JP2003100696A

JP2003100696A - 自動濃度調整装置

Info

Publication number: JP2003100696A
Application number: JP2001294140A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Inagaki; 靖史稲垣; Isato Iwamoto; 勇人岩元; Mitsuhiro Nishizaki; 光広西崎
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2001-09-26
Filing date: 2001-09-26
Publication date: 2003-04-04

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、少なくともいずれかが揮発し
やすい性質を有する酸および塩基からなる塩を含む溶液
の濃度を、できるだけ少量の薬液補充で、実質的にまた
は可逆的に一定に保つことができる塩を含む溶液の自動
濃度調整装置を提供することを目的とする。【解決手段】少なくともいずれかが揮発しやすい性質
を有する酸および塩基からなる塩を含む溶液に、前記揮
発しやすい酸および塩基を補充することを特徴とする塩
を含む溶液の自動濃度調整装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、少なくともいずれ
かが揮発しやすい性質を有する酸および塩基からなる塩
を含む溶液の自動濃度調整装置に関する。より具体的に
は、本発明は、フッ化アンモニウム水溶液、または該水
溶液とフッ化水素酸水溶液の混合水溶液を用いる基板の
洗浄において、該洗浄液の使用量の削減、並びに、同洗
浄の均一安定処理とを目的として開発された自動濃度調
整装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】フッ化水素酸とアンモニアとの任意混合
液であるフッ化アンモニウム水溶液（さらに、所望によ
り界面活性剤を含んでいてもよい）は、フッ化水素酸水
溶液等と混合することにより、半導体（主にシリコン酸
化膜）基板またはガラス基板の洗浄工程やエッチング工
程などの半導体やＬＣＤ（液晶表示装置）製造工程で多
用されている。これら分野では、製品の軽量化、小型
化、低消費電力化を目的として、より集積度の高い微細
加工技術が求められている。このため、フッ化アンモニ
ウム水溶液、または該水溶液とフッ化水素酸水溶液の混
合水溶液による基板の洗浄においても、より精度の高い
処理が望まれている。

【０００３】しかしながら、上記洗浄工程では、図１に
示すように、洗浄時間の経過とともに、すなわち、上記
洗浄液を洗浄に使用し始めた時点からの経過時間ととも
に、シリコン酸化膜やガラス基板に対するエッチング速
度が増加すると言う問題点を有していた。

【０００４】洗浄時間の経過とともにエッチング速度が
増加する原因は、（ａ）洗浄液から水分が蒸発するこ
と、（ｂ）フッ化アンモニウムが、洗浄液中で水酸化ア
ンモニウムとフッ化水素酸に解離し、水酸化アンモニウ
ムがアンモニアガスとなって蒸発することにより、該洗
浄液中のフッ酸の濃度が洗浄時間の経過と共に徐々に増
加することにある（図２）。

【０００５】現状では、前記洗浄液の液交換を頻繁に行
うことにより、該洗浄液中の各種成分濃度の変化に対す
る処置を講じている。しかしながら、この対策では非常
に多量の洗浄液を使用することになる。特にフッ化アン
モニウム水溶液を含有する洗浄液を使用する場合は、該
洗浄液中に数十重量％（具体的には、約４０重量％程
度）の高濃度でフッ化アンモニウム水溶液が含有されて
いるため、通常、薬品の濃度が数重量％程度でしかない
他の洗浄液と比べて１回当たりの液交換で消費される薬
品量は多くなる。これに伴い、フッ化アンモニウム水溶
液やフッ化水素酸水溶液の使用量が増加することにな
る。それにより、薬品経費が増加するという問題が生じ
る。

【０００６】また、該洗浄液が使用済みとなった場合、
図３に示すような排水処理が必要となる。すなわち、洗
浄槽８１から生じた廃液は、ｐＨ調整槽８２に運ばれ、
例えば約２０重量％水酸化カルシウム液で中和され、つ
いで、中和された廃液は凝沈槽８３に運ばれ、硫酸アル
ミニウムなどの薬品により凝沈され、続いて凝集槽８４
にてポリアクリルアミド系凝集剤などの高分子凝集剤に
より凝集・沈殿され、その後下水や汚泥となって排出さ
れる。

【０００７】前記排水処理においては、図４から明らか
なように、多量の資源が消費され、これに伴い多量の廃
棄物（排水と汚泥）を発生することになる。すなわち、
４０％フッ化アンモニウム水溶液１ｋｇに対し、２０％
水酸化カルシウム２．０ｋｇ、８％硫酸アルミニウム
０．３ｋｇ、高分子凝集剤１．６ｋｇの排水処理剤を必
要とし、固形分７０％の汚泥２．６ｋｇ、下水排水２．
３ｋｇが生じる。

【０００８】近年、地球環境問題は世界的な関心事とな
ってきたことから、半導体やＬＣＤ等の基板製造時の環
境負荷についても問題視されるようになってきている。
基板洗浄工程における該洗浄液に関しても単にコストダ
ウンの目的だけではなく、省資源や廃棄物の低減、環境
浄化等の環境保全面での対応が社会的に強く求められる
ようになってきている。そのため、洗浄液の濃度をでき
るだけ一定に保ちながら、かつ使用する薬液を減ずるこ
とが要求されてきている。また、上記要求は、基板洗浄
工程においてのみならず、例えば、エッチング液の濃度
制御を必要とするエッチング工程などの半導体製造工
程、さらには、溶液の濃度制御が必要な他の分野の技術
においても共通する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、少なくとも
いずれかが揮発しやすい性質を有する酸および塩基から
なる塩を含む溶液の濃度を、できるだけ少量の薬液補充
で、実質的にまたは可逆的に一定に保つことができる塩
を含む溶液の自動濃度調整装置を提供することを目的と
する。

【００１０】

【課題を解決するための手段】従来からの上記要求に鑑
み、本発明者らの一部はフッ化アンモニウムを含む水溶
液を洗浄液として基板の洗浄を行う基板洗浄装置であっ
て、濃度調整機能を有する装置を開発した（特願２００
０−３４１０９４）。本発明者らは、上記装置の更なる
改良を試み、基板洗浄のみならず、他の分野にも応用可
能な自動濃度調整装置を開発した。具体的には、少なく
ともいずれかが揮発しやすい性質を有する酸および塩基
からなる塩を含む溶液の濃度を実質的に一定に保つ際
に、前記塩の溶液を補充するよりも、前記塩を構成し、
揮発しやすい性質を有する酸または塩基のみを補充する
ほうが、補充の際の薬液量が少なくなることを知見し
た。また、濃度調整機能を有する部位を、円を含む溶液
が入っている薬液槽を有する装置、例えば基板洗浄装置
であれば基板洗浄部位から独立させることにより、濃度
調整機能を有する部位の機械的構成を単純化したり、濃
度調整機能を高性能化したりすることができることも知
見した。かかる知見に基づき、上記のような新規な自動
濃度調整装置を開発した。

【００１１】本発明者らは、新規な自動濃度調整装置の
具体的態様として、フッ化アンモニウム水溶液を少なく
とも含む水溶液のＨＦ、ＮＨ_４Ｆおよび水分のうち少な
くとも一種類の濃度を測定し、その結果によりアンモニ
アおよび／または水を補給する自動濃度調整装置を開発
した。かかるの装置により、基板洗浄処理において、フ
ッ化アンモニウム水溶液または該水溶液とフッ化水素酸
水溶液の混合水溶液による洗浄処理の均一安定化と、該
洗浄液の使用量及び／または排出量の低減が可能となっ
た。本発明者らは、さらに検討を重ねて本発明を完成し
た。

【００１２】すなわち、本発明は、（１）少なくとも
いずれかが揮発しやすい性質を有する酸および塩基から
なる塩を含む溶液に、前記揮発しやすい酸および塩基を
補充することを特徴とする塩を含む溶液の自動濃度調整
装置、（２）（ａ）少なくともいずれかが揮発しやす
い性質を有する酸および塩基からなる塩を含む溶液が入
っている薬液槽から、前記溶液の一部をサンプリング吸
入するサンプリング部位と、（ｂ）サンプリングされた
溶液中の遊離酸、遊離塩基および塩のうち少なくとも１
種類の濃度を測定する測定部位と、（ｃ）前記遊離酸、
遊離塩基および塩のうち少なくとも１種類の濃度範囲を
予め設定できる設定部位と、（ｄ）前記測定部位で測定
した濃度が前記設定部位で設定した濃度範囲内にあるか
否かの判断を行い、前記測定濃度が前記設定濃度範囲内
になければ、前記設定濃度範囲と前記測定濃度の差を計
算し、差分を補充するために前記揮発しやすい酸または
塩基の補給量を計算する制御部位と、（ｅ）前記制御部
位の演算結果に基づき、前記揮発しやすい酸または塩基
を補給する補給部位とを、少なくとも有することを特徴
とする前記（１）に記載の塩を含む溶液の自動濃度調整
装置、に関する。

【００１３】また、本発明は、（３）（ａ）フッ化ア
ンモニウム水溶液を少なくとも含む水溶液が入っている
薬液槽から、前記水溶液の一部をサンプリング吸入する
サンプリング部位と、（ｂ）サンプリングされた水溶液
中のＨＦ、ＮＨ_４Ｆおよび水分のうち少なくとも１種類
の濃度を測定する測定部位と、（ｃ）前記水溶液中のＨ
Ｆ、ＮＨ_４Ｆおよび水分のうち少なくとも１種類の濃度
範囲を予め設定できる設定部位と、（ｄ）前記測定部位
で測定した濃度が前記設定部位で設定した濃度範囲内に
あるか否かの判断を行い、前記測定濃度が前記設定濃度
範囲内になければ、前記設定濃度範囲と前記測定濃度の
差を計算し、差分を補充するためにアンモニアおよび／
または水の補給量を計算する制御部位と、（ｅ）前記制
御部位の演算結果に基づき、アンモニアおよび／または
水を補給する補給部位とを、少なくとも有することを特
徴とする自動濃度調整装置、（４）測定部位で少なく
ともＨＦの濃度が測定され、設定部位で少なくともＨＦ
の濃度範囲が設定されることを特徴とする前記（３）に
記載の自動濃度調整装置、（５）補給部位から補給さ
れる液が、アンモニアまたはアンモニア水であることを
特徴とする前記（３）に記載の自動濃度調整装置、に関
する。

【００１４】また、本発明は、（６）さらに、濃度測
定用の標準液を含有する部位を有することを特徴とする
前記（３）に記載の自動濃度調整装置、（７）標準液
が、純水およびＮＨ_４Ｆ水溶液であることを特徴とする
前記（６）に記載の自動濃度調整装置、（８）さら
に、濃度測定後の水溶液を排出する部位を有することを
特徴とする前記（３）に記載の自動濃度調整装置、に関
する。

【００１５】また、本発明は、（９）測定部位で測定
した濃度が設定部位で設定した濃度範囲内にない場合が
複数回連続して起これば、制御部位が警告を表示するこ
とおよび／または装置の停止を指示することを特徴とす
る前記（３）に記載の自動濃度調整装置、（１０）薬
液槽の液交換と液交換の間に、濃度調整を行うことを特
徴とする前記（３）に記載の自動濃度調整装置、（１
１）制御部位で算出された補給液の種類と量、および
所望により補給間隔を記憶し、さらに補給液を補給後に
測定部位で測定された薬液の濃度も記憶し、補給する毎
の前記数値データを蓄積し、蓄積された数値データから
連続的にまたは間欠的に補給液を補給するための補給量
を計算する制御補助部位をさらに有し、補給部位は、制
御補助部位の前記演算結果に基づき、補給液を補給する
ことを特徴とする前記（３）に記載の自動濃度調整装
置、に関する。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明に係る塩を含む溶液の自動
濃度調整装置は、少なくともいずれかが揮発しやすい性
質を有する酸および塩基からなる塩を含む溶液に、前記
揮発しやすい酸および塩基を補充することを特長とす
る。塩を含む溶液の濃度を一定に保つために、塩の溶液
自体を補充するよりも、前記塩を構成し、揮発しやすい
性質を有する酸または塩基のみを補充するほうが、補充
の際の薬液量が少なり、また薬液の排出量の低減できる
という利点がある。

【００１７】本発明に係る塩を含む溶液の自動濃度調整
装置は、上記特長を有していれば、自体公知の構造を有
していてよい。上記の装置の好ましい態様としては、
（ａ）少なくともいずれかが揮発しやすい性質を有する
酸および塩基からなる塩を含む溶液が入っている薬液槽
から、前記溶液の一部をサンプリング吸入するサンプリ
ング部位と、（ｂ）サンプリングされた溶液中の遊離
酸、遊離塩基および塩のうち少なくとも１種類の濃度を
測定する測定部位と、（ｃ）前記遊離酸、遊離塩基およ
び塩のうち少なくとも１種類の濃度範囲を予め設定でき
る設定部位と、（ｄ）前記測定部位で測定した濃度が前
記設定部位で設定した濃度範囲内にあるか否かの判断を
行い、前記測定濃度が前記設定濃度範囲内になければ、
前記設定濃度範囲と前記測定濃度の差を計算し、差分を
補充するために前記揮発しやすい酸または塩基の補給量
を計算する制御部位と、（ｅ）前記制御部位の演算結果
に基づき、前記揮発しやすい酸または塩基を補給する補
給部位とを、少なくとも有する装置が挙げられる。

【００１８】上記態様の装置には、測定部位における濃
度測定の精度を向上させるために、さらに濃度測定用の
標準液を含有する部位を有することがより好ましい。ま
た、塩を含む溶液が有害な溶液または環境汚染の可能性
がある溶液など簡単に排出することができない溶液であ
る場合は、濃度測定後の水溶液を排出する部位を有する
ことが好ましい。

【００１９】本発明に係る装置は、塩を含む溶液であれ
ば特に限定されず、公知の溶液に対して使用することが
できる。具体的には、フッ化アンモニウム水溶液を少な
くとも含む水溶液に対して、本発明に係る装置を使用す
ることが好ましい。さらに、フッ化アンモニウム水溶液
または該水溶液とフッ化水素酸水溶液の混合溶液に対し
て、本発明に係る装置を使用することがより好ましい。

【００２０】上記の場合、本発明に係る装置の具体的態
様としては、（ａ）フッ化アンモニウム水溶液を少なく
とも含む水溶液が入っている薬液槽から、前記水溶液の
一部をサンプリング吸入するサンプリング部位と、
（ｂ）サンプリングされた水溶液中のＨＦ、ＮＨ_４Ｆお
よび水分のうち少なくとも１種類の濃度を測定する測定
部位と、（ｃ）前記水溶液中のＨＦ、ＮＨ_４Ｆおよび水
分のうち少なくとも１種類の濃度範囲を予め設定できる
設定部位と、（ｄ）前記測定部位で測定した濃度が前記
設定部位で設定した濃度範囲内にあるか否かの判断を行
い、前記測定濃度が前記設定濃度範囲内になければ、前
記設定濃度範囲と前記測定濃度の差を計算し、差分を補
充するためにアンモニアおよび／または水の補給量を計
算する制御部位と、（ｅ）前記制御部位の演算結果に基
づき、アンモニアおよび／または水を補給する補給部位
とを、少なくとも有する装置が挙げられる。

【００２１】上記態様の装置において、測定部位で少な
くともＨＦの濃度が測定され、設定部位で少なくともＨ
Ｆの濃度範囲が設定されることがより好ましい。また、
補給部位で補給される液が、アンモニアまたはアンモニ
ア水であることもまたより好ましい。さらに、上述した
ように、上記態様の装置において、濃度測定用の標準液
を含有する部位または／および濃度測定後の水溶液を排
出する部位を有することも好ましい。

【００２２】以下に、上述の各部位について詳細に説明
する。上記サンプリング部位は、ポンプやシリンダー、
アスピレーター、重力等を用いて、測定に必要なサンプ
ル液を、本来の装置とは独立した本発明に係る自動濃度
調整装置に送液を行う機能を有している。本来の装置と
は、塩を含む溶液が入っている薬液槽を有する装置であ
る。例えば、塩を含む溶液がフッ化アンモニウム水溶液
を少なくとも含む水溶液の場合は、本来の装置としては
例えば基板洗浄機などが挙げられる。また、同部位は本
発明に係る自動濃度調整装置内にあることがもっとも好
ましいが、該装置外に独立して存在してもかまわない。

【００２３】上記測定部位における測定方法としては、
所定の波長の吸光度や赤外・紫外吸収スペクトルや、屈
折率、比重、透過率、電導率等の測定手法を用いても良
いし、カールフィシャーの水分濃度測定計や液体（イオ
ン）クロマトグラフィー等の測定機を用いても良い。な
お、塩を含む溶液がフッ化アンモニウム水溶液を少なく
とも含む水溶液の場合は、測定精度の観点から、所定の
波長の吸光度や赤外・紫外吸収スペクトル、カールフィ
シャーの水分濃度測定計を用いることがより好ましい。
また、上述したように、サンプル液とは別に標準液の測
定を同部位で行っても良い。この際の標準液としては、
濃度を測定する溶液との組成が類似したものが好まし
い。例えば、塩を含む溶液がフッ化アンモニウム水溶液
を少なくとも含む水溶液であって、該水溶液中のフッ化
水素酸の濃度を測定する場合は、標準液は純水およびＮ
Ｈ_４Ｆ水溶液であることが好ましい。なお、同標準液
は、基板洗浄機から供給を受けても良いし、ハウスライ
ンから供給を受けても良いが、該自動濃度調整装置内に
標準液の内臓タンクを設けるのが最も経済的であるの
で、好ましい。

【００２４】上記制御部位は、前記測定部位で測定した
濃度（以下、単に測定濃度という。）が前記設定部位で
設定した濃度範囲（以下、単に設定濃度範囲という。）
内にあるか否かの判断を行い、前記測定濃度が前記設定
濃度範囲内になければ、前記設定濃度範囲と前記測定濃
度の差を計算し、差分を補充するために前記揮発しやす
い酸または塩基の補給量を計算することができれば、公
知のものを用いてよい。具体的には、上記制御部位とし
てはＣＰＵ機能を有するものを用いるものが挙げられ、
市販のパーソナルコンピューター（ＰＣ）でも充分使用
が可能である。

【００２５】上記制御部位は、測定濃度が設定濃度範囲
内にない場合が複数回、好ましくは２〜４回程度連続し
て起これば、制御部位が警告を表示することおよび／ま
たは装置の停止を指示する機能を、さらに有することが
好ましい。

【００２６】上記制御部位は、制御部位で算出された補
給液の種類と量、および所望により補給間隔を記憶し、
さらに補給液を補給後に測定部位で測定された薬液の濃
度も記憶し、補給する毎の前記数値データを蓄積し、蓄
積された数値データから連続的にまたは間欠的に補給液
を補給するための補給量を計算する制御補助部位をさら
に有することが好ましい。このような機能をさらに付加
することにより、補給液の補給量も少なくなるという利
点がある。この場合、補給部位は、前記制御部位の演算
結果に基づくのではなく、制御補助部位の前記演算結果
に基づき、補給液を補給する。

【００２７】上記制御部位は、さらに薬液槽の中の塩を
含む溶液の交換を指示する機能を有することが好まし
い。すなわち、本発明に係る装置は、薬液槽の液交換と
液交換の間に、濃度調整を行う装置であることが好まし
い。上記機能は、例えば、時間に基づいて制御されてい
ていてもよい。すなわち、かかる機能は一定時間ごとに
溶液の交換を指示する機能であってよい。また、かかる
機能は、例えば、測定濃度に基づいて制御されていてい
てもよい。すなわち、かかる機能は、測定濃度と設定範
囲との差が大きくなったとき、または測定濃度と設定範
囲との差が一定値以上である場合が続いたとき、溶液の
交換を指示する機能であってもよい。上記制御部位は、
さらに補充液の補充もしくは交換、または標準液の補充
もしくは交換を指示する機能を有することも好ましい。

【００２８】上記補給部位では、前記制御部位の演算結
果または制御補助部位の演算結果により、塩を含む溶液
が入っている薬液槽に補充液の供給を行う。液の供給方
法としては、サンプリング部位と同じく、例えばポンプ
やシリンダー、アスピレーター、重力等を用いるのが好
ましい。

【００２９】本発明に係る装置の一実施態様を図５およ
び６を用いて以下に示す。本発明は、下記態様の装置に
限定されないことはいうまでもない。本発明に係る自動
濃度調整装置１は、ウェハー洗浄機１８の薬液槽１５に
入っている洗浄液の濃度調整を行う。前記洗浄液は、５
０重量％のフッ化水素酸と４０重量％のフッ化アンモニ
ウム水溶液が１：４００（重量比）で混合されている混
合液である。本発明に係る自動濃度調整装置１は、設定
部位と制御部位を兼ねるＣＰＵ２、測定部位３、サンプ
リング部位４、補給部位５，６から主に構成されてい
る。

【００３０】図５および６に示す本発明に係る装置の動
作を以下に説明する。サンプリング部位４はポンプから
なり、該ポンプの作用により、ウェハー洗浄機１８の薬
液槽１５に入っている洗浄液が配管２３を通り、測定部
位３に送られる。測定部位は、タンク８から濃度測定標
準液の一つである純水の供給を受ける。また、測定部位
は、４０重量％のフッ化アンモニウム水溶液が入ってい
るタンク２０につながるハウスラインから配管２６を通
してフッ化アンモニウム水溶液の供給を受ける。これら
２つの濃度測定標準液と比較して、サンプリングした洗
浄液中のフッ化水素酸の濃度を測定する。その測定濃度
の結果をＣＰＵ２内の制御部位に伝える。

【００３１】ＣＰＵ２には、予め液晶タッチパネル２７
を介して設定されたフッ化水素酸の濃度が記憶されてい
る。かかるフッ化水素酸の設定濃度は、具体的には０．
２〜０．３重量％である。ＣＰＵ２内の制御部位は、前
記測定部位で測定したフッ化水素酸の濃度が０．２〜
０．３重量％内にあるか否かの判断を行い、前記測定濃
度がかかる濃度範囲内になければ、かかる濃度範囲と前
記測定濃度の差を計算し、差分を補充するためにアンモ
ニアおよび／または水の補給量を計算する。そして、そ
の演算結果を補給部位５，６に送る。また、制御部位
は、測定部位で測定した濃度が０．２〜０．３重量％内
にない場合が２回連続して起これば、パトライト１４を
介して警告を発し、かつウェハー洗浄機１８の停止を指
示する。

【００３２】また、制御部位は以下の機能をも有する。
例えば、本発明に係る装置１側に対する機能としては、
補給液であるアンモニアまたは水のタンク６の交換を指
示すること、測定部位３での濃度測定の結果を濃度推移
グラフ２９に表示すること、メインテナンスの指示をす
ることなどが挙げられる。また、洗浄機１８側に対する
機能としては、洗浄液の交換の指示、さらにはその実施
を行うことなどが挙げられる。

【００３３】制御部位の演算結果に基づき、アンモニア
または水のタンク６から所定量がポンプ５に送られ、か
かる補給液は、フィルター７および配管２４を通り、薬
液槽１５に送られる。これにより薬液槽１５に入ってい
る洗浄液の濃度調整が完了する。また、アンモニアまた
は水のタンク６には、液面センサー１０が取り付けられ
ており、かかるセンサーにより補充液の残量が少なくな
っていることが制御部位に送られ、上述のように制御部
位がタンク６の交換を指示するようになっている。濃度
測定が終了したサンプリング洗浄液は、配管２２を介し
てウェハー洗浄機１８の排管２５から排液として処分さ
れる。

【００３４】上述したような洗浄液の濃度調整は、薬液
槽１５の洗浄液の交換と交換の間に行われる。洗浄液交
換は、まず、洗浄液が排管２５から排水され、秤量槽１
９から新しい洗浄液が注入される。ここで、秤量槽１９
では、タンク２０から４０重量％のフッ化アンモニウム
水溶液が、タンク２１から５０重量％のフッ化水素酸が
供給され、所定の濃度となるよう混合される。なお、ウ
ェハー洗浄機１８では、循環ポンプ１６により洗浄液が
循環されている。また、循環ポンプ１６にはフィルター
１７が取り付けられている。

【００３５】また、本発明にかかる装置１には、液漏れ
の可能性があるため、液漏れセンサーがついている。か
かるセンサーはＣＰＵ２に接続されており、ＣＰＵ２の
中の制御部位の指示により、液漏れ時には、警告を発し
たり装置１を停止させたりすることができる。また、漏
れた液を除去するための液抜きバルブ１３が設置されて
いる。さらに、非常停止ボタン２８により強制的に本発
明にかかる装置１を停止させることもできる。本発明に
かかる装置１は、ドレンパン９により支えられており、
移動式キャスター１０が装備されている。

【００３６】ついで、上記装置の処理フローについて、
図７のフローチャートを用いて説明する。液交換が行わ
れ、薬液槽１５に新しい洗浄液が供給されると、所定の
時間、例えば１０分間後に、本発明にかかる装置１によ
り、洗浄液の一部をサンプリングし、そのサンプリング
液中のフッ化水素酸の濃度測定を行う。フッ化水素酸の
濃度が設定範囲内、具体的には０．２〜０．３重量％内
に入っている場合には、洗浄処理を実施する。そして、
所定の時間、具体的には４８時間経過すれば、薬液槽１
５内の洗浄液を全て交換する。かかる洗浄液の交換は、
本発明にかかる装置１の指示により行われることが好ま
しい。

【００３７】また、液交換の時期、具体的には前回の液
交換から４８時間が経過するまでは、継続的に洗浄が実
施されるが、濃度測定後の時間を測定し、所定の時間、
具体的には１２×ｎ（ｎは４未満の整数）時間が経過す
ると、本発明にかかる装置１により上述と同様に濃度測
定を行う。なお、液交換時期の確認と、濃度測定後の経
過時間の確認はどちらが先でもよい。

【００３８】一方、上記濃度測定において、測定された
フッ化水素酸の濃度が設定範囲内入っていない場合に
は、以下の処理がなされる。上述したように洗浄液中の
フッ化水素酸の濃度は通常は上昇する。従って、測定し
たフッ化水素酸の濃度が０．２重量％未満である場合
は、測定濃度と設定濃度とのズレは洗浄液の補充では濃
度調整できない他の原因、例えば、本発明にかかる装置
１の故障などにより生じている可能性が高い。そこで、
もう一度濃度測定を行い、かかる２度目の測定値も設定
範囲内入っていない場合には、本発明にかかる装置１が
パトライト１４を介して警告を発し、ウェハー洗浄機１
８の停止を指示する。一方、測定したフッ化水素酸の濃
度が０．３重量％より大きい場合は、本発明にかかる装
置１が上述のようにして測定濃度と設定濃度範囲の差を
補うためのアンモニアおよび／または水を供給する。こ
のようにして、洗浄液の濃度を調整することができる。

【００３９】

【発明の効果】以上に述べたように、本発明の装置を用
いることにより、塩を含む溶液の濃度を一定に調整する
際に、補給する薬液の量が少なくて済み、該薬品の省資
源化を図ることができる。また、発生する汚泥や排水の
排出量の大幅な低減も可能となる。さらには、塩を含む
溶液が容易に廃棄することができない場合は、上記利点
のみならず、排水処理剤をも省資源化することができる
という利点がある。その結果、本発明は地球環境保全に
大いに貢献することが出来る。

【００４０】特に、本発明に係る自動濃度調整装置によ
れば、少なくともフッ化アンモニウム水溶液を含む溶
液、とくに該水溶液とフッ化水素酸の混合水溶液からな
る洗浄液により基板の洗浄を行う際に、処理の均一安定
化が図れると共に、該混合液の液交換頻度の低減が可能
となるため、薬品（該洗浄液、排水処理剤）の省資源化
やこれに伴い発生する汚泥や排水の排出量の大幅な低減
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】フッ化アンモニウム水溶液とフッ化水素酸水
溶液の混合水溶液による基板の洗浄において、洗浄時間
の経過とエッチングレートの関係を示す図である。

【図２】フッ化アンモニウム水溶液とフッ化水素酸水
溶液の混合水溶液による基板の洗浄において、洗浄時間
の経過と洗浄液中のフッ化水素濃度の関係を示す図であ
る。

【図３】少なくともフッ化アンモニウム水溶液を含む
基板の洗浄液の廃液処理工程を説明するための図であ
る。

【図４】フッ化アンモニウム水溶液の廃液処理におい
て必要な資源および排出物を示す図である。

【図５】本発明に係る自動濃度調整装置の一態様を示
す図である。

【図６】図５で示した装置の正面図である。

【図７】図５および図６に示した装置を用いた基板の
洗浄処理の処置フローを示すフローチャートである。

【符号の説明】

１自動濃度調整装置２ＣＰＵ３測定部位４サンプリング部位、５、６補給部位

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者西崎光広東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内Ｆターム(参考） 2G052 AA00 AB01 AC28 AD06 AD26 AD46 BA02 BA14 CA04 CA12 DA13 FD02 GA11 GA23 GA27 HC04 HC08 HC24 HC43 JA07 JA23

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくともいずれかが揮発しやすい性質
を有する酸および塩基からなる塩を含む溶液に、前記揮
発しやすい酸および塩基を補充することを特徴とする塩
を含む溶液の自動濃度調整装置。
【請求項２】（ａ）少なくともいずれかが揮発しやす
い性質を有する酸および塩基からなる塩を含む溶液が入
っている薬液槽から、前記溶液の一部をサンプリング吸
入するサンプリング部位と、（ｂ）サンプリングされた
溶液中の遊離酸、遊離塩基および塩のうち少なくとも１
種類の濃度を測定する測定部位と、（ｃ）前記遊離酸、
遊離塩基および塩のうち少なくとも１種類の濃度範囲を
予め設定できる設定部位と、（ｄ）前記測定部位で測定
した濃度が前記設定部位で設定した濃度範囲内にあるか
否かの判断を行い、前記測定濃度が前記設定濃度範囲内
になければ、前記設定濃度範囲と前記測定濃度の差を計
算し、差分を補充するために前記揮発しやすい酸または
塩基の補給量を計算する制御部位と、（ｅ）前記制御部
位の演算結果に基づき、前記揮発しやすい酸または塩基
を補給する補給部位とを、少なくとも有することを特徴
とする請求項１に記載の塩を含む溶液の自動濃度調整装
置。
【請求項３】（ａ）フッ化アンモニウム水溶液を少な
くとも含む水溶液が入っている薬液槽から、前記水溶液
の一部をサンプリング吸入するサンプリング部位と、
（ｂ）サンプリングされた水溶液中のＨＦ、ＮＨ_４Ｆお
よび水分のうち少なくとも１種類の濃度を測定する測定
部位と、（ｃ）前記水溶液中のＨＦ、ＮＨ_４Ｆおよび水
分のうち少なくとも１種類の濃度範囲を予め設定できる
設定部位と、（ｄ）前記測定部位で測定した濃度が前記
設定部位で設定した濃度範囲内にあるか否かの判断を行
い、前記測定濃度が前記設定濃度範囲内になければ、前
記設定濃度範囲と前記測定濃度の差を計算し、差分を補
充するためにアンモニアおよび／または水の補給量を計
算する制御部位と、（ｅ）前記制御部位の演算結果に基
づき、アンモニアおよび／または水を補給する補給部位
とを、少なくとも有することを特徴とする自動濃度調整
装置。
【請求項４】測定部位で少なくともＨＦの濃度が測定
され、設定部位で少なくともＨＦの濃度範囲が設定され
ることを特徴とする請求項３に記載の自動濃度調整装
置。
【請求項５】補給部位から補給される液が、アンモニ
アまたはアンモニア水であることを特徴とする請求項３
に記載の自動濃度調整装置。
【請求項６】さらに、濃度測定用の標準液を含有する
部位を有することを特徴とする請求項３に記載の自動濃
度調整装置。
【請求項７】標準液が、純水およびＮＨ_４Ｆ水溶液で
あることを特徴とする請求項６に記載の自動濃度調整装
置。
【請求項８】さらに、濃度測定後の水溶液を排出する
部位を有することを特徴とする請求項３に記載の自動濃
度調整装置。
【請求項９】測定部位で測定した濃度が設定部位で設
定した濃度範囲内にない場合が複数回連続して起これ
ば、制御部位が警告を表示することおよび／または装置
の停止を指示することを特徴とする請求項３に記載の自
動濃度調整装置。
【請求項１０】薬液槽の液交換と液交換の間に、濃度
調整を行うことを特徴とする請求項３に記載の自動濃度
調整装置。
【請求項１１】制御部位で算出された補給液の種類と
量、および所望により補給間隔を記憶し、さらに補給液
を補給後に測定部位で測定された薬液の濃度も記憶し、
補給する毎の前記数値データを蓄積し、蓄積された数値
データから連続的にまたは間欠的に補給液を補給するた
めの補給量を計算する制御補助部位をさらに有し、補給
部位は、制御補助部位の前記演算結果に基づき、補給液
を補給することを特徴とする請求項３に記載の自動濃度
調整装置。