(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の第１電極と、該第１電極の円筒内表面と間隙を有して円柱状の第２電極からなる純水の純度測定用電気伝導度センサにおいて、前記電極の基材がセラミックからなり、該基材の表面に貴金属を無電解メッキにより表面被覆してなることを特徴とする純水の純度測定用電気伝導度センサ。
【請求項２】
円筒状の第１電極と、該第１電極の円筒内表面と間隙を有して円柱状の第２電極からなる純水の純度測定用電気伝導度センサにおいて、前記電極の基材がセラミックからなり、該基材の表面に貴金属粉末を有機バインダに混練して印刷処理によって塗布し、炉中で高温処理して有機分を除去して貴金属を前記基材表面に被覆してなることを特徴とする純水の純度測定用電気伝導度センサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリコンウエハを処理し、洗浄に使用した後の超純水の電気伝導度を測定すめための電気伝導度センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造装置においては、シリコン基板の上に所定の微細なパターンを描くことにより、半導体回路を製造するものであるが、この際、シリコン基板に数ミクロンのゴミが存在すると不良品として廃棄しなければならなくなる。そのため、無塵室内において、シリコンウエハの汚れを落とす作業を行っている。即ち、洗浄工程として、塩酸、硝酸等の強酸、弗酸等の薬液による処理槽で不純物を除去する工程を繰り返し、最後にウエハに付着した薬液を超純水で洗浄する工程を経て乾燥させる。
【０００３】
上記シリコンウエハを洗浄、水洗、乾燥する二つ以上の工程を行うのに代えて単一処理槽を備え、シリコンウエハを自動的に洗浄する機能を有する装置が開発されている。即ち、処理槽にシリコンウエハを設置した後にシャッタを閉め、処理槽に洗浄液を供給し、シリコンウエハを洗浄する。次いで汚れた洗浄液の排液を行い、排液の終了後、純水を供給して処理槽に付着した洗浄液を水洗する。水洗後、処理槽に超純水を供給してシリコンウエハの水洗を行う。次ぎに、洗浄に使用した超純水を排出して乾燥空気を供給し乾燥空気により処理槽内のシリコンウエハの乾燥を行う。乾燥工程終了後、シャッタを開き、シリコンウエハのクリーン洗浄を終了する。
【０００４】
このような工程を行うに際して、シリコンウエハを処理し、洗浄に使用した後の超純水の電気伝導度、即ち、前記超純水の抵抗率の測定をしていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、超純水の抵抗率を測定するため、液体中に電極を投入し、電気伝導度を測定するセンサにおいては、その電極として白金等の貴金属を樹脂、セラミック製の骨材に被覆することが行われるが、このような抵抗率センサの使用に際して、上記のような上記の単一槽で洗浄する際、薬液から超純水に代えるとき、センサが薬液に曝されることがある。このとき、白金等の貴金属の層にピンホール等が存在すると、そこから母材が浸食され、電極間隔が広くなり、正しい抵抗率を示さなくなる。そして、従来のセンサでは１年未満しか使用できなく耐久性に欠ける欠点があった。
【０００６】
したがって、本発明は、センサの電極が長期間薬液の浸食を受けることがなく正確な測定を行うことができ、且つ安価な電気伝導度センサを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するため、円筒状の第１電極と、該第１電極の円筒内表面と間隙を有して円柱状の第２電極からなる純水の純度測定用電気伝導度センサにおいて、前記電極の基材がセラミックからなり、該基材の表面に貴金属を無電解メッキにより被覆してなる純水の純度測定用電気伝導度センサ及び円筒状の第１電極と、該第１電極の円筒内表面と間隙を有して円柱状の第２電極からなる純水の純度測定用電気伝導度センサにおいて、前記電極の基材がセラミックからなり、該基材の表面に貴金属粉末を有機バインダに混練して印刷処理によって塗布し、炉中で高温処理して有機分を除去して貴金属を前記基材表面に被覆してなる純水の純度測定用電気伝導度センサに構成したものである。
【０００８】
本発明は、上記のように電極の基材をセラミックにより形成したので、その形状成形は極めて容易であり、且つ安価なものとなる。また、その基材表面に、白金等の貴金属を表面被覆したので、電極の耐浸食性が良く長期間薬液の浸食を受けることがなくなり、正確な測定を持続することができる。特にセラミック製の基材表面に白金等の貴金属を無電解メッキにより表面被覆することにより、基材と被覆材とは確実に一体化した構造とすることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の電気伝導度センサの実施例を図面に添って説明する。図１は本発明を適用する半導体製造装置の処理槽１を示し、この処理槽１内には、その工程毎に異なった処理液２が供給されている。シリコンウエハの上にスパッタリングにより半導体３を形成したものを処理槽１に設置した後に、排気調整用シャッタを閉め、薬液供給バルブを開き、処理槽１に処理液２として所定の濃度の濃硫酸等の強酸等の薬液を供給する。処理槽内に薬液供給後、図示しない薬液循環濾過装置、ヒータを作動させ、マスキング以外の樹脂部分を洗い流し、不要物を除去シリコンウエハを洗浄する。次いで、処理槽の底部に設けられたドレーンバルブを開き、汚れた洗浄液の排液を行う。排液終了後、処理槽１の上部に設けられた図示しない水洗ノズルより純水を供給して処理槽１に付着した洗浄液を水洗する。水洗後、処理槽１に純水を供給して図示しない薬液循環濾過装置を作動させ、シリコンウエハの水洗を行う。次に、図示しないドレーンバルブを開き、処理槽１の洗浄に使用した純水を排出して、排水終了後、図示しないファンヒータを作動させ、乾燥空気を処理槽内に供給し、乾燥空気により処理槽内のシリコンウエハの乾燥を行う。乾燥工程終了後、シャッタを開き、シリコンウエハのクリーン洗浄を終了する。
【００１０】
ここでシリコンウエハの最終処理で処理槽１内に槽内下部より純水を供給し、薬液を処理槽１の上部よりオーバーフローさせて、薬液と純水を置換する。電気伝導度センサは処理槽１で薬液処理をしているときは、薬液には接触せず、純水で処理するときは接触する構造となっている。このため薬液と純水を置換する時に、電気伝導度センサが一時薬液に接触する。
【００１１】
本発明の電極４は、図２及び図３に示すように、円筒状の第１電極５と、この第１電極の円筒内表面の間隙を有して円柱状の第２電極６からなり、第１電極５と第２電極６が所定間隙を維持するように、円筒状の第１電極５の上部に挿入した絶縁材からなるスペーサ９によって固定されている。第１電極５及び第２電極６の上端にはリード線が接続され、電流を測定する検出回路に接続されている。
【００１２】
第１電極５及び第２電極６は共に同じ基材７とその表面被覆８からなっている。基材７としては、セラミックを用い、これを第１電極５の場合は円筒状に、第２電極６の場合は円柱状に成形する。所定の形状に基材を成形した各電極５、６は、無電解メッキにより貴金属の表面被覆処理を行う。貴金属としては、通常広く用いられている白金のほか、ロジューム、パラジューム、ルテニューム等を用いても良い。
【００１３】
無電解メッキは電源を使わないで、基材を表面被覆したい金属溶液中に浸漬するだけでメッキする方法であり、置換メッキ、接触メッキ、非触媒化学メッキ、触媒化学メッキ等の方法が存在するが、基材の種類、及び基材の表面に対する前処理等に応じて任意の方法を使用することができる。特に基材が合成樹脂の場合にその表面に無電解メッキを行う際には、合成樹脂は、普通導電性も親水性も触媒性もないので、最初密着が良くなるように表面調整し、且つ親水性にしてからＳｎＣｌ２ を吸着させ、次にＰｂＣｌ２ 溶液に浸たしてＰｂを還元析出させ、その後、無電解メッキ液に入れると触媒のＰｂ上に金属が析出する。このほかの無電解メッキ方法も存在し、また、合成樹脂の種類に応じた表面調整方法が広く用いられているので、これを使用することができる。なお、無電解メッキは剥がれやすく、一定厚さにメッキされない等の欠点も存在するが、樹脂を強酸やアルカリに強いものを選択することによって解決することができる。
【００１４】
厚膜印刷は、被覆したい貴金属粉末をワックス等の有機バインダに混練し、これを基材に１０μ〜５０μ程度に均一に印刷処理によっ塗布し、これを炉の中で高温処理して有機分を除去して所定の金属のみを基材の表面に被覆する方法である。この方法は、特に基材がセラミックの場合、上記の無電解メッキよりも容易に、確実に表面被覆を行うことができる。上記貴金属粉末を混練するワックスは１２０℃〜１３０℃で蒸発するものが通常用いられている。
【００１５】
電極の形状は、上記のように、円筒状の第１電極５と、この第１電極５の円筒内表面と間隙を有して配置される円柱状の第２電極６から構成したものであるが、このような電極を用いると、半導体の洗浄の際に液中にＮ2 ガスを供給し、バブリングさせ、それにより洗浄作用を向上させることが広く行われている。このようなバブリングを行うと水面が波立ち、水位の変動により測定する抵抗値が変動することが多いが、上記のような構造の電極を用いると、対向する電極間は円筒状の第１電極の外部と隔離されているので、バブリングにより槽内が波立っても、電極内は何ら影響を受けることなく、抵抗値の変動を極めて少なくすることができる。
【００１６】
上記のような電極を用いた伝導率センサを使用すると、洗浄の浴槽を、強酸用、アルカリ用、純水用等複数の槽を用いることなく、１つの洗浄槽によって上記処理を容易に、且つ確実に行うことができる。
【００１７】
【発明の効果】
本発明は、特にシリコンウエハ等の被洗浄物を洗浄、水洗、乾燥する複数の工程を行う単一処理槽を備え、シリコンウエハを自動的に洗浄する機能を有する装置において、電極の基材を合成樹脂又はセラミックにより形成したので、その形状成形は極めて容易であり、且つ安価なものとなる。また、その基材表面に、白金等の貴金属を表面被覆したので、電極の耐浸食性が良く、薬液の浸食に耐えるので、正確な測定を持続することができる。特にセラミック製の基材表面に白金等の貴金属を、無電解メッキにより表面被覆することにより、基材と被覆材とは確実に一体化した構造とすることができる。
【００１８】
また、電極を、円筒状の第１電極と、この第１電極の円筒内表面と間隙を有した円柱状の第２電極から構成することにより、対向する電極間は円筒状の第１電極の外部と隔離されているので、バブリングにより槽内が波立っても、電極内は何ら影響を受けることなく、抵抗値の変動を極めて少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用する半導体洗浄槽の使用状態を示す概略断面図である。
【図２】本発明の実施例の電極部分の斜視図である。
【図３】同断面図である。
【符号の説明】
１  液処理槽
２  処理液
３  半導体
４  電極
５  第１電極
６  第２電極
７  基材
８  表面被覆
９  スペーサ
【図１】
0003677555.tif 000002
【図２】
0003677555.tif 000003
【図３】
0003677555.tif 000004