JP2017106917A - 化学元素濃度の測定および半導体プロセスの制御のための熱リン酸の自動サンプリング - Google Patents

化学元素濃度の測定および半導体プロセスの制御のための熱リン酸の自動サンプリング Download PDF

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Abstract

【課題】化学元素濃度の測定および半導体プロセスの制御のための自動サンプリングシステムおよび方法を提供する。【解決手段】第１の位置においてリン酸サンプルを集めるように構成され、保持ループ１１２を有するリモートバルブ１１０を含むリモートサンプリングシステム１０４と、第１の位置から離れた第２の位置に配置されるように構成された分析システム１０２であって、分析システムは、移送ライン１２４によってリモートバルブに結合され、リン酸サンプルの１つ以上の成分の濃度を測定するように構成された分析デバイス１２８を含み、および分析デバイスによる分析のためにサンプルを保持ループから移送ラインに導入するように構成された第２の位置のサンプルポンプを含む分析システムと、を含む。【選択図】図２

Description

関連出願の相互参照
本出願は、米国特許法第１１９条（ｅ）の下で、２０１５年１２月８日に出願された「AUTOMATIC SAMPLING OF HOT PHOSPHORIC ACID FOR THE DETERMINATION OF CHEMICAL ELEMENT CONCENTRATIONS AND CONTROL OF SEMICONDUCTOR PROCESSES.」と題する米国仮出願第６２／２６４、７４０号の利益を主張する。米国仮出願第６２／２６４、７４０号は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
分光測定は、物質の構成要素部分を特定するための波長の関数としての放射線強度の測定を指す。誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）分光測定は、液体サンプル中の微量元素濃度および同位体比の決定に一般的に使用される分析技術である。例えば、半導体産業では、ＩＣＰ分光測定を用いて試料中の金属濃度を測定することができる。ＩＣＰ分光測定は、約７、０００Ｋの温度に達する、電磁的に生成された部分的にイオン化されたアルゴンプラズマを用いる。サンプルがプラズマに導入された場合、高温によりサンプル原子がイオン化され、または光を放出する。各化学元素は特徴的な質量または発光スペクトルを作り出すので、放出された質量または光のスペクトルを測定することにより、元のサンプルの元素組成を決定することができる。分析されるサンプルは、しばしば、サンプル混合物中に準備される。
サンプル導入システムは、分析のために、液体サンプルをＩＣＰ分光測定器（例えば、誘導結合プラズマ質量分析計（ＩＣＰ／ＩＣＰ−ＭＳ）、誘導結合プラズマ原子発光分析計（ＩＣＰ−ＡＥＳ）など）に導入するために用いられてもよい。例えば、サンプル導入システムは、容器から液体サンプルのアリコートを抽出してもよく、その後、アリコートを噴霧器に移送し、このアリコートを、ＩＣＰ分光測定装置によって、プラズマ内におけるイオン化に適した多分散エアロゾルに変換してもよい。次いで、エアロゾルをスプレーチャンバ内で分類して、より大きなエアロゾル粒子を除去する。スプレーチャンバを出る際に、分析のために、ＩＣＰ−ＭＳまたはＩＣＰ−ＡＥＳ機器のプラズマトーチアセンブリによってエアロゾルをプラズマに導入する。
化学元素濃度の測定および半導体プロセスの制御のためのサンプルの自動サンプリングのためのシステムおよび方法を説明する。システムの具体例は、第１の位置においてリン酸サンプルを集めるように構成されたリモートサンプリングシステムと、リモートバルブに結合された保持ループを有するリモートバルブを含むリモートサンプリングシステムと、第１の位置から離れた第２の位置に配置されるように構成された分析システムであって、分析システムは、移送ラインによってリモートバルブに結合され、分析システムは、リン酸サンプルの１つ以上の成分の濃度を測定するように構成された分析デバイスを含み、および分析デバイスによる分析のためにサンプルを保持ループから移送ラインに導入するように構成された第２の位置のサンプルポンプを含む分析システムと、を含む。
この概要は、以下の詳細な説明でさらに説明される概念の選択を簡略化した形で紹介するために提供される。この概要は、主張された主題の重要な特徴または本質的な特徴を特定することを目的とせず、また請求される主題の範囲を決定する助けとして使用されることも意図していない。
詳細な説明は、添付の図面を参照して記載される。図面では、説明および図面中の異なる例における同じ参照番号の使用は、類似または同一の項目を示してもよい。
本開示の実施例に従った化学元素濃度の自動分析のためのリモート分析システムの概略図である。 本開示の実施例に従った熱リン酸の自動サンプリングおよびサンプルのリモート希釈によるリン酸中の化学元素濃度の分析のためのシステムの概略図である。 本開示の実施例に従った熱シースを有する制御サンプル移送ラインの概略図である。 本開示の実施例に従った図３Ａの熱シースを有する制御サンプル移送ラインの断面図である。 本開示の実施例に従ったそれぞれが熱シースを有する複数の制御サンプル移送ラインの概略図である。 本開示の実施例に従った化学元素濃度の自動分析のためのリモート分析システムの１つ以上の出力によるエッチングシステムの制御プロトコルの概略図である。
図１〜５を参照すると、化学元素濃度の測定および半導体プロセスの制御のためのサンプル（例えば、熱リン酸）の自動サンプリングのためのシステムおよび方法が説明されている。半導体製造のため、正確な制御により半導体ウェハの層を化学的に除去するために、特定のエッチング技術を利用することができる。例えば、窒化物半導体ウェハでは、他の構成要素または層を損傷することなく、窒化膜を正確にエッチングすることができる。このようなエッチングは、熱リン酸（例えば、約１５０℃から約１８０℃の温度を有するリン酸（Ｈ３ＰＯ４））を使用するウェットエッチングプロセスによって容易にすることができ、ここでエッチング速度は、熱リン酸中のシリコンの濃度に依存する。したがって、エッチングプロセスのタイミングの制御は、リン酸中のケイ素の量の正確な制御に依存する。リン酸中のシリコンが多すぎると、エッチング速度が実質的に遅くなり、または本質的に停止する可能性がある一方で、リン酸中のシリコンが少なすぎると、エッチング速度が速くなり過ぎて、製造されるデバイスに損傷を与える可能性がある。さらに、エッチングプロセス自体がリン酸溶液槽にシリコンを加え、それによってシリコン濃度を変化させるので、リン酸中のシリコンの濃度は、時間と共に変化する可能性がある。
したがって、本開示は、化学元素濃度の測定および半導体プロセスの制御のための熱リン酸の自動サンプリングのためのシステムおよび方法に関する。実施において、前記のシステムおよび方法は、金属（例えば、シリコン、タングステン、銅、チタンなど）および非金属の濃度を正確に測定するために、熱リン酸サンプルのリモート希釈または熱リン酸サンプルの熱移送のうちの１つ以上を使用して、熱リン酸をサンプリングおよび分析することを含む。サンプルは、第１の位置におけるリモートサンプリング場所から、化学元素濃度の測定のための第２の位置のＩＣＰまたはＩＣＰ−ＭＳ検出器を有する中央分析システムに移すことができる。実施において、システムは、分析システムによる移送および分析の前に、第１の位置でサンプル（例えば、熱リン酸サンプル）を希釈するためのポンプシステムを含む。希釈は、約５倍希釈から約２０倍希釈の希釈を含むことができる。実施において、希釈倍率は、より小さく（例えば、５倍希釈より小さい）、またはより大きく（例えば、約１００倍希釈に至るまで）することができる。さらに、前記のシステムおよび方法は、化学元素濃度の測定と、化学元素濃度データの報告（例えば、１つ以上の通信プロトコルによって）と、および化学元素濃度データに基づく半導体プロセス条件の自動制御（例えば、熱リン酸の窒化物エッチングに対するフィードバック応答制御）と、を含むことができる。
以下の説明では、化学元素濃度の測定および半導体プロセスの制御のための熱リン酸の自動サンプリングのための技術の実施例が示されている。
[実施例]
図１から図５を全体的に参照すると、第１の位置にあるリモートサンプリング場所から、１つ以上の距離にわたって第２の位置にある中央分析システムまで輸送されるサンプルを分析するよう構成された実施例のシステムが説明される。実施において、サンプルは、シリコンの化学エッチングプロセス（例えば、窒化物ウェットエッチング）を含む半導体製造プロセスに使用される熱リン酸を含む。このようなプロセス中、例えば、熱リン酸は約１５０℃から約１８０℃を維持する可能性があるように、リモートサンプリング場所のサンプル点における熱リン酸は、１５０℃を超える可能性がある。約１６５℃より高い温度では、シリコン窒化物（例えば、Ｓｉ３Ｎ４）のエッチングまたは除去が速くなり得るが、シリコン酸化物（例えば、ＳｉＯ２）およびシリコンの選択制は低下する。システム１００は、第１の位置にある分析システム１０２を含む。システム１００は、第１の位置から離れた第２の位置にある１つ以上のリモートサンプリングシステム１０４をも含む。システム１００は、第３の位置、第４の位置などにある１つ以上のリモートサンプリングシステム１０４をも含んでもよく、ここで第３の位置および／または第４の位置は、第１の位置から離れた場所にある。いくつかの具体例では、システム１００は、（例えば、分析システム１０２に近接している）第１の位置にある１つ以上のサンプリングシステムをも含んでもよい。例えば、第１の位置にあるサンプリングシステムは、分析システム１０２に結合されたサンプリングデバイス１３２を含んでもよい。１つ以上のリモートサンプリングシステム１０４は、第２の位置、第３の位置、第４の位置などからのサンプルを受け取るように操作することができ、およびシステム１００は、１つ以上のリモートサンプリングシステム１０４から分析のための分析システム１０２へサンプルを伝送するように操作することができる。例えば、１つ以上のリモートサンプリングシステム１０４は、吸入、ポンプ操作などによって、サンプリング場所からシステム１００へサンプルを引き込むように構成された自動サンプラまたはその他のサンプリングデバイスを含んでもよい。
リモートサンプリングシステム１０４は、サンプリング場所からのサンプル１１２を受け取り、伝送および／または分析のためにサンプル１１２を準備するように構成することができる。具体例では、リモートサンプリングシステム１０４は、分析システム１０２から様々な距離（例えば、第１の位置と第２の位置との間が１ｍ、５ｍ、１０ｍ、５０ｍ、１００ｍ、１０００ｍなど）に配置することができる。実施において、リモートサンプリングシステム１０４は、リモートサンプリングデバイス１０６とサンプル準備デバイス１０８とを含むことができる。サンプル準備デバイス１０８は、リモートサンプリングシステム１０４へのキャリア流体、希釈剤、標準液、またはその他の流体のうちの１つ以上の導入を容易にするために、多ポートのフロースルーバルブなどのバルブ１１０をさらに含んでもよい。実施において、リモートサンプリングデバイス１０６は、真空ソース、ポンプなどに流体連通しているサンプルプローブなどの、サンプルの流れ（例えば、熱リン酸などの液体）からサンプル１１２を収集するために構成されたデバイスを含むことができる。リモートサンプリングデバイス１０６は、サンプル収集のタイミング、サンプル収集の量などのサンプル収集操作を容易にするポンプ、バルブ、配管、センサなどの構成要素を含むことができる。
サンプル準備デバイス１０８は、希釈剤、内部標準、キャリアまたはその他の流体、溶液、混合物などのうちの１つ以上のものによる導入を使用した分析のために、リモートサンプリングデバイス１０６から収集したサンプル１１２を準備するように構成されたデバイスを含むことができる。実施において、希釈剤、キャリア、標準液またはその他の流体、溶液、もしくは混合物は、サンプリング場所から離れた第１の位置に関連する（例えば、分析システム１０２から）１つ以上のポンプによって供給されることができる。このように、希釈剤、キャリア、標準液またはその他の流体、溶液、もしくは混合物は、サンプルが各サンプリング位置に引き込まれるまで、第２の位置、第３の位置、第４の位置などから分離したままにすることができ、その時点で、第１の位置に関連するポンプは、各サンプリング位置から第１の位置まで通過するためのサンプルの準備のために適切な流体を各サンプリング位置に伝送することができる。例えば、図２に示すように、サンプル１１２は、熱リン酸エッチングシステム５０などの半導体製造プロセスから収集することができる。サンプル１１２は、エッチングシステム５０の酸溶液槽５２から、再循環ライン５４の一部（例えば、再循環ライン５４のフィルタ５６の下流側）から、またはエッチングシステム５０からのソースの組合せから収集することができ、ここで、熱リン酸は、（例えば、エッチング、移送、フィルタリングなどを容易にするために比較的低粘度を維持するために）約１５０℃から約１８０℃の温度を維持する。ある実施では、熱リン酸は、濃リン酸（例えば、約８５％のＨ３ＰＯ４）である。サンプル１１２は、サンプリング場所（例えば第２の位置）における熱リン酸サンプルのリモート希釈、またはリン酸の流れを可能にするサンプリング場所と第１の位置との間の熱リン酸サンプルの熱制御された移送のうちの少なくとも１つ以上によって、リモートサンプリングシステム１０４から分析システム１０２まで移送される。実施において、リモート希釈および／または熱制御された移送は、システム１００の配管、バルブなどの比較的小さな流体流通路を通るリン酸サンプルの移送を容易にする。例えば、ある実施では、システム１００は、約０．１５ｍｍから約２．０ｍｍの内径を有する配管、バルブポートなどを含む。
[リモート希釈]
図２を参照すると、サンプル１１２を第２の位置（例えば、エッチングシステム５０に近接した位置）から第１の位置（例えば、分析システム１０２に近接した位置）まで移送するより前に、サンプル１１２をリモート希釈する実施例におけるシステム１００が示されている。分析システム１０２は、キャリア、希釈剤、および選択的に１つ以上の標準スパイクを、リモートサンプリングシステム１０４のサンプル準備デバイス１０８のバルブ１１０へ伝送する複数のポンプ（例えば、シリンジポンプ１１４、１１６、１１８、１２０）を含む。例えば、図示のように、分析システム１０２は、（例えば、キャリアライン１１５を通って）バルブ１１０にキャリアを供給するように構成されたキャリアポンプ１１４と、（例えば、希釈剤ライン１１７を通って）バルブ１１０に希釈剤を供給するように構成された希釈ポンプ１１６と、（要求により、標準ライン１１９を通って）バルブ１１０に標準スパイクを供給するように構成された標準ポンプ１１８と、リモートサンプリングシステム１０４内のエッチングシステム５０からサンプル１１２を引き込むように構成されたサンプルポンプ１２０とを含む。代わりに、システム１００は、エッチングシステム５０により供給される１つ以上の圧力によって（例えば、リン酸などの作動流体の化学的再循環の流れによって）、またはバルブ１１０に結合され、サンプル１１２をエッチングシステム５０からリモートサンプリングシステム１０４へ引き寄せるリモートサンプルポンプ１２１によって、エッチングシステム５０からサンプル１１２を取り出すことができる。実施において、バルブ１１０に入る前に、サンプル温度を制御するためにサンプル１１２は冷却される（例えば、同心円循環システム、熱電デバイスなどによって）。例えば、熱リン酸では、バルブ１１０に導入される前に、リン酸の温度は、約３０℃から約１００℃の温度まで冷却されても良い。このような温度では、サンプリングプロセスを妨害するサンプルゲルの形成または高粘度の濃リン酸の発生を防ぎながら、バルブシステム（例えば、フッ素ポリマバルブシステム）の損傷を避けることができる。
サンプル１１２がエッチングシステム５０から収集された場合（例えば、シリンジポンプ１２０、リモートサンプルポンプ１２１、エッチングシステム５０の圧力などによって）、サンプル１１２は、サンプル１１２が保持ループ１２２へ向かうことができるサンプリング構成におけるバルブ１１０により、バルブ１１０内に向かうことができる。次いで、バルブ１１０は、構成を、キャリアポンプ１１４、希釈ポンプ１１６、および標準ポンプ１１８が、キャリア、希釈剤、および標準のうち１つ以上をバルブ１１０に供給するように動作する移送構成に切り替えることができる。希釈ポンプ１１６が、希釈剤流体を希釈剤ライン１１７を通してバルブ１１０に供給するように動作する場合、システム１００は、サンプル１１２のインライン希釈を提供し、これにより、希釈剤流体は、（例えば、バルブ１１０の混合ポート、バルブ１１０の下流などによって）サンプルとインラインで混合することができる。同様に、サンプルへの標準液の導入は、標準ポンプ１１８の動作によるバルブ１１０におけるサンプルへの標準液のインライン導入によって行われる。ある実施では、バルブ１１０に供給されるキャリア、希釈剤、および標準液の量は、サンプル１１２の自動較正またはインライン希釈を提供するなどのように、（例えば、分析システム１０２のコントローラによって）分析的に決定され、これは、ユーザ入力、エッチングシステム５０に基づく品質制御パラメータ、またはそれらの組み合わせに基づくことができる。例えば、実施において、システム１００は、サンプルマトリクス（例えば、リン酸マトリクス、標準添加法（ＭＳＡ）スパイクなど）の中の分析システム１０２を自動的に較正し、または正確な測定のために内部標準を追加する。
次いで、サンプル１１２は、保持ループ１２２から移送されて、リモートサンプリングシステム１０４のバルブ１１０と分析システム１０２との間に結合されている移送ライン１２４に入る（実施において、これは移送ライン１２４に結合されたバルブ１１０の混合ポートを通しての希釈剤または標準液の追加を伴う）。例えば、ある実施では（例えばサンプル受け取り構成において）、移送ライン１２４は、リモートサンプリングシステム１０４のバルブ１１０と分析システム１０２のローカルサンプルバルブ１２６との間に結合され、ここで、余分な流体を除去して廃棄物１３６にすることができる。ローカルサンプルバルブ１２６は、（例えば、移送ライン１２４を通って）バルブ１１０とローカルサンプルバルブ１２６との間の、ローカルサンプルバルブ１２６から分析デバイス１２８までの、すすぎまたは清掃処置のための、などの流体を移送するための、分析システム１０２の１つ以上の追加ポンプ１３４（例えば、シリンジセット）に流体連通しているマルチポジションバルブであってもよい。ローカルサンプルバルブ１２６は、サンプル受け取り構成からサンプルが分析デバイス１２８に伝送されるサンプル移送構成に切り替えることができる。例えば、サンプル移送構成の場合、（キャリアポンプ１１４またはポンプ１３４のうちの１つ以上によって供給される）キャリアは、希釈されたサンプル（これは標準スパイクを含んでもよい）を分析デバイス１２８のＩＣＰ分析器の噴霧器へ伝送する。ある実施では、標準ポンプ１２０は、バルブ１１０から移送ライン１２４を通ってローカルサンプルバルブ１２６まで希釈されたサンプルを押す。実施において、分析デバイス１２８のすすぎ手順より前に、分析デバイス１２８へのサンプル伝送が先行してもよい。
[熱制御移送]
図３Ａおよび図３Ｂを参照すると、システム１００は、本開示の実施例に従った、リモートサンプリングシステム１０４と分析システム１０２との間の温度制御された移送ライン１２４を容易にする熱シース３００を含む。サンプルの温度は、リモートサンプリングシステム１０４と分析システム１０２との間の移送を容易にするようにまたは可能にするように制御することができる。例えば、熱リン酸では、熱シース３００は、移送ライン１２４を通る伝送の間、約３０℃から約１００℃の温度でリン酸を冷却または維持することができる。このような温度では、移送ライン１２４を通る移送プロセスを妨害するサンプルゲルの形成を防ぎおよび／または高粘度の濃リン酸を防ぎながら、システム１００のバルブの損傷を避けることができる。さらに、移送ライン１２４内のサンプルの粘度を制御することによって、システム１００は、サンプル流体の粘度が高すぎる場合などの、バルブ１１０からの不純物の抽出によるサンプル１１２への不純物の導入を避けることができる。
ある実施では、熱シース３００は、移送ライン１２４と接触する再循環流体によって熱制御を容易にするが、その中のサンプル１１２とは接触しない。例えば、図３Ｂに示すように、熱シース３００および移送ライン１２４は、内部領域にある移送ライン１２４および移送ライン１２４を取り囲む熱シース３００によって、同心の管を形成することができる。流体３０２（例えば、温度調節された再循環流体）は、移送ライン１２４を取り囲む環状領域３０４を通って流れ、移送ライン１２４内にあるサンプル１１２の温度制御を容易にする。ある実施では、熱シース３００内の流体３０２は、移送ライン１２４内のサンプル１１２の温度を熱的に調節するために正確な温度を維持するよう、再循環および制御することができる約５０℃から約１００℃の温度の水である。ある実施では、キャリアライン１１５、希釈剤ライン１１７、または標準ライン１１９のうちの１つ以上が、熱シース３００の環状領域３０４内に位置する。このような構成は、キャリア、希釈剤、および標準液をリモートバルブ１１０のサンプル１１２に導入する前に、キャリア、希釈剤、および標準液の温度制御を容易にすることができ、これにより正確な希釈倍率、混合条件などを提供することができる。ある実施では、１つ以上のキャリアライン１１５、希釈剤ライン１１７、または標準ライン１１９は、熱シースと別のシースによって支持される。
ある実施では、熱シース３００は、伝送ライン１２４と熱的に接触する熱伝導媒体によって温度制御を容易にする。例えば、熱シース３００は、移送ライン１２４内を流れるサンプル１１２の温度を熱的に調節するように、移送ライン１２４に接触または近接した熱伝導材料（例えば、セラミック材料、金属材料、セラミックと金属との組み合わせなど）を含むことができる。熱シース３００の温度を制御することにより、移送ライン１２４内を流れるサンプル１１２の温度を制御する。例えば、熱シース３００は、再循環流体に接触させて熱シース３００を熱的に調節することができ、熱シース３００は、熱電デバイスに結合させて熱シース３００を熱的に調節することができ、または、これらの組み合わせにより熱シース３００を熱的に調節することができる。
実施において、分析システム１０２は、分析デバイス１２８による分析の前に、分析システム１０２におけるサンプル１１２の自動希釈または較正を容易にするように、熱的に調節された移送ライン１２４から受け取ったサンプル１１２を保持するための、ローカルサンプルバルブ１２６に結合されたローカルサンプルループ１３０を含む。さらに、実施において、分析システム１０２は、分析システム１０２にローカルなサンプル１１２を収集するように構成されたサンプリングデバイス１３２を含んでもよい。
実施において、分析システム１０２は、複数のリモートサンプリングシステム１０４に結合される。例えば、ローカルサンプルバルブ１２６は、複数の熱的に調節された移送ライン１２４によって（例えば、移送ライン１２４は、熱シース３００によって熱的に調節されている）、複数のリモートサンプリングバルブ１１０と流体連通するマルチポジションバルブとして構成することができる。例えば、図４に示すように、ローカルサンプルバルブ１２６は、（例えば、分析システム１０２に近接している）第１の位置に配置され、および熱シース３００ａを有する第１の熱調節された移送ライン１２４ａによって第２の位置の第１のリモートサンプリングバルブ１１０ａと結合され、熱シース３００ｂを有する第２の熱調節された移送ライン１２４ｂによって第３の位置の第２のリモートサンプリングバルブ１１０ｂと結合され、および熱シース３００ｃを有する第３の熱調節された移送ライン１２４ｃによって第４の位置の第３のリモートサンプリングバルブ１１０ｃと結合されている。複数のリモートサンプリングバルブ（例えば、１１０ａ、１１０ｂ、および１１０ｃ）のそれぞれは、各エッチングシステム（５０ａ、５０ｂ、および５０ｃ）からサンプルを受け取るように構成され、分析システム１０２による分析のための複数のサンプルを提供する。３つのサンプルのシステムが示されているが、システム１００による分析のために、より少ないサンプルのシステムまたはより多いサンプルのシステムが存在することができると考えられる。このように、システム１００は、分析のために複数の準備サンプルを保持して、複数のリモート位置から複数のサンプルを収集することができる高い処理能力のシステムを提供するように構成することができる。
[シリコン製造プロセス条件の制御]
実施において、分析システム１０２によるサンプル１１２の分析は、エッチングシステム５０の１つ以上のプロセスデバイスの自動制御のためのデータをもたらすことができる。図５を参照すると、分析システム１０２は、エッチングシステム５０と通信可能に結合され、それによって、分析システム１０２によって提供されるデータは、エッチングシステム５０の１つ以上のプロセスデバイスの自動制御を容易にすることができる。例えば、再循環ライン５４内の作動流体（例えば、リン酸）の再循環の速度を制御するための再循環ポンプ５００（またはそのコントローラ）と、溶液槽５２の温度を制御するためのヒータ５０２（またはそのコントローラ）と、新鮮なリン酸が酸溶液槽５２に供給される速度を制御するためのポンプ５０４（またはそのコントローラ）などとを含むが、しかしこれに限定されないエッチングシステム５０の制御デバイスを自動的に操作する制御信号を提供するために、分析システム１０２は、１つ以上の通信プロトコルによって、１つ以上の元素（例えば、シリコン、タングステン、銅、チタンなど）、有機種、無機種などの濃度データを報告することができる。例えば、ある実施では、システム１００からウェットベンチシステム（例えば、エッチングシステム５０）へ提供されるフィードバックが、新鮮なリン酸の追加を自動的に制御して、酸溶液槽５２内のシリコン濃度を所望の濃度レベル（例えば、約５０ｐｐｍのＳｉ）に希釈する。さらに、半導体製品の生産速度をシリコン濃度と相関させて、酸溶液槽５２のシリコン濃度に基づいたピーク生産速度を決定することができるので、システム１００は、濃度データを利用してエッチングシステム５０の生産速度を制御することができる。
例えば、システム１００は、プロセッサおよびメモリを含むコンピューティングデバイスを含むことができる。プロセッサは、コンピューティングデバイスの処理機能を提供し、任意の数のプロセッサ、マイクロコントローラ、またはその他の処理システム、およびコンピューティングデバイスによってアクセスまたは生成されたデータおよびその他の情報を格納する常駐または外部のメモリを含んでもよい。プロセッサは、本明細書に記載の技術およびモジュールを実施する１つ以上のソフトウェアプログラムを実行することができる。プロセッサは、プロセッサを形成する材料またはプロセッサのなかで使用される処理機構によって限定されず、したがって、半導体および／またはトランジスタ（例えば、電子集積回路（ＩＣ））などを用いて実装されてもよい。
メモリは、ソフトウェアプログラムおよび前記のコードセグメント、またはプロセッサを指示するその他のデータ、および本明細書に記載の技術を実行するコンピューティングデバイスのその他の要素などのコンピューティングデバイスの動作に関連する様々なデータを記憶する記憶機能を提供するデバイス可読記憶媒体の一例である。単一のメモリが前述されているが、多種多様なタイプおよび組み合わせのメモリを使用することができる。メモリは、プロセッサと一体であっても、スタンドアロンメモリであっても、またはその両方の組み合わせであってもよい。メモリは、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュ（例えば、ＳＤカード、ｍｉｎｉ−ＳＤ、ｍｉｃｒｏ−ＳＤカード）、磁気、光学、ＵＳＢメモリデバイスなどのリムーバブルおよび非リムーバブルメモリ素子を含んでもよい。コンピューティングデバイスの具体例では、メモリは、ＳＩＭ（加入者識別モジュール）、ＵＳＩＭ（汎用加入者識別モジュール）、ＵＩＣＣ（汎用集積回路カード）などによって提供されるようなリムーバブルＩＣＣ（集積回路カード）メモリを含んでもよい。
コンピューティングデバイスは、コンピューティングデバイスのユーザに情報を表示するディスプレイを含む。具体例では、ディスプレイは、グラフィカルユーザインターフェースなどのテキストおよび／または画像情報を表示するように構成されたＣＲＴ（陰極線管）ディスプレイ、ＬＥＤ（発光ダイオード）ディスプレイ、ＯＬＥＤ（有機発光ダイオード）ディスプレイ、ＬＣＤ（液晶ダイオード）ディスプレイ、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）ＬＣＤディスプレイ、ＬＥＰ（発光ポリマ）またはＰＬＥＤ（ポリマ発光ダイオード）ディスプレイ、などを含んでもよい。ディスプレイは、暗い環境またはその他の低光環境で見ることができるように、バックライトを用いたバックライト付きのものであってもよい。
ディスプレイは、ユーザからの入力（例えば、データ、コマンドなど）を受け取るタッチスクリーンを備えてもよい。例えば、ユーザは、タッチスクリーンをタッチすることによって、および／またはタッチスクリーン上でジェスチャーを行うことによって、コンピューティングデバイスを操作してもよい。いくつかの具体例では、タッチスクリーンは、静電容量方式タッチスクリーン、抵抗膜方式タッチスクリーン、赤外線方式タッチスクリーン、これらの組み合わせなどであってもよい。コンピューティングデバイスは、１つ以上の入力／出力（Ｉ／Ｏ）デバイス（例えば、キーパッド、ボタン、ワイヤレス入力デバイス、サムホイール入力デバイス、トラックスティック入力デバイスなど）をさらに含んでもよい。Ｉ／Ｏデバイスは、マイクロフォン、スピーカなどの１つ以上の音声Ｉ／Ｏデバイスを含んでもよい。
コンピューティングデバイスはまた、コンピューティングデバイスが異なるデバイス間および／または１つ以上のネットワーク間でデータを送信／受信することを許容する通信機能を表す通信モジュールも含んでもよい。通信モジュールは、ブラウザ、送信器および／または受信器、データポート、ソフトウェアインターフェースおよびドライバ、ネットワークインターフェース、データ処理構成要素などを含む様々な通信要素および機能を表してもよいが、必ずしもこれに限定されない。
１つ以上のネットワークは、システム１００の構成要素および／またはエッチングシステム５０の構成要素の間で通信するための、独立にまたは組み合わせて用いられる様々な異なる通信経路およびネットワーク接続を表す。したがって、１つ以上のネットワークは、単一のネットワークまたは多数のネットワークを使用して実現した通信経路を表してもよい。さらに、１つ以上のネットワークは、様々な異なる種類のネットワークおよび接続を表し、それらは、インターネット、イントラネット、パーソナルエリアネットワーク（ＰＡＮ）、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）（例えばイーサネット）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、サテライトネットワーク、セルラネットワーク、モバイルデータネットワーク、有線および／または無線接続などを含むことが考えられるが、必ずしもこれに限定されない。
無線ネットワークの例は、８０２．１１または８０２．１６（Ｗｉ−Ｍａｘ）規格などの電気電子技術者協会（ＩＥＥＥ）の１つ以上の規格、Ｗｉ−Ｆｉアライアンスによって広められたＷｉ−Ｆｉ規格、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｓｐｅｃｉａｌ Ｉｎｔｅｒｅｓｔ Ｇｒｏｕｐによって広められたＢｌｕｅｔｏｏｔｈ規格などに従った通信用に構成されたネットワークを含むが、必ずしもこれに限定されない。汎用シリアルバス（ＵＳＢ）、シリアル接続などの有線通信も考えられる。
コンピューティングデバイスは、メモリに格納可能なユーザインターフェースおよびプロセッサによって実行可能なユーザインターフェースを含むものとして説明する。ユーザインターフェースは、ディスプレイによって、情報の表示およびコンピューティングデバイスのユーザへのデータを制御する機能を表す。いくつかの具体例では、ディスプレイは、コンピューティングデバイスに一体化されていなくてもよく、および汎用シリアルバス（ＵＳＢ）、イーサネット（登録商標）、シリアル接続などを使用して外部に代わりに接続してもよい。ユーザインターフェースは、ユーザがタッチスクリーンおよび／またはＩ／Ｏデバイスを使用して入力（例えば、サンプルの性質、所望の希釈倍率、スパイク手順など）を提供することによってコンピューティングデバイスの１つ以上のアプリケーションと情報をやりとりすることができるようにする機能を提供してもよい。例えば、ユーザインターフェースは、機能を希釈または温度の制御モジュールに表示して、前記ディスプレイまたは他のディスプレイの組み合わせによる表示のためのアプリケーションを構成するアプリケーションプログラムインターフェイス（ＡＰＩ）を生成させてもよい。具体例では、ＡＰＩは、分析のための所望の希釈倍率を提供するために、タッチスクリーンおよび／またはＩ／Ｏデバイスを用いて入力を提供することによってユーザがアプリケーションと情報をやりとりすることができるように、インライン希釈制御モジュール、エッチングプロセス制御モジュール、またはこれらの組み合わせのための機能をさらに表示してもよい。
インライン希釈制御モジュールおよび／またはエッチングプロセス制御モジュールは、メモリに格納可能およびプロセッサによって実行可能な、特定の操作または操作群を実行して、コンピューティングデバイスに機能を提供するためのソフトウェアを含んでもよい。インライン希釈制御モジュールは、例えば内部標準および／またはリモートサンプリングシステム１０４からのサンプルの希釈を制御する機能を提供する。例えば、インライン希釈制御モジュールは、システムの１つ以上のポンプによって供給されるキャリアおよび／または希釈剤の量を制御してもよい。エッチングプロセス制御モジュールは、エッチングシステムの作動流体内にある１つ以上の化学元素の濃度を制御するなどの、１つ以上のプロセス条件またはエッチングシステム５０のデバイスを制御する機能を提供する。例えば、エッチングプロセス制御モジュールは、酸溶液槽５２への熱リン酸のポンプの速度を制御してもよいし、酸溶液槽５２の温度、酸溶液槽５２へ供給される新鮮なリン酸のポンプの速度などを制御してもよいし、またはその中の化学元素（例えばシリコン）の制御された濃度を提供してもよい。
実施において、ユーザインターフェースは、（例えば、本明細書に記載の制御モジュールの機能を実行するための）ブラウザを含んでもよい。ブラウザは、コンピューティングデバイスが、Ｗｏｒｌｄ Ｗｉｄｅ Ｗｅｂ内のウェブページ、個人的なネットワーク内のウェブサーバによって提供されるウェブページなどの内容を表示し、およびその内容と情報をやりとりすることを可能にする。ブラウザは、様々な方法で構成されてもよい。例えば、ブラウザは、ユーザインターフェースによってアクセスされるインライン希釈制御モジュールまたはエッチングプロセス制御モジュールとして構成されてもよい。ブラウザは、十分なメモリ資源およびプロセッサ資源を有する完全な資源充実デバイス（例えば、スマートフォン、携帯情報端末（ＰＤＡ）など）によって使用するのに適したウェブブラウザであってもよい。
一般に、本明細書に記載された機能のいずれかは、ソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア（例えば固定論理回路）、手動処理、またはこれらの実施の組み合わせを使用して実施することができる。本明細書で使用される「モジュール」および「機能」という用語は、一般に、ソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア、またはそれらの組み合わせを表す。システム１００におけるモジュール間の通信は、例えば、有線接続、無線接続、またはいくつかのそれらの組み合わせであってもよい。例えば、ソフトウェア実施の場合、モジュールは、本明細書で説明するプロセッサなどのプロセッサ上で実行されたときに特定のタスクを実行する実行命令を表してもよい。プログラムコードは、１つ以上のデバイス読み取り可能な記憶媒体に格納することができ、その一例は、コンピュータデバイスに関連付けられたメモリである。
[結論]
主題は、構造的特徴および／またはプロセス動作に特有の言語で記載されているが、添付の特許請求の範囲において画定された主題は、必ずしも前記の特定の特徴または行為に限定されないことを理解すべきである。むしろ、前記の特定の特徴および行為は、特許請求の範囲の実施の形態の例として開示されたものである。

Claims (20)

  1. 第１の位置においてリン酸サンプルを集めるように構成されたリモートサンプリングシステムであって、リモートバルブに結合された保持ループを有する前記リモートバルブを含む前記リモートサンプリングシステムと、
    前記第１の位置から離れた第２の位置に配置されるように構成された分析システムであって、前記分析システムは、移送ラインによって前記リモートバルブに結合され、前記分析システムは、前記リン酸サンプルの１つ以上の成分の濃度を測定するように構成された分析デバイスを含み、および前記分析デバイスによる分析のためにサンプルを前記保持ループから前記移送ラインに導入するように構成された前記第２の位置のサンプルのポンプを含む前記分析システムと、
    を含むシステム。
  2. 前記リン酸サンプルは、前記第１の位置において約１５０℃から約１８０℃の温度を有する請求項１に記載のシステム。
  3. 前記分析システムは、前記移送ラインによって前記リモートバルブに結合され、および前記分析デバイスに結合されたローカルサンプルバルブをさらに含む請求項１に記載のシステム。
  4. 前記移送ラインの少なくとも一部を取り囲む熱シースをさらに含む請求項１に記載のシステム。
  5. 前記熱シースは、前記熱シースと前記移送ラインとの間の環状領域内にある温度調節された流体を含む請求項４に記載のシステム。
  6. 前記分析システムは、キャリア流体ラインによって前記リモートバルブに結合されたキャリアポンプ、希釈流体ラインによって前記リモートバルブに結合された希釈ポンプ、または標準流体ラインによって前記リモートバルブに結合された標準ポンプのうちの少なくとも１つを含む請求項１に記載のシステム。
  7. 前記移送ラインの少なくとも一部を取り囲む熱シースと、前記キャリア流体ライン、前記希釈流体ライン、または前記標準流体ラインのうちの少なくとも１つと、
    をさらに含む請求項６に記載のシステム。
  8. 前記熱シースは、前記熱シースと前記移送ラインとの間の環状領域内にある温度調節された流体を含む請求項７に記載のシステム。
  9. 前記キャリア流体ライン、前記希釈流体ライン、または前記標準流体ラインのうちの少なくとも１つは、前記熱シースと前記移送ラインとの間の環状領域内に配置される請求項７に記載のシステム。
  10. 前記分析システムと、第１の位置のリン酸エッチングシステムのヒータ、前記リン酸エッチングシステムのリン酸を再循環させるように構成された再循環ポンプ、または新鮮なリン酸を前記リン酸エッチングシステムに導入するように構成されたポンプのうちの１つ以上との間の制御信号を提供するように構成された通信可能結合をさらに含む請求項１に記載のシステム。
  11. 前記制御信号は、前記分析システムによって測定された前記リン酸サンプルの１つ以上の成分の濃度に基づく請求項１０に記載のシステム。
  12. 前記制御信号は、前記リン酸エッチングシステム中のシリコンの濃度を約５０ｐｐｍに維持するように構成された請求項１０に記載のシステム。
  13. リモートサンプリングシステムを使用して第１の位置においてリン酸サンプルを受け取る工程と、
    前記第１の位置から離れた第２の位置に配置されたポンプまたは前記第１の位置に配置されたローカルサンプルポンプの動作によって、前記リモートサンプリングシステムの保持ループに前記リン酸サンプルを導入する工程と、
    前記第２の位置に配置された第２のポンプの動作によって、前記リモートサンプリングシステムから移送ラインを通って前記第２の位置まで前記リン酸サンプルを移送する工程と、
    前記第２の位置の分析デバイスを用いて前記リン酸サンプル内の化学元素の濃度を測定する工程と、
    を含む方法。
  14. 前記リン酸サンプルは、前記第１の位置において約１５０℃から約１８０℃の温度を有する請求項１３に記載の方法。
  15. 前記第２の位置に配置された前記第２のポンプの動作によって、前記リモートサンプリングシステムから前記移送ラインを通って前記第２の位置まで前記リン酸サンプルを移送する工程の間、前記リン酸サンプルの温度を制御する工程をさらに含む請求項１３に記載の方法。
  16. 前記リン酸サンプルの温度を制御する工程は、前記リモートサンプリングシステムから前記移送ラインを通って前記リン酸サンプルを移送する工程を含み、前記移送ラインは、熱シース内に同心円状に配置される請求項１５に記載の方法。
  17. キャリア流体ライン、希釈流体ライン、または標準流体ラインのうちの少なくとも１つは、前記移送ラインと前記熱シースとの間の領域に配置される請求項１６に記載の方法。
  18. 前記リン酸サンプルを移送する工程の間前記リン酸サンプルの温度を制御する工程は、約３０℃から約１００℃の温度に前記リン酸サンプルを冷却する工程、または約３０℃から約１００℃の温度に前記リン酸サンプルを維持する工程のうちの少なくとも１つを含む請求項１５に記載の方法。
  19. 前記第１の位置のリン酸エッチングシステムのヒータ、前記リン酸エッチングシステムのリン酸を再循環させるように構成された再循環ポンプ、または前記リン酸エッチングシステムに新鮮なリン酸を導入するように構成されたポンプのうちの１つ以上に制御信号を供給する工程であって、前記制御信号は、前記第２の位置の前記分析デバイスを用いて測定された前記リン酸サンプル内の化学元素の濃度に基づく制御信号である工程をさらに含む請求項１３に記載の方法。
  20. 前記制御信号は、前記リン酸エッチングシステム中のシリコンの濃度を約５０ｐｐｍに維持するように構成された請求項１９に記載の方法。
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