JP6112450B2 - Etching solution component concentration measuring device and etching solution management device - Google Patents

Etching solution component concentration measuring device and etching solution management device Download PDF

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Description

本発明は、フォトリソグラフィに用いられるエッチング溶液(以後「エッチャント」ともいう。)の成分濃度測定装置およびエッチング溶液の管理装置に関する。   The present invention relates to a component concentration measuring device and an etching solution management device for an etching solution (hereinafter also referred to as “etchant”) used in photolithography.

ICやLSI等では、半導体素子の高集積化とチップサイズの縮小化に伴い、配線回路の微細化及び多層化が進んでいる。また、このような微小部品だけでなく、液晶ディスプレイ等のFPDでも画素の形成には、微小な配線回路を必要とする。このような微小配線回路を作成するためには、フォトリソグラフィの技術が必須である。   In ICs, LSIs, etc., miniaturization and multilayering of wiring circuits are progressing along with higher integration of semiconductor elements and reduction in chip size. Further, not only such minute parts but also an FPD such as a liquid crystal display requires a minute wiring circuit to form a pixel. In order to create such a minute wiring circuit, a photolithography technique is essential.

フォトリソグラフィでは、配線回路にするための材料膜を形成し、その膜上にフォトレジストを塗布する。そして、フォトレジストを配線に応じたパターンに感光させ、除去した後、材料膜をエッチングする。エッチング溶液は、通常複数の成分から構成され、材料膜中の元素との間で化学反応を生じることで、フォトレジストで保護された以外の部分の材料膜を溶解する。   In photolithography, a material film for forming a wiring circuit is formed, and a photoresist is applied on the film. Then, after the photoresist is exposed to a pattern corresponding to the wiring and removed, the material film is etched. The etching solution is usually composed of a plurality of components, and causes a chemical reaction with an element in the material film, thereby dissolving the material film in a portion other than that protected by the photoresist.

生産現場においては、エッチング溶液は繰り返し使用される。したがって処理回数が多くなるにしたがって、エッチング溶液中ではエッチングされた材料膜成分が増加し、エッチング溶液自体の成分は消費される。エッチング溶液が複数の成分から構成されている場合は、処理枚数が増えるに従い、成分比率も変化するおそれがある。エッチング溶液の成分の減少や組成比のずれは、エッチングレートに影響を及ぼし、多くの場合、生産性の低下につながる。したがって、エッチング溶液中の成分濃度については、常時監視する必要がある。   In the production site, the etching solution is repeatedly used. Therefore, as the number of treatments increases, the etched material film components increase in the etching solution, and the components of the etching solution itself are consumed. If the etching solution is composed of a plurality of components, the component ratio may change as the number of processed sheets increases. A decrease in the composition of the etching solution or a deviation in the composition ratio affects the etching rate, and in many cases leads to a decrease in productivity. Therefore, it is necessary to constantly monitor the component concentration in the etching solution.

そこで、エッチング溶液の成分濃度をモニタし、特定の成分が不足した場合、新たに補充することで、エッチング溶液の性能を一定に維持することが行われている。特許文献1では、硝酸セリウムアンモニウムと硝酸と水からなるクロムのエッチング溶液に関して、液中のセリウムイオン(Ce4+)の濃度を酸化還元電位を測定することでモニタし、所定の範囲になるように、セリウムイオンを供給する技術が開示されている。 Therefore, the component concentration of the etching solution is monitored, and when a specific component is insufficient, the performance of the etching solution is kept constant by replenishing it. In Patent Document 1, regarding the chromium etching solution composed of cerium ammonium nitrate, nitric acid and water, the concentration of cerium ions (Ce 4+ ) in the liquid is monitored by measuring the oxidation-reduction potential so that it falls within a predetermined range. A technique for supplying cerium ions is disclosed.

また特許文献2では、ITO膜のエッチング溶液を管理する際に、溶液中のインジウム濃度を吸光光度計を用いて測定する方法が開示されている。   Patent Document 2 discloses a method of measuring an indium concentration in a solution using an absorptiometer when managing an ITO film etching solution.

また、特許文献3では、滴定とエッチング溶液の導電性から成分濃度を算出する方法について開示されている。   Patent Document 3 discloses a method for calculating a component concentration from titration and conductivity of an etching solution.

特開平11−001781号公報JP-A-11-001781 特許第2747647号Japanese Patent No. 2747647 特開2004−137519号公報JP 2004-137519 A

上記の引用文献は、成分比が変化するエッチング溶液中の成分をモニタしてエッチングレートを維持するという点では共通するものの、エッチング溶液中の成分のモニタ方法に関しては、共通しない。それは、エッチングする対象物とエッチング溶液の組成によって、考慮しなければならない点が異なるからである。   The above cited references are common in that the etching rate is maintained by monitoring the components in the etching solution in which the component ratio changes, but the methods for monitoring the components in the etching solution are not common. This is because the points to be considered differ depending on the object to be etched and the composition of the etching solution.

現在InGaZnOからなる酸化物半導体(以後「IGZO」とも呼ぶ。)は、電子導電率が高いことで高速のスイッチングが可能な半導体として注目されている。すでにいくつかの製品も実現されているが、量産化におけるエッチング溶液については、まだ検討を要する。InGaZnOを含む酸化物半導体をリン酸および硝酸の混酸のエッチング溶液でエッチングする場合についても、十分な検討がされているわけではない。 At present, an oxide semiconductor made of InGaZnO 4 (hereinafter also referred to as “IGZO”) is attracting attention as a semiconductor capable of high-speed switching because of its high electronic conductivity. Although some products have already been realized, the etching solution for mass production still needs to be studied. Even when an oxide semiconductor containing InGaZnO 4 is etched with an etching solution of a mixed acid of phosphoric acid and nitric acid, sufficient study has not been made.

リン酸と硝酸を混合したエッチング溶液は従来から行われているが、エッチングが繰り返された場合に、エッチング溶液の成分がどのように変化し、それをどのようにモニタしておくかという点について統一的な知見は見当たらない。特に、エッチング対象がIGZOの場合は検討段階であるといってよい。   Etching solutions in which phosphoric acid and nitric acid are mixed have been used in the past, but how the components of the etching solution change and how it is monitored when etching is repeated There is no unified knowledge. In particular, when the etching target is IGZO, it can be said that it is in the examination stage.

本発明は上記課題に鑑み想到された発明で、IGZOをリン酸と硝酸の混酸溶液をエッチング溶液とした場合に、エッチング溶液中のリン酸及び硝酸濃度を測定するエッチング溶液の成分濃度測定装置と、同一エッチング溶液に対する処理量が増えた時のエッチングレートの低下を回避するエッチング溶液管理装置を提供するものである。   The present invention has been conceived in view of the above-described problems. When IGZO is a mixed acid solution of phosphoric acid and nitric acid as an etching solution, an etching solution component concentration measuring device for measuring the concentration of phosphoric acid and nitric acid in the etching solution; The present invention provides an etching solution management device that avoids a decrease in etching rate when the amount of processing for the same etching solution increases.

より具体的に本発明の成分濃度測定装置は、
エッチング溶液槽に貯留された、金属を含む薄膜をエッチングするリン酸と硝酸を含むエッチング溶液の成分濃度を測定する成分濃度測定装置であって、
前記エッチング溶液槽中の前記エッチング溶液が流されるサンプリング配管と、
前記サンプリング配管の途中に設けられたIR吸光度測定装置と、
前記IR吸光度測定装置に接続された制御部を有し
前記制御部は、予め記憶されたIRリン酸検量線に基づいて前記エッチング溶液中のリン酸濃度を算出し、
予め前記IR吸光度測定装置で測定した硝酸の吸光度と、前記エッチング溶液中の金属成分濃度との関係を示す金属成分検量線が記憶され、前記IR吸光度測定装置による硝酸の吸光度の測定結果と、前記金属成分検量線から前記エッチング溶液中の金属濃度を算出することを特徴とする。
More specifically, the component concentration measuring apparatus of the present invention is:
A component concentration measuring apparatus for measuring a component concentration of an etching solution containing phosphoric acid and nitric acid stored in an etching solution tank and etching a thin film containing metal,
A sampling pipe through which the etching solution in the etching solution tank flows;
An IR absorbance measuring device provided in the middle of the sampling pipe;
A control unit connected to the IR absorbance measurement device;
The control unit calculates a phosphoric acid concentration in the etching solution based on an IR phosphoric acid calibration curve stored in advance ,
A metal component calibration curve indicating the relationship between the absorbance of nitric acid measured in advance with the IR absorbance measurement device and the concentration of the metal component in the etching solution is stored, the measurement result of the absorbance of nitric acid with the IR absorbance measurement device, The metal concentration in the etching solution is calculated from a metal component calibration curve .

また、本発明に係るエッチング溶液管理装置は、
液排出手段を有するエッチング溶液槽に貯留された、金属を含む薄膜をエッチングするリン酸と硝酸を含むエッチング溶液の成分濃度を管理するエッチング溶液管理装置であって、
前記エッチング溶液槽中の前記エッチング溶液が流されるサンプリング配管と、
前記サンプリング配管の途中に設けられたIR吸光度測定装置と、
前記IR吸光度測定装置に接続された制御部と
前記エッチング溶液槽に溶液を追加する溶液追加手段を有し、
前記制御部は、
予め記憶されたIRリン酸検量線に基づいて前記エッチング溶液中のリン酸濃度を算出し、
前記リン酸濃度に基づいて前記溶液追加手段を制御し、
予め前記IR吸光度測定装置で測定した硝酸の吸光度と、前記エッチング溶液中の金属成分濃度との関係を示す金属成分検量線が記憶され、前記IR吸光度測定装置による硝酸の吸光度の測定結果と、前記金属成分検量線から前記エッチング溶液中の金属成分濃度を算出することを特徴とする。
Moreover, the etching solution management device according to the present invention includes:
An etching solution management device for managing component concentrations of an etching solution containing phosphoric acid and nitric acid stored in an etching solution tank having a liquid discharging means for etching a thin film containing metal,
A sampling pipe through which the etching solution in the etching solution tank flows;
An IR absorbance measuring device provided in the middle of the sampling pipe;
A controller connected to the IR absorbance measuring device;
A solution adding means for adding a solution to the etching solution tank;
The controller is
Calculate the phosphoric acid concentration in the etching solution based on the IR phosphoric acid calibration curve stored in advance,
Controlling the solution adding means based on the phosphoric acid concentration ;
A metal component calibration curve indicating the relationship between the absorbance of nitric acid measured in advance with the IR absorbance measurement device and the concentration of the metal component in the etching solution is stored, the measurement result of the absorbance of nitric acid with the IR absorbance measurement device, The metal component concentration in the etching solution is calculated from a metal component calibration curve .

本発明に係る成分濃度測定装置では、リン酸の濃度をIR吸光度を用いて決定することができる。また、硝酸の濃度は波長300nm付近のUV光の吸光度を用いて決定することができる。そのため、エッチング溶液のリン酸および硝酸濃度を短時間で決定することができるという効果を有する。   In the component concentration measuring apparatus according to the present invention, the concentration of phosphoric acid can be determined using IR absorbance. The concentration of nitric acid can be determined using the absorbance of UV light having a wavelength near 300 nm. Therefore, the phosphoric acid and nitric acid concentrations of the etching solution can be determined in a short time.

また、本発明に係るエッチング溶液管理装置では、リン酸の濃度をIR吸光度を用いて決定し、リン酸が所定濃度の範囲を越えたらエッチング溶液、若しくはリン酸、若しくは水を補填することで、エッチングレートを常に所定の範囲に維持することができる。   In the etching solution management apparatus according to the present invention, the concentration of phosphoric acid is determined using IR absorbance, and when phosphoric acid exceeds a predetermined concentration range, the etching solution, phosphoric acid, or water is supplemented. The etching rate can always be maintained within a predetermined range.

また、本発明に係るエッチング溶液管理装置では、金属イオン濃度を硝酸のIR測定結果から算出することができるので、どの程度繰り返し利用されたかを知ることができる。そのため、金属イオン濃度が所定濃度以上になったらエッチング溶液を新液に入れ替える若しくは大部分を入れ替えることができる。すなわち、エッチング溶液の新液への入れ替えのタイミングを知ることができる。   Further, in the etching solution management apparatus according to the present invention, the metal ion concentration can be calculated from the IR measurement result of nitric acid, so it is possible to know how many times it has been used. Therefore, when the metal ion concentration becomes a predetermined concentration or more, the etching solution can be replaced with a new solution or most of the solution can be replaced. That is, it is possible to know the timing of replacement of the etching solution with a new solution.

成分濃度測定装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a component density | concentration measuring apparatus. IGZOのエッチング処理量とエッチングレートの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the etching processing amount of IGZO, and an etching rate. エッチング溶液にZn粉末を溶解させた時のZn濃度とIGZO膜のエッチングレートの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between Zn density | concentration at the time of dissolving Zn powder in etching solution, and the etching rate of an IGZO film. 硝酸の中和滴定曲線と、硝酸にZnO粉末を入れた場合の中和滴定曲線を示すグラフである。It is a graph which shows the neutralization titration curve when the neutralization titration curve of nitric acid and ZnO powder are put into nitric acid. 図4の各区間における想定反応モデルである。It is an assumption reaction model in each section of Drawing 4. リン酸の中和滴定曲線と、リン酸にZnO粉末を入れた場合の中和滴定曲線を示すグラフである。It is a graph which shows the neutralization titration curve when the neutralization titration curve of phosphoric acid and ZnO powder are put into phosphoric acid. 中和滴定曲線の変曲点の決め方を説明するグラフである。It is a graph explaining how to determine the inflection point of the neutralization titration curve. 図6の各区間における想定反応モデルである。It is an assumed reaction model in each section of FIG. リン酸と硝酸を混合したエッチング溶液にZnO粉末を入れた場合の中和滴定曲線を示すグラフである。It is a graph which shows the neutralization titration curve at the time of putting ZnO powder in the etching solution which mixed phosphoric acid and nitric acid. 図9の各区間における想定反応モデルである。10 is an assumed reaction model in each section of FIG. 9. 水、リン酸、硝酸、混酸の吸光度を示すグラフである。It is a graph which shows the light absorbency of water, phosphoric acid, nitric acid, and mixed acid. 波長300nm近辺の吸光度を示すグラフである。It is a graph which shows the light absorbency near wavelength 300nm. 波長300nm近辺の他の成分の影響を調べたグラフである。It is the graph which investigated the influence of the other component of wavelength 300nm vicinity. 混酸にZnO粉末を溶解させた時の影響を調べたグラフである。It is the graph which investigated the influence at the time of dissolving ZnO powder in mixed acid. 混酸にZn粉末を溶解させた時のエッチングレートとリン酸と硝酸の濃度を調べたグラフである。It is the graph which investigated the etching rate at the time of dissolving Zn powder in mixed acid, and the density | concentration of phosphoric acid and nitric acid. IGZO膜を混酸に溶解させた時のエッチングレートとリン酸と硝酸の濃度を調べたグラフである。It is the graph which investigated the etching rate when the IGZO film | membrane was dissolved in mixed acid, and the density | concentration of phosphoric acid and nitric acid. エッチングレートの低下したエッチング溶液にリン酸を追加してエッチングレートの回復を調べたグラフである。It is the graph which investigated the recovery | restoration of the etching rate by adding phosphoric acid to the etching solution in which the etching rate fell. エッチング溶液中の硝酸のIR測定結果と、エッチング溶液中の金属イオン濃度との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the IR measurement result of the nitric acid in an etching solution, and the metal ion concentration in an etching solution. エッチング溶液管理装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of an etching solution management apparatus. エッチング溶液管理装置の動作によるエッチング溶液中の各成分濃度の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of each component density | concentration in the etching solution by operation | movement of an etching solution management apparatus. エッチング溶液管理装置の他の実施形態の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of other embodiment of an etching solution management apparatus. 図21のエッチング溶液管理装置の動作によるエッチング溶液中の各成分濃度の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of each component density | concentration in the etching solution by operation | movement of the etching solution management apparatus of FIG. エッチング溶液管理装置の他の実施形態の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of other embodiment of an etching solution management apparatus. 図23のエッチング溶液管理装置の動作によるエッチング溶液中の各成分濃度の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of each component density | concentration in the etching solution by operation | movement of the etching solution management apparatus of FIG.

以下本発明を図面および実施例を示しながら説明を行うが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、実施形態は変更することができる。   The present invention will be described below with reference to the drawings and examples, but the embodiments can be modified without departing from the spirit of the present invention.

(実施の形態1)
図1に本発明の成分濃度測定装置1の構成を示す。成分濃度測定装置1は、サンプル配管10と、熱交換器12とUV吸光度測定装置14とIR吸光度測定装置16と制御部20と表示装置24を有する。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows a configuration of a component concentration measuring apparatus 1 according to the present invention. The component concentration measuring device 1 includes a sample pipe 10, a heat exchanger 12, a UV absorbance measuring device 14, an IR absorbance measuring device 16, a control unit 20, and a display device 24.

サンプル配管10は、被測定液であるエッチング溶液が通過する流路である。エッチング溶液は流入口10inから流入し、流出口10outから流出する。サンプル配管10は、耐酸性、耐アルカリ性を有する材質で構成されるのが好ましい。PFA(テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体)は好適に利用できる材料の1つである。また、サンプル配管10は、複数の素材で構成されていてもよい。例えばUV吸光度測定装置14やIR吸光度測定装置16が接続される部分では、石英管であってもよい。   The sample pipe 10 is a flow path through which an etching solution that is a liquid to be measured passes. The etching solution flows in from the inlet 10in and flows out from the outlet 10out. The sample pipe 10 is preferably made of a material having acid resistance and alkali resistance. PFA (tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer) is one of materials that can be suitably used. Moreover, the sample piping 10 may be comprised with the some raw material. For example, a quartz tube may be used in a portion to which the UV absorbance measurement device 14 and the IR absorbance measurement device 16 are connected.

また、これらの測定装置の部分ではサンプル配管10から分岐する分岐管(図示せず)が設けられていてもよい。なお、サンプル配管10の間で、流入口10inに近い方を上流側とよび、流出口10outに近い側を下流側と呼ぶ。   Further, a branch pipe (not shown) branching from the sample pipe 10 may be provided in these measurement apparatus portions. Of the sample pipes 10, the side closer to the inlet 10in is called the upstream side, and the side closer to the outlet 10out is called the downstream side.

サンプル配管10の間の最上流側に熱交換器12が設けられる。熱交換器12は、サンプル配管10の周囲に一定の水温の水を通過させ、サンプル配管10内のエッチング溶液の温度を所定の温度に保持する。熱交換器12には、水流入口12inと水流出口12outが設けられる。   A heat exchanger 12 is provided on the most upstream side between the sample pipes 10. The heat exchanger 12 allows water having a constant water temperature to pass around the sample pipe 10, and maintains the temperature of the etching solution in the sample pipe 10 at a predetermined temperature. The heat exchanger 12 is provided with a water inlet 12in and a water outlet 12out.

熱交換器12の下流側にUV吸光度測定装置14とIR吸光度測定装置16が配置される。これらの配置順は特に制限されない。どちらが上流側に配置されてもよい。   A UV absorbance measurement device 14 and an IR absorbance measurement device 16 are arranged on the downstream side of the heat exchanger 12. These arrangement orders are not particularly limited. Either may be arranged on the upstream side.

UV吸光度測定装置14は、少なくとも280〜320nmの紫外領域の吸光度を測定する。従って、この波長帯の光を発光する光源を内蔵している。被測定液(エッチング溶液)は、サンプル配管10に石英管を取り付け、石英管の部分で計測を行ってもよい。またサンプル配管10から分岐させた石英管に被測定液を取得し、測定をおこなってもよい。   The UV absorbance measuring device 14 measures the absorbance in the ultraviolet region of at least 280 to 320 nm. Therefore, a light source that emits light in this wavelength band is incorporated. The liquid to be measured (etching solution) may be measured by attaching a quartz tube to the sample pipe 10 and using the quartz tube. Alternatively, the liquid to be measured may be obtained in a quartz tube branched from the sample pipe 10 and measured.

UV吸光度測定装置14は、後述する制御部20からの指示Cuvによって、指定された波長での吸光度を測定する。測定値は信号Suvとして制御部20に返すことができる。   The UV absorbance measurement device 14 measures the absorbance at a designated wavelength according to an instruction Cuv from the control unit 20 described later. The measured value can be returned to the control unit 20 as a signal Suv.

IR吸光度測定装置16は、少なくとも900〜1300nmの近赤外の吸光度を測定する。つまり、少なくともこの波長域の光を発光する光源を内蔵している。被測定液(エッチング溶液)の扱いは、UV吸光度測定装置14の場合と同様である。また、IR吸光度測定装置16は、リン酸および硝酸に対する特性ピーク情報を内蔵していてもよい。したがって、後述する制御部20からの指示Cirによって、リン酸の特性ピークに基づく吸光度若しくは硝酸の特性ピークに基づく吸光度の値を求めることができる。これらの値は信号Sirによって制御部20に返すことができる。   The IR absorbance measurement device 16 measures near infrared absorbance of at least 900 to 1300 nm. In other words, at least a light source that emits light in this wavelength range is incorporated. The liquid to be measured (etching solution) is handled in the same manner as in the UV absorbance measuring device 14. Further, the IR absorbance measurement device 16 may incorporate characteristic peak information for phosphoric acid and nitric acid. Therefore, an absorbance based on the characteristic peak of phosphoric acid or an absorbance based on the characteristic peak of nitric acid can be obtained by an instruction Cir from the control unit 20 described later. These values can be returned to the control unit 20 by the signal Sir.

温度計18は、サンプル配管10の最下流に設けられる。サンプル配管10内のエッチング溶液の液温を確認するためである。温度計18の測定値は、信号Stとして制御部20に送られる。   The thermometer 18 is provided on the most downstream side of the sample pipe 10. This is for confirming the temperature of the etching solution in the sample pipe 10. The measured value of the thermometer 18 is sent to the control unit 20 as a signal St.

制御部20はMPU(Micro Processor Unit)とメモリ20Mを含むコンピュータで構成することができる。制御部20は、少なくともIR吸光度測定装置16および温度計18と接続されている。またUV吸光度測定装置14および表示装置24と接続されていてもよい。   The control unit 20 can be configured by a computer including an MPU (Micro Processor Unit) and a memory 20M. The controller 20 is connected to at least the IR absorbance measuring device 16 and the thermometer 18. Further, the UV absorbance measuring device 14 and the display device 24 may be connected.

メモリ20M中には、成分濃度測定装置1の動作を制御するプログラムが格納されており、このプログラムによって成分濃度測定装置1を動作させることができる。また、メモリ20M中には、IRリン酸検量線、UV硝酸検量線、IR硝酸検量線(若しくはこれに基づいて求められる後述する金属成分検量線)を保持する。IRリン酸検量線とは、予め求めたIR吸光度測定装置16で求めたリン酸の吸光度と、溶液中のリン酸濃度の関係を示すグラフであり、テーブルとして記憶されていてもよい。   The memory 20M stores a program for controlling the operation of the component concentration measuring apparatus 1, and the component concentration measuring apparatus 1 can be operated by this program. In the memory 20M, an IR phosphate calibration curve, a UV nitric acid calibration curve, and an IR nitric acid calibration curve (or a metal component calibration curve described later based on this) are held. The IR phosphoric acid calibration curve is a graph showing the relationship between the phosphoric acid absorbance obtained by the IR absorbance measuring device 16 obtained in advance and the phosphoric acid concentration in the solution, and may be stored as a table.

また、UV硝酸検量線は、UV吸光度測定装置14で求めた硝酸の吸光度と溶液中の硝酸濃度の関係を示すグラフである。IR硝酸検量線は、IR吸光度測定装置16で求めた硝酸の吸光度と、溶液中の硝酸濃度の関係を示すグラフである。いずれも、IRリン酸検量線同様テーブルとしてメモリ20M中に記憶されていてよい。   The UV nitric acid calibration curve is a graph showing the relationship between the nitric acid absorbance determined by the UV absorbance measuring device 14 and the nitric acid concentration in the solution. The IR nitric acid calibration curve is a graph showing the relationship between the nitric acid absorbance determined by the IR absorbance measuring device 16 and the nitric acid concentration in the solution. Both may be stored in the memory 20M as a table similar to the IR phosphate calibration curve.

表示装置24は、現在の成分濃度測定装置1の動作状態、エッチング溶液温度、リン酸濃度、硝酸濃度、金属成分濃度等を表示する。制御部20は、これらの情報を信号Svで表示装置24に送信する。表示装置24は、この信号Svに基づいてこれらの情報を表示する。   The display device 24 displays the current operating state of the component concentration measuring device 1, the etching solution temperature, the phosphoric acid concentration, the nitric acid concentration, the metal component concentration, and the like. The control unit 20 transmits these pieces of information to the display device 24 as a signal Sv. The display device 24 displays these pieces of information based on this signal Sv.

次に成分濃度測定装置1の動作について説明する。サンプル配管10の流入口10inは、例えばエッチング装置のエッチング溶液槽の循環配管の上流側等に接続される。循環配管との間にフィルタおよびエッチング溶液の移送ポンプを配置しておいてもよい。またサンプル配管10の流出口10outは、例えば、循環配管の下流側等に接続する。直接エッチング溶液槽に流出口10outからのエッチング溶液が返るように配置してもよい。   Next, the operation of the component concentration measuring apparatus 1 will be described. The inlet 10in of the sample pipe 10 is connected to, for example, the upstream side of the circulation pipe of the etching solution tank of the etching apparatus. You may arrange | position the filter and the transfer pump of etching solution between circulation piping. Further, the outlet 10out of the sample pipe 10 is connected to, for example, the downstream side of the circulation pipe. You may arrange | position so that the etching solution from the outflow port 10out may return to an etching solution tank directly.

また、熱交換器12の水流入口12inに一定温度の水を流す。一定温度の水は、熱交換器12中を循環して水流出口12outから排出される。これはサンプル配管10中のエッチング溶液の温度を、検量線を作製した時の液温度に合わせるためである。エッチング溶液は、エッチング装置中で40℃程度の温度で使用されているため、検量線を作製した時の温度とは異なる場合がある。   Further, water at a constant temperature is caused to flow through the water inlet 12 in of the heat exchanger 12. The water having a constant temperature circulates in the heat exchanger 12 and is discharged from the water outlet 12out. This is because the temperature of the etching solution in the sample pipe 10 is adjusted to the solution temperature when the calibration curve is prepared. Since the etching solution is used at a temperature of about 40 ° C. in the etching apparatus, it may be different from the temperature at which the calibration curve was produced.

吸光度は液温に大きく依存する場合がある。そのため、正確な成分濃度を算出できなくなるおそれがある。そこで、サンプル配管10中のエッチング溶液の液温を一定温度にするために熱交換器12を配置する。この一定温は例えば25℃程度であってよい。   The absorbance may depend greatly on the liquid temperature. Therefore, there is a possibility that an accurate component concentration cannot be calculated. Therefore, the heat exchanger 12 is arranged in order to make the temperature of the etching solution in the sample pipe 10 constant. This constant temperature may be about 25 ° C., for example.

熱交換器12を作動させ、エッチング溶液がサンプル配管10中を流れ始めたら、成分濃度測定装置1を作動させる。   When the heat exchanger 12 is operated and the etching solution starts flowing in the sample pipe 10, the component concentration measuring apparatus 1 is operated.

制御部20は、まず温度計18からの信号Stで、エッチング溶液の温度を確認し、エッチング溶液の液温が所定の温度になるまで待機する。なお、現在のエッチング溶液温度や、待機中であることを表示装置24に表示するようにしてもよい。   The control unit 20 first confirms the temperature of the etching solution with the signal St from the thermometer 18 and waits until the temperature of the etching solution reaches a predetermined temperature. In addition, you may make it display on the display apparatus 24 that it is the present etching solution temperature or it is waiting.

エッチング溶液の液温が所定の温度になったら、測定を開始する。測定の開始は、IR吸光度測定装置16と、UV吸光度測定装置14に測定開始の信号をそれぞれ指示Cir、指示Cuvにて送信することで行われる。   When the temperature of the etching solution reaches a predetermined temperature, measurement is started. The measurement is started by transmitting a measurement start signal to the IR absorbance measurement device 16 and the UV absorbance measurement device 14 with an instruction Cir and an instruction Cuv, respectively.

UV吸光度測定装置14とIR吸光度測定装置16はそれぞれ決められた波長および対象物質の吸光度を測定し、制御部20に信号Suv、信号Sirで返す。制御部20は、これらの測定結果に基づいて、各種検量線を用いて各成分の濃度を算出する。算出された濃度は、表示装置24に表示させる。   The UV absorbance measurement device 14 and the IR absorbance measurement device 16 measure the determined wavelength and the absorbance of the target substance, respectively, and return them to the control unit 20 as a signal Suv and a signal Sir. Based on these measurement results, the control unit 20 calculates the concentration of each component using various calibration curves. The calculated density is displayed on the display device 24.

濃度の計測間隔は特に限定されるものではなく、また、濃度の表示も複数回測定し、その平均値を表示させるようにしてもよい。   The density measurement interval is not particularly limited, and the density display may be measured a plurality of times and the average value may be displayed.

成分濃度測定装置1では、リン酸と硝酸および水からなるエッチング溶液の場合に好適に利用することができる。また、工場などで用いられるように繰り返し使用されるエッチング溶液に対して、より好適に利用することができる。工場などでは連続的にエッチングが行われるので、エッチング溶液は刻一刻成分濃度が変化するからである。   In the component concentration measuring apparatus 1, it can utilize suitably in the case of the etching solution which consists of phosphoric acid, nitric acid, and water. Moreover, it can utilize more suitably with respect to the etching solution repeatedly used so that it may be used in a factory etc. This is because the etching solution is continuously etched in a factory or the like, so that the component concentration of the etching solution changes every moment.

エッチングの対象は金属元素からなる膜であり、半金属元素が含まれていてもよい。また、酸素が含まれた酸化物の状態であってもよい。たとえば、In(インジウム)とGa(ガリウム)と、Zn(亜鉛)の酸化物であるInGaZnOの酸化物半導体(IGZO)を好適なエッチングの対象物質とすることができる。本明細書中では、エッチング溶液中の金属成分にInとGaとZnを含めてよい。 The object of etching is a film made of a metal element and may contain a metalloid element. Alternatively, the oxide may contain oxygen. For example, an oxide semiconductor (IGZO) of InGaZnO 4 that is an oxide of In (indium), Ga (gallium), and Zn (zinc) can be used as a suitable etching target material. In the present specification, In, Ga, and Zn may be included in the metal component in the etching solution.

成分濃度測定装置1では、上記のエッチング溶液中のリン酸濃度を赤外分光法(IR)で計測し、硝酸濃度を紫外分光法(UV)で測定する。特に紫外光は波長280〜320nmから選ばれた波長で、好ましくは300nmでの吸収を計測する。後述するように、このエッチング溶液では、300nmの波長の吸収特性が硝酸の濃度をよく反映する。また、赤外分光法で計測したリン酸濃度は、中和滴定測定から得たリン酸濃度とよく一致する。以下に、成分濃度測定装置1で用いている測定の原理と妥当性について説明する。   In the component concentration measuring apparatus 1, the phosphoric acid concentration in the etching solution is measured by infrared spectroscopy (IR), and the nitric acid concentration is measured by ultraviolet spectroscopy (UV). In particular, ultraviolet light has a wavelength selected from wavelengths of 280 to 320 nm, and preferably measures absorption at 300 nm. As will be described later, in this etching solution, the absorption characteristic at a wavelength of 300 nm well reflects the concentration of nitric acid. Moreover, the phosphoric acid concentration measured by infrared spectroscopy is in good agreement with the phosphoric acid concentration obtained from the neutralization titration measurement. Hereinafter, the principle and validity of the measurement used in the component concentration measuring apparatus 1 will be described.

<1:問題の所存 エッチング溶液の繰り返し利用>
エッチング溶液として、水と、リン酸3.5wt%と、硝酸0.50wt%を作製した。以後このエッチング溶液を「混酸」とも呼ぶ。この組成は新液の組成であり、繰り返しの使用によって、リン酸、硝酸の濃度はこの値からずれる。またエッチングレート(以後「E/R」とも記載する。)を回復させるために、リン酸若しくは硝酸を追加すると、やはりこの組成からずれることもある。このエッチング溶液に表1に示すInとGaとZnを溶解させたエッチング溶液サンプル1〜3を作成した。
<1: Existence of problems Repeated use of etching solution>
As an etching solution, water, phosphoric acid 3.5 wt%, and nitric acid 0.50 wt% were prepared. Hereinafter, this etching solution is also referred to as “mixed acid”. This composition is a composition of a new solution, and the concentration of phosphoric acid and nitric acid deviates from this value by repeated use. Further, when phosphoric acid or nitric acid is added to recover the etching rate (hereinafter also referred to as “E / R”), the composition may deviate from this composition. Etching solution samples 1 to 3 were prepared by dissolving In, Ga, and Zn shown in Table 1 in this etching solution.

シリコン基板にIGZO膜(InGaZnO)を厚さ100nmで成膜した10mm×50mmの基板を浸漬させ、マグネチックスタイラーで、370rpmの撹拌を与えた。エッチング溶液は常温(25℃)であった。 A 10 mm × 50 mm substrate in which an IGZO film (InGaZnO 4 ) was formed to a thickness of 100 nm was immersed in a silicon substrate, and stirring was performed at 370 rpm with a magnetic styler. The etching solution was at room temperature (25 ° C.).

目視でIGZO膜が全て消失する時間をジャストエッチングタイム(以後「JET」とも呼ぶ。)として測定し、エッチングレートを算出した。結果を図2に示す。図2は、横軸がエッチング溶液中のIn濃度(1000ppm)であり、縦軸がエッチングレート(nm/min)である。エッチングレートは、In濃度が0ppmの時(新液の時)に43nm/minであったものが、In濃度の上昇とともに低下し、1260ppmの時には25nm/minにまで下がった。   The time during which the IGZO film disappeared visually was measured as the just etching time (hereinafter also referred to as “JET”), and the etching rate was calculated. The results are shown in FIG. In FIG. 2, the horizontal axis represents the In concentration (1000 ppm) in the etching solution, and the vertical axis represents the etching rate (nm / min). The etching rate, which was 43 nm / min when the In concentration was 0 ppm (in the case of a new solution), decreased as the In concentration increased, and decreased to 25 nm / min when the In concentration was 1260 ppm.

このようなエッチングレートの低下は、生産レートの低下若しくは、エッチング不良を招く恐れがある。したがって、エッチングレートを一定に維持するためには、エッチング溶液の継ぎ足し若しくは入れ替えを行わなければならない。   Such a decrease in the etching rate may cause a decrease in the production rate or an etching failure. Therefore, in order to keep the etching rate constant, the etching solution must be added or replaced.

<1−1.代替試験の妥当性>
上記の現象は、リン酸と硝酸のエッチング溶液に亜鉛が含まれる場合にも再現される。上記のエッチング溶液(混酸)50mlに、亜鉛(Zn)の粉末を所定量溶解させ、試験サンプル4乃至7を作製した。亜鉛の溶解量を増やすのは、エッチング溶液が繰り返し使用されたことを再現するものである。それぞれのサンプル(エッチング溶液)のZn濃度は、サンプル4から7までそれぞれ、0ppm、3020ppm、5030ppm、10000ppmとした。
<1-1. Applicability of alternative tests>
The above phenomenon is also reproduced when zinc is contained in an etching solution of phosphoric acid and nitric acid. A predetermined amount of zinc (Zn) powder was dissolved in 50 ml of the above etching solution (mixed acid) to prepare Test Samples 4 to 7. Increasing the amount of zinc dissolved reproduces the repeated use of the etching solution. The Zn concentration of each sample (etching solution) was set to 0 ppm, 3020 ppm, 5030 ppm, and 10000 ppm for samples 4 to 7, respectively.

シリコン基板にIGZO膜(InGaZnO)を厚さ100nmで成膜した10mm×50mmの基板を浸漬させ、マグネチックスタイラーで、370rpmの撹拌を与え、上記と同様にエッチングレートを算出した。なお、エッチング溶液は常温であった。結果を図3に示す。 A 10 mm × 50 mm substrate in which an IGZO film (InGaZnO 4 ) was formed to a thickness of 100 nm was immersed in a silicon substrate, and stirring was performed at 370 rpm with a magnetic styler, and the etching rate was calculated in the same manner as described above. The etching solution was at room temperature. The results are shown in FIG.

図3は、横軸がエッチング溶液のZn濃度(ppm)であり、縦軸がエッチングレート(nm/min)である。エッチングレートは、Zn濃度が0ppmの時に43nm/minであったものが、Zn濃度の上昇とともに低下し、10,000ppmの時には10nm/minにまで下がった。これは、IGZO膜の繰り返しエッチングによるエッチングレート低下を模倣できるものである。以後の検討ではIGZOの代わりにZn粉末若しくはZnO粉末を用いた。   In FIG. 3, the horizontal axis represents the Zn concentration (ppm) of the etching solution, and the vertical axis represents the etching rate (nm / min). The etching rate, which was 43 nm / min when the Zn concentration was 0 ppm, decreased with increasing Zn concentration, and decreased to 10 nm / min when the concentration was 10,000 ppm. This can mimic the etching rate reduction caused by repeated etching of the IGZO film. In the subsequent examination, Zn powder or ZnO powder was used instead of IGZO.

<2:現象の解明 中和滴定曲線>
エッチングとは、エッチング溶液中で対象物質が溶解する現象であるので、エッチングを行えば、エッチング溶液の成分濃度が変化することが容易に予想される。エッチングレートの経時変化は、成分濃度の変化が原因と考えられるからである。そこで、エッチング溶液中のリン酸濃度と硝酸濃度を別々に測定する必要がある。濃度測定の基本は中和滴定である。そこで、成分単独での中和滴定を確認することから始めた。
<2: Elucidation of phenomenon Neutralization titration curve>
Etching is a phenomenon in which the target substance dissolves in the etching solution. Therefore, if etching is performed, it is easily expected that the component concentration of the etching solution will change. This is because the change in etching rate with time is considered to be caused by a change in component concentration. Therefore, it is necessary to separately measure the phosphoric acid concentration and nitric acid concentration in the etching solution. The basis of concentration measurement is neutralization titration. Therefore, it was started by confirming neutralization titration with the components alone.

<2−1.硝酸+金属の場合>
図4には、硝酸の中和滴定曲線L10と、硝酸中にZnO粉末を溶解させた場合の中和滴定曲線L12を示す。中和に用いたのは水酸化ナトリウム(NaOH)である。ZnO粉末を溶解させた場合は、滴定曲線は2つの変曲点を持った。ZnO粉末を溶解させた場合の最初の変曲点をA1とし、硝酸だけの中和滴定曲線の変曲点をA2とする。それぞれのサンプル(8および9)の組成と変曲点の位置について表3に示す。
<2-1. For nitric acid + metal>
FIG. 4 shows a neutralization titration curve L10 of nitric acid and a neutralization titration curve L12 when ZnO powder is dissolved in nitric acid. Sodium hydroxide (NaOH) was used for neutralization. When ZnO powder was dissolved, the titration curve had two inflection points. The first inflection point when the ZnO powder is dissolved is A1, and the inflection point of the neutralization titration curve with only nitric acid is A2. Table 3 shows the composition and the position of the inflection point of each sample (8 and 9).

図5には、0からA1までの区間およびA1からA2までの区間の想定反応を示す。0からA1までの間には、硝酸のイオン化が生じ、生成したプロトン(四角で囲った)によってZnOがエッチングされ、亜鉛イオンとなる。A1からA2までの間は、生じた亜鉛イオンと硝酸イオンによって、硝酸亜鉛が生じていると考えられる。   In FIG. 5, the assumed reaction of the area from 0 to A1 and the area from A1 to A2 is shown. Between 0 and A1, nitric acid ionization occurs, and ZnO is etched by the generated protons (enclosed by squares) to become zinc ions. Between A1 and A2, it is considered that zinc nitrate is generated by the generated zinc ions and nitrate ions.

<2−2.リン酸+金属の場合>
図6には、リン酸の中和滴定曲線L14と、リン酸中にZnO粉末を溶解させた場合の中和滴定曲線L16を示す。中和に用いたのは、NaOHである。リン酸は、HPO 、HPO 2−、PO 3−とイオン化するので、そもそも変曲点を2ヶ所有する中和滴定曲線となる。それぞれの変曲点をA1、A2とする。リン酸の場合は、ZnO粉末を溶解させると、中和滴定曲線が左方向にシフトした。さらに、Znの濃度が高くなると、A2−A1の値は、大きくなった。それぞれのサンプルの組成と変曲点の位置について表4に示す。
<2-2. For phosphoric acid + metal>
FIG. 6 shows a neutralization titration curve L14 of phosphoric acid and a neutralization titration curve L16 when ZnO powder is dissolved in phosphoric acid. NaOH was used for neutralization. Since phosphoric acid ionizes with H 2 PO 4 , HPO 4 2− , and PO 4 3− , the neutralization titration curve possesses two inflection points in the first place. Let each inflection point be A1 and A2. In the case of phosphoric acid, when the ZnO powder was dissolved, the neutralization titration curve shifted to the left. Furthermore, as the Zn concentration increased, the value of A2-A1 increased. Table 4 shows the composition of each sample and the position of the inflection point.

なお、図7には、中和滴定曲線の変曲点を示す。図7はリン酸の中和滴定曲線L13である。変曲点とは、中和滴定曲線L13の2次微分曲線L132の極値の点P1、P2の時の滴定試薬容量を言う。本明細書においては、中和滴定曲線の2次微分曲線を明示しないが、2次微分曲線の極値で、変曲点は決定される。   FIG. 7 shows the inflection points of the neutralization titration curve. FIG. 7 is a neutralization titration curve L13 of phosphoric acid. The inflection point refers to the titration reagent capacity at the extreme points P1 and P2 of the secondary differential curve L132 of the neutralization titration curve L13. In the present specification, the secondary differential curve of the neutralization titration curve is not clearly shown, but the inflection point is determined by the extreme value of the secondary differential curve.

図8には、滴定試薬容量におけるA1およびA2で区切られる区間で生じている想定反応を示す。なお、「A」を丸で囲んだ区間は0からA1までの区間であり、「B」を丸で囲んだ区間はA1からA2の区間であり、「C」を丸で囲んだ区間は、滴定試薬容量がA2より多い区間を示す。0からA1までの区間で存在するリン酸が供給するプロトン(四角で囲った)がエッチングに寄与するため、ZnO粉末を添加した場合は、この区間でのHPOの量が減少し、中和滴定曲線は左にシフトすると考えられる。 FIG. 8 shows an assumed reaction occurring in a section divided by A1 and A2 in the titration reagent volume. The section surrounded by “A” is a section from 0 to A1, the section surrounded by “B” is a section from A1 to A2, and the section surrounded by “C” is The section where the titration reagent volume is greater than A2 is shown. Since the protons (enclosed by squares) supplied by phosphoric acid existing in the section from 0 to A1 contribute to the etching, when ZnO powder is added, the amount of H 3 PO 4 in this section decreases, The neutralization titration curve is thought to shift to the left.

<2−3.混酸+金属の場合>
図9には、硝酸とリン酸の混合溶液に異なるZnO粉末量を溶解させた場合の中和滴定曲線を示す。それぞれのサンプルの組成比と、変曲点A1、A2の値を表5に示す。
<2-3. Mixed acid + metal>
FIG. 9 shows a neutralization titration curve when different ZnO powder amounts are dissolved in a mixed solution of nitric acid and phosphoric acid. Table 5 shows the composition ratio of each sample and the values of the inflection points A1 and A2.

ここでZn濃度は、投入したZnO粉末のZn分量を示している。ZnO粉末の溶解量を増やすと、中和滴定曲線自体は左へシフトするのは、リン酸単独の場合と同じである。また、A2−A1の量が、Zn濃度の増加にしたがって、増加するのも、リン酸単独の場合と同じであった。このように、Zn濃度の増加にしたがって、A2−A1の量が増加するのは、金属イオンの影響であると考えられる。   Here, the Zn concentration indicates the Zn content of the input ZnO powder. When the dissolution amount of the ZnO powder is increased, the neutralization titration curve itself shifts to the left as in the case of phosphoric acid alone. In addition, the amount of A2-A1 increased as the Zn concentration increased, as was the case with phosphoric acid alone. Thus, it is thought that the amount of A2-A1 increases as the Zn concentration increases due to the influence of metal ions.

図10には、それぞれの区間で生じている想定反応を示す。0からA1までの間のHNOおよびHPOが供給するプロトン(四角で囲った)がZnOの溶解(エッチング)に寄与していると考えられる。ここで、A2−A1がZn濃度の増加にしたがって、大きくなるということは、硝酸から供給するプロトンとリン酸から供給するプロトンの消費量が同量ではないことを示している。すなわち、硝酸から供給されるプロトンの消費量と、リン酸から供給されるプロトンの消費量は同じにならない。 In FIG. 10, the assumed reaction which has arisen in each area is shown. Protons (enclosed by squares) supplied by HNO 3 and H 3 PO 4 between 0 and A1 are considered to contribute to dissolution (etching) of ZnO. Here, the fact that A2-A1 increases as the Zn concentration increases indicates that the consumption of protons supplied from nitric acid and protons supplied from phosphoric acid are not the same. That is, the consumption of protons supplied from nitric acid and the consumption of protons supplied from phosphoric acid are not the same.

<3:吸光度の利用>
中和滴定だけを用いたのでは、これ以上の分析はできない。0からA1までの区間の硝酸濃度若しくはリン酸濃度の少なくともいずれかを独立して検出する方法が必要である。そこで、リン酸と硝酸が含まれた混酸状態の吸光度を調べた。
<3: Utilization of absorbance>
No further analysis is possible using only neutralization titration. A method for independently detecting at least one of the nitric acid concentration and the phosphoric acid concentration in the section from 0 to A1 is required. Then, the light absorbency of the mixed acid state containing phosphoric acid and nitric acid was investigated.

<3−1.吸光度の結果>
図11には、水単体(図11(a))、リン酸単体(図11(b))、硝酸単体(図11(c))、混酸(図11(d))の場合の吸光度を示す。それぞれのグラフで、縦軸は吸光度を示し、横軸は光の波長を示す。測定した光の波長は200nmから2000nmの範囲である。図11(a)と(b)を参照して、この波長範囲では水とリン酸は吸光度は同じであり、区別はつかない。
<3-1. Absorbance results>
FIG. 11 shows the absorbance in the case of water alone (FIG. 11 (a)), phosphoric acid alone (FIG. 11 (b)), nitric acid alone (FIG. 11 (c)), and mixed acid (FIG. 11 (d)). . In each graph, the vertical axis represents absorbance and the horizontal axis represents light wavelength. The wavelength of the measured light is in the range of 200 nm to 2000 nm. Referring to FIGS. 11A and 11B, in this wavelength range, water and phosphoric acid have the same absorbance and cannot be distinguished.

一方、図11(c)を参照すると、硝酸が波長300nmに特徴吸収ピークを有しているのが分かる。この300nmの吸収ピークは、混酸になっても維持されており(図11(d)参照)、さらに水とリン酸にはない吸収ピークであるので、硝酸の検出に利用できる可能性がある。   On the other hand, referring to FIG. 11C, it can be seen that nitric acid has a characteristic absorption peak at a wavelength of 300 nm. This 300 nm absorption peak is maintained even when mixed acid is used (see FIG. 11 (d)). Further, since it is an absorption peak not found in water and phosphoric acid, it may be used for detection of nitric acid.

<3−2.300nmの吸収ピーク>
図12(a)には、波長300nm近辺だけを拡大した吸収スペクトルを示す。縦軸は吸光度であり、横軸は波長である。それぞれ硝酸の濃度を変化させた場合の吸収ピークを表している。硝酸濃度を0.22wt%(2点鎖線)、0.42wt%(1点鎖線)、0.78wt%(点線)、1.09wt%(実線)と変化させた場合の吸光度を示す。硝酸濃度の増加に伴い、300nmの吸光度は増加した。図12(b)には、図12(a)の関係をより明確に示すために、吸光度と硝酸の調合値(wt%)の関係をプロットした。縦軸は調合値(wt%)であり、横軸は吸光度である。なお、脱イオン化水の吸光度をゼロと設定した。図12(b)から、300nmの吸光度と硝酸の調合値は大変よい線形性を示した。これは硝酸の検量線として用いることができる。この検量線は「UV硝酸検量線」であり、メモリ20M中に記憶される。
<3-2. Absorption peak at 300 nm>
FIG. 12A shows an absorption spectrum obtained by enlarging only the vicinity of a wavelength of 300 nm. The vertical axis is absorbance, and the horizontal axis is wavelength. Each represents an absorption peak when the concentration of nitric acid is changed. The absorbance is shown when the nitric acid concentration is changed to 0.22 wt% (two-dot chain line), 0.42 wt% (one-dot chain line), 0.78 wt% (dotted line), and 1.09 wt% (solid line). As the nitric acid concentration increased, the absorbance at 300 nm increased. In FIG. 12 (b), in order to more clearly show the relationship of FIG. 12 (a), the relationship between the absorbance and the blended value of nitric acid (wt%) is plotted. The vertical axis is the blended value (wt%), and the horizontal axis is the absorbance. The absorbance of deionized water was set to zero. From FIG. 12 (b), the absorbance at 300 nm and the blended value of nitric acid showed very good linearity. This can be used as a calibration curve for nitric acid. This calibration curve is a “UV nitric acid calibration curve” and is stored in the memory 20M.

<3−3.他の成分の影響>
図13には、エッチング溶液中に存在する他の成分が300nmの波長に与える影響を調べた結果を示す。300nmでの吸光度が硝酸の濃度検出に利用できるとしても、他の成分が同じように300nmの吸光度に影響を与えるとすると、検量線としては利用することができない。特に、300nm付近には、NOxの吸収ピークが現われることが知られている。
<3-3. Influence of other ingredients>
FIG. 13 shows the results of examining the influence of other components present in the etching solution on the wavelength of 300 nm. Even if the absorbance at 300 nm can be used for detecting the concentration of nitric acid, if other components similarly affect the absorbance at 300 nm, it cannot be used as a calibration curve. In particular, it is known that a NOx absorption peak appears in the vicinity of 300 nm.

図13のグラフは、混酸単体の場合(実線)、Znの濃度が1000ppmの混酸の場合(点線)、Zn濃度が2000ppmの混酸の場合(1点鎖線)、Zn濃度が3000ppmの混酸の場合(2点鎖線)について、吸光度を示す。縦軸は、吸光度を表し、横軸は波長を表す。なお、水単体の場合、0.49%の硝酸単体の場合、硝酸のZn粉末を加えた場合、3.4wt%のリン酸単体の場合、リン酸にZn粉末を加えた場合、混酸にZnO粉末を加えた場合についても、測定を行ったが、図13の波長帯域および測定感度では吸収ピークを観測できなかった。   The graph of FIG. 13 shows the case of a mixed acid alone (solid line), the case of a mixed acid with a Zn concentration of 1000 ppm (dotted line), the case of a mixed acid with a Zn concentration of 2000 ppm (one-dot chain line), and the case of a mixed acid with a Zn concentration of 3000 ppm ( Absorbance is shown for the two-dot chain line). The vertical axis represents absorbance and the horizontal axis represents wavelength. In the case of water alone, 0.49% nitric acid simple substance, nitric acid Zn powder added, 3.4 wt% phosphoric acid simple substance added, Zn powder added to phosphoric acid, ZnO mixed acid Measurement was also performed when powder was added, but no absorption peak could be observed in the wavelength band and measurement sensitivity of FIG.

Zn濃度が増加するに従い、350nmから370nm付近の吸光度が増加しているのがわかる。一方、300nmでの吸光度は、Zn濃度の増加に従い、低下した。これは、Zn濃度の増加に伴い、硝酸から供給されたプロトンがZnOの溶解のために消費されたため、硝酸量が減少し、その代わりNOxが増加したと推定される。   It can be seen that the absorbance from 350 nm to 370 nm increases as the Zn concentration increases. On the other hand, the absorbance at 300 nm decreased as the Zn concentration increased. This is presumed that with the increase in Zn concentration, protons supplied from nitric acid were consumed for dissolution of ZnO, so the amount of nitric acid decreased and NOx increased instead.

また、硝酸が含まれていない場合には、300nmでの吸光度は計測されず、また硝酸とリン酸および水が共存していても、リン酸および水の300nmの波長への影響はなかった。図14には、図13でZn濃度を3000ppmとしたサンプルにさらにリン酸を追加した場合(1点鎖線)と、硝酸を追加した場合(2点鎖線)の吸光度の結果を示す。   When nitric acid was not contained, the absorbance at 300 nm was not measured, and even if nitric acid, phosphoric acid, and water coexisted, there was no effect on the wavelength of 300 nm of phosphoric acid and water. FIG. 14 shows the results of absorbance when phosphoric acid was added to the sample having a Zn concentration of 3000 ppm in FIG. 13 (one-dot chain line) and when nitric acid was added (two-dot chain line).

なお、Zn濃度が1000ppmの場合(実線)および2000ppmの場合(点線)についても同時に示す。図14のグラフは縦軸は吸光度であり、横軸は波長である。リン酸を追加しても、300nmの波長の吸光度は全く変化しなかった(実線、点線、1点鎖線)。一方、硝酸を追加した場合は、追加した硝酸量に従って、300nmの吸光度の値が大きくなった(2点鎖線)。すなわち、UV硝酸検量線は、溶液中の硝酸濃度を算出するのに、有効に利用することができる。   The case where the Zn concentration is 1000 ppm (solid line) and the case where the Zn concentration is 2000 ppm (dotted line) are also shown. In the graph of FIG. 14, the vertical axis represents absorbance, and the horizontal axis represents wavelength. Even when phosphoric acid was added, the absorbance at a wavelength of 300 nm did not change at all (solid line, dotted line, dash-dot line). On the other hand, when nitric acid was added, the absorbance value at 300 nm increased according to the amount of nitric acid added (two-dot chain line). That is, the UV nitric acid calibration curve can be effectively used to calculate the nitric acid concentration in the solution.

以上のことから、300nmでの吸光度によって、混酸中の硝酸単体の濃度が計測できる。この硝酸濃度を中和滴定曲線の0からA1の区間から求まる濃度から差し引きすることで、リン酸濃度を算出することができる。   From the above, the concentration of nitric acid alone in the mixed acid can be measured by the absorbance at 300 nm. The phosphoric acid concentration can be calculated by subtracting this nitric acid concentration from the concentration obtained from the interval from 0 to A1 of the neutralization titration curve.

<4:検証>
以上のように中和滴定と300nmの吸光度を使って、エッチングレートと、各エッチング溶液の成分の関係を調べた。図15(a)には、図3を再掲した。図15(b)、(c)には、エッチング溶液中のリン酸(図15(b))と硝酸(図15(c))の濃度をそれぞれ調べた結果を示す。Zn濃度が増加するに従い、リン酸濃度も硝酸濃度も低下していくことがわかる。しかし、Zn濃度が10,000ppmの場合と0ppmの場合を比較すると、リン酸は約90%低下しているのに対して、硝酸は約70%しか低下していなかった。
<4: Verification>
As described above, the relationship between the etching rate and the components of each etching solution was examined using neutralization titration and absorbance at 300 nm. FIG. 15 (a) is a reprint of FIG. 15B and 15C show the results of examining the concentrations of phosphoric acid (FIG. 15B) and nitric acid (FIG. 15C) in the etching solution, respectively. It can be seen that as the Zn concentration increases, both the phosphoric acid concentration and the nitric acid concentration decrease. However, comparing the case where the Zn concentration was 10,000 ppm and 0 ppm, phosphoric acid was reduced by about 90%, whereas nitric acid was only reduced by about 70%.

これは、図8の混酸中に金属(ZnO)を溶解させた場合の結果をよく説明している。つまり、0からA1の区間においてエッチングのために供給されるプロトンの量は、リン酸から提供されるプロトンの方が、硝酸から供給されるプロトンの量より多い。   This well explains the results when metal (ZnO) is dissolved in the mixed acid of FIG. That is, the amount of protons supplied for etching in the interval from 0 to A1 is greater for protons provided from phosphoric acid than for protons supplied from nitric acid.

<5:検証IGZOの場合>
図16には、IGZO膜を混酸中に溶解させた場合の結果を示す。図16(a)は、図2を再掲したもので、In濃度とエッチングレートの関係を示す。縦軸はエッチングレート、横軸はIn濃度である。図16(b)は、In濃度とリン酸濃度の関係を示す。縦軸はリン酸濃度(wt%)であり、横軸はIn濃度である。図16(c)は、In濃度と硝酸濃度の関係を示す。縦軸は硝酸濃度であり、横軸はIn濃度である。
<5: In case of verification IGZO>
FIG. 16 shows the results when the IGZO film is dissolved in the mixed acid. FIG. 16A is a reprint of FIG. 2 and shows the relationship between the In concentration and the etching rate. The vertical axis represents the etching rate, and the horizontal axis represents the In concentration. FIG. 16B shows the relationship between the In concentration and the phosphoric acid concentration. The vertical axis represents the phosphoric acid concentration (wt%), and the horizontal axis represents the In concentration. FIG. 16C shows the relationship between In concentration and nitric acid concentration. The vertical axis represents the nitric acid concentration, and the horizontal axis represents the In concentration.

図16(a)を参照して、IGZO膜を混酸溶液でエッチングしてゆくと、枚数の増加によってエッチングレートは低下してゆく。この時、エッチング溶液中では、リン酸濃度は減少してゆく(図16(b))が、硝酸濃度はほぼ一定であった(図16(c))。これは以下のように考えられる。   Referring to FIG. 16A, when the IGZO film is etched with a mixed acid solution, the etching rate decreases as the number increases. At this time, the phosphoric acid concentration decreased in the etching solution (FIG. 16B), but the nitric acid concentration was almost constant (FIG. 16C). This is considered as follows.

水溶液中では、HNOは、ほぼ完全解離しており、H、NO として存在すると考えられる。このHが金属酸化物をエッチングし、金属イオンが水溶液中に溶解する。しかし、HPOが存在するため、金属はリン酸塩となり、H、NO は元に戻る。つまり、消費された硝酸のプロトンをリン酸が補充するため、硝酸の濃度は見かけ上変化しない。 In an aqueous solution, HNO 3 is almost completely dissociated and is considered to exist as H + and NO 3 . This H + etches the metal oxide, and the metal ions dissolve in the aqueous solution. However, since H 3 PO 4 is present, the metal becomes a phosphate, and H + and NO 3 are restored. That is, the concentration of nitric acid does not change apparently because phosphoric acid supplements the spent protons of nitric acid.

また、これはエッチング溶液中にZn粉末を入れた場合に、硝酸濃度が減少するのは以下のように考えられる。Zn粉末を入れた場合は、硝酸によってZnがZnOに一度酸化されてから、上記の反応が生じる。すなわち、Zn粉末の場合は、一度ZnO粉末にするために硝酸が消費され、そのため硝酸濃度も減少する。   In addition, it is considered that the nitric acid concentration decreases when Zn powder is put in the etching solution as follows. When Zn powder is added, the above reaction occurs after Zn is once oxidized to ZnO by nitric acid. That is, in the case of Zn powder, nitric acid is consumed to make the ZnO powder once, so that the nitric acid concentration also decreases.

<6:測定方法の結果>
以上のように、中和滴定と300nmの吸光度を組み合わせることで、エッチング溶液中のリン酸と硝酸の濃度を計測することができる。ところで、中和滴定は、現在では自動測定の装置があるとはいえ、滴定には時間がかかる。そこで、リン酸をより容易に測定できる方法を検討した。IRは、近赤外から遠赤外までの範囲で吸光度を計測し、特徴的な複数のピークを参照することで、混合溶液中の成分の濃度分析が可能である。
<6: Result of measurement method>
As described above, the concentration of phosphoric acid and nitric acid in the etching solution can be measured by combining neutralization titration and absorbance at 300 nm. By the way, neutralization titration takes time, although there is an automatic measuring apparatus at present. Then, the method which can measure phosphoric acid more easily was examined. IR measures the absorbance in the range from the near infrared to the far infrared, and by referring to a plurality of characteristic peaks, it is possible to analyze the concentration of the components in the mixed solution.

そこで、混酸中のリン酸の濃度をIRで計測してみた。中和滴定との比較を表6に示す。サンプル20は、混酸のみのサンプルである。サンプル21は、混酸50ml中に10mm×25mm、厚さ100nmのIGZO膜を溶解させたサンプルである。サンプル22およびサンプル23はそれぞれIGZO膜を、2枚、3枚とした場合である。つまり、サンプル20からサンプル23にかけて、混酸50ml中に溶解したIGZOの量が増える。   Therefore, the concentration of phosphoric acid in the mixed acid was measured by IR. A comparison with neutralization titration is shown in Table 6. Sample 20 is a mixed acid only sample. Sample 21 is a sample in which an IGZO film having a thickness of 10 mm × 25 mm and a thickness of 100 nm is dissolved in 50 ml of mixed acid. Samples 22 and 23 are cases where the number of IGZO films is two or three, respectively. That is, the amount of IGZO dissolved in 50 ml of mixed acid increases from sample 20 to sample 23.

表6を参照して、「中和滴定+UV」と記載された欄は、中和滴定曲線と300nmからの吸光度で硝酸とリン酸の濃度を測定した結果である。「IR測定結果」と記載された欄は波長が900から1300までの赤外波長光による吸光度を用いた硝酸とリン酸の測定結果である。それぞれ硝酸およびリン酸単独での検量線に基づいて求めた値である。IR測定では、硝酸およびリン酸の赤外波長領域における特徴的な吸光ピークを用いて検量線を作成した。それぞれメモリ20Mに記憶されるIRリン酸検量線およびIR硝酸検量線である。ただし、混酸状態にした場合や金属イオンが存在した場合にそれらのピークに影響が及ぶと考えられる。   Referring to Table 6, the column described as “neutralization titration + UV” is the result of measuring the concentration of nitric acid and phosphoric acid with the neutralization titration curve and the absorbance from 300 nm. The column described as “IR measurement result” is the measurement result of nitric acid and phosphoric acid using the absorbance of infrared wavelength light having a wavelength of 900 to 1300. It is the value calculated | required based on the calibration curve only with nitric acid and phosphoric acid, respectively. In the IR measurement, a calibration curve was created using characteristic absorption peaks in the infrared wavelength region of nitric acid and phosphoric acid. They are an IR phosphate calibration curve and an IR nitric acid calibration curve respectively stored in the memory 20M. However, it is considered that these peaks are affected when a mixed acid state or metal ions are present.

「UV測定結果」と記載された欄は、波長290nmの吸光度で硝酸を測定した結果である。検量線(UV硝酸検量線)から求めた硝酸濃度と吸光度を記載した。   The column described as “UV measurement result” is a result of measuring nitric acid with absorbance at a wavelength of 290 nm. The nitric acid concentration and absorbance determined from the calibration curve (UV nitric acid calibration curve) were described.

「誤差」と記載された欄は、「中和滴定+UV」欄の硝酸濃度と「UV測定結果」欄の硝酸濃度との差を硝酸濃度の誤差として示し、「中和滴定+UV」欄のリン酸濃度と「I
R測定結果」欄のリン酸濃度との差をリン酸濃度の誤差として示したものである。
The column labeled “Error” shows the difference between the nitric acid concentration in the “Neutralization Titration + UV” column and the nitric acid concentration in the “UV Measurement Result” column as an error in the nitric acid concentration. Acid concentration and “I
The difference from the phosphoric acid concentration in the “R measurement result” column is shown as an error in the phosphoric acid concentration.

IR測定結果を見ると、IGZOの処理枚数が増えると、硝酸濃度が増加して測定された。これは、硝酸の赤外波長域における特徴ピークに対して、エッチング溶液中の他の成分が影響した結果と考えられた。一方、UV測定結果では、IGZOの処理枚数に対して、硝酸濃度の変化は測定されなかった。これは誤差の欄で、硝酸の誤差が−0.03乃至−0.04とほぼ一定の差の範囲になっていることからもわかる。   From the IR measurement results, the nitric acid concentration increased as the number of treated IGZO sheets increased. This was considered to be a result of the influence of other components in the etching solution on the characteristic peak of nitric acid in the infrared wavelength region. On the other hand, in the UV measurement result, the change in nitric acid concentration was not measured with respect to the number of treated IGZO. This can also be seen from the error column where the nitric acid error is in the range of -0.03 to -0.04, which is almost constant.

波長290nmは波長300nmに隣接している波長であり、図12乃至図14でも示したように、この部分での硝酸の吸光度は、280nmから320nmまでは他の物質の影響を受けない。従って、硝酸濃度を吸光度で測定する場合、280nmから320nmの範囲の吸光度を用いてもよい。   The wavelength 290 nm is a wavelength adjacent to the wavelength 300 nm, and as shown in FIGS. 12 to 14, the absorbance of nitric acid in this portion is not affected by other substances from 280 nm to 320 nm. Therefore, when the nitric acid concentration is measured by absorbance, absorbance in the range of 280 nm to 320 nm may be used.

一方、IR測定結果におけるリン酸の測定結果を見ると、中和滴定+UVによるリン酸の測定結果と大変よい一致を見た。誤差の欄でリン酸の誤差が0.05から−0.04の範囲に収まっていることからもよくわかる。すなわち、リン酸に関しては、濃度測定にIRの測定結果を用いることができることを表している。少なくとも、リン酸と硝酸と水から構成されるエッチング溶液でIGZOをエッチングする場合の、エッチング溶液中のリン酸濃度は中和滴定とIRによる測定は互いに代用することができることがわかった。   On the other hand, when the measurement result of phosphoric acid in the IR measurement result was seen, it was in very good agreement with the measurement result of phosphoric acid by neutralization titration + UV. It can also be seen from the error column that the phosphoric acid error is in the range of 0.05 to -0.04. That is, with respect to phosphoric acid, the IR measurement results can be used for concentration measurement. It was found that neutralization titration and IR measurement can be substituted for the phosphoric acid concentration in the etching solution when etching IGZO with an etching solution composed of at least phosphoric acid, nitric acid and water.

<7:E/Rの維持>
以上のように、リン酸と硝酸と水から構成されるエッチング溶液でIGZOをエッチングする場合、エッチング溶液中の硝酸濃度はUV(300nm)吸光度で、またリン酸濃度はIR吸光度で測定することができる。そこで、IGZOを同一エッチング溶液でエッチングする際の、エッチングレートを維持する手段について検討を行った。図2又は図15(a)で示したようにIGZOを同一エッチング溶液でエッチングするとエッチングレートは減少する。
<7: Maintenance of E / R>
As described above, when IGZO is etched with an etching solution composed of phosphoric acid, nitric acid, and water, the nitric acid concentration in the etching solution can be measured by UV (300 nm) absorbance, and the phosphoric acid concentration can be measured by IR absorbance. it can. Therefore, the means for maintaining the etching rate when IGZO was etched with the same etching solution was studied. As shown in FIG. 2 or FIG. 15A, when IGZO is etched with the same etching solution, the etching rate decreases.

図17にはエッチングレートを維持するためにリン酸を追加する場合について検討した結果を示す。図17(a)は、エッチングレートとIGZOの処理枚数(Inの量で代表させた)の関係を示す。縦軸はエッチングレートであり、横軸はIn濃度である。図17(b)は、リン酸濃度とIn濃度の関係を示す。縦軸はリン酸濃度であり横軸はIn濃度である。図17(c)は、硝酸濃度とIn濃度の関係を示す。縦軸は硝酸濃度であり、横軸はIn濃度である。   FIG. 17 shows the result of study on the case where phosphoric acid is added to maintain the etching rate. FIG. 17A shows the relationship between the etching rate and the number of processed IGZO (represented by the amount of In). The vertical axis represents the etching rate, and the horizontal axis represents the In concentration. FIG. 17B shows the relationship between the phosphoric acid concentration and the In concentration. The vertical axis represents the phosphoric acid concentration, and the horizontal axis represents the In concentration. FIG. 17C shows the relationship between nitric acid concentration and In concentration. The vertical axis represents the nitric acid concentration, and the horizontal axis represents the In concentration.

リン酸濃度はIGZOの処理枚数に従って減少するので、当初の濃度を維持するように追加した(図17(b)参照)。その結果、エッチングレートの減少はかなり抑制できた(図17(a)参照)。また、In濃度が1,300ppm(サンプルを10枚溶かし込んだ状態)で、リン酸を当初の1.3倍の濃度になるように追加した(図17(b)のP+点)。その結果、エッチングレートの低下はほぼ抑制された(図17(a)のPP点)。以上のことより、エッチングレートの維持は、リン酸の追加で維持できることが分かった。なお、図17(c)に示すように、硝酸の濃度は変化しない。   Since the phosphoric acid concentration decreased according to the number of treated IGZO, it was added so as to maintain the initial concentration (see FIG. 17B). As a result, the decrease in the etching rate could be suppressed considerably (see FIG. 17A). In addition, phosphoric acid was added at a concentration of 1,300 ppm (in a state where 10 samples were dissolved) to a concentration 1.3 times the original (P + point in FIG. 17B). As a result, the decrease in the etching rate was substantially suppressed (PP point in FIG. 17A). From the above, it was found that the etching rate can be maintained by adding phosphoric acid. In addition, as shown in FIG.17 (c), the density | concentration of nitric acid does not change.

上記の結果より、エッチング溶液のリン酸濃度をIRを用いて測定し、リン酸濃度が所定の濃度以下になったら、リン酸を補填することで、量産の現場においても、常に所定のエッチングレートを維持することができる。   From the above results, the phosphoric acid concentration of the etching solution is measured using IR, and when the phosphoric acid concentration falls below the predetermined concentration, the phosphoric acid is supplemented, so that the predetermined etching rate is always maintained even in mass production. Can be maintained.

図18には、IGZOを繰り返しエッチングした混酸の硝酸をIR測定した結果と、混酸中の金属イオンの総量との関係を示す。横軸は硝酸のIR測定結果(wt%)であり、縦軸は混酸中の金属イオン濃度の総量をICP−MSで測定した結果(wt%)である。硝酸は単体で濃度を変化させながら求めた検量線(IR硝酸検量線)によって求めた値であるので、重量比である。しかし、硝酸のIRによる吸光度と硝酸濃度の関係を示す検量線(IR硝酸検量線)はほぼ直線になるため、図18の横軸は硝酸のIR測定の吸光度自体であっても、同様の結果を得ることができる。硝酸のIRによる吸光度若しくはIR硝酸検量線から求めた硝酸濃度と、金属成分(金属イオン)の関係を示す検量線を「金属成分検量線」と呼ぶ。   FIG. 18 shows the relationship between the result of IR measurement of mixed acid nitric acid obtained by repeatedly etching IGZO and the total amount of metal ions in the mixed acid. The horizontal axis represents the IR measurement result (wt%) of nitric acid, and the vertical axis represents the result (wt%) of the total amount of metal ion concentration in the mixed acid measured by ICP-MS. Since nitric acid is a value obtained by a calibration curve (IR nitric acid calibration curve) obtained while changing the concentration of a single substance, it is a weight ratio. However, since the calibration curve (IR nitric acid calibration curve) showing the relationship between the absorbance of nitric acid by IR and the concentration of nitric acid is almost a straight line, the horizontal axis of FIG. Can be obtained. A calibration curve indicating the relationship between the absorbance of nitric acid by IR or the concentration of nitric acid obtained from an IR nitrate calibration curve and a metal component (metal ion) is referred to as a “metal component calibration curve”.

図17(c)で示すように、混酸中の硝酸濃度はエッチングを繰り返しても一定であるが、IRで測定するとエッチング回数によって硝酸濃度は増加するように見える。これは、混酸中の金属イオンの吸収ピークと硝酸の吸収ピークが極めて近似している結果であると考えられる。それゆえ、混酸中の硝酸をIRで測定しても正しい硝酸濃度を得ることはできない。   As shown in FIG. 17C, the nitric acid concentration in the mixed acid is constant even after repeated etching, but when measured by IR, it appears that the nitric acid concentration increases with the number of etchings. This is considered to be a result that the absorption peak of metal ions in the mixed acid and the absorption peak of nitric acid are very close. Therefore, the correct nitric acid concentration cannot be obtained even if the nitric acid in the mixed acid is measured by IR.

しかし、図18に示すように、硝酸のIR測定結果と混酸中の金属イオンの総量は極めてよい直線性を示す。これは、混酸中の金属イオン濃度を硝酸のIR測定結果で代替測定ができることを示している。混酸中の金属イオン濃度を硝酸のIR測定結果で代用するといっても良い。すなわち、混酸中の金属イオン濃度は、ICP−MSという高額な計測装置で逐次測定することなく、量産現場で確認できることを意味する。   However, as shown in FIG. 18, the IR measurement result of nitric acid and the total amount of metal ions in the mixed acid show very good linearity. This indicates that an alternative measurement of the metal ion concentration in the mixed acid can be performed with the IR measurement result of nitric acid. It may be said that the metal ion concentration in the mixed acid is substituted by the IR measurement result of nitric acid. That is, it means that the metal ion concentration in the mixed acid can be confirmed on the mass production site without sequentially measuring with an expensive measuring device called ICP-MS.

また、エッチング溶液である混酸中の金属イオン濃度の総量は、エッチング溶液の使用履歴を表していると考えられる。図17で示したように、繰り返しの使用によってエッチングレートが低下したエッチング溶液であっても、リン酸の補填によってエッチングレートを回復させることができる。しかし、徐々にリン酸イオン濃度は高くなる。したがって、リン酸の補填によるエッチングレートの回復を所定回数行えば、エッチング溶液は新液に交換する必要がある。   Further, it is considered that the total amount of metal ion concentration in the mixed acid that is the etching solution represents the usage history of the etching solution. As shown in FIG. 17, even with an etching solution whose etching rate is reduced by repeated use, the etching rate can be recovered by supplementing with phosphoric acid. However, the phosphate ion concentration gradually increases. Therefore, if the etching rate is recovered by phosphoric acid supplementation a predetermined number of times, the etching solution needs to be replaced with a new solution.

その際に、エッチング溶液中の金属イオン総量の濃度に基づいて新液に交換する目安とすることができる。すなわち、エッチング溶液中の硝酸濃度をIRを用いて測定し、その測定結果から図18に示したような検量線(金属成分検量線)からエッチング溶液中の金属イオン濃度を算出し、金属イオン濃度が所定濃度以上であった場合は、エッチング溶液を新液と交換する。このようにすることで、量産の現場であっても、精密なエッチング溶液の管理が可能になる。   In that case, it can be set as the standard which replace | exchanges for a new liquid based on the density | concentration of the metal ion total amount in an etching solution. That is, the nitric acid concentration in the etching solution is measured using IR, and the metal ion concentration in the etching solution is calculated from a calibration curve (metal component calibration curve) as shown in FIG. If the concentration is higher than the predetermined concentration, the etching solution is replaced with a new solution. By doing so, it becomes possible to manage the etching solution precisely even at the site of mass production.

以上のようにIGZOを対象とするリン酸および硝酸を含むエッチング溶液のリン酸濃度および硝酸濃度および金属イオン総量濃度を吸光度を用いて算出することができる。本発明に係る成分濃度測定装置1は、上記のような原理に基づいてエッチング溶液の成分濃度を測定することができる。   As described above, the phosphoric acid concentration, the nitric acid concentration, and the total metal ion concentration of the etching solution containing phosphoric acid and nitric acid for IGZO can be calculated using the absorbance. The component concentration measuring apparatus 1 according to the present invention can measure the component concentration of the etching solution based on the principle as described above.

なお、各検量線は制御部20のメモリ20M中に記憶され、制御部20がIR吸光度およびUV吸光度に基づいて、各成分を算出するように説明した。しかし、各検量線はIR吸光度測定装置16およびUV吸光度測定装置14中に記憶され、それぞれの装置が濃度算出を行うように構成してもよい。このような構成にしても、制御部20は、IR吸光度測定装置16に接続され、予め記憶されたIRリン酸検量線に基づいてエッチング溶液中のリン酸濃度を算出すると言ってもよい。また同様にUV硝酸検量線やIR硝酸検量線およびこれに基づく金属成分検量線についても同様である。   It has been described that each calibration curve is stored in the memory 20M of the control unit 20, and the control unit 20 calculates each component based on the IR absorbance and the UV absorbance. However, each calibration curve may be stored in the IR absorbance measurement device 16 and the UV absorbance measurement device 14 so that each device calculates the concentration. Even in such a configuration, it may be said that the control unit 20 is connected to the IR absorbance measurement device 16 and calculates the phosphoric acid concentration in the etching solution based on the IR phosphoric acid calibration curve stored in advance. Similarly, the same applies to a UV nitric acid calibration curve, an IR nitric acid calibration curve, and a metal component calibration curve based thereon.

(実施の形態2)
図19には、本発明に係るエッチング溶液管理装置5の構成を示す。エッチング溶液管理装置5とは、エッチング装置で循環的に利用するエッチング溶液を管理する。図16で示したように、エッチング溶液は、被処理物56の処理量に応じて成分比率が変化し、エッチングレートが低下する。エッチングレートの低下は、タクトタイムの増大につながり、結果としてコスト増の原因となる。
(Embodiment 2)
In FIG. 19, the structure of the etching solution management apparatus 5 which concerns on this invention is shown. The etching solution management device 5 manages an etching solution that is used cyclically in the etching device. As shown in FIG. 16, the component ratio of the etching solution changes according to the processing amount of the workpiece 56, and the etching rate decreases. A decrease in the etching rate leads to an increase in tact time, resulting in an increase in cost.

また、エッチングレートが低下すると、規定の処理時間でエッチングが完了せず、エッチング不良が発生するおそれもある。そこで、エッチング溶液の成分濃度を随時確認し、所定の範囲からエッチングレートがずれた場合は、不足する成分を追加する、若しくはエッチング溶液自体を入れ替えるといった操作が必要となる。   Further, when the etching rate is lowered, the etching is not completed within a specified processing time, and there is a possibility that an etching failure occurs. Therefore, it is necessary to check the component concentration of the etching solution as needed and to add an insufficient component or to replace the etching solution itself when the etching rate deviates from a predetermined range.

図19を参照して、まずエッチング装置50の構成について説明する。エッチング装置50は、エッチング溶液槽51、チャンバー52、搬送手段53、回収手段55、シャワー54を含む。チャンバー52中にはシャワーノズル54aが配置されている。シャワーノズル54aは、シャワー配管54bの一端に連通されている。シャワー配管54bの他端はエッチング溶液槽51に連通される。またシャワー配管54bにはシャワーポンプ54cが配置されている。   With reference to FIG. 19, the structure of the etching apparatus 50 is demonstrated first. The etching apparatus 50 includes an etching solution tank 51, a chamber 52, a transport unit 53, a recovery unit 55, and a shower 54. A shower nozzle 54 a is disposed in the chamber 52. The shower nozzle 54a communicates with one end of the shower pipe 54b. The other end of the shower pipe 54 b communicates with the etching solution tank 51. A shower pump 54c is disposed in the shower pipe 54b.

搬送手段53は、チャンバー52内を通過するように配置されている。搬送手段53は被処理物56を載置して、チャンバー52中を通過する。例えば、コンベア等が好適に利用できる。またチャンバー52には、チャンバー52内で被処理物56に散布されるエッチング溶液を回収する回収手段55が設けられる。図19では、チャンバー52の底部に設けた漏斗形状によってエッチング溶液を回収する回収手段55を示したが、これに限定されない。また、チャンバー52内は排気手段59によって換気される。排気手段59は、ファン付きのダクトなどが好適に利用できる。   The transport means 53 is disposed so as to pass through the chamber 52. The transport means 53 places the workpiece 56 and passes through the chamber 52. For example, a conveyor can be suitably used. The chamber 52 is provided with a recovery means 55 for recovering the etching solution sprayed on the workpiece 56 in the chamber 52. In FIG. 19, the recovery means 55 that recovers the etching solution by the funnel shape provided at the bottom of the chamber 52 is shown, but the invention is not limited to this. The chamber 52 is ventilated by the exhaust means 59. As the exhaust means 59, a duct with a fan or the like can be suitably used.

エッチング溶液槽51は、エッチング溶液を貯留する容器である。回収手段55で回収されたエッチング溶液はここに戻される。また、エッチング溶液槽51には、液排出手段60が設けられている。ここでは、液排出手段60は、配管60aと排出バルブ60bから構成される例を示すが、これに限定されない。なお、排出バルブ60bは、電気的に制御されることができる。   The etching solution tank 51 is a container for storing an etching solution. The etching solution recovered by the recovery means 55 is returned here. The etching solution tank 51 is provided with a liquid discharge means 60. Here, although the liquid discharge means 60 shows the example comprised from the piping 60a and the discharge valve 60b, it is not limited to this. The discharge valve 60b can be electrically controlled.

また、エッチング溶液槽51には、循環手段58が設けられてもよい。循環手段58は、エッチング溶液槽51内のエッチング溶液を撹拌することで、溶液成分の偏在を防止する。また循環中にフィルタリングすることで、デブリを除去する。循環手段58は、循環配管58aと循環ポンプ58bとフィルタ58cで構成される。なお、この構成に限定されるものではない。   The etching solution tank 51 may be provided with a circulation means 58. The circulation means 58 prevents the solution components from being unevenly distributed by stirring the etching solution in the etching solution tank 51. Moreover, debris is removed by filtering during circulation. The circulation means 58 includes a circulation pipe 58a, a circulation pump 58b, and a filter 58c. Note that the present invention is not limited to this configuration.

またエッチング溶液槽51には、溶液追加手段40が設けられる。溶液追加手段40は、エッチング溶液槽51に溶液を追加する。図19では、エッチング溶液供給ライン41を示す。エッチング溶液供給ライン41は配管41aとバルブ41bで構成される。配管41aの上流には図示しないエッチング溶液の貯留タンク等に接続されている。なお、バルブ41bは電気的に制御することができる。   The etching solution tank 51 is provided with solution adding means 40. The solution adding means 40 adds a solution to the etching solution tank 51. In FIG. 19, an etching solution supply line 41 is shown. The etching solution supply line 41 includes a pipe 41a and a valve 41b. An upstream of the pipe 41a is connected to an etching solution storage tank (not shown). The valve 41b can be electrically controlled.

エッチング装置50は以下のように動作する。被処理物56は、搬送手段53上に乗って、チャンバー52中を移動する。チャンバー52内には、エッチング溶液槽51からシャワー配管54bを介して連通するシャワーノズル54aが設けられ、エッチング溶液が散布されている。被処理物56は、このエッチング溶液の散布を受け、エッチングされる。   The etching apparatus 50 operates as follows. The object 56 is moved on the transfer means 53 and moves in the chamber 52. In the chamber 52, a shower nozzle 54a communicating from the etching solution tank 51 via the shower pipe 54b is provided, and the etching solution is sprayed. The workpiece 56 is etched by receiving the spray of the etching solution.

所定時間のエッチングを受けた後、被処理物56はチャンバー52から搬出される。搬出の際には、図示しない洗浄と、液分を吹き飛ばすエアーシャワーを通過する。しかし、完全にエッチング溶液を取り除くことはできず、僅かではあるが被処理物56には持出液57が付着する。チャンバー52内に散布されたエッチング溶液は回収手段55で回収されエッチング溶液槽51に戻る。   After being etched for a predetermined time, the workpiece 56 is unloaded from the chamber 52. When carrying out, it passes the washing | cleaning which is not shown in figure and the air shower which blows off a liquid component. However, the etching solution cannot be completely removed, and the carry-out liquid 57 adheres to the object to be processed 56 although it is a little. The etching solution sprayed into the chamber 52 is recovered by the recovery means 55 and returns to the etching solution tank 51.

次にエッチング溶液管理装置5について説明する。エッチング溶液管理装置5は実施の形態1で示した成分濃度測定装置1と制御部20を除いて、同じ構成を有している。従って、エッチング溶液管理装置5では制御部の符号を30とする。なお、サンプル配管10の流入口10inは、循環配管58aの循環ポンプ58bに近い方(上流側)に接続され、流出口10outは、遠い方(下流側)に接続される。   Next, the etching solution management device 5 will be described. The etching solution management device 5 has the same configuration except for the component concentration measuring device 1 and the control unit 20 shown in the first embodiment. Therefore, in the etching solution management apparatus 5, the code | symbol of a control part is set to 30. FIG. The inlet 10in of the sample pipe 10 is connected to the circulation pipe 58a closer to the circulation pump 58b (upstream side), and the outlet 10out is connected to the far side (downstream side).

エッチング溶液管理装置5では、成分濃度測定装置1と比較して制御部30に、溶液追加手段40を制御するための制御ライン34と、液排出手段60を制御する制御ライン36が増設されている。なお、本実施の形態では、溶液追加手段40は、エッチング溶液供給ライン41である。制御ライン36は、液排出手段60の排出バルブ60bに接続されている。また、制御ライン34は、溶液追加手段40(エッチング溶液供給ライン41)のバルブ41bに接続される。   In the etching solution management device 5, a control line 34 for controlling the solution adding means 40 and a control line 36 for controlling the liquid discharging means 60 are added to the control unit 30 as compared with the component concentration measuring device 1. . In the present embodiment, the solution adding means 40 is an etching solution supply line 41. The control line 36 is connected to the discharge valve 60 b of the liquid discharge means 60. The control line 34 is connected to the valve 41b of the solution adding means 40 (etching solution supply line 41).

なお、制御部30に接続されるメモリ30Mには、IRリン酸検量線、UV硝酸検量線、IR硝酸検量線(金属成分検量線)および後述するリン酸濃度下限値が記憶されている。   The memory 30M connected to the control unit 30 stores an IR phosphate calibration curve, a UV nitric acid calibration curve, an IR nitric acid calibration curve (metal component calibration curve), and a phosphoric acid concentration lower limit value described later.

以上の構成でエッチング溶液管理装置5の動作について説明する。エッチング溶液管理装置5には、流入口10inにエッチング溶液槽51の循環配管58aからのエッチング溶液が流入し、流出口10outから循環配管58aに戻る。すなわち、サンプル配管10中をエッチング溶液が流れる。制御部30は、温度計18からの信号Stでエッチング溶液の温度を確認する。エッチング溶液が所定の温度になったら、制御部30は、IR吸光度測定装置16とUV吸光度測定装置14で吸光度を測定させる。制御部30は、それぞれの測定値は信号Sirと信号Suvで受け取り、検量線によって、各成分の濃度を算出する。   The operation of the etching solution management apparatus 5 having the above configuration will be described. In the etching solution management device 5, the etching solution from the circulation pipe 58a of the etching solution tank 51 flows into the inlet 10in, and returns to the circulation pipe 58a from the outlet 10out. That is, the etching solution flows through the sample pipe 10. The control unit 30 confirms the temperature of the etching solution with the signal St from the thermometer 18. When the etching solution reaches a predetermined temperature, the control unit 30 causes the IR absorbance measurement device 16 and the UV absorbance measurement device 14 to measure the absorbance. The control unit 30 receives the respective measured values as the signal Sir and the signal Suv, and calculates the concentration of each component using a calibration curve.

図20には、このようにして求めた各成分の濃度の被処理物56の処理量に対する変化を示す。なお、ここで処理量は処理枚数として表す。また、全てのグラフで、横軸が処理枚数を表す。図20(a)は、金属成分(総金属イオン量)と処理枚数の関係を示す。図20(b)は、リン酸濃度と処理枚数の関係を示す。図20(c)は硝酸濃度と処理枚数の関係を示す。図20(d)はエッチングレート(E/R)と処理枚数の関係を示す。   FIG. 20 shows the change of the concentration of each component thus determined with respect to the processing amount of the workpiece 56. Here, the processing amount is expressed as the number of processed sheets. In all graphs, the horizontal axis represents the number of processed sheets. FIG. 20A shows the relationship between the metal component (total metal ion amount) and the number of processed sheets. FIG. 20B shows the relationship between the phosphoric acid concentration and the number of processed sheets. FIG. 20C shows the relationship between the nitric acid concentration and the number of processed sheets. FIG. 20D shows the relationship between the etching rate (E / R) and the number of processed sheets.

いずれのグラフも処理枚数がゼロの時に、エッチング溶液は新液であるとする。処理枚数が増えるにつれ、被処理物56がエッチングされることにより、金属成分が増加する(図20(a))。一方、実施の形態1(図16)で説明したように、エッチングによってリン酸は消費されリン酸濃度は低下していく(図20(b))。リン酸濃度の低下によってエッチングレートも低下する(図20(d))。なお、硝酸濃度は変化しない(図20(c))。   In any graph, when the number of processed sheets is zero, the etching solution is assumed to be a new solution. As the number of processed sheets increases, the metal component is increased by etching the workpiece 56 (FIG. 20A). On the other hand, as described in Embodiment 1 (FIG. 16), phosphoric acid is consumed by etching, and the phosphoric acid concentration decreases (FIG. 20B). As the phosphoric acid concentration decreases, the etching rate also decreases (FIG. 20 (d)). The nitric acid concentration does not change (FIG. 20 (c)).

ここで、エッチング溶液の使用を制限するのは、エッチングレートである。エッチングレートの低下は、製造のタクトタイムを遅らせ、不良製品の増加につながるおそれがあるからである。そこで、エッチングレートが所定の値以下になったら、エッチング溶液を交換する。図20(b)では、この時期を矢印Pcgで表した。   Here, it is the etching rate that limits the use of the etching solution. This is because a decrease in the etching rate may delay the manufacturing tact time and lead to an increase in defective products. Therefore, the etching solution is replaced when the etching rate falls below a predetermined value. In FIG. 20B, this time is represented by an arrow Pcg.

この際に判断の基準となるのは、エッチングレート下限値(「E/R下限値」とした)である。エッチングレート下限値は、予め製造工程で設定される設計値であってよい。そして、このエッチングレート下限値に対応するリン酸濃度の下限値が決められる。これを「リン酸濃度下限値」と呼ぶ。制御部30のメモリ30Mには、このリン酸下限値が記憶されている。   In this case, the reference for determination is the lower limit of the etching rate (referred to as “E / R lower limit”). The lower limit of the etching rate may be a design value set in advance in the manufacturing process. Then, a lower limit value of the phosphoric acid concentration corresponding to the lower limit value of the etching rate is determined. This is called the “phosphoric acid concentration lower limit”. This memory lower limit value is stored in the memory 30M of the control unit 30.

図19を再度参照し、制御部30は、少なくとも所定時間毎にエッチング溶液の成分濃度を測定する。そこで、リン酸濃度がリン酸濃度下限値を下回った場合は、現在使用しているエッチング溶液は交換する時期になったと判断する。この場合、エッチングの工程を一次停止する指示Cstをエッチング装置50を制御する制御装置等に出力してもよい。   Referring to FIG. 19 again, the control unit 30 measures the component concentration of the etching solution at least every predetermined time. Therefore, when the phosphoric acid concentration falls below the lower limit of phosphoric acid concentration, it is determined that it is time to replace the currently used etching solution. In this case, an instruction Cst for temporarily stopping the etching process may be output to a control device or the like that controls the etching apparatus 50.

次に制御部30は、制御ライン36を介して、排出バルブ60bを開く指示Cexを送信する。排出バルブ60bは指示Cexを受けて開き、エッチング溶液槽51中のエッチング溶液は排出される。   Next, the control unit 30 transmits an instruction Cex for opening the discharge valve 60 b via the control line 36. The discharge valve 60b is opened in response to the instruction Cex, and the etching solution in the etching solution tank 51 is discharged.

制御部30はエッチング溶液の排出が終了したら、排出バルブ60bを閉めるように指示Cexを送信する。次に制御部30は溶液追加手段40のバルブ41bに向けてバルブを開く指示Cslを送信する。バルブ41bは指示Cslを受けたら開き、エッチング溶液(新液)をエッチング溶液槽51に追加する。以上を「新液入れ替え処理」と呼ぶ。新液入れ替え処理は、エッチング溶液の全てを入れ替えるだけでなく、エッチング溶液の一部を入れ替える処理も含める。   When the discharge of the etching solution is completed, the control unit 30 transmits an instruction Cex so as to close the discharge valve 60b. Next, the control unit 30 transmits an instruction Csl for opening the valve toward the valve 41 b of the solution adding means 40. The valve 41b opens upon receiving the instruction Csl, and adds the etching solution (new solution) to the etching solution tank 51. The above is called “new liquid replacement process”. The new liquid replacement process not only replaces all of the etching solution but also includes a process of replacing a part of the etching solution.

新液の入れ替え処理が終了したら、エッチング溶液のリン酸濃度も最初の含有量に戻るので、エッチングレートも初期に戻る(図20参照)。このようにエッチング溶液管理装置5は、エッチング溶液中のリン酸濃度を随時測定し、リン酸濃度が所定の値以下になったら、エッチングレートも所定値以下になったと判断し、エッチング溶液を新液に入れ替えることができる。   When the replacement process of the new solution is completed, the phosphoric acid concentration of the etching solution also returns to the initial content, so that the etching rate also returns to the initial value (see FIG. 20). In this way, the etching solution management device 5 measures the phosphoric acid concentration in the etching solution as needed. When the phosphoric acid concentration falls below a predetermined value, the etching solution management device 5 determines that the etching rate has fallen below the predetermined value, and updates the etching solution. Can be replaced with liquid.

なお、制御部30は、制御ライン34および36で、溶液追加手段40および液排出手段60を直接制御するように説明した。しかし、制御部30は、バルブ41bを開く指示Cslおよび排出バルブ60bを開く指示Cexを出力すれば液排出手段60および溶液追加手段40を制御したと言ってよい。   It has been described that the control unit 30 directly controls the solution adding unit 40 and the liquid discharging unit 60 by the control lines 34 and 36. However, it may be said that the control unit 30 has controlled the liquid discharging means 60 and the solution adding means 40 if the instruction Csl for opening the valve 41b and the instruction Cex for opening the discharge valve 60b are output.

また、上記の説明では、新液入れ替え処理を、リン酸濃度に従って行ったが、金属成分濃度に「金属成分上限値」を設けておき、金属成分濃度が金属成分上限値を越えたら新液入れ替え処理を行うようにしてもよい。この場合、図示していないが、メモリ30M(図19)には、金属成分上限値が記録される。   In the above description, the new liquid replacement process is performed according to the phosphoric acid concentration. However, when the metal component concentration exceeds the metal component upper limit value by providing a “metal component upper limit value” for the metal component concentration, the new liquid replacement is performed. Processing may be performed. In this case, although not shown, the metal component upper limit value is recorded in the memory 30M (FIG. 19).

また、制御部30は、硝酸濃度もリン酸濃度同様に監視する(図20(c))。硝酸濃度は、実施の形態1の図16で説明したように、エッチングが進行して、リン酸濃度が変化しても、変化しない。しかし、もし硝酸濃度が低下した場合は、エッチング溶液になんらかの異常が生じたと判断できる。すなわち、リン酸濃度同様に硝酸濃度が変化しないことを監視する。そして、硝酸濃度に異常があった場合は、制御部30は、異常を告げる信号を発信してもよい。   Moreover, the control part 30 monitors nitric acid concentration similarly to phosphoric acid concentration (FIG.20 (c)). As described with reference to FIG. 16 of the first embodiment, the nitric acid concentration does not change even when the phosphoric acid concentration changes as etching progresses. However, if the nitric acid concentration decreases, it can be determined that some abnormality has occurred in the etching solution. That is, it is monitored that the nitric acid concentration does not change as well as the phosphoric acid concentration. And when there is an abnormality in the nitric acid concentration, the control unit 30 may send a signal to notify the abnormality.

(実施の形態3)
図21に本発明に係るエッチング溶液管理装置6を示す。実施の形態2と同じ部分は、同じ符号で表し、説明は省略する。本実施の形態では、溶液追加手段40が、リン酸供給ライン42を有する。リン酸供給ライン42は、配管42a、バルブ42bを有する。配管42aの上流には図示しないリン酸タンクに接続されている。もちろん、バルブ42bは、制御部31からの指示Clnによって開閉制御ができる。
(Embodiment 3)
FIG. 21 shows an etching solution management device 6 according to the present invention. The same parts as those in the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. In the present embodiment, the solution adding means 40 has a phosphoric acid supply line 42. The phosphoric acid supply line 42 includes a pipe 42a and a valve 42b. An upstream of the pipe 42a is connected to a phosphoric acid tank (not shown). Of course, the valve 42b can be controlled to open and close by the instruction Cln from the controller 31.

図22には、処理枚数との関係を示すグラフを示す。いずれのグラフも横軸が処理枚数を示す。図22(a)は処理枚数と金属成分の関係を示す。図22(b)は、リン酸濃度と処理枚数の関係を示す。図22(c)は硝酸濃度と処理枚数の関係を示す。図22(d)は、エッチングレート(E/R)と処理枚数の関係を示す。   FIG. 22 is a graph showing the relationship with the number of processed sheets. In any graph, the horizontal axis indicates the number of processed sheets. FIG. 22A shows the relationship between the number of processed sheets and metal components. FIG. 22B shows the relationship between the phosphoric acid concentration and the number of processed sheets. FIG. 22C shows the relationship between the nitric acid concentration and the number of processed sheets. FIG. 22D shows the relationship between the etching rate (E / R) and the number of processed sheets.

エッチング溶液管理装置6は、処理枚数が増加し、リン酸濃度が低下し、所定の値以下になったら、リン酸を添加する。実施の形態1の図17で示したようにリン酸の追加によって、リン酸濃度は上昇し、エッチングレートは回復する。リン酸を追加する判断を行うのは、リン酸濃度が所定値を下回った時である。この所定値を「リン酸追加濃度」と呼ぶ。このリン酸追加濃度は、リン酸濃度下限値より高い値である。リン酸追加濃度は、制御部31のメモリ31Mに記録される。   The etching solution management device 6 adds phosphoric acid when the number of processed sheets increases and the phosphoric acid concentration decreases and falls below a predetermined value. As shown in FIG. 17 of the first embodiment, the addition of phosphoric acid increases the phosphoric acid concentration and restores the etching rate. The determination to add phosphoric acid is made when the phosphoric acid concentration falls below a predetermined value. This predetermined value is referred to as “phosphoric acid additional concentration”. This additional concentration of phosphoric acid is higher than the lower limit of the phosphoric acid concentration. The phosphoric acid additional concentration is recorded in the memory 31M of the control unit 31.

制御部31は、エッチング溶液のリン酸濃度とリン酸追加濃度を比較し、リン酸濃度がリン酸追加濃度を下回ったら、リン酸供給ライン42からエッチング溶液槽51にリン酸を追加する。図22(b)では、最初のリン酸追加点を「Pln」の矢印で示した。リン酸の追加によってリン酸濃度は回復し、エッチングレートも回復する(図22(d))。一方、エッチング溶液中の金属成分は、徐々に高くなる(図22(a))。しかし、被処理物56に付着して持出液57と共に持ち出される金属成分があり、一定の値で飽和する。   The control unit 31 compares the phosphoric acid concentration of the etching solution with the phosphoric acid additional concentration, and adds phosphoric acid from the phosphoric acid supply line 42 to the etching solution tank 51 when the phosphoric acid concentration falls below the phosphoric acid additional concentration. In FIG. 22B, the first phosphoric acid addition point is indicated by an arrow “Pln”. By adding phosphoric acid, the phosphoric acid concentration is restored, and the etching rate is also restored (FIG. 22D). On the other hand, the metal component in the etching solution gradually increases (FIG. 22 (a)). However, there is a metal component that adheres to the workpiece 56 and is taken out together with the carry-out liquid 57 and is saturated at a certain value.

制御部31は、所定時間間隔で金属成分濃度を測定し、前回の測定値と今回の測定値の差が微小になったら、その時の金属成分濃度を飽和と決定する。これを「金属成分飽和値」と呼ぶ。   The control unit 31 measures the metal component concentration at a predetermined time interval, and determines that the metal component concentration at that time is saturated when the difference between the previous measurement value and the current measurement value becomes small. This is called a “metal component saturation value”.

エッチング溶液管理装置6は、リン酸濃度がリン酸追加濃度を下回ったら、リン酸を追加するだけなので、エッチング装置50を停止させる必要がない。これはタクトタイムのロスをなくすことができるという効果を奏する。また、リン酸濃度の減少が少ないうちにリン酸を追加するので、エッチングレートの変動幅も小さい。   Since the etching solution management device 6 only adds phosphoric acid when the phosphoric acid concentration falls below the phosphoric acid addition concentration, it is not necessary to stop the etching device 50. This has the effect that the loss of tact time can be eliminated. Further, since phosphoric acid is added while the decrease in phosphoric acid concentration is small, the fluctuation range of the etching rate is small.

また、エッチング溶液を長期間にわたって、使用し続けることができるので、エッチング溶液のコストが小さくなり、また廃液がほとんどでないので、廃液処理のコストも安い。なお、リン酸供給ライン42ではリン酸を添加することで説明したが、硝酸が含まれ、水の比率の低い、濃厚なエッチング溶液を添加してもよい。リン酸濃度が上がるからである。   Further, since the etching solution can be used for a long period of time, the cost of the etching solution is reduced, and the waste liquid treatment cost is low because there is almost no waste liquid. Although the phosphoric acid supply line 42 has been described by adding phosphoric acid, a concentrated etching solution containing nitric acid and having a low ratio of water may be added. This is because the phosphoric acid concentration increases.

しかし、エッチング処理枚数が多くなるに従い、さまざまな微小成分量が増加する。従って、図22に示すように金属成分濃度が飽和した後(図22(a))、リン酸の追加によって永久にエッチングが継続できるわけではなく、エッチング溶液は新液に入れ替える必要がある。その際に、金属成分濃度に基づいて、エッチング溶液の入れ替え処理を行うことができる。   However, the amount of various minute components increases as the number of etching processes increases. Therefore, as shown in FIG. 22, after the metal component concentration is saturated (FIG. 22A), etching cannot be continued permanently by adding phosphoric acid, and the etching solution needs to be replaced with a new solution. In that case, the replacement | exchange process of an etching solution can be performed based on a metal component density | concentration.

図22では、金属成分上限値を金属成分飽和値より下で設定した場合を示す。金属成分濃度が金属成分上限値を超えた場合は、新液入れ替え処理(実施の形態2参照)を行う。この処理を行う場合は、メモリ31Mには、「金属成分上限値」が記憶される(図21)。また、金属成分飽和値に至った後、所定枚数を処理したら、新液入れ替え処理を行ってもよい。この場合は、メモリ31Mには、新液取り換え処理を行うまでの「所定枚数」が記憶される。いずれの場合も、金属成分濃度に基づいたエッチング溶液の入れ替え処理である。   FIG. 22 shows a case where the metal component upper limit value is set below the metal component saturation value. When the metal component concentration exceeds the metal component upper limit value, a new liquid replacement process (see Embodiment 2) is performed. When this processing is performed, the “metal component upper limit value” is stored in the memory 31M (FIG. 21). In addition, after a predetermined number of sheets are processed after reaching the metal component saturation value, a new liquid replacement process may be performed. In this case, the “predetermined number of sheets” until the new liquid replacement process is performed is stored in the memory 31M. In either case, the etching solution is replaced based on the metal component concentration.

なお、本実施の形態では、リン酸を添加しながらエッチングレートの変動幅を小さくするので、リン酸添加は、しばしば行われる。このため、エッチング溶液が正常であるかを常に監視しておく必要がある。そのために、硝酸濃度は常に監視される。もし硝酸濃度に変化があった場合は、制御部31は、異常を告げる信号を発信してもよい。   Note that in this embodiment mode, the range of variation in the etching rate is reduced while phosphoric acid is added, so phosphoric acid is often added. For this reason, it is necessary to always monitor whether the etching solution is normal. Therefore, the nitric acid concentration is constantly monitored. If there is a change in the nitric acid concentration, the control unit 31 may send a signal to notify the abnormality.

(実施の形態4)
図23に本発明に係るエッチング溶液管理装置7を示す。実施の形態2と同じ部分は、同じ符号で表し、説明は割愛する。本実施の形態では、チャンバー52等で水分が多く蒸発する場合を説明する。水の蒸発が多いと、処理枚数の増加によるリン酸濃度の低下よりも、水が無くなることによるリン酸濃度上昇の方が大きくなる。結果、処理枚数にしたがって、リン酸濃度は上昇し、エッチングレートは上昇する。
(Embodiment 4)
FIG. 23 shows an etching solution management apparatus 7 according to the present invention. The same parts as those in Embodiment 2 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. In this embodiment, a case where a large amount of moisture evaporates in the chamber 52 or the like will be described. When the amount of water evaporation is large, the increase in the phosphoric acid concentration due to the absence of water becomes larger than the decrease in the phosphoric acid concentration due to an increase in the number of treatments. As a result, according to the number of processed sheets, the phosphoric acid concentration increases and the etching rate increases.

薄膜はある程度ゆっくりとエッチングされないと、膜の端面がきれいにエッチングできないおそれがある。したがって、エッチングレートには上限がある。これをエッチングレート上限と呼ぶ。このエッチングレートの上限に対応するリン酸濃度が存在する。このリン酸濃度の上限値を「リン酸濃度上限値」と呼ぶ。   If the thin film is not etched slowly to some extent, the end face of the film may not be etched cleanly. Therefore, there is an upper limit on the etching rate. This is called the upper limit of the etching rate. There is a phosphoric acid concentration corresponding to the upper limit of the etching rate. This upper limit value of the phosphoric acid concentration is referred to as “phosphoric acid concentration upper limit value”.

エッチング溶液管理装置7は、リン酸濃度の上昇に対応する。すなわち、リン酸濃度が所定の値以上になったら水を追加する、水供給ライン43を有する。この所定の値を、「リン酸希釈濃度」と呼ぶ。このリン酸希釈濃度は、リン酸濃度上限値より低い値である。このリン酸希釈濃度は、制御部32のメモリ32Mに記憶される。   The etching solution management device 7 responds to the increase in phosphoric acid concentration. That is, it has a water supply line 43 for adding water when the phosphoric acid concentration exceeds a predetermined value. This predetermined value is called “phosphoric acid dilution concentration”. This phosphoric acid dilution concentration is lower than the phosphoric acid concentration upper limit. The phosphoric acid dilution concentration is stored in the memory 32M of the control unit 32.

制御部32は、エッチング溶液のリン酸濃度とリン酸希釈濃度を比較し、リン酸濃度がリン酸希釈濃度を上回ったら、水供給ライン43からエッチング溶液槽51に水を追加する。図24(b)では、Pwaの矢印で示した。水の追加によってリン酸濃度は低下し、エッチングレートも低下する。一方、エッチング溶液中の金属成分は、徐々に高くなる。しかし、被処理物56に付着している持出液57と共に持ち出される金属成分があり、一定の値で飽和する。   The control unit 32 compares the phosphoric acid concentration of the etching solution with the phosphoric acid dilution concentration, and adds water from the water supply line 43 to the etching solution tank 51 when the phosphoric acid concentration exceeds the phosphoric acid dilution concentration. In FIG. 24B, it is indicated by an arrow of Pwa. The addition of water reduces the phosphoric acid concentration and the etching rate. On the other hand, the metal component in the etching solution gradually increases. However, there is a metal component that is taken out together with the carry-out liquid 57 adhering to the object to be processed 56 and is saturated at a certain value.

エッチング溶液管理装置7は、リン酸濃度がリン酸希釈濃度を上回ったら、水を追加するだけなので、エッチング装置50を停止させる必要がない。これはタクトタイムのロスをなくすことができる。また、リン酸濃度の減少が少ないうちにリン酸を追加するので、エッチングレートの変動幅も小さい。   Since the etching solution management device 7 only adds water when the phosphoric acid concentration exceeds the phosphoric acid dilution concentration, it is not necessary to stop the etching device 50. This can eliminate the loss of tact time. Further, since phosphoric acid is added while the decrease in phosphoric acid concentration is small, the fluctuation range of the etching rate is small.

また、長期間にわたって、使用し続けることができるので、エッチング溶液のコストが小さくなり、また廃液がほとんどでないので、廃液処理のコストも安い。なお、エッチング溶液の入れ替えを、金属成分濃度に基づいて行えるのは、実施の形態3の場合と同じである。金属成分濃度に基づいて新液入れ替え処理を行う場合は、メモリ32Mには、「金属成分上限値」若しくは、金属成分飽和値に到達した後の「所定枚数」が記憶される。   In addition, since it can be used for a long period of time, the cost of the etching solution is reduced, and since there is almost no waste liquid, the cost of waste liquid treatment is also low. The replacement of the etching solution can be performed based on the metal component concentration, as in the case of the third embodiment. When the new liquid replacement process is performed based on the metal component concentration, the “metal component upper limit value” or the “predetermined number” after reaching the metal component saturation value is stored in the memory 32M.

また、本実施の形態では、エッチング溶液の水が蒸発するので、硝酸濃度も上昇する(図24(c))。したがって、硝酸濃度の変化を監視していても、水の蒸発が起こっていることがわかる。また、硝酸濃度の変化はリン酸濃度の変化と同期するので、エッチング溶液の異常の有無は硝酸濃度を監視することで把握できる。硝酸濃度の変化がリン酸濃度の変化と同期しない場合、若しくは逆に変化しない場合は、エッチング溶液に異常が発生したと判断し、制御部32は異常を告げる信号を発信してもよい。   In this embodiment, since the etching solution water evaporates, the nitric acid concentration also increases (FIG. 24C). Therefore, it can be seen that the evaporation of water occurs even if the change in the nitric acid concentration is monitored. In addition, since the change in nitric acid concentration is synchronized with the change in phosphoric acid concentration, the presence or absence of abnormality in the etching solution can be grasped by monitoring the nitric acid concentration. When the change in nitric acid concentration does not synchronize with the change in phosphoric acid concentration, or when it does not change conversely, it may be determined that an abnormality has occurred in the etching solution, and the control unit 32 may transmit a signal indicating the abnormality.

本発明に係るエッチング溶液の成分濃度測定方法およびエッチング溶液の管理方法は、結果的に吸光度を用いるだけで、リン酸と硝酸の濃度および金属イオン濃度を個別に測定することができるので、リン酸と硝酸からなるエッチング溶液を利用する場所で広く活用することができる。   Since the etching solution component concentration measuring method and the etching solution management method according to the present invention can measure the concentrations of phosphoric acid and nitric acid and the metal ion concentration individually only by using absorbance as a result, phosphoric acid It can be widely used in places where an etching solution made of nitric acid and nitric acid is used.

1 成分濃度測定装置
10 サンプル配管
10in 流入口
10out 流出口
12 熱交換器
12in 水流入口
12out 水流出口
14 UV吸光度測定装置
16 IR吸光度測定装置
18 温度計
20 制御部
20M メモリ
24 表示装置
30、31、32 制御部
30M、31M、32M メモリ
40 溶液追加手段
41 エッチング溶液供給ライン
41a 配管
41b バルブ
42 リン酸供給ライン
42a 配管
42b バルブ
43 水供給ライン
43a 配管
43b バルブ
50 エッチング装置
51 エッチング溶液槽
52 チャンバー
53 搬送手段
54 シャワー
54a シャワーノズル
54b シャワー配管
54c シャワーポンプ
55 回収手段
56 被処理物
57 持出液
58 循環手段
58a 循環配管
58b 循環ポンプ
58c フィルタ
60 液排出手段
60a 配管
60b 排出バルブ
L10 硝酸の中和滴定曲線
L12 硝酸中にZnO粉末を溶解させた場合の中和滴定曲線
L14 リン酸の中和滴定曲線
L16 リン酸中にZnO粉末を溶解させた場合の中和滴定曲線
A1、A2 変曲点
L13 リン酸の中和滴定曲線
L132 L13の2次微分曲線
P1、P2 L132のピーク値
L20 リン酸にZnを0ppm含有させた時の中和滴定曲線
L22 リン酸にZnを1230ppm含有させた時の中和滴定曲線
L24 リン酸にZnを2970ppm含有させた時の中和滴定曲線
P+ エッチングレートを回復させるために補填したリン酸濃度
PP リン酸濃度がP+になるまで補填した時のエッチングレート
1 component concentration measuring device 10 sample pipe 10 in inlet 10 out outlet 12 heat exchanger 12 in water inlet 12 out water outlet 14 UV absorbance measuring device 16 IR absorbance measuring device 18 thermometer 20 control unit 20M memory 24 display devices 30, 31, 32 Control unit 30M, 31M, 32M Memory 40 Solution addition means 41 Etching solution supply line 41a Pipe 41b Valve 42 Phosphoric acid supply line 42a Pipe 42b Valve 43 Water supply line 43a Pipe 43b Valve
50 Etching apparatus 51 Etching solution tank 52 Chamber 53 Conveying means 54 Shower 54a Shower nozzle 54b Shower pipe 54c Shower pump 55 Recovery means 56 Object to be treated 57 Take-out liquid 58 Circulating means 58a Circulating pipe 58b Circulating pump 58c Filter 60 Liquid discharging means 60a Pipe 60b Discharge valve L10 Neutralization titration curve L12 of nitric acid Neutralization titration curve L14 when ZnO powder is dissolved in nitric acid Neutralization titration curve L16 of phosphoric acid Neutralization when ZnO powder is dissolved in phosphoric acid Titration curves A1, A2 Inflection point L13 Neutralization titration curve of phosphoric acid L132 Secondary differential curve P1 of L13, peak value L20 of L132 L20 Neutralization titration curve L22 when 0 ppm of Zn is contained in phosphoric acid Neutralization titration curve L24 containing 1230 ppm Zn The etching rate at which the phosphoric acid concentration PP phosphate concentrations compensation to restore the neutralization titration curve P + etch rate when incorporated 2970ppm of Zn in the supplemented until P +

Claims (13)

エッチング溶液槽に貯留された、金属を含む薄膜をエッチングするリン酸と硝酸を含むエッチング溶液の成分濃度を測定する成分濃度測定装置であって、
前記エッチング溶液槽中の前記エッチング溶液が流されるサンプリング配管と、
前記サンプリング配管の途中に設けられたIR吸光度測定装置と、
前記IR吸光度測定装置に接続された制御部を有し
前記制御部は、予め記憶されたIRリン酸検量線に基づいて前記エッチング溶液中のリン酸濃度を算出し、
予め前記IR吸光度測定装置で測定した硝酸の吸光度と、前記エッチング溶液中の金属成分濃度との関係を示す金属成分検量線が記憶され、前記IR吸光度測定装置による硝酸の吸光度の測定結果と、前記金属成分検量線から前記エッチング溶液中の金属濃度を算出することを特徴とするエッチング溶液の成分濃度測定装置。
A component concentration measuring apparatus for measuring a component concentration of an etching solution containing phosphoric acid and nitric acid stored in an etching solution tank and etching a thin film containing metal,
A sampling pipe through which the etching solution in the etching solution tank flows;
An IR absorbance measuring device provided in the middle of the sampling pipe;
A control unit connected to the IR absorbance measurement device;
The control unit calculates a phosphoric acid concentration in the etching solution based on an IR phosphoric acid calibration curve stored in advance ,
A metal component calibration curve indicating the relationship between the absorbance of nitric acid measured in advance with the IR absorbance measurement device and the concentration of the metal component in the etching solution is stored, the measurement result of the absorbance of nitric acid with the IR absorbance measurement device, An apparatus for measuring a concentration of a component in an etching solution, wherein the concentration of the metal in the etching solution is calculated from a metal component calibration curve .
前記サンプリング配管の途中に280〜320nmの波長帯の吸光度を測定するUV吸光度測定装置を有し、
前記制御部は、前記UV吸光度測定装置にも接続され、予め記憶されたUV硝酸検量線に基づいて前記エッチング溶液中の硝酸濃度を算出することを特徴とする請求項1に記載されたエッチング溶液の成分濃度測定装置。
In the middle of the sampling pipe, a UV absorbance measuring device that measures absorbance in a wavelength band of 280 to 320 nm,
2. The etching solution according to claim 1, wherein the control unit is also connected to the UV absorbance measurement device and calculates a nitric acid concentration in the etching solution based on a UV nitric acid calibration curve stored in advance. Ingredient concentration measuring device.
前記サンプリング配管の前記IR吸光度測定装置および前記UV吸光度測定装置より上流側に熱交換器を有することを特徴とする請求項に記載されたエッチング溶液の成分濃度測定装置。 3. The etching solution component concentration measuring device according to claim 2 , further comprising a heat exchanger upstream of the IR absorbance measuring device and the UV absorbance measuring device of the sampling pipe. 前記金属を含む薄膜がインジウムとガリウムと亜鉛と酸素からなる酸化物半導体からなることを特徴とする請求項1乃至の何れか1の請求項に記載されたエッチング溶液の成分濃度測定装置。 Constituent concentration measuring apparatus of the etching solution described in any one of claims 1 to 3 thin film is characterized by comprising an oxide semiconductor of indium, gallium, zinc and oxygen containing said metal. 液排出手段を有するエッチング溶液槽に貯留された、金属を含む薄膜をエッチングするリン酸と硝酸を含むエッチング溶液の成分濃度を管理するエッチング溶液管理装置であって、
前記エッチング溶液槽中の前記エッチング溶液が流されるサンプリング配管と、
前記サンプリング配管の途中に設けられたIR吸光度測定装置と、
前記IR吸光度測定装置に接続された制御部と
前記エッチング溶液槽に溶液を追加する溶液追加手段を有し、
前記制御部は、
予め記憶されたIRリン酸検量線に基づいて前記エッチング溶液中のリン酸濃度を算出し、
前記リン酸濃度に基づいて前記溶液追加手段を制御し、
予め前記IR吸光度測定装置で測定した硝酸の吸光度と、前記エッチング溶液中の金属成分濃度との関係を示す金属成分検量線が記憶され、前記IR吸光度測定装置による硝酸の吸光度の測定結果と、前記金属成分検量線から前記エッチング溶液中の金属成分濃度を算出することを特徴とするエッチング溶液管理装置。
An etching solution management device for managing component concentrations of an etching solution containing phosphoric acid and nitric acid stored in an etching solution tank having a liquid discharging means for etching a thin film containing metal,
A sampling pipe through which the etching solution in the etching solution tank flows;
An IR absorbance measuring device provided in the middle of the sampling pipe;
A controller connected to the IR absorbance measuring device;
A solution adding means for adding a solution to the etching solution tank;
The controller is
Calculate the phosphoric acid concentration in the etching solution based on the IR phosphoric acid calibration curve stored in advance,
Controlling the solution adding means based on the phosphoric acid concentration ;
A metal component calibration curve indicating the relationship between the absorbance of nitric acid measured in advance with the IR absorbance measurement device and the concentration of the metal component in the etching solution is stored, the measurement result of the absorbance of nitric acid with the IR absorbance measurement device, An etching solution management apparatus that calculates a metal component concentration in the etching solution from a metal component calibration curve .
前記サンプリング配管の途中に280〜320nmの波長帯の吸光度を測定するUV吸光度測定装置を有し、
前記制御部は、前記UV吸光度測定装置にも接続され、予め記憶されたUV硝酸検量線に基づいて前記エッチング溶液中の硝酸濃度を算出することを特徴とする請求項に記載されたエッチング溶液管理装置。
In the middle of the sampling pipe, a UV absorbance measuring device that measures absorbance in a wavelength band of 280 to 320 nm,
6. The etching solution according to claim 5 , wherein the control unit is also connected to the UV absorbance measuring device and calculates a nitric acid concentration in the etching solution based on a UV nitric acid calibration curve stored in advance. Management device.
前記サンプリング配管の少なくとも前記IR吸光度測定装置より上流側に熱交換器を有することを特徴とする請求項5または6の何れか1の請求項に記載されたエッチング溶液管理装置。 The etching solution management device according to any one of claims 5 and 6 , further comprising a heat exchanger at least upstream of the IR absorbance measuring device of the sampling pipe. 前記金属を含む薄膜がインジウムとガリウムと亜鉛と酸素からなる酸化物半導体からなることを特徴とする請求項乃至の何れか1の請求項に記載されたエッチング溶液管理装置。 Etching solution management apparatus according to any one of claims 5 to 7, characterized in that an oxide semiconductor thin film containing the metal of indium, gallium, zinc, and oxygen. 前記制御部は、前記リン酸濃度に基づいて前記液排出手段を制御することを特徴とする請求項乃至の何れか1の請求項に記載されたエッチング溶液管理装置。 Wherein, the etching solution management apparatus according to any one of claims 5 to 8, wherein the controller controls the liquid discharge means on the basis of the concentration of phosphoric acid. 前記溶液追加手段は、少なくともエッチング溶液を前記エッチング溶液槽に追加する手段であり、
前記制御部は、前記リン酸濃度に基づいて、
前記液排出手段を制御して前記エッチング溶液槽中の溶液を廃棄し、
前記溶液追加手段を制御することによって前記エッチング溶液槽に前記エッチング溶液を追加することを特徴とする請求項に記載されたエッチング溶液管理装置。
The solution adding means is means for adding at least an etching solution to the etching solution tank,
The controller is based on the phosphoric acid concentration.
Controlling the liquid discharge means to discard the solution in the etching solution tank;
The etching solution management apparatus according to claim 9 , wherein the etching solution is added to the etching solution tank by controlling the solution adding unit.
前記溶液追加手段は、少なくともリン酸溶液を前記エッチング溶液槽に追加する手段であり、
前記制御部は、前記リン酸濃度に基づいて、前記溶液追加手段によって前記エッチング溶液槽に前記リン酸溶液を追加することを特徴とする請求項またはの何れかの請求項に記載されたエッチング溶液管理装置。
The solution adding means is means for adding at least a phosphoric acid solution to the etching solution tank,
The said control part adds the said phosphoric acid solution to the said etching solution tank by the said solution addition means based on the said phosphoric acid density | concentration, The claim in any one of Claim 5 or 6 characterized by the above-mentioned. Etching solution management device.
前記溶液追加手段は、水を前記エッチング溶液槽に追加する手段であり、
前記制御部は、前記リン酸濃度に基づいて、前記溶液追加手段によって前記エッチング溶液槽に前記水を追加することを特徴とする請求項またはの何れかの請求項に記載されたエッチング溶液管理装置。
The solution adding means is means for adding water to the etching solution tank,
The said control part adds the said water to the said etching solution tank by the said solution addition means based on the said phosphoric acid density | concentration, The etching solution described in the claim in any one of Claim 5 or 6 characterized by the above-mentioned. Management device.
前記溶液追加手段は、エッチング溶液を前記エッチング溶液槽に追加する手段であり、
前記制御部は、前記金属成分濃度に基づいて、
前記液排出手段を制御して前記エッチング溶液槽中の溶液を廃棄し、
前記溶液追加手段を制御することによって前記エッチング溶液槽に前記エッチング溶液を追加することを特徴とする請求項乃至12の何れか1の請求項に記載されたエッチング溶液管理装置。
The solution adding means is means for adding an etching solution to the etching solution tank,
The control unit is based on the metal component concentration,
Controlling the liquid discharge means to discard the solution in the etching solution tank;
Etch solution management apparatus according to any one of claims 9 to 12, characterized in that adding the etching solution in the etching solution tank by controlling the solution additional means.
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