(57)【要約】      （修正有）【課題】液剤の濃度測定に係る校正を行いながらも、半導体製造プロセスを中断することなく、しかも液剤が流れている間は確実に濃度測定ができる半導体製造システムを提供する。【解決手段】流路３４にプロセスで用いられる第１流体と濃度既知の第２流体とを排他的に流すとともに、該流路３４に流れている流体が前記第２流体かどうかを示す状態信号を出力する本体装置３と、前記流路を流れる流体における所定成分の濃度を測定する濃度測定部４４１、前記本体装置から状態信号を受信する状態信号受信部４４２、及び、前記状態信号の値によって前記流路に第２流体が流れていると判断される期間に前記濃度測定部で測定された測定値である基準測定値を取得し、該基準測定値によって前記濃度測定部４４１の校正を行う校正部４４３を有する濃度測定装置４とを具備するようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流路を有し、該流路に製造処理プロセスで用いられる第１流体と同製造処理プロセスで用いられる濃度既知の第２流体とを排他的に流すとともに、該流路に流れている流体が前記第２流体かどうかを示す状態信号を出力する本体装置とともに用いられるものであり、
前記流路を流れる流体における所定成分の濃度を測定する濃度測定部と、
前記本体装置から状態信号を受信する状態信号受信部と、
前記状態信号によって前記流路に第２流体が流れていると判断される期間に前記濃度測定部で測定された測定値である基準測定値を取得し、該基準測定値によって前記濃度測定部の校正を行う校正部とを有することを特徴とする濃度測定装置。
【請求項２】
前記製造処理プロセスが半導体製造プロセスであり、前記本体装置が、半導体基板洗浄期間、半導体基板搬送期間、半導体基板乾燥期間及び待機期間のうちの少なくともいずれかの期間において、前記第２流体を前記流路に流すことを特徴とする請求項１記載の濃度測定装置。
【請求項３】
前記本体装置が、導入された１又は複数の原液と前記第２流体とを所定比率で混合して第１流体を生成し、前記流路に流す混合部を具備したものであり、
第２流体を流路に流す場合には、前記原液の混合部への導入を停止するようにしていることを特徴とする請求項１又は２記載の濃度測定装置。
【請求項４】
前記第２流体が希釈液であり、前記校正部がオフセット補正を校正として行うものである請求項３記載の濃度測定装置。
【請求項５】
前記濃度測定装置が、前記流路上に設けられた透明セルと、該透明セルの一方から光を照射する光源部と、前記透明セルを透過した光を受光してその強度に応じた値の信号を出力する光検出部と、該光検出部の検出信号値に所定の演算を施して前記流体の濃度を算出する濃度測定部とを具備したものであり、
前記校正部が、前記演算に補正を施すものである請求項１乃至４いずれか記載の濃度測定装置。
【請求項６】
流路を有し、該流路に製造処理プロセスで用いられる第１流体と同製造処理プロセスで用いられる濃度既知の第２流体とを排他的に流すとともに、該流路に流れている流体が前記第２流体かどうかを示す状態信号を出力する本体装置と、
前記流路を流れる流体における所定成分の濃度を測定する濃度測定部、前記本体装置から状態信号を受信する状態信号受信部、及び、前記状態信号の値によって前記流路に第２流体が流れていると判断される期間に前記濃度測定部で測定された測定値である基準測定値を取得し、該基準測定値によって前記濃度測定部の校正を行う校正部を有する濃度測定装置とを具備していることを特徴とする製造処理システム。
【請求項７】
製造処理プロセスで用いられる第１流体と同製造処理プロセスで用いられる濃度既知の第２流体とを同一流路に排他的に流すとともに、該流路に流れている流体が前記第２流体かどうかを示す状態信号を出力し、
該状態信号の値によって前記流路に第２流体が流れていると判断される期間に該流路を流れる第２流体の濃度を測定し、
その測定結果である基準測定値に基づいて前記濃度測定の校正を行うことを特徴とする校正方法。
【請求項８】
前記製造処理プロセスが半導体製造プロセスであって、半導体基板洗浄期間、半導体基板搬送期間、半導体基板乾燥期間及び待機期間のうちの少なくともいずれかの期間において、前記第２流体を前記流路に流すことを特徴とする請求項７記載の校正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造システムなどの製造処理プロセス、及びその製造処理プロセスで用いられる洗浄用薬液などの成分濃度を測定する濃度測定装置等に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造システムで用いられる洗浄用薬液などの液剤は、濃度管理が必要であり、その濃度管理のために、システムには、本体装置の他に濃度測定装置が設けられている。従来のこの種の濃度測定装置としては、例えば、前記本体装置における液剤が流れている流路上にセルを設けておき、そのセルに光を照射し、そのときの吸光度に基づいて液剤の成分濃度を測定するようにしたものが知られている。
【０００３】
一方、かかる濃度測定装置の校正を行う場合は、例えば特許文献１に示すように、半導体製造プロセスを休止して液剤を止めておき、その代わりに濃度が既知の基準試料（この特許文献１では空気）を流して濃度測定し、校正用の補正データを取得するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２７４１４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した構成であると、校正時には半導体製造プロセスを中断しなければならない。また、半導体製造プロセスを中断しないようにすべく、校正時にセルを移動させて校正用セルに置き換えるものも考えられてはいるが、このようなものであると、校正中に液剤の濃度測定が中断するし、セル移動のための駆動機構が必要になって構造が複雑化するといった問題が生じる。
【０００６】
本発明は、前記本体装置において、液剤等が常に流れているわけではなく、液剤等を洗い流すための水などが流れるタイミングがあることに着目してなされたものであって、液剤等の濃度測定に係る校正を定期的に行いながらも、製造処理プロセスを中断することなく、なおかつ、液剤等が流れている間は確実に濃度測定ができ、しかも構造的に無理のない製造処理システム及びそれに用いられる濃度測定装置等を提供することをその主たる所期課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
すなわち、本発明に係る濃度測定装置は、流路を有し、該流路に製造処理プロセスで用いられる第１流体と同製造処理プロセスで用いられる濃度既知の第２流体とを排他的に流すとともに、該流路に流れている流体が前記第２流体かどうかを示す状態信号を出力する本体装置とともに用いられるものであって、
前記流路を流れる流体における所定成分の濃度を測定する濃度測定部、前記本体装置から状態信号を受信する状態信号受信部、及び、前記状態信号の値によって前記流路に第２流体が流れていると判断される期間に前記濃度測定部で測定された測定値である基準測定値を取得し、該基準測定値によって前記濃度測定部の校正を行う校正部を具備していることを特徴とするものである。
【０００８】
このようなものであれば、製造処理プロセス中において、濃度が既知の第２流体が流れているタイミングを濃度測定装置が把握して、そのタイミングで該第２流体を利用して基準測定値を取得し、校正を行うので、製造処理プロセスを中断することなく校正でき、しかも、濃度測定が必要な第１流体が流れている間は確実に濃度測定ができる。また、セルに固定タイプのものを用いることができるので、駆動機構等が不要で、構造の簡単化を図れる。
なお、第１流体と第２流体とは、同一種の流体でも構わないが、第２流体は測定すべき所定成分の濃度が既知である必要がある。また、製造処理プロセスとしては、例えば半導体製造プロセス、太陽電池製造プロセス、液晶製造プロセス、メッキプロセスなどのように、物理処理プロセスや化学処理プロセスを挙げることができる。
【０００９】
例えば製造処理プロセスが半導体製造プロセスの場合においては、前記本体装置が、半導体基板洗浄期間、半導体基板搬送期間、半導体基板乾燥期間及び待機期間のうちの少なくともいずれかの期間において、前記第２流体を前記流路に流すものを挙げることができる。
【００１０】
本発明の効果が特に顕著となる実施態様としては、前記本体装置が、導入された１又は複数の原液と前記第２流体とを所定比率で混合して第１流体を生成し、前記流路に流す混合部を具備したものであり、第２流体を流路に流す場合には、前記原液の混合部への導入を停止するようにしているものが望ましい。
【００１１】
第２流体としては、水などの希釈液を挙げることができ、その場合は、第２流体の吸光度を略０と見なせるので、前記校正部がオフセット補正を校正として行うようにしておけばよい。
【００１２】
前記濃度測定装置の具体的態様としては、該濃度測定装置が、前記流路上に設けられた透明セルと、該透明セルの一方から光を照射する光源部と、前記透明セルを透過した光を受光してその強度に応じた値の信号を出力する光検出部と、該光検出部の検出信号値に所定の演算を施して前記流体の濃度を算出する濃度測定部とを具備したものであり、前記校正部が、前記演算に補正を施すものを挙げることができる。
【００１３】
また、同様の作用効果を奏するものとして、本発明に係る製造処理システムは、流路を有し、該流路に製造処理プロセスで用いられる第１流体と同製造処理プロセスで用いられる濃度既知の第２流体とを排他的に流すとともに、該流路に流れている流体が前記第２流体かどうかを示す状態信号を出力する本体装置と、
前記流路を流れる流体における所定成分の濃度を測定する濃度測定部と、前記本体装置から状態信号を受信する状態信号受信部と、前記状態信号の値によって前記流路に第２流体が流れているか否かを判断し、第２流体が流路を流れていると判断した期間に前記濃度測定部で測定された測定値である基準測定値を取得し、該基準測定値によって前記濃度測定部の校正を行う校正部とを有する濃度測定装置とを具備していることを特徴とするものである。なお、第２流体が流れているか否かを判断するのは本体装置側で行っても構わない。
【００１４】
また、同様の作用効果を奏するものとして、本発明に係る校正方法は、製造処理プロセスで用いられる第１流体と同製造処理プロセスで用いられる濃度既知の第２流体とを同一流路に排他的に流すとともに、該流路に流れている流体が前記第２流体かどうかを示す状態信号を出力し、該状態信号の値によって前記流路に第２流体が流れているか否かを判断し、第２流体が流路を流れていると判断した期間に該流路を流れる第２流体の濃度を測定し、その測定結果である基準測定値に基づいて前記濃度測定の校正を行うことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
以上に述べた本発明によれば、製造処理プロセス中において、濃度測定が必要な第１流体ではなく、濃度が既知の第２流体が流れているタイミングを濃度測定装置が把握して、そのタイミングで該第２流体を利用して基準測定値を取得し、校正を行うので、半導体製造プロセスを中断することなく校正でき、なおかつ、第１流体が流れている間は確実に濃度測定ができる。また、セルに固定タイプのものを用いることができるので、駆動機構等が不要で、構造の簡単化を図れる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態における半導体製造システムの概要を示す模式的全体図。
【図２】同実施形態における希釈液、洗浄用薬液が流れるタイミングと状態信号の出力タイミングを示すタイミングチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本実施形態に係る濃度測定装置を図面を参照して説明する。
【００１８】
図１は、本実施形態に係る半導体製造システム１００を示す模式図である。この半導体製造システム１００は、ここでは洗浄プロセスに用いられるものであり、半導体基板Ｂを１枚１枚プロセスチャンバ１に搬送してプロセスを施すいわゆる枚様式のものである。
【００１９】
前記洗浄プロセスとしては、請求項で言う第１流体である洗浄用薬液を半導体基板Ｂに吹き付けたり、半導体基板Ｂを乾燥させたりする工程が含まれるが、そのために、この半導体製造システム１００には、同図に示すように、半導体基板Ｂを搬送する図示しない搬送装置や、半導体基板Ｂに洗浄用薬液を吹き付ける本体装置たる液剤供給装置３、前記第１流体を測定試料としてその成分濃度を測定する濃度測定装置４等が設けられている。
【００２０】
液剤供給装置３は、図１に示すように、複数の溶質（ここでは原液）と第２流体である溶媒（ここでは希釈液）とを混合して前記洗浄用薬液を生成し、前記半導体基板Ｂに供給するものであり、各原液が導入される原液導入ポート３１と、希釈液が導入される希釈液導入ポート３２と、内部に導入された原液及び希釈液を混合して洗浄用薬液を生成する混合部３３と、混合部３３から洗浄用薬液を送出する流路たる液剤送出路３４と、液剤送出路３４の先端部に設けられて洗浄用薬液を半導体基板Ｂに噴出するノズル部３５と、図示しないバルブを駆動して各原液及び希釈液の流量を制御する制御部３６と有している。
【００２１】
そして、この液剤供給装置３は、前記制御部３６によるバルブ制御によって原液及び希釈液の流量を制御し、成分や濃度の異なる複数種類の洗浄用薬液を次々生成し、順にノズル部３５から半導体基板Ｂに吹き付ける洗浄プロセスを行う。その一例を図２（ａ）のタイミングチャートに示す。
【００２２】
ここでは、半導体基板Ｂを所定位置に搬入し、そこで成分の異なる第１洗浄用液剤〜第４洗浄用薬液を間欠的に順に吹き付けて洗浄し、その後、一定期間乾燥させて搬出するという工程を単位プロセスとして、この単位プロセスを、異なる半導体基板Ｂについて周期的に繰り返すようにしている。
【００２３】
そして、前記半導体基板Ｂの乾燥期間（搬送期間）、及び洗浄用薬液の吹き付けと次の洗浄用薬液の吹き付けとの間の期間では、前記制御部３６の動作によって、前記希釈液のみがパージ液として液剤送出路３４を流れるように構成してある。なお、乾燥期間（搬送期間）のほぼ全期間において、希釈液は切替バルブＶによってノズル部３５を通らず、別の経路を通って排出される。
【００２４】
濃度測定装置４は、図１に示すように、前記液剤送出路３４上に設けられた透明セル４１と、前記セルに所定の測定光（以下、一次光とも言う。）を照射する光源部４２と、セル４１を透過した測定光（以下、二次光とも言う。）の強度を検出する光検出部４３と、前記光検出部４３からの検出信号を受信してその値から前記各原液成分の濃度を算出する情報処理装置４４とを具備したものである。
【００２５】
各部を詳述すると、透明セル４１は、内部に前記液剤を通過させる固定タイプのものである。
光源部４２は、例えばハロゲンランプなどのようにブロードなスペクトルの一次光を照射するものである。またＬＥＤやレーザを用いても良い。
光検出部４３は、セル４１を透過した二次光を分光し、その分光された各波長の光強度を検出するものであり、回折格子などの図示しない分光手段と、各波長の光強度を検出するための図示しない多チャンネル検出器とを具備している。
【００２６】
情報処理装置４４は、物理的には、ＣＰＵ、メモリ、ＡＤコンバータ、ディスプレイなどの出力手段等を具備したものであり、前記メモリに記憶させた所定のプログラムにしたがってＣＰＵやその周辺機器が協働することにより、前記光検出部４３から受信した検出信号の値に種々の演算を施して吸光度を求め、その吸光度から液剤中の各原液成分の濃度を算出する濃度測定部４４１としての機能を発揮する。
【００２７】
ところで、濃度の算出にあたって、前記一次光の強さが経時変化したり、セル４１の窓が汚れたり、光検出部４３の光電変換能が経時変化したりすると、吸光度の算出に誤差が生じるので、前記演算式の係数を補正するなどの校正を定期的に行う必要がある。
【００２８】
そこで本実施形態では、希釈液が水であり、測定の基準となる基準液として用いることができることから、希釈液が流れているときに情報処理装置４４が自動的に校正動作を行うようにしている。
具体的には、図２（ｂ）に示すように、前記制御部３６から液剤送出路３４を流れている液剤の種類及び校正可能か否かを示す状態信号が出力されている。この状態信号は、例えば前記バルブの開閉信号等で代替しても構わない。
【００２９】
この状態信号は、例えば３ｂｉｔの値を有しており、その値が０又は１の場合は、希釈液が液剤送出路３４を流れている状態を示している。このうち、０は、希釈液の流れる時間が所定よりも下回っており校正動作が不可能な場合、すなわちここでは、ある洗浄用薬剤から別の洗浄用液剤に代わるまでの液剤交代期間を示している。１は、希釈液の流れる時間が所定以上で校正動作が可能な場合、すなわちここでは、半導体基板Ｂの乾燥期間（又は半導体基板を入れ替えるための搬送期間も含む。）を示している。
一方、状態信号の値が２〜４の場合は、各値に対応づけられた洗浄用液剤が液剤送出路３４を流れている状態を示している。
【００３０】
このような状態信号を前記情報処理装置４４に設けた状態信号受信部４４２が受信する。そうすると、該情報処理装置４４に設けた校正部４４３が、その状態信号の値を判断して、１の場合には、前記濃度測定部４４１で測定された測定値を取得してこれを基準測定値とし、この基準測定値に基づいて濃度測定部４４１の校正を行う。ここでは、希釈液が吸光度０とみなせる水であるため、基準測定値に基づいてバックグラウンド補正（オフセット補正）を行う。
【００３１】
このようなものであれば、校正動作を行いながらも、半導体製造プロセスを中断させることがないし、なおかつ、薬液が流れている間は濃度測定ができ、しかも、固定式セルという構造の簡単な濃度測定装置４を提供できる。
【００３２】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではない。
例えば、校正動作は、例えばプロセスの待機期間や基板の搬送期間などに、第２流体を流すことによって行ってもよい。また、前記実施形態における洗浄用薬液の吹き付けと次の洗浄用薬液の吹き付けとの間の期間に校正するようにしても良い。
【００３３】
また、洗浄プロセスのみならずエッチングプロセスやコーティングプロセスにおいても本発明を適用可能である、その場合の第１流体は、エッチング液やコーティング液となる。第１流体の溶質は、固体あるいは気体でもよい。
【００３４】
さらに、第２流体も水のみならず、アルコール類などのように、要すれば、濃度測定が必要な第１流体における成分が吸収される波長域において、吸光度が０乃至一定値とみなせるようなものであればよい。
加えて、第１流体、第２流体は気体でも良い。
【００３５】
また、オフセット校正動作として、第２流体を流しているときに得られたブロードな基準スペクトルに基づいて測定スペクトルを校正するような態様でも構わない。また、オフセット補正のみならず、ゲイン補正などすることも第２流体の選択によっては可能であるし、第２流体を流しているときに、例えば、温調機構によって温度変化させたときのスペクトル変化を測定し、温度校正を行うようにしても構わない。
【００３６】
付言すれば、本発明の本質的な技術的思想は、流体の濃度以外の物性測定、例えば、屈折率や導電率などの測定にも適用可能である。
より具体的に言えば、前記濃度測定装置４に代えて、流路を流れる試料流体（第１流体又は第２流体）の屈折率や導電率などの物性を測定する物性測定装置を用いても構わないということである。
【００３７】
その場合、この物性測定装置は、前記流路を流れる流体の物性を測定する物性測定部と、前記状態信号の値によって前記流路に第２流体が流れていると判断される期間に前記物性測定部で測定された測定値である基準測定値を取得し、該基準測定値によって前記物性測定部の校正を行う校正部とを具備することとなる。
【００３８】
物性測定装置が流体の屈折率を測定する屈折率測定装置である場合の具体例としては、試料流体の屈折率の絶対値を測定するタイプ（アッベ屈折計など）や、試料流体の参照流体に対する屈折率の差を測定する示差屈折計タイプ（Fresnel型示差屈折計、偏光型示差屈折計など）を挙げることができる。
【００３９】
なお、屈折率は、溶質や溶媒の種類によっては、流体の濃度に応じて変化するため、この屈折率測定装置を、試料流体の濃度測定装置としても用いることができる。その場合は、この屈折率測定装置は、前記実施形態の光学式濃度測定装置に代わるものとも言える。
【００４０】
物性測定装置が流体の導電率を測定する導電率測定装置の場合の具体例としては、例えば、電極式のものや電磁誘導式のものを挙げることができる。電極式のものは、試料流体中に金属電極を入れて導電率を測定するものであり、その代表例として交流電圧方式がある。最終的には試料流体の温度補償を行い２５℃換算の導電率を測定する。電磁誘導式のものは、一次側コイル及び二次側コイルを具備し、各コイルによる磁束環を試料流体が貫通するように構成したもので、一次コイルに交流電流を流すとそれによって試料流体の導電率に応じた誘導電流が流れるが、その誘導電流に応じて二次側コイルに発生する二次電圧を測定することで、試料流体の導電率を測定するようにしたものである。
【００４１】
なお、導電率は、溶質や溶媒の種類によっては、濃度に応じて変化するため、この導電率測定装置を、試料流体の濃度測定装置としても用いることができる。その場合は、この導電率測定装置は、前記実施形態の光学式濃度測定装置に代わるものとも言える。
その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。
【符号の説明】
【００４２】
１００・・・半導体製造システム
Ｂ・・・半導体基板
１・・・プロセスチャンバ
３・・・液剤供給装置
３１・・・原液導入ポート
３２・・・希釈液導入ポート
３３・・・混合部
３４・・・液剤送出路
３５・・・ノズル部
３６・・・制御部
４・・・濃度測定装置
４１・・・セル
４２・・・光源部
４３・・・光検出部
４４・・・情報処理装置
４４１・・・濃度測定部
４４２・・・状態信号受信部
４４３・・・校正部
【図１】
2013234991.tif 000003
【図２】
2013234991.tif 000004