JPH04130505A - 自動液管理装置 - Google Patents

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」 この発明は、処理液の成分分析やその活性劣化検知を自
動的に行なうようにした自動液管理装置に関する。

「従来の技術」 従来、たとえば半導体の製造工程においては、半導体用
シリコンウェハ上のレジスト（ノボラック樹脂）を剥離
しこれを溶解除去する処理液（剥離液）として、硫酸と
過酸化水素水とを主成分とする液が使用されている。

ところで、このような処理液は被処理材となるレジスト
を溶解して処理溶液となるが、当然その使用の度合いに
よって活性、すなわち剥離能力（溶解能）が劣化するこ
とから、製品の品質管理上その活性度、言い換えれば劣
化度を管理する必要がある。そして、これを管理するに
あたっては、省人化や品質管理の向上を目的として、分
析や管理の自動化が図られている。

このように自動化された液管理装置として、前述したレ
ジスト剥離液の管理装置としては、たとえば硫酸と過酸
化水素水とが混合されてなる剥離液を吸光度計の分析セ
ル内に導き、この吸光度計で剥離液の劣化度を測定する
ものや、前記剥離液をサンプリングビユレットによりあ
るいはポンプとバルブとにより、間欠的にサンプリング
した後、分析機器の反応セル内に導いて滴定分析し、剥
離液中の有効成分の濃度を分析するようにしたものが知
られている。

［発明が解決しようとする課題」 ところで、前記の自動化された液管理装置にあっては、
処理液でウェハ上に付着したレジストを溶解して処理溶
液とし、この処理溶液の吸光度変化、すなわちレジスト
濃度の変化を測定することによって処理液の劣化検知を
行なっている。しかし、このような劣化検知では、たと
えば乾式でレジストの大半を取り除いた場合などのよう
にウェハ上に付着したレジストがほとんどない場合や、
ウェハの投入量が異なる場合、すなわちレジストの投入
量が異なる場合については、劣化検知が困難である。

本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、たとえば前
記例のごとくレジスト量が少ない場合、すなわち被測定
物中の被処理材濃度が低い場合にもその被処理材濃度の
変化が検知でき、これにより被測定物中における処理液
の劣化度を検出することのできる自動液管理装置を提供
することにある。

「課題を解決するための手段」 本発明における請求項１記載の発明の自動液管理装置で
は、被測定物となる処理溶液を供給する第１の供給路と
、被処理材を処理液で溶解してなりかつ被処理材濃度が
既知の処理溶液を供給する第２の供給路と、これら第１
の供給路および第２の供給路から供給された処理溶液を
混合する混合槽と、該混合槽から導出される混合液の被
処理材濃度を測定する分析計とを具備してなることを前
記課題の解決手段とした。

また、請求項２記載の発明の自動液管理装置では、前記
混合槽に温度制御手段を設けたことを前記課題の解決手
段とした。

「作用」 本発明における請求項１記載の自動液管理装置によれば
、被処理材濃度が既知の処理溶液を被測定物となる処理
溶液に混合することにより、被測定物となる処理溶液中
の被処理材濃度が低い場合にも、その被処理材の濃度変
化の検知が可能になる。

請求項２記載の自動液管理装置によれば、混合槽内の混
合液の温度を被測定物となる処理溶液の温度と同一にな
るよう調節することにより、液管理としての混合液の測
定を、被測定物となる処理溶液を直接測定する場合とほ
ぼ同一の条件にすることが可能になる。

［実施例］ 以下、本発明を実施例により詳しく説明する。

第１図および第２図は本発明の自動液管理装置を、レジ
ストの処理液（剥離液）の管理装置に適用した場合の一
実施例を示す図である。

第１図において符号ｌは処理槽、２は貯槽である。処理
槽１には、半導体用シリコンウェハ上のノボラック樹脂
等からなるレジスト（被処理材）を剥離してこれを溶解
した処理溶液（剥離液）Ｓが貯留されている。ここで、
処理溶液Ｓは処理液がレジストを溶解して形成されたも
のであり、また処理液としては、レジストを溶解するも
のとしてこの実施例では硫酸と過酸化水素水とを主成分
とする混合液が用いられている。

処理槽１には、その処理溶液Ｓを導出してこれを後述す
る混合槽に供給するための第１の供給管（第１の供給路
）３が設けられており、この第１の供給管３の経路中に
は冷却Ｍ４、ポンプ５が順次配設されている。ここで冷
却器４は、処理溶液Ｓを冷却してその温度を調節するた
めのものであり、ポンプ５は処理ＷＪ１内の処理溶液Ｓ
を混合槽に供給するためのものである。

また、第１の供給管３の下流側には混合槽６が配設され
ている。この混合槽６は、第２図に示すように有蓋有底
円筒状のもので、その側壁を貫通してに前記第１の供給
管３を接続し、これにより第１の供給管３より前記処理
溶液Ｓを導入するようにしたものである。また、この混
合槽５には、投げ込みヒータ７と温度センサ８とからな
る温度制御手段９が設けられており、これによって混合
槽６内の液温が所望する温度に調整可能になっている。

ここで、投げ込みヒータ７としては、耐食性の高い石英
ヒータやテフロンヒータなどが好適に用いられる。さら
に、この混合槽６の底部側にはスタークｌＯが設けられ
ている。スターク１０は、混合槽６内に置かれた攪拌子
１１を回転させるためのマグネット１２と、このマグネ
ット１２を回転させるモータ１３とからなるものであり
、攪拌子１１を回転させることによって、後述する第２
の供給管から供給される処理溶液と前記処理溶液Ｓとを
均一に混合するためのものである。

貯槽２は、第１図に示すようにレジストを処理液で溶解
した処理溶液Ｌ（以下、レジスト液りと称する。）を貯
留するものである。レジスト液りは、レジストすなわち
被処理材を予め設定した濃度となるように調整して得ら
れたもので、被処理材の濃度が既知のものである。ここ
で、レジストを溶解するための液は、当然処理溶液Ｓに
用いられている液と同一組成のものが用いられる。この
貯槽２には、前述したようにそのレジスト液りを導出し
てこれを前記混合槽６に供給するための第２の供給管（
第２の供給路）　１４が設けられており、この第２の供
給管１４の経路中にはレジスト液りを混合槽６に供給す
るためのポンプ１５が配設されている。ここで第２の供
給管１４は、その下流側が第２図に・示すように混合槽
６の上方から蓋部を貫通して混合１１！１６内に下降し
たもので、これによりその供給口が混合槽６内の液面下
に位置せしめられたものである。そして、このような構
成のもとに混合槽６は、第１の供給管３から処理溶液Ｓ
を、また第２の供給管１４からレジスト液りを導入し、
温度制御手段９によってこれら溶液を所望する温度、す
なわちこの例では処理槽ｌにおける処理溶液Ｓと同一の
温度に調整するとともに、スターク１０によって均一に
混合するものとなっている。

また、混合槽６の底部には測定路１６が接続され、側壁
部にはオーバーフロー液路１７が接続され、さらに蓋部
には排気路１８が配設されている。測定路１６の経路中
には、冷却器１９、ポンプ２０、分析計２１が順次配設
されている。ここで冷却器１９は、混合槽６から導出さ
れた混合液を冷却して分析計２１での測定温度に調整す
るものであり、またポンプ２０は、混合槽６から混合液
を導出させてこれを測定路１６中に流動させるためのも
のである。また、分析計２１は、前記混合液中のレジス
ト　（被処理材）の濃度を測定するための吸光度計であ
って、測定結果を図示略の演算部で演算処理し、さらに
演算結果を図示略の表示部にて表示するものである。

また、測定路１６には分析計２１の下流側に三方電磁弁
２２が配設されており、この三方電磁弁２２には測定後
の混合液を前記処理槽１′↓こ返送するための返送路２
３と、同じく測定後の混合液を排液槽２４に導くための
排液路２５とがそれぞれ接続されている。

前記オーバーフロー路１７は、混合槽６における余剰の
混合液混合液をオーバーフローさせて前記排液槽２４に
導くためのものであり、また排気路１８は混合槽６内に
おいて発生したガスを排気してこれを排液槽２４に導く
ために用いられるものである。

なお、必要に応じ、オーバーフロー路１７にはポンプを
、また排気路Ｉ８にはファン等を設けてもよいのはもち
ろんである。

このような構成の自動液管理装置により、処理槽１にお
いてレジストを剥離溶解した処理溶液Ｓの劣化度を調べ
るには、まずポンプ５を作動させて処理溶液Ｓを第１の
供給路３に流入せしめ、冷却器４を介して処理溶液Ｓを
混合［６に供給する。

また、これとは別に、貯槽２内のレジスト液りを予め所
定濃度、例えば分析計２１の最適な測定範囲における中
央値に調整しておき、ポンプ１５を作動させてレジスト
液りを第２の供給路１４に流入せしめ、さらにこれを混
合槽６内に導く。

すると、混合槽６においては、導入された処理溶液Ｓと
レジスト液りとが温度制御手段９によって所定温度、す
なわち処理槽１における処理溶液Ｓと同一の温度に調整
され、かつスタークｌＯによって均一に混合される。な
お、第１の供給路３から導入される処理溶液Ｓの流量と
、第２の供給路１４から導入されるレジスト液りの流量
とは、予め決められた比率、たとえば１：１といった比
率に調整されており、これによって分析計２１で得られ
る測定結果より処理溶液Ｓにおけるレジスト濃度が換算
できるようになっている。

さらに、ポンプ２０の作動によって混合槽６を導已した
混合液は、冷却器１９を経て分析計２１に導かれ、ここ
で吸光度が測定されることによって処理溶液Ｓの活性度
、すなわち劣化度が検出される。

このようにしてθ（ｊ定が終了した混合液は三方電磁弁
２２に至り、そのレジスト濃度、すなわち液の劣化度に
応じてたとえば劣化度が低い場合には返送路２３を通っ
て処理槽１に返送され、劣化度が高い場合には排液路２
５を通って排液槽２４に導かれる。

このような自動液管理装置にあっては、レジスト濃度が
既知のレジスト液りを被測定物となる処理溶液Ｓに混合
することにより、この処理溶液Ｓ中のレジスト濃度が低
い場合にも、そのレジストの濃度変化の検知が可能にな
り、よって処理溶液Ｓの劣化度管理の信頼性を高めるこ
とができる。

また、混合槽６に温度制御手段９を設けたことによって
混合槽６内の混合液の温度を被測定物となる処理溶液の
温度と同一になるよう調節することができ、よって液管
理としての混合液の測定を、被測定物となる処理溶液を
直接測定する場合とほぼ同一の条件にすることができる
ことから、より処理槽１内における反応状態に近い条件
で液管理を行なうことができる。

なお、測定路１６には前記分析計２１の他に、たとえば
サンプリング用切換バルブと滴定分析用セルおよび電位
測定用○ＲＰ電極とからなる濃度分析機構を設けてもよ
く、このようにして分析計２１と濃度分析機構とを組み
合わせれば、総合的な液管理を行なうことができる。

また、前記実施例においては、温度制御手段９の要素と
して投げ込みヒータを用いたが、本発明はこれに限定さ
れることなく、他にたとえば混合槽６の外部に電熱線を
組み込み、これによって温度を制御するようにしてもよ
い。

「発明の効果」 以上説明したように本発明における請求項１記載の自動
液管理装置は、被処理材濃度が既知の処理溶液を被測定
物となる処理溶液に混合することにより、被測定物とな
る処理溶液中の被処理材濃度が低い場合にも、その被処
理材の濃度変化が検知できるようにしたものであるから
、被測定物となる処理溶液の劣化度ｖＦＩ！の信頼性を
高めることができ、これによって処理液による処理工程
を安定化することができる。

また、請求項２記載の自動液管理装置によれば、温度制
御手段を設けることにより、混合槽内の混合液の温度を
被測定物となる処理溶液の温度と同一に調節し得るよう
にしたものであるから、液管理としての混合液の測定を
、被測定物となる処理溶液を直接測定する場合とほぼ同
一の条件にすることが可能になり、よって反応状態に近
い条件で測定が行えることから信頼性の高い液管理を行
なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の自動液管理装置を、レジ
ストの処理液（剥離液）の管理装置に適用した場合の一
実施例を示す図であって、第１図はこの液管理装置の系
統図、第２図は混合槽の概略構成図である。 ３・・・第１の供給管（第１の供給路）、６・・・混合
槽、７・・・投げ込みヒータ、８・・・温度センサ、９
・・・温度制御手段、１４・・・第２の供給管（第２の
供給路）、２１・・・分析計、 Ｓ・・・（被測定物となる）処理溶液、Ｌ・・・処理溶
液（レジスト液）。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）被処理材を処理液で溶解してなる処理溶液中の被
   処理材濃度を測定することによって、該処理溶液の品質
   管理を行なう自動液管理装置であって、被測定物となる
   前記処理溶液を供給する第１の供給路と、前記被処理材
   を処理液で溶解してなりかつ被処理材濃度が既知の処理
   溶液を供給する第２の供給路と、これら第１の供給路お
   よび第２の供給路から供給された処理溶液を混合する混
   合槽と、該混合槽から導出される混合液の被処理材濃度
   を測定する分析計とを具備してなることを特徴とする自
   動液管理装置。
2. （２）請求項１記載の自動液管理装置において、前記混
   合槽に温度制御手段が設けられてなることを特徴とする
   自動液管理装置。