JPH0775727A - 液調合装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 液調合装置において大型化を伴うことなく調
合比の精度を高める。 【構成】 調合槽２にオーバーフロー方式の秤量手段１
８を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液調合装置、特に複数
種の液を調合槽に供給して該調合槽にて調合するように
した液調合装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置の製造には各種エッチングや
洗浄を行うことが必要であり、それにはエッチング液、
洗浄液が不可欠であるが、そのエッチング液や洗浄液は
一般に複数種の液体を調合することによりつくられる。
図２（Ａ）、（Ｂ）はそのような調合を行う液調合装置
の各別の従来例を示すものである。

【０００３】図面において、１ａ、１ｂはＡ液（例えば
フッ酸等の被希釈液）、Ｂ液（例えば水等の希釈液）を
秤量する秤量槽で、後述するオーバーフロー方式の秤量
手段を有している。２はＡ液とＢ液を調合する調合槽、
３は該調合槽２中の液体を取り出しそれを調合槽２中に
戻すポンプで、調合槽２内の調合された液体の調合比が
均一になるようにする働き、即ち攪拌効果を得る働きを
する。

【０００４】４は調合槽２で調合された液体を用いて例
えばエッチング等の処理をする処理槽である。図２
（Ａ）に示す液調合装置は、Ａ液を秤量する秤量槽１ａ
のほかＢ液を秤量する秤量槽１ｂを備え、Ａ液及びＢ液
とも正確に秤量して調合槽２に供給するようにしたもの
であり、Ａ液とＢ液の調合比が１：１に比較的近い場
合、例えば１：１０のような場合に用いられている。

【０００５】それに対して図２（Ｂ）に示す液調合装置
は、Ａ液を秤量する秤量槽１ａを有するもＢ液を秤量す
る秤量槽１ｂを有さず、Ａ液のみを秤量して調合槽２に
供給し、Ｂ液は秤量槽による秤量をすることなく調合槽
２に供給するようにしたものである。尤も、Ｂ液は全く
秤量されないというわけではなく、調合槽２が内蔵する
液面センサにより秤量される。この液調合装置は、Ａ液
に対してＢ液の容量比が非常に大きい場合、例えば１：
２００、１：４００というような場合に用いられる。

【０００６】ところで、調合槽２が内蔵する液面センサ
は、調合によりつくる液がフッ酸溶液等酸である場合に
おいては金属材料を用いることができず、そのため図３
に示すようなエアー方式による液面センサを用いざるを
得なかった。このエアー方式による液面センサ９は、エ
アー管５の下端を検出しようとする液面の高さと同じ高
さに位置させ、エアー管５に設けた分枝管６に設けた圧
力計７によりエアー管５内の圧力を測定するようにした
ものである。この液面センサ９による液面検出は、一定
の圧力によりエアー管５にエアーを供給しながら圧力計
７により圧力を測定し、液面（２０は液体である。）が
エアー管５の下端に達することによって生じるエアー管
５の圧力上昇を検出することにより行う。

【０００７】それに対して、調合槽１による秤量はオー
バーフロー方式により行われるようなっている。図４は
オーバーフロー方式の秤量槽１の構成を示すものであ
る。８は液体（Ａ液あるいはＢ液）を秤量槽１に供給す
る供給管、９はエアー方式による液面センサ、１０は秤
量槽１の底面から内部に挿入されたオーバーフロー管
で、その上端は供給された液体の量が秤量値に達したと
きのその液面の高さと同じ高さのところに位置されてい
る。

【０００８】１１は秤量槽１内の液体を調合槽へ供給す
る供給管、１２はその供給管１１に設けられた弁であ
る。尚、上記液面センサ９の検出液面はオーバーフロー
管１０の上端よりもやや低くされている。

【０００９】図５（Ａ）乃至（Ｄ）はオーバーフロー方
式の秤量方法を順に説明する説明図であり、これに従っ
てオーバーフロー方式の秤量方法を説明する。 （Ａ）先ず、図５（Ａ）に示すように、供給管８を通し
て調合槽１へ液２０を供給する。尚、勿論、弁１２は閉
じた状態にしておく。

【００１０】（Ｂ）その液面が図５（Ｂ）に示すように
液面センサ９により液面検出される高さに達すると目標
とする秤量値に近づいたことになり、あと大体何秒、あ
るいは何十秒ないしは何分間で秤量値を越えることが明
らかである。そこで、その時間の計時を例えば自動的に
開始するようにして目標秤量値に達したことを確認でき
るようにしているのである。 （Ｃ）しかして、その時間に達すると図５（Ｃ）に示す
ように供給管８による液の供給を停止する。この液の供
給を停止するときというのは必ず液面がオーバーフロー
管１０の上端を越えようとした後である。そして、オー
バーフロー管１０からそのオーバーフロー管１０上端を
越えようとした液体がオーバーフローし秤量槽１外部へ
排出される。

【００１１】（Ｄ）そして、オーバーフローが終ると、
液面は図５（Ｄ）に示すようにオーバーフロー管１０の
上端の高さと全く同じになる。このときの秤量槽１内の
液体１１の量（容積）は予め設定された秤量値となる。
その後、弁１２を開いて供給管１１から液体２０を図５
では図示しない調合槽へ供給する。秤量槽１内の液体２
０を調合槽へ供給し終えたとき非常に正確な秤量値の液
体２０を調合槽へ供給し終えたことになる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図２（Ａ）
に示すような液調合装置は、１：２とか１：１０とかい
うように調合される複数の液体の調合比が１：１に比較
的近い場合に適するが、１：２００、１：４００という
ように調合比が１：１から非常に大きく違っている場合
には適していない。というのは、そのような液調合装置
は一方の秤量槽、即ち調合比の小さい方１ａを小さく形
成することができても他方の秤量槽１ｂは調合槽２に略
匹敵する大きさにしなければならなくなり、液調合装置
がきわめて大きくなるからである。

【００１３】その点、図２（Ｂ）に示す液調合装置は、
秤量槽１ｂを設けないので、大型化する虞れがなく、調
合比が１：１から非常に大きく違っている場合に適して
いるといえる。しかしながら、量の多いＢ液の秤量精度
が低く、従って調合比の精度が低いと言う問題があっ
た。

【００１４】というのは、図２（Ｂ）に示す液調合装置
においてＢ液は、調合槽２内のエアー式液面センサによ
り秤量され、そして、エアー式液面センサによる秤量の
精度が非常に低いからである。この点について具体的に
述べると、エアー式液面センサ（図３参照）は圧力計７
の圧力の変化により液面を検出するが、元来エアー管５
に供給されるエアーの圧力が必ずしも一定せずその圧力
変化がそのまま圧力計７による検出圧力に変化をもたら
す。また、調合槽２においては調合液から蒸発する成分
を排気しているが、その排気のための負圧が圧力計７の
検出圧力に影響する。しかも、液面がエアー管５の下端
に達する前後における圧力計７の検出圧力の変化が急峻
にではなくリニアになり、そのため液面に達したか否か
の境界が不明確であり、このこともエアー方式の液面セ
ンサ９の検出精度を低いものにしている。

【００１５】従って、図２（Ｂ）に示す液調合装置には
調合比の精度を高めることに限界があった。尤も、従前
においてはエッチング液における調合比が高いことは必
ずしも要求されなかった。しかし、ＩＣ、ＬＳＩの高集
積化、素子の微細化に伴って例えばシリコン酸化膜等の
エッチングレートを高精度にコントロールする技術の確
立が必要とされ、それにはエッチング液、例えばフッ酸
溶液の濃度を非常に高い精度に制御することが要求され
るに至っており、図２（Ｂ）に示すような液調合装置で
はそのような要求に応えることができないのである。

【００１６】本発明はこのような問題点を解決すべく為
されたものであり、液調合装置において大型化を伴うこ
となく調合比の精度を高めることを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明液調合装置は、調
合槽にオーバーフロー方式の秤量手段を設けたことを特
徴とする。

【００１８】

【作用】本発明液調合装置によれば、調合槽自身がオー
バーフロー方式の秤量手段により液体を高精度に秤量す
ることができるので、調合槽程度の大きな秤量槽を設け
なくても調合比が１：１から大きく離れている場合の量
の多い方の液体を高精度に秤量することができ、延いて
は調合比の精度を高めることができる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明液調合装置を図示実施例に従っ
て詳細に説明する。図１は本発明液調合装置の一つの実
施例を示す構成図である。図１において、１ａはＡ液、
例えばフッ酸を秤量する秤量槽で、例えばテフロンから
なる。８は該秤量槽１ａにＡ液を供給する供給管、９は
エアー式の液面センサ、１０はオーバーフロー管、１１
は秤量槽１ａにて秤量されたＡ液を調合槽２へ供給する
Ａ液供給管、１２は該Ａ液供給管１１に設けられた弁で
ある。

【００２０】１３はＢ液、例えば純水を例えばテフロン
からなる調合槽２へ供給するＢ液供給管、３はポンプ、
９ａは調合槽２内の液体２０の液面を検出するエアー方
式の液面センサ、２１は調合槽２内で調合された液体２
０を図１では図示しない処理槽へ供給する供給管、１４
は該供給管２１に設けられた弁である。１８は調合槽２
が具備するオーバーフロー方式の秤量手段であり、本液
調合装置の特徴は調合槽２が斯るオーバーフロー方式の
秤量手段１８を有していることである。そこで、このオ
ーバーフロー方式の秤量手段１８について説明する。

【００２１】１５は調合槽２の底面を部分的に上げ底に
してなる上げ底部で、該上げ底部１５は、調合槽２に供
給した液体２０の量が目的とする秤量値に達したときの
液面の高さと同じ高さに位置されている。尚、９ａは調
合槽２が内蔵するエアー方式の液面センサで、該液面セ
ンサ９ａによる検出液面高さは上げ底部１５よりも稍低
くされている。１６は上げ底部１５をオーバーフローし
た液体２０を外部に排出するオーバーフロー管１７に設
けられたバルブであり、このバルブ１６を開くと、上げ
底部１５より液面が高くなろうとしたときオーバーフロ
ー管１７にその液体２０が流れ込む。

【００２２】この図１の液調合装置による液の調合の仕
方の一例について説明する。先ず弁１４を閉じ、弁１６
を開き、その状態でＢ液供給管１３から調合槽２内にＢ
液を供給する。そして、液面が液面センサ９ａにより検
出されるとその後一定時間計時し、計時をし終えると直
ちにＢ液供給管１３によるＢ液の供給を停止する。

【００２３】というのは、液面を液面センサ９ａにより
検知したときからその計時時間に達するまでには必ず液
面が上げ底部１５に達しているように計時時間が設定さ
れているからである。そして、オーバーフロー管１７に
よるオーバーフローが終了したとき、調合槽１内のＢ液
２０は非常に高い精度で秤量された状態になる。この状
態になったとき弁１６を完全に閉じる。

【００２４】次に、秤量槽１ａによりＡ液をオーバーフ
ロー方式で秤量し、秤量終了後秤量槽１ａ内のＡ液を弁
１２を開くことによって調合槽２内に供給する。尚、Ａ
液の濃度は秤量し調合する回数を増やすことにより高め
ることができる。そして、モータ３により調合比の均一
化を図り、しかる後、弁１４を開いて調合槽２内の調合
液を図１では図示しない処理槽に供給する。尚、シリコ
ン絶縁膜ＳｉＯ₂ のエッチング液を得る場合には、Ａ液
としてフッ酸ＨＦを、Ｂ液として水Ｈ₂ Ｏを供給し、そ
の調合比は例えば１：２００〜１：４００である。本例
では混合する液が二種類しかないが、混合する液が三種
類以上の場合にも本発明を適用することができる。例え
ば、硫酸と過酸化水素と水の混合により例えばレジスト
剥離液を調合するような液調合装置にも本発明を適合す
ることができる。その場合、希釈液たる水を調合槽２に
よりオーバーフロー方式で秤量し、他の各液体（被希釈
液）はそれぞれ各別の秤量槽１、１で秤量するようにす
ると良い。

【００２５】このような液調合装置によれば、調合槽２
自身がオーバーフロー方式の秤量手段１８により液体を
高精度に秤量することができるので、調合槽程度の大き
な秤量槽を設けなくても調合比が１：１から大きく離れ
ている場合の量の多い方の液体を高精度に秤量すること
ができる。

【００２６】

【発明の効果】本発明液調合装置は、調合槽にオーバー
フロー方式の秤量手段を設けたことを特徴とするもので
ある。従って、本発明液調合装置によれば、調合槽自身
がオーバーフロー方式の秤量手段により一つの液体を高
精度に秤量することができるので、調合槽程度の大きな
秤量槽を設けなくても調合比が１：１から大きく離れて
いる場合の量の多い方の液体を高精度に秤量することが
でき、延いては調合比の精度を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明液調合装置の一つの実施例を示す構成図
である。

【図２】（Ａ）、（Ｂ）は液調合装置の各別の従来例を
示す構成図である。

【図３】エアー方式の液面センサの原理図である。

【図４】オーバーフロー方式の秤量槽の構成図である。

【図５】（Ａ）乃至（Ｄ）はオーバーフロー方式の秤量
方法を順に示す説明図である。

【符号の説明】

１ａ 秤量槽 ２ 調合槽 １８ オーバーフロー方式の秤量手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数種の液を調合槽に供給して該調合槽
   にて調合するようにした液調合装置において、 上記調合槽がオーバーフロー方式の秤量手段を備えたこ
   とを特徴とする液調合装置