JPH10223599A - 浸漬式基板処理装置 - Google Patents

浸漬式基板処理装置

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JPH10223599A
JPH10223599A JP6154298A JP6154298A JPH10223599A JP H10223599 A JPH10223599 A JP H10223599A JP 6154298 A JP6154298 A JP 6154298A JP 6154298 A JP6154298 A JP 6154298A JP H10223599 A JPH10223599 A JP H10223599A
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JP
Japan
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concentration
light intensity
pure water
chemical
processing
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Application number
JP6154298A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuo Nakajima
和男 中島
Nobutoshi Ogami
信敏 大神
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Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
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Publication date
Application filed by Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd filed Critical Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority to JP6154298A priority Critical patent/JPH10223599A/ja
Publication of JPH10223599A publication Critical patent/JPH10223599A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 安定した仕上がりで基板を浸漬処理すること
ができる。 【解決手段】 基板を浸漬するための処理槽1と、処理
槽1へ純水を供給する処理液供給配管9と、純水の流量
を調節する流量調整弁V1 と、薬液タンク51 〜5
3 と、薬液配管71 〜73 と、薬液供給量を調節する流
量調整弁V2 〜V4 と、透過光強度を測定する透過光強
度測定用光学部20と、流体情報と測定された透過光強
度とに基づいて処理液の濃度を算出する処理液濃度算出
部34と、算出された濃度と流体情報とに応じて流量調
整弁V1 〜V4 を制御する供給量制御部36とを備えて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、薬液と純水とを所
要比率で混合した処理液に基板を浸漬させて表面処理を
施す浸漬式基板処理装置に係り、特に流体の透過光強度
(試料透過光強度)と基準となる透過光強度(参照透過
光強度)とを測定してこれらの比に基づいて濃度を調整
する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のこの種の装置では、薬液と純水と
を所要比率で混合した処理液を処理槽に予め貯留してお
き、基板を処理槽に浸漬させて表面処理を施すようにな
っている。処理液の濃度調整は、適宜に薬液や純水を追
加することによって行っている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成を有する従来例の場合には、次のような問題が
ある。すなわち、複数回の処理をする際に、各回ごとに
浸漬する基板の枚数が異なったり、基板の表面状態が様
々であって処理液との反応度合いが異なっていると、処
理液の濃度を所要値に維持し続けることが容易にはでき
ない。このため、浸漬式基板処理装置における処理の品
質が安定しないという問題点がある。
【0004】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、濃度測定結果に基づき薬液や純水の供
給量を調節して処理液の濃度を所要値に維持することに
より、安定した仕上がりで基板を浸漬処理することがで
きる浸漬式基板処理装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、このような目
的を達成するために、次のような構成をとる。すなわ
ち、本発明は、薬液と純水とを所要比率で混合した処理
液に基板を浸漬して表面処理を施す浸漬式基板処理装置
であって、前記処理液を収容し、基板を浸漬するための
処理槽と、前記処理槽へ純水を供給する処理液供給配管
と、前記処理液供給配管へ供給する純水の流量を調節す
る純水流量調整手段と、複数個の薬液タンクと、前記各
薬液タンクの薬液を前記処理液供給配管へ供給するため
に前記各薬液タンクごとに個別に設けられた薬液配管
と、前記各薬液配管に介在し、前記各薬液タンクごとの
薬液供給量を調節する薬液流量調整手段と、前記処理液
供給配管に配設され、流通している純水あるいは処理液
の透過光強度を測定する透過光強度測定手段と、前記純
水流量調整手段および前記各薬液流量調整手段の選択状
況に応じた流体情報と、前記透過光強度測定手段によっ
て測定された透過光強度とに基づいて処理液の濃度を算
出する処理液濃度算出手段と、前記処理液濃度算出手段
により算出された濃度と前記流体情報とに応じて、前記
純水流量調整手段または/および前記各薬液流量調整手
段を制御する制御手段とを備えていることを特徴とする
ものである。
【0006】
【作用】本発明の作用は次のとおりである。処理液供給
配管に純水が供給されるとともに、薬液配管を介して薬
液タンクから薬液が供給されて処理液が生成される。こ
の処理液の濃度は純水及び薬液の供給量が純水流量調整
手段と薬液流量調整手段によって調整されて行われる。
生成された処理液は処理槽に供給され、この処理槽内の
基板が表面処理を施される。このようにして処理液が処
理槽に供給されるが、多数の基板を処理してゆくうちに
生成されて供給される処理液の濃度が変動する場合があ
る。透過光強度測定手段は、処理液供給配管を流通して
いる純水または処理液の透過光強度を測定し、処理液濃
度算出手段はこの透過光強度と流体情報に基づいて処理
液の濃度を算出する。なお、流体情報は、各薬液タンク
のうちのいずれから薬液が供給されているかを示す情報
であり、これにより流通している処理液の種類を判別で
きる。処理液の種類により所要濃度が異なるのが一般的
であるため、この流体情報と透過光強度に基づいて制御
の目標である所要濃度を決定でき、制御手段が、求めら
れた濃度と所要濃度との偏差と、流体情報に応じて純水
流量調整手段や各薬液流量調整手段を制御して処理液の
濃度が所要値になるように調整する。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施例を説明する。図1は、本発明の一実施例に係る浸
漬式基板処理装置の概略構成を示したブロック図であ
る。この装置は、例えば半導体ウエハなどの基板を清浄
にするために、その目的に応じた薬液と純水とを所定比
率で混合調整し、この所定の濃度にした処理液(試料流
体)に基板を浸漬させることによって基板を処理するも
のである。
【0008】図中、符号1はオーバーフロー式の処理槽
である。この処理槽1は、半導体ウエハを複数枚収納し
た図示しないウエハキャリアが浸積される処理槽本体1
1 と、その周囲に配設されて処理槽本体11 から溢れた
処理液を滞留するためのオーバーフロー部12 とを備え
ている。
【0009】処理槽本体11 に連通接続されている処理
液供給配管9には、流量調整弁V1を介して所定圧力で
純水が供給される。さらに複数個の薬液タンク51 〜5
3 から流量調整弁V2 〜V4 および薬液配管71 〜73
を介して薬液が供給されて、処理液は所定の混合比率に
調整される。調整後の処理液は、処理液供給配管9に配
設されたヒーター13と温度センサ15とによって所定
温度に調整される。そして所定濃度/温度に調整された
処理液が処理槽1に供給されるように構成されている。
なお、流量調整弁V1 は本発明における純水流量調整弁
に相当し、流量調整弁V2 〜V4 は薬液流量調整手段に
相当する。
【0010】透過光強度測定手段に相当する透過光強度
測定用光学部20は、以下のように構成されている。処
理液や純水が流通する処理液供給配管9には、所定光路
長dを有するセル19が配設されている。さらにセル1
9の一方には光源21(例えば、ハロゲンランプ)が配
設され、セル19を挟む対向位置には、一つの光検出器
25が配設されている。この装置では、基準となる透過
光強度を測定するための参照セルは配設されていない。
【0011】温度センサ15の出力とヒーター13の入
力および光検出器25の出力は、濃度制御部30に接続
されている。この濃度制御部30を機能的に大別する
と、透過光強度測定部31、温調部32、濃度算出部3
4、フィードバック制御部35、供給量制御部36に分
けられる。
【0012】透過光強度測定手段に相当する透過光強度
測定部31は、後述する供給量制御部36が選択してい
る流体(薬液、処理液、純水)に応じて光検出器25か
らの信号を試料透過光強度(処理液)または参照透過光
強度(純水)として測定する。また、温調部32は、処
理液供給配管9を流通する処理液が所定温度となるよう
にヒーター13を制御する。
【0013】処理液濃度算出手段に相当する濃度算出部
34は、透過強度測定部31からの試料透過光強度と参
照透過光強度(つまり流体情報と透過光強度)とに基づ
いて処理液の濃度を算出する。この濃度の算出は、以下
の式によって行われる。この式は、よく知られているよ
うにランベルト−ベールの法則から導かれる式である。
なお、試料透過光強度をIS 、参照透過光強度をIR
これらの比(透過率)をT、処理液の吸光係数をα、セ
ルの光路長をdとする。 濃度c〔%〕=−1/α・d・ln(IS /IR ) =−1/α・d・ln(T) ……… (1)
【0014】フィードバック制御部35は予め処理液の
目標濃度c0 を記憶しており、算出された濃度cとの偏
差に応じて制御信号を供給量制御部36に出力する。供
給量制御部36は、制御信号に応じて流量調整弁V1
4 を調整する。また、供給量制御部36は、流量調整
弁V1 〜V4 を調整して処理液(試料流体)の濃度を調
整したり、流量調整弁V2 〜V4 を閉止するとともに流
量調整弁V1 を開放して純水(参照流体)のみをセル1
9に選択的に流通させる流体選択機能を有し、選択して
いる流体の情報(流体情報)を透過光強度測定部31に
出力する。この流体情報は、例えば、流量調整弁V1
4 の開放状態を「1」,閉止状態を「0」として表し
た2進数によって出力される。一例として、純水(参照
流体)のみがセル19を流通している状態での流体情報
は、〔1000〕で表される。なお、フィードバック制
御部35と供給量制御部36とは、本発明における制御
手段に相当する。
【0015】このように構成された浸漬式基板処理装置
では次のように濃度調整が行われる。まず、供給量制御
部36は流量調整弁V2 〜V4 を閉止し、流量調整弁V
1 を開放状態とする。この状態での流体情報は〔100
0〕である。この流体情報を入力された透過光強度測定
部31は、現在セル19を流通しているのは純水(参照
流体)であると判断し、光検出器25からの出力信号を
参照透過光強度IR として測定する。
【0016】次に、一例として流量調整弁V2 が開放さ
れた場合について説明する。この状態では、薬液タンク
1 からの薬液が純水に混合されて処理液供給配管9に
処理液が流通される。このとき透過光強度測定部31に
入力される流体情報は〔1100〕であり、この流体情
報を入力された透過光強度測定部31は、セル19に流
通している流体は処理液(試料流体)であると判断す
る。そして、光検出器25からの出力信号を試料透過光
強度IS として適宜の間隔で繰り返し測定して、以下の
ように処理する。
【0017】第1番目の試料透過光強度IS1と参照透過
光強度IR との比T1 (=IS1/I R )を求め、第2番
目の試料透過光強度IS2と参照透過光強度IR との比T
2 (=IS2/IR )を求め、これらの比の平均値TAV1
を求める。以下、第2番目の試料透過光強度IS2と参照
透過光強度IR との比T2 と、第3番目の試料透過光強
度IS3と参照透過光強度IR との比T3 との平均値T
AV2 を求める。これを順次に行って移動平均を求める。
この移動平均TAVn が算出される度にこの値は濃度算出
部34へ送られ、ここで移動平均TAVn を上記(1)式
のTに代入して処理液の濃度cを算出する。
【0018】フィードバック制御部35は、予め設定さ
れている目標濃度c0 と濃度算出部34が算出した処理
液の濃度cとの偏差に応じて、供給量制御部36に制御
信号を出力する。供給量制御部36は、この制御信号に
応じて流量調整弁V1 または薬液タンクの流量調整弁V
2 を調整して処理液の濃度を調整する。この処理液の濃
度調整後に複数枚の半導体ウエハが処理槽1に浸漬され
る。
【0019】処理液は薬液を含むので長期間使用すると
セル19は汚染される。これにより処理液の濃度が一定
であるにもかかわらず透過光強度が低下する。しかし、
供給量制御部36が流量調整弁V2 〜V4 を全て閉止し
て流量調整弁V1 を開放することにより、処理液供給配
管9には純水のみが供給される。この状態で参照透過光
強度を再び測定して新たな参照透過光強度とすることに
より、測定される試料透過光強度と参照透過光強度との
両方にその影響が及ぶ。したがって、これらの比はセル
の汚染による透過光強度の変動が相殺されて、セルの汚
染の影響を抑制できる。また、この参照透過光強度の再
測定を定期的に行うことにより、長期間にわたって流体
濃度を正確に調整することができる。
【0020】上述したように処理液の濃度偏差、流体情
報に応じて供給量制御部36が流量調整弁V1 または流
量調整弁V2 を調整して純水または薬液を供給し、処理
液の濃度を調整するので、処理液の濃度を所要値になる
ように調整することができる。したがって、処理液濃度
を所要値に維持することができ、品質良く安定して基板
に処理を施すことができる。
【0021】なお、処理液によっては異なる複数の波長
帯で透過光強度を測定する必要がある。例えば、アンモ
ニアと過酸化水素とからなる処理液では、赤外波長帯で
アンモニアの濃度による透過光強度の変化率が大きく、
紫外波長帯で過酸化水素の濃度による透過光強度の変化
率が大きい。したがって、このような処理液の透過光強
度を測定して、これに基づいて濃度を制御するためには
図2に示すように光検出器25を構成するのが好まし
い。
【0022】すなわち、例えばハロゲンランプなどの紫
外線を含む光を放射する光源211と、例えば重水素ラ
ンプあるいはキセノンランプなどの赤外線を含む光を放
射する光源212 からの照射光が反射鏡19e,23e
およびプリズムPを介してセル19に照射される。そし
て透過光がダイクロイックミラーHによって紫外光UV
と可視・赤外波長域IRの光とに分離される。さらにこ
れらの光は、紫外バンドパスフィルタF1 及び赤外バン
ドパスフィルタF2 によって紫外光及び赤外光の測定波
長がそれぞれ選択され、それぞれ集光レンズ25a1
よび集光レンズ25a2 を介して、バンドパスフィルタ
によって選択された波長に対する分光感度を有する紫外
光検出器251 (例えば、GaP等からなる半導体素子
または紫外用光電管で構成される)及び同様に分光感度
を有する赤外光検出器252 (例えば、PbSやGaA
sP等からなる半導体素子で構成される)に照射され
る。
【0023】このように構成された場合には、それぞれ
紫外光と赤外光とについて試料透過光強度IS (UV),I
S (IR)及び参照透過光強度IR (UV),IR (IR)を測定す
る。そして、各々試料透過光強度IS1(UV)と参照透過光
強度IR1(UV)との比T11(UV)(=IS1(UV)/IR1(UV)
と、各々試料透過光強度IS1(IR)と参照透過光強度I
R1(IR)との比T11(IR)(=IS1(IR)/IR1(IR))のよう
に紫外光と赤外光とについてそれぞれ比を求める。以
下、同様に紫外光と赤外光とについて順次に比を求める
ようにすればよい。
【0024】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、求められた濃度と流体情報に応じて純水流量
調整手段や各薬液流量調整手段を制御して処理液の濃度
が所要値になるように調整するので、複数種類の処理液
ごとに所要濃度に維持することができる。したがって、
品質良く安定して基板を浸漬処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例に係る浸漬式基板処理装置の概略構成を
示すブロック図である。
【図2】透過光強度測定用光学部の変形例を示す概略構
成図である。
【符号の説明】
19 … 試料セル 20 … 透過光強度測定用光学部 21 … 光源 25 … 光検出器 30 … 濃度制御部 31 … 透過光強度測定部 32 … 温調部 34 … 濃度算出部 35 … フィードバック制御部 36 … 供給量制御部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 薬液と純水とを所要比率で混合した処理
    液に基板を浸漬して表面処理を施す浸漬式基板処理装置
    であって、 前記処理液を収容し、基板を浸漬するための処理槽と、 前記処理槽へ純水を供給する処理液供給配管と、 前記処理液供給配管へ供給する純水の流量を調節する純
    水流量調整手段と、 複数個の薬液タンクと、 前記各薬液タンクの薬液を前記処理液供給配管へ供給す
    るために前記各薬液タンクごとに個別に設けられた薬液
    配管と、 前記各薬液配管に介在し、前記各薬液タンクごとの薬液
    供給量を調節する薬液流量調整手段と、 前記処理液供給配管に配設され、流通している純水ある
    いは処理液の透過光強度を測定する透過光強度測定手段
    と、 前記純水流量調整手段および前記各薬液流量調整手段の
    選択状況に応じた流体情報と、前記透過光強度測定手段
    によって測定された透過光強度とに基づいて処理液の濃
    度を算出する処理液濃度算出手段と、 前記処理液濃度算出手段により算出された濃度と前記流
    体情報とに応じて、前記純水流量調整手段または/およ
    び前記各薬液流量調整手段を制御する制御手段とを備え
    ていることを特徴とする浸漬式基板処理装置。
JP6154298A 1998-03-12 1998-03-12 浸漬式基板処理装置 Pending JPH10223599A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001089767A3 (en) * 2000-05-19 2002-07-25 Motorola Inc A chemical-mechanical polishing system for the manufacture of semiconductor devices
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