JP2022019673A - 化学溶液供給システムおよび方法 - Google Patents

Abstract

【課題】システムの摩擦帯電量を適切に制御することにより、粉塵及び微粒子汚染の抑制する化学溶液供給システム及び化学溶液供給方法を提供する。【解決手段】化学溶液供給システム１０ａは、化学物質貯蔵タンク１００、管路１１０、ポンプ１２０、第１の静電プローブ１３０ａ、制御部１４０及び処理ツール１５０を含む。管路は、化学物質貯蔵タンクに接続される。ポンプは、管路に接続され、化学溶液を化学物質貯蔵タンクから管路に圧送する。第１の静電プローブは、ポンプに結合され、ポンプの静電電圧を測定する。制御部は、第１の静電プローブに結合され、第１の静電プローブから静電電圧の測定値を取得する。処理ツールは、エッチャーと、ウェットクリーナと、フォトリソグラフィシステムと、を含む。【選択図】図１

Description

半導体製造設備では、絶縁材料で形成される物品が他の絶縁材料に触れたり擦られたりすると、静電気放電（ＥＳＤ）につながる静電気は物品の表面に発生することが多い。静電気の蓄積は、摩擦帯電理論と呼ばれる現象によって発生することが多い。静電気が機械や作業者に放電すると、半導体ウェーハおよび処理ツールにダメージを与えたり、機械の作業者に怪我をしたりする可能性がある。そのため、半導体製造設備では、機械を接地したり、相対湿度を制御したり、電荷を接地できるようにわずかな導電性材料で壁面および床面の被覆を形成したりしてＥＳＤを制御する必要がある。摩擦帯電量を適切に制御することにより、粉塵および微粒子汚染の抑制も向上する。

本発明の態様は、添付図面を参照しながら、以下の詳細な説明から最もよく理解される。なお、業界の標準的技法に従って、様々な特徴が一定のスケールで描かれていないことに注意すべきである。実際、様々なフィーチャの寸法は、説明を明確にするために任意に増減できる。
本開示の１つ以上の実施形態の態様に係る化学溶液供給システムの概略図である。 本開示の１つ以上の実施形態の態様に係る化学溶液供給システムの概略図である。 本開示の１つ以上の実施形態の態様に係る化学溶液供給システムの概略図である。 本開示の１つ以上の実施形態の態様に係るポンプの一部の概略図である。 本開示の１つ以上の実施形態の態様に係る静電プローブの概略図である。 本開示の１つ以上の実施形態の態様に係る化学溶液供給方法を示すフローチャートである。 粒子と時間との関係を示すグラフである。

以下の開示は、提供された主題の異なる特徴を実施するための多くの異なる実施形態又は例を提供する。以下、本開示を簡略化するために、要素および配置の特定の例を説明する。もちろん、これらは、一例に過ぎず、これらに限定するものではない。例えば、以下の説明における第２の特徴の上方又は上の第１の特徴の形成は、第１と第２の特徴が直接接触して形成される実施形態を含んでもよく、また、第１と第２の特徴が直接接触しないように、追加の特徴が第１と第２の特徴の間に形成され得る実施形態を含んでもよい。また、本開示は、様々な例において符号及び／又は文字を繰り返してもよい。この繰り返しは、単純さと明快さを目的としており、それ自体では、説明した様々な実施形態及び／又は構成の間の関係を示すものではない。

さらに、本明細書では、「下方」、「下」、「下側」、「上方」、「上側」、「上」、「上の」等の空間的に相対的な用語は、図面に示すように、ある要素又は特徴と他の要素又は特徴との関係について説明するのに用いられる。空間的に相対的な用語は、図に示されている方向に加えて、使用中又は動作中の装置の異なる方向を包含することを意図している。装置は、他の方向に向けられてもよく（１００度または他の向きに回転されてもよい）、本明細書で使用される空間的に相対的な記述子は、同様にそれに応じて解釈され得る。

本明細書で使用される場合、「第１の」、「第２の」および「第３の」などの用語は、さまざまな要素、コンポーネント、領域、層および／またはセクションを説明するが、これらの要素、コンポーネント、領域、層および／またはセクションは、これらの用語によって制限されるべきではない。これらの用語は、ある要素、コンポーネント、領域、層又はセクションを別の要素、コンポーネント、領域、層又はセクションと区別するためにのみ使用することができる。本明細書で使用される場合、「第１の」、「第２の」、および「第３の」などの用語は、文脈によって明確に示されない限り、順序またはオーダーを意味するものではない。

フォトリソグラフィ、ウェットエッチング、洗浄などの半導体プロセスは、高度なプロセスノードにおいて高感度化が進む。フォトリソグラフィ、ウェットエッチング、洗浄に用いられる液体、溶媒、溶液は、金属粒子を抽出することができる。化学物質送達システムからの抽出金属は、プロセスの歩留まりに悪影響を与える重大なウェーハ欠陥を引き起こす可能性がある。いくつかの比較アプローチでは、このような歩留まりへの悪影響に対処するために、製造者は、金属製の管路をプラスチック製の管路などの絶縁性の管路に交換する。この変化により、プロセス化学物質から抽出される金属が減少される。

しかしながら、低導電性又は高抵抗の化学溶液を輸送又は送達する場合には、比較アプローチに伴い、静電気放電（ＥＳＤ）の懸念が高まる。このような化学溶液が輸送されると、ポンプおよび管路の壁境界で電荷の分離および蓄積が生じやすくなる。ポンプと管路での電荷の分離および蓄積の全体的なメカニズムは、静電気を生成する。また、輸送中に発生した静電気は、管路およびポンプにダメージを与え、漏れ経路を発生させるおそれがある。いくつかの比較アプローチでは、プラスチック管路内に金属粒子ではなく、絶縁性粒子が発生し、ウェーハの粒子汚染を引き起こす可能性がある。他の比較アプローチでは、化学溶液が可燃性である場合、静電気放電はさらに発火または爆発を引き起こす可能性があり、これは半導体製造設備に広範囲のダメージを引き起こす可能性がある。

そこで、本開示は、化学溶液供給システムおよび方法を提供する。化学溶液供給システムおよび方法は、静電気の計測、監視および制御に用いられる。いくつかの実施形態では、システムは、ライン測定および監視を実行するために、ポンプおよび管路に結合または採用された静電プローブを含む。いくつかの実施形態では、ポンプおよび管路に採用された静電プローブは、継続的な静電気測定を提供し、これは、外側環境への影響または人的ミスを軽減することができる。いくつかの実施形態では、本方法は、静電プローブによる測定値に従って、静電気発生を低減するために化学溶液供給システムのパラメータをさらに調整するかまたは同調させる。これにより、調整を迅速に行うことができ、したがって粒子汚染を軽減することができる。

図１－図３は、本開示の１つ以上の実施形態の様態に係る化学溶液供給システム１０ａ、１０ｂ、１０ｃの概略図である。なお、図１－図３において同一の要素には同一の符号を付し、簡潔にするために繰り返しの詳細は省略する場合がある。化学溶液供給システム１０ａ、１０ｂ、１０ｃは、化学物質貯蔵タンク１００を含む。化学物質貯蔵タンク１００は、１種類以上の化学溶液を貯蔵するように構成される。他の実施形態では、システム１０ａ、１０ｂ、１０ｃは、可変容量の化学物質貯蔵タンク１００（図示せず）を含んでもよい。いくつかの実施形態では、システム１０ａ、１０ｂ、１０ｃは、化学物質貯蔵タンク１００に貯蔵された化学溶液を混合するように構成されるミキサーをさらに含むことができる。

システム１０ａ、１０ｂ、１０ｃは、少なくとも、化学物質貯蔵タンク１００に接続された管路１１０と、管路１１０に接続されたポンプ１２０とを含む。なお、システム１０ａ、１０ｂ、１０ｃが供給する化学溶液に応じて、化学溶液は、管路１１０に供給される前に、前述のミキサーによって混合される。いくつかの別の実施形態では、システム１０ａ、１０ｂ、１０ｃは、化学溶液を貯蔵し、化学溶液を混合せずに管路１１０に供給することができる。

いくつかの実施形態では、管路１１０は、絶縁材料を含む。いくつかの実施形態では、管路１１０は、絶縁材料で形成される。いくつかの実施形態では、絶縁材料は、実質的にパーフルオロアルコキシ（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、非爆発性ポリフルオロアルコキシ（ＮＥ―ＰＦＡ）、および帯電防止ポリフルオロアルコキシ（ＡＳ―ＰＦＡ）で構成される群から選択される。他の実施形態では、管路１１０の少なくとも内面は、絶縁材料を含む。例えば、管路１１０の内面全体を覆うようにライナーを形成することができる。いくつかの実施形態では、ライナーは、例えば、ＰＴＦＥ、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）などを含むことができるが、これらに制限されない。

いくつかの実施形態では、システム１０ａ、１０ｂ、１０ｃは、他のコンポーネントを含んでもよい。例えば、コンポーネントは、フィルター（図示せず）および弁１１２を含むことができる。弁１１２は、化学溶液の流れを制御するのに役立つ。例えば、弁１１２は、逆流を防止するのに役立つ。いくつかの実施形態では、弁１１２は、サックバック弁であってもよい。いくつかの実施形態では、弁１１２は、逆止弁であってもよい。いくつかの実施形態では、弁１１２は、管路１１０にトラップされたガスを放出するための機構を含む。いくつかの実施形態では、弁１１２は、電子制御弁である。いくつかの実施形態では、弁１１２は、制御部１４０に電気的に接続され、制御部１４０によって操作される。

本開示の１つ以上の実施形態の態様に係るポンプ１２０の一部の概略図である図４を参照されたい。ポンプ１２０は、配管１１０に接続され、化学物質貯蔵タンク１００から化学溶液を管路１１０に圧送するように構成される。いくつかの実施形態では、ポンプ１２０は、ポンプ本体１２１、右ヘッド１１２Ｒ、左ヘッド１２２Ｌ、アセンブリベローズ１２３、シャフト１２４、シャフトシール１２４Ｓと、チェックシート１２５、チェックケージ１２６、チェックボール１２７、チェックプラグ１２８を含む。いくつかの実施形態では、ポンプ１２０は、抽出可能な金属イオン汚染を低減するポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を含むことができる。チェックボール１２７は、ポンプ１２０内の移動要素であってもよい。なお、摩擦電気は移動要素によって生成されるため、チェックボール１２７は静電気放電を引き起こす可能性が高いことを理解されたい。

システム１０ａ、１０ｂ、１０ｃは、ポンプ１２０に結合され、かつポンプ１２０の静電電圧を測定するように構成される静電プローブ１３０ａをさらに含む。いくつかの実施形態では、静電プローブ１３０ａは、チェックボール１２７などの移動要素の近くに採用される。上述したように、移動要素であるチェックボール１２７は、静電気放電を引き起こす可能性が最も高いので、静電プローブ１３０ａは、図４に示すように、チェックボール１２７の近くでポンプ１２０に結合することができる。いくつかの実施形態では、静電プローブ１３０ａがチェックボール１２７に近接するので、最高の静電電圧を正確で迅速に測定することができる。

本開示の１つ以上の実施形態の態様に係る静電プローブの概略図である図５を参照されたい。いくつかの実施形態では、図４および図５に示すように、静電プローブ１３０ａは、チェックプラグ１２８と一体化されてもよい。このような実施形態では、静電プローブ１３０ａをチェックプラグ１２８で囲むことができる。いくつかの実施形態では、静電プローブ１３０ａは、絶縁性封止部１３２と、絶縁封止部１３２に囲まれる導電部１３４とを含むことができる。絶縁封止部１３２は、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＮＥ―ＰＦＡ、ＡＳ―ＰＦＡなどの絶縁材料を含むことができるが、本開示は、これに限定されるものではない。導電部１３４の幅は、チェックプラグ１２８の幅よりも小さいか、絶縁封止部１３２の幅よりも小さいので、導電部１３４の側壁をチェックプラグ１２８で保護したり、絶縁封止部１３２で保護したりすることができる。絶縁封止部１３２の長さと導電部１３４の長さとの比は、ポンプ１２０内の化学溶液の液体流量に応じて調整することができる。

また、静電プローブ１３０ａの導電部１３４の端部１３６―１は、ポンプ１２０内の化学溶液と接触し、ポンプ１２０の静電電圧を測定するために、チェックプラグ１２８から露出してもよく、絶縁封止部１３２から露出してもよい。静電プローブ１３０ａの導電部１３４の他端１３６―２は、プリアンプ１３８に電気的に接続されてよい。プリアンプ１３８は、弱い電気信号を更なる処理に十分な強度の出力信号に変換する電子アンプである。いくつかの実施形態では、防爆コネクタおよび防爆ケーブルを使用して、静電プローブ１３０ａの導電部１３４の端部１３６－２をアンプ１３８に電気的に接続することができるが、本開示は、これに限定されるものではない。

システム１０ａ、１０ｂ、１０ｃは、静電プローブ１３０ａに結合された制御部１４０をさらに含み、制御部は、静電プローブ１３０ａから静電電圧を取得するように構成される。いくつかの実施形態では、制御部１４０は、ポンプ１２０に電気的に接続され、ポンプ１２０の少なくともパラメータを調整するように構成される。いくつかの実施形態では、制御部１４０は、静電プローブ１３０ａから信号（すなわち、ポンプの静電電圧を示す信号）を受信し、取得した静電電圧に応じてポンプ１２０のパラメータを調整するための信号を送信する。ポンプ１２０のパラメータは、液体馬力、ポンプ動作速度、および周波数を含むことができる。いくつかの実施形態では、ポンプ１２０の静電電圧が、例えば、限定されないが、約５ＫＶよりも大きい場合、制御部１４０は、液体馬力、ポンプ動作速度、および／または周波数を低減するための信号を送信することができる。いくつかの実施形態では、ポンプ１２０の静電電圧が、例えば、限定されないが、約５ＫＶ－１０ＫＶよりも大きい場合、制御部１４０は、液体馬力、ポンプ動作速度、および／または周波数を低減するための信号を送信することができる。いくつかの比較アプローチでは、ポンプ１２０の静電電圧が約５ＫＶ未満であるときに制御部１４０が信号を送信する場合、システム１０ａは非常に敏感であるため、誤警報がトリガーされる可能性がある。他の比較アプローチでは、ポンプ１２０の静電電圧が約１０ＫＶよりも大きいときに制御部１４０が信号を送信する場合、静電気のリスクが時間内に検出されない可能性がある。

図２を参照すると、いくつかの実施形態では、システム１０ｂは、静電プローブ１３０ａおよび静電プローブ１３０ｂを含む。静電プローブ１３０ａおよび静電プローブ１３０ｂは、いずれも制御部１４０に結合される。静電プローブ１３０ａはポンプ１２０に結合され、静電プローブ１３０ｂは管路１１０の内側に結合される。上記のように、静電プローブ１３０ａは、ポンプ１２０の静電電圧を測定し、そのような測定を制御部１４０に提供するように構成される。静電プローブ１３０ｂは、管路１１０内の静電電圧を測定し、制御部１４０に提供するように構成される。いくつかの実施形態では、静電プローブ１３０ｂは、管路１１０の内面に取り付けられ、化学溶液が通過するときの管路１１０の内側の静電電圧を測定および監視するために使用される。静電プローブ１３０ｂは、接着剤層（図示せず）によって管路１１０の内面に取り付けられてよいが、本開示はそれに限定されない。いくつかの実施形態では、プリアンプ（図示せず）は、静電プローブ１３０ｂと制御部１４０との間に配置され、電気的に接続されてよく，これにより弱い電気信号は、更なる処理のために十分に強い出力信号に増幅されてよい。いくつかの実施形態では、静電プローブ１３０ｂは、図５に示すように、絶縁封止部１３２と導電部１３４とを含むことができる。したがって、簡潔にするために、これらの詳細な説明は省略する。

図３を参照すると、いくつかの実施形態では、システム１０ｃは、静電プローブ１３０ａと、静電プローブ１３０ｂと、静電プローブ１３０ｃとを含む。静電プローブ１３０ａ、静電プローブ１３０ｂおよび静電プローブ１３０ｃのそれぞれは、制御部１４０に結合される。静電プローブ１３０ａはポンプ１２０に結合され、静電プローブ１３０ｂは管路１１０の内側に結合され、静電プローブ１３０ｃは管路１１０の外側に結合される。静電プローブ１３０ａは、ポンプ１２０の静電電圧を測定して制御部１４０に供給するように構成され、静電プローブ１３０ｂは、管路１１０の内側の静電電圧を測定して制御部１４０に供給するように構成され、静電プローブ１３０ｃは、管路１１０の外側の静電電圧を測定して制御部１４０に供給するように構成される。いくつかの実施形態では、静電プローブ１３０ｃは、管路１１０の外表面に配置され、管路１１０の外側の静電電圧を測定および監視するために用いられる。上述したように、静電プローブ１３０ｂは、接着剤層（図示せず）によって管路１１０の内面に取り付けられてよいが、本開示はそれに限定されない。静電プローブ１３０ｃと管路１１０の外表面との間には、距離Ｈを規定することができる。いくつかの実施形態では、距離Ｈは、約５ｍｍから約１０ｍｍの間であることができる。いくつかの比較アプローチでは、距離Ｈが約５ｍｍ未満または約１０ｍｍを超えると、測定に悪影響が及ぶことが見つけられる。いくつかの実施形態では、プリアンプ（図示せず）は、静電プローブ１３０ｃと制御部１４０との間に配置され、電気的に接続されてよく，これにより弱い電気信号は、更なる処理のために十分に強い出力信号に増幅されてよい。

本開示の１つ以上の実施形態の態様に係る化学溶液２０の供給方法を示すフローチャートである図６を参照されたい。化学溶液２０の供給方法は、複数の動作（２０１、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６）を含む。化学溶液２０の供給方法は、１つ以上の実施形態に従ってさらに説明される。化学溶液２０の供給方法の動作は、様々な態様の範囲内で再配置されるか、さもなければ修正されてよいことに留意されたい。なお、化学溶液２０の供給方法の前、中、および後に追加のプロセスを提供することができ、他のいくつかのプロセスを本明細書で簡単に説明することができる。したがって、本明細書に記載の様々な態様の範囲内で他の実装が可能である。

いくつかの実施形態では、化学溶液２０の供給方法は、まず、処理ツールに結合された化学物質供給システムを設ける動作２０１から開始することができる。方法２０は、少なくとも静電プローブを化学物質供給システムのポンプに設ける動作２０２に進む。方法２０は、化学溶液をポンプによって管路を介して処理ツールに提供する動作２０３に進む。方法２０は、ポンプの静電電圧を静電プローブによって測定し、そのような測定値を制御部に提供する動作２０４に進む。方法２０は、ポンプの静電電圧に応じて制御部によってポンプのパラメータを調整する動作２０５を継続する。

いくつかの実施形態では、動作２０１では、化学物質供給システムが設けられ、処理ツールに結合される。図１－図３を参照すると、化学物質供給システムは、化学溶液供給システム１０ａ、１０ｂ、１０ｃを含むことができる。いくつかの実施形態では、図１－図３に示すように、化学溶液供給システム１０ａ、１０ｂ、１０ｃは、処理ツール１５０に結合される。いくつかの実施形態では、処理ツール１５０は、エッチャーと、ウェットクリーナと、フォトリソグラフィシステムとを含む。いくつかの実施形態では、ウェーハの表面に化学溶液を分注するための分注装置は、化学溶液供給システム１０ａ、１０ｂ、１０ｃと処理ツール１５０との間に配置され、それらに結合される。いくつかの実施形態では、分注装置は、フォトリソグラフィシステムに用いることができる。このような実施形態では、化学溶液は、ウェーハの表面へのスピンコーティングに適する。例えば、化学溶液は、底部反射防止膜（ＢＡＲＣ）用溶液と、ウェーハ表面とフォトレジストとの密着性を向上させるプライマーなどのプライマー溶液とを含んでもよい。いくつかの実施形態では、化学溶液は、フォトレジストを含んでもよい。いくつかの実施形態では、化学溶液は、酢酸ｎ―ブチル（ＮＢＡ）（導電率：４３００ｐｓ／ｍ）などのフォトレジスト現像剤を含んでもよい。他の実施形態では、化学溶液は、半導体プロセスにおいて一般的に用いられる低導電率の有機溶液を含む。例えば、化学溶液は、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）（導電率：３×１０^４ｐｓ／ｍ）、メチルピロリドン（ＮＭＰ）（導電率：２×１０^６ｐｓ／ｍ）などを含んでもよい。

動作２０２では、少なくとも静電プローブが設けられ、化学溶液供給システム１０ａ、１０ｂ、１０ｃに結合される。いくつかの実施形態では、図１に示すように、システム１０ａのポンプ１２０には、静電プローブ１３０ａが接続される。いくつかの実施形態では、図２に示すように、静電プローブ１３０ａはポンプ１２０に結合され、静電プローブ１３０ｂはシステム１０ｂの管路１１０の内側に結合される。他の実施形態では、図３に示すように、静電プローブ１３０ａはポンプ１２０に結合され、静電プローブ１３０ｂは管路１１０の内側に結合され、静電プローブ１３０ｃはシステム１０ｃの管路１１０の外側に結合される。図４に示すように、いくつかの実施形態では、静電プローブ１３０ａは、ポンプ１２０のチェックボール１２７などの移動要素に近接して結合又は採用されることが好ましい。いくつかの実施形態では、静電プローブ１３０ａは、ポンプ１２０のチェックボール１２７に近接するチェックプラグ１２８と一体化することができる。

動作２０３では、化学溶液は、ポンプ１２０によって管路１１０を介して処理ツール１５０に供給される。いくつかの実施形態では、図１－図３に示すように、化学溶液は、ポンプ１２０によって化学物質貯蔵タンク１００から管路１１０に圧送される。

動作２０４では、ポンプ１２０の静電電圧は、静電プローブ１３０ａによって測定され、そのような測定は、化学溶液の圧送中に制御部１４０に提供される。上述したように、チェックボール１２７は静電気放電を引き起こす可能性が最も高いので、チェックボール１２７に近接する静電プローブ１３０ａは、最高の静電電圧を正確で迅速に測定することができる。このような実施形態では、図１に示すように、ポンプ１２０の静電電圧の測定値は、制御部１４０に同時に提供することができる。

いくつかの実施形態では、動作２０４において、静電プローブ１３０ｂはまた、管路１１０の内側の静電電圧を測定するために用いられる。また、管路１１０の内側の静電電圧の測定値は、化学溶液の圧送中に静電プローブ１３０ｂによって制御部１４０に提供される。このような実施形態では、図２に示すように、ポンプ１２０の静電電圧の測定値および管路１１０の内側の静電電圧の測定値は、制御部１４０に同時に提供することができる。

いくつかの実施形態では、制御部１４０において、重み値は、ポンプ１２０の静電電圧の測定値を受信し、管路１１０の内側の静電電圧の測定値を受信した後に提供することができる。いくつかの実施形態では、重み値は、プロセス監視要件に応じて、ポンプ１２０または管路１１０の内側への影響を増幅させることができる。他の実施形態では、重み値は、プロセス監視要件に応じて、ポンプ１２０または管路１１０の内側への影響またはノイズを低減することができる。

いくつかの実施形態では、動作２０４において、静電プローブ１３０ｃはまた、管路１１０の外側の静電電圧を測定するために用いられる。また、管路１１０の外側の静電電圧の測定値は、化学溶液の圧送中に静電プローブ１３０ｃによって制御部１４０に提供される。このような実施形態では、図３に示すように、ポンプ１２０の静電電圧の測定値、管路１１０の内側の静電電圧の測定値、および管路１１０の外側の静電電圧の測定値は、制御部１４０に同時に提供される。

いくつかの実施形態では、制御部１４０において、重み値は、ポンプ１２０の静電電圧の測定値、管路１１０の内側の測定値の静電電圧、および管路１１０の外側の静電電圧の測定値を受信した後に提供することができる。いくつかの実施形態では、重み値は、プロセス監視要件に応じて、ポンプ１２０、管路１１０の内側、または管路１４０の外側への影響を増幅させることができる。他の実施形態では、重み値は、プロセス監視要件に応じて、ポンプ１２０、管路１１０の内側、または管路１１０の外側への影響またはノイズを低減することができる。

動作２０５では、ポンプ１２０のパラメータは、制御部１４０によって調整される。いくつかの実施形態では、図１に示すように、ポンプ１２０のパラメータは、システム１０ａの静電プローブ１３０ａから得られたポンプ１２０の静電電圧の測定値に応じて、制御部１４０によって調整される。いくつかの実施形態では、ポンプ１２０のパラメータは、液体馬力、ポンプ動作速度、および周波数を含む。例えば、ポンプ１２０の静電電圧が約５ＫＶよりも大きい場合、制御部１４０は、ポンプ１２０の液体馬力、ポンプ動作速度、および／または周波数を低減するための信号を送信することができる。例えば、ポンプ１２０の静電電圧が約５ＫＶ－１０ＫＶである場合、制御部１４０は、ポンプ１２０の液体馬力、ポンプ動作速度、および／または周波数を低減するための信号を送信することができる。

いくつかの実施形態では、図２に示すように、ポンプ１２０のパラメータは、動作２０５で静電プローブ１３０ａから得られたポンプ１２０の静電電圧の測定値とシステム１０ｂの静電プローブ１３０ｂから得られた管路１１０の内側の静電電圧の測定値に従って、制御部１４０によって調整するかまたは同調させることができる。

いくつかの実施形態では、動作２０５において、図３に示すように、ポンプ１２０のパラメータは、静電プローブ１３０ａから得られたポンプ１２０の静電電圧の測定値と、静電プローブ１３０ｂから得られた管路１１０の内側の静電電圧の測定値と、システム１０ｃの静電プローブ１３０ｃから得られた管路１１０の外側の静電電圧の測定値に従って、制御部１４０によって調整するかまたは同調させることができる。

いくつかの実施形態では、ポンプ１２０のパラメータを低減することにより、化学溶液の圧送中に生成される静電気を低減することができる。ポンプ内の静電気が低減するため、粒子の問題を軽減することができる。粒子と時間との関係を示すグラフである図７を参照されたい。いくつかの実施形態では、静電気放電により粒子が生成され、粒子が処理対象のウェーハに落下する可能性があるため、粒子の汚染が検出される。いくつかの実施形態では、ウェーハ上に検出された粒子量の上限は、許容誤差と呼ばれることがある。ウェーハ上で検出された粒子量が許容誤差を超えると、粒子汚染が発生したと判断される。図７に示すように、時刻Ａの前に、ウェーハは粒子に汚染される可能性がある。粒子量は静電気と相関関係があるため、静電気が減少すると、粒子量は実質的に減少する。そのような粒子汚染の問題を軽減するために、制御部１４０が静電プローブ１３０ａからポンプ１２０の静電電圧の測定値を受信するとき、制御部１４０は、ポンプ１２０内の静電気を低減することができるように、ポンプ１２０のパラメータを調整するかまたは同調させることができる。図７に示すように、いくつかの実施形態では、制御部１４０は、静電プローブ１３０ａからポンプ１２０の静電電圧の測定値を受信し、時間Ａにおける液体馬力、ポンプ動作速度、および／またはポンプ１２０の周波数を低減することができる。その結果、図７に示すように、ポンプ１２０内の静電気が低減し、時間Ａ後に粒子量が減少する。

また、静電プローブ１３０ａはポンプ１２０に結合されるため、ポンプ１２０で発生した静電気を継続的に監視することができ、ポンプ１２０の調整を迅速に行うことができる。

管路１１０の外側からの火花は、溶媒を含む環境で可燃性液体に点火し、半導体製造設備で火災または爆発を引き起こす可能性があることが知られている。火災または爆発の原因としては、管路１１０の壁を通る静電気放電によって引き起こされる可燃性化学物質の漏れと、管路１１０の外側からの静電気放電との２つがあることも知られている。

いくつかの実施形態では、管路１１０の内側に結合される静電プローブ１３０ｂは、管路１１０内の静電電圧を監視する。したがって、粒子の問題をさらに軽減することができる。このような実施形態では、管路１１０内の漏れ経路を軽減することができる。管路１１０内で発生した静電気が漏れ経路を引き起こす可能性があることが知られている。したがって、静電プローブ１３０ｂは、管路１１０の内部の静電電圧を測定し、そのような測定値を制御部１４０に提供するので、管路１１０の内側の状態を監視することができ、したがって、漏れ経路の問題を軽減することができる。また、管路１１０の壁を通る静電気放電によって引き起こされる漏れ経路による火災のリスクを低減することができる。

管路１１０の外側に結合された静電プローブ１３０ｃは、管路１１０の外面の静電電圧を監視する。そのような実施形態では、制御部１４０が、静電プローブ１３０ｃから管路１１０の外側の静電電圧の測定値を受信するとき、制御部１４０は、ポンプ１２０内の静電気を低減することができるように、ポンプ１２０のパラメータを調整するかまたは同調させることができる。他の実施形態では、制御部１４０は、警報を送信することができる。静電プローブ１３０ｃは、管路１１０の外側の静電電圧を測定し、静電電圧の測定値を制御部１４０に提供するので、管路１１０の外側の状態を監視することができる。さらに、管路１１０の外側からの静電気放電による火災のリスクを低減することができる。

そこで、本開示は、化学溶液供給システムおよび方法を提供する。化学溶液供給システムおよび方法は、静電気を測定および制御することに用いられる。いくつかの実施形態では、システムは、ライン測定および監視を提供するために、ポンプおよび管路に結合または採用された静電プローブを含む。いくつかの実施形態では、ポンプおよび管路に採用された静電プローブは、継続的な静電気測定を提供するため、外側環境への影響または人的ミスを軽減することができる。いくつかの実施形態では、本方法は、静電プローブによる測定値に従って、静電気発生を低減するために化学溶液供給システムのパラメータをさらに調整するかまたは同調させる。これにより、調整を迅速に行うことができ、したがって粒子汚染を軽減することができる。

いくつかの実施形態では、化学溶液供給システムが設けられる。本システムは、化学物質貯蔵タンク、管路、ポンプ、第１の静電プローブ、および制御部を含む。管路は化学物質貯蔵タンクに接続される。ポンプは管路に接続され、化学溶液を化学物質貯蔵タンクから管路に圧送するように構成される。第１の静電プローブはポンプに結合され、ポンプの静電電圧を測定するように構成される。制御部は、第１の静電プローブに結合され、第１の静電プローブから静電電圧の測定値を取得するように構成される。

いくつかの実施形態では、ポンプは少なくとも移動要素を含み、第１の静電プローブが移動要素の近くに採用される。いくつかの実施形態では、移動要素は、チェックボールを含む。いくつかの実施形態では、前記システムは、前記制御部および前記管路の内側に接続される第２の静電プローブをさらに含む。第２の静電プローブは、管路内の静電電圧を測定し、そのような測定値を制御部に提供するように構成される。いくつかの実施形態では、前記システムは、前記制御部および前記管路の外側に接続される第３の静電プローブをさらに含む。第３の静電プローブは、管路外の静電電圧を測定し、そのような測定値を制御部１４０に提供するように構成される。いくつかの実施形態では、制御部は、少なくともポンプのパラメータを調整するように構成される。いくつかの実施形態では、パラメータは、液体馬力、ポンプ動作速度、および周波数を含む。いくつかの実施形態では、管路は、絶縁材料を含む。いくつかの実施形態では、絶縁材料は、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＮＥ―ＰＦＡ、ＡＳ―ＰＦＡから選択される。

いくつかの実施形態では、化学溶液供給方法が提供される。本方法は、以下の動作を含む。第１の静電プローブは、化学物質供給システムに設けられる。いくつかの実施形態では、化学物質供給システムは、化学物質貯蔵タンク、管路、化学物質貯蔵タンクおよび管路に接続されるポンプ、ポンプに接続される第１の静電プローブ、第１の静電プローブに接続される制御部を含む。化学溶液は、ポンプによって化学物質貯蔵タンクから管路に圧送される。ポンプの静電電圧は、化学溶液の圧送中に第１の静電プローブによって測定され、そのような測定値は制御部に提供される。ポンプのパラメータは、ポンプの静電電圧の測定値に応じて制御部によって調整される。

いくつかの実施形態では、ポンプのパラメータの調整は、ポンプの静電電圧が５ＫＶを超える場合に実行される。いくつかの実施形態では、パラメータは、液体馬力、ポンプ動作速度、および周波数を含む。

いくつかの実施形態では、本方法は以下の動作をさらに含む。第２の静電プローブは管路の内側に設けられる。管路内側の静電電圧は、化学溶液の圧送中に第２の静電プローブによって測定され、そのような測定値が制御部に提供される。ポンプのパラメータは、ポンプの静電電圧の測定値と管路内側の静電電圧の測定値とに応じて、制御部によって調整される。

いくつかの実施形態では、本方法は以下の動作をさらに含む。管路の外側には、第３の静電プローブが設けられる。管路外側の静電電圧は、化学溶液の圧送中に第３の静電プローブによって測定され、そのような測定値が制御部に提供される。ポンプのパラメータは、ポンプの静電電圧の測定値と、管路内側の静電電圧の測定値と、管路外側の静電電圧の測定値とに応じて、制御部によって調整される。

いくつかの実施形態では、化学溶液供給方法が提供される。本方法は、以下の動作を含む。処理ツールに結合される化学物質供給システムが提供される。化学物質供給システムは、管路、管路に接続されるポンプ、および制御部を含む。ポンプに第１の静電プローブが設けられる。ポンプにより管路を介して処理ツールに化学溶液を提供する。ポンプの静電電圧は、化学溶液を処理ツールに提供する際に第１の静電プローブによって測定され、そのような測定値は制御部に提供される。ポンプのパラメータは、ポンプの静電電圧の測定値に応じて制御部によって調整される。

いくつかの実施形態では、ポンプのパラメータの調整は、ポンプの静電電圧が約５ＫＶを超える場合に実行される。いくつかの実施形態では、パラメータは、液体馬力、ポンプ動作速度、および周波数を含む。いくつかの実施形態では、処理ツールは、エッチャーと、ウェットクリーナと、フォトリソグラフィシステムとを含む。

いくつかの実施形態では、本方法は以下の動作をさらに含む。第２の静電プローブは管路の内側に設けられる。管路内側の静電電圧は、化学溶液を処理ツールに提供する際に第２の静電プローブによって測定され、そのような測定値が制御部に提供される。ポンプのパラメータは、ポンプの静電電圧の測定値と管路内側の静電電圧の測定値とに応じて、制御部によって調整される。

いくつかの実施形態では、本方法は以下の動作をさらに含む。管路の外側には、第３の静電プローブが設けられる。管路外側の静電電圧は、化学溶液を処理ツールに提供する際に第３の静電プローブによって測定され、そのような測定値が制御部に提供される。ポンプのパラメータは、ポンプの静電電圧の測定値と、管路内側の静電電圧の測定値と、管路外側の静電電圧の測定値とに応じて、制御部によって調整される。

前述は、当業者が本開示の態様をよりよく理解できるように、いくつかの実施形態の特徴を概説している。当業者であれば、本明細書に導入された実施形態の同じ目的を実行し、及び／又は同じ利点を達成するための他のプロセス及び構造を設計又は修正するための基礎として本開示を容易に使用できることを理解できる。当業者であれば、またそのような同等の構造が本開示の精神および範囲から逸脱せず、本開示の精神および範囲から逸脱することなく本明細書において様々な変更、置換、および改変を行うことができることを理解できる。

Claims (20)

1. 化学物質貯蔵タンクと、
   前記化学物質貯蔵タンクに接続される管路と、
   前記管路に接続され、化学溶液を前記化学物質貯蔵タンクから前記管路に圧送するように構成されるポンプと、
   前記ポンプに結合され、前記ポンプの静電電圧を測定するように構成される第１の静電プローブと、
   前記第１の静電プローブに結合され、前記第１の静電プローブから静電電圧の測定値を取得するように構成される制御部と、を含む化学溶液供給システム。
2. 前記ポンプは、少なくとも移動要素を含み、前記第１の静電プローブは移動要素の近くに採用される、請求項１に記載のシステム。
3. 前記移動要素は、チェックボールを含む、請求項２に記載のシステム。
4. 前記制御部および前記管路の内側に接続され、前記管路の内側の静電電圧の測定値を前記制御部に提供するように構成される第２の静電プローブをさらに含む、請求項１に記載のシステム。
5. 前記制御部および前記管路の外側に接続され、前記管路の外側の静電電圧の測定値を前記制御部に提供するように構成される第３の静電プローブをさらに含む、請求項１に記載のシステム。
6. 前記制御部は、少なくとも前記ポンプのパラメータを調整するように構成される、請求項１に記載のシステム。
7. 前記パラメータは、液体馬力、ポンプ動作速度、および周波数を含む、請求項６に記載のシステム。
8. 前記管路は絶縁材料を含む、請求項１に記載のシステム。
9. 前記絶縁材料は、実質的にパーフルオロアルコキシ（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、非爆発性ポリフルオロアルコキシ（ＮＥ―ＰＦＡ）、及び帯電防止ポリフルオロアルコキシ（ＡＳ―ＰＦＡ）で構成される群から選択される、請求項８に記載のシステム。
10. 化学物質供給システムに第１の静電プローブを設けることと、ここで前記化学物質供給システムは、化学物質貯蔵タンク、管路、前記化学物質貯蔵タンクおよび前記管路に接続されるポンプ、前記ポンプに接続される第１の静電プローブ、前記第１の静電プローブに接続される制御部を含み、
    化学溶液を前記ポンプによって前記化学物質貯蔵タンクから前記管路に圧送することと、
    前記化学溶液の圧送中に前記第１の静電プローブによって前記ポンプの静電電圧の測定値を制御部に提供することと、
    前記ポンプのパラメータを前記ポンプの静電電圧の測定値に応じて前記制御部によって調整することとを含む、化学溶液供給方法。
11. 前記ポンプのパラメータの調整をポンプの静電電圧が約５ＫＶを超える場合に実行する、請求項１０に記載の方法。
12. 前記パラメータは、液体馬力、ポンプ動作速度、および周波数を含む、請求項１０に記載の方法。
13. 第２の静電プローブを前記管路の内側に設けることと、
    前記化学溶液の圧送中に、第２の静電プローブによって管路内側の静電電圧の測定値を制御部に提供することと、
    前記ポンプの前記パラメータを前記ポンプの静電電圧の測定値と前記管路内側の静電電圧の測定値とに応じて、前記制御部によって調整することとを含む、請求項１０に記載の方法。
14. 前記管路の外側に第３の静電プローブを設けることと、
    前記化学溶液の圧送中に、第３の静電プローブによって管路外側の静電電圧の測定値を制御部に提供することと、
    前記ポンプの前記パラメータを、前記ポンプの静電電圧の測定値と、前記管路内側の静電電圧の測定値と、前記管路外側の静電電圧の測定値とに応じて、前記制御部によって調整することとをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
15. 処理ツールに結合される化学物質供給システムを提供することと、ここで前記化学物質供給システムは、管路、前記管路に接続されるポンプ、および制御部を含み、
    前記ポンプに第１の静電プローブを設けることと、
    前記ポンプにより前記管路を介して前記処理ツールに化学溶液を提供することと、
    前記化学溶液を前記処理ツールに提供する際に、前記第１の静電プローブによって前記ポンプの静電電圧の測定値を前記制御部に提供することと、
    前記ポンプのパラメータを前記ポンプの静電電圧の測定値に応じて前記制御部によって調整することとを含む、化学溶液供給方法。
16. 前記ポンプのパラメータの調整を前記ポンプの静電電圧が約５ＫＶを超える場合に実行する、請求項１５に記載の方法。
17. 前記パラメータは、液体馬力、ポンプ動作速度、および周波数を含む、請求項１５に記載の方法。
18. 前記処理ツールは、エッチャーと、ウェットクリーナと、フォトリソグラフィシステムとを含む、請求項１５に記載の方法。
19. 第２の静電プローブを前記管路の内側に設けることと、
    前記化学溶液を処理ツールに提供する際に、前記第２の静電プローブによって前記管路内側の静電電圧の測定値を前記制御部に提供することと、
    前記ポンプの前記パラメータを前記ポンプの静電電圧の測定値と前記管路内側の静電電圧の測定値とに応じて、前記制御部によって調整することとを含む、請求項１５に記載の方法。
20. 前記管路の外側に第３の静電プローブを設けることと、
    前記化学溶液を前記処理ツールに提供する際に、前記第３の静電プローブによって前記管路外側の静電電圧の測定値を前記制御部に提供することと、
    前記ポンプの前記パラメータを、前記ポンプの静電電圧の測定値と、前記管路内側の静電電圧の測定値と、前記管路外側の静電電圧の測定値とに応じて、前記制御部によって調整することとをさらに含む、請求項１９に記載の方法。

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