JP6668257B2 - 珪素濃度又はエッチング選択比の測定方法及び測定装置 - Google Patents
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Description
すなわち、本発明の珪素濃度の測定方法は、水晶振動子に被覆した酸化珪素膜を基板処理装置のエッチング液に接触させ、前記水晶振動子を振動させつつ振動周波数を検出する工程と、前記振動周波数の変化速度に基づいて、前記エッチング液中の珪素濃度を算出する工程と、を含むことを特徴とする。
本発明の珪素濃度の測定装置は、図1Aに示すように、ウエハ処理装置等の基板処理装置26のエッチング液25に接触させる酸化珪素膜を被覆した水晶振動子11と、その水晶振動子11を振動させつつ振動周波数を検出する振動数検出手段21とを備えている。本実施形態では、循環配管27に測定容器10を設けて、その内部のエッチング液25に水晶振動子11を接触させる例を示す。
なお、エッチング液の温度及び濃度を一定に制御する方法としては、特開平11−154665号公報の従来技術の項目に記載される方法等が挙げられる。例えばエッチング液が燐酸水溶液の場合は、燐酸水溶液の沸点以上のヒーターパワーを有する加熱装置を用い、加熱を継続しながら燐酸水溶液温度が沸点温度を維持するように純水の投入量を制御することにより、燐酸水溶液の温度及び燐酸濃度を一定に保つ方法である。
本発明のエッチング選択比の測定装置は、以上のような本発明の珪素濃度の測定方法を利用して、エッチング選択比を測定するものである。本発明のエッチング選択比の測定装置は、図1Bに示すように、基板処理装置26のエッチング液25に接触させる酸化珪素膜を被覆した水晶振動子11と、その水晶振動子11を振動させつつ振動周波数を検出する振動数検出手段21とを備えている。本実施形態では、循環配管27に測定容器10を設けて、その内部のエッチング液25に水晶振動子11を接触させる例を示す。
本発明の珪素濃度の測定方法は、以上のような本発明の珪素濃度の測定装置を用いて好適に実施することができる。つまり、本発明の珪素濃度の測定方法は、水晶振動子11に被覆した酸化珪素膜を基板処理装置のエッチング液25に接触させ、水晶振動子11を振動させつつ振動周波数を検出する工程と、振動周波数の変化速度に基づいて、エッチング液25中の珪素濃度を算出する工程と、を含むものである。前述の実施形態では、エッチング液25の温度を測定する工程を更に含み、エッチング液25の温度と振動周波数の変化速度とに基づいて、エッチング液25中の珪素濃度を算出する例を示した。
本発明のエッチング選択比の測定方法は、以上のような本発明のエッチング選択比の測定装置を用いて好適に実施することができる。つまり、本発明のエッチング選択比の測定方法は、水晶振動子11に被覆した酸化珪素膜を基板処理装置のエッチング液25に接触させつつ、水晶振動子11の振動周波数変化から酸化珪素膜のエッチング速度を連続的に算出する工程と、エッチング液25の窒化珪素膜のエッチング速度を連続的に算出する工程と、算出された酸化珪素膜のエッチング速度と窒化珪素膜のエッチング速度とに基づいて、窒化珪素膜/酸化珪素膜のエッチング速度の比を連続的に算出する工程とを含むものである。その際、エッチング液25の濃度及び温度を測定しつつ、測定された濃度及び温度から窒化珪素膜のエッチング速度を連続的に算出することが好ましい。
本発明のエッチング選択比の測定方法に用いるセンサヘッド12は、図2A〜図2Cに示すように、酸化珪素膜を被覆した水晶振動子11と、その水晶振動子11の周囲を押圧して水晶振動子11を液密に保持するシール部材13と、水晶振動子11を伝熱により加熱する加熱手段14とを備えている。
燐酸濃度の濃度測定手段23としては、エッチング液25の吸光特性を測定することでエッチング液25の濃度を測定する分光学的測定手段が好ましい。これにより、エッチング液25中の燐酸濃度をインラインでリアルタイムに測定することができ、その燐酸濃度における相関関係を利用することで、より精度良く珪素濃度を算出することができる。また、燐酸濃度は、窒化珪素膜のエッチング速度の算出にも利用される。
本発明は、上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、以下のように実施形態を変更することが可能である。
12 センサヘッド(珪素濃度測定用センサヘッド)
13 シール部材
14 加熱手段
16b 内部空間
16c 連通路
16d 弁部材
21 振動数検出手段
22 温度測定手段
23 濃度測定手段
24 演算手段
25 エッチング液
Claims (19)
- 水晶振動子に被覆した酸化珪素膜を基板処理装置のエッチング液に接触させ、前記水晶振動子を振動させつつ振動周波数を検出する工程と、
前記振動周波数の変化速度、及びエッチング液中の珪素濃度と水晶振動子の振動周波数の変化速度の相関関係に基づいて、前記エッチング液中の珪素濃度をインラインで連続的に算出する工程と、
を含む珪素濃度の測定方法。 - 前記エッチング液の温度を測定する工程を更に含み、
前記エッチング液中の珪素濃度を算出する工程において、前記エッチング液の温度と前記振動周波数の変化速度と、前記温度におけるエッチング液中の珪素濃度と水晶振動子の振動周波数の変化速度の相関関係とに基づいて、前記エッチング液中の珪素濃度を算出する請求項1に記載の珪素濃度の測定方法。 - 前記エッチング液中の燐酸濃度を測定する工程を更に含み、
前記エッチング液中の珪素濃度を算出する工程において、前記エッチング液の温度及び前記燐酸濃度と前記振動周波数の変化速度と、前記温度及び前記燐酸濃度におけるエッチング液中の珪素濃度と水晶振動子の振動周波数の変化速度の相関関係とに基づいて、前記エッチング液中の珪素濃度を算出する請求項1又は2に記載の珪素濃度の測定方法。 - 前記振動周波数の変化速度に基づいて、前記酸化珪素膜のエッチング速度を算出する工程を含む請求項1〜3のいずれかに記載の珪素濃度の測定方法。
- 前記水晶振動子の周囲を押圧するシール部材で前記水晶振動子を液密に保持すると共に、加熱手段により前記水晶振動子を加熱するセンサヘッドを用いる請求項1〜4いずれかに記載の珪素濃度の測定方法。
- 基板処理装置のエッチング液に接触させる酸化珪素膜を被覆した水晶振動子と、
その水晶振動子を振動させつつ振動周波数を検出する振動数検出手段と、
前記振動周波数の変化速度、及びエッチング液中の珪素濃度と水晶振動子の振動周波数の変化速度の相関関係に基づいて、前記エッチング液中の珪素濃度をインラインで連続的に算出する演算手段と、
を含む珪素濃度の測定装置。 - 前記エッチング液の温度を測定する温度測定手段を更に含み、
前記演算手段は、前記エッチング液の温度と前記振動周波数の変化速度と、前記温度におけるエッチング液中の珪素濃度と水晶振動子の振動周波数の変化速度の相関関係とに基づいて、前記エッチング液中の珪素濃度を算出する請求項6に記載の珪素濃度の測定装置。 - 前記エッチング液中の燐酸濃度を測定する濃度測定手段を更に含み、
前記演算手段は、前記エッチング液の温度及び前記燐酸濃度と前記振動周波数の変化速度と、前記温度及び前記燐酸濃度におけるエッチング液中の珪素濃度と水晶振動子の振動周波数の変化速度の相関関係とに基づいて、前記エッチング液中の珪素濃度を算出する請求項6又は7に記載の珪素濃度の測定装置。 - 前記演算手段は、前記振動周波数の変化速度に基づいて、前記酸化珪素膜のエッチング速度を算出する演算を含む請求項6〜8のいずれかに記載の珪素濃度の測定装置。
- 前記水晶振動子の周囲を押圧するシール部材で前記水晶振動子を液密に保持すると共に、加熱手段により前記水晶振動子を加熱するセンサヘッドを更に含む請求項6〜9いずれかに記載の珪素濃度の測定装置。
- 酸化珪素膜を被覆した水晶振動子と、その水晶振動子の周囲を押圧して前記水晶振動子を液密に保持するシール部材と、前記水晶振動子を加熱する加熱手段と、前記水晶振動子の内側に連通路のみで外部に連通する内部空間と、前記連通路に設けられ前記内部空間に液体が流入した時に連通路を閉塞させる弁部材と、を備える珪素濃度測定用センサヘッド。
- 水晶振動子に被覆した酸化珪素膜を基板処理装置のエッチング液に接触させつつ、前記水晶振動子の振動周波数変化から酸化珪素膜のエッチング速度を連続的に算出する工程と、
前記エッチング液の窒化珪素膜のエッチング速度を算出する工程と、
算出された酸化珪素膜のエッチング速度と窒化珪素膜のエッチング速度とに基づいて、窒化珪素膜/酸化珪素膜のエッチング速度の比をインラインで連続的に算出する工程と、を含み、
前記エッチング速度の比を連続的に算出する際に、連続的に算出した前記水晶振動子に被覆した酸化珪素膜のエッチング速度を、基板上に形成された酸化珪素膜のエッチング速度に変換する演算処理を含む
エッチング選択比の測定方法。 - 前記窒化珪素膜のエッチング速度を算出する工程において、エッチング液の濃度及び/又は温度を測定しつつ、測定された濃度及び/又は温度から窒化珪素膜のエッチング速度を連続的に算出する、請求項12に記載のエッチング選択比の測定方法。
- 算出された酸化珪素膜のエッチング速度から、エッチング液中の珪素濃度を算出する工程を含む請求項12又は13に記載のエッチング選択比の測定方法。
- 基板処理装置のエッチング液に接触させる酸化珪素膜を被覆した水晶振動子と、
その水晶振動子を振動させつつ振動周波数を検出する振動数検出手段と、
前記水晶振動子の振動周波数変化から算出した酸化珪素膜のエッチング速度と、窒化珪素膜のエッチング速度とに基づいて、窒化珪素膜/酸化珪素膜のエッチング速度の比をインラインで連続的に算出する演算手段と、とを含み、
前記演算手段は、エッチング速度の比を連続的に算出する際に、連続的に算出した前記水晶振動子に被覆した酸化珪素膜のエッチング速度を、基板上に形成された酸化珪素膜のエッチング速度に変換する演算処理を含む
エッチング選択比の測定装置。 - 前記エッチング液の濃度を測定する濃度測定手段と前記エッチング液の温度を測定する温度測定手段の少なくとも一方を更に備え、
前記演算手段では、前記水晶振動子の振動周波数変化から算出した酸化珪素膜のエッチング速度と、測定された前記エッチング液の濃度及び/又は温度とから算出した窒化珪素膜のエッチング速度とに基づいて、窒化珪素膜/酸化珪素膜のエッチング速度の比を連続的に算出する請求項15に記載のエッチング選択比の測定装置。 - 前記演算手段は、算出された酸化珪素膜のエッチング速度から、エッチング液中の珪素濃度を算出する演算処理を更に行なう請求項15又は16に記載のエッチング選択比の測定装置。
- 前記水晶振動子の周囲を押圧するシール部材で前記水晶振動子を液密に保持すると共に、加熱手段からの伝熱により前記水晶振動子を加熱するセンサヘッドを含む請求項15〜17いずれかに記載のエッチング選択比の測定装置。
- 前記センサヘッドは、前記水晶振動子の内側に連通路のみで外部に連通する内部空間と、前記連通路に設けられ前記内部空間に液体が流入した時に連通路を閉塞させる弁部材と、を備えている請求項18に記載のエッチング選択比の測定装置。
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