、次回の予測濃度はアン
モニア濃度１.４０%、過酸化水素濃度５.０４%と予測さ
れ、上記の式(III)から薬液補充量はそれぞれ、アンモ
ニア２２７ml、過酸化水素７１mlと計算された。この結
果をうけて、濃度制御部１３から薬液補充用ポンプ７に
信号が送られ薬液補充が行われる。
【００５８】この操作を繰り返すことによって、アンモ
ニア濃度および過酸化水素濃度は精度良く濃度を一定に
保つことが可能となった。
【００５９】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、洗
浄槽内の薬液濃度および洗浄槽内の薬液体積のみなら
ず、洗浄装置の稼動状況をモニタリングし、半導体基板
の洗浄条件を考慮して、半導体基板の洗浄時に蒸発や分
解等により消失した薬液量をパラメータとして検討する
ことによって正確に槽内の薬液濃度を予測し、より適正
な薬液の補充量を算出することが可能となる。
【００６０】また自然分解だけでなく、蒸発やウェハの
洗浄で消費された薬液の減少分等を濃度予測の算出時に
加えて考慮しているため、正確に槽内の薬液濃度を算出
することも可能である。また、濃度を予測する数式のパ
ラメータを自動的に最適化することによってより正確な
予測が可能となり、濃度の制御精度を高めることが可能
となる。
【００６１】薬液中のアンモニアと過酸化水素の濃度比
を一定に保つことができ、薬液の洗浄特性は一定となる
ので、常に安定した薬液の洗浄特性でウェハの洗浄を行
うことが可能となる。さらに、必要以上の薬液補充を避
けることができ、薬液使用量を削減することが可能とな
る。
【００６２】実施例からも明らかなように、本発明によ
ってアンモニア、過酸化水素の混合液の薬液管理が著し
く効果的に行なわれる。しかしながら、アンモニア、過
酸化水素のみならず、硫酸、過酸化水素混合液等の様々
な薬液等にも広範に利用することができ、産業上有益な
優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の薬液管理装置の一例の概要を示す模
式構成図。
【図２】 本発明の薬液管理方法の一例を示すブロック
工程図(１)。
【図３】 本発明の薬液管理方法の一例を示すブロック
工程図(２)。
【図４】 本発明を使用しない従来例の洗浄装置の概要
を示す模式構成図。
【図５】 従来の半導体製造装置の一例の概要を示す模
式構成図。
【図６】 従来の半導体製造装置の一例の概要を示す模
式構成図。
【符号の説明】
１ 洗浄装置 ２ 洗浄槽 ３ オーバーフロー槽 ４ アンモニア秤量槽 ５ 過酸化水素秤量槽 ６ 純水秤量槽 ７ 薬液補充用ポンプ ８ 濃度モニタ ９ 循環用ポンプ １０ フィルタ １１ 洗浄環境モニタ １２ 洗浄条件管理部 １３ 濃度制御部 １４ シリコンウェハ １５ 液面測定機 １６ キャリアセンサ １７ 蓋 ５０ 洗浄槽 ５１ 循環用ポンプ ５２ フィルタ ５３ オーバーフロー槽 ５４ アンモニア秤量槽 ５５ 過酸化水素秤量槽 ５６ 純水秤量槽 ５７ 薬液補充用ポンプ ５８ シリコンウェハ ６１ 薬液処理槽 ６２ 原液供給部 ６３ａ,ｂ 原液タンク ６４ａ,ｂ ポンプ ６５ａ,ｂ バルブ ６６ モニタ部 ６７ ポンプ ６８ モニタ ６９ 制御部 ７０ フィードバック制御系 ７１ 予測制御系 ８１ 薬液槽 ８２ 液量測定装置 ８３ 濃度測定装置 ８４ アンモニア水定量追加装置 ８５ 過酸化水素水定量追加装置 ８６ 水定量追加装置 ８７ キャリアセンサ ８８ 排液バルブ ８９ ヒーター ９０ 温度調節装置 ９１ 温度センサ ９２ 制御コンピュータ

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも２成分以上からなる洗浄用薬
    液の濃度管理方法であって、洗浄槽内の薬液濃度変化
    を、該濃度変化の原因をパラメータとして表した算出式
    を用いて予測し、予測値と予め設定した薬液制御濃度か
    ら各薬液成分の不足分を計算し各薬液の最適補充量を算
    出して前記洗浄槽に薬液を補充することを特徴とする洗
    浄用薬液の濃度管理方法。
  2. 【請求項２】 前記薬液濃度変化の原因パラメータが、
    洗浄装置に依存するパラメータ、洗浄操作条件に依存す
    るパラメータ、およびこれらからなる群より選択される
    請求項１記載の洗浄用薬液の濃度管理方法。
  3. 【請求項３】 前記洗浄装置に依存するパラメータが、
    洗浄装置のダクト排気量、洗浄槽内の薬液の循環速度、
    洗浄槽内の薬液の循環量、洗浄槽内の薬液体積、オーバ
    ーフロー槽内の薬液体積、洗浄槽の蓋の開閉時間、およ
    びこれらからなる群より選択される請求項２記載の洗浄
    用薬液の濃度管理方法。
  4. 【請求項４】 前記洗浄操作条件に依存するパラメータ
    が、処理件数、洗浄処理時間、薬液温度、薬液の使用経
    過時間、およびこれらからなる群より選択される請求項
    ２記載の洗浄用薬液の濃度管理方法。
  5. 【請求項５】 前記薬液濃度測定結果と前記算出式によ
    る濃度予測結果とを照合することによって当該算出式に
    使用される係数の最適化を自動的に行う請求項１記載の
    洗浄用薬液の濃度管理方法。
  6. 【請求項６】 前記洗浄用薬液が、半導体基板洗浄用薬
    液である請求項１ないし５のいずれかに記載の洗浄用薬
    液の濃度管理方法。
  7. 【請求項７】 少なくとも２成分以上からなる洗浄用薬
    液の濃度管理装置であって、洗浄槽内の薬液濃度変化
    を、該濃度変化の原因をパラメータとして表した算出式
    を用いて予測し、予測値と予め設定した薬液制御濃度か
    ら各薬液成分の不足分を計算し各薬液の最適補充量を算
    出して前記洗浄槽に薬液を補充する手段を具備すること
    を特徴とする洗浄用薬液の濃度管理装置。
  8. 【請求項８】 前記洗浄用薬液が、半導体基板洗浄用薬
    液である請求項７記載の洗浄用薬液の濃度管理装置。
  9. 【請求項９】 薬液処理装置であって、アンモニアと過
    酸化水素の混合水溶液であるシリコンウェハの前記洗浄
    用薬液を収容する洗浄槽と、該洗浄槽に補充されるアン
    モニア水を貯えるアンモニア秤量槽と、前記洗浄槽に補
    充される過酸化水素水を貯える過酸化水素秤量槽と、前
    記洗浄槽に補充される純水を貯える純水秤量槽と、前記
    洗浄槽内の洗浄用薬液のアンモニア濃度および過酸化水
    素濃度を一定の時間間隔で測定する濃度測定手段と、当
    該洗浄装置の稼動状態をモニタリングして薬液濃度変化
    の原因パラメータを測定する手段と、請求項１記載の方
    法によって薬液濃度を予測し薬液の補充量を算出する機
    能を有する薬液濃度制御部、からなることを特徴とする
    半導体基板の薬液処理装置。
  10. 【請求項１０】 前記薬液濃度変化の原因パラメータを
    測定する手段が、洗浄装置に依存するパラメータを測定
    する装置と、半導体基板の洗浄操作条件に依存するパラ
    メータを測定する装置とからなる請求項９記載の薬液処
    理装置。
  11. 【請求項１１】 前記洗浄装置に依存するパラメータを
    測定する装置が、洗浄装置のダクト排気量、洗浄槽内の
    薬液の循環速度、洗浄槽内の薬液の循環量、洗浄槽内の
    薬液体積、オーバーフロー槽内の薬液体積、洗浄槽の蓋
    の開閉時間を測定する手段を有する請求項１０記載の薬
    液処理装置。
  12. 【請求項１２】 前記半導体基板の洗浄操作条件に依存
    するパラメータを測定する装置が、半導体基板の処理枚
    数、半導体基板の洗浄処理時間、薬液温度、薬液の使用
    経過時間を測定する手段を有する請求項１０記載の薬液
    処理装置。
JP10319373A 1998-11-10 1998-11-10 薬液濃度管理方法、管理装置および薬液処理装置 Pending JP2000150447A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10319373A JP2000150447A (ja) 1998-11-10 1998-11-10 薬液濃度管理方法、管理装置および薬液処理装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10319373A JP2000150447A (ja) 1998-11-10 1998-11-10 薬液濃度管理方法、管理装置および薬液処理装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000150447A true JP2000150447A (ja) 2000-05-30

Family

ID=18109437

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10319373A Pending JP2000150447A (ja) 1998-11-10 1998-11-10 薬液濃度管理方法、管理装置および薬液処理装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000150447A (ja)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1172844A2 (en) * 2000-07-14 2002-01-16 Sony Corporation Substrate cleaning method and substrate cleaning apparatus
KR20020028699A (ko) * 2000-10-11 2002-04-17 윤종용 반도체제품 세정장치 및 그 장치의 세정조 내 세정액의농도를 제어하는 방법
JP2003100696A (ja) * 2001-09-26 2003-04-04 Sony Corp 自動濃度調整装置
KR100425962B1 (ko) * 2001-06-13 2004-04-03 강정호 웨이퍼 세정장비의 화학약품 유량제어 장치 및 방법
US6921193B2 (en) 2001-11-19 2005-07-26 Kaijo Corporation Chemical concentration control device for semiconductor processing apparatus
CN100359642C (zh) * 2003-04-24 2008-01-02 株式会社海上 半导体处理装置的药液浓度控制装置
JP2013146584A (ja) * 2006-07-06 2013-08-01 Debiotech Sa 溶液を投与するための医療機器
JP2017028101A (ja) * 2015-07-22 2017-02-02 東京エレクトロン株式会社 基板液処理装置、基板液処理方法及び記憶媒体
KR20180109671A (ko) * 2017-03-27 2018-10-08 가부시키가이샤 스크린 홀딩스 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
WO2023042796A1 (ja) * 2021-09-14 2023-03-23 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板処理装置および基板処理方法
CN117717681A (zh) * 2023-09-22 2024-03-19 南京沪家医疗科技有限公司 一种具有自动加温加湿功能的家用呼吸机及其控制方法

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1172844A2 (en) * 2000-07-14 2002-01-16 Sony Corporation Substrate cleaning method and substrate cleaning apparatus
EP1172844A3 (en) * 2000-07-14 2005-12-14 Sony Corporation Substrate cleaning method and substrate cleaning apparatus
US7255749B2 (en) 2000-07-14 2007-08-14 Sony Corporation Substrate cleaning method and substrate cleaning apparatus
KR20020028699A (ko) * 2000-10-11 2002-04-17 윤종용 반도체제품 세정장치 및 그 장치의 세정조 내 세정액의농도를 제어하는 방법
KR100425962B1 (ko) * 2001-06-13 2004-04-03 강정호 웨이퍼 세정장비의 화학약품 유량제어 장치 및 방법
JP2003100696A (ja) * 2001-09-26 2003-04-04 Sony Corp 自動濃度調整装置
US6921193B2 (en) 2001-11-19 2005-07-26 Kaijo Corporation Chemical concentration control device for semiconductor processing apparatus
CN100359642C (zh) * 2003-04-24 2008-01-02 株式会社海上 半导体处理装置的药液浓度控制装置
JP2013146584A (ja) * 2006-07-06 2013-08-01 Debiotech Sa 溶液を投与するための医療機器
JP2017028101A (ja) * 2015-07-22 2017-02-02 東京エレクトロン株式会社 基板液処理装置、基板液処理方法及び記憶媒体
KR20180109671A (ko) * 2017-03-27 2018-10-08 가부시키가이샤 스크린 홀딩스 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
CN108666235A (zh) * 2017-03-27 2018-10-16 株式会社斯库林集团 基板处理装置以及基板处理方法
KR102086214B1 (ko) * 2017-03-27 2020-03-06 가부시키가이샤 스크린 홀딩스 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
CN108666235B (zh) * 2017-03-27 2022-03-08 株式会社斯库林集团 基板处理装置以及基板处理方法
WO2023042796A1 (ja) * 2021-09-14 2023-03-23 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板処理装置および基板処理方法
CN117717681A (zh) * 2023-09-22 2024-03-19 南京沪家医疗科技有限公司 一种具有自动加温加湿功能的家用呼吸机及其控制方法
CN117717681B (zh) * 2023-09-22 2024-05-17 南京沪家医疗科技有限公司 一种具有自动加温加湿功能的家用呼吸机及其控制方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3074366B2 (ja) 処理装置
JP2001023952A (ja) エッチング方法及びエッチング装置
JP5009207B2 (ja) 基板処理装置
US8211810B2 (en) Substrate processing apparatus and substrate processing method for performing etching process with phosphoric acid solution
JP2000150447A (ja) 薬液濃度管理方法、管理装置および薬液処理装置
JP2008305851A (ja) 半導体製造装置および半導体製造方法
EP1172844A2 (en) Substrate cleaning method and substrate cleaning apparatus
JP2005510054A (ja) 浸漬処理用の改良されたプロセス制御
US20170025268A1 (en) Substrate liquid processing apparatus, substrate liquid processing method, and storage medium
JP3075350B2 (ja) 薬液処理方法および薬液処理装置
US6921193B2 (en) Chemical concentration control device for semiconductor processing apparatus
US7312161B2 (en) Advanced process control for low variation treatment in immersion processing
JPH1154468A (ja) 薬液処理方法、半導体基板の処理方法及び半導体装置の製造方法
JP2008274313A (ja) めっき成膜装置および成膜制御方法
US20040173599A1 (en) Multi-parameter process and control method
JP2015227480A (ja) 化学処理装置及びその制御方法
US20090088909A1 (en) Batch processing apparatus for processing work pieces
JPH0922891A (ja) ウエットプロセス装置及び方法
JP3939630B2 (ja) 沸騰薬液の管理方法
JP2003277998A (ja) メッキ装置及びそれを用いたメッキ液の管理方法
JP2001205158A (ja) 基板浸漬処理装置
JPH0799175A (ja) 処理液の供給方法及び供給装置
JP2888217B2 (ja) 洗浄用薬液の濃度管理方法およびシリコンウェハ洗浄装置
JP2001118821A (ja) 洗浄方法
CN110383429B (zh) 基板处理方法和基板处理装置