JP2865771B2 - 自動液管理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、吸光度を利用して処理液が劣化したか否
かを判定する自動液管理装置に関するものである。

「従来の技術」 従来より、例えば半導体の製造工程等で用いられる洗
浄液（処理液）は自動、手動を問わず様々な方法で分
析、管理されていた。

具体的には、半導体用シリコンウエハの製造工程で使
用されるレジスト剥離液（処理液）を分析するに際して
は、該レジスト剥離液の成分である硫酸、過酸化水素を
中和滴定、酸化還元滴定したり、前記レジスト剥離液の
吸光度及びその変化を吸光度計により測定することで、
レジスト剥離液の劣化程度を測定していた。

なお、レジスト剥離液は、半導体用シリコンウエハ
（被処理物）の上面に積層されたレジスト（ノボラック
樹脂等）により着色され、また、前記レジスト剥離液の
成分である硫酸、過酸化水素により、前記レジストが分
解されることで脱色されるものである。これによって、
レジスト剥離液の吸光度及び吸光度変化を観察した場合
に、レジストが該剥離液中に存在しているか否か、ま
た、該レジストが硫酸、過酸化水素によりにより有効に
分解されているか否かが判定されるものである。

「発明が解決しようとする課題」 ところで、上記のようなレジスト剥離液の劣化判定法
では、レジスト剥離液の時間あたりの吸光度劣化にのみ
基づき行うものであるが、この吸光度変化が、どのレベ
ルの吸光度において測定されたものかが判らず、これに
よって正確な分析ができないという問題があった。具体
的には、吸光度変化が小さく、これによってレジスト剥
離液が劣化していると判定された場合であっても、この
吸光度変化が低いレベルでなされているものであれば、
このレジスト剥離液は活性な状態であり、この点におい
て新たな判定基準の提供が求められていた。

この発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであっ
て、吸光度の絶対値と、吸光度の時間に対する変化との
二つのパラメータにより、レジスト剥離液の劣化程度を
総合的に判定できる自動液劣化装置の提供を目的とす
る。

「課題を解決するための手段」 上記の目的を達成するために、本発明では、処理液の
吸光度を一定時間毎に測定する吸光度測定手段と、前記
吸光度に基づき処理液の劣化程度を分析する分析手段と
を具備し、更に、前記吸光度のピークが予め設定した基
準となる吸光度以上であり、かつ、吸光度のピークから
基準となる吸光度に至るまでの時間が予め設定した基準
となる時間以上である場合に、劣化と判定する劣化判定
機能を前記分析手段に設けるようにしている。

「作用」 この発明によれば、時間に対する吸光度の変化と、吸
光度のピークが、予め設定した基準となる吸光度（絶対
値）以上であるか否かという二つのパラメータにより、
処理液が劣化したか否かを判定するようにしたので、例
えば、レジスト投入後において処理液の吸光度が低いレ
ベルで微小に変化した場合に、処理液が劣化したという
誤りの判定を下すことが防止される。これにより精度の
高い劣化判定を行うことができるという効果が得られ
る。

「実施例」 この発明の一実施例を第１図（Ａ）、第１図（Ｂ）〜
第３図を参照して説明する。

まず、第１図（Ａ）により自動液管理装置全体の概略
構成を説明すると、図において符号１で示すものは、処
理液が供給される処理液供給経路である。

なお、前記処理液としては、半導体用シリコンウエハ
上のレジスト（ノボラック樹脂等）を剥離して溶解する
硫酸、過酸化水素等の成分を含有してなるものが挙げら
れる。

前記処理液供給経路１の途中には処理液の流通方向Ｘ
に沿って、処理液を冷却する冷却器２、未溶解物等の不
純物を除去するフィルタ３、フォトセル４、六方電磁弁
５が順次設けられている。

前記フォトセル４は、前記経路１によって送られてき
たレジスト剥離液をセル（図示略）内に導き、該レジス
ト剥離液に一定波長の光線を照射することにより、当該
レジスト剥離液の吸光度を測定するものであって、その
測定結果である吸光度は測定データ（イ）としてデータ
処理装置Ｍに供給されるようになっている。このデータ
処理装置Ｍは、第１図（Ｂ）で示すように制御手段10
3、入力手段104、出力手段である表示パネル105によっ
て構成されるものである。

なお、データ処理装置Ｍの制御手段103による検出デ
ータ（イ）の処理内容については後述する第３図のフロ
ーチャートを参照して詳細に述べる。

また、前記六方電磁弁５は、（一）通常は実線で示す
ように配置されており、前記処理液をループ10及び経路
６・７を通じて処理槽（図示略）に、経路６・８を通じ
てドレンタンク９にそれぞれ案内する。（二）処理液中
の硫酸、過酸化水素濃度を測定する際に、点線で示す位
置に切り換え、前記実線の位置に配置されている間にル
ープ10に一時貯留された処理液を、純水供給系11（後述
する）を通じて送られた純水により押し出し、反応セル
（後述する）に案内する。

なお、前記ループ10は、その内部に貯留される処理液
の量が予め設定されている、つまり定量のために用いる
ものである。

また、前記経路６〜８の分岐部に設けられたものは、
特に汚れた処理液をドレンタンク９に案内するための三
方電磁弁12、前記経路６の途中に設けられたものはポン
プ13、前記経路８の途中に設けられたものは、処理液の
PHを測定するPH電極14である。

また、前記純水供給系11は、純水の供給経路15に沿っ
て設けられた二方電磁弁16、中間トラップ17、ポンプ18
と、分岐した経路19に設けられて、該純水の供給圧力を
一定値以下に保持するリリーフ弁20とにより構成される
ものである。なお、このリリーフ弁20により排出された
純水は、前記ドレンタンク９に案内される。

一方、前記ループ10に一時貯留された後、純水により
押し出された処理液は、経路21〜23と該経路21〜23の分
岐部に設けられた三方電磁弁24とにより、反応セル25・
26に選択的に案内される。

また、前記反応セル25・26には、前記経路22・23によ
り供給された処理液に対して、試薬を供給する試薬供給
系27〜29と、前記反応セル25・26内の溶液の酸化還元電
位を測定する酸化還元電極30・31とが設けられている。

前記試薬供給系27〜29は、フラスコ27A〜29Aに貯留さ
れた試薬を、滴定ポンプ27B〜29Bにより経路27C〜29Cを
経由させて、前記反応セル25・26に少量ずつ供給するも
のであり、前記酸化還元電極30・31は、試薬を滴下した
場合における処理液の酸化還元電位を検出するものであ
って、この酸化還元電位の変化から処理液の硫酸、過酸
化水素濃度が算出できるようになっている。

つまり、酸化還元電位が飛躍した点を反応の終点とし
て、この反応の終点における試薬の滴下量（この滴下量
を示すデータは、滴定ポンプ27B〜29Bから後述する制御
手段103に出力されている）から、前記処理液の硫酸、
過酸化水素濃度がそれぞれ算出されるようになってい
る。

なお、前記フラスコ27A〜29Aに貯留される試薬として
は、水酸化ナトリウム等のアルカリ標準液、過マンガン
酸カリウム溶液等の酸化還元反応を起こす標準液、硫酸
等の酸性標準液等が適当である。

一方、反応セル25・26の下部には、測定が終了する毎
に該反応セル25・26内の処理液を排出するための経路32
〜34が設けられ、これら経路32〜34の途中には、フィル
タ35・36、反応セル25・26からの溶液の排出動作を行う
ための二方電磁弁37・38、排液ポンプ39が順次設けられ
ている。そして、前記経路32〜34を通じて排出された溶
液は、前述したドレンタンク９内に送られるようになっ
ている。

なお、上記構成において、第１図（Ａ）に符号100で
示す範囲の構成をサンプリング手段とし、符号101で示
す範囲の構成を滴定手段とし、符号102で示す範囲の構
成を排出手段とする。

次に、第１図（Ｂ）に符号103で示す制御手段の制御
内容について、第２図の時間に対する吸光度の変化を示
すグラフ、第３図のフローチャートを参照して説明す
る。

第２図に〜で示すように一定量のレジストを時間
をおいて連続して投入した場合に、投入直後、吸光度が
それぞれ上昇するが、やがて処理液の成分である硫酸、
過酸化水素により前記レジストが分解され、これによっ
て吸光度が低下するようになる。しかしながら、この吸
光度の低下の度合いは、処理液の劣化程度により異な
り、この劣化程度を第３図に示すフローチャートにより
判断するものである。

ここで、第２図を参照して、〜で示す各投入につ
いて個別に説明すると、で示す最初のレジスト投入で
は、処理液が十分に活性であり、吸光度及び吸光度の時
間に対する変化量もそれ程大きくないが、・で示す
レジスト投入では、一時的に吸光度も、吸光度の時間に
対する変化量も大きくなる。しかし、前記・では、
レジスト投入から所定時間後に、上昇した吸光度は一定
レベル以下にまで低下しており、処理液は未だ劣化して
いないことが判る。

これに対して、で示すレジストの投入では投入後、
吸光度は上昇するがその後、該吸光度はあまり低下せ
ず、更に、で示すレジスト投入では、投入後に上昇し
た吸光度は全く低下せず、処理液は完全に劣化したこと
を表している。

ここで、〜により生じた吸光度のピークの各ピー
ク値をa₁〜a₅とし、各ピーク値a₁〜a₅が、予め設定した
基準となる吸光度a_oにまでに至る時間をそれぞれt₁〜t₅
とすると、t₂，t₃については具体的な数値が決定される
が、t₁については、a_oを越えていないため基準値a_oにま
で達せず、また、t₄，t₅については吸光度が基準値a_oに
まで降下せず、よってその値（t₁，t₄，t₅）を検出する
ことができない。

なお、前記t₂，t₃については「t₂＜t₃」の関係にあ
り、投入が・と投入回数が多くなる毎に、劣化が進
みｔの値が大きくなる傾向にある。

以上のような背景に基づく、処理液の劣化判定基準の
設定について以下の（一）・（二）にまとめると、 （一）吸光度のピークa_nが、予め設定した基準となる吸
光度a_o以上であること、 （二）吸光度のピークa_nから、基準となる吸光度a_oに至
るまで時間が、予め設定した基準となる時間t_o以上であ
ることを条件に劣化と判断するものである。これによっ
て、・に示すレジスト投入後の吸光度変化のパター
ンを想定でき、吸光度の低下時間が一定時間t_oを越える
ときに、劣化したとみなすものである。

上記劣化判定基準（一）（二）を用いた、処理液の劣
化判定フローを第３図を参照して説明する。なお、この
劣化判定フローは制御手段103の劣化判定機能を表すも
のである。

なお、以下の説明において示すステップＮは、第３図
の「SPn」に対応する。

〈ステップ１〉 開始。

〈ステップ２〉 基準となる吸光度a_o、及び吸光度のピークa_nから前記
吸光度a_oに至るまでの時間を基準時間t_oとして設定す
る。

〈ステップ３〉 フォトセル４から、吸光度ａを示す測定データ（イ）
を一定時間毎に取り込む。

〈ステップ４〉 測定データ（イ）により取り込んだ吸光度ａの時間に
対する変化量から、吸光度ａのピーク値a_nが、ステップ
２において設定した、基準となる吸光度a_o以上となった
か否かを判定し、YESの場合にステップ５に進み、NOの
場合にステップ３に戻る。

〈ステップ５〉 測定データ（イ）により一定時間毎に取り込んだ吸光
度ａに基づき、吸光度のピークa_nから前記基準となる吸
光度a_oに至るまでの時間t_nを求め、この時間t_nが、ステ
ップ２において設定した基準時間t_o以上となったか否か
を判断し、YESの場合にステップ６に進み、また、NOの
場合にステップ３に戻る。

〈ステップ６〉 吸光度ａのピーク値a_nが基準となる吸光度a_o以上であ
り、かつ、該吸光度のピークa_nから基準となる吸光度a_o
に至るまでの時間t_nが基準時間t_o以上である場合に、劣
化と判定し、次のステップ７に進む。

〈ステップ７〉 表示パネル105に対して処理液が劣化していることを
示す報知信号（ロ）を出力する。

〈ステップ８ 終了。

以上説明したように、本実施例に示す自動液管理装置
によれば、（一）吸光度ａのピーク値a_nが基準となる吸
光度a_o以上か否か、（二）吸光度のピークa_nから基準と
なる吸光度a_oに至るまでの時間t_nが基準時間t_o以上か否
かという二つのパラメータにより、処理液が劣化したか
否かを判定するようにしたので、例えば、レジスト投入
後において処理液の吸光度が低いレベルで微小な変化を
した場合（のレジスト投入の場合）に、処理液が劣化
したという（誤りの）判定を下すことがなく、これによ
り精度の高い劣化判定を行うことができるという効果が
得られる。

「発明の効果」 以上詳細に説明したように、本発明によれば、時間に
対する吸光度の変化と、吸光度のピークが、予め設定し
た基準となる吸光度（絶対値）以上であるか否かという
二つのパラメータにより、処理液が劣化したか否かを判
定するようにしたので、精度の高い劣化判定を行うこと
ができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）〜第３図は本発明の一実施例を示すもので
あって、第１図（Ａ）は自動液管理装置の全体概略構成
図、第１図（Ｂ）は自動液管理装置の制御装置を示す
図、第２図はレジストの投入と時間に対する吸光度の変
化とを示すグラフ、第３図は制御装置の制御内容を示す
フローチャートである。 ４……フォトセル（吸光度測定手段） 103……制御手段（分析手段）

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】処理液の吸光度を一定時間毎に測定する吸
   光度測定手段と、前記吸光度に基づき処理液の劣化程度
   を分析する分析手段とを具備してなり、 前記吸光度のピークが予め設定した基準となる吸光度以
   上であり、かつ、吸光度のピークから基準となる吸光度
   に至るまでの時間が予め設定した基準となる時間以上で
   ある場合に劣化と判定する劣化判定機能を前記分析手段
   に設けたことを特徴とする自動液管理装置。