(57)【特許請求の範囲】
【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、
上記液体を供給する液体供給手段と、
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上記液体に含まれる微粒子を測定する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算出手段と、
上記液体供給手段から上記液体供給配管へ流す上記液体の流量を上記算出手段に設定する流量設定部とを具備し、
上記算出手段は、上記設定された流量と、上記検出手段の検出信号とから単位流量当たりの微粒子数を検出し、
上記液体供給配管には、上記液体の流量を検出し、この検出結果を上記算出手段に入力する流量検出手段が設けられており、上記液体供給手段から上記液体供給配管へ流す上記液体の流量は、上記流量検出手段によって検出される流量よりも優先して上記算出手段に入力されることを特徴とする液中微粒子検出装置。
【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上記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。
【請求項３】
上記算出手段には、この算出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電気的に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。
【請求項４】
被処理物を液体によって処理する処理装置において、
上記液体を供給する液体供給手段と、
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上記液体に含まれる微粒子を測定する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算出手段と、
上記液体供給手段から上記液体供給配管へ流す上記液体の流量を上記算出手段に設定する流量設定部と、
上記算出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、
上記算出手段は、上記設定された流量と、上記検出手段の検出信号とから単位流量当たりの微粒子数を検出し、
上記液体供給配管には、上記液体の流量を検出し、この検出結果を上記算出手段に入力する流量検出手段が設けられており、上記液体供給手段から上記液体供給配管へ流す上記液体の流量は、上記流量検出手段によって検出される流量よりも優先して上記算出手段に入力されることを特徴とする処理装置。
【請求項５】
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４記載の処理装置。
【請求項６】
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４記載の処理装置。
【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、
上記液体を供給する液体供給手段と、
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上記液体に含まれる微粒子を測定する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算出手段と、
上記液体供給手段から上記液体供給配管へ流す上記液体の流量を上記算出手段に設定する流量設定部とを具備し、
上記算出手段は、上記設定された流量と、上記検出手段の検出信号とから単位流量当たりの微粒子数を検出し、
上記液体供給配管には、上記液体の流量を検出し、この検出結果を上記算出手段に入力する流量検出手段が設けられており、上記液体供給手段から上記液体供給配管へ流す上記液体の流量は、上記流量検出手段によって検出される流量よりも優先して上記算出手段に入力されることを特徴とする。
【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上記流量検出手段が設けられていることを特徴とする。
【００１９】
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、上記算出手段には、この算出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電気的に接続されていることを特徴とする。
【００２０】
請求項４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、
上記液体を供給する液体供給手段と、
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上記液体に含まれる微粒子を測定する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算出手段と、
上記液体供給手段から上記液体供給配管へ流す上記液体の流量を上記算出手段に設定する流量設定部と、
上記算出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、
上記算出手段は、上記設定された流量と、上記検出手段の検出信号とから単位流量当たりの微粒子数を検出し、
上記液体供給配管には、上記液体の流量を検出し、この検出結果を上記算出手段に入力する流量検出手段が設けられており、上記液体供給手段から上記液体供給配管へ流す上記液体の流量は、上記流量検出手段によって検出される流量よりも優先して上記算出手段に入力されることを特徴とする。
【００２１】
請求項５の発明は、請求項４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６の発明は、請求項４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、算出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、液体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。
【００２４】
請求項３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４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５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６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〜１２ｃ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２１、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１４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１２ａ〜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２７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２の発明によれば、単位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、有効なデータを得ることができる。
【００５０】
請求項３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４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が行なえるから、経済的である。
【００５１】
請求項５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６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）。
【図１】
0003559355.tif 000002
【図２】
0003559355.tif 000003
【図３】
0003559355.tif 000004