JP2005503551A - 液体の流速を決定するための方法および装置 - Google Patents

Abstract

本発明は液体の流速を決定するための方法および関連する装置を提供し、この液体は第一の液体を含み、第一の液体は少なくとも第二の液体とポイント（２４）まで送出され第一および少なくとも第二の液体の溶液を形成し、この方法は少なくとも第二の液体の流速を決定するステップと、溶液の導電率を測定する導電率測定手段（３８）に溶液を送出するステップと、溶液中の第一および少なくとも第二の液体の間の比率を溶液の導電率に基づいて決定するステップと、少なくとも第二の液体の流速および前記比率に基づいて第一の液体の流速を決定するステップを含み、第一の液体の流速を制御する流量制御装置を較正するのに流速を使用することができることを特徴とする。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は液体の流速を決定するための方法および装置に関し、特に液体の流量制御装置を較正するのに用いられるような方法および装置に関する。
【０００２】
本発明はまた、液体の流速を決定するためのこのような方法を含むウエハ洗浄方法に関する。
【０００３】
本発明はさらに、液体の流速を決定するためのこのような方法を含む電子装置を形成する方法に関する。
【背景技術】
【０００４】
例えばウエハ洗浄器具および湿式洗浄器具に一般的に使用される溶液を作るために実質的に混合される化学物質および希釈剤の流量を制御するために、液体流量制御装置は半導体製造産業において一般に使用される。
【０００５】
このような流量制御装置を正確に較正することは重要であり、これを達成するために液体の流速を決定するための正確な方法および装置を提供することが要求される。
【０００６】
現在既知の流量制御装置は、測定される時間間隔の間装置を通過する液体をサンプリングし、続いてその容積または重量を前述のサンプリング時間間隔で割ることにより較正され、従って流速が計算される。
【０００７】
より詳細には、半導体装置の製造の間、半導体ウエハ表面は様々な場合において潜在的汚染要素の機会にさらされる。湿式洗浄過程は、半導体装置製造過程の間、汚染の基線レベルを低く保持するために一般的に使用される。標準的な湿式洗浄過程は一般的に、例えばアンモニア、過酸化水素、フッ化水素酸、塩酸、硫酸などのような化学物質を一つ以上と、例えば水のような希釈剤とを混合した溶液を導入する手順を含む。
【０００８】
このような湿式洗浄過程に用いられる装置の大部分において、洗浄溶液は上記のような化学物質を一つ以上と希釈剤とをインライン混合することにより形成さいれる。正確に較正された流量制御装置は、混合ポイントの上流において分離した化学物質および希釈剤の流量を制御するのに使用される。
【０００９】
一般論として上述したように、このような流量制御装置の較正は現在次のような手順を含む、すなわち、化学物質または必要に応じて希釈剤を測定時間枠の間通過させ、この時間枠の間収集されたサンプルの容積または重量を記録し、記録された容積または重量の値を時間枠間隔で割ることにより流速が決定される。現在、低レベル液体センサおよび高レベル液体センサを包含し、この二つのセンサの間で検出される液体容積が検知される、容器を有するいくつかの市販の洗浄器具を提供することが既知であり、したがって部分的に自動化した手順が提供され、よってこの検知された容積を送出するのにかかる時間が容易に決定され、次の流速の即座の決定を可能とする。
【００１０】
しかしながら、湿式洗浄分野のさらに最新の発展においては、コスト面、洗浄性能、および環境的要因を考慮した濃度レベルの低い洗浄溶液を使用する傾向にある。
【００１１】
このような要因によりもたらされる新たな需要を満たすために、低流量制御装置が要求され、現在市販の装置は、毎分数ｍｌのオーダの速度まで下げて液体化学物質の流量を測定することが可能である。
【００１２】
これらの従来の流量制御装置はこのように低流速を容易に提供することができるが、これら低流量制御装置を較正するための上述の手順は制御装置の較正に容易には適さない。市販の較正容器は比較的大きな容積のため、このような較正手順は極めて時間がかかる。しかしながら、このような容器の寸法をあらゆる方法で減少しても、測定の正確度を低減させてしまう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
従って本発明は、上述の性質の不都合をもたらすことがなく、液体流量制御装置を較正するための方法および装置において容易に使用することができる、液体流量を決定するための方法および装置を提供することを追求する。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の一つの態様によると、液体の流速を決定するための方法が提供され、この液体は第一の液体を含み、第一の液体は少なくとも第二の液体とポイントまで送出され第一および少なくとも第二の液体の溶液を形成し、この方法は少なくとも第二の液体の流速を決定するステップを含み、
溶液の導電率を測定する導電率測定手段に溶液を送出するステップ、
溶液中の第一および少なくとも第二の液体の間の比率を溶液の導電率に基づいて決定するステップ、および
少なくとも第二の液体の流速および前記比率に基づいて第一の液体の流速を決定するステップを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
導電率測定手段を使用することにより、インラインで、確実で正確かつ迅速な方法において流速の測定が有利に実施できることがわかる。
【００１６】
従って液体の流速の比較的速く正確な測定が達成でき、洗浄溶液の導電率測定により例えばウエハ洗浄器具内の液体流量制御装置の正確な較正を可能とするよう容易に使用することができる。
【００１７】
さらに、溶液の導電率を測定することにより、液体流量測定およびその後の液体流量制御装置のあらゆる較正を容易に自動化することができる。
【００１８】
請求項２の特徴は、液体流量測定の正確度を保持するのに有利である。
【００１９】
請求項３の特徴により、この方法を適切な溶液送出装置に即座に自動的に組み入れることが特に有利に提供される。
【００２０】
請求項４の特徴により、本発明は、極めて正確な流速を要求する液体から成る溶液を使用する洗浄器具に有利に関連付けられる。
【００２１】
請求項５から８の特徴は、液体流量制御装置を較正する場合に本発明による方法の有利な使用に特に関連する。
【００２２】
請求項９および１０の特徴は、本発明による方法を、半導体装置製造の間半導体ウエハを洗浄するための湿式洗浄器具内での使用に関連させることにおいて特に有利である。
【００２３】
請求項１１および１２の特徴は、本発明を、必ずしも半導体装置に限らないが、特に半導体装置など電子装置の製造の間の使用に有利に関連させる。
【００２４】
請求項１３から１５の特徴は、本発明による方法を有利に使用するための装置を提供するのに特に有利である。
【００２５】
例えば導電率プローブを介して化学物質混合物を送出するよう配列されるスプレイ器具または湿式洗浄器具のように、ここで開示される液体流量測定および較正手順は容易に自動化でき組み入れることができる一方、本発明はまた一般的に湿式洗浄器具および液体流量制御装置にも適用可能であることを認識されたい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の一実施形態による湿式器具溶液送出システムのブロック図である添付図面を参照して、本発明をさらに説明する。
【００２７】
その図面によると、スプレイ器具または実際その代わりとなる任意の形状の湿式洗浄器具の送出ヘッド１２に洗浄溶液を送出するための液体送出システム１０が示され、システム１０は供給ライン１４によって洗浄溶液を受け入れるよう配列される。
【００２８】
この溶液は水リザーバ１６に溜められる例えば水などの希釈剤、および化学物質リザーバ１８に溜められる少なくとも一つの洗浄化学物質から成る。
【００２９】
この水は供給ライン２０を介してリザーバ１６から、またこの化学物質は供給ライン２２を介してリザーバ１８から、それぞれポイント２４に送出され、これにより水および化学物質の混合物ができ、よって供給チャネル２６により二路バルブ２８に送出される溶液を形成する。供給ライン２６から通じる二路バルブ２８への排出口は、スプレイ器具の送出ヘッド１２へ通じる供給ライン１４のための注入口３０、または溶液をダンプリザーバ３６へ送出する排出ライン３４の口３２のどちらかに接続されるよう切り替えられる。
【００３０】
排出ライン３４によりダンプリザーバ３６方向へ送出された溶液は、溶液の導電率を測定するための手段３８を通過する。図示の例において、このような手段３８は排出ライン３４に効率的に配置される導電率プローブを含む。
【００３１】
この図面はまた、水リザーバ１６から混合ポイント２４に通じる供給ライン２０に備えられる流量制御装置４０、および化学物質リザーバ１８から混合ポイント２４に通じる供給ライン２２の流量制御装置４２も示している。
【００３２】
排出ライン３４、導電率プローブ３８、およびダンプリザーバ３６により形成されるシステム１０のセクションは、送出ライン２６を通過する溶液の流量を測定し、またバルブ２８が口３０に適切に切り替えられる場合、供給ライン１４に進んで通過しスプレイ器具の送出ヘッド１２に流れる溶液の流量を測定するための手段を形成する。
【００３３】
本発明の特定の実施形態によると、供給２６を通過する溶液の流量の有利で正確な測定が達成でき、これにより、流量制御装置４２を通過したリザーバ１８からの化学物質の流量を正確に決定することができる。
【００３４】
本発明は、現在の要求に従って、スプレイ器具の送出ヘッド１２により実際に送出される溶液内の化学物質１８のパーセンテージが従来の要求よりたとえ低くても、流量制御装置４２の即座の正確な較正を可能とする。
【００３５】
しかしながら、リザーバ１６から供給ライン２０を介して混合ポイント２４へ流れる水の流量はそれ程減らす必要はないので、流量制御装置４０は現在の方法に従って較正することができ、よって予め決められた期間の間流量制御装置を通って送出される水の容積が測定され、従って制御装置４０を通った流速が決定され、これにより制御装置４０は正確に較正される。
【００３６】
供給ライン２２に沿ったリザーバ１８からの液体化学物質、および供給ライン２６によって送出される溶液への液体化学物質の流速の測定に関し、供給ライン２０に沿った水の流量の正確な測定もまた本発明に従い要求される。
【００３７】
図示説明される本発明のこの実施形態に従って、化学物質リザーバ１８から流体化学物質を送出する流量制御装置４２の較正が必要になる場合、バルブ２８は切り替えられて溶液を排出ライン３４の口３２に送出し、従って導電率プローブ３８は溶液の導電率の測定により希釈剤に対する溶液中の化学物質の比率を決定することができる。
【００３８】
流量制御装置４０を通った希釈剤の流速は既に正確に決定されているので、流量制御装置４２を通った化学物質の流速は、既に求められた希釈剤の流速および導電率プローブ３８により測定された化学物質／希釈剤の比率に基づいた計算から、容易に決定することができる。
【００３９】
流量制御装置４２がこの方法で正確に較正されると、バルブ２８が元の状態に切り替えられ、供給ライン４０の口３０に溶液を送出し、供給ラインによりスプレイ器具の送出ヘッド１２へ送出された溶液は、流量制御装置４０および４２により正確に制御することができる。
【００４０】
上述の態様はまた導電率測定手段の正確度にも依存することを認識されたい。この手段自体、希釈剤内の化学物質の異なる希釈物を正確に用いて容易に較正することができ、必要によりこの希釈剤は関連した送出システム（図示せず）により送出することができ、排出ライン３４の注入口３２と接続することができる。
【００４１】
さらに、本発明は前述の実施形態の詳細に限定されるものではない。例えば、ライン１４が測定装置を包含し、送出ヘッド１２へ送出される時に頻繁に、またはさらには継続的に溶液測定を増すこともできる。バルブ２８およびリザーバ３６はこの場合必要ではない。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の一実施形態による湿式器具溶液送出システムのブロック図である。

Claims (15)

1. 液体の流速を決定するための方法であって、前記液体は第一の液体を含み、前記第一の液体を少なくとも第二の液体とともにポイントまで送出して前記第一の液体および少なくとも第二の液体の溶液を形成し、前記方法は前記少なくとも第二の液体の流速を決定するステップを含み、
   前記溶液の導電率を測定する導電率測定手段に前記溶液を送出するステップ、
   前記溶液中の前記第一および少なくとも第二の液体の間の比率を前記溶液の前記導電率に基づいて決定するステップ、および
   前記少なくとも第二の液体の流速および前記比率に基づいて前記第一の液体の流速を決定するステップを特徴とする、液体の流速を決定するための方法。
2. 前記少なくとも第二の液体に前記第一の液体の異なる希釈物を正確に注入することにより前記導電率測定手段を較正するステップを含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記溶液の導電率の決定は溶液送出システムにおいて実行されることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
4. 洗浄器具の中の液体の流速を決定するのに使用されることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記第一の液体の流量は、前記第一の液体の混合ポイントへの流速を制御するための第一の液体流量制御装置を通過することを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記第一の液体流量制御装置の較正に使用されることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
7. 前記少なくとも第二の液体の流速は第二の液体流量制御装置を介して決定されることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
8. 前記第二の液体流量制御装置は、検知される時間枠で送出される前記第二の液体の重量の容積に関して較正されることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
9. 湿式洗浄器具において使用されることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
10. 前記少なくとも第二の液体は希釈剤を含むことを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
11. ウエハを収容するチャンバに溶液を送出するステップと、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法に従って少なくとも前記溶液の一部を形成する液体の流速を決定するステップを含む、ウエハ洗浄方法。
12. 電子装置の少なくとも一部を溶液にさらすステップと、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法に従って少なくとも前記溶液の一部を形成する液体の流速を決定するステップを含む、特に、限定するものではないが、半導体装置などの電子装置を形成する方法。
13. 液体の流速を決定するための装置であって、前記装置は第一の液体送出手段を含み、前記第一の液体送出手段は第二の液体送出手段により送出された少なくとも第二の液体と混合ポイントまで第一の液体を送出して前記第一および少なくとも第二の液体の溶液を形成し、前記装置は前記少なくとも第二の液体の流速を決定するための手段を含み、前記溶液の流量通路に位置し前記溶液の導電率を決定するための導電率測定手段、
    前記溶液中の前記第一および少なくとも第二の液体の間の比率を前記溶液の前記導電率に基づいて決定するための手段、および
    前記少なくとも第二の液体の流速の決定された値および前記比率の決定された値に基づいて前記第一の液体の流速を決定するための手段を特徴とする、液体の流速を決定するための装置。
14. 請求項２から１２のいずれか一項に記載の方法による前記方法ステップを実行するよう配置されることを特徴とする、請求項１３に記載の装置。
15. 請求項１３または１４に記載の装置を含むことを特徴とする、湿式洗浄装置。