JP2004163191A - Metal detection method and device therefor - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a novel method and a novel detector capable of detecting, in a real time, metals contained in a chemical used in a semiconductor manufacturing process. <P>SOLUTION: A sample is collected from the chemical every prescribed time, and the sample is neutralized to measure absorbance using a coloring reagent. A flow injection analytical method is applicable by the method since allowing an in-line execution over the whole process, and the presence of the metals is confirmed in the real time. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造工程において使用される薬品中に含有される金属をリアルタイムで検出する方法、および装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体の製造工程では、通常フォトリソグラフィーによる微細加工技術が用いられている。この加工技術の場合、微細な塵も加工阻害要因となるために極度に嫌われ無塵室での加工が行われている。また同時に、この加工技術で使用される薬品の金属不純物汚染が起こると、製品性能や製造歩留まりに深刻な悪影響を与えるため、極めて高純度の薬品類が使用されているとともに、この薬品類に関する品質管理にも細心の注意が要求されている。
【0003】
半導体製造工程において使用される薬品は、強酸、強アルカリのものが多く、従って、当該薬品中の超微量金属(特に鉄)をリアルタイムで検出することは困難であった。
【0004】
従って、現在においては、サンプルを採取し、当該サンプルに適当な処理をしてから原子吸光法などの機器分析法を用いて測定、検出している。
【0005】
なお、出願時に記載すべき先行技術文献情報はない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、原子吸光法などの機器分析法では、今、実際に使用されている薬品中に金属が含有されているかどうかをリアルタイムで知ることはできず、また当該測定には、多くの費用と人員を必要とされるため改良が望まれている。
【0007】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、半導体製造工程において使用される薬品中に含有される金属をリアルタイムで検出することができる新規な検出方法、および装置を提供することを主たる課題とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明の第1の観点では、半導体製造工程において使用される薬品中に含有される金属をリアルタイムで検出する方法は、前記薬品から、一定時間毎にサンプルを採取するサンプル採取工程と、前記サンプル採取工程で採取されたサンプルを中和してpHを調整する中和工程と、前記中和工程後のサンプルに、金属イオンを触媒として酸化反応を起こすことにより発色を呈する発色試薬を注入する発色試薬注入工程と、前記発色試薬注入工程後のサンプルの吸光度を測定する吸光度測定工程と、からなり、前記吸光度測定工程を行うことにより得られた測定結果に基づき、前記薬品中の金属を検出する。
【0009】
この方法によれば、薬品から一定時間毎にサンプルを採取するとともに、当該サンプルを中和させてから発色試薬を用いて吸光度測定を行うので、薬品が強酸、強アルカリであっても金属の検出が可能となる。また、この方法によれば全ての工程をインラインで行うことが出来るため、フローインジェクション分析法を適応することができ、リアルタイムで金属の存在を確認することができる。
【0010】
前記検出方法の一態様では、前記検出する金属が鉄であってもよい。
【0011】
半導体の製造規模が大きい場合、使用される薬品については、大型受入・集中供給システムが採用されている。このシステムにおいては、薬品流通管が用いられており当該管を薬品が腐食等した場合には当該管の材質たる鉄が試薬中に溶出されることが多い。従って、鉄は半導体製造工程において用いられる薬品に不純物として含有される可能性が最も高い金属の一つであり、これを検出することにより薬品の高純度維持を図ることができる。
【0012】
前記検出法の別の一態様では、前記発色試薬注入工程において、発色試薬に加えて酸化剤も注入してもよい。
【0013】
本発明の方法で用いる発色試薬は、薬品中の金属を触媒として酸化反応を起こすことにより発色するものである。このような発色試薬を用いる場合には、発色試薬に加えて酸化剤を注入することにより酸化反応を促進することができるので、高感度に金属の検出をすることができる。
【0014】
前記検出法のさらに別の一態様では、前記半導体製造工程において使用される薬品が、超純水、強酸又は強アルカリ試薬であってもよい。
【0015】
前記検出方法は中和工程を有しているため、このような超純水、強酸又は強アルカリ試薬であっても高感度で検出することができる。
【0016】
前記検出法のさらに別の一態様では、前記発色試薬注入工程後のサンプルの吸光度を測定する吸光度測定工程の代わりに蛍光光度を測定する蛍光光度測定工程としてもよい。
【0017】
本発明の他の観点では、半導体製造工程において使用される薬品中に含有される金属をリアルタイムで検出することができる検出装置は、前記薬品から、一定時間毎にサンプルを採取するサンプル採取手段と、前記サンプル採取手段により採取されたサンプルと、当該サンプルを中和してpHを調整するための中和試薬とを混合して、当該サンプルを中和する中和手段と、前記中和手段により中和されたサンプルと、金属イオンを触媒として酸化反応を起こすことにより発色を呈する発色試薬と、酸化剤と、を所定の割合で混合して、発色反応を起こさせる反応手段と、前記反応装置により発色反応を呈したサンプルの吸光度を測定する吸光光度測定手段と、を有する。
【0018】
また、前記検出装置の他の態様としては、前記サンプル採取手段、中和手段、反応手段、および吸光光度測定手段は、それぞれ管体により接続されており、かつ、それぞれの手段は外部から不純物が混入しないように密閉系であることが望ましい。
【0019】
さらに、前記検出装置の別の一態様としては、前記反応装置により発色反応を呈したサンプルの吸光度を測定する吸光光度測定手段の代わりに蛍光光度を測定する蛍光光度測定手段を有していてもよい。
【0020】
これらの装置によれば、前記方法を実現することができる。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の金属の検出方法、及び装置について図面を用いて詳細に説明する。
【0022】
[金属の検出方法]
図1は、本発明の方法の工程を説明するフローチャート図である。
【0023】
図1に示すように、本発明の方法は、半導体工程において使用される薬品から、一定時間毎にサンプルを採取するサンプル採取工程(ステップS1)と、前記サンプル採取工程で採取されたサンプルを中和してpHを調整する中和工程(ステップS2)と、前記中和工程後のサンプルに、金属イオンを触媒として酸化反応を起こすことにより発色を呈する発色試薬を注入する発色試薬注入工程(ステップS3)と、前記発色試薬注入工程後のサンプルの吸光度を測定する吸光度測定工程(ステップS4)と、からなる。
【0024】
以下に各工程について説明する。
【0025】
(1)サンプル採取工程
サンプル採取工程S1は、被検出溶液たる薬品中から一定時間毎にサンプルを採取する工程である。
【0026】
本発明の被検出溶液たる薬品としては、半導体製造工程において使用される薬品であればよく、具体的には、超純水、強酸、弱酸及び強アルカリ、弱アルカリ薬品のいずれであっても、金属の検出が可能である。具体的には、強酸薬品としては、塩酸、硫酸、硝酸、又はこれらを混合したものなど、弱酸薬品としては、酢酸、フッ酸、リン酸などを挙げることができる。また、強アルカリ薬品としては、水酸化カリウム溶液、水酸化ナトリウム溶液、水酸化テトラブチルアンモニウム、水酸化テトラメチルアンモニウム、又はこれらを混合したものなど、弱アルカリ薬品としては、アンモニア水などを挙げることができる。
【0027】
このサンプル採取工程S1については、一定時間毎に一定量のサンプルを採取することができればよく、その具体的方法は特に限定されることはない。
【0028】
(2)中和工程
中和工程S2とは、採取したサンプルに中和剤を注入することにより中和させる工程である。
【0029】
この中和工程S2において用いられる中和剤は、被検出溶液たる薬品の種類及びpHにより適宜選択して使用すればよい。例えば、被検出溶液が塩酸の場合には、アンモニア水や水酸化ナトリウムを好適に用いることができ、また被検出溶液が水酸化カリウムの場合には、塩酸や酢酸などを好適に用いることができる。
【0030】
(3)発色試薬注入工程
発色試薬注入工程S3とは、中和されたサンプル中に、金属イオンを触媒として酸化反応を起こすことにより発色を呈する発色試薬を注入する工程である。
【0031】
本発明においては、検出しようとする金属に合わせて様々な発色試薬を用いることができる。例えば、薬品中の鉄を検出する場合には、発色試薬としてはN,N−ジメチル−p−フェニレンジアミンや還元体のマラカイトグリーン、メチレンブルーなどを好適に用いることができ、また、銅、マンガン、コバルトなどもこれらの試薬を用いて、温度、pH、濃度などの条件を変えることにより検出することができる。
【0032】
また、本発明においては、発色試薬注入工程S3において前記発色試薬に加えて酸化剤を注入することができる。本発明において使用される発色試薬は酸化反応により発色を呈する試薬であるため、当該酸化反応を促進することにより感度を上げることができるからである。
【0033】
注入する酸化剤については、本発明は特に限定しないが、例えば、発色試薬として、N,N−ジメチル−p−フェニレンジアミンを用いた場合には、酸化剤としては過酸化水素が好適である。
【0034】
(4)吸光度測定工程
吸光度測定工程とは、前記発色試薬注入工程S3後のサンプルの吸光度を測定する工程であり、当該測定結果により被検出溶液たる薬品中に金属が存在しているか否かを判断することができる。
【0035】
本発明の方法において、吸光度測定の具体的な方法は特に限定されることなく、従来公知の検出装置などを用いることができる。また測定波長についても前記発色試薬により適宜設定すればよい。例えば、発色試薬としてN,N−ジメチル−p−フェニレンジアミンを用いた場合には、測定波長は510nm、又は530nmである。
【0036】
また、発色試薬との関係により、吸光度ではなく蛍光光度を測定することにより金属を検出することも可能である。
【0037】
[検出装置]
次に本発明の検出装置について説明する。
【0038】
図2は本発明の検出装置の概略構成図である。
【0039】
この検出装置1は、フローインジェクション分析装置の一種であり、半導体製造工程において使用される薬品から、一定時間毎にサンプルを採取するサンプル採取手段2と、前記サンプル採取手段により採取されたサンプルと、当該サンプルを中和してpHを調整するための中和試薬とを混合して、当該サンプルを中和する中和手段3と、前記中和手段により中和されたサンプルと、金属イオンを触媒として酸化反応を起こすことにより発色を呈する発色試薬と、酸化剤と、を所定の割合で混合して、発色反応を起こさせる反応手段4と、前記反応装置により発色反応を呈したサンプルの吸光度を測定する吸光光度測定手段5と、を有している。
【0040】
図2に示すように、サンプル採取手段2は、半導体製製造工程において使用される薬品が流通している薬品流通管100に設けられており、当該薬品流通管100から一定時間毎に一定量のサンプルSを採取するようになっている。
【0041】
そしてサンプル採取手段2により採取されたサンプルは、サンプル流通管5に流入される。サンプル流通管5は中和手段3として機能する中和管7に接続されている。
【0042】
中和試薬Nは、例えば樹脂製の試薬バック8に封入されており、当該試薬バック8から延長される中和試薬流通管9により前記中和管7に注入される。このように中和試薬をはじめ、本発明の装置において使用される試薬を試薬バックに封入して使用することにより、装置外部から不純物が混入することを防止することができ、より感度の高い分析を行うことができる。
【0043】
中和手段3としての中和管7に流入されたサンプルSと中和試薬Nは、当該中和管7を流通する間に中和される。この際、中和管7に流入されるサンプルの流量、および中和試薬Nの流量を適宜調節することにより簡便に再現性よく中和をすることができる。
【0044】
中和管7は、自動切り替えバルブBに接続されている。当該自動切り替えバルブBには、サンプル保持管10が設けられており、当該サンプル保持管10内に一定量のサンプルが保持される。
【0045】
サンプル保持管10には、キャリアー流通管11も接続されており、当該キャリア流通管11の端部にはキャリアCを封入するための試薬バック8が接続されている。
【0046】
そして、キャリアCをキャリア流通管11に流入せしめながら、適当なタイミングで自動切り替えバルブBを切り替えることにより、キャリアCはサンプル保持管10内に流入することとなり、その結果サンプル保持管10内に保持されたサンプルはキャリアCに押し出されて、反応手段4としての反応管12へ流入される。
【0047】
反応管4の上流側には、当該反応管に金属イオンを触媒として酸化反応を起こすことにより発色を呈する発色試薬Rを流入するための発色試薬流通管13、酸化剤Oを流入するための酸化剤流通管14、および必要に応じて緩衝溶液Bを流入するための緩衝溶液流通管15が接続されている。そして、反応管4の下流側において、サンプルS、発色試薬R、酸化剤O、および必要に応じて用いられる緩衝溶液Bとがそれぞれ混合し酸化反応が促進される。フローインジェクション分析装置においては、当該反応管12の長さを調節することにより反応時間を容易にコントロールすることができる。また、当該反応管12(特に下流側)を温度調節器16内に設けることにより、反応温度を調節することも可能である。
【0048】
また、上述したように各試薬はそれぞれ試薬バック8に封入されていることが好ましい。
【0049】
さらに、それぞれの流通管には、試薬の流量を調節する機構が設けられている(図示せず)。従って、それぞれの流通管を流れる溶液のpHや濃度等により、それぞれの流通管の流量を調節することによって、発色試薬が最も発色し易い条件を容易に作り出すことができる。
【0050】
反応管16は吸光光度測定手段5として機能する吸光光度計17に接続されており、当該吸光光度計17でサンプルSの吸光度が測定される。吸光度が測定されたサンプルは排出管18より排出される。
【0051】
吸光光度計17には、金属検出ブザーWなどを設置してもよい。当該金属検出ブザーWは、予め設定した吸光度以上の吸光度を測定した場合にはブザー音を発するようになっており、当該ブザーを設けることにより、ほぼリアルタイムで金属が検出されたことを認知することができる。
【0052】
さらにまた、当該金属検出ブザーを用いるとともに、コンピュータPC制御によって、薬品流通管100に予め設けておいたストッパー20を作動させて、金属が検出された薬品の供給を遮断することも可能である。
【0053】
また、図2における吸光光度測定手段5に代えて蛍光光度測定手段(例えば蛍光光度計)を用いてもよい。
【0054】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【0055】
【実施例】
(実施例1)
前記図2に示す本発明の検出装置を用いて、半導体製造工程において用いられる濃硫酸溶液中に、それぞれ鉄(Fe3+)を3ppb、6ppb、9ppb、12ppb含有せしめ、この4種類の濃硫酸溶液について鉄の検出を行った。測定条件を以下に示す。
【0056】
測定条件
1回のサンプル量;20μl
キャリア溶液;硫酸塩溶液
発色試薬;N,N−ジメチル−p−フェニレンジアミン
酸化剤;過酸化水素
緩衝液;酢酸緩衝液
キャリア溶液(C)、酸化剤(O)、発色試薬(R)、及び緩衝液(B)の混合比;1:1:0.5:0.5
検出波長:510nm
測定結果
測定結果を図3に示す。
【0057】
図3からも明らかなように、含有される鉄の濃度と吸光度とは比例関係にあり、このことから鉄の検出が充分に可能であることが分かった。
【0058】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の方法および装置によれば、薬品から一定時間毎にサンプルを採取するとともに、当該サンプルを中和させてから発色試薬を用いて吸光度測定を行うので、薬品が中性溶液、あるいは強酸、弱酸、強アルカリ、弱アルカリであっても金属の検出が可能となる。また、この方法によれば全ての工程をインラインで行うことが出来るため、フローインジェクション分析法を適応することができ、リアルタイムで金属の存在を確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の方法の工程を説明するフローチャート図である。
【図2】本発明の検出装置の概略構成図である。
【図3】本発明の検出装置を用いた場合の検出結果を示す図である。
【符号の説明】
1 金属の検出装置
2 サンプル採取手段
3 中和手段
4 反応手段
5 吸光光度測定手段
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method and an apparatus for detecting a metal contained in a chemical used in a semiconductor manufacturing process in real time.
[0002]
[Prior art]
In a semiconductor manufacturing process, a fine processing technique based on photolithography is generally used. In the case of this processing technique, since fine dust also becomes a processing hindrance factor, processing is performed in a dust-free chamber, which is extremely disliked. At the same time, if metal impurities contaminated by the chemicals used in this processing technology have a serious adverse effect on product performance and production yield, extremely high-purity chemicals are used and the quality of these chemicals is reduced. Careful management is also required.
[0003]
Many chemicals used in the semiconductor manufacturing process are strong acids and strong alkalis. Therefore, it has been difficult to detect ultratrace metals (particularly iron) in the chemicals in real time.
[0004]
Therefore, at present, a sample is collected, the sample is appropriately processed, and then measured and detected by using an instrumental analysis method such as an atomic absorption method.
[0005]
There is no prior art document information to be described at the time of filing.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, with an instrumental analysis method such as an atomic absorption method, it is not possible to know in real time whether or not a metal is contained in a chemical actually used, and the measurement requires a lot of cost and manpower. Therefore, improvement is desired.
[0007]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and a main object of the present invention is to provide a novel detection method and apparatus capable of detecting a metal contained in a chemical used in a semiconductor manufacturing process in real time. I do.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention for solving the above-mentioned problems, a method for detecting a metal contained in a chemical used in a semiconductor manufacturing process in real time comprises: collecting a sample from the chemical at regular intervals. A sample collection step, a neutralization step of adjusting the pH by neutralizing the sample collected in the sample collection step, and causing the sample after the neutralization step to undergo an oxidation reaction using metal ions as a catalyst to develop color. A coloring reagent injecting step of injecting a coloring reagent to be presented, and an absorbance measuring step of measuring the absorbance of the sample after the coloring reagent injecting step, comprising, based on a measurement result obtained by performing the absorbance measuring step, Detect metals in chemicals.
[0009]
According to this method, a sample is collected at regular intervals from a drug, and the sample is neutralized, and then absorbance is measured using a coloring reagent. Therefore, even if the drug is a strong acid or a strong alkali, detection of a metal is possible. Becomes possible. Further, according to this method, all the steps can be performed in-line, so that the flow injection analysis method can be applied and the presence of the metal can be confirmed in real time.
[0010]
In one aspect of the detection method, the metal to be detected may be iron.
[0011]
When a semiconductor is manufactured on a large scale, a large-scale receiving / centralized supply system is used for chemicals used. In this system, a chemical flow tube is used, and when a chemical corrodes the tube, iron as a material of the tube is often eluted into the reagent. Therefore, iron is one of the metals most likely to be contained as an impurity in a chemical used in the semiconductor manufacturing process, and by detecting this, high purity of the chemical can be maintained.
[0012]
In another aspect of the detection method, in the coloring reagent injecting step, an oxidizing agent may be injected in addition to the coloring reagent.
[0013]
The coloring reagent used in the method of the present invention develops color by causing an oxidation reaction using a metal in the drug as a catalyst. When such a coloring reagent is used, the oxidation reaction can be promoted by injecting an oxidizing agent in addition to the coloring reagent, so that the metal can be detected with high sensitivity.
[0014]
In still another aspect of the detection method, the chemical used in the semiconductor manufacturing process may be ultrapure water, a strong acid, or a strong alkali reagent.
[0015]
Since the detection method has a neutralization step, even such ultrapure water, strong acid or strong alkali reagent can be detected with high sensitivity.
[0016]
In still another aspect of the detection method, a fluorescence measurement step of measuring fluorescence may be used instead of the absorbance measurement step of measuring the absorbance of the sample after the coloring reagent injection step.
[0017]
In another aspect of the present invention, a detection device capable of detecting, in real time, a metal contained in a chemical used in a semiconductor manufacturing process, a sample collecting means for collecting a sample at regular time intervals from the chemical. Mixing the sample collected by the sample collecting means with a neutralizing reagent for neutralizing the sample and adjusting the pH to neutralize the sample; Reaction means for causing a color-forming reaction by mixing a neutralized sample, a color-forming reagent that exhibits color by causing an oxidation reaction with a metal ion as a catalyst, and an oxidizing agent at a predetermined ratio, and the reaction device, And an absorptiometry measuring means for measuring the absorbance of the sample which has exhibited a color-forming reaction.
[0018]
In another aspect of the detection device, the sample collection unit, the neutralization unit, the reaction unit, and the absorbance measurement unit are each connected by a tube, and each of the units has impurities from outside. A closed system is desirable so as not to be mixed.
[0019]
Furthermore, as another aspect of the detection device, the detection device may include a fluorescence photometric measurement unit that measures a fluorescence intensity instead of the absorption photometry measurement unit that measures the absorbance of a sample that has exhibited a color reaction by the reaction device. Good.
[0020]
According to these devices, the above method can be realized.
[0021]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the metal detection method and apparatus of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0022]
[Metal detection method]
FIG. 1 is a flowchart illustrating the steps of the method of the present invention.
[0023]
As shown in FIG. 1, in the method of the present invention, a sample collecting step (Step S1) of collecting a sample at regular time intervals from a chemical used in a semiconductor process, and the sample collected in the sample collecting step is placed inside. A neutralization step (step S2) for adjusting the pH by summing, and a coloring reagent injecting step (step S2) for injecting the sample after the neutralization step with a coloring reagent exhibiting a color by causing an oxidation reaction using metal ions as a catalyst. S3) and an absorbance measuring step (Step S4) for measuring the absorbance of the sample after the color reagent injecting step.
[0024]
Hereinafter, each step will be described.
[0025]
(1) Sample Collection Step The sample collection step S1 is a step of collecting a sample from the medicine as the solution to be detected at regular intervals.
[0026]
The chemical to be the solution to be detected of the present invention may be any chemical used in the semiconductor manufacturing process.Specifically, ultrapure water, strong acid, weak acid and strong alkali, any of weak alkali chemicals, Metal detection is possible. Specifically, the strong acid chemicals include hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, or a mixture thereof, and the weak acid chemicals include acetic acid, hydrofluoric acid, phosphoric acid, and the like. Also, as the strong alkali chemicals, potassium hydroxide solution, sodium hydroxide solution, tetrabutylammonium hydroxide, tetramethylammonium hydroxide, or a mixture thereof, and as the weak alkali chemicals, ammonia water, etc. Can be.
[0027]
In the sample collecting step S1, it is only necessary that a fixed amount of sample can be collected every fixed time, and the specific method is not particularly limited.
[0028]
(2) Neutralization Step The neutralization step S2 is a step of injecting a neutralizing agent into a collected sample to neutralize it.
[0029]
The neutralizing agent used in the neutralization step S2 may be appropriately selected and used depending on the type and pH of the chemical as the solution to be detected. For example, when the solution to be detected is hydrochloric acid, ammonia water or sodium hydroxide can be suitably used, and when the solution to be detected is potassium hydroxide, hydrochloric acid or acetic acid can be suitably used. .
[0030]
(3) Coloring Reagent Injecting Step The coloring reagent injecting step S3 is a step of injecting, into the neutralized sample, a coloring reagent exhibiting a color by causing an oxidation reaction using metal ions as a catalyst.
[0031]
In the present invention, various coloring reagents can be used according to the metal to be detected. For example, when detecting iron in a chemical, N, N-dimethyl-p-phenylenediamine or a reduced form of malachite green or methylene blue can be suitably used as a coloring reagent, and copper, manganese, Cobalt and the like can also be detected by using these reagents and changing conditions such as temperature, pH, and concentration.
[0032]
Further, in the present invention, an oxidizing agent can be injected in addition to the coloring reagent in the coloring reagent injecting step S3. This is because the coloring reagent used in the present invention is a reagent that develops a color by an oxidation reaction, and therefore, the sensitivity can be increased by accelerating the oxidation reaction.
[0033]
The oxidizing agent to be injected is not particularly limited in the present invention. For example, when N, N-dimethyl-p-phenylenediamine is used as a coloring reagent, hydrogen peroxide is preferable as the oxidizing agent.
[0034]
(4) Absorbance measurement step The absorbance measurement step is a step of measuring the absorbance of the sample after the coloring reagent injecting step S3. Based on the measurement result, it is determined whether or not a metal is present in the drug as the solution to be detected. You can judge.
[0035]
In the method of the present invention, a specific method for measuring the absorbance is not particularly limited, and a conventionally known detection device or the like can be used. Also, the measurement wavelength may be set as appropriate depending on the coloring reagent. For example, when N, N-dimethyl-p-phenylenediamine is used as a coloring reagent, the measurement wavelength is 510 nm or 530 nm.
[0036]
Further, depending on the relationship with the coloring reagent, it is possible to detect the metal by measuring the fluorescence intensity instead of the absorbance.
[0037]
[Detection device]
Next, the detection device of the present invention will be described.
[0038]
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the detection device of the present invention.
[0039]
The detection device 1 is a kind of flow injection analysis device, and includes a sample collection unit 2 that collects a sample from a chemical used in a semiconductor manufacturing process at regular intervals, a sample collected by the sample collection unit, A neutralizing means 3 for neutralizing the sample by mixing a neutralizing reagent for neutralizing the sample to adjust the pH, a sample neutralized by the neutralizing means, A reaction means 4 for causing a color reaction to occur by mixing a color forming reagent that exhibits a color by causing an oxidation reaction and an oxidizing agent at a predetermined ratio, and measuring the absorbance of a sample that exhibits a color reaction by the reaction device. And an absorbance measuring means 5 for measuring.
[0040]
As shown in FIG. 2, the sample collecting means 2 is provided in a drug distribution pipe 100 through which a drug used in a semiconductor manufacturing process is distributed, and a fixed amount of A sample S is collected.
[0041]
The sample collected by the sample collecting means 2 flows into the sample distribution pipe 5. The sample distribution pipe 5 is connected to a neutralization pipe 7 functioning as the neutralization means 3.
[0042]
The neutralizing reagent N is sealed in, for example, a resin bag 8 made of resin, and is injected into the neutralizing tube 7 through a neutralizing reagent flowing tube 9 extended from the reagent bag 8. As described above, the reagent used in the apparatus of the present invention, including the neutralizing reagent, is sealed in the reagent bag and used, whereby contamination from the outside of the apparatus can be prevented. It can be performed.
[0043]
The sample S and the neutralizing reagent N that have flowed into the neutralizing tube 7 as the neutralizing means 3 are neutralized while flowing through the neutralizing tube 7. At this time, by appropriately adjusting the flow rate of the sample flowing into the neutralization tube 7 and the flow rate of the neutralizing reagent N, the neutralization can be performed simply and with good reproducibility.
[0044]
The neutralization tube 7 is connected to the automatic switching valve B. The automatic switching valve B is provided with a sample holding tube 10, and a fixed amount of sample is held in the sample holding tube 10.
[0045]
A carrier flow tube 11 is also connected to the sample holding tube 10, and a reagent bag 8 for enclosing the carrier C is connected to an end of the carrier flow tube 11.
[0046]
By switching the automatic switching valve B at an appropriate timing while allowing the carrier C to flow into the carrier flow pipe 11, the carrier C flows into the sample holding pipe 10, and as a result, is held in the sample holding pipe 10. The sample thus obtained is pushed out by the carrier C and flows into the reaction tube 12 as the reaction means 4.
[0047]
On the upstream side of the reaction tube 4, a coloring reagent flowing tube 13 for flowing a coloring reagent R that exhibits a color by causing an oxidation reaction with the metal ion as a catalyst in the reaction tube, and an oxidation for flowing the oxidizing agent O. An agent flow pipe 14 and a buffer solution flow pipe 15 for flowing the buffer solution B as needed are connected. Then, on the downstream side of the reaction tube 4, the sample S, the coloring reagent R, the oxidizing agent O, and the buffer solution B used as required are mixed, and the oxidation reaction is promoted. In the flow injection analyzer, the reaction time can be easily controlled by adjusting the length of the reaction tube 12. The reaction temperature can also be adjusted by providing the reaction tube 12 (particularly on the downstream side) in the temperature controller 16.
[0048]
Further, as described above, each reagent is preferably sealed in the reagent bag 8.
[0049]
Further, each flow pipe is provided with a mechanism for adjusting the flow rate of the reagent (not shown). Therefore, by adjusting the flow rate of each flow tube according to the pH and concentration of the solution flowing through each flow tube, it is possible to easily create conditions under which the color-forming reagent is most likely to develop color.
[0050]
The reaction tube 16 is connected to an absorptiometer 17 functioning as the absorptiometer 5, and the absorptiometer 17 measures the absorbance of the sample S. The sample whose absorbance has been measured is discharged from the discharge pipe 18.
[0051]
The absorption photometer 17 may be provided with a metal detection buzzer W or the like. The metal detection buzzer W emits a buzzer sound when an absorbance equal to or higher than a preset absorbance is measured. By providing the buzzer, it is possible to recognize that metal has been detected in almost real time. Can be.
[0052]
Furthermore, it is also possible to use the metal detection buzzer and to operate the stopper 20 provided in the medicine distribution pipe 100 in advance by computer PC control to shut off the supply of the medicine in which the metal is detected.
[0053]
In addition, a fluorescence photometer (for example, a fluorometer) may be used instead of the absorption photometer 5 in FIG.
[0054]
Note that the present invention is not limited to the above embodiment. The above embodiment is an exemplification, and the present invention has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention, and has the same effect. Within the technical scope of
[0055]
【Example】
(Example 1)
Using the detection apparatus of the present invention shown in FIG. 2, the concentrated sulfuric acid solution used in the semiconductor manufacturing process contains iron (Fe 3+ ) at 3 ppb, 6 ppb, 9 ppb, and 12 ppb, respectively. About iron was detected. The measurement conditions are shown below.
[0056]
Measurement conditions Sample volume per time; 20 μl
Carrier solution; sulfate solution coloring reagent; N, N-dimethyl-p-phenylenediamine oxidizing agent; hydrogen peroxide buffer; acetate buffer carrier solution (C), oxidizing agent (O), coloring reagent (R), and Mixing ratio of buffer (B); 1: 1: 0.5: 0.5
Detection wavelength: 510 nm
FIG. 3 shows the measurement results.
[0057]
As is clear from FIG. 3, the concentration of the contained iron and the absorbance are in a proportional relationship, which indicates that iron can be sufficiently detected.
[0058]
【The invention's effect】
As described above, according to the method and apparatus of the present invention, a sample is taken from a drug at regular intervals, and the absorbance is measured using a coloring reagent after the sample is neutralized. Metals can be detected even in a neutral solution or a strong acid, weak acid, strong alkali, or weak alkali. Further, according to this method, all the steps can be performed in-line, so that the flow injection analysis method can be applied and the presence of the metal can be confirmed in real time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart illustrating the steps of the method of the present invention.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a detection device of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing a detection result when the detection device of the present invention is used.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Metal detection apparatus 2 Sample collection means 3 Neutralization means 4 Reaction means 5 Absorbance measurement means

Claims (8)

半導体製造工程において使用される薬品中に含有される金属をリアルタイムで検出する方法であって、
当該方法は、
前記薬品から、一定時間毎にサンプルを採取するサンプル採取工程と、
前記サンプル採取工程で採取されたサンプルを中和してpHを調整する中和工程と、
前記中和工程後のサンプルに、金属イオンを触媒として酸化反応を起こすことにより発色を呈する発色試薬を注入する発色試薬注入工程と、
前記発色試薬注入工程後のサンプルの吸光度を測定する吸光度測定工程と、からなり、
前記吸光度測定工程を行うことにより得られた測定結果に基づき、前記薬品中の金属を検出することを特徴とする薬品中に含有する金属の検出方法。
A method for detecting in real time a metal contained in a chemical used in a semiconductor manufacturing process,
The method is
From the drug, a sample collection step of collecting a sample at regular intervals,
A neutralization step of neutralizing the sample collected in the sample collection step to adjust the pH,
A coloring reagent injecting step of injecting a coloring reagent that exhibits a color by causing an oxidation reaction with a metal ion as a catalyst in the sample after the neutralization step,
An absorbance measurement step of measuring the absorbance of the sample after the color reagent injection step,
A method for detecting a metal contained in a drug, wherein the metal in the drug is detected based on a measurement result obtained by performing the absorbance measurement step.
前記金属が鉄であることを特徴とする請求項1に記載の金属の検出方法。The method for detecting a metal according to claim 1, wherein the metal is iron. 前記発色試薬注入工程において、発色試薬に加えて酸化剤も注入することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の金属の検出方法。3. The metal detection method according to claim 1, wherein an oxidizing agent is injected in addition to the coloring reagent in the coloring reagent injecting step. 前記半導体製造工程において使用される薬品が、超純水、強酸又は強アルカリ試薬であることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一の請求項に記載の金属の検出方法。The method according to claim 1, wherein the chemical used in the semiconductor manufacturing process is ultrapure water, a strong acid, or a strong alkali reagent. 前記発色試薬注入工程後のサンプルの吸光度を測定する吸光度測定工程の代わりに蛍光光度を測定する蛍光光度測定工程を行うことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか一の請求項に記載の金属の検出方法。The method according to any one of claims 1 to 4, wherein, instead of the absorbance measuring step for measuring the absorbance of the sample after the coloring reagent injecting step, a fluorometric measuring step for measuring a fluorescent intensity is performed. A method for detecting a metal as described in the above. 半導体製造工程において使用される薬品中に含有される金属をリアルタイムで検出することができる検出装置であって、
当該検出装置は、
前記薬品から、一定時間毎にサンプルを採取するサンプル採取手段と、
前記サンプル採取手段により採取されたサンプルと、当該サンプルを中和してpHを調整するための中和試薬とを混合して、当該サンプルを中和する中和手段と、
前記中和手段により中和されたサンプルと、金属イオンを触媒として酸化反応を起こすことにより発色を呈する発色試薬と、酸化剤と、を所定の割合で混合して、発色反応を起こさせる反応手段と、
前記反応装置により発色反応を呈したサンプルの吸光度を測定する吸光光度測定手段と、を有することを特徴とする金属の検出装置。
A detection device capable of detecting in real time a metal contained in a chemical used in a semiconductor manufacturing process,
The detection device is
From the medicine, a sample collecting means for collecting a sample at regular intervals,
A sample collected by the sample collection unit, a neutralization unit for neutralizing the sample by mixing a neutralization reagent for neutralizing the sample and adjusting the pH,
Reaction means for mixing a sample neutralized by the neutralizing means, a color-forming reagent exhibiting a color by causing an oxidation reaction using metal ions as a catalyst, and an oxidizing agent at a predetermined ratio to cause a color-forming reaction. When,
An apparatus for measuring the absorbance of a sample that has undergone a color reaction by the reaction device, the device comprising:
前記サンプル採取手段、中和手段、反応手段、および吸光光度測定手段は、それぞれ管体により接続されており、かつ、それぞれの手段は外部から不純物が混入しないように密閉系であることを特徴とする請求項6に記載の検出装置。The sample collection means, the neutralization means, the reaction means, and the absorbance measurement means are each connected by a tube, and each means is a closed system so that impurities are not mixed from the outside. The detection device according to claim 6. 前記反応装置により発色反応を呈したサンプルの吸光度を測定する吸光光度測定手段の代わりに蛍光光度を測定する蛍光光度測定手段を有することを特徴とする請求項6又は請求項7に記載の検出装置。The detection apparatus according to claim 6, further comprising a fluorescence photometer for measuring a fluorescence intensity instead of the absorption photometry device for measuring the absorbance of a sample that has exhibited a color reaction by the reaction device. .
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