JP2010104884A - 薬液のフィルタリング方法 - Google Patents

Abstract

【課題】より適切にフィルタを交換することが可能な薬液のフィルタリング方法を提供する。
【解決手段】第１のタンクに貯留された第１の薬液をフィルタによりフィルタリングし、このフィルタリングにより得られた第２の薬液を第２のタンクに貯留する、薬液のフィルタリング方法であって、第１回目から第ｎ回目までに第１のタンクに各々貯留された各々の第１の薬液に対応する捕獲量を積算することにより、積算捕獲量を取得する工程と、積算捕獲量と予め規定されたフィルタの限界捕獲量とを比較し、この比較結果に基づいて、フィルタを交換する工程と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、薬液の製造工程、リソグラフィ工程、洗浄工程等に用いられる薬液のフィルタリング方法に関する。

従来の半導体装置には、使用する薬液から不純物をフィルタリングするフィルタを備えるものがある（例えば、特許文献１参照。）。

例えば、従来の薬液の製造工程、精製工程で使用されているフィルタは、該フィルタの出口の圧力がモニタされ、その圧力低下により該フィルタの劣化が判断され、この判断結果に基づいて、その交換時期が管理される。

また、他のフィルタの交換時期の管理方法には、フィルタリングの時間をモニタし、このフィルタリングの時間が規定時間を超えれば、フィルタが劣化したと判断するものもある。

しかしながら、フィルタのポアサイズは規格が決められているものの、一定ではなく分布を持っている。このため、捕獲物でフィルタの小さいポアサイズの穴が詰まっても流量が低下せず、フィルタの劣化がモニタされない場合がある。さらに、フィルタの比較的大きい穴を薬液と一緒に不純物も通過し、薬液中の不純物が増加し得る。

したがって、フィルタリングの時間をモニタするだけでは、適切にフィルタの交換時期の管理することができない。

このように、従来の薬液のフィルタリング方法では、所望の不純物規格の薬液が製造できないという問題が生じる。
特開２００８−７２０９６号公報

本発明は、上記課題を解決するものであり、より適切にフィルタを交換することが可能な薬液のフィルタリング方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る薬液のフィルタリング方法は、
第１のタンクに貯留された第１の薬液をフィルタによりフィルタリングし、このフィルタリングにより得られた第２の薬液を第２のタンクに貯留する、薬液のフィルタリング方法であって、
前記第１のタンクに第ｎ（ｎ：整数≧１）回目に貯留される前記第１の薬液を検査し、前記第１の薬液に含まれる不純物の濃度または前記第１の薬液に含まれる不純物の単位体積当たりの個数である第１の測定値を取得する工程と、
前記第１のタンクに第ｎ回目に貯留された前記第１の薬液が前記フィルタを通過した通過液量を測定する工程と、
前記第１のタンクに前記第ｎ回目に貯留された前記第１の薬液をフィルタリングして前記第２のタンクに第ｎ回目に貯留した前記第２の薬液を検査し、前記第２の薬液に含まれる不純物の濃度または前記第２の薬液に含まれる不純物の単位体積当たりの個数である第２の測定値を取得する工程と、
前記第１の測定値から前記第２の測定値を減算して得られた減算値に前記通過液量を乗算することにより、前記第１の薬液に含まれていた不純物のうち前記フィルタにより捕獲された不純物の捕獲量を取得する工程と、
第１回目から第ｎ回目までに前記第１のタンクに各々貯留された各々の第１の薬液に対応する捕獲量を積算することにより、積算捕獲量を取得する工程と、
前記積算捕獲量と予め規定された前記フィルタの限界捕獲量とを比較し、この比較結果に基づいて、前記フィルタを交換する工程と、を備える
ことを特徴とする。

本発明の他の態様に係る薬液のフィルタリング方法は、
第１の薬液をフィルタによりフィルタリングし、このフィルタリングにより第２の薬液を得る、薬液のフィルタリング方法であって、
第ｎ（ｎ：整数≧１）回目にフィルタリングされるべき前記第１の薬液を検査し、前記第１の薬液に含まれる不純物の濃度または前記第１の薬液に含まれる不純物の単位体積当たりの個数である第１の測定値を取得する工程と、
第ｎ回目にフィルタリングされるべき前記第１の薬液が前記フィルタを通過した通過液量を測定する工程と、
第ｎ回目にフィルタリングされるべき前記第１の薬液をフィルタリングして第ｎ回目に得られた前記第２の薬液を検査し、前記第２の薬液に含まれる不純物の濃度または前記第２の薬液に含まれる不純物の単位体積当たりの個数である第２の測定値を取得する工程と、
前記第１の測定値から前記第２の測定値を減算して得られた減算値に前記通過液量を乗算することにより、前記第１の薬液に含まれていた不純物のうち前記フィルタにより捕獲された不純物の捕獲量を取得する工程と、
第１回目から第ｎ回目までにフィルタリングされた各々の第１の薬液に対応する捕獲量を積算することにより、積算捕獲量を取得する工程と、
前記積算捕獲量と予め規定された前記フィルタの限界捕獲量とを比較し、この比較結果に基づいて、前記フィルタを交換する工程と、を備える
ことを特徴とする。

本発明の一態様に係る薬液のフィルタリング方法によれば、より適切にフィルタを交換することができる。

以下、本発明を適用した各実施例について図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の実施例１に係る薬液のフィルタリング方法が適用される工程の構成を示す図である。

図１に示すように、第１のタンク（原料タンク）１と第２のタンク（製品タンク）とは、第１の配管３、第２の配管４により接続されている。

なお、フィルタリング前の薬液を第１の薬液（原料）とし、第１のタンク１に貯留されるものとする。また、フィルタリング後の薬液を第２の薬液（製品）とし、第２のタンク２に貯留されるものとする。

また、第１、第２の配管３、４は、ＳＵＳ（Ｓｔａｉｎｌｅｓｓ Ｕｓｅｄ Ｓｔｅｅｌ）配管、電解研磨を施した配管、又は、テフロン（登録商標）コートを施した配管など、薬液の性質、製品に求められる品質を考慮した配管で構成されている。

第１の配管３と第２の配管４との間には、フィルタ５が設けられている。このフィルタ５は、第１の薬液に含まれる不純物を除去するようになっている。この不純物は、例えば、パーティクル、金属、または、有機物等である。

なお、フィルタ５は、例えば、並列に複数本並べたり、多段に配置したりしてもよい。

カウンタ６ａ、６ｂは、フィルタ５の第１の薬液の通過液量を測定するようになっている。このカウンタ６ａは、例えば、フィルタ５の入口に設けられている。また、カウンタ６ｂはフィルタ５の出口に設けられている。

以上のような構成による薬液のフィルタリング工程は、第１のタンク１に貯留された第１の薬液をフィルタ５によりフィルタリングし、このフィルタリングにより得られた第２の薬液を第２のタンク２に貯留するものである。

なお、本実施例においては、第２のタンク２に貯留した第２の薬液を回収した後、新たに第１の薬液を第１のタンク１に貯留するものとする。

ここで、以上のような構成のフィルタリング工程における、薬液のフィルタリング方法の一例について説明する。

図２は、本発明の実施例１に係る薬液のフィルタリング方法のフローの一例を示すフローチャートである。

先ず、未使用(新品)のフィルタ５をフィルタリング工程に設置する。そして、原料である第１の薬液を第１のタンク１に貯留する。なお、既述のように、第２のタンク２に貯留した第２の薬液を回収した後、新たに第１の薬液を第１のタンク１に貯留するものとする。

そして、第１の薬液（原料）の異物数（不純物数）の検査あるいは金属不純物濃度あるいは有機不純物濃度の検査を行う。この検査は、第１の薬液が第１のタンクに貯留される前に、実施されてもよい。

すなわち、未使用のフィルタ５を設置後、第１のタンク１に第１回目に貯留される第１の薬液を検査し、第１の薬液に含まれる不純物の濃度または第１の薬液に含まれる不純物の単位体積当たりの個数である第１の測定値Ｍ_１１を取得する（ステップＳ１）。

なお、未使用のフィルタ５を設置後、第１のタンク１に第ｎ（ｎ：整数≧１）回目に第１の薬液を貯留した状態においては、第１のタンク１に第ｎ回目に貯留される第１の薬液を検査し、第１の薬液に含まれる不純物の濃度または第１の薬液に含まれる不純物の単位体積当たりの個数である第１の測定値Ｍ_１ｎを取得することになる。

次に、未使用のフィルタ５を設置後、第１のタンク１に第１回目に貯留された第１の薬液をフィルタ５によりフィルタリングする。このとき、カウンタ６ａ、６ｂが第１のタンク１に第１回目に貯留された第１の薬液がフィルタ５を通過した通過液量Ｌ１を測定する（ステップＳ２）。

なお、未使用のフィルタ５を設置後、第１のタンク１に第ｎ（ｎ：整数≧１）回目に第１の薬液を貯留した状態においては、第１のタンク１に第ｎ回目に貯留された第１の薬液をフィルタ５によりフィルタリングする。このとき、カウンタ６ａ、６ｂが第１のタンク１に第ｎ回目に貯留された第１の薬液がフィルタ５を通過した通過液量Ｌｎを測定することになる。

次に、フィルタ５を通過後の第２の薬液（製品）の異物数の検査あるいは金属不純物濃度あるいは有機不純物濃度の検査を行う（ステップＳ３）。この検査は、第２の薬液が第２のタンクに貯留される前に、実施されてもよい。

すなわち、第１のタンク１に第１回目に貯留された第１の薬液をフィルタリングして第２のタンク２に第１回目に貯留した第２の薬液を検査する。これにより、第２の薬液に含まれる不純物の濃度または第２の薬液に含まれる不純物の単位体積当たりの個数である第２の測定値Ｍ_２１を取得する。

なお、未使用のフィルタ５を設置後、第１のタンク１に第ｎ回目に第１の薬液を貯留した状態においては、第１のタンク１に第ｎ回目に貯留された第１の薬液をフィルタリングして第２のタンク２に第ｎ回目に貯留した第２の薬液を検査する。これにより、第２の薬液に含まれる不純物の濃度または第２の薬液に含まれる不純物の単位体積当たりの個数である第２の測定値Ｍ_２ｎを取得することとなる。

次に、ステップＳ４において、第１の測定値Ｍ_１１から第２の測定値Ｍ_２１を減算して得られた減算値に通過液量Ｌ１を乗算することにより、第１の薬液に含まれていた不純物のうちフィルタ５により捕獲された不純物の捕獲量Ｘ１を取得する。

なお、未使用のフィルタ５を設置後、第１のタンク１に第ｎ回目に第１の薬液を貯留した状態においては、第１の測定値Ｍ_１ｎから第２の測定値Ｍ_２ｎを減算して得られた減算値に通過液量Ｌｎを乗算することにより、第１の薬液に含まれていた不純物のうちフィルタ５により捕獲された不純物の捕獲量Ｘｎを取得することとなる。

ここで、第ｎ回目のフィルタ５の捕獲量Ｘｎは、式（１）のように表される。なお、式（１）において、既述のように、Ｍ_１ｎは第ｎ回目の第１の測定値を、Ｍ_２ｎは第ｎ回目の第２の測定値を、Ｌｎは第ｎ回目のフィルタ５の通過液量を、表す。

Ｘn＝（Ｍ_１ｎ−Ｍ_２ｎ）×Ｌｎ・・・（１）

さらに、第１回目から第ｎ回目までに第１のタンク１に各々貯留された各々の第１の薬液に対応する捕獲量を積算することにより、積算捕獲量Σを取得する（ステップＳ４）。

すなわち、第１回目から第ｎ回目までのフィルタ５の積算捕獲量Σは、式（２）のように表される。

Σ＝Ｘ１＋Ｘ２＋・・・・・・＋Ｘn・・・（２）

次に、積算捕獲量Σと予め規定されたフィルタ５の限界捕獲量Ｘｌｉｍｉｔとを比較する（ステップＳ５）。なお、この限界捕獲量Ｘｌｉｍｉｔは、例えば、フィルタの吸着性能に基づいて決定される。

積算捕獲量Σが限界捕獲量Ｘｌｉｍｉｔ未満の場合には、ステップＳ１に戻り、次の原料（第２回目（第ｎ＋１回目）に第１のタンク１に貯留される第１の薬液）の検査を行う。以降は、既述の場合と同様に、ステップＳ２以降のフローが実施される。

一方、積算捕獲量Σと限界捕獲量Ｘｌｉｍｉｔを比較し、積算捕獲量Σが限界捕獲量Ｘｌｉｍｉｔ以上の場合は、フィルタ５を交換し、フローを終了する（ステップＳ６）。

このように、積算捕獲量Σと予め規定されたフィルタ５の限界捕獲量Ｘｌｉｍｉｔとの比較結果に基づいて、フィルタ５を新しいものと交換する。

なお、上述の積算捕獲量Σとの比較において、限界捕獲量Ｘｌｉｍｉｔに代えて、限界捕獲量Ｘｌｉｍｉｔから１回当たりの捕獲量を引いた値、或いは、限界捕獲量Ｘｌｉｍｉｔに安全係数α（０＜α＜１）を乗じた値を用いてもよい。これにより、フィルタ５の捕獲量が限界捕獲量Ｘｌｉｍｉｔを超える前に、より確実にフィルタ５を交換することができる。

以上の薬液のフィルタリング方法のフローにより、フィルタ５の交換時期をより適切に判断することができる。

さらに、フィルタ５における捕獲量を調査、解析することで、フィルタのポアサイズ、並列数、段数などを最適化することができる。すなわち、製造工程あるいは精製工程におけるフィルタ構成の最適化を図ることができる。

以上のように、本実施例に係る薬液のフィルタリング方法によれば、より適切にフィルタを交換することができる。

なお、本実施例においては、２つのタンク間を流れる薬液について説明した。しかし、薬液をフィルタによりフィルタリングする構成であれば、本発明を適用可能である。

本実施例２では、薬液をフィルタリングするフィルタを備えた薬液塗布装置の例について述べる。

従来、半導体リソグラフィプロセスの微細化、高精度化の進展に伴い、レジスト製造時の材料ロット間感度差が無視できなくなっている。これまで、例えば、走査型電子顕微鏡（ＣＤ−ＳＥＭ）を用いてレジストパターン寸法を測定し、後続工程の処理条件（例えば、露光工程の露光量）を補正することで寸法精度を確保してきた。

しかし、上記場合、レジスト材料ロット間感度差のように、レジストの切り換わりに伴う短時間の感度変動に対しては、この変動に追従して補正することが困難であった。

そこで、本実施例２では、使用する薬液材料ロットの実効的な切り換わりタイミングを把握することが可能な薬液塗布装置について提案する。

図３は、本発明の実施例２に係る薬液塗装置２０１を含むリソグラフィ工程２００の構成の一例を示す図である。

図３に示すように、リソグラフィ工程２００には、薬液塗布装置２０１と、ＡＰＣ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）システム２０２と、露光装置２０３と、が設けられている。

薬液塗布装置２０１は、レジストボトル２０１ａと、サブタンク２０１ｂと、ドレインバルブ２０１ｃと、サブタンク液面センサ２０１ｄと、モニタ用試料投入器２０１ｅと、検出器２０１ｆと、レジストフィルタ２０１ｇと、チューブフラムポンプ２０１ｈと、レジストノズル２０１ｉと、コータカップ２０１ｊと、第１の配管２０１ｋと、第２の配管２０１ｌと、第３の配管２０１ｍと、第４の配管２０１ｎと、を備える。

チューブフラムポンプ２０１ｈを駆動することにより、レジストボトル２０１ａに貯留されたレジスト薬液は、第１の配管２０１ｋを介して、サブタンク２０１ｂに貯留される。

このサブタンク２０１ｂに貯留されたレジスト薬液は、チューブフラムポンプ２０１ｈを駆動することにより、第２の配管２０１ｌを介して、レジストフィルタ２０１ｇを通過する。このレジストフィルタ２０１ｇを通過したレジスト液は、第３の配管２０１ｍを介して、チューブフラムポンプ２０１ｈを通過する。このチューブフラムポンプ２０１ｈを通過したレジスト薬液は、第４の配管２０１ｎ、レジストノズル２０１ｉを介して、コータカップ２０１ｊに供給される。

ここで、サブタンク２０１ｂ内のレジスト量は、サブタンク液面センサ２０１ｄにより管理されている。サブタンク液面センサ２０１ｄは、サブタンク２０１ｂ内のレジストの液面が規定レベルよりも低下した場合、レジストボトル２０１ａの交換を促すアラームを発報するようになっている。

このアラームの発報に応じて、レジストボトル２０１ａが交換される。新たなレジストボトル２０１ａを接続した後、サブタンク２０１ｂのドレインバルブ２０１ｃを開けてサブタンク２０１ｂ内に新しいレジスト薬液を満たす。その後、薬液塗布装置２０１による処理を再開させる。

該アラーム発生後にコータカップ２０１ｊに供給されたレジスト量が規定量を超えたときに、モニタ用試料投入器２０１ｅから第２の配管２０１ｌ内にモニタ用試料を投入する。

なお、ここでは、モニタ用試料投入器２０１ｅは、サブタンク２０１ｂの出力側付近の第２の配管２０１ｌに設置されている。また、該規定量は、ここでは、例えば、該規定レベルに液面がある場合にサブタンク２０１ｂに貯留されているレジスト量とする。

また、該モニタ用試料の形状は、例えば、第２の配管２０１ｌの内径以下の直径を有する球形である。また、該モニタ用試料は、レジスト薬液を汚染しない不透明な素材（例えば、ポリエチレン）で構成されている。

また、該モニタ用試料は、レジスト薬液と比重が等しくなるように設計されている（例えば、中空の構成を有する）。このため、レジスト薬液の移動に追従して配管内を移動することができるようになっている。

モニタ用試料は、レジスト薬液の消費に伴って、レジスト薬液とともに第２の配管２０１ｌ内を移動する。そして、該モニタ用紙料は、レジストフィルタ２０１ｇに捕捉される前に検出器２０１ｆにより検知される。

この検出器２０１ｆは、例えば、赤外線を用いた光透過型センサで構成されている。この検出器２０１ｆは、第２の配管２０１ｌ内の不透明なモニタ用試料の通過を、赤外線を用いて検出する。なお、モニタ用試料を検出するための光は、上述の赤外線以外にも、レジスト薬液を感光しない波長を有する光を用いてもよい。

その後、モニタ用試料はレジストフィルタ２０１ｇに捕獲される。

検出器２０１ｆがモニタ用試料を検出した後、コータカップ２０１ｊに供給されたレジスト量が、既知の容量に達した時点を、制御回路（図示せず）がレジスト薬液の切り換わりのタイミングと認識し、ＡＰＣシステム２０２に伝達する。なお、該制御回路は、コータカップ２０１ｊに供給されたレジスト量をディスペンスの回数等により把握することができるようになっている。なお、ここでは、該既知の容量は、第３、第４の配管２０１ｍ、２０１ｎ、チューブフラムポンプ２０１ｈの容量である。

そして、ＡＰＣシステム２０２は、レジストボトル２０１と処理ウェハを対応させるとともにレジストボトル製造時の性能検査データを参照し、各ウェハ露光時の感度補正値を計算する。そして、ＡＰＣシステム２０２は、この計算結果に基づいて、露光装置２０３の露光量を補正する制御を行う。

これにより、処理ウェハのレジスト寸法精度を向上することができる。

各処理ウェハに使用されたレジスト薬液について、より正確な履歴管理行うことができる。

以上のように、本実施例に係る薬液塗布装置によれば、薬液材料ロット（薬液ボトル）の実効的な切り換わりタイミングをより正確に把握することができる。

本発明の実施例１に係る薬液のフィルタリング方法が適用される工程の構成を示す図である。 本発明の実施例１に係る薬液のフィルタリング方法のフローの一例を示すフローチャートである。 本発明の実施例２に係る薬液塗装置２０１を含むリソグラフィ工程２００の構成の一例を示す図である。

符号の説明

１ 第１のタンク（原料タンク）
２ 第２のタンク（製品タンク）
３ 第１の配管
４ 第２の配管
５ フィルタ
６ａ、６ｂ カウンタ
２００ リソグラフィ工程
２０１ 薬液塗布装置
２０１ａ レジストボトル
２０１ｂ サブタンク
２０１ｃ ドレインバルブ
２０１ｄ サブタンク液面センサ
２０１ｅ モニタ用試料投入器
２０１ｆ 検出器
２０１ｇ レジストフィルタ
２０１ｈ チューブフラムポンプ
２０１ｉ レジストノズル
２０１ｊ コータカップ
２０１ｋ 第１の配管
２０１ｌ 第２の配管
２０１ｍ 第３の配管
２０１ｎ 第４の配管
２０２ ＡＰＣシステム
２０３ 露光装置

Claims (5)

1. 第１のタンクに貯留された第１の薬液をフィルタによりフィルタリングし、このフィルタリングにより得られた第２の薬液を第２のタンクに貯留する、薬液のフィルタリング方法であって、
   前記第１のタンクに第ｎ（ｎ：整数≧１）回目に貯留される前記第１の薬液を検査し、前記第１の薬液に含まれる不純物の濃度または前記第１の薬液に含まれる不純物の単位体積当たりの個数である第１の測定値を取得する工程と、
   前記第１のタンクに第ｎ回目に貯留された前記第１の薬液が前記フィルタを通過した通過液量を測定する工程と、
   前記第１のタンクに前記第ｎ回目に貯留された前記第１の薬液をフィルタリングして前記第２のタンクに第ｎ回目に貯留した前記第２の薬液を検査し、前記第２の薬液に含まれる不純物の濃度または前記第２の薬液に含まれる不純物の単位体積当たりの個数である第２の測定値を取得する工程と、
   前記第１の測定値から前記第２の測定値を減算して得られた減算値に前記通過液量を乗算することにより、前記第１の薬液に含まれていた不純物のうち前記フィルタにより捕獲された不純物の捕獲量を取得する工程と、
   第１回目から第ｎ回目までに前記第１のタンクに各々貯留された各々の第１の薬液に対応する捕獲量を積算することにより、積算捕獲量を取得する工程と、
   前記積算捕獲量と予め規定された前記フィルタの限界捕獲量とを比較し、この比較結果に基づいて、前記フィルタを交換する工程と、を備える
   ことを特徴とする薬液のフィルタリング方法。
2. 前記積算捕獲量が前記限界捕獲量以上の場合は、前記フィルタを交換する
   ことを特徴とする請求項１に記載の薬液のフィルタリング方法。
3. 前記通過液量を測定するカウンタが、前記フィルタの入口または出口に設けられている
   ことを特徴とする請求項１に記載の薬液のフィルタリング方法。
4. 前記不純物は、パーティクル、金属、または、有機物であることを特徴とする請求項１ないし３の何れかに記載の薬液のフィルタリング方法。
5. 第１の薬液をフィルタによりフィルタリングし、このフィルタリングにより第２の薬液を得る、薬液のフィルタリング方法であって、
   第ｎ（ｎ：整数≧１）回目にフィルタリングされるべき前記第１の薬液を検査し、前記第１の薬液に含まれる不純物の濃度または前記第１の薬液に含まれる不純物の単位体積当たりの個数である第１の測定値を取得する工程と、
   第ｎ回目にフィルタリングされるべき前記第１の薬液が前記フィルタを通過した通過液量を測定する工程と、
   第ｎ回目にフィルタリングされるべき前記第１の薬液をフィルタリングして第ｎ回目に得られた前記第２の薬液を検査し、前記第２の薬液に含まれる不純物の濃度または前記第２の薬液に含まれる不純物の単位体積当たりの個数である第２の測定値を取得する工程と、
   前記第１の測定値から前記第２の測定値を減算して得られた減算値に前記通過液量を乗算することにより、前記第１の薬液に含まれていた不純物のうち前記フィルタにより捕獲された不純物の捕獲量を取得する工程と、
   第１回目から第ｎ回目までにフィルタリングされた各々の第１の薬液に対応する捕獲量を積算することにより、積算捕獲量を取得する工程と、
   前記積算捕獲量と予め規定された前記フィルタの限界捕獲量とを比較し、この比較結果に基づいて、前記フィルタを交換する工程と、を備える
   ことを特徴とする薬液のフィルタリング方法。

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