KR20200023162A - 측정기, 에칭 시스템, 실리콘 농도 측정 방법, 및 실리콘 농도 측정 프로그램 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 측정기, 에칭 시스템, 실리콘 농도 측정 방법 및 실리콘 농도 측정 프로그램에 관한 것이다. 액 중의 미량 실리콘 농도를 측정 가능한 측정기, 에칭 시스템, 실리콘 농도 측정 방법, 및 실리콘 농도 측정 프로그램을 제공한다. 실시 형태에 의하면, 입출력부와, 메모리와, 프로세서를 포함하는 측정기가 제공된다. 입출력부는, 인산과 인산의 제1 산 해리 지수 pKa1보다도 작은 산 해리 지수 pK를 갖는 제2 산과 물을 포함하는 측정 대상액의 인산과 제2 산과 물의 농도를 나타내는 측정값 정보가 입력된다. 메모리는, 인산과 제2 산과 물을 포함하는 기준액에 실리콘을 기준 실리콘 농도로 되도록 첨가했을 때의 인산과 제2 산과 물의 농도 변화와, 기준 실리콘 농도의 관계를 포함하는 변동값 정보를 보유한다. 프로세서는, 입출력부에 입력된 측정값 정보와, 메모리로부터 판독된 변동값 정보에 기초하여, 측정값 정보에 상당하는 측정 대상액의 실리콘 농도를 얻는다.
Description
본 발명의 실시 형태는, 측정기, 에칭 시스템, 실리콘 농도 측정 방법, 및 실리콘 농도 측정 프로그램에 관한 것이다.
액 중(특히 인산액 중)에 포함되는 실리콘 농도를 파악하기 위해서는, (1) 오프라인의 분석(ICP 발광 분광 분석), (2) 용해시킨 실리콘 화합물량과 액 중량으로부터 계산하는 방법 등이 있다.
(1)의 방법은, 분석에 시간이 걸려, 실시간으로 변동하는 실리콘 농도를 파악할 수 없다. 또한, (2)의 방법으로 구해지는 값은, 계산값이며 실측은 아니다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 액 중의 미량 실리콘 농도를 측정 가능한 측정기, 에칭 시스템, 실리콘 농도 측정 방법, 및 실리콘 농도 측정 프로그램을 제공하는 것이다.
실시 형태에 의하면, 입출력부와, 메모리와, 프로세서를 포함하는 측정기가 제공된다. 입출력부는, 인산과 인산의 제1 산 해리 지수 pKa1보다도 작은 산 해리 지수 pK를 갖는 제2 산과 물을 포함하는 측정 대상액의 인산과 제2 산과 물의 농도를 나타내는 측정값 정보가 입력된다. 메모리는, 인산과 제2 산과 물을 포함하는 기준액에 실리콘을 기준 실리콘 농도로 되도록 첨가했을 때의 인산과 제2 산과 물의 농도 변화와, 기준 실리콘 농도의 관계를 포함하는 변동값 정보를 보유한다. 프로세서는, 입출력부에 입력된 측정값 정보와, 메모리로부터 판독된 변동값 정보에 기초하여, 측정값 정보에 상당하는 측정 대상액의 실리콘 농도를 얻는다.
다른 실시 형태에 의하면, 제1 용기와, 제2 용기와, 제3 용기와, 제4 용기와, 측정부와, 제어부를 포함하는 에칭 시스템이 제공된다. 제1 용기는, 인산 및 물을 포함하는 에칭액에 의해 실리콘 화합물을 에칭하기 위한 것이다. 제2 용기는, 제1 용기에 인산을 도입하기 위한 것이다. 제3 용기는, 제1 용기에 물을 도입하기 위한 것이다. 제4 용기는, 제1 용기로부터 에칭액을 취득함과 함께, 에칭액에 황산이 첨가된 측정 대상액을 수용하기 위한 것이다. 측정부는, 실시 형태의 측정기를 구비하고, 제4 용기 내에서의 측정 대상액에 포함되는 실리콘 농도를 측정기에 의해 측정한다. 제어부는, 측정부에서의 측정 결과에 따라서, 제2 용기로부터 제1 용기로 인산을 도입하고, 및/또는 제3 용기로부터 제1 용기로 물을 도입한다.
또 다른 실시 형태에 의하면, 근적외광 분광기로부터, 인산과 인산의 제1 산 해리 지수 pKa1보다도 작은 산 해리 지수 pK를 갖는 제2 산과 물을 포함하는 측정 대상액의 인산과 제2 산과 물의 농도를 나타내는 측정값 정보를 수취하는 것과,
메모리로부터, 인산과 제2 산과 물을 포함하는 기준액에 실리콘을 기준 실리콘 농도로 되도록 첨가했을 때의 인산과 제2 산과 물의 농도 변화와, 기준 실리콘 농도의 관계를 포함하는 변동값 정보를 판독하는 것과,
판독된 변동값 정보에 기초하여, 수취한 측정값 정보에 상당하는 측정 대상액에 포함되는 실리콘의 농도를 얻는 것
을 구비하는 실리콘 농도 측정 방법이 제공된다.
또한, 또 다른 실시 형태에 의하면, 인산과 인산의 제1 산 해리 지수 pKa1보다도 작은 산 해리 지수 pK를 갖는 제2 산과 물을 포함하는 측정 대상액의 실리콘 농도를 측정하기 위한 실리콘 농도 측정 프로그램이 제공된다. 실리콘 농도 측정 프로그램은, 프로세서에 의해 실행됨으로써, 프로세서에 대해서, 인산과 인산의 제1 산 해리 지수 pKa1보다도 작은 산 해리 지수 pK를 갖는 제2 산과 물을 포함하는 측정 대상액의 인산과 제2 산과 물의 농도를 나타내는 측정값 정보를 수신시키고,
메모리로부터, 인산과 제2 산과 물을 포함하는 기준액에 실리콘을 기준 실리콘 농도로 되도록 첨가했을 때의 인산과 제2 산과 물의 농도 변화와, 기준 실리콘 농도의 관계를 포함하는 변동값 정보를 판독시키며,
판독된 변동값 정보에 기초하여, 수취한 측정값 정보에 상당하는 측정 대상액에 포함되는 실리콘의 농도를 산출시킨다.
상기 구성의 측정기, 에칭 시스템, 실리콘 농도 측정 방법, 및 실리콘 농도 측정 프로그램에 의하면, 액 중의 미량 실리콘 농도를 측정하는 것이 가능해진다.
도 1은, 실시 형태의 측정기의 블록도.
도 2는, 제1 농도 1 내지 2에 관한 인산 농도, 황산 농도 및 실리콘 농도의 관계를 나타내는 그래프.
도 3은, 제1 농도 3 내지 5에 관한 인산 농도, 황산 농도 및 실리콘 농도의 관계를 나타내는 그래프.
도 4는, 제1 농도 6 내지 8에 관한 인산 농도, 황산 농도 및 실리콘 농도의 관계를 나타내는 그래프.
도 5는, 제1 농도 9 내지 10에 관한 인산 농도, 황산 농도 및 실리콘 농도의 관계를 나타내는 그래프.
도 6은, 도 1의 측정기에 포함되는 프로세서의 기능 블록도.
도 7은, 실시 형태의 측정기의 동작의 흐름을 나타내는 흐름도.
도 8은, 실시 형태의 에칭 시스템의 일례를 나타내는 블록도.
도 9는, 도 8의 에칭 시스템에서의 근적외광 분광기의 개념도.
도 10은, 도 8의 에칭 시스템에서의 실리콘 농도 관리의 흐름을 나타내는 흐름도.
도 11은, 도 8의 에칭 시스템에서의 인산 농도 관리의 흐름을 나타내는 흐름도.
도 12는, 실시 형태의 에칭 시스템의 다른 예를 나타내는 블록도.
도 2는, 제1 농도 1 내지 2에 관한 인산 농도, 황산 농도 및 실리콘 농도의 관계를 나타내는 그래프.
도 3은, 제1 농도 3 내지 5에 관한 인산 농도, 황산 농도 및 실리콘 농도의 관계를 나타내는 그래프.
도 4는, 제1 농도 6 내지 8에 관한 인산 농도, 황산 농도 및 실리콘 농도의 관계를 나타내는 그래프.
도 5는, 제1 농도 9 내지 10에 관한 인산 농도, 황산 농도 및 실리콘 농도의 관계를 나타내는 그래프.
도 6은, 도 1의 측정기에 포함되는 프로세서의 기능 블록도.
도 7은, 실시 형태의 측정기의 동작의 흐름을 나타내는 흐름도.
도 8은, 실시 형태의 에칭 시스템의 일례를 나타내는 블록도.
도 9는, 도 8의 에칭 시스템에서의 근적외광 분광기의 개념도.
도 10은, 도 8의 에칭 시스템에서의 실리콘 농도 관리의 흐름을 나타내는 흐름도.
도 11은, 도 8의 에칭 시스템에서의 인산 농도 관리의 흐름을 나타내는 흐름도.
도 12는, 실시 형태의 에칭 시스템의 다른 예를 나타내는 블록도.
이하, 실시 형태에 대하여, 도면을 참조하면서 설명한다.
[제1 실시 형태]
측정기, 실리콘 농도 측정 방법 및 실리콘 농도 측정 프로그램에 대하여 설명한다.
측정기는, 인산과 인산의 제1 산 해리 지수 pKa1보다도 작은 산 해리 지수 pK를 갖는 제2 산과 물을 포함하는 측정 대상액 중의 실리콘 농도를 측정하기 위한 것이다. 측정 대상액은, 인산과 제2 산과 물을 포함하는 혼합액일 수 있다.
제2 산으로서는, 예를 들어 산 해리 지수 pK가 2.12 미만인 산을 들 수 있으며, 1.8 이하의 산을 사용하는 것이 바람직하다. 이 산 해리 지수 pK에 하한값은 특별히 없지만, 일례에 의하면 -15 이상이다.
제2 산으로서는, 예를 들어 황산, 염산, 질산, 트리플루오로술폰산 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 또한, 25℃ 온도의 수중에 있어서, 황산의 제1 산 해리 지수 pKa1은 -3.0이고, 황산의 제2 산 해리 지수 pKa2는 1.99이고, 염산의 산 해리 지수 pK는 -8.0이고, 질산의 산 해리 지수 pK는 -1.3이며, 트리플루오로술폰산의 산 해리 지수 pK는 -15.0이다. 또한, 이들 산 해리 지수로서는, 비특허문헌 1의 제1 페이지에 실린 값을 기재하고 있다.
이하, 제1 실시 형태의 측정기를 도 1을 참조하여 설명한다. 도 1은, 제1 실시 형태의 측정기의 구성예를 나타내는 블록도이다.
1. 측정기의 구성
측정기(1)는, 예를 들어 범용의 퍼스널 컴퓨터나, 컴퓨터를 내장한 전용의 농도계이다. 또는, 복수의 측정 대상으로부터 데이터를 수신하는 서버여도 된다. 그리고 측정기(1)는 인산, 제2 산, 물 및 실리콘을 포함하는 측정 대상액 중의 실리콘 농도를 측정한다. 측정 대상액으로서, 예를 들어 인산, 제2 산으로서의 황산, 실리콘 및 물을 포함하는 혼합액을 사용한 예를 이하에 설명한다. 도시한 바와 같이 측정기(1)는, 입출력부로서의 입출력 회로(10)와, 프로세서(11)와, ROM(12)과, RAM(13)과, 디스플레이(14)를 구비하고 있다.
입출력 회로(10)는, 측정기(1)와 외부 사이의 정보의 송수신을 담당한다. 예를 들어 본 예에서는, 측정기(1)에 의한 실리콘 농도 측정 시, 입출력 회로(10)는 근적외광 분광기에 유선 또는 무선으로 접속되며, 다양한 데이터를 수신한다. 또한 입출력 회로(10)는, 예를 들어 유저로부터의 데이터 입력이나, 측정 개시의 명령을 수취한다. ROM(12)은, 프로세서(11)에 의해 실행되는 프로그램이나 필요한 데이터를 보유한다. RAM(13)은, 프로세서(11)의 작업 영역으로서 기능하며, 다양한 데이터를 보유한다. RAM(13)은 예를 들어, 변동값 정보(15), 초깃값 데이터(초깃값 정보)(16), 측정값 데이터(측정값 정보)(17), 및 실리콘 농도 측정 프로그램(18)을 보유한다. 프로세서(11)는, 예를 들어 CPU 등이며, RAM(13)에 보유되는 실리콘 농도 측정 프로그램(18)을 실행하면서, 변동값 정보(15), 초깃값 데이터(초깃값 정보)(16) 및 측정값 데이터(측정값 정보)(17)를 이용하여, 상기 측정 대상액 중의 실리콘 농도를 산출한다. 그리고 디스플레이(14)는, 프로세서(11)로 산출된 실리콘 농도를 표시한다.
다음으로, 상기 RAM(13) 내에 보유되는 데이터와 프로세서(11)의 상세에 대하여 설명한다. 우선, RAM(13) 내에 보유되는 데이터의 상세에 대하여 설명한다.
초깃값 데이터(16) 및 측정값 데이터(17)는, 실제의 측정 대상으로 되는 측정 대상액에 관한 농도 정보이다.
측정값 데이터(17)는, 측정 대상액의 근적외광 분광법에 의한 인산 농도(wt％), 황산 농도(wt％) 및 물 농도(wt％)로 이루어지는 측정값 정보이다. 이들 값은, 측정 시에 입출력 회로(10)에 입력된다.
또한, 초깃값 데이터(16)는, 측정값 데이터(17)의 측정 전에 얻어지고, 측정 대상액이 실리콘을 함유하기 전의 상태에서의, 인산 농도(wt％), 황산 농도(wt％) 및 물 농도(wt％)로 이루어지는 정보이다. 즉, 초깃값 데이터(16)는, 측정 대상액의 인산 농도, 황산 농도 및 물 농도의 초깃값이라고 할 수 있다. 초깃값 데이터(16)는, 측정 대상액에 실리콘이 혼합되기 전에, 입출력 회로(10)에 제공된다. 초깃값 데이터(16)는, 근적외광 분광법 등에 의한 실측값이어도, 시뮬레이션 등의 계산에 의해 얻어도 된다. 초깃값 데이터(16)는, 측정 대상액의 농도의 관리값 내지 목표값으로서 사용될 수 있다. 측정 대상액의 용도의 일례로서, 에칭 처리를 위한 에칭액을 들 수 있다.
변동값 정보(15)는, 측정 대상액 자체의 농도 정보가 아니라, 측정 대상액의 실리콘 농도를 결정하기 위해서 사용되는 제1 기준액 및 제2 기준액의 정보이다. 제2 기준액은, 인산과, 제2 산으로서의 황산과, 물을 포함하며, 또한 실리콘을 포함하지 않는 혼합액이다. 구체적으로는, 변동값 정보(15)는, 제2 기준액에 실리콘을 기준 실리콘 농도로 되도록 첨가한 제1 기준액의 인산과 황산과 물의 제1 농도와, 실리콘 미첨가의 제2 기준액의 인산과 황산과 물의 제2 농도와, 기준 실리콘 농도의 관계를 나타낸다. 변동값 정보(15)는, 제1 농도와, 제2 농도와, 기준 실리콘 농도의 대응 관계를 복수 패턴 구비한다. 제1 농도 및 제2 농도는, 예를 들어 근적외광 분광기 측정에 의해 얻어진다. 변동값 정보(15)는, 측정 대상액에 관한 실리콘 농도 측정보다도 전에, 근적외광 분광기로부터 제공된다. 표 1은, 제2 농도의 개념을 나타내는 일례이다.
표 1의 예에서는, 제2 기준액에 관한 인산, 황산 및 물의 근적외광 분광기 측정에 의한 제2 농도의 예를 나타내고 있다. 표 1에 나타낸 바와 같이, 제2 농도, 구체적으로는 제2 기준액의 근적외광 분광기 측정에 의한 인산, 황산, 및 물의 농도(wt％)에는, 복수(표 1에서는 4종류)의 패턴이 존재한다. 제2 농도의 패턴 수는, 4종류로 한정되지 않고, 측정 대상액의 용도에 따라 조정할 수 있으며, 1종류 또는 2종류 이상으로 할 수 있다.
제1 농도는, 제2 농도를 충족하는 제2 기준액에 실리콘을 기준 실리콘 농도로 혼합시킨 제1 기준액의, 근적외광 분광기 측정에 의한 인산과 황산과 물의 농도(wt％)이다. 제2 기준액에 실리콘을 첨가하면, 인산과 황산과 물의 농도가 제2 농도로부터 변동된다. 변동폭은, 실리콘의 첨가 농도의 영향을 받아 변화한다. 표 2 및 도 2 내지 도 5는, 제1 농도와 기준 실리콘 농도의 관계의 개념을 나타내는 일례이다. 표 1에 나타낸 제2 농도 1을 갖는 복수의 제2 기준액에 실리콘을 50ppm, 150ppm 혼합시켰을 때의, 근적외광 분광기 측정에 의한 인산과 황산과 물의 제1 농도(wt％)가 제1 농도 1 내지 2에 해당한다. 제1 농도 3 내지 5는, 제2 농도 2를 갖는 복수의 제2 기준액에 실리콘을 50ppm, 70ppm, 150ppm 혼합시켰을 때의, 근적외광 분광기 측정에 의한 인산과 황산과 물의 제1 농도(wt％)이다. 또한, 제1 농도 6 내지 8은, 제2 농도 3을 갖는 복수의 제2 기준액에 실리콘을 50ppm, 70ppm, 150ppm 혼합시켰을 때의, 근적외광 분광기 측정에 의한 인산과 황산과 물의 제1 농도(wt％)이다. 또한, 제1 농도 9 내지 10은, 제2 농도를 갖는 복수의 제2 기준액에 실리콘을 50ppm, 150ppm 혼합시켰을 때의, 근적외광 분광기 측정에 의한 인산과 황산과 물의 제1 농도(wt％)이다.
도 2에, 제1 농도 1 내지 2 중 인산 농도(wt％) 및 황산 농도(wt％)와, Si 농도(ppm)의 관계를 나타낸다.
도 3에, 제1 농도 3 내지 5 중 인산 농도(wt％) 및 황산 농도(wt％)와, Si 농도(ppm)의 관계를 나타낸다.
도 4에, 제1 농도 6 내지 8 중 인산 농도(wt％) 및 황산 농도(wt％)와, Si 농도(ppm)의 관계를 나타낸다.
도 5에, 제1 농도 9 내지 10 중 인산 농도(wt％) 및 황산 농도(wt％)와, Si 농도(ppm)의 관계를 나타낸다.
즉, 도 2 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 제2 기준액에 실리콘을 첨가하면, 인산, 황산 및 물의 비율이 변동된다. 이 변동의 정도에는 다양한 패턴이 존재한다. 변동값 정보(15)는, 이 비율의 변동 방법에 관한 복수의 패턴을 나타내는 정보라고 할 수 있다. 표 1 및 표 2, 및 도 2 내지 도 5의 예에서는 2 내지 3 패턴의 경우를 나타내고 있지만, 1 패턴이어도 되고, 4 패턴 이상의 정보를 보유하고 있어도 된다. 또한 변동값 정보(15)는, 전술한 바와 같이 근적외광 분광법에 의한 측정에 의해 얻는 대신에, 시뮬레이션 등의 계산에 의해 얻어도 된다.
다음으로, 프로세서(11)의 상세에 대하여 설명한다. 프로세서(11)는, 실리콘 농도 측정 프로그램을 실행함으로써, 상기 실리콘이 혼합된 측정 대상액에서의 실리콘 농도를 산출하는 기능을 수행한다. 도 6은, 실리콘 농도 측정 프로그램(18)을 실행했을 때에 있어서의 프로세서(11)의 기능 블록도이다.
도 6에 도시한 바와 같이 프로세서(11)는, 실리콘 농도 측정 프로그램(18)을 실행함으로써, 초깃값 데이터 취득부(20), 측정값 데이터 취득부(21), 제1 비교부(22), 제1 선택부(23), 제1 농도군 결정부(24), 제2 비교부(25), 제2 선택부(26), 및 실리콘 농도 결정부(27)로서 기능한다.
초깃값 데이터 취득부(20)는, 입출력 회로(10)를 통해 초깃값 데이터(16)를 취득한다. 측정값 데이터 취득부(21)는, 근적외광 분광기로부터 측정값 데이터(17)를 취득한다. 제1 비교부(22)는, 표 1을 예로 하여 설명한 제2 농도와, 취득한 초깃값 데이터(16)를 비교한다. 제1 선택부(23)는, 제1 비교부(22)에서의 비교 결과에 기초하여, 표 1에 예시한 어느 것의 제2 농도를 선택한다. 제1 농도군 결정부(24)는, 표 2를 예로 하여 설명한 복수의 제1 농도 중, 선택한 제2 농도에 대응하는 제1 농도의 군을 결정한다. 제2 비교부(25)는, 결정한 제1 농도의 군과, 취득한 측정값 데이터(17)를 비교한다. 제2 선택부(26)는, 제2 비교부(25)에서의 비교 결과에 기초하여, 제1 농도의 군으로부터 어느 것의 제1 농도를 선택한다. 실리콘 농도 결정부(27)는, 제2 선택부(26)에서 선택된 제1 농도에 기초하여, 측정 대상액 중의 실리콘 농도를 결정한다. 그리고 결정된 실리콘 농도를 디스플레이(14)에 표시시킨다.
2. 측정기의 동작
다음으로, 실시 형태의 측정기의 동작에 대하여 설명한다.
우선, 동작 전체의 흐름을 도 7을 참조하여 설명한다. 도 7은, 측정기의 동작 전체의 흐름을 나타내는 흐름도이다. 도 7에서는, 측정 대상액이, 인산 및 황산을 포함하는 수용액인 예를 설명한다. 우선, 프로세서(11)의 초깃값 데이터 취득부(20)는, 실리콘 혼합 전의 상태에 있는 측정 대상액의 인산 농도, 황산 농도 및 물 농도로 이루어지는 제2 농도를 입출력 회로(10)에 있어서 수신하여 초깃값 데이터(16)로서 RAM(13)에 보유시킨다(스텝 S1). 변동값 정보(15)에 대해서는, 스텝 S1 전에 미리 RAM(13)에 보유되어 있어도 되고, 스텝 S1 후에 RAM(13)에 저장되어도 된다.
그 후, 측정 대상액에 실리콘을 혼합시킨 후, 측정 대상액의 인산 농도, 황산 농도 및 물 농도를 근적외광 분광기에 의해 측정하여 흡수 스펙트럼을 얻는다.
그리고, 측정기(1)의 예를 들어 입출력 회로(10)가, 측정 대상액 중에서의 실리콘 농도의 측정 명령을 수신하면(스텝 S2), 프로세서(11)의 측정값 데이터 취득부(21)는, 실리콘 혼합 후의 측정 대상액의 인산 농도, 황산 농도 및 물 농도로 이루어지는 제1 농도를 입출력 회로(10)에 있어서 수신하여 측정값 데이터(17)로서 RAM(13)에 보유시킨다(스텝 S3).
이어서, 프로세서(11)의 제1 비교부(22)는, 스텝 S1에서 얻어진 초깃값 데이터(16)와, RAM(13) 내에 보유되는 변동값 정보(15)의 제2 농도를 비교한다. 구체적으로는, 제1 비교부(22)는, 제2 농도로서 표 1에 예시한 제2 농도 1 내지 4와, 초깃값 데이터(16)인 실리콘 혼합 전의 상태에 있는 측정 대상액의 인산, 황산, 및 물의 농도를 비교한다. 그리고 제1 선택부(23)는, 제1 비교부(22)에서의 비교 결과, 가장 가까운(또는 동일한) 제2 농도를 선택한다(스텝 S4). 제1 선택부(23)에 의해, 예를 들어 제2 농도 1이 선택되었다고 가정한다.
이어서, 제1 농도군 결정부(24)는, RAM(13) 내에 보유되는 변동값 정보(15) 중, 선택한 제2 농도 1에 대응하는 제1 농도의 군을 결정한다(스텝 S5). 표 2의 경우, 제2 농도 1에 대응하는 제1 농도의 군은, 제1 농도 1 및 제1 농도 2가 해당한다.
제2 비교부(25)는, 스텝 S3에서 얻어진 측정값 데이터(17)와, 스텝 S5에서 얻어진 제1 농도 1 및 제1 농도 2를 비교한다. 그리고 제2 선택부(26)는, 제2 비교부(25)에서의 비교 결과, 가장 가까운(또는 동일한) 제1 농도를 선택한다(스텝 S6). 제1 농도 1 및 제1 농도 2 중, 스텝 S6에서 선택된 제1 농도가 제1 농도 1이었다고 하자. 표 2에 나타낸 바와 같이, 제1 농도 1은, 제2 농도 1을 충족하는 제2 기준액에 실리콘이 그 농도가 50ppm으로 되도록 첨가된 제1 기준액의, 인산 농도, 황산 농도 및 물 농도에 해당한다. 측정 대상액의 측정값 데이터(17)가, 제1 농도 1과 동일하거나 혹은 가장 가깝다. 따라서, 실리콘 농도 결정부(27)는, 측정 대상액의 실리콘 농도가 50ppm이라고 결정한다(스텝 S7).
또한 제2 비교부(25) 및 제2 선택부(26)는, 예를 들어 선형 근사 등에 의해 실리콘 농도를 구해도 된다. 즉, 표 2에 나타낸 실리콘 농도는 이산적인 값을 갖는다. 그러나 도 2 내지 도 5의 파선 및 실선으로 나타낸 그래프와 같이, 이들 이산적인 값을 이용하여 선형 근사에 의해 구할 수도 있다.
예를 들어, 스텝 S1에서 취득된 초깃값 데이터(16)가 제2 농도 2이며, 스텝 S3에서 취득된 측정값 데이터(17)가 이하였다고 하자.
·인산 농도: 85.41wt％
·황산 농도: 1.53wt％
·물 농도: 13.06wt％
그렇게 하면, 이들 값은, 도 3에 도시한 선형 근사에 일치한다. 또한, 각 농도의 값은, 실리콘 농도가 70[ppm]인 경우의 값과 실리콘 농도가 150[ppm]인 경우의 값의 거의 중간이다. 따라서, 본 케이스에서의 실리콘 농도는, 110[ppm] 정도라고 예측할 수 있다. 이들 계산은, 제2 비교부(25), 제2 선택부(26), 및 실리콘 농도 결정부(27) 중 어느 것이 실행되어도 된다.
이상의 공정에 의해, 인산, 제2 산으로서의 황산 및 물을 포함하는 측정 대상액의 실리콘 농도의 측정이 이루어진다. 따라서, 실시 형태의 측정기에 의하면, 인산, 제2 산 및 물을 포함하는 측정 대상액에 관한 실리콘 혼합 전후의 인산 및 제2 산의 농도 변화로부터, 측정 대상액 중의 실리콘 농도를 얻을 수 있다. 그 때문에, 실시 형태의 측정기는, 불가피 불순물 레벨의 극미량의 실리콘 농도의 측정이 가능하다. 이와 같은 극미량의 실리콘 농도는, 근적외광 분광법 등의 비중 측정 방식, 몰리브덴 옐로우 흡광 광도 방식, 전기 전도도 측정 방식 중 어느 것에 의해서도 측정할 수 없다. 비중 측정 방식의 경우, 측정 대상액에 혼입되는 실리콘 농도가 너무 낮아서 비중 변화를 검출할 수 없기 때문이다. 또한, 몰리브덴 옐로우 흡광 광도 방식의 경우, 실리콘에서 유래하는 흡수가, 인산에서 유래하는 흡수와 중복되어 분리 불가하기 때문에, 실리콘 농도를 측정할 수 없다.
또한, 실시 형태의 측정기에 의하면, 측정에 요하는 시간을 단축할 수 있기 때문에, 에칭 처리 등에 의해 실시간으로 변동하는 실리콘 농도의 파악이 가능하다.
또한, 실시 형태에 따른 측정기는, 근적외광 분광기를 더 구비하고 있어도 된다. 근적외광 분광기는, 측정 대상액의 인산과 황산과 물의 농도를 흡수 스펙트럼으로부터 고정밀도로 또한 용이하게 측정할 수 있기 때문에, 측정 대상액 중의 실리콘 농도를 고정밀도로 얻는 것이 가능해진다.
또한, 기준 실리콘 농도에 실측값을 사용하는 대신에, 프로세서(11)로, 실리콘 혼합 전의 측정 대상액의 인산과 황산과 물의 농도와, 실리콘 혼합 후의 측정 대상액의 인산과 황산과 물의 농도에 기초하여 실리콘 혼합 후의 측정 대상액의 실리콘 농도를 산출하고, 산출값을 기준 실리콘 농도로서 사용해도 된다.
[제2 실시 형태]
에칭 시스템에 대하여 설명한다. 에칭 시스템은, 인산 및 물을 포함하는 에칭액에 의해 실리콘 화합물을 에칭하기 위한 시스템이다. 실리콘 화합물은, 예를 들어 기판 상에 형성된 실리콘 화합물의 막일 수 있다. 기판의 예에, SiC 기판, GaN 기판 등이 포함된다. 실시 형태에 따른 에칭 시스템을 도 8을 참조하여 설명한다.
1. 에칭 시스템의 구성
도 8에 도시한 에칭 시스템은, 인산 및 물을 포함하는 에칭액에 의해 실리콘 화합물을 에칭하기 위한 제1 용기(에칭 처리부)(31)와, 제1 용기(31)에 인산을 도입하기 위한 제2 용기(인산 공급부)(32)와, 제1 용기(31)에 물을 도입하기 위한 제3 용기(물공급부)(33)와, 근적외광 분광기(34)와, 시료액(측정 대상액)에 포함되는 실리콘 농도를 측정하는 측정부(35)와, 제어부(36)를 구비한다. 근적외광 분광기(34)는, 제1 용기(31)로부터 에칭액을 취득함과 함께, 에칭액에 황산이 첨가된 시료액을 수용하기 위한 제4 용기(도 8에서는 도시생략)를 구비한다. 제4 용기의 일례를 도 9에 나타낸다. 측정부(35)에는, 제1 실시 형태에 따른 측정기가 사용된다. 제어부(36)는, 에칭 시스템 전체를 제어한다. 또한, 제어부(36)는, 측정부(35)에서의 측정 결과에 따라서, 제2 용기(32) 내의 인산을 제1 용기(31)에 도입하고, 및/또는 제3 용기(33) 내의 물을 제1 용기(31)에 도입한다. 도 8에서는, 도시의 사정상, 제어부(36)가 제1 용기(31) 및 제2 용기(32)와만 전기적으로 접속되어 있는 것처럼 보이지만, 에칭 시스템을 구성하는 각 부와는 전기적으로 접속되어, 제어부(36)와 각 부의 사이에서 신호의 교환이 이루어지는 것을 가능하게 하고 있다.
제2 용기(32) 및 제3 용기(33)로부터 제1 용기(31)까지의 경로에, 버퍼 조(37) 및 보충 탱크(38)가 배치되어 있다. 제2 용기(32) 및 제3 용기(33) 각각이, 제1 배관(39), 제2 배관(40)을 통해 버퍼 조(37)와 접속되어 있다. 버퍼 조(37)는, 제3 배관(41)을 통해 보충 탱크(38)에 접속되어 있다. 유량계(42) 및 밸브(43)는, 제3 배관(41)의 상류측으로부터 이 순번으로 마련되어 있다. 농도계(44)는, 제4 배관(45)을 통해 보충 탱크(38)에 접속되어 있다.
제1 용기(31) 내에는, 인산 및 물을 포함하는 에칭액(46)이 수용되어 있다. 에칭액(46) 중에, 실리콘 화합물(47)이 침지되어 실리콘 화합물(47)에 에칭 처리가 이루어진다. 에칭 처리 중 등에 제1 용기(31)로부터 흘러넘친 에칭액(46)은, 저류조(48)에 일시적으로 저류된다. 저류조(48)는, 제5 배관(49)을 통해 보충 탱크(38)에 접속되어 있다. 제5 배관(49)에는, 필터(도시생략)가 마련되어 있다. 필터는, 에칭액 중에 포함되는 이물을 제거한다. 에칭 처리 중에 제1 용기(31)로부터 흘러넘친 에칭액(46)은, 저류조(48)에 회수된 후, 저류조(48)로부터 필터를 통과해서 제5 배관(49)을 통해 보충 탱크(38)에 수용된다. 또한, 저류조(48)는, 배수관(50)도 접속되어 있다. 보충 탱크(38)는, 제6 배관(51)을 통해 제1 용기(31)에 접속되어 있다. 펌프(52) 및 히터(53)는, 제6 배관(51)의 상류측으로부터 이 순번으로 마련되어 있다. 여기서, 보충 탱크(38)로부터 제1 용기(에칭 처리부)(31)까지의 경로 및 제1 용기(31)로부터 저류조(48)를 경유하여 보충 탱크(38)까지의 경로로 이루어지는 계를 에칭 처리계라 칭한다. 에칭 처리계에는, 제1 용기(31), 보충 탱크(38) 및 저류조(48) 외에, 상기 경로 중의 배관 등도 포함된다.
에칭 처리계 내는, 인산 및 물을 포함하는 에칭액(46)으로 채워진다. 에칭 처리에 있어서는, 물의 증발에 의해 에칭액(46)의 용량이 감소하여 인산 농도가 높아지거나, 혹은 인산의 소비에 의해 인산 농도가 낮아지는 경우 등이 발생하기 때문에, 에칭액(46) 중의 인산 농도를 관리할 필요가 있다. 에칭 처리계의 에칭액(46)의 인산 농도는, 농도계(44)에 의해 계측되고, 관리값으로부터 벗어나 있는 경우, 신호가 제어부(36)에 송신된다. 제어부(36)가 이 신호를 수신하면, 제2 용기(32)로부터 버퍼 조(37)로의 인산 공급량과, 제3 용기(33)로부터 버퍼 조(37)로의 물 공급량을 조정하고, 보충액으로서 소정 농도의 인산수를 조제한다. 밸브(43)를 열어 유량계(42)로 공급량을 조절하면서, 버퍼 조(37) 내의 보충액을 에칭 처리계에 공급한다. 보충액의 인산 농도와, 버퍼 조(37)로부터 에칭 처리계로의 보충액의 공급량을 제어함으로써, 에칭 처리계의 에칭액(46)의 인산 농도를 관리값 내로 설정할 수 있다. 에칭액(46)의 인산 농도를 높게 하기 위해서는, 보충액의 인산 농도를 높게 하거나, 버퍼 조(37)로부터 에칭 처리계로의 보충액의 공급량을 적게 하는 등을 들 수 있다. 한편, 에칭액(46)의 인산 농도를 낮게 하기 위해서는, 보충액의 인산 농도를 낮게 하거나, 버퍼 조(37)로부터 에칭 처리계로의 보충액의 공급량을 많게 하는 등을 들 수 있다. 또한, 버퍼 조(37)로부터 에칭 처리계에 대한 보충액의 공급량의 조정은, 유량계(42)로 공급량을 감시하면서, 밸브(43)의 개방량을 조정함으로써 행하는 것도 가능하다.
또한, 에칭액(46)의 인산 농도나 물 농도 혹은 온도 등과 같은 에칭 조건의 변경에 의해 인산 농도 및 물 농도의 관리값을 변경하는 경우, 제어부(36)에 신호가 송신되고, 제어부(36)는, 에칭액(46)의 인산 농도 및 물 농도의 관리값을 리셋하여 새로운 관리값을 설정한다.
에칭 시스템은, 증발된 물을 제1 용기(31)에 공급하기 위한 물 공급 탱크를, 제3 용기(33)와는 별도로 구비하고 있어도 된다.
또한, 에칭 시스템은, 제1 용기(31) 내의 에칭액(46)의 인산 농도를 직접 측정하기 위한 농도계를, 농도계(44) 대신에, 혹은 농도계(44)와는 별도로 구비하는 것이 가능하다.
도 9는, 근적외광 분광기(34)의 대략적인 블록도이다. 도시한 바와 같이 근적외광 분광기(34)는, 제4 용기로서의 시험용 용기(60), 광원(61), 분광기(62), 연산기(63) 및 온도 조절기(64)를 구비하고 있다.
시험용 용기(60)는, 예를 들어 근적외광에 대해서 투명한 용기이다. 그리고 시험용 용기(60)에는, 실리콘 화합물을 에칭하기 위한 제1 용기(31)로부터 에칭액(46)과, 제1 용기(31)와는 다른 황산 공급부로부터 황산이 공급된다. 그 결과, 시험용 용기(60) 내에는, 실리콘이 용해된 에칭액(46)에 황산이 첨가된 시료액이 측정 대상액으로서 정제된다. 에칭액(46) 및 황산의 공급율이나 공급 타이밍은, 예를 들어 제어부(36)에 의해 제어된다. 시험용 용기(60) 내의 시료액(측정 대상액)의 온도는, 온도 조절기(64)에 의해 제어된다. 근적외광 분광법 측정에 의한 측정 정밀도를 높이기 위해서, 시료액의 온도는 실온 이하로 제어되는 것이 바람직하다.
광원(61)은 근적외광을 발생하고, 발생된 근적외광은, 시험용 용기(60)를 통과한다.
분광기(62)는, 시험용 용기(60)를 통과한 근적외광을 분광하고, 시료액(측정 대상액)에 의한 흡수 스펙트럼을 얻는다.
연산기(63)는, 분광기(62)로 얻어진 흡수 스펙트럼에 기초하여, 시료액(측정 대상액)의 인산 농도, 황산 농도 및 물 농도를 산출하고, 그 결과를 측정부(35)로 출력한다. 즉, 제1 실시 형태의 도 1에서 설명한 초깃값 데이터(16) 및 측정값 데이터(17)가, 연산기(63)로부터 측정부(35)에 제공된다. 또한 제2 농도 및 제 1 농도도, 연산기(63)로부터의 정보에 의해 생성될 수 있다.
2. 에칭 시스템의 동작
에칭 시스템의 동작에 대하여, 도 10 및 도 11을 참조하여 설명한다. 도 10은, 에칭 시스템에서의 실리콘 농도 관리의 흐름을 나타내는 흐름도이다. 한편, 도 11은, 에칭 시스템에서의 인산 농도 관리를 나타내는 흐름도이다.
인산 농도 관리에 대하여
에칭 처리계의 에칭액(46)의 인산 농도, 황산 농도 및 물 농도의 초깃값을 측정부(35)에 입력한다. 초깃값의 인산 농도와 물 농도는, 소정의 에칭 처리 조건에 적합한 것이며, 예를 들어 농도계(44)에 의해 측정된다. 도 8에 도시한 시스템에서의 에칭 처리에 사용되는 에칭액(46)은, 인산 수용액이며, 황산을 포함하지 않는다. 황산은, 실리콘 농도 측정의 정밀도를 높이기 위해서, 근적외광 분광기(34) 측정에 제공되는 시료액에 첨가된다. 실리콘 농도 측정에 적합한 황산 농도는, 인산 농도 및 물 농도에 따라 변동될 수 있다. 그 때문에, 에칭액(46)의 초깃값에는, 인산 농도 및 물 농도 외에, 이들 농도에 대응한 황산 농도가 포함된다. 입력된 초깃값은, 초깃값 데이터(16)로서 RAM(13)에 보유된다. 측정부(35)는, 초깃값의 인산 농도 및 물 농도에 기초하여 인산과 물의 비율을 산출하고, 산출된 비율을 관리값으로서 제어부(36)에 송신한다(스텝 S20).
에칭 처리계를, 인산과 물의 비율이 관리값 내의 에칭액(46)으로 채운다(스텝 S21). 에칭 처리계의 에칭액(46)의 인산과 물의 비율은, 농도계(44)로 측정된다(스텝 S22). 에칭 처리계의 에칭액(46)의 인산과 물의 비율이 관리값 내인 경우(스텝 S23의 "예"), 농도계(44)에 의한 측정을 일정 시간 간격으로 행하면서, 에칭 처리를 행한다.
에칭 처리계의 에칭액(46)의 인산과 물의 비율이 관리값으로부터 벗어나는 경우(스텝 S23의 "아니오"), 신호가 제어부(36)에 송신된다. 제어부(36)가 이 신호를 수신하면, 제2 용기(32)로부터 버퍼 조(37)로의 인산 공급량과, 제3 용기(33)로부터 버퍼 조(37)로의 물 공급량을 조정하여, 보충액으로서 소정 농도의 인산수를 조제한다(스텝 S24). 밸브(43)를 열어 유량계(42)로 공급량을 조절하면서, 버퍼 조(37) 내의 보충액을 에칭 처리계에 공급한다(스텝 S25). 보충액의 제조(조제) 및 공급은, 에칭 처리계의 에칭액(46)의 인산과 물의 비율이 관리값 내에 들어갈 때까지 행해진다.
실리콘 농도 측정에 대하여
에칭 처리의 개시부터 일정 시간 경과할 때마다 실리콘 농도 측정 명령이 제어부(36)에 송신된다. 제어부(36)는, 에칭 처리계 내의 에칭액(46)의 일부를 시험용 용기(60) 내에 채취하여 시료액을 얻는다(스텝 S11). 전술한 바와 같이, 에칭액(46)에는 황산이 포함되어 있지 않다(스텝 S12의 "아니오"). 그래서, 제어부(36)는, 시료액에 황산을 소정 농도로 되도록 첨가하여 측정 대상액을 얻는다(스텝 S13). 계속해서 근적외광 분광기(34)는, 시험용 용기(60) 내의 측정 대상액인 인산 농도와 황산 농도와 물 농도를 측정한다(스텝 S14). 얻어진 측정 결과를 측정부(35)에 입력하면, 측정값 데이터(17)로서 RAM(13)에 보유된다.
제어부(36)는 측정부(35)에 신호를 송신하고, 측정부(35)에서의 제1 비교부(22)는, RAM(13)의 변동값 정보(15)의 제2 농도와 초깃값 데이터(16)를 비교한다. 제1 비교부(22)는, 비교 결과에 기초하여, 복수의 제2 농도로부터 어느 것의 제2 농도를 선택한다. 측정부(35)에서의 제1 농도군 결정부(24)는, 복수의 제1 농도를 포함하는 변동값 정보(15) 중, 선택한 제2 농도에 대응하는 제1 농도의 군을 결정한다. 측정부(35)에서의 제2 비교부(25)는, 결정한 제1 농도의 군과, 취득한 측정값 데이터(17)를 비교한다. 측정부(35)에서의 제2 선택부(26)는, 제2 비교부(25)에서의 비교 결과에 기초하여, 제1 농도의 군으로부터 어느 것의 제1 농도를 선택한다. 측정부(35)에서의 실리콘 농도 결정부(27)는, 제2 선택부(26)에서 선택된 제1 농도에 대응하는 기준 실리콘 농도를, 측정 대상액 중의 실리콘 농도로 결정한다. 그리고, 측정부(35)는, 결정된 실리콘 농도를 디스플레이(14)에 표시시킨다(스텝 S15). 또한, 스텝 S15의 처리의 상세는, 제1 실시 형태에 있어서 도 7을 이용하여 설명한 바와 같다.
스텝 S15에서 산출한 실리콘 농도가, 관리값으로부터 벗어나는 경우(스텝 S16의 "아니오"), 제어부(36)는, 저류조(48) 내의 에칭액(46)을 배수관(50)을 통해 시스템 외부로 배출하도록 신호를 송신한다(스텝 S17). 또한, 제어부(36)는, 제2 용기(32)로부터 버퍼 조(37)로의 인산 공급량과, 제3 용기(33)로부터 버퍼 조(37)로의 물 공급량을 조정하여, 보충액으로서 소정 농도의 인산수를 조제하도록 신호를 송신한다(스텝 S18).
다음으로, 제어부(36)는, 밸브(43)를 열어 유량계(42)로 공급량을 조절하면서, 버퍼 조(37) 내의 보충액을 에칭 처리계에 공급하도록 신호를 송신한다(스텝 S19). 그 결과, 에칭 처리계 내의 에칭액 중의 실리콘 농도가 관리값 내로 설정된다.
그 후, 제어부(36)에, 실리콘 농도 측정 명령이 송신되고, 시료액의 채취(스텝 S11)가 다시 행해진다.
이상 설명한 에칭 시스템에 의하면, 에칭액 중에 미량 존재하는 실리콘의 농도를 측정하는 것이 가능하기 때문에, 에칭 처리에 의해 변동되는 실리콘 농도를 실시간으로 파악할 수 있다.
에칭 시스템은, 황산을 포함하지 않는 에칭액을 사용하는 시스템으로 한정되지 않고, 에칭액에 황산을 포함하는 시스템이어도 된다. 그 일례를 도 12에 나타낸다. 도 12에 도시한 에칭 시스템은, 제1 용기(31)에 황산을 도입하기 위한 제5 용기(70)와, 제5 용기(70)와 버퍼 조(37)를 접속하는 제7 배관(71)을 구비하는 것 이외에는, 도 8에 도시한 에칭 시스템과 마찬가지의 구성을 갖는다. 도 12에 도시한 에칭 시스템에서의 실리콘 농도 관리에 있어서는, 에칭액(46)에 미리 황산이 포함되어 있으므로, 근적외광 분광기(34)에 의한 측정 전에 시료액에 황산을 첨가하는 공정(스텝 S13)을 생략해도 되지만, 시료액 중의 황산 농도가 낮은 경우, 시료액 중의 황산 농도를 측정에 적합한 농도로 설정하기 위해서 시료액에 황산을 첨가하는 공정(스텝 S13)을 행하는 것도 가능하다. 또한, 시료액 중의 황산 농도가 높은 경우, 시료액에 인산 및/또는 물을 첨가하여 황산 농도를 내리는 공정이 행해진다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 실리콘 농도를 산출하는 기능이 소프트웨어로 실장되는 경우를 예로 들어 설명하였다. 그러나, 하드웨어로 실장되어도 되고, 소프트웨어와 하드웨어의 조합으로 실장되어도 된다. 소프트웨어로 실장되는 경우, 그 기능은, 하나 또는 그 이상의 명령 또는 코드로서, 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체에 기억되며, 또는 당해 기억 매체에 의해 전송될 수 있다. 이와 같은 기록 매체로서는, 컴퓨터 또는 프로세서에 의해 액세스할 수 있으면 되며, 특별히 한정되지 않는다. 일례로서는, RAM, ROM, EEPROM(등록상표)(USB 메모리나 메모리 카드를 포함), CD-ROM 등의 광디스크, 하드디스크 등의 자기디스크 등을 사용할 수 있다.
또한 상기 실시 형태에서는, 제2 농도(표 1)와 제1 농도(표 2)가 각각의 정보로서 취급되는 경우를 예로 들어 설명하였지만, 이들은 일체로 된 데이터여도 된다. 즉, 상기 설명한 바와 같이, 표 1 및 표 2는, 거기에 포함되는 어느 것의 제1 농도를 선택하고, 선택된 제1 농도와 대응하는 기준 실리콘 농도에 기초하여 실리콘 농도를 구하기 위한 것이다. 따라서, 표 1과 표 2가 별체일 필요는 없으며, 또한 그 형태는 표 1 및 표 2에서 설명한 것으로 한정되지 않고, 측정값 데이터(17)에 기초하여 제1 농도를 선택할 수 있으면 된다. 예를 들어, 실리콘을 포함하지 않는 경우의 인산, 황산 및 물의 비율과, 실리콘 농도와, 실리콘이 용해된 경우에서의 인산, 황산 및 물의 비율의 변화량을 유지하는 경우여도 된다.
본 발명의 몇몇 실시 형태를 설명하였지만, 이들 실시 형태는, 예로서 제시된 것이며, 발명의 범위를 한정하는 것은 의도하지 않는다. 이들 신규의 실시 형태는, 그 밖의 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 다양한 생략, 치환, 변경을 행할 수 있다. 이들 실시 형태나 그 변형은, 발명의 범위나 요지에 포함됨과 함께, 청구범위에 기재된 발명과 그 균등한 범위에 포함된다.
1: 측정기
10: 입출력 회로
11: 프로세서
12: ROM
13: RAM
14: 디스플레이
15: 변동값 정보
16: 초깃값 데이터
17: 측정값 데이터
18: 실리콘 농도 측정 프로그램
20: 초깃값 데이터 취득부
21: 측정값 데이터 취득부
22: 제1 비교부
23: 제1 선택부
24: 제1 농도군 결정부
25: 제2 비교부
26: 제2 선택부
27: 실리콘 농도 결정부
31: 제1 용기
32: 제2 용기
33: 제3 용기
34: 근적외광 분광기
35: 측정부
36: 제어부
37: 버퍼 조
38: 보충 탱크
42: 유량계
43: 밸브
44: 농도계
46: 에칭액
47: 실리콘 화합물
52: 펌프
53: 히터
70: 제5 용기
71: 제7 배관
10: 입출력 회로
11: 프로세서
12: ROM
13: RAM
14: 디스플레이
15: 변동값 정보
16: 초깃값 데이터
17: 측정값 데이터
18: 실리콘 농도 측정 프로그램
20: 초깃값 데이터 취득부
21: 측정값 데이터 취득부
22: 제1 비교부
23: 제1 선택부
24: 제1 농도군 결정부
25: 제2 비교부
26: 제2 선택부
27: 실리콘 농도 결정부
31: 제1 용기
32: 제2 용기
33: 제3 용기
34: 근적외광 분광기
35: 측정부
36: 제어부
37: 버퍼 조
38: 보충 탱크
42: 유량계
43: 밸브
44: 농도계
46: 에칭액
47: 실리콘 화합물
52: 펌프
53: 히터
70: 제5 용기
71: 제7 배관
Claims (10)
- 인산과 인산의 제1 산 해리 지수 pKa1보다도 작은 산 해리 지수 pK를 갖는 제2 산과 물을 포함하는 측정 대상액의 인산과 제2 산과 물의 농도를 나타내는 측정값 정보가 입력되는 입출력부와,
상기 인산과 상기 제2 산과 상기 물을 포함하는 기준액에 실리콘을 기준 실리콘 농도로 되도록 첨가했을 때의 상기 인산과 상기 제2 산과 상기 물의 농도 변화와 상기 기준 실리콘 농도의 관계를 포함하는 변동값 정보를 보유하는 메모리와,
상기 입출력부에 입력된 상기 측정값 정보와, 상기 메모리로부터 판독된 상기 변동값 정보에 기초하여, 상기 측정값 정보에 상당하는 상기 측정 대상액의 실리콘 농도를 얻는 프로세서를 구비하는, 측정기. - 제1항에 있어서,
상기 측정값 정보가, 상기 측정 대상액의 근적외광 분광법에 의한 흡수 스펙트럼으로부터 얻어지는, 측정기. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 측정 대상액은 실리콘 화합물을 에칭하기 위한 에칭액인, 측정기. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 입출력부에는, 상기 측정값 정보와,
상기 측정 대상액이 실리콘을 포함하지 않는 상태에서의 상기 인산과 상기 제2 산과 상기 물의 농도를 나타내는 초깃값 정보가 입력되고,
상기 변동값 정보는, 상기 관계로서, 상기 기준액에 상기 실리콘을 상기 기준 실리콘 농도로 되도록 첨가했을 때의 상기 인산과 상기 제2 산과 상기 물의 제1 농도와, 상기 기준액의 상기 실리콘을 첨가하기 전의 상기 인산과 상기 제2 산과 상기 물의 제2 농도와, 상기 기준 실리콘 농도의 관계를 복수종 포함하며,
상기 프로세서는, 상기 초깃값 정보의 농도와 복수의 상기 제2 농도를 비교하여 상기 복수의 상기 제2 농도 중 어느 것을 선택하고, 선택된 상기 제2 농도에 대응하는 상기 제1 농도를 선택하고, 선택된 상기 제1 농도와 상기 측정값 정보의 농도를 비교하여, 상기 비교의 결과에 기초하여 선택한 상기 제1 농도에 대응하는 상기 기준 실리콘 농도를, 상기 측정 대상액의 실리콘 농도로 결정하는, 측정기. - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 산은 황산인, 측정기. - 인산 및 물을 포함하는 에칭액에 의해 실리콘 화합물을 에칭하기 위한 제1 용기와,
상기 제1 용기에 인산을 도입하기 위한 제2 용기와,
상기 제1 용기에 물을 도입하기 위한 제3 용기와,
상기 제1 용기로부터 상기 에칭액을 취득함과 함께, 상기 에칭액에 황산이 첨가된 측정 대상액을 수용하기 위한 제4 용기와,
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 측정기를 구비하고, 상기 제4 용기 내에서의 상기 측정 대상액에 포함되는 실리콘 농도를 측정하는 측정부와,
상기 측정부에서의 측정 결과에 따라서, 상기 제2 용기로부터 상기 제1 용기에 상기 인산을 도입하고, 및/또는 상기 제3 용기로부터 상기 제1 용기로 상기 물을 도입하는 제어부를 구비하는, 에칭 시스템. - 근적외광 분광기로부터, 인산과 인산의 제1 산 해리 지수 pKa1보다도 작은 산 해리 지수 pK를 갖는 제2 산과 물을 포함하는 측정 대상액의 상기 인산과 상기 제2 산과 상기 물의 농도를 나타내는 측정값 정보를 수취하는 것과,
메모리로부터, 상기 인산과 상기 제2 산과 상기 물을 포함하는 기준액에 실리콘을 기준 실리콘 농도로 되도록 첨가했을 때의 상기 인산과 상기 제2 산과 상기 물의 농도 변화와 상기 기준 실리콘 농도의 관계를 포함하는 변동값 정보를 판독하는 것과,
상기 판독된 변동값 정보에 기초하여, 상기 수취한 측정값 정보에 상당하는 상기 측정 대상액에 포함되는 실리콘의 농도를 얻는 것을 구비하는, 실리콘 농도 측정 방법. - 제7항에 있어서,
상기 측정 대상액이 실리콘을 포함하지 않는 상태에서의 상기 인산과 상기 제2 산과 상기 물의 농도를 나타내는 초깃값 정보를 수취하는 것을 더 구비하고,
상기 변동값 정보는, 상기 관계로서, 상기 기준액에 상기 실리콘을 상기 기준 실리콘 농도로 되도록 첨가했을 때의 상기 인산과 상기 제2 산과 상기 물의 제1 농도와, 상기 기준액의 상기 실리콘을 첨가하기 전의 상기 인산과 상기 제2 산과 상기 물의 제2 농도와, 상기 기준 실리콘 농도의 관계를 복수종 포함하며,
상기 초깃값 정보의 농도와 복수의 상기 제2 농도를 비교하여 상기 복수의 상기 제2 농도 중 어느 것을 선택하고, 선택된 상기 제2 농도에 대응하는 상기 제1 농도를 선택하고, 선택된 상기 제1 농도와 상기 측정값 정보의 농도를 비교하여, 상기 비교의 결과에 기초하여 선택한 상기 제1 농도에 대응하는 상기 기준 실리콘 농도를, 상기 측정 대상액의 실리콘 농도로 결정하는, 실리콘 농도 측정 방법. - 인산과 인산의 제1 산 해리 지수 pKa1보다도 작은 산 해리 지수 pK를 갖는 제2 산과 물을 포함하는 측정 대상액의 실리콘 농도를 측정하기 위한 실리콘 농도 측정 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독가능한 기록 매체이며, 프로세서에 의해 실행됨으로써, 상기 프로세서에 대해서,
인산과 인산의 제1 산 해리 지수 pKa1보다도 작은 산 해리 지수 pK를 갖는 제2 산과 물을 포함하는 측정 대상액의 인산과 제2 산과 물의 농도를 나타내는 측정값 정보를 수신시키고,
메모리로부터, 상기 인산과 상기 제2 산과 상기 물을 포함하는 기준액에 실리콘을 기준 실리콘 농도로 되도록 첨가했을 때의 상기 인산과 상기 제2 산과 상기 물의 농도 변화와 상기 기준 실리콘 농도의 관계를 포함하는 변동값 정보를 판독시키며,
상기 판독된 변동값 정보에 기초하여, 상기 수취한 측정값 정보에 상당하는 상기 측정 대상액에 포함되는 실리콘의 농도를 산출시키는 실리콘 농도 측정 프로그램을 기록한, 컴퓨터 판독가능한 기록 매체. - 제9항에 있어서,
상기 프로세서에 대해서,
상기 측정값 정보와, 상기 측정 대상액이 실리콘을 포함하지 않는 상태에서의 상기 인산과 상기 제2 산과 상기 물의 농도를 나타내는 초깃값 정보를 수신시키고,
상기 변동값 정보는, 상기 관계로서, 상기 기준액에 상기 실리콘을 상기 기준 실리콘 농도로 되도록 첨가했을 때의 상기 인산과 상기 제2 산과 상기 물의 제1 농도와, 상기 기준액의 상기 실리콘을 첨가하기 전의 상기 인산과 상기 제2 산과 상기 물의 제2 농도와, 상기 기준 실리콘 농도의 관계를 복수종 포함하며,
상기 초깃값 정보의 농도와 복수의 상기 제2 농도를 비교하여 상기 복수의 상기 제2 농도 중 어느 것을 선택하고, 선택된 상기 제2 농도에 대응하는 상기 제1 농도를 선택하고, 선택된 상기 제1 농도와 상기 측정값 정보의 농도를 비교하고, 상기 비교의 결과에 기초하여 선택한 상기 제1 농도에 대응하는 상기 기준 실리콘 농도를, 상기 측정 대상액의 실리콘 농도로 결정하는 실리콘 농도 측정 프로그램을 기록한, 컴퓨터 판독가능한 기록 매체.
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