JP6341572B2 - エッチング液管理装置 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の第一実施形態であるエッチング液管理装置を含むエッチング処理機構100の系統図である。
エッチング処理部Aは、搬送される基板表面にエッチング液を噴射し、これにより基板表面をエッチングするためのものである。
エッチング液循環部Bは、主として、エッチング処理槽1内に貯留されたエッチング液を循環し、攪拌するためのものである。
溶解金属回収除去手段である溶解金属回収除去部Cは、エッチング処理により被エッチング膜からエッチング液中に溶出した金属成分を回収してエッチング液から分離除去するためのものである。金属成分をエッチング液から回収・除去することにより、エッチング液中の溶解金属濃度を低下させることができる。
補充液供給部Dは、エッチング処理槽1内に補充液を供給するためのものである。補充液としては、エッチング原液、エッチング新液、酸原液、純水及びエッチング再生液がある。これらは必ずしも全て必要というのではなく、エッチング液の組成、濃度変化の程度、設備条件、運転条件、補充液の入手状況などにより、最適な補充液及び供給装置が選択される。
測定部Eは、サンプリングしたエッチング液の酸濃度及び溶解金属濃度を測定するためのものである。
次に、エッチング液の酸濃度及び溶解金属濃度を測定する方法の一例を説明する。なお、以下の説明では、酸にシュウ酸を用い、エッチング液の酸濃度の管理値を3.4%、エッチング液中の溶解金属をインジウムとした例で説明するが、本発明はこれに限定されず、他の材料、他の管理値でも行うことができる。
コンピューター30は、第1物性値測定装置17、第2物性値測定装置18、溶解金属回収除去装置13、流量調節弁25〜28などと電気的に接続されている。コンピューター30は、これらの接続機器に対して動作指令を発して制御するほか、酸濃度や溶解金属濃度の測定データを取得するなど、接続機器との情報の送受信を行う。また、入出力機能、演算機能、情報記憶機能など、多様な機能を有している。
次に、上記構成のエッチング処理装置の動作について説明する。以下、エッチング液としてITO、IZO、IGO、IGZOといった金属酸化膜の一種である透明導電膜、酸化物半導体膜をエッチングするのに多用されるシュウ酸水溶液を使用した例について説明する。
次に、溶解金属回収除去装置13の一実施形態である晶析装置について説明する。図4は、本発明の溶解金属回収除去装置13として実施される晶析装置を説明するための模式図である。
次に、晶析装置の動作例を説明する。
溶解金属回収除去装置13としては、図5に示す電解装置113を用いることもできる。電解装置は、回収槽135、陽極151、陰極152、陽極151及び陰極152に電流を流す電源153、及び、電極に析出した金属を自動的に回収除去するスクレーパー154から構成されている。回収槽135の側面には、配管接続部144、145が設けられている。配管接続部144、145が、送液配管14a及び戻り配管14bに接続され、エッチング処理槽1からのエッチング液を循環させることができる。
本実施形態に用いられる被エッチング膜としての金属膜又は金属化合物膜としては、特に限定されないが、金属合金膜、金属酸化膜、金属窒化膜、金属炭化膜、金属硫化膜、金属燐化膜、又は、金属硼化膜を用いることができる。また、金属酸化膜としては、ITO膜、IZO膜、IGO膜、又は、IGZO膜を用いることができる。
本実施形態のエッチング液に用いられる酸としては、特に限定されないが、塩酸、硝酸、硫酸、リン酸、フッ化水素酸、過塩素酸、及び、有機酸のうち少なくとも一つを含むことが好ましい。また、有機酸としては、特に限定されないが、シュウ酸、酢酸、クエン酸、及び、マロン酸の少なくとも一つであることが好ましい。
図6は、本発明の第二実施形態であるエッチング液管理装置を含むエッチング処理機構110の系統図である。第二実施形態のエッチング液管理装置は、第一実施形態のエッチング液管理装置の測定部Eにおいて、第1物性値測定装置17、第2物性値測定装置18に加え、さらに、第3物性値測定装置(第3物性値測定手段)19を備えている点が第一実施形態のエッチング液管理装置と異なっている。第3物性値測定装置19は、エッチング液中の酸化剤の濃度に相関する第3物性値を測定する。予め得ていたエッチング液の酸化剤の濃度と第3物性値との間の相関関係を利用すれば、測定された第3物性値からエッチング液の酸化剤の濃度を得ることができる。
本発明の第三実施形態のエッチング液管理装置は、第一実施形態のエッチング液管理装置の第1物性値測定装置17を少なくともエッチング液の酸濃度に相関のある物性値を測定する測定装置に、第2物性値測定装置18を少なくともエッチング液の溶解金属濃度に相関のある物性値を測定する測定装置に置き換え、これらが測定したエッチング液の物性値から多変量解析法(例えば、重回帰分析法)によりエッチング液の酸濃度及び溶解金属濃度を算出する演算機能(演算手段)を有したものである。第三実施形態のエッチング液管理装置を含むエッチング処理機構は、図1に示す第一実施形態のエッチング処理機構と同様のものを用いることができる。
本発明者は、実験により、シュウ酸水溶液にインジウムが溶存する場合、このシュウ酸水溶液の導電率及び密度の測定値は、シュウ酸濃度、溶解インジウム濃度のうちのそれぞれ一つの成分だけに感応するわけでなく、相互に相関するので、重回帰分析によりさらに正確に濃度が求められることを知見した。
本発明の第四実施形態のエッチング液管理装置は、第二実施形態のエッチング液管理装置の第1物性値測定装置17を少なくともエッチング液の酸濃度に相関のある物性値を測定する測定装置に、第2物性値測定装置18を少なくともエッチング液の溶解金属濃度に相関のある物性値を測定する測定装置に、第3物性値測定装置19を少なくともエッチング液の酸化剤濃度に相関のある物性値を測定する測定装置に置き換え、これらが測定したエッチング液の物性値から多変量解析法(例えば、重回帰分析法)によりエッチング液の酸濃度及び溶解金属濃度を算出する演算機能を有したものである。第四実施形態のエッチング液管理装置を含むエッチング処理機構は、図6に示す第二実施形態のエッチング処理機構と同様のものを用いることができる。
本発明においては、エッチング液中に溶解した金属の濃度を測定する溶解金属濃度測定装置及び溶解金属濃度測定方法として用いることができる。
Claims (5)
- シュウ酸を含み、エッチング処理によりインジウムが溶出する被エッチング膜のエッチングに繰り返し用いられるエッチング液を管理するエッチング液管理装置において、
前記エッチング液の導電率値を測定する導電率計と、
前記エッチング液の密度値を測定する密度計と、
前記エッチング液中のシュウ酸濃度と導電率との間の相関関係及び前記導電率計の測定結果に基づいて、前記エッチング液中のインジウム濃度と密度との間に相関関係が得られるシュウ酸濃度の濃度範囲内となるように、前記エッチング液に補充液を供給する補充液供給手段と、
前記補充液供給手段によりシュウ酸濃度が管理された前記エッチング液中のインジウム濃度と密度との間の相関関係及び前記密度計の測定結果に基づいて、前記エッチング液中のインジウム濃度が管理される濃度のしきい値以下となるように、前記エッチング液から当該エッチング液中に溶解したインジウムを回収除去するインジウム回収除去手段と、
を備えたことを特徴とするエッチング液管理装置。 - シュウ酸を含み、エッチング処理によりインジウムが溶出する被エッチング膜のエッチングに繰り返し用いられるエッチング液を管理するエッチング液管理装置において、
前記エッチング液の物性値であって少なくとも前記エッチング液中のシュウ酸濃度に相関のある第1物性値を測定する第1物性値測定手段と、
前記エッチング液の物性値であって少なくとも前記エッチング液中に溶解したインジウムの濃度に相関のある第2物性値を測定する第2物性値測定手段と、
前記第1物性値測定手段により測定された前記第1物性値及び前記第2物性値測定手段により測定された前記第2物性値から、多変量解析法により前記エッチング液中のシュウ酸濃度及び前記エッチング液中に溶解したインジウムの濃度を算出する演算手段と、
前記演算手段により算出される前記エッチング液中のシュウ酸濃度が管理される濃度範囲内となるように前記エッチング液に補充液を供給する補充液供給手段と、
前記演算手段により算出される前記エッチング液中に溶解したインジウムの濃度が管理される濃度のしきい値以下となるように前記エッチング液から当該エッチング液中に溶解したインジウムを回収除去するインジウム回収除去手段と、
を備えたことを特徴とするエッチング液管理装置。 - 前記第1物性値測定手段及び前記第2物性値測定手段の組合せが、前記エッチング液の導電率値を測定する導電率計、前記エッチング液の超音波伝播速度を測定する超音波濃度計、前記エッチング液の密度値を測定する密度計、及び、前記エッチング液の光の屈折率を測定する屈折率計、のうちから選ばれたいずれか二つによる組合せである請求項2に記載のエッチング液管理装置。
- 前記インジウム回収除去手段は、晶析装置又は電解装置である請求項1から3のいずれか一項に記載のエッチング液管理装置。
- 前記晶析装置は、スクリューコンベア型晶析装置である請求項4に記載のエッチング液管理装置。
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