JPH02159029A

JPH02159029A - 薬液処理方法およびその装置

Info

Publication number: JPH02159029A
Application number: JP31403388A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Hirofuji; 裕一広藤
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1988-12-13
Filing date: 1988-12-13
Publication date: 1990-06-19
Also published as: JPH0524660B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、薬液槽に被処理物を浸漬することにより、被
処理物表面の薬液処理をする方法およびその装置に関す
るもので、メツキやエツチング。

洗浄等に応用される。

従来の技術例えば、シリコン基板の表面洗浄を行う場合、アンモニ
ア水と過酸化水素水と水の混合液が用いられる。この薬
液の濃度と液量は、混合時に分量又は重量を所定の割合
に調合することによって制御される。

発明が解決しようとする課題実際にはこの混合液を７０〜８０℃まで加熱して用いら
れるが、過酸化水素の分解や、アンモニアガスの発生に
より、液中のアンモニア及び過酸化水素の濃度が低下す
る。

さらに、水の蒸発や、水の付着したシリコン基板の処理
により液量も変化する。

処理液がこのように経時変化すると、安定した処理効果
が期待できないばかりか、処理装置も安定稼働できなく
なる。

課題を解決するための手段本発明は、薬液中の成分濃度測定装置と、液量測定装置
と試薬や水の定量追加装置とを薬液処理槽に設け、濃度
測定した結果濃度が低下した成分の追加量と、上記液量
測定装置により測定した液量との関係から液量の最適化
、薬液濃度の最適化を自動的に行う。すなわち、成分濃
度が低下すれば、液量と濃度の関係から成分試薬又は水
の最適追加量を計算し、定量追加装置より追加する。こ
れによって生ずる液量変化に対しては、液量調節装置に
より液量を調整する。以上のようにして、薬液濃度、薬
液量を常にほぼ一定に保ったことを特徴とする薬液処理
方法である。

作　　　用薬液中の成分濃度と、槽内の薬液量を同時に測定した結
果にもとづき、成分濃度と薬液量を同時に制御する。さ
らに温度も一定に保つことができるので、例えばエツチ
ングレート等を一定に保つことが可能となる。

これは、液量と成分濃度の測定値から、最適追加量を自
動的に計算して供給するので、濃度制御性が極めて高（
、また液量をある範囲内でほぼ一定にすることも可能と
なるのである。

実施例本発明を、水とアンモニア水と過酸化水素水との混合液
から成るシリコン基板の洗浄に応用した例を述べる。薬
液槽は、６インチシリコン基板を２５枚挿入できるテフ
ロンキアリア１ヶを投入し、初期には、水と３０重量％
のアンモニア水と、３０重量％の過酸化水素水とを５：
１：１の割合で混合し、液量は１４ｅとする。処理温度
は７０℃とする。

次に装置の構成について、第１図を参照して説明する。

薬液槽１の内部には、加熱用ヒータ９゜温度センサ１１
．薬液サンプリング管３′等を有している。薬液温度測
定装置３は市販品（例えば、クラボウエンジニアリング
製のケミカルセンサ）を用いた。薬液温度は、温度セン
サ１１により測定された温度に従って、温度制御装置１
０よりヒータ９に供給する電力を制御して、一定に保た
れる。液量は、５つのレベルセンサａ、ｂ。

ｃ、ｄ、ｅを有する液量測定装置２により測定される。

レベルセンサは、液１１ｅ間隔で設置されており、従っ
て最大１ｅ程度の測定誤差を有する。薬液調合時には、
水１０ｅ、アンモニア水と過酸化水素水をそれぞれ２ｅ
槽に供給され、レベルセンサｅとｄがオンとなる。アン
モニア水、過酸化水素水、水はそれぞれ定量供給装置４
，５゜６により槽に供給される。これらは、定量ポンプ
を有し、供給量を精度良（制御できる。定量供給装置は
また、加熱機構を備えており、水や薬品原液はすべて処
理温度まで加熱して供給される。薬液槽１にはまた排液
バルブ８を有し、液量過多の場合や、薬液交換時には、
このバルブから排液される。これらの液量調整、追加供
給は、制御装置１２により指示される。

本装置の基本動作について説明する。

（１）　　液量測定　　液量をＤｘｏとする。

レベルセンサｅのみオン１３ｅと判定する。

レベルセンサｅ、ｄがオン１４ｅと判定する。

レベルセンサｅ、ｄ、ｃがオン１５ｇと判定する。

レベルセンサｅ、ｄ、ｃ、ｂがオン１６ｅと判定する。

測定誤差は±０．５ｅ程度である。キアリアが投入され
ている場合には、液面が上昇するので、シリコン基板の
挿入枚数にかかわらず、レベルセンサで検知した液量Ｖ
ｘｏより１ｅ減じた値を液量と定義する。従って、液量
ｖｘはキアリア投入時ｖｘ＝Ｖｘｏ−１（ｅ　）キアリアなしの時ｖｘ＝ｖｘ。

（２）　　濃度の測定ケミカルセンサにより行う。測定したアンモニア及び過
酸化水素の濃度をそれぞれＣＮＸＩＣｏｘとする。ケミ
カルセンサの測定周期は６分である。

（３）追加供給量の計算今、薬液中の所定のアンモニア濃度をＣＮＯ’所定の過
酸化水素濃度をＣＨＯ’実測されたアンモニア濃度をＣ
Ｎｘ実測された過酸化水素濃度をＣ）ＩＸ’アンモニア
水原液の濃度をＣＮ　ｇ　＊過酸化水素水原液の濃度を
ＣＨｏ、所定の液量をＶ。、実測された液量をｖｘ、と
して、アンモニア水と過酸化水素水の必要追加量ＶＮＧ
、ｖｌ（ｏを求めると、となる。初期は、水１０ｅ、アンモニア水２ｅ、過酸化
水素水２ｅを混合するので、Ｖ。

＝１４ｅｆｉ度は重量比で、ＣＩ（ｏ’＝　０．０４３ＣＨ，＝０．３ＣＮｏ＝０．３である。

（４）液量チエツク追加供給により総液量Ｖ□が過多となり、槽から薬液が
あふれ出ることを防止する。

（イ）■Ｎｏ＋ｖ□。≦１ｅの場合・・・・・・Ｖ、＝
１４（ｅ）とする。

キアリア投入されている時レベルセンサｂがｏｆｆとなるまで排液キアリア投入さ
れていない時レベルセンサＣがｏｆｆとなるまで排液（ロ）１（ｅ）
≦ｖ、。＋ＶＨｏ≦２（ｅ）の場合・・・・・・Ｖヶ＝
１３（ｅ）とする。

キアリア投入されている時レベルセンサＣがｏｆｆとなるまで排液キアリア投入さ
れていない時レベルセンサｄがｏｆｆとなるまで排液（イ）（ロ）の
場合について、排液後のｖｘを用いて再度ｖＮＯ”ＨＧ
を計算して、追加供給する。

実験の結果７０℃でのアンモニアと過酸化水素水の濃度
変化は、キアリアを投入していない状態でそれぞれ、０
．０５％／分、０．０１％／分程度であるので、測定周
期が６分であればこの間にはそれぞれ０．３％、０．０
６％程度となる。式（ａ）。

（ｂ）によれば、Ｖｘ＝１４ｅとした場合、Ｖ）ｌｏ十
ｖＮｏは０．２ｅ程度であるので、キアリアを投入した
場合でも通常ｌｅを超える追加が必要なことはない。

このような方法を用いれば、薬液の能力低下による薬液
交換の必要は全（ない。従って常に安定した洗浄効果が
得られること、薬液交換の為の装置の停止が必要な（な
ること、薬液交換の必要がなくなることによる薬液コス
トの低減等多（の利益をもたらす。

以上本発明の応用例として、アンモニア過酸化水素洗浄
の場合について説明したが、他の応用例についても簡単
に述べる。

第２の実施例として、リン酸処理の例について述べる。

この場合、リン酸を１５０℃〜１７０℃程度の高温状態
で、水とリン酸の混合比を一定に保つことが課題である
。本実施例の場合、水の蒸発による減少と、被処理物を
取り出した時に生じる液のもち出しによる液量減少を考
慮すれば良い。この場合、濃度センサとしては、前述の
ケミカルセンサの他に、比重計等の簡単な測定方法を用
いることも可能である。すなわち比重が上昇した分だけ
、液総量に見合って水を追加供給すれば良いのである。

この場合も、例えば循環濾過装置と併用すれば、薬液の
濃度も一定に液中のパーティクル数も低いレベルで一定
に保つことができるので、液の交換はほとんど必要がな
くなる。

第３の実施例として、硫酸と過酸化水素水の混合液の場
合について説明する。この場合、濃度センサとしてはや
はりケミカルセンサが適当であるが、比重計によっても
ある程度の制御は可能である。この場合、前述のリン酸
に水を追加供給したように、過酸化水素水のみを追加供
給して濃度を一定に保つ。

以上３実施例に関して、液量が低下した場合、所定の割
合の薬液を必要な量だけ追加してから、濃度測定を開始
すれば良い。

他にも、エツチング液やメツキ液等、薬液の種類に応じ
て、適当な濃度センサを用いれば、液の組成と液量とを
同時にほぼ一定に保つことが可能である。

発明の効果本発明により、薬液槽の液量をほぼ一定に保ったまま薬
液の組成も同時にほぼ一定に保つことが可能である。従
って、従来に比較゛して処理の安定性や再現性が飛躍的
に向上し、また薬液の寿命も永くすることができた。以
上により製品歩留の向上、薬品交換回数の減少による処
理装置稼働率の向上、薬品コストの低減等多大の効果を
発揮するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１の実施例の装置の構成概略図で
ある。１・・・・・・薬液槽、２・・・・・・液量測定装置、
３・・・・・・濃度測定装置、４・・・・・・アンモニ
ア水定量追加装置、５・・・・・・過酸化水素水定量追
加装置、６・・・・・・水定量追加装置、７・・・・・
・キアリアセンサ、８・・・・・・排液バルブ、１２・
・・・・・制御コンピュータ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）薬液槽内の少なくとも２成分から成る表面処理液
に於て、各成分濃度と槽内の液量とを周期的に自動測定
し、所定の成分濃度比の変化に対して、不足成分の不足
量を上記の自動測定された液量と成分濃度から自動的に
計算し、定量的に追加供給すると同時に、排液或は上記
所定の成分濃度比の薬液成分を供給することにより上記
各成分濃度と上記槽内液量とを高精度で一定に保たれた
処理液を用いることを特徴とする薬液処理方法。
（２）少なくとも２成分から成る表面処理液を含む薬液
処理槽と、上記処理槽内の各薬液成分濃度を自動測定す
る濃度測定装置と、上記処理槽内の液量測定装置と、上
記処理槽内に含まれる各薬液成分の定量追加装置と、上
記各成分濃度の測定装置により測定された成分濃度と上
記液量測定装置により測定された液量にもとづいて、所
定の成分濃度比の変化に対して、不足成分の不足分を自
動的に計算する為の自動計算機構を有する制御コンピュ
ータと、液量自動調整機構を有することを特徴とする薬
液処理装置。