JPH095228A - 液中微粒子検出装置および処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明は液体供給配管を流れる液体の単位
流量当たりに含まれる微粒子を精度よく確実に検出でき
るようにした検出装置を提供することにある。 【構成】 液体に含まれる微粒子を検出する液中微粒子
検出装置において、上記液体を流通させる液体供給配管
１１と、この液体供給配管に設けられた光散乱方式の微
粒子検出器１４と、この微粒子検出器からの検出信号と
上記液体の流量とによって上記液体に含まれる単位流量
あたりの微粒子数を算出する演算装置１６とを具備した
ことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は液体に含まれる微粒子
を検出するための検出装置およびその検出装置が設けら
れた被処理物の処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば、半導体ウエハや液晶基板など
の被処理物に回路パタ−ンを形成する場合にはリソグラ
フィプロセスが採用される。リソグラフィプロセスは、
周知のように上記被処理物にレジストを塗布し、このレ
ジストに回路パタ−ンが形成されたマスクを介して光を
照射する。ついで、レジストの光が照射されない部分
（あるいは光が照射された部分）を除去し、除去された
部分をエッチングするという一連の工程を数十回繰り返
すことで回路パタ−ンが形成される。

【０００３】各工程において、上記被処理物が汚染され
ていると回路パタ−ンを精密に形成することができなく
なり、不良品の発生原因となる。そこで、このようなリ
ソグラフィプロセスにおいては、たとえば露光やエッチ
ングなどの１つの工程が終了したならば、次の工程にお
ける作業を精密に行えるよう、上記被処理物を処理液
（薬液や純水）で洗浄するということが行われている。

【０００４】被処理物を洗浄するに際し、洗浄液に被処
理物の汚染の原因となる微粒子が含まれていたのでは十
分な洗浄効果が得られない。とくに、被処理物を種類の
異なる複数の洗浄液で順次洗浄する場合、複数の供給源
をバルブ操作によって切換えてそれぞれの洗浄液を供給
することになるから、上記バルブの切換え時に微粒子が
発生して洗浄液に含まれるということがある。したがっ
て、洗浄液に含まれる微粒子を検出器によって検出する
ということが行われている。

【０００５】図３に従来の装置を示す。図中１は液体供
給配管である。この液体供給配管１の上流には洗浄液を
供給するための第１乃至第３の供給源２ａ〜２ｃがそれ
ぞれ第１乃至第３の切換弁３ａ〜３ｃを介して接続され
ている。洗浄液として上記第１の供給源２ａは純水を供
給するようになっており、第２の供給源２ｂは過酸化水
素水を供給するようになっており、さらに第３の供給源
２ｃはフッ酸を供給するようになっている。

【０００６】上記液体供給配管１の中途部には分岐部４
が設けられ、この分岐部４からは分岐管５が分岐されて
いる。この分岐管５の中途部には微粒子検出器６が設け
られている。この微粒子検出器６は、液体供給配管１か
ら分岐管５に分岐した洗浄液に含まれる微粒子数を検出
し、その検出信号を表示装置７に表示するようになって
いる。

【０００７】上記微粒子検出器６を通過した洗浄液は廃
棄される。また、上記液体供給配管１の下流側には洗浄
装置８が接続されている。この洗浄装置８には半導体ウ
エハなどの被処理物が収容され、上記洗浄液によって所
定の洗浄が行われるようになっている。

【０００８】このような構成の従来の装置によると、洗
浄液の一部を分岐管５に分岐させ、その分岐された洗浄
液に含まれる微粒子を検出器６によって検出するように
なっている。

【０００９】そのため、上記切換弁３ａ〜３ｃを切換操
作したときやその他の突発的に発塵を招く事態が生じた
とき、分岐管５を流れる洗浄液が液体供給配管１を流れ
る洗浄液の状態変化と同等になるまでに時間的な遅れが
生じることが避けられない。その結果、液体供給配管１
を流れる洗浄液の微粒子数の変化を上記分岐管５に設け
られた微粒子検出器６によってリアルタイムで精密に測
定できないということがあった。

【００１０】また、従来は、分岐管５に流れる洗浄液中
の微粒子数を単に測定するだけで、単位流量当たりに含
まれる微粒子数を計測できるようになっていなかったの
で、たとえば被洗浄物の数や大きさなどに応じて流量を
変化させた場合、測定されたデ−タを有効に利用できな
くなるということがあった。

【００１１】さらに、洗浄液の一部を分岐管５に分岐さ
せて微粒子数を測定する方式によると、上記分岐管５に
流れた洗浄液を廃棄するようになるため、高価な洗浄液
の場合にはコスト上昇を招くということがある。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】このように、液体に含
まれる微粒子を検出するのに、従来は液体供給管から分
岐管を分岐し、その分岐管に微粒子の検出器を設けるよ
うにしていた。そのため、分岐管には液体の一部だけが
流れるため、液体中に含まれる微粒子数が急激に変化し
た場合などにはその変化をリアルタイムで測定できない
ということがあり、また流量を変化させた場合には単位
流量当たりに含まれる粒子数を測定することができない
ということがあった。

【００１３】さらに、分岐管に流した液体は廃棄される
ため、その液体が高価な洗浄液などの場合にはコスト高
を招くということがある。この発明は上記事情に基づき
なされたもので、その目的とするところは、液体中に含
まれる微粒子数が変化したならば、その変化をリアルタ
イムで検出できるようにした液中微粒子検出装置および
処理装置を提供することにある。

【００１４】また、この発明の目的とするところは、単
位流量当たりに含まれる微粒子数を測定できるようにす
ることで、流量を変化させた場合に有効な測定デ−タを
得ることができるようにした液中微粒子検出装置および
処理装置を提供することにある。

【００１５】また、この発明の目的とするところは、液
体を廃棄することなくそれに含まれる微粒子数を測定で
きるようにした液中微粒子検出装置および処理装置を提
供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項１の発明の液中微粒子検出装置は、液体に含ま
れる微粒子を検出する液中微粒子検出装置において、上
記液体を流通させる液体供給配管と、この液体供給配管
に設けられた光散乱方式の微粒子検出手段と、この微粒
子検出手段からの検出信号と上記液体の流量とによって
上記液体に含まれる単位流量あたりの微粒子数を算出す
る演算手段とを具備したことを特徴とする。

【００１７】請求項２の液中微粒子検出装置は、請求項
１の発明において、上記液体供給配管には、上記微粒子
検出手段の上流側に液体の流量を検出する流量検出手段
が設けられていることを特徴とする。

【００１８】請求項３の液中微粒子検出装置は、請求項
１の発明において、上記演算手段には、上記液体供給配
管を流れる液体の流量に応じてその流量を設定する設定
手段が設けられていることを特徴とする。

【００１９】請求項４の液中微粒子検出装置は、請求項
１の発明において、上記演算手段には、この演算手段で
検出された単位流量あたりの微粒子数を表示する表示手
段が接続されていることを特徴とする。

【００２０】請求項５の発明は、被処理物を液体によっ
て処理する処理装置において、上記液体が供給される液
体供給配管と、この液体供給配管に設けられた光散乱方
式の微粒子検出手段と、この微粒子検出手段からの検出
信号と上記液体の流量とによって上記液体に含まれる単
位流量あたりの微粒子数を算出する演算手段と、この演
算手段が算出する単位流量当たりの微粒子数を表示する
表示手段と、上記微粒子検出手段を通過した液体が供給
される上記被処理物の処理手段とを具備したことを特徴
とする。

【００２１】請求項６の発明は、請求項５に記載された
処理装置において、上記液体は上記被処理物を洗浄する
ための洗浄液であることを特徴とする。請求項７の発明
は、請求項５に記載された処理装置において、上記液体
は被処理物をエッチングするためのエッチング液である
ことを特徴とする。

【００２２】

【作用】請求項１の発明によれば、液体供給配管に微粒
子検出手段を設けたので、液体中の微粒子の変化を上記
検出手段によってリアルタイムで検出できるとともに、
液体を廃棄することなくその測定を行える。また、演算
手段により単流量当たりの微粒子数を算出するため、液
体供給配管を流れる液体の流量が変化しても、有効なデ
−タを得ることができる。

【００２３】請求項２の発明によれば、供給配管を流れ
る液体の流量が常時変化する場合に対応することができ
る。請求項３の発明によれば、供給配管を流れる液体の
流量を定められた値に変化させる場合に対応することが
できる。

【００２４】請求項４の発明によれば、単位流量当たり
の微粒子数を表示手段によって確実に認識することがで
きる。請求項５の発明によれば、被処理物を液体によっ
て処理する場合に、その液体に含まれる単位流量当たり
の微粒子数を正確に検出し、かつ認識することができ
る。請求項６の発明によれば、被処理物の洗浄処理に適
用することができ、請求項７の発明によれば、被処理物
のエッチング処理に適用することができる。

【００２５】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図１と図２を参
照して説明する。図１はこの発明の微粒子検出装置が組
み込まれた処理装置としての洗浄処理装置を示してい
る。同図中１１は洗浄液の供給管路である。この液体供
給配管１１の上流には第１乃至第３の供給源１２ａ〜１
２ｃがそれぞれ切換弁１３ａ〜１３ｃを介して接続され
ている。各供給源１２ａ〜１２ｃはそれぞれ異なる洗浄
液を上記液体供給配管１１に供給するためのもので、第
１の供給源１２ａは純水を供給するようになっており、
第２の供給源１２ｂは過酸化水素水を供給するようにな
っており、さらに第３の供給源１２ｃはフッ酸を供給す
るようになっている。

【００２６】上記供給配管１１の中途部には流量検出器
１３とその下流側に微粒子検出器１４とが順次設けられ
ている。この微粒子検出器１４は、レ−ザ光を微粒子に
当てて散乱光を検出し、その散乱強度から微粒子の個数
と粒径とを測定する、散乱方式が用いられている。な
お、この微粒子検出器１４は流量検出器１３の上流側に
設置してもよい。

【００２７】上記微粒子検出器１４の下流側には処理装
置としての洗浄装置１５が設けられている。この洗浄装
置１５には図示しない半導体ウエハなどの被処理物が収
容されるようになっていて、ここに供給された洗浄液に
よって洗浄処理されるようになっている。

【００２８】上記流量検出器１３は単位時間当たりの流
量を検出し、その検出信号Ａは演算装置１６に入力され
る。また、この演算装置１６には上記微粒子検出器１４
で検出された検出信号Ｂが入力される。

【００２９】図２に上記演算装置１６の構成を示す。す
なわち、この演算装置１６は上記流量検出器１３からの
検出信号Ａが入力する第１の増幅器１７と、上記微粒子
検出器１４からの検出信号Ｂが入力される第２の増幅器
１８とを有する。上記各増幅器１７、１８で増幅された
検出信号Ａ、Ｂはそれぞれ第１、第２の信号処理部２
１、２２で波形処理されて算出部２３に入力される。

【００３０】上記算出部２３では、上記微粒子検出器１
４からの検出信号Ｂである、散乱光の強度から微粒子の
数と粒径とを算出するとともに、その算出値と上記流量
検出器１４からの検出信号Ａとを合成することで単位流
量に含まれる微粒子数を算出する。

【００３１】上記算出部２３で算出された算出信号Ｃは
比較部２４に入力される。この比較部２４には設定値Ｓ
が設定されている。この設定値Ｓは、上記洗浄装置１５
において被洗浄物を洗浄処理する際、洗浄液に含まれる
微粒子の限界個数、つまり被洗浄物に対して所定以上の
洗浄効果が得られる単位流量当たりに含まれる微粒子数
の上限値であって、上記算出信号Ｃが上記設定値Ｓを上
回ると、上記比較部２４からは出力部２５に警報信号Ｋ
が出力されるようになっている。

【００３２】上記出力部２５に警報信号Ｋが入力される
と、この出力部２５からは、演算装置１６に接続された
表示装置２６に駆動信号Ｄが出力される。表示装置２６
に駆動信号Ｄが入力されると、この表示装置２６は、処
理液に設定値Ｓ以上の微粒子が含まれていることを表示
する。表示手段としては、デイスプレイによる画面表示
あるいはブザ−や音声による警報表示のいずれか一方あ
るいは両方を同時に行うことができる。

【００３３】一方、上記算出部２３には流量設定部２７
が設定されている。この流量設定部２７は各供給源１２
ａ〜１２ｃから供給配管１１へ流す洗浄液の流量をそれ
ぞれ定められた値で変える場合に、そのときの流量を上
記算出部２３へ入力できるようになっている。

【００３４】たとえば、被洗浄物として半導体ウエハの
洗浄処理において、過酸化水素水は３０ｌ／min 流して
洗浄し、ついで純水を４０ｌ／min 流して洗浄する場
合、過酸化水素水と純水との流量はそれぞれ一定である
から、それらの流量を上記流量設定部２７で設定すれ
ば、流量検出器１３で検出する代わりに、算出部２３に
設定信号Ｐが入力されることになる。

【００３５】上記流量設定部２７で流量を設定すると、
その設定信号Ｐが上記流量検出器１３からの検出信号に
優先される。したがって、上記算出部２３では、上記流
量設定部２７からの設定信号Ｐによって単位流量当たり
の微粒子数を検出するようになっている。

【００３６】つぎに、上記構成の作用について説明す
る。洗浄装置１５に設けられた被処理物を、たとえば３
つの処理液のうち、最初に過酸化水素水で洗浄処理する
場合には、まず、第２の切換弁１３ｂを開放操作し、第
２の供給源１２ｂから過酸化水素水を液体供給配管１１
へ供給する。

【００３７】液体供給配管１１に供給された過酸化水素
水は流量検出器１３および微粒子検出器１４を通過して
上記洗浄装置１５へ流入する。それによって、上記洗浄
装置１５に設けられた被洗浄物が過酸化水素水によって
洗浄処理される。

【００３８】過酸化水素水によって洗浄された被洗浄物
は、つぎに純水によって洗浄処理される。その場合、第
２の切換弁１３ｂを閉じて第１の切換弁１３ａを開き、
第１の供給源１２ａから純水を液体供給配管１１、流量
検出器１３および微粒子検出器１４を通して上記洗浄装
置１５へ流入させる。それによって、上記洗浄装置１５
に設けられた被洗浄物が過酸化水素水についで純水で洗
浄処理される。

【００３９】このようにして過酸化水素水や純水などの
洗浄液を液体供給配管１１に流通させることで、その流
量が流量検出器１３によって検出されるとともに、微粒
子の数と粒径が微粒子検出器１４よって検出される。

【００４０】各検出器１３、１４からの検出信号Ａ、Ｂ
は演算装置１６へ入力される。この演算装置１６では、
上記各検出信号Ａ、Ｂがそれぞれ増幅器１７、１８で増
幅されたのち、信号処理部２１、２２で波形処理され、
ついで算出部２３に入力されて単位流量当たりの微粒子
数が算出される。

【００４１】上記算出部２３で算出された単位流量当た
りの微粒子数は比較部２４で設定値Ｓと比較され、その
値が設定値Ｓ以上、つまり洗浄液に含まれる微粒子数が
所定以上になると、出力部２５に警報信号Ｋが出力され
る。その結果、上記出力部２５から表示装置２６に駆動
信号Ｄが出力され、微粒子数が設定値以上になったこと
が表示される。

【００４２】上記微粒子検出器１４は処理液を全量流す
液体供給配管１１に設けられている。そのため、切換弁
１２ａ〜１２ｃを切換え操作して液体供給配管１１に流
す処理液の種類を変えたり、その他の予期せぬ事態など
で処理液中に含まれる微粒子数が急激に変動しても、微
粒子数が変動した処理液がほぼリアルタイムで上記微粒
子検出器１４の部分を通過するから、この微粒子検出器
１４によって微粒子数の変動をリアルタイムで測定する
ことができる。

【００４３】微粒子数の測定と同時に処理液の流量が流
量検出器１３によって測定されている。そして、演算装
置１６において、上記流量検出器１３の検出信号Ａと微
粒子検出器１４の検出信号Ｂとを合成することで、単位
流量当たりの微粒子数が算出される。

【００４４】そのため、洗浄装置１５に設けられる被洗
浄物の数量の変化に応じて洗浄液の供給量を変えた場合
など、その洗浄液の流量の変化に係わらず、単位流量当
たりに含まれる微粒子数が計測されるから、洗浄液の流
量を変化させた場合でも、洗浄処理に有効な微粒子数の
デ−タを得ることができる。

【００４５】洗浄液の流量を、定められた流量で変化さ
せる場合には、演算装置１６に設けられた流量設定部２
７でそのときの流量を設定すればよい。流量設定部２７
で単位時間当たりの流量を設定すれば、算出部２３では
その設定値Ｐが流量検出器１３からの検出信号Ａに優先
される。したがって、その場合にも単位流量当たりの微
粒子数を算出することができる。

【００４６】なお、上記一実施例では液体供給配管１１
に洗浄液を流し、洗浄装置１５に設けられた被処理物を
洗浄処理する場合について説明したが、他の用途にも使
用することができる。

【００４７】たとえば、上記洗浄装置１５に代わりエッ
チング装置を液体供給配管１１に接続し、液体供給配管
１１には洗浄液に代わりエッチング液を流すことで、上
記エッチング装置に設けられた被処理物にエッチング処
理を施すようにしてもよい。その場合にも、上記一実施
例と同様、液体供給配管１１に微粒子検出器１４を設け
てエッチング液に含まれる単位流量当たりの微粒子数を
測定することで、微粒子数が所定以上に増加すること
で、エッチング精度に悪影響を及ぼすのを管理すること
ができる。さらには、レジスト溶液を被検液体とするこ
ともできる。こうした場合において、その液体が着色さ
れている際には、レ−ザ光の強度を適宜増強することで
対応できる。さらに、この発明は、液体中に含まれる微
粒子数が被処理物の処理精度に影響を及ぼす、他の処理
装置にも適用できること、勿論である。

【００４８】

【発明の効果】以上述べたように請求項１の発明によれ
ば、液体を流通させる液体供給配管に微粒子検出手段を
設けたので、液体中の微粒子の変化を上記検出手段によ
ってリアルタイムで検出できるばかりか、従来のように
液体の一部を分岐させて廃棄することなくその測定を行
えるから、経済的である。

【００４９】請求項１乃至請求項３の発明によれば、単
流量当たりの微粒子数を算出できるため、液体供給配管
を流れる液体の流量が変化しても、実用上、有効なデ−
タを得ることができる。

【００５０】請求項４の発明によれば、単位流量当たり
の微粒子数を表示するようにしたから、液体に含まれる
微粒子数を確実に認識することができる。請求項５の発
明によれば、被処理物を液体によって処理する処理装置
において、上記液体を流通させる液体供給配管に微粒子
検出手段を設けたので、液体中の微粒子の変化を上記検
出手段によってリアルタイムで検出できることで、上記
被処理物の処理精度の向上が計れるばかりか、従来のよ
うに液体の一部を分岐させて廃棄することなくその測定
を行えるから、経済的である。

【００５１】請求項６の発明によれば、被処理物を洗浄
処理する処理装置を提供することができ、請求項７の発
明によれば、被処理物をエッチング処理する処理装置を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す装置全体の構成図。

【図２】同じく演算装置の構成図。

【図３】従来の装置の概略的構成図。

【符号の説明】

１１…液体供給配管、１３…流量検出器（流量検出手
段）、１４…微粒子検出器（微粒子手段）、１５…処理
装置（処理手段）、１６…演算装置（演算手段）、２６
…表示装置（表示手段）、２７…流量設定部（設定手
段）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 一条 和夫 東京都国分寺市東元町３丁目20番41号 リ オン株式会社内 (72)発明者 佐々木 憲司 東京都国分寺市東元町３丁目20番41号 リ オン株式会社内 (72)発明者 田代 栄作 東京都国分寺市東元町３丁目20番41号 リ オン株式会社内 (72)発明者 近藤 郁 東京都国分寺市東元町３丁目20番41号 リ オン株式会社内 (72)発明者 大本 幸弘 東京都国分寺市東元町３丁目20番41号 リ オン株式会社内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液体に含まれる微粒子を検出する液中微
   粒子検出装置において、 上記液体を流通させる液体供給配管と、 この液体供給配管に設けられた光散乱方式の微粒子検出
   手段と、 この微粒子検出手段からの検出信号と上記液体の流量と
   によって上記液体に含まれる単位流量あたりの微粒子数
   を算出する演算手段とを具備したことを特徴とする液中
   微粒子検出装置。
2. 【請求項２】 上記液体供給配管には、上記微粒子検出
   手段の上流側に液体の流量を検出する流量検出手段が設
   けられていることを特徴とする請求項１記載の液中微粒
   子検出装置。
3. 【請求項３】 上記演算手段には、上記液体供給配管を
   流れる液体の流量に応じてその流量を設定する設定手段
   が設けられていることを特徴とする請求項１記載の液中
   微粒子検出装置。
4. 【請求項４】 上記演算手段には、この演算手段で検出
   された単位流量あたりの微粒子数を表示する表示手段が
   接続されていることを特徴とする請求項１記載の液中微
   粒子検出装置。
5. 【請求項５】 被処理物を液体によって処理する処理装
   置において、 上記液体が供給される液体供給配管と、 この液体供給配管に設けられた光散乱方式の微粒子検出
   手段と、 この微粒子検出手段からの検出信号と上記液体の流量と
   によって上記液体に含まれる単位流量あたりの微粒子数
   を算出する演算手段と、 この演算手段が算出する単位流量当たりの微粒子数を表
   示する表示手段と、 上記微粒子検出手段を通過した液体が供給される上記被
   処理物の処理手段とを具備したことを特徴とする処理装
   置。
6. 【請求項６】 上記液体は上記被処理物を洗浄するため
   の洗浄液であることを特徴とする請求項５記載の処理装
   置。
7. 【請求項７】 上記液体は被処理物をエッチングするた
   めのエッチング液であることを特徴とする請求項５記載
   の処理装置。