(57)【要約】【課題】少なくとも２つの成分からなる所望の混合液を浸漬用の容器に送ることができる浸漬用の化学処理システムと、基板を浸漬処理する方法を提供すること。【解決手段】  本発明に係るシステムは、少なくとも１つの混合液の特性や、少なくとも１つの浸漬処理のパラメーターをモニターし、得られた情報を用いてこのシステムに関連していることが知られている１つまたは複数のパラメーターを動的に閉ループフィードバック制御を行う。この本発明の性能に少なくとも部分的に基くことにより、本発明に係るシステムは、１つまたは複数の所望の特性を備えた混合液を高精度で形成できるようにする。
2005510054.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体装置の表面状態を処理するための浸漬システムであって、浸漬用の容器を有し、さらに、
第一成分供給装置と流通する第一流体制御装置と、
第二成分供給装置と流通する第二流体制御装置と、
前記第一と第二の成分供給装置と流通して、前記第一と第二の成分を混合した溶液を前記浸漬用の容器に送るミキシングマニホールドと、
前記浸漬システムに対して操作可能なように設けられる第一計測装置と、
前記第一計測装置、前記第一流体制御装置及び前記第二流体制御装置と接続されて、前記計測装置からの計測を用いて、これに応じて、少なくとも前記第一と第二の流体制御装置のいずれかを動的に調整する制御システムとを有することを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記第一流体制御装置と前記第二流体制御装置のうちの少なくとも１つは、制御弁を構成することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記第一計測装置は、プロセスパラメーターを計測することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記計測されるプロセスパラメーターは、時間、流量または送られる容量であることを特徴とする請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
さらに、前記溶液に対して操作可能となるように第二計測装置を設けて、前記制御システムと接続させることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記第二計測装置は前記溶液の特性を計測することを特徴とする請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記計測される特性は、ｐＨ、温度、導電性、濃度、密度または圧力であることを特徴とする請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記第二計測装置は、プロセスパラメーターを計測することを特徴とする請求項５に記載のシステム。
【請求項９】
前記計測されるプロセスパラメーターは、時間、流量または送られる容量であることを特徴とする請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記第二計測装置から送られる１つまたは複数の計測は前記制御システムによって用いられて、少なくとも前記第一と第二の流体制御装置のうちの１つを独立して動的に調整することを特徴とする請求項５に記載のシステム。
【請求項１１】
さらに、前記溶液に対して操作可能となるように第三計測装置を設けて、前記制御システムと接続させることを特徴とする請求項５に記載のシステム。
【請求項１２】
前記第三計測装置は、前記溶液の特性を計測することを特徴とする請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記計測される特性は、ｐＨ、温度、導電性、濃度、密度または圧力であることを特徴とする請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記第三計測装置は、プロセスパラメーターを計測することを特徴とする請求項１１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記計測されるプロセスパラメーターは、時間、流量または送られる容量であることを特徴とする請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記第二計測装置から送られる１つまたは複数の計測は、前記制御システムによって用いられて、少なくとも前記第一と第二の流体制御装置のうちの１つを独立して動的に調整することを特徴とする請求項１１に記載のシステム。
【請求項１７】
さらに、前記制御装置と前記第一流体制御装置と接続し、かつ前記第一成分供給装置に対して操作可能となるように少なくとも１つのキャリブレーション装置を備えて、該キャリブレーション装置から送られる情報を用いて、これに応じて、前記第一流体制御装置を動的にキャリブレートさせることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１８】
さらに、前記制御装置と前記第二流体制御装置と接続し、かつ前記第二成分供給装置に対して操作可能となるように少なくとも１つのキャリブレーション装置を備えて、該キャリブレーション装置から送られる情報を用いて、これに応じて、前記第二流体制御装置を動的にキャリブレートさせることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１９】
さらに、少なくとも前記ミキシングマニホールドと前記浸漬用の容器の１つに対して、操作可能となるように再循環用ラインを設けることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項２０】
複数の流体成分から所望の特性を有するようにリアルタイムに混合溶液を提供して、この混合液を用いて少なくとも１つの半導体装置の表面状態を浸漬させる方法であって、
前記複数の流体成分の流量を決定して、少なくとも２つの前記成分を決定された流量で混合させたとき、少なくとも所望の特性の近似を有する混合液を形成させるようにし、
少なくとも２つの前記成分を前記決定された流量で混合させ、
（i）前記成分の少なくとも１つの流量と（ii）前記混合溶液の所望の特性のうちの少なくとも１つをリアルタイムで動的に計測させ、
前記所望の特性が前記溶液に実質的に得られるまで、前記計測に応じて、少なくとも２つの前記成分のうちの少なくとも１つの流量を調整させ、かつ、
前記混合溶液を用いて少なくとも１つの前記半導体装置の表面状態を浸漬させる、各ステップを有することを特徴とする方法。
【請求項２１】
前記計測を行うステップでは、少なくとも１つの前記成分の流量を計測することを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記計測を行うステップでは、少なくとも２つの前記成分の各々の流量を個別に計測することを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
前記混合溶液の前記所望の特性は、動的に計測されることを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
さらに、前記表面の浸漬処理のステップの少なくとも一部を行う間、前記混合溶液の前記所望の特性を実質的に保つようにするステップを備えることを特徴とする請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記混合溶液の前記所望の特性を保つステップでは、前記所望の特性を動的に計測し、この計測に応じて、少なくとも２つの前記成分のうちの少なくとも１つの流量を調整しながら、少なくとも２つの前記成分を混合させ続けることを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
さらに、少なくとも１つの前記半導体装置を前記混合溶液との浸漬用の接触から外すステップを備えて、前記少なくとも１つの前記半導体装置に対してさらなる処理ステップを施して、この際、前記計測から得られる情報を用いて、前記さらなる処理では閉ループフィードフォワード制御を行うことを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に、高い精度と制御で２つまたは複数の成分からなる所望の混合液を浸漬用の容器に送る性能を備えた浸漬用の化学処理システムに関し、また選択的に、処理の間、混合液の特性を保つことと、処理用のパラメーターを調整することの双方またはいずれかを行って、ウエハの様々な一群を一定して処理できるようにしたシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
通常、マイクロエレクトロニクスデバイスの製造は非常に複雑に構成されており、様々な流体、液体及び／または溶液を利用する複数の処理ステップを行うことを必要としている。また、マイクロエレクトロニクスデバイスの性質上、製造基準に対するエラーつまり非適合性の度合いの公差（トレランス）の範囲は非常に狭いものになっている。そして、任意の処理ステップにおけるアウトプットの品質は、通常、同じステップで関連して用いられる流体、液体または溶液と直接関連しているため、このような処理用の流体の完全性が重大になる。但し、特に、操作特性（例えば、濃度、温度、または同様物）に影響を及ぼし得る環境に処理用の流体を送る場合には、このような環境は多くの処理システムに存在しているため、このような完全性を提供することは困難な場合がある。さらに、多くの事例で、リアルタイムに混合溶液や流体を用いることに利点があることが知られているが、製造基準から離れるおそれを生じさせることなく、このような溶液を提供することは困難であることが知られている。
【０００３】
従来、製造処理基準に適合するように、リアルタイムに混合された処理用の流体を浸漬用の製造プロセスに直接提供することが何度も試みられてきた。このような試みでは、ｐＨ、濃度または同様物のような混合溶液の特性をモニタさせて、所望の基準に適合するように混合溶液を調整することに関心を集中させている。さらに、従来、特定のプロセスパラメーターを用いて、利用されたとき実質的に適合する処理用の流体になるように、リアルタイムに混合された溶液を信頼性があるように提供することが何度も試みられてきた。例えば、このような試みでは、固定型のオリフィスやニードル弁を用いて、混合される流体を特別な流量にしたり、一定容量または調量ポンプを用いて、混合される流体を予め定められた一定の容量にするように構成要素を利用している。
【０００４】
このような方法は、多くの実施例で効果的であることが実証されているが、状況が異なる場合には必ずしも最適ではないことが分っている。特に、混合溶液の特性の計測に基いて、使用時点で混合溶液を調整するような浸漬処理では、最適とはされていない。つまり、このような試験や調整手順を組み込むことは、１つまたはセットの基板を所望なように処理する都度、常に、処理を開始するのに先立って、混合溶液に対してこのような試験や調整を行うためにさらなる処理時間を要することになる。また、簡単なオリフィスやニードル弁を用いて浸漬用の容器の中に特別な流量の流体を送ることは、混合比を一定にするためにシステムの上流と下流の双方で圧力状態を再生可能にすることを要するため、十分にロバストな解決策ではなかった。また、圧力状態が変動する場合には、所望の混合が得られない場合があった。また、予め定められた一定量の流体の容量を送るためにメータリングポンプを用いる場合には、通常、このようなポンプは加圧流体源（多くの溶液や流体を供給する物）から流体を汲み出すことができず、また緩やかに操作される傾向があるため問題になることがあり、製造プロセスの時間を延長させることがあった。さらに、ニードル弁や固定型のオリフィスや、静的な容積計測装置のような、流量の制限手段を用いて、特定の容量の流体を浸漬用の容器に送る場合には、他の容量、つまり、他の混合液の比率を送るために製造システム全体を再構成する必要があり、このため製造時に柔軟性を損う場合があった。
【０００５】
このため、従来、処理システムで用いるために、処理用の流体を混合することをリアルタイムで、効果的で、迅速で、かつ正確に行うことができる浸漬用の化学処理システムが望まれている。このようなシステムは、リアルタイムでこのような混合を行うだけでなく、さらに処理の間に混合液の特性を保つ場合には、一層効果的であることが知られている。さらに、このようなシステムは、製造プロセスを実質的に中断させることなく、つまり、混合溶液の完全性を判断するのに時間を要したり、システムの操作やメンテナンスにさらに人間が介入することを要することなく、上述の処理を行えるようにすることが望まれている。さらに、より最適には、このようなシステムは、多くの様々な応用例のために、多くの様々な処理用の流体を混合できるような柔軟性を備えることが望まれている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、高い精度と制御で２つまたは複数の成分からなる所望の混合液を浸漬用の容器に送ることができる浸漬用の化学処理システムを提供することを目的とするものである。より特徴的には、本発明は、混合液の少なくとも１つの特性や浸漬プロセスの少なくとも１つのパラメーターをモニタして、このように得られた情報を用いて、このプロセスに関係していることが知られている１つまたは複数のプロセスパラメーターに対し、予防用のフィードバック制御や、閉ループフィードバックまたはフィードフォワード制御を行うようにする。このように改良された浸漬処理システムは、浸漬処理に用いられる２つまたは複数の成分からなるリアルタイムの混合液に対し、操作特性を提供するとともにこの操作特性を維持させて、用意された混合液が所望の特性を有するか、処理において所望のパラメーターを備えることの双方またはいずれかを可能にする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、第一に、本発明は、浸漬用の容器を備えた化学的な浸漬処理システムを提供する。このシステムは少なくとも第一と第二の成分供給装置と、これらと夫々流通するように第一と第二の流体制御装置を備える。さらに、システムは第一と第二の成分供給装置と流通するようにミキシングマニホールドを備えて、第一と第二の成分を混合した溶液を浸漬用の容器に供給できるようにする。また、第一の計測装置をミキシングマニホールドまたは浸漬用の容器に対して操作可能なように設ける。また、第一計測装置、第一流体制御装置及び第二流体制御装置と接続するように制御システムを備えて、計測装置から得られた計測を用いて、これに応じて、夫々、第一と第二の流体制御装置を動的に調整できるようにする。
【０００８】
また、本発明は、浸漬用の化学的な処理システムを提供する。このシステムは第一と第二の成分供給装置と、これらと夫々流通するように第一と第二の処理パラメーターの計測装置と第一と第二の処理パラメーターの制御装置を備える。また、第一と第二の成分供給装置に対してミキシングマニホールドを流通させて、第一と第二の成分からなる溶液を浸漬用の容器に供給できるようにする。また、第一処理パラメーターの計測装置、第一処理パラメーターの制御装置、第二処理パラメーターの計測装置及び第二処理パラメーターの制御装置と接続するように制御システムを設ける。この制御システムは、第一と第二の処理パラメーターの計測装置から得られた計測を用いて、これに応じて、夫々、第一と第二の処理パラメーターの制御装置を動的に調整できるようにする。
【０００９】
さらに、本発明は、浸漬用の化学的な処理システムを提供する。このシステムは第一と第二の成分供給装置と、これらと夫々流通するように第一と第二の流体計測装置と第一と第二の流体制御装置を備える。望ましくは、第一と第二の流体制御装置を夫々、第一と第二の流体計測装置の下流側に設ける。また、第一と第二の成分供給装置と流通させるようにミキシングマニホールドを備えて、第一と第二の成分からなる溶液を浸漬用の容器に供給できるようにする。さらに、このシステムは、第一流体計測装置、第一流体制御装置、第二流体計測装置及び第二流体制御装置と接続するように制御システムを設ける。この場合、このシステムは、第一と第二の流体計測装置から得られた計測を用いて、これに応じて、夫々、第一と第二の流体制御装置を動的に調整できるようにする。
【００１０】
本発明に係る特徴を備えるシステムは、少なくとも２つの成分からなる混合液を提供できるが、この際、この混合液は効率的かつ正確に所望の特性を備えることができる。この結果、本発明はさらに、少なくとも２つの成分から、所望の特性を有するように混合液を用意する方法を提供できる。特に、この方法は、少なくとも２つの成分の各流量を定めるステップを有し、これら少なくとも２つの成分が定められた流量で混合されるとき、得られた混合液が少なくとも所望の特性の近似を有するようにする。また、少なくとも２つの成分を混合させる際、リアルタイムにこれら少なくとも２つの成分の流量と、混合液の特性の双方またはいずれかを計測する。そして、得られた混合液が実質的に所望の特性を有するまで、計測を利用して、リアルタイムに基いて、これら２つの成分の流量を調整させてもよい。
【００１１】
本発明はさらなる特徴として、少なくとも２つの成分からなる混合液を用いて、１つまたは複数の基板を浸漬処理する方法を提供するが、この際、混合液はリアルタイムで生成されて、所望の特性を備えるものとする。この方法は、少なくとも２つの成分の各流体源を提供し、これら少なくとも２つの成分を混合させるステップを有する。これら少なくとも２つの成分を混合する間、混合液の特性の少なくとも１つか、混合プロセスのパラメーターの少なくとも１つをモニタする。モニタされた情報は、所望の特性を有する混合液を得るために、１つまたは複数の組み合わされたパラメーターからなる閉ループフィードバック制御を用意するのに用いられる。この混合液は、基板を浸漬処理するのに用いられる。また、選択的に、モニタされた情報を閉ループフィードフォワードの様式で用いて、例えば、これに照らし合わせて、後続する所定の処理ステップを調整させてもよい。
【００１２】
また、本発明に関する他の特徴では、所望の特性を有する、少なくとも２つの成分からなる混合液を用いて、１つまたは複数の基板を浸漬処理する方法を提供する。特に、この方法は、少なくとも２つの成分の各供給源を提供するステップを有する。これら少なくとも２つの成分を混合させる間、混合液の特性の少なくとも１つか、混合プロセスのパラメーターの少なくとも１つをモニタする。次に、基板を所望なように処理するが、この際、モニタされた情報を用いて１つまたは複数の組み合わされたパラメーターからなる予防用のフィードバックまたは閉ループフィードフォワード制御を提供する。
【００１３】
さらに、本発明では、１つまたは複数の基板を処理する、その時の（現在の）プロセスをモニタして得られる情報を用いて、後続する（未来の）１つまたは複数の基板を処理するプロセスを最適化できることが分っている。この結果、さらなる特徴として、本発明は、１つまたは複数の基板を処理するための方法を提供する。この方法は、少なくとも２つの成分からなる混合液を用いて基板を浸漬処理する際、少なくとも１つの処理用のパラメーターと、処理用の混合液の少なくとも１つの特性の双方またはいずれかをモニタする。次に、基板を浸漬処理用に接触させることから取外して、少なくとも第二の処理ステップに移させる。そして、第一の処理ステップにおいて、少なくとも１つの処理用のパラメーターと少なくとも１つの特性の双方またはいずれかをモニタすることから得られる情報を用いて、第二の処理ステップでは、閉ループフィードフォワード制御を提供できるようにする。
【００１４】
本発明に係る上述したまたはさらなる利点は、添付した図面とともに、以下の明細書の説明を参照することによって、より明らかになる。
【００１５】
本発明に包含され、本出願の一部を構成する添付された図面は、本発明に関する幾つかの特徴を図示している。これら図面と、後述する本明細書の説明と合わせて用いることにより、本発明に関する特徴が説明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明に係る好適な実施形態について、添付した図を参照して説明する。但し、以下に記載する本発明に係る実施形態は、本発明の内容を後述する詳細な説明に開示された特定の実施形態に限定させることを意図したものではない。むしろ、後述する実施形態は、当該分野における通常の知識を有する者が本発明に関する原理や実施を理解できるように記載されたものである。
【００１７】
本発明は、リアルタイムで少なくとも２つの処理用の成分を正確に混合させて、所望の特性を有する、つまり、所望のパラメーターを有する混合液を提供することができる、化学的な処理システムを提供する。さらに、本発明の実施形態に係るシステムは、選択的に、または、望ましくは、処理の間、混合液の特性を保つようにして、この混合液を用いた処理を最適化させるとともに、リアルタイムで処理の完全性を示すようにする。実際、予防用のフィードバック、閉ループフィードバック及び／または閉ループフィードフォワード制御を用いることで、十分にロバストで、柔軟で、かつ効率的に、正確なリアルタイムの混合が行えることが分っており、このシステムを利用することは、単に急を要する実施形態ではなく、むしろ、浸漬用の化学的な処理システムと基板を浸漬処理するプロセスにおいて望ましいものである。
【００１８】
より特徴的には、本発明の実施形態に係る特徴を備えたシステムは、混合させながら、及び／または、プロセスで用いながら、処理用の成分の一つまたは複数の特性や、プロセスの一つまたは複数のパラメーターや、これらの任意の組合せをリアルタイムでモニタしたり計測できるようにする。このように得られた情報は、例えば、ｐＨ、導電性、温度、時間、流量、または他の任意の特性や処理用のパラメーターであって、これらは制御システムに送られて、調整が必要とされるか、または望ましい場合に、予防用のフィードバック、閉ループフィードバックまたはフィードフォワードの様式で現在または後続するプロセスを調整するために用いられる。
【００１９】
このモニタと調整のプロセスは、静的（static）よりも動的（dynamic）に行われることがより好ましく、十分な回数で行われて、所望の成分を正確でリアルタイムに混合させて所望の混合液を得られるようにし、プロセスの完全性をリアルタイムで示せるようにし、さらに選択的に、処理の間、混合液の特性を保つようにする。この際、少なくとも、成分を混合させながらモニタと調整のプロセスを行うことにより、混合を行った後にこの適合性と品質をテストする場合と比べて、通常、より素早く正確に混合することができる。このように時間を短縮することは、特に、浸漬システムとプロセスを効率的に利用する上で重要である。さらに、好ましくは、処理の間、モニタと調整を行って、混合液の特性を維持することにより、混合液を処理することを最適化させる。さらに、本発明の実施形態に係るシステムとプロセスは、複数の特性とパラメーターの双方またはいずれかをモニタすることができ、これを用いた予防用のフィードバックにより、プロセスの完全性を示すことを可能にする。
【００２０】
さらに、本発明の実施形態では、制御システムを用いて、所定の特性やパラメーターをモニタし、調整させることにより、浸漬システムとプロセスに組み合わせて利用できるさらなる利点を提供できる。つまり、一定容量の液体を送る機械的な手段に基いて混合を行う浸漬システムとは異なり、任意の数の状況またはパラメーターに基いてプログラムできる制御システムを利用する場合には、任意の数の成分から所望の混合を得るように制御できるため、本発明の実施形態に係る浸漬システムは、より柔軟性を備えることができる。さらに、本発明の実施形態は制御システムを用いることにより、プロセスのドリフトや不正操作のような、人間や機械によるエラーが本発明の実施形態に係るシステムとプロセスに混入されることを最小にできる。通常、浸漬システムとプロセスでは、このような柔軟性とロバスト性は、単に望ましいだけでなく、非常に有用なものである。また、本発明の実施形態に係るシステムとプロセスは、任意の数の計測装置から得られる情報に基いて、現在のプロセスのみならず、後続するプロセスを制御できるように、制御システムを有効に利用することができる。
【００２１】
本発明の実施形態に係る制御システムは、センサから入力信号を操作可能なように受けとり、出力信号を制御用の特性として送ることができる、任意の従来公知な、または近年開発されたシステムを備えることができる。好ましくは、このような制御システムは適切にメモリと組み合わせられたマイクロプロセッサーを一つまたは複数備えて、処理を行わせているが、このメモリ内に経験的または解析的に得ることができる関連する制御情報を記憶させている。また、本発明の実施形態に係る制御システムは、互いに接続されるように部品またはサブシステムを備えていてもよい。例えば、特定の浸漬処理装置では、制御システムに基いた専用のマイクロプロセッサーを備えていてもよい。
【００２２】
本発明の実施形態に係るシステムは、流体供給システムの制御システムと接続可能であって、この場合、処理用のチャンバまたは容器内に設けた計測または感知用の装置を用いて、流体供給システムの制御システムに入力信号を送ったり、制御システムから出力信号を受けとれるようにしてもよい。つまり、浸漬プロセスの感知された状況または計測を用いて、供給された成分の流量のようなプロセス変数を変化させてもよい。または、流体供給システムから送られる流量、温度または濃度を用いて、関連する浸漬容器内で行われる処理の特性を制御させてもよい。例えば、流体供給装置内で感知された温度、流量または濃度を用いて、処理時間のような処理に関するパラメーターを変化させてもよい。さらに、流体供給システムと、プロセスチャンバまたは容器のいずれかから感知または計測した情報を、後続する処理ラインのような、異なる浸漬処理装置に利用してもよい。従って、本発明の実施形態に係る制御システムは、好ましくは、各浸漬処理装置やシステムと関連して設けられる。
【００２３】
本発明の好適な実施形態に係る制御システムは、流量計（フロートランデューサ）から送られる入力信号に応じて、流体の流れを制御可能なように調整する出力信号を送れるように制御アルゴリズムを用いる。好ましくは、このプロセス制御アルゴリズムは比例、積分、微分を行うＰＩＤ制御である。一般に、ＰＩＤ制御は、出力が制御変数（ＣＶ：control variable）である、フィードバック制御の一種である。また、一般に、制御変数（ＣＶ）は幾つかの予め定められた設定点（ＳＰ：set point）と幾つかの計測されたプロセス変数（ＰＶ：process variable）との間のエラーに基く。ＰＩＤ制御の各要素はエラーに基いて行われる特定の動作に関しており、一般に、次の数式で示すことができる。
【００２４】
【数１】
2005510054.tif 000003
【００２５】
上記数式において、ＳＰは設定点を示し、ＰＶは計測されたプロセス変数を示し、Ｐは比例定数を示し、Ｉは積分定数を示し、そして、Ｄは微分定数を示す。尚、本発明の実施形態に関する機能的な特徴を実現するために、ファジーロジックやニュートラルネットワーク制御アルゴリズムのような他の制御アルゴリズムを用いることは可能である。
【００２６】
本発明に係る実施形態では、設定点（ＳＰ）とプロセス変数（ＰＶ）は、流れ、混合、濃度または温度に関する値でもよく、また制御変数は上述したような成分の流れに関するものでもよい。そして、例えば、所望の混合または温度に関する値が、計測された混合の濃度または温度に関する値と等しい場合には、該当する成分の流量を変化させないようにする。しかし、計測された混合、濃度または温度がプロセス変数の設定点よりも上下に外れる場合には、成分の流れを夫々、減少させたり増大させるようにする。制御変数の応答特性は、選択された特定のＰＩＤパラメーターによって決定されるが、一般的に、経験的に定めることは可能である。
【００２７】
記載は重複するが、非常に一般的にいって、本発明の実施形態は、少なくとも１つの特性または少なくとも１つのプロセスパラメーターの計測した情報を、現在または後続するプロセスの閉ループフィードバックまたはフィードフォワード制御に用いるように浸漬システムとプロセスを提供する。本発明に係る幾つかの実施形態では、好ましくは計測を組み合わせて、利用できるようにしてもよく、また、任意の組合せと、任意の数で、特性とプロセスパラメーターの双方またはいずれかの計測を用いてもよい。
【００２８】
尚、特定の特性とプロセスパラメーターの双方またはいずれかを計測することは重大ではなく、むしろ、任意のプロセスパラメーターや全体のプロセス出力と関係していることが一般的に知られている、任意の特性とプロセス変数の双方またはいずれかを用いてもよい。また、特性を計測することは必要とされていないが、特性を計測することが好ましい場合があり、これら特性には、温度、導電性、濃度、密度、ｐＨ、圧力、またはこれらや同様物等の任意の組合せが含まれるが、これらに限定される必要はない。
【００２９】
望ましくは、少なくとも１つのプロセスパラメーターを計測して、本発明の実施形態に係るシステムまたはプロセスの制御に利用する。計測可能なプロセスパラメーターには、処理される基板の任意の数、時間、流量、送られる容量、またはこれらや同様物等の任意の組合せが含まれる。本発明の好適な実施形態に係るシステムとプロセスでは、計測されるプロセスパラメーターとして流量を用いる。但し、上述したように、計測の組合せを用いて、プロセスのさらなるチェックや保証、さらにリアルタイムで混合される生成物の完全性を示せるようにしてもよい。例えば、少なくとも２つの成分の流量と、混合液の全体的な流量と、混合された混合液または混合される各成分の温度と濃度を計測してもよい。
【００３０】
本発明の実施形態に従って、任意の数の特性とプロセスパラメーターの双方またはいずれかを計測または感知するために、任意の計測装置を用いて信号や応答を生じさせて、これによって他の動作を決定または制御できるようにしてもよい。流体の流れを計測する計測装置の例を挙げると、流量計、ロータメーター、超音波計測装置、パドルホィール、ヴェーンメーター及び同様物が含まれる。好ましくは、流量計測装置を用いて、上述したように、制御システムによって利用可能となるように流量の変化を示す信号を生じさせる。また、例えば、流量計は、この装置内を直接流れる流体の決定された流量に基いて、電気信号を制御システムに送るようにする。
【００３１】
好ましい流量計には、圧力差を計測する変換器と渦の流れを計測する変換器または同様物が含まれるが、計測及び／またはモニタされる流量に対する変換器の計測精度に基いて、好ましいタイプの変換器を選択する。流量計測装置は電気信号のかわりに圧力信号や機械的な応答を提供してもよく、これらは感知可能でかつ他のプロセスの特徴を制御するのに利用可能な物理的な移動や変化に基いて感知されて、制御システムで利用されるものとする。また、流体計測装置に加えて、温度、濃度、導電性、または同様物のような他の特性やプロセスパラメーターをモニタまたは感知するために、他の変換器タイプ、機械タイプ、さらには圧力応答タイプの計測装置を利用してもよい。本発明に係る好適な実施形態では、流量を計測する計測装置を利用するのが好ましい。
【００３２】
流量を制御するために、単に弁を開閉させるのではなく、部分的に流体の流れを調整する制御性能を備えた、任意の従来公知の弁構造を利用できる。つまり、様々な流体の流れを提供するためには、特定の弁を通って流れる流体を調整する必要がある。また、流体の流れを示す電気信号を生じさせる流量計を利用するのに加えて、好ましくは、制御弁に電気信号に対して応答する性能を備える。この電気信号は流量計から直接送られてもよく、または上述のような計測装置の任意の数をモニタし、適当な指令信号を送る制御システムを用いて送られてもよい。より好ましくは、流体制御弁に電気信号が送られると、この電気信号を弁の動作に変換する能力を弁に備えるようにする。
【００３３】
例えば、電気信号を圧力応答に変化させるために従来公知の装置を利用してもよい。つまり、装置に送られる電気信号に基いて、圧力出力を変換させてもよく、この際、この出力は様々な信号に基いて変化できる。このような圧力出力は、流体制御弁の開閉を効果的に行うことができるが、例えば、物理的な弁の制御用のニードルまたはプランジャーを付勢力に逆らって、または付勢力によって、夫々弁を開口させたり、弁を閉鎖させるようにしてもよい。
【００３４】
本発明の好適な実施形態に係るシステムとプロセスには、流体を感知する変換器を計測装置として備えるが、さらにシステムとプロセスによって、任意に計測装置を動的にキャリブレーションさせてもよく、つまり、これらシステムとプロセスによって形成されるリアルタイムの混合液の完全性をより保証できるようにしてもよい。尚、本明細書では、用語“キャリブレーション”は、装置自体に対する機械的または電気的な調整を示すだけでなく、装置を制御する制御システムの出力に対する数学的な修正をも意味するものとする。このように動的なキャリブレーションを行うためには、流体を感知する変換器内を流れて、計測される流体を制御システムと接続されるキャリブレーション用の容器内に流すように流れを変える必要がある。一般的に、キャリブレーション用の容器には複数の液面センサとタイミング装置を備えるか、または、制御システム内に設けられるタイミング装置と流通できるようにして、全体として所定容量の流体の流れを変えるのに要する時間を正確に計測できるようにしてもよい。そして、キャリブレーション用の容器から得られた情報に基いて、制御システムを用いて、自動的に再度キャリブレートさせたり、周期的に再度キャリブレートさせたり、または流体を感知する変換器に対する手動操作により再度キャリブレートさせてもよく、例えば、流体を感知する変換器に適当な機械的または電気的な調整を行うようにしたり、またはキャリブレーション用の容器から得られたデータに従って、流体を感知する変換器の出力に数学的な修正を行わせるようにしてもよい。
【００３５】
特に、流量計をキャリブレーションするために、本発明の実施形態に用いるのが好ましいキャリブレーション用の容器は、図１〜４の符合１２０、２２０、３２０及び４２０に概略的に示すように第一容量セクションを有し、これに続いてより大きな第二容量セクションが案内されるようにしている。最初に流体が流れるより小さな容量の容器部内には最初の流体検出センサが設けられており、流体が小さな容器部の下方の限界をいつ最初に通過するのかを定めるようにしている。この最初のセンサはタイマーをスタートするクロック機能を開始させる。また、より小さな容量の容器部の液面の高い側には第二の流体検出センサが部分的に設けられている。流体の流れが十分に緩やかな場合には、この第二の流体検出センサによってタイマーを停止させて、クロック機能により経過時間を決定することができる。この時間に関する情報は、予め知られている容量に関する情報とともに、流量を決定するのに十分な情報を提供する。流量が大きな場合には、大きな容量の容器部内か、またはより上方で他の小さな容量の容器部内に流体検出センサを設けて、第一容器部の第二センサのかわりにクロック機能のタイマーを停止させて、より正確に大きな流量を計測できるようにする。記載は重複するが、小さな容量と大きな容量の容器部の予め知られた容量とともに、タイミング情報から流量を簡単に算出することができる。この情報により、変換器の特定の流量を任意に正確に計測し、モニタすることが可能になる。従って、任意の個々の流量計を正確にテストするためには、このテスト期間中、変換器内を流れる流体をキャリブレーション容器に送るだけでよい。そして、計測された変化を用いて、正確に計測されたデータに基いて流量計をキャリブレートしたり、調整することを容易にできる。
【００３６】
一つまたは複数の計測装置から得られる計測は、現在のプロセスに予防用のフィードバック制御、閉ループフィードバック制御またはフィードフォワード制御を提供する場合と、後続するプロセスに閉ループフィードフォワード制御を提供する場合の双方またはいずれかで利用できる。
【００３７】
予防用のフィードバック制御は、例えば、システムまたはプロセスの一つまたは複数の特性またはパラメーターを繰り返して計測することにより行えるが、この際、得られた情報はシステムまたはプロセスの特性またはパラメーターに関連し、かつ、プロセスの完全性を示すのに利用できる。より具体的には、また、望ましい濃度でリアルタイムに混合液を提供する本発明の実施形態に係るシステムの例では、混合可能な少なくとも２つの成分から、望ましい濃度の混合液を提供できるようにする。この際、所望の温度の混合液を構成するのに必要とされる少なくとも２つの成分の各々の搬送時間、流量または搬送容量は近似でもよい。また、少なくとも２つの成分の組合せは、近似されたプロセスパラメーターに従って開始されてもよい。これら少なくとも２つの成分を混合するとき、混合液の濃度は計測できる。そして、計測された濃度が、近似されたパラメーターに基いて予測された濃度から実質的に離れる場合には、大きな処理のエラーが生じる前に、必要に応じて、プロセスを調整させたり、終了させてもよい。
【００３８】
フィードバック制御を行う場合、例えば、計測を用いて、計測された特性またはパラメーターに対してインパクトを与えることができることが知られている１つまたは複数のプロセスパラメーターを動的に調整させてもよい。このことは、所望の特性やパラメーターを識別し、かつ、混合されたとき、所望の特性を有したり、所望のパラメーターを示すことができるように、少なくとも２つの成分を識別することで行ってもよい。これら少なくとも２つの成分は、所望の特性やパラメーターを計測しながら、近似されたプロセスに従って混合される。必要に応じて、所望の特性またはパラメーターを有する混合液が得られるまで、計測に従って、近似されたプロセスの１つまたは複数のパラメーターを調整してもよい。
【００３９】
例えば、特定の温度の混合液をリアルタイムで用意することが望ましい場合には、所望の温度の混合液を構成できるように、混合可能な少なくとも２つの成分を用意する。この際、所望の温度の混合液を用意するのに必要な少なくとも２つの成分の各々の搬送時間、流量または搬送容量は近似でもよい。また、少なくとも２つの成分の混合は、近似されたプロセスパラメーターに従って開始されてもよい。さらに、少なくとも２つの成分を混合させながら、混合液の温度を計測してもよく、また、必要に応じて、所望の温度の混合液が得られるまで、計測を用いて、近似されたプロセスパラメーターを調整してもよい。
【００４０】
現在のプロセスのフィードフォワード制御は、得られた計測を利用して、現在のプロセスの下流側のパラメーターを調整するように用いることができる。例えば、時間を合わせたプロセスに従って１つまたは複数の基板をエッチング処理することが望ましい場合には、基板のエッチング処理を行える混合液が得られるように、混合可能な少なくとも２つの成分を用意することができる。この際、所望のレベルまで、かつ割り当てられた時間内に、基板をエッチ処理できる混合液を用意するのに必要な少なくとも２つの成分の各々の容量、搬送時間、または搬送容量は近似でもよい。また、これら少なくとも２つの成分の混合は、近似されたプロセスパラメーターに従って開始されてもよい。さらに、これら少なくとも２つの成分を混合させながら、濃度、温度、ｐＨ、または同様物のような、エッチング処理の割合を示す混合液の様々な特性を計測してもよく、またこの情報を用いて、所望のエッチ処理のレベルが得られるように、フィードフォワード様式で、エッチ処理の時間を調整してもよい。
【００４１】
また、後続するプロセスに閉ループ、フィードフォワード制御を提供するために、１つまたは複数の計測装置から得られる計測を利用してもよい。つまり、半導体装置の製造では、多くの場合、１つまたは複数の基板や、セットの基板を処理ラインに沿って処理させているが、このラインには、様々なプロセスを行う、様々な処理システムが含まれている。このような場合、最初のシステムで基板を処理させながら、本発明の実施形態に係るプロセスに従って得た計測を次の下流側の処理システムに組み込むように、後続するプロセスのフィードフォワード制御に利用することができる。このようなフィードフォワード制御では、例えば、計測された特性やパラメーターによって影響を受けることが知られている次のプロセスの１つまたは複数のプロセスパラメーターを調整するように、計測を利用することができる。１つ以上の複数の基板または基板のセットを処理ラインに沿って処理させるような多くの場合では、上述した例における、このような計測や調整は動的なプロセスとして行われてもよい。
【００４２】
例えば、後続するプロセスが導入される基板の最初の温度に対して少なくとも部分的に基いており、かつ、容器の内容物の温度の計測に基いて基板の温度を計測または予測できる場合には、下流側のプロセスの所望の出力を提供させながら、望ましい温度から出発して、基板の真の温度に合わせて、下流側のプロセスのプロセスパラメーターを調整させてもよい。
【００４３】
本発明の実施形態の特徴を備える浸漬システムは、任意の混合溶液を用意したり、任意の浸漬処理を行うのに利用されることが期待されている。このため、本発明の実施形態に係る浸漬システムとプロセスによって用意される特定の混合液は限定されず、使用可能な混合液には、例えば、エッチング処理用の溶液、洗浄溶液、すすぎ落とし用の溶液、酸化用の溶液または同等物が含まれる。例えば、本発明の実施形態に係るシステムの範囲の幅を示すために、本発明の実施形態に係るシステムまたはプロセスを利用してリアルタイムに用意できるすすぎ落とし用の溶液の例を挙げると、温水の溶液がある。このような溶液は、混合可能な様々な温度の２つまたは複数の水の成分を用いて、所望の温度の水を提供するように用意できる。
【００４４】
さらに、本発明の実施形態に係るシステムまたはプロセスを用いて用意される混合液は、本明細書で説明した任意の原理や実施形態を用いて、任意の数の成分から用意できる。また、本発明の実施形態に係る浸漬システムとプロセスは、本発明の実施形態に係る浸漬システムとプロセスの性能と干渉しない限り、関連する浸漬処理に用いることができる任意のさらなる成分を含んでいてもよい。このようなさらなる成分の例を挙げると、例えば、塩酸のような少量の酸を用いることができる。このような成分を送る際の特性やパラメーターは、本発明の実施形態に係るシステムとプロセスによって計測及び／または制御される必要はないが、しかしながら、選択的に行うことは任意である。さらに、本明細書で利用される用語‘成分’は、半導体装置の製造に用いることができる任意の処理可能な物質を示すために用いられており、例えば、ガス、流体、液体、溶液、スラリー、さらには同等物を含むことができる。
【００４５】
ここで図１を参照すると、本発明の実施形態の特徴を備えるシステム１００を概略的なダイアグラムとして例示している。特に、図１に示したシステム１００は、本発明の実施形態に従って、リアルタイムに用意された混合液の１つまたは複数の特性、１つまたは複数のプロセスパラメーター、及び／または処理される成分のキャリブレーションを用いて、予防用のフィードバック、閉ループフィードバック制御またはフィードフォワード制御を提供することができる。
【００４６】
本発明の実施形態に係る操作について全体的に説明すると、図示したシステム１００は成分供給装置１０２と１０４、流量計１０６と１０８、流体制御弁１１０と１１２、ミキシングマニホールド１１４、浸漬用の容器１１６、制御システム１１８、キャリブレーション用の容器１２０、全流体計測装置１２４、特性計測装置１２６と１２８を有している。制御システム１１８は、流体制御弁１１０と１１２から送られる流体や、処理に要する時間、さらには混合溶液の特性のような、任意のプロセスパラメーターを制御するために、流量計１０６と１０８、流体計測装置１２４または特性計測装置１２６と１２８のいずれかまたは全てから得られる計測を利用する手段を備える。勿論、必要に応じて、システム１００にはフィルタ、逆止め弁、圧力計、圧力調整器または同様物のような、様々な他の装置を備えることができる。さらに、制御システム１１８は、キャリブレーション用の容器１２０から得られる情報を用いて、流量計１０６と１０８のいずれか又は双方をリアルタイムに機械的、電気的または数学的にキャリブレーションさせてもよい。さらに、制御システム１１８は、望まれれば、任意の計測装置から得られる情報を用いて、リアルタイムに混合された溶液の任意のプロセスパラメーターや任意の特性を制御させてもよい。
【００４７】
特に、システム１００は、成分供給装置１０４と流通するように流量計１０６と流体制御弁１１０を備えている。この際、流量計１０６の下流側に流体制御弁１１０を設けている。また、成分供給装置１０２と流通するように流量計１０８と流体制御弁１１２を備えており、流量計１０８の下流側に流体制御弁１１２を設けている。流量計１０６と１０８は、夫々、成分供給装置１０４と１０２から送られる成分の流量を示す電気信号をリアルタイムで制御システム１１８に送れるようにしている。制御システム１１８はこの電気信号に応じて、またはシステム１００から提供される他の任意の計測に応じて、制御弁１１０と１１２が受取れて、かつ動作できるように、電気信号を生じさせることができる。流体制御弁１１０と１１２は夫々、制御システム１１８から送られる電気信号に応じて、成分供給装置１０４と１０２から送られる流量を制御することができる。これら成分供給装置１０４と１０２から送られる成分は、リアルタイムの計測に応じて動的に制御された流量として、ミキシングマニホールド１１４に送られた後、浸漬用の容器１１６に送られる。
【００４８】
キャリブレーション用の容器１２０は、流体制御弁１１０の下流側で成分供給装置１０４と制御可能なように流通しており、また流体制御弁１１２の下流側で成分供給装置１０２と制御可能なように流通している。この際、流体制御弁１１０と１１２から送られる流体の流れを変えて、キャリブレーション用の容器１２０内に流入させてもよい。この場合、キャリブレーション用の容器１２０は、流体制御弁１１０と１１２から送られる成分の流量を示す電気信号をリアルタイムで提供できる。制御システム１１８はこの電気信号に応じて、流体制御弁１１０と１１２を数学的に再度キャリブレーションすることができ、さらに、変換器１０６と１０８が受取れて、かつ動作できるように、この数学的に再度キャリブレーションされた結果を示す電気信号を生じさせてもよい。このように、制御システム１１８を用いて、流量計１０６と１０８を動的に再度キャリブレートすることができる。望ましければ、全流体用の流量計をキャリブレーション用の容器１２０に対して同様に流通させて、同様に再度のキャリブレーションを行えるようにしてもよい。
【００４９】
図示した実施形態では、システム１００はさらに全流体用の流量計１２４をミキシングマニホールド１１４と流通させて、この下流側に設けている。全流量計１２４は、流体制御弁１１０と１１２から送られるリアルタイムに用意された混合液の全流量を示す電気信号を、リアルタイムで制御システム１１８に送ることができる。制御システム１１８はこれに応じて、制御弁１１０と１１２の双方またはいずれか、または、流量計１０６と１０８が受取れて、かつ動作できるように、電気信号を生じさせることができる。この場合、全流量計１２４を用いて、流量計１０６と１０８の双方またはいずれかの精度をさらにチェックするように作用させることができる。
【００５０】
さらに、図示するように、システム１００はミキシングマニホールド１１４と流通し、かつ、ここから下流側に設けられるように、選択的に特性計測装置１２６を設けており、また、浸漬用の容器１１６に対して操作可能となるように、選択的に特性計測装置１２８を設けている。特性計測装置１２６と１２８は、これら双方またはいずれかが設けられる場合には、同一でもよく、または異なっていてもよく、また、特性の計測を行って、これに応じて動作可能な信号を生じさせる任意の装置でもよい。例えば、特性計測装置１２６と１２８は導電性センサ、ｐＨメーター、スペクトロメーターのような濃度計測装置でもよく、サーモメーターやこれらの組合せでもよい。特性計測装置１２６と１２８は、いずれかまたは双方が設けられる場合には、例えば特性計測装置１２８を用いる場合には、浸漬用の容器１１６に送られる混合液の計測された特性を示すリアルタイムの電気信号を、制御システム１１８に送るようにする。これら計測は、必要に応じて、処理時間や成分供給装置１０４と１０２から送られる流量のようなパラメーターを調整するために、制御システム１１８によって利用することができる。
【００５１】
次に、図２を参照して、本発明の実施形態に従って、基板を洗浄、エッチング及びすすぎ落とす処理を行うのに用いるシステム２００についてより具体的に説明する。一般に、システム２００は、成分供給装置２０２と２０４、流量計２０６と２０８、流体制御弁２１０と２１２、ミキシングマニホールド２１４、キャリブレーション用の容器２２０、全流体計測装置２２４、特性計測装置２２６と２２８、及び、浸漬用の容器２１６を有している。さらに、システム２００は制御システム（図示せず）を備えており、流量計２０６、２０８及び２２４と特性計測装置２２６と２２８から送られる情報を受取り、かつこれに応じて、処理時間や流体制御弁２１０と２１２から送られる流量のようなプロセスパラメーターを制御できるようにする。さらに、安全対策処理として滴受け（ドリップパン）２５８を備えており、システム２００から何らかの偶発的な漏れやこぼれが生じる場合に対処できるようにしている。
【００５２】
より特徴的には、成分の供給ライン２３０を介して成分供給装置２０４をミキシングマニホールド２１４と流通させているが、この成分供給装置２０４は、例えば、酸素を除去し、イオンを除去した（ＤＤＩ）水を供給してもよい。成分供給装置２０４からミキシングマニホールド２１４までの成分の流れは、成分の供給ライン２３０に対して操作可能に設けられ、かつ制御システム（図示せず）と接続されている流量計２０６によってモニタされる。成分供給装置２０４からミキシングマニホールド２１４まで流入する成分の流量は、同様に制御システムと接続されている制御弁２１０を用いて制御することができる。
【００５３】
また、成分供給装置２０４から送られる流れの制御を助けるように、成分の供給ライン２３０に対して、ロックアウト弁２３２、オン−オフ弁２３４及び圧力計２３６を操作可能なように設ける。また、成分の供給ライン２３０に対して、弁のコネクタ（図示せず）を介して供給ライン２３０と流通するようにエンドエフェクタリンススプレーライン２３８を設ける。エンドエフェクタリンススプレーライン２３８には弁２３９と２４０が設けられており、基板またはセットの基板をシステム２００に渡すためにエンドエフェクタをリンスさせるように用いることができる。さらに、バイパスライン２４２と２４４をオン−オフ弁（図示せず）を介して成分の供給ライン２３０に対して流通させて、使用できるようにしてもよい。
【００５４】
また、成分の供給ライン２４６を介して成分供給装置２０２をミキシングマニホールド２１４と接続させているが、この成分供給装置２０２は、例えば、半導体用のフッ化水素酸（ＨＦ：hydrofluoric acid）を供給してもよい。成分供給装置２０２からミキシングマニホールド２１４までのＨＦの流れは、成分の供給ライン２４６に対して操作可能に設けられ、かつ制御システム（図示せず）と接続されている流量計２０８によってモニタされる。また、成分供給装置２０２からミキシングマニホールド２１４まで流入するＨＦの流量は、同様に制御システムと接続されている制御弁２１２を用いて制御することができる。また、成分供給装置２０２から送られる流れの制御を助けるように、成分供給装置２０２から下流側で、かつ、成分の供給ライン２４６に対して操作可能なように、弁２４８を成分の供給ライン２４６に設けている。
【００５５】
成分供給装置２０２と２０４から送られる流れは、ミキシングマニホールド２１４に対して接続される成分の供給ライン２３０と２４６の接続部内を流れて、ミキシングマニホールド２１４内で混合される。ミキシングマニホールド２１４はミキシングマニホールドライン２５０と流通しており、このラインを介してリアルタイムで用意された混合液を浸漬用の容器２１６に送るようにしている。このミキシングマニホールドライン２５０に対しては、キャリブレーション用の容器２２０、全流体計測装置２２４及び特性計測装置２２６が操作可能なように設けられている。また、必要に応じて、弁２６１を閉鎖させて、ミキシングマニホールドライン２５０からの流れを、バイパスライン２４２と２４４の双方またはいずれかに変えるようにしてもよい。
【００５６】
キャリブレーション用の容器２２０はミキシングマニホールド２１４の下流側に設けられており、キャリブレーションライン２５２を介してミキシングマニホールドライン２５０と流通している。また、３方向バイパス弁２５４を用いて、ミキシングマニホールドライン２５０から送られる流れをキャリブレーションライン２５２内に流すように制御することができる。また、バイパス弁２５６をキャリブレーションライン２５２と流通するように設けて、流体をキャリブレーションライン２５２から流出させたり、キャリブレーション用の容器２２０に対して流出入させるように流れを変えるようにしてもよい。さらに、キャリブレーション用の容器２２０は、３方向弁２６５を操作可能なように備える窒素供給ライン２６３を介して窒素供給源（図示せず）と流通されていてもよい。この３方向弁２６５は、キャリブレーション用の容器２２０から流体を流出させるように作用することができ、即ち、使用時、つまり、一度キャリブレーションが十分に行われて、キャリブレーションの効果が得られたとき、キャリブレーション用の容器２２０内に窒素を流入させて、内部の混合液を流出させて、キャリブレーションラインのドレイン（図示せず）から流れるように作用することができる。
【００５７】
より特徴的には、流量計２０６と２０８のキャリブレーションが望ましい場合には、成分供給装置２０４と２０２のいずれかからの流動を開始させて、３方向バイパス弁２５４の操作により、この流れをキャリブレーションライン２５２内に流入させる。また、３方向バイパス弁２５６を作用させて、この流れをキャリブレーション用の容器２２０内に流入させるようにする。キャリブレーション用の容器は、望まれれば、制御システム（図示せず）に情報を送って、制御システムがこの情報に応じて、流量計２０６と２０８を再度キャリブレーションさせるようにできる。故に、キャリブレーション用の容器２２０は、望まれれば、流量計２０６と２０８の双方またはいずれかを再度キャリブレーションさせるように制御することができる。
【００５８】
また、ミキシングマニホールド２１４の下流側には、全流体用の流量計２２４を設けており、制御システムに対して同様に接続されている。より特徴的には、全流量計２２４は、流体制御弁２１０と２１２から制御システムに送られるリアルタイムに用意された混合液の全流量を示すリアルタイムの電気信号を提供することができる。従って、流量計２０６と２０８の正確性をさらにチェックするように、全流量計２２４を用いることができる。さらに、望まれれば、キャリブレーション用の容器２２０に対して全流量計２２４を配管して、流量計２２４を再度キャリブレーションさせるように制御させてもよい。
【００５９】
さらに、ミキシングマニホールド２１４と流通するように、ここから下流側に特性計測装置２２６を設ける。特性計測装置は任意の適当な種類でもよいが、ＨＦエッチング処理を行う場合には、特性計測装置２２６は導電性計測装置であることが有用である。また、特性計測装置２２６を制御システムに対して接続させて、ミキシングマニホールド２１４から流れる混合液の計測された導電性を示すリアルタイムの電気信号を制御システムに送るように用いてもよい。これら計測は、必要に応じて、処理時間や、成分供給装置２０４と２０２から供給される流量や、同様物等の任意のプロセスパラメーターを調整するように、制御システムによって利用されてもよい。
【００６０】
上述したように、ミキシングマニホールド２１４は、ミキシングマニホールドライン２５０を介して、リアルタイムに用意された混合液を浸漬用の容器２１６に送っている。より特徴的には、ミキシングマニホールドライン２５０は３方向弁２５８と流通しており、この３方向弁２５８は、さらに、ドレインライン２７２と浸漬用の容器のフィードライン２７４と流通している。ドレインライン２７２に対しては、ドレインの流れを計測するためのドレイン流量計２６２とドレイン制御弁２６０が操作可能なように設けられており、比較的一定の割合で浸漬用の容器２１６をドレインできるようにしている。
【００６１】
３方向弁２５８は、望まれれば、ミキシングマニホールドライン２５０から送られる流れを止めて、浸漬用の容器２１６をドレインさせるように操作されてもよい。または、３方向弁２５８は、リアルタイムに用意された溶液を浸漬用の容器のフィードライン２７４に向ってまっすぐに流して、浸漬用の容器２１６内に流入させるように操作されてもよい。
【００６２】
また、浸漬用の容器２１６には、オーバーフロー用のせき２７０、せき集合用の容器２６４及びダンプ集積用の容器２８３が操作可能となるように設けられている。特に、オーバーフロー用のせき２７０は、浸漬用の容器２１６の縁部で比較的均一なオーバーフローを行えるように設けられている。さらに、せき集合用の容器２６４は、ダンプ集積用の容器２８３に関して操作可能となるように設けられており、このような任意のオーバーフローの一部がせき集合用の容器２６４の下方のコーナーに集められて、例えば、テスト用にアクセス可能となるようにこの形状を定めている。また、せき集合用の容器２６４によって集められないオーバーフローの部分は、ダンプ集積用の容器２８３内に集められるようにしている。さらに、浸漬用の容器２１６と流通するようにクイックダンプ弁２７８を設けており、クイックダンプ弁２７８を開口させると、浸漬用の容器２１６の内容物がダンプ集積用の容器２８３内にドレインされるようにしている。
【００６３】
さらに、浸漬用の容器２１６に対して、ふた２７６、導電性モニタ２２８及びドレインライン２８８を操作可能となるように設けている。より特徴的には、浸漬用の容器２１６とせき集合用の容器２６４の双方またはいずれかに対して操作可能となるようにふた２７６を設けて、これらに対してふた２７６を閉じることで、処理環境が実質的に覆われるようにすることができる。また、ふた２７６は、様々なラインやセンサ用の装置を導入できるように１つまたは複数の手段を備えていてもよい。例えば、図示するように、ふた２７６は処理用のガスライン２９０、２９２及び２９４を導入させており、加熱した窒素ガス、窒素ガス、ＩＰＡ窒素の混合物を帯電防止（アンチスタティック）ノズル（図示せず）に送って、所定の半導体プロセスで用いられるようにすることができる。
【００６４】
さらに、ふた２７６は、計測用の装置２９６、２９７、２９８及び２９９を導入できるようにしている。より特徴的には、温度計測装置２９６を備えており、浸漬用の容器２１６内に操作可能なように取付けて、ここに送られる混合液の温度をモニタできるようにしている。また、下方の液面計測装置２９８、処理用の液面計測装置２９７及びオーバーフロー計測装置２９９を設けて、夫々、浸漬用の容器２１６内で混合液の液面が低いときや、浸漬処理に適する液面にあるときや、または送られた混合液が浸漬用の容器２１６をオーバーフローして、せき集合用の容器２６４内に所定の液面まで集められるときを示せるようにしている。全ての計測装置２９６、２９７、２９８及び２９９は制御システムに対して接続されることができ、望まれれば、これらに応じて、１つまたは複数のプロセス調整が行われるようにしてもよい。
【００６５】
導電性モニタ２２８はせき集合用の容器２６４に対して操作可能なように設けられており、計測装置２９６、２９７、２９８及び２９９と同様に、制御システムに対して接続されることができ、得られた計測によって、制御システムにより任意の所望のプロセスパラメーターを調整させるようにしてもよい。
【００６６】
ドレインライン２８８はダンプ集積用の容器２８３に対して操作可能となるように設けられており、適当な弁（図示せず）を備えて、この弁を開口させることで、ダンプ集積用の容器２８３をドレインさせるようにしてもよい。また、制御ライン２８６をドレインライン２８８と流通させて、オン−オフ弁とオリフィス２８２を操作可能となるように設けてもよい。例えば、制御ライン２８６は、システム２００内で行われる処理にオゾンが用いられるときに、オゾンを低減させるために、適当な量の過酸化水素をドレインライン２８８内に導入させるように用いられてもよい。
【００６７】
さらに、システム２００は、幾つかの製造プロセスと接続して用いることができる、多くのさらなる部品を備えていてもよい。例えば、システム２００は成分の供給ライン２３１、２３３及び２３５を備えて、さらなる成分の供給装置（図示せず）をミキシングマニホールド２１４に対して流通させている。このように設けられて、幾つかのプロセスで用いられるさらなる成分には、フッ化水素酸、オゾン水、または塩酸が含まれる。また、これらを流れる流体を制御するために、成分の供給ライン２３１には弁２３７、２３９及び２４１を備え、成分の供給ライン２３３には弁２４３、２４５及び２４７を備え、また、成分の供給ライン２３５には弁２４９、２５１及び２５３を備えているが、これら弁の全ては対応する供給ラインに対して操作可能となるように取付けられるものとする。
【００６８】
供給ライン２３３を介してオゾン水を供給する場合には、図示したように、通常、システム２００と接続されるようにバイパスライン２５５を設けてドレインできるようにすることが望ましい。特に、バイパスライン２５５は成分の供給ライン２３３と流通するように設けられて、ここを流れる流体を制御できるように、弁２５７を操作可能となるように設ける。さらに、ミキシングマニホールド２１４に塩酸を送るように成分の供給ライン２３５を用いる場合には、通常、ロータメーター２５９のような流体感知装置を成分の供給ライン２３５に対して操作可能となるように備えて、このラインを流れる流体をモニタさせることが望ましい。
【００６９】
システム２００によって実施可能なプロセスの例を１つ挙げると、カスケード用の、一回のフッ化水素酸のエッチングがある。この処理を行うためには、制御システムは制御弁２１０と２１２を操作して、夫々、成分供給装置２０４からは酸素を除去し、イオンを除去した（ＤＤＩ）水を流し、成分供給装置２０２からはフッ化水素酸（ＨＦ）を流して、ミキシングマニホールド２１４内で混合させる。特に、制御システムは制御弁２１０と２１２を操作して、ＤＤＩとＨＦを望ましいように混合させる、つまり、ＨＦの濃度を所望な値に対して少なくとも近づけるように、ＤＤＩ水とＨＦの流量を定める。また、流量計２０６、２０８を用いて、流体制御弁２１０と２１２によりミキシングマニホールド２１４まで実際に送られる流量をモニタさせて、このモニタに従って得られた情報を制御システムに送るようにする。制御システムは、必要に応じて、または望まれれば、流体制御弁２１０と２１２を調整したり、他のプロセスパラメーターを調整してもよい。
【００７０】
上述したように、幾つかの実施形態では、混合されたＨＦの腐食液に対してさらに少量の塩酸を加えることが望ましい場合がある。このことが望まれる場合には、制御システムはロータメーター２５９を用いて計測させながら、オン−オフ弁２５３を操作して適当な量のＨＣｌをミキシングマニホールド２１４に送るようにしてもよい。
【００７１】
弁２５４を適切に位置させると、リアルタイムに用意されたＨＦの混合液がミキシングマニホールド２１４からミキシングマニホールドライン２５０を流れて、全流体計測装置２２４と特性計測装置２２６と接触するように流れる。この例では、ＨＦを利用する特性計測装置２２６は望ましくは導電性計測装置であって、これら計測装置は夫々、全流量と導電性を示す電気信号を制御システムに送る。そして、必要に応じて、制御システムはこの情報を用いて流体制御弁２１０と２１２から送られる流量を調整し、流量計２０６、２０８を再度キャリブレートするシーケンスを開始させたり、または他の任意のプロセスパラメーターを調整させてもよい。
【００７２】
弁２５８を適当に位置させると、混合された腐食液はミキシングマニホールドライン２５０を流れてから弁２５８を通って、浸漬用の容器のフィードライン２７４に流入して、浸漬用の容器２１６の底部に流れ込む。浸漬用の容器内の混合液の液面は液面計測装置２９７、２９８及び２９９によって計測されて、所望の液面に達したとき、１つまたは複数の基板（図示せず）をこの容器内に浸漬させるようにする。
【００７３】
このとき、制御システムは好ましくは流体制御弁２０６と２０８を操作して、流れる流体を比例して減少させて、リアルタイムで混合液のＨＦの濃度を同じように保ちながら、しかしより少ない流量で、つまり‘カスケード’流量で混合液を送るようにする。この送られた混合液の追加の容量により、オーバーフロー用のせき２７０まで浸漬用の容器２１６をオーバーフローさせて、せき集合用の容器２６４とダンプ集積用の容器２８３のいずれか又は双方内に流れるようにする。この混合液または他の流体の浸漬用の容器２１６に向う連続した流れにより、処理の間、浸漬用の容器２１６内で温度や濃度勾配が変化することを避けるようにし、さらに、浸漬用の容器２１６から任意の混入物等を取り除くように作用できるようにする。
【００７４】
さらに、エッチング処理の間、導電性計測装置２２８を用いて、ＨＦの濃度をモニタさせる。このような計測は制御システムと交信されて、必要に応じて、または望まれれば、任意の所望のプロセスパラメーターを調整するために用いられてもよい。尚、図示した導電性計測装置２２８は、浸漬用の容器２１６に近接し、かつ、この外側で、サンプルの回路上に設けられているが、導電性計測装置２２８はさらに、せき集合用の容器２６４または浸漬用の容器２１６のいずれかに対して操作可能となるように設けられてもよい。
【００７５】
エッチング処理の終了は選択的に、温度計測装置２９６と導電性計測装置２２８の双方またはいずれかから得られた計測に応じて、制御システムによって決定され、かつ、制御されるようにしてもよい。このようにシステム２００を用いることで、制御システムにより、送られる成分と混合液の双方またはいずれかの流量と、混合されたエッチング溶液の温度と濃度の双方またはいずれかに基いた判断に応じて、エッチング処理の時間をフィードバック様式で、動的に制御することができる。
【００７６】
一度、エッチング処理の時間に至ると、最初に推測されたように、または動的に調整されたように、制御システムは流体制御弁を閉鎖させて、混合されたＨＦが浸漬用の容器２１６内に流れ込むことを止めさせる。次に、クイックダンプ弁２７８とドレイン弁（図示せず）を開口させて、混合されたＨＦをダンプ集積用の容器２８３からドレインさせて、ドレインライン２８８から排出させるようにして、浸漬用の容器２１６をドレインできるようにする。また、ＨＦをすすぎ落とし、エッチング処理を停止させるための、洗浄用のＤＩ水を高い流量で供給することで、混合されたＨＦを供給することを停止させてもよい。この場合、ＤＩ水は単に容器２８３内で混合されたＨＦと入れ替わることになる。この後、任意の適当なプロセスで、基板を乾燥することが可能になる。
【００７７】
一度、浸漬用の容器２１６が実質的に空になり、またこの中の基板が乾燥されると、制御システムは制御弁２４７を所望の流量で開口させて、オゾン水の供給装置（図示せず）からオゾン水を成分の供給ライン２３３を通ってミキシングマニホールド２１４内に流入させ、かつミキシングマニホールドライン２５０を通って浸漬用の容器２１６内に流入させるようにする。この手続は、１つのタンクでエッチングと、すすぎ落としと、オゾン処理を行う場合に効果的である。
【００７８】
次に、図３を参照して、緩衝酸化エッチ（buffered oxide etch）を用いて基板をエッチングするのに用いる再循環システム３００についてより具体的に説明する。尚、システム３００はシステム２００と同一の部品を多く含むため、重複する部品については、以下において説明しない。むしろ、システム３００で用いられる、異なる部品についてのみ説明し、同様の部品については、システム２００の参照番号の１００番台の番号を繰り上げるように、同様の参照番号を用いて参照する。例えば、図２では符合２２０を用いてキャリブレーション用の容器について参照しているが、図３では符合３２０を用いてキャリブレーション用の容器について参照する。
【００７９】
図２を参照して既に説明した上記部品に加えて、図３に示したシステムはさらに、流量計３０７と３０９と流体制御弁３１７と３０５と、ヒーター／冷却装置３８７及び再循環用ライン３７１を含む。さらに、システム３００は制御システム（図示せず）を備えて、流量計３０６、３０７、３０８、３０９及び３２４と特性計測装置３２６と３２８から得られる情報に応じて、混合された腐食液の任意のプロセスパラメーターや任意の特性を制御できるようにする。
【００８０】
より特徴的には、予め混合されたＨＦ溶液（図示せず）を供給するような成分供給装置を成分の供給ライン３０１を介してミキシングマニホールド３１４と流通させる。予め混合されたＨＦ溶液の成分供給装置（図示せず）からミキシングマニホールド３１４までの流れは流量計３０７によってモニタされるが、流量計３０７は成分の供給ライン３０１に関して操作可能となるように設けられており、かつ制御システムと接続されている。また、ＨＦ溶液の成分供給装置からミキシングマニホールド３１４までの流量は、同様に制御システムと接続されている制御弁３１７によって制御される。また、成分の供給ライン３０１に対してはロックアウト弁３１１、オン−オフ弁３１３及び圧力計３１５が操作可能となるように設けられており、予め混合されたＨＦ溶液の成分供給装置からの流れを制御することを補助させている。
【００８１】
幾つかの実施形態では、例えばアンモニア水を供給するような成分供給装置（図示せず）をさらに備えて、成分の供給ライン３０３を介してミキシングマニホールド３１４と流通させる。アンモニア水の成分供給装置からミキシングマニホールド３１４までの流れは流量計３０９によってモニタされるが、流量計３０９は成分の供給ライン３０３に関して操作可能となるように設けられ、かつ制御システムと接続されている。また、アンモニア水の成分供給装置からミキシングマニホールド３１４までの流量は、同様に制御システムと接続されている制御弁３０５によって制御される。また、成分の供給ライン３０３に対しては流量計３０９の上流側に弁３２１が操作可能となるように設けられており、アンモニア水の成分供給装置からの流れを制御することを補助させている。
【００８２】
図２を参照して上述した部品に加えて、浸漬用の容器３１６はさらに、ヒーター／冷却装置３８７と再循環用ライン３７１を備えている。より特徴的には、ヒーター／冷却装置３８７は、浸漬用の容器３１６、せき集合用の容器３６４及び再循環用ライン３７１に対して操作可能となるように設けられており、少なくともこれらの内容物の一部を温暖または冷却できるようにしている。この結果、システム３００は、浸漬用の容器３１６の内容物の温度を維持させたり、または調整させる手段を備えることができる。
【００８３】
再循環用ライン３７１は、せき集合用の容器３６４をミキシングマニホールドライン３５０に対して、全流体計測装置３２４の上流側と３方向弁３５４の下流側で接続させている。このため、再循環用ライン３７１は、リアルタイムに用意された混合液をせき集合用の容器３６４からミキシングマニホールドライン３５０を介して流体処理に戻すように再循環させて、この結果、浸漬用の容器３１６に戻すことができる。再循環用ライン３７１には、ポンプ３７３、フィルタ３７９及び３方向弁３８５が含まれている。
【００８４】
より特徴的には、再循環用ライン３７１は、せき集合用の容器３６４に対して流通し、かつ操作可能となるように取付けられており、混合された腐食液がこれらをまっすぐに流れるようにする。ポンプ３７３は、再循環用ライン３７１に対して操作可能となるように設けられており、再循環用ライン３７１内を混合された腐食液が流れるようにしたり、または補助することができる。また、再循環用ライン３７１はフィルタ３７９と流通しており、弁（図示せず）を備えて、再循環用ライン３７１内の内容物を濾過させるようにしたり、またフィルタ３７９を空にできるようにする。そして、３方向バイパス弁３８５を介して、再循環用ライン３７１をミキシングマニホールドライン３５０に対して接続させて、流通させている。
【００８５】
特に、３方向バイパス弁３８５は、ミキシングマニホールド３１４からの流れを、ミキシングマニホールドライン３５０を通って浸漬用の容器３１６内に流入させて、混合された腐食液を浸漬用の容器３１６内に提供できるように設けられている。さらに、３方向バイパス弁３８５は、再循環用ライン３７１から流れる混合された腐食液をミキシングマニホールドライン３５０内に流入させて、浸漬用の容器３１６内に再度流入させることで、再循環用ライン３７１によって浸漬用の容器３１６内の混合液を再循環できるように設けられており、このようにしなければ浸漬用の容器３１６内で形成され得る温度や濃度勾配を最小にしたり、防ぐようにすることと、浸漬用の容器３１６内の内容物を取り除くことの双方またはいずれかを行えるようにしている。
【００８６】
システム３００によって実施可能なプロセスの例を１つ挙げると、緩衝酸化エッチまたは‘ＢＯＥ（buffered oxide etch）’のプロセスがあり、後述のように行うことができる。即ち、制御システムを用いて流体制御弁３１０、３１２及び３０５を操作させて、冷却し濾過されたＤＩ水、４９％ＨＦ及びアンモニア水を夫々、ミキシングマニホールド３１４内で混合させるようにする。特に、制御システムを用いて流体制御弁３１０、３１２及び３０５を操作させて、少なくとも所望のＢＯＥ溶液の近似で混合液が得られるように、ＤＩ水、４９％ＨＦ及びアンモニア水の流量を提供する。また、流量計３０６、３０８及び３０９を用いて、流体制御弁３１０、３１２及び３０５によってミキシングマニホールド３１４まで実際に送られる流量をモニタさせて、このモニタに基く情報を制御システムに送るようにする。次に、制御システムは、必要に応じて、流体制御弁３１０、３１７、３１２及び３０５から送られる流量のような、任意のプロセスパラメーターを調整する。
【００８７】
次に、３方向バイパス弁３５４と３８５を適切に位置させて、混合されたＢＯＥをミキシングマニホールド３１４からミキシングマニホールドライン３５０を通るように流して、全流体計測装置３２４及び特性計測装置３２６と、また望ましくはＢＯＥアプリケーション内の濃度計測装置と接触するように流動させて、夫々、全体の流量と濃度を示す電気信号を制御システムに送るようにする。必要に応じて、制御システムはこの情報を用いて、流体制御弁３１０、３１２及び３０５から送られる流量のような、任意のプロセスパラメーターや特性を調整してもよく、また、必要に応じて、制御システムは流量計３０６、３０８及び３０９のキャリブレーションシーケンスを開始させてもよい。
【００８８】
上述したように、幾つかの実施形態では、混合された腐食液に少量の塩酸を加えることが望ましい場合がある。このようなことが望ましい場合には、制御システムは、ロータメーター３５９によって計測させながら、オン−オフ弁３５３を操作して適当な量のＨＣｌをミキシングマニホールド３１４に送るようにしてもよい。
【００８９】
図示したシステムでは、任意の適当な分配方法を用いて、混合されたＢＯＥを、ミキシングマニホールドライン３５０を通って浸漬用の容器３１６内に流入させるように流すことができる。浸漬用の容器３１６内の混合されたＢＯＥの液面は液面計測装置３９７、３９８及び３９９によって計測されて、処理用の液面に達すると、再循環用ライン３７１に供給することを開始させてもよい。一度、再循環用ライン３７１と浸漬用の容器が混合液により十分に供給されると、ポンプ３７３の操作を開始して、混合されたＢＯＥをせき集合用の容器３６４から再循環用ライン３７１を通って浸漬用の容器３１６内に戻すように流動させる。再循環用ライン３７１とオーバーフロー集合用のせき３６４に対してはヒーター／冷却装置３８７を操作可能なように設けているため、再循環した混合されたＢＯＥ溶液を浸漬用の容器３１６内に再度流入させる前に、暖めたり、冷却することができる。このように、再循環用ライン３７１は浸漬用の容器３１６の内容物を再循環させるため、浸漬用の容器３１６内で起こり得る温度や濃度勾配の形成を防ぐことと、浸漬用の容器３１６内の内容物を取り除くことの双方またはいずれかを補助することができる。
【００９０】
一度、処理レベルに達すると、再循環用ポンプを開始させて、１つまたは複数の基板を浸漬用の容器３１６内に浸漬させてもよい。また、エッチング処理の間、導電性計測装置３２８を用いて混合されたＢＯＥの濃度をモニタさせて、制御システムと交信させながら、適当な濃度が保たれていることを確認できるようにしてもよい。さらに、温度計測装置３９６を用いて、混合されたＢＯＥの温度を常時モニタできるようにしてもよい。また、制御システムを用いてこれら計測に従って、必要に応じて、任意のプロセスパラメーターを調整させてもよい。
【００９１】
エッチ処理の終了は、選択的に、また好ましくは、温度計測装置３９６と導電性モニタ３２８の双方またはいずれかから得られる計測に応じて、制御システムが決定し、制御するようにしてもよい。好ましくは、このようにシステム３００を用いることで、混合されたＢＯＥの成分のうちの１つの温度と濃度の双方またはいずれかに応じて、制御システムを用いてエッチング処理の時間をフィードフォワード様式で動的に制御することができる。
【００９２】
一度、エッチ処理時間に至ると、最初に推測されたように、または動的に調整されたように、基板を浸漬用の容器３１６から取出して、さらに所望なように処理させてもよい。また、再循環用のポンプを連続して操作して、１つまたはセットの新しい基板を浸漬用の容器３１６内に浸漬させてもよい。即ち、浸漬用の容器３１６の内容物を取り替える必要が生じる前に、多くの基板またはセットの基板を処理させてもよい。
【００９３】
または、制御システムを用いて制御弁３４７を操作して所望の流量で開口させて、オゾン水の供給装置（図示せず）からオゾン水を成分供給ライン３３３を通ってミキシングマニホールド内に流入させて、ミキシングマニホールドライン３５０を通って浸漬用の容器３１６内に流入させてもよい。次に、ダンプ集積用の容器３７０上に操作可能となるように設けたクイックダンプ弁３７８と弁を開口させてもよい。このように、浸漬用の容器３１６をフラッシュアウトさせると同時に、この内部の基板をすすぎ落とすようにしてもよい。
【００９４】
次に、図４を参照して、例えば、ＳＣＩ洗浄プロセスに従うように、基板を洗浄することができる再循環用のシステム４００について説明する。尚、システム４００はシステム２００及び３００と同一の部品を多く含むため、重複する部品については、以下において説明しない。むしろ、システム４００で用いられる、異なる部品についてのみ説明し、同様の部品については、システム２００及び３００の参照番号の１００番台と２００番台の番号を夫々繰り上げるように、同様の参照番号を用いて参照する。例えば、図２では符合２２０を用いてキャリブレーション用の容器について参照しているが、図４では符合４２０を用いてキャリブレーション用の容器について参照する。また、図３では符合３７１を用いて再循環用ラインについて参照しているが、図４では符合４７１を用いて再循環用ラインについて参照する。
【００９５】
図２及び３に関して上述した部品に加えて、さらに、図４ではヒーター５０３、（一つまたは複数の）スプレーバー５０５、メガソニック装置５０９、５１１、５１３及び５１４、特性計測装置４２６から送られた計測をオフ−ラインする手段、さらに、オゾン除去するためのドレインライン４８８に過酸化水素を送るための手段を含む。
【００９６】
図４に示すように、浸漬用の容器４１６内に操作可能に設けられる１つまたは複数のスプレーバー５０５と流通するようにバイパスライン４４１を設ける。また、バイパスライン４４１と流通するように、調整可能なニードル５０３と調整可能なバイパス弁５０７を設けて、バイパスライン４４１から送られる成分の流れがバイパス弁５０７を介して流れても、ニードル５０３によってバイパスライン４４１から送られる成分のうちの少なくとも幾分かを常時流して、スプレーバー５０５を通るようにして、例えば、この内部で任意のバクテリアが繁殖するのを防いだり、最小にさせるようにする。
【００９７】
また、メガソニック装置５０９、５１１、５１３及び５１４をバイパスライン４４１に対して任意の適当な弁接続部（図示せず）を介して取付ける。より特徴的には、メガソニック装置は、メガソニック供給ライン５０９、ガスを除去するためのモジュール５１４、オン−オフ弁５１３及び変換器列５１１を含む。この際、メガソニック供給ライン５０９は弁（図示せず）を介してバイパスライン４４１と流通している。また、オン−オフ弁５１３はメガソニック供給ライン５０９に対して操作可能となるように設けられて、内部を流れる流体の制御を補助できるようにする。さらに、ガスを除去するためのモジュール５１４は供給ライン５０９と流通するとともに、真空源（図示せず）と操作可能となるように接続されて、供給ライン５０９を通って送られる流体から任意の泡を取り除けるようにする。供給ライン５０９によって、変換器列５１１と浸漬用の容器４１６との間のスペースにガスを除去した流体を送って、浸漬用の容器４１６の底面に対してメガソニックエネルギーを送るための媒体を提供できるようにする。このように、システム４００にメガソニック装置５０９、５１１、５１３及び５１４を備えることにより、必要に応じて、浸漬用の容器４１６は基板に対してメガソニック処理を行えるようにする。
【００９８】
さらに、システム４００は、過酸化水素供給ライン５２３を介して、過酸化水素をさらに送れるようにする。特に、過酸化水素供給ラインは、この上流側の終端部で成分の供給ライン４４６と流通しており、かつ、この下流側でドレインライン４８８と流通している。このように、望まれれば、過酸化水素をドレインライン４８８に送れるようにして、例えば、オゾンを低減させるように用いてもよい。
【００９９】
さらに、システム４００は、計測装置４２６を用いて、システム４００によって生成された混合液の任意の所望の特性をオフラインで計測できるようにする。特に、計測供給ライン５１５を備えて、任意の適当な弁接続部（図示せず）を介してミキシングマニホールドライン４５０と流通させる。計測供給ライン５１５に対しては、任意の数または組み合わせの所望の特性計測装置を操作可能に設けてもよく、特に図示したシステム４００では、濃度計測アナライザー４２６とロータメーター５１７を設けている。ロータメーター５１７に対しては、調整可能な弁５１９を操作可能となるように設けて、濃度計測アナライザー４２６内に流入する流体の流れを必要に応じて調整できるようにしてもよい。さらに、計測供給ライン５１５に対して操作可能となるように冷却装置５２１を備えて、必要に応じて、計測供給ライン５１５内を流れる混合液または流体の温度を、濃度計測アナライザー４２６に至る前に減少させるようにしてもよい。
【０１００】
システム４００によって実施可能なプロセスの例を１つ挙げると、ＳＣｌの洗浄プロセスがある。このプロセスを行うためには、制御システムは最初に、このことが望まれた場合に、流体制御弁４４７を操作してオゾン水をミキシングマニホールド４１４内に流してから、ミキシングマニホールドライン４５０を通らせて、浸漬用の容器４１６内に流入させて、前もってすすぎ落とし処理を行わせる。この処理が行われて、かつ、ダンプ集積用の容器の操作によって浸漬用の容器４１６からオゾン水が取り除かれると、制御システムは流体制御弁４１０、４１７、４１２及び４０５を操作して、冷却し濾過されたＤＩ水、暖められ圧力調整されて濾過されたＤＩ水、過酸化水素及びアンモニア水を夫々、ミキシングマニホールド４１４内で混合させて、少なくとも所望の成分と温度を近似して備える、洗浄用の混合液を形成させるようにする。流量計４０６、４０７、４０８及び４０９は、夫々流体制御弁４１０、４１７、４１２及び４０５を通ってミキシングマニホールド４１４まで実際に送られる流量をモニタして、この結果に基く情報を制御システムに送るようにする。次に、制御システムは、必要に応じて、または望まれれば、流体制御弁４１０、４１７、４１２及び４０５によって送られる流量のような任意のプロセスまたは特性パラメーターを調整する。
【０１０１】
次に、３方向バイパス弁４５４と４８５を適切に位置させると、混合された洗浄溶液がミキシングマニホールド４１４からミキシングマニホールドライン４５０を通って、全流量を示す電気信号を制御システムに送ることができる全流体計測装置４２４と接触するように流れる。必要に応じて、制御システムはこの情報を用いて、任意のプロセスまたは特性パラメーターを調整してもよい。
【０１０２】
そして、スパージャー（spargers）のような任意の分配手段を用いて、混合された洗浄溶液を、ミキシングマニホールドライン４５０を通って、浸漬用の容器４１６内に流入させてもよい。浸漬用のタンク４１６内の混合された洗浄溶液の液面は液面計測装置４９７と４９９によって計測されて、所望の液面に達したとき、再循環用ライン４７１を供給することを開始してもよい。一度、再循環用ライン４７１と浸漬用の容器が混合液によって十分に供給されたならば、ポンプ４７３の操作を開始して、混合されたＢＯＥをせき集合用の容器４６４から再循環用ライン４７１を通って浸漬用の容器４１６内に戻すように流してもよい。また、再循環用ライン４７１に対してヒーター５０３を操作可能となるように設けるため、再循環された、混合されたＢＯＥ溶液を浸漬用の容器４１６内に再度流入させる前に暖めることができる。このように、再循環用ライン４７１によって浸漬用の容器４１６内の内容物を再循環させて、浸漬用の容器４１６内で起こり得る温度や濃度勾配の形成を防ぐことと、浸漬用の容器４１６内の内容物を取り除くことの双方またはいずれかを補助できるようにする。
【０１０３】
浸漬用の容器４１６が混合液によって実質的に満たされる前後に、浸漬用の容器４１６内に１つまたは複数の基板を設けてもよい。浸漬用の容器４１６内に基板を設けると、満たされた浸漬用の容器４１６と、変換器列５１１から提供されるメガソニックをとともに作用させて、好ましい処理効果を提供することができる。または、一度、浸漬用の容器４１６が満たされて、再循環用ポンプ４７３の操作が開始されたとき、１つまたは複数の基板を浸漬用の容器４１６内に浸漬させてもよい。
【０１０４】
洗浄処理の間、導電性計測装置４２８を用いて混合された洗浄溶液の任意の成分の濃度をモニタさせて、制御システムと交信しながら、適当に濃度が保たれていることを保証できるようにしてもよい。さらに、温度計測装置４９６を用いて混合された洗浄溶液の温度を常時モニタさせてもよい。制御システムは、温度計測装置４９６と導電性計測装置４２８の双方またはいずれかから得られた情報に基いて、任意の処理用のパラメーターを調整してもよい。
【０１０５】
洗浄処理の終了は選択的に、温度計測装置４９６と導電性モニタ４２８の双方またはいずれかから得られた計測に応じて、制御システムによって決定され、かつ、制御されるようにしてもよい。このようにシステム４００を用いることで、制御システムを用いて、混合された洗浄溶液の成分の１つの温度と濃度の双方またはいずれかに応じて、フィードフォワード様式で、洗浄時間を動的に制御することができる。
【０１０６】
一度、洗浄時間に至ると、最初に推測されたように、または、動的に調整されたように、ダンプ集積用の容器４８３と流通しているクイックダンプ弁４７８と弁（図示せず）を望ましくは開口させて、混合された洗浄溶液をダンプ集積用の容器４８３からドレインさせて、ドレインライン４８８から流出させる。一度、浸漬用の容器４１６が実質的に空になると、制御システムは流体制御弁４６１を操作して、バイパスライン４４１を通るようにスプレーバー５０５まで水を流して、基板を効果的にすすぎ落とすようにする。さらに、望まれれば、クイックダンプサークルの一連を開始させて、スプレーバー５０５からの流れにより、浸漬用の容器４１６を連続的に満たし、かつ空にさせて、対応するように、ダンプ集積用の容器の弁を操作する。
【０１０７】
以上、上述した本明細書では、本発明に係る様々な特徴と利点について説明した。しかしながら、図示した本発明の実施形態は特定の様式について記載されたものであって、本発明の技術思想と本発明の範囲から逸脱することなく、例えば、システムの部品やこの構成に対して修正を加えるように、様々な変形等を行うことは可能であることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】本発明の実施形態に従って、リアルタイムに用意された混合液の１つまたは複数の特性、１つまたは複数のプロセスパラメーター、及び／または処理用の成分のキャリブレーションの予防用のフィードバックや、閉ループフィードバックまたはフィードフォワード制御を提供できるシステムの概略的なダイアグラムを示す図である。
【図２】本発明の実施形態に従って、リアルタイムに用意された混合液の１つまたは複数の特性、１つまたは複数のプロセスパラメーター、及び／または処理用の成分のキャリブレーションの予防用のフィードバックや、閉ループフィードバックまたはフィードフォワード制御を提供できる、洗浄、すすぎ落とし及びエッチング処理を行うシステムの概略的なダイアグラムを例示する図である。
【図３】本発明の実施形態に従って、リアルタイムに混合された腐食液の１つまたは複数の特性、１つまたは複数のプロセスパラメーター、及び／または処理用の成分のキャリブレーションの予防用のフィードバックや、閉ループフィードバックまたはフィードフォワード制御を提供できる、制御可能に再循環する特徴を備えた、エッチングシステムの概略的なダイアグラムを例示する図である。
【図４】本発明の実施形態に従って、リアルタイムに混合された洗浄液の１つまたは複数の特性、１つまたは複数のプロセスパラメーター、及び／または処理用の成分のキャリブレーションの予防用のフィードバックや、閉ループフィードバックまたはフィードフォワード制御を提供できる、制御可能に再循環する特徴を備えた、洗浄システムの概略的なダイアグラムを例示する図である。
【符号の説明】
【０１０９】
１００、２００、３００、４００  システム
１０２、１０４、２０２、２０４  成分供給装置
１０６、１０８、２０６、２０８、３０６、３０７、３０８、３０９、４０６、４０７、４０８、４０９  流量計
１１０、１１２、２１０、２１２、３０５、３１０、３１２、３１７、４０５、４１０、４１２、４１７  流体制御弁
１１４、２１４、３１４、４１４  ミキシングマニホールド
１１６、２１６、３１６、４１６  浸漬用の容器
１１８  制御システム
１２０、２２０、３２０、４２０  キャリブレーション用の容器
１２４、２２４、３２４、４２４  全流体計測装置
１２６、１２８、２２６、２２８、３２６、３２８、４２６、４２８  特性計測装置
【図１】
2005510054.tif 000004
【図２】
2005510054.tif 000005
【図３】
2005510054.tif 000006
【図４】
2005510054.tif 000007
【国際調査報告】
2005510054.tif 000008
2005510054.tif 000009