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JP5165635B2 - Etch solution regeneration system - Google Patents
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Description

本発明はエッチング液再生システムに関し、特にエッチング処理が行われる処理槽内のエッチング液中の溶存物質の含有量が精度良く一定にコントロールされるようにエッチング液を再生できる、エッチング液再生システムに関する。   The present invention relates to an etching solution regeneration system, and more particularly to an etching solution regeneration system that can regenerate an etching solution so that the content of dissolved substances in the etching solution in a processing tank in which an etching process is performed is accurately and uniformly controlled.

近年、半導体装置製造分野では、シリコンウエハ等の半導体材料上に形成されるSi膜およびSiO膜のうち、SiO膜を残してSi膜を選択的にエッチング除去し、且つその選択比率を均一に維持するといった精密なエッチング処理が要求されている。 In recent years, in the field of semiconductor device manufacturing, among Si 3 N 4 film and SiO 2 film formed on a semiconductor material such as a silicon wafer, the Si 3 N 4 film is selectively etched away leaving the SiO 2 film, In addition, a precise etching process is required to maintain the selection ratio uniformly.

Si膜およびSiO膜のエッチング選択比は、エッチング液として用いられる燐酸(HPO)と純水(HO)の混合溶液(以下、「燐酸水溶液」ともいう)中に生成されるケイ素化合物の濃度に依存して変化するため、安定したエッチングを続けるためには、エッチング処理が行われる処理槽内のエッチング液中のケイ素化合物の濃度を最適な一定濃度に維持管理する必要がある。 The etching selectivity of the Si 3 N 4 film and the SiO 2 film is set in a mixed solution of phosphoric acid (H 3 PO 4 ) and pure water (H 2 O) used as an etchant (hereinafter also referred to as “phosphoric acid aqueous solution”). Since it varies depending on the concentration of the silicon compound produced, in order to continue stable etching, the concentration of the silicon compound in the etching solution in the processing tank in which the etching process is performed is maintained at an optimal constant concentration. There is a need.

かかる問題について、本願の出願人は、Si膜のエッチング処理においてエッチング液中に副生成物として生成されてくる、溶存するケイ素化合物の一部をエッチング液中で析出させて固形物とすることによって回収し、エッチング液中のSi成分(Siイオン)の濃度を一定に維持できる装置を提案した(特許文献1)。この装置は、エッチング液の一部を処理槽から抜き出して、エッチングプロセスで生成したケイ素化合物の一部又は全部を析出除去した後、再び処理槽に戻すことによってエッチング液を再生し、エッチング液のライフを長く、しかも、Si膜およびSiO膜のエッチング選択比を一定に維持管理しながらエッチング処理を行なえるようにしている。 With regard to such a problem, the applicant of the present application has deposited a part of the dissolved silicon compound, which is generated as a by-product in the etching solution in the etching process of the Si 3 N 4 film, in the etching solution, The apparatus which collect | recovered by doing and can maintain the density | concentration of Si component (Si ion) in an etching liquid constant was proposed (patent document 1). This apparatus extracts a part of the etching solution from the processing tank, deposits and removes a part or all of the silicon compound produced by the etching process, and then returns the processing liquid to the processing tank again to regenerate the etching solution. The etching process can be performed while extending the life and maintaining the etching selectivity of the Si 3 N 4 film and the SiO 2 film constant.

ところで、上記のようなエッチング処理システムでは、Si膜およびSiO膜のエッチング選択比をより高い精度で一定に維持するためには、エッチング液中のSi成分(Siイオン)の濃度をプロセスのインラインでリアルタイムに把握して、析出除去・再生を可能な限り短時間のサイクルでフィードバック制御することが望まれる。しかしながら、エッチング液中のSi成分の量(濃度)は、原子吸光分析法、イオンクロマトグラフィー、誘導結合プラズマ質量分析法(ICP分析法)などによって測定することは可能であるが(特許文献2〜5等)、これらの方法は、測定のためにエッチング液を希釈したり燃焼したりする必要があるために、インラインでの測定には不向きであった。また、特許文献6には、プロセスのインラインでの測定が可能な、紫外線の吸光分析を用いた濃度測定方法及び測定装置が提案されている。しかしながら、この方法は、エッチング液と溶存成分の組み合わせ(例えば、燐酸水溶液とケイ素)によっては、紫外線吸光度と溶存成分濃度との間に十分な相関係数が得られず、十分に高い測定精度が得られない。このため、本出願人は、さらに、燐酸とケイ素の組み合わせにおいてもインラインで測定が行えるように、エッチング液に溶解するSi成分の濃度を定量する新たな技術を提案した(特許文献7)。この方法は、エッチング液に溶解するSi成分が飽和溶解度を超えて析出したときの析出物による光散乱によってエッチング液の透過率が変化することから、エッチング液の温度を低下させながら透過率が最初に変化する温度を見つけることで、Si成分の濃度を定量するものである。しかし、当該方法でも、測定のためにはリン酸溶液をサンプリングして冷却するという付属設備と操作が必要となり、より簡便な測定方法が望まれる。 By the way, in the etching processing system as described above, in order to keep the etching selectivity of the Si 3 N 4 film and the SiO 2 film constant with higher accuracy, the concentration of Si component (Si ions) in the etching solution is set. It is desirable to grasp the process in-line in real time and to perform feedback control of the precipitation removal / regeneration in the shortest possible cycle. However, the amount (concentration) of the Si component in the etching solution can be measured by atomic absorption analysis, ion chromatography, inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP analysis), or the like (Patent Documents 2 and 2). 5), these methods are not suitable for in-line measurement because it is necessary to dilute or burn the etching solution for measurement. Further, Patent Document 6 proposes a concentration measuring method and measuring apparatus using ultraviolet absorption analysis capable of in-line measurement of a process. However, in this method, depending on the combination of the etching solution and the dissolved component (for example, phosphoric acid aqueous solution and silicon), a sufficient correlation coefficient cannot be obtained between the ultraviolet absorbance and the dissolved component concentration, and the measurement accuracy is sufficiently high. I can't get it. For this reason, the present applicant further proposed a new technique for quantifying the concentration of the Si component dissolved in the etching solution so that in-line measurement can be performed even in a combination of phosphoric acid and silicon (Patent Document 7). In this method, since the transmittance of the etching solution changes due to light scattering by the precipitate when the Si component dissolved in the etching solution exceeds the saturation solubility, the transmittance is first reduced while lowering the temperature of the etching solution. The concentration of the Si component is quantified by finding the temperature that changes to. However, this method also requires additional equipment and operation of sampling and cooling the phosphoric acid solution for measurement, and a simpler measurement method is desired.

一方、特許文献8には、エッチング液の劣化度合いに応じて処理時間を調整して、劣化したエッチング液でも適切なエッチング処理を行えるようにしたエッチング装置が提案されている。すなわち、この装置は、エッチング液の使用履歴からエッチング液の劣化度を推定し、あらかじめ求めておいた劣化度と処理レートの関係からエッチング液の劣化度に見合った処理時間を延長して補正処理を行うものであり、エッチング液を再生処理して使用するものではないが、エッチング液の劣化度を左右するケイ素化合物(Siイオン)の濃度を測定出来ないため、経験則から補正処理時間が決定されている。従って、実際の処理環境の変動に対応できないため、高精度の処理を行えているとはいい難いものである。また、特許文献9には、エッチング液中の所定物質の濃度を検出し、所定物質の濃度が所定濃度に達した際に、処理槽内のエッチング液の所定量を排出し、新規エッチング液を処理槽内に補充して、エッチング液中の所定物質の濃度を調整するエッチング方法及び装置が記載されている。しかし、エッチング液中の所定物質の濃度を検出する濃度検出手段(濃度検出センサ)については具体的に説明されておらず、また、エッチング液の濃度コントロールは、新規なエッチング液(の溶質成分)補充によって行っており、エッチング液を再生することは行っていない。   On the other hand, Patent Document 8 proposes an etching apparatus in which the processing time is adjusted according to the degree of deterioration of the etching solution so that an appropriate etching process can be performed even with the deteriorated etching solution. In other words, this device estimates the degree of deterioration of the etching solution from the usage history of the etching solution, and extends the processing time corresponding to the degree of deterioration of the etching solution from the relationship between the degree of deterioration and the processing rate that has been obtained in advance. Although the etching solution is not regenerated and used, the concentration of the silicon compound (Si ion) that affects the degree of deterioration of the etching solution cannot be measured. Has been. Therefore, it cannot be said that high-precision processing can be performed because it cannot cope with fluctuations in the actual processing environment. In Patent Document 9, the concentration of a predetermined substance in the etching solution is detected, and when the concentration of the predetermined substance reaches a predetermined concentration, a predetermined amount of the etching solution in the processing tank is discharged, and a new etching solution is prepared. An etching method and apparatus for replenishing a processing tank and adjusting the concentration of a predetermined substance in an etching solution are described. However, the concentration detection means (concentration detection sensor) for detecting the concentration of a predetermined substance in the etching solution is not specifically described, and the concentration control of the etching solution is a novel etching solution (a solute component thereof). It is performed by replenishment, and the etching solution is not regenerated.

特許第3842657号公報Japanese Patent No. 3842657 特開平7−21973号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-21973 特開平7−280725号公報JP-A-7-280725 特開平10−267836号公報JP-A-10-267836 特開平11−326280号公報JP 11-326280 A 特開2004−294205号公報JP 2004-294205 A 特開2009−58306号公報JP 2009-58306 A 特開2004−288963号公報JP 2004-288963 A 特開2001−23952号公報JP 2001-23952 A

本発明は、上記のような事情に鑑み成されたものであり、その解決しようとする課題は、エッチング液中の溶存物質の含有量をプロセスのインラインでリアルタイムに把握して、エッチング処理が行われる処理槽内のエッチング液中の溶存物質の含有量が精度良く一定にコントロールされるようにエッチング液を再生することができるエッチング液再生システムを提供することである。   The present invention has been made in view of the circumstances as described above, and the problem to be solved is that the content of dissolved substances in the etching solution is grasped in real time in the process, and the etching process is performed. Another object of the present invention is to provide an etching solution regeneration system that can regenerate the etching solution so that the content of dissolved substances in the etching solution in the treatment tank is accurately and uniformly controlled.

本発明者等は、上記課題を解決するために、エッチング液中の溶存物質の含有量(濃度)をプロセスのインラインでリアルタイムに把握して、エッチング液の再生を可能な限り短時間のサイクルでフィードバック制御することについて検討したところ、液体とそれに接触するプリズムの屈折率が近接している場合、液体との界面をなすプリズムの境界面での光の反射率が、液体中の溶存物質の含有量の変化に伴う液体の屈折率の変化に対して高感度に変化することを知見し、かかる知見に基づいてさらに研究を進めた結果、エッチング槽又は循環経路内のエッチング液にその屈折率が該エッチング液の屈折率に近接するプリズムを接触させて、エッチング液との界面をなすプリズムの境界面に所定の入射角度で光を入射させて得られる反射光の強度を知ることで、エッチング液中の溶存物質(例えばSiイオン等)の含有量を短時間で高精度に測定できて、上記のフィードバック制御が可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。   In order to solve the above problems, the present inventors grasped the content (concentration) of dissolved substances in the etching solution in real time in the process, and regenerated the etching solution in a cycle as short as possible. When we examined feedback control, when the refractive index of the liquid and the prism in contact with the liquid is close, the reflectance of light at the boundary surface of the prism that forms the interface with the liquid indicates the inclusion of dissolved substances in the liquid. As a result of discovering that it changes with high sensitivity to the change in the refractive index of the liquid accompanying the change in the amount, and further researching based on such knowledge, the refractive index of the etching solution in the etching tank or circulation path is Reflected light obtained by bringing a prism close to the refractive index of the etching solution into contact with light and making light incident on the boundary surface of the prism that forms the interface with the etching solution at a predetermined incident angle. By knowing the strength, it is found that the content of dissolved substances (for example, Si ions) in the etching solution can be measured with high accuracy in a short time, and the above feedback control is possible, and the present invention is completed. It came.

すなわち、本発明は以下の内容を含むものである。
(1)被エッチング材料を没入浸漬させて収容するエッチング槽内の高温エッチング液を槽外に循環経路を通して取り出し、該循環経路の経路途中にて濾過、再加熱しながら槽内に戻すエッチング液の圧送循環を繰り返しながら、前記被エッチング材料にエッチング処理を施すエッチング処理装置に付設されるエッチング液の再生システムであって、
前記エッチング槽、又は、循環経路の経路途中から取り出したエッチング液中の溶存物質をエッチング液から強制的に分離し、溶存物質が除去又は減量された再生エッチング液を生成するエッチング液再生手段と、
前記エッチング槽又は循環経路内のエッチング液に溶存する物質の含有量を測定する溶存物質含有量測定手段と、
前記溶存物質含有量測定手段で測定されたエッチング液中の溶存物質の含有量に基いて、前記エッチング液再生手段からエッチング槽へ戻されるエッチング液の量を決定する制御手段とを有し、
前記溶存物質含有量測定手段が、プリズムとして、その屈折率(N)とエッチング液の屈折率(N)の差の絶対値(|N−N|)が0.30以下となるプリズムを使用し、エッチング液との界面をなすプリズムの境界面に光源からの光を入射させて、該プリズム境界面からの反射光の反射度を検出する光学部と、該光学部の検出信号に基づいて、上記エッチング液中の溶存物質含有量を算出するデータ処理部とを具備することを特徴とする、エッチング液再生システム。
(2)被エッチング材料が、シリコン窒化膜及びシリコン酸化膜が形成された半導体材料であり、エッチング処理が、当該半導体材料上のシリコン窒化膜を選択的に除去するエッチング処理であり、エッチング液が燐酸水溶液であり、プリズムが石英プリズムである、上記(1)記載のエッチング液再生システム。
That is, the present invention includes the following contents.
(1) A high temperature etching solution in an etching tank in which the material to be etched is immersed and accommodated is taken out through the circulation path, filtered in the middle of the circulation path, and returned to the tank while being reheated. An etching solution regeneration system attached to an etching apparatus for performing an etching process on the material to be etched while repeating pumping circulation,
Etching solution regenerating means for forcibly separating the dissolved substance in the etching solution taken out from the etching tank or from the middle of the circulation path from the etching solution, and generating a regenerated etching solution in which the dissolved substance is removed or reduced, and
Dissolved substance content measuring means for measuring the content of a substance dissolved in the etching solution in the etching tank or the circulation path;
Control means for determining the amount of the etchant returned from the etchant regeneration means to the etching tank based on the dissolved substance content in the etchant measured by the dissolved substance content measurement means;
When the dissolved substance content measuring means is a prism, the absolute value (| N 1 −N 2 |) of the difference between the refractive index (N 1 ) and the refractive index (N 2 ) of the etching solution is 0.30 or less. An optical unit that uses a prism and makes light from a light source incident on the boundary surface of the prism that forms an interface with the etching solution, and detects the reflectivity of reflected light from the prism boundary surface, and a detection signal of the optical unit And a data processing unit for calculating the dissolved substance content in the etching solution based on the above.
(2) The material to be etched is a semiconductor material in which a silicon nitride film and a silicon oxide film are formed, and the etching process is an etching process for selectively removing the silicon nitride film on the semiconductor material, and the etching solution is The etching solution regeneration system according to (1) above, which is an aqueous phosphoric acid solution and the prism is a quartz prism.

本発明における「エッチング液」としては、例えば、燐酸、フッ酸、塩酸、酢酸、硝酸、硫酸等の水溶液等の酸溶液;アンモニア水溶液;過酸化水素水溶液およびこれらの混合液が挙げられる。   Examples of the “etching solution” in the present invention include acid solutions such as aqueous solutions of phosphoric acid, hydrofluoric acid, hydrochloric acid, acetic acid, nitric acid, sulfuric acid, etc .; aqueous ammonia solutions; aqueous hydrogen peroxide solutions, and mixtures thereof.

また、エッチング液中の溶存物質は、エッチング処理による副生成物や該副生成物由来の物質であり、例えば、アルミニウム(Al)、マグネシウム(Mg)、マンガン(Mn)、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、ケイ素(Si)、リン(P)等の金属元素(イオン)や金属性を示す類金属元素(イオン)である。   The dissolved substance in the etching solution is a by-product by etching or a substance derived from the by-product. For example, aluminum (Al), magnesium (Mg), manganese (Mn), nickel (Ni), copper It is a metal element (ion) such as (Cu), silicon (Si), phosphorus (P) or the like, or a metal-like element (ion) exhibiting metallic properties.

本発明のエッチング液再生システムにおけるエッチング液中の溶存物質の含有量を測定する手段(溶存物質含有量測定手段)は、実質的に光源とプリズムと受光素子でよいことから、プロセス(システム)中に簡単に組み込むことができ(すなわち、プロセスのインラインでの測定が可能であり)、リアルタイムにエッチング液中の溶存物質含有量(濃度)を測定することができる。このため、本発明のエッチング液再生システムでは、エッチング液再生装置にてエッチング液中に溶存するエッチング残渣を強制的に分離して得られた再生エッチング液を再利用してエッチング液中の溶存物質濃度を一定に管理するエッチング液の再生処理を短時間サイクルで高精度に実施することができ、その結果、エッチング液のライフを長く、しかも、エッチング選択比等を一定に管理維持しながら高精度で効率的なエッチング処理を繰り返し実施することができる。また、溶存物質含有量測定手段がエッチング液との界面をなすプリズムの境界面に入射させた光の反射光に基づいてエッチング液中の溶存物質濃度を算出するため、例えば、Si膜とSiO膜が形成されたシリコンウエハからSiO膜を残してSi膜を選択エッチングするエッチング処理に使用される燐酸水溶液のような、その光透過率や散乱光強度と溶存成分(ケイ素化合物)の濃度との間に十分な相関係数が得られない液体であっても、エッチング液中の溶存成分の濃度を高精度に検出することができ、エッチング選択比等を一定に維持管理しながら高精度で効率的なエッチング処理を繰り返し実施することができる。 In the process (system), the means (measuring substance content measuring means) for measuring the content of the dissolved substance in the etching liquid in the etching liquid regeneration system of the present invention may be substantially a light source, a prism, and a light receiving element. Can be easily integrated (that is, in-line measurement of the process is possible), and the dissolved substance content (concentration) in the etching solution can be measured in real time. For this reason, in the etching solution regenerating system of the present invention, the regenerated etching solution obtained by forcibly separating the etching residue dissolved in the etching solution by the etching solution regenerating apparatus is reused to dissolve dissolved substances in the etching solution. The etching solution regeneration process with a constant concentration can be performed with high accuracy in a short cycle. As a result, the life of the etching solution is extended, and the etching selectivity is maintained and maintained with high accuracy. Thus, an efficient etching process can be repeatedly performed. Further, since the dissolved substance content measuring means calculates the dissolved substance concentration in the etching solution based on the reflected light of the light incident on the boundary surface of the prism that forms the interface with the etching solution, for example, a Si 3 N 4 film And the light transmittance, scattered light intensity and dissolved components (such as phosphoric acid aqueous solution used in the etching process for selectively etching the Si 3 N 4 film while leaving the SiO 2 film from the silicon wafer on which the SiO 2 film is formed ( Even if the liquid does not have a sufficient correlation coefficient with the concentration of the silicon compound), the concentration of dissolved components in the etching solution can be detected with high accuracy, and the etching selectivity, etc. can be kept constant. A highly accurate and efficient etching process can be repeatedly performed while managing.

本発明のエッチング液再生システムを備えるエッチング処理装置の一例の模式図である。It is a schematic diagram of an example of an etching processing apparatus provided with the etching liquid reproduction | regeneration system of this invention. 図1中の溶存物質含有量測定手段のエッチング槽への装着部の拡大図である。It is an enlarged view of the mounting part to the etching tank of the dissolved substance content measuring means in FIG. 図1中の溶存物質含有量測定手段のシステム構成図である。It is a system block diagram of the dissolved substance content measuring means in FIG. 溶存物質含有量測定手段における光学部の別実施例の模式図である。It is a schematic diagram of another Example of the optical part in a dissolved substance content measuring means. 図(a)〜(d)は本発明のエッチング液再生システムにおけるエッチング液再生装置の第1〜第4実施形態の概略図である。FIGS. 1A to 1D are schematic views of first to fourth embodiments of an etchant regeneration apparatus in an etchant regeneration system of the present invention. 本発明のエッチング液再生システムにおけるエッチング液再生装置の第5実施形態の概略図である。It is the schematic of 5th Embodiment of the etching liquid reproduction | regeneration apparatus in the etching liquid reproduction | regeneration system of this invention. 本発明のエッチング液再生システムにおけるエッチング液再生装置の第6実施形態の概略図である。It is the schematic of 6th Embodiment of the etching liquid reproduction | regeneration apparatus in the etching liquid reproduction | regeneration system of this invention. 本発明のエッチング液再生システムにおけるエッチング液再生装置の第7実施形態の概略図である。It is the schematic of 7th Embodiment of the etching liquid reproduction | regeneration apparatus in the etching liquid reproduction | regeneration system of this invention. 本発明のエッチング液再生システムにおけるエッチング液再生装置の第8実施形態の概略図である。It is the schematic of 8th Embodiment of the etching liquid reproduction | regeneration apparatus in the etching liquid reproduction | regeneration system of this invention. 本発明のエッチング液再生システムにおけるエッチング液再生装置の第9実施形態の概略図である。It is the schematic of 9th Embodiment of the etching liquid reproduction | regeneration apparatus in the etching liquid reproduction | regeneration system of this invention. 本発明のエッチング液再生システムにおけるエッチング液再生装置の第10実施形態の概略図である。It is the schematic of 10th Embodiment of the etching liquid reproduction | regeneration apparatus in the etching liquid reproduction | regeneration system of this invention.

以下、本発明をその好適な実施形態に即して説明する。
図1は本発明のエッチング液再生システムを備えるエッチング処理装置の一例の模式図である。なお、以下の説明では、Si膜及びSiO膜が形成された半導体材料に対する燐酸水溶液によるエッチング処理を例に挙げて、当該エッチング処理装置100における使用済みエッチング液を再生ししつつ循環利用する動作について説明する。
Hereinafter, the present invention will be described with reference to preferred embodiments thereof.
FIG. 1 is a schematic view of an example of an etching processing apparatus provided with the etching solution regeneration system of the present invention. In the following description, an etching process using a phosphoric acid aqueous solution is performed on a semiconductor material on which a Si 3 N 4 film and a SiO 2 film are formed as an example. The operation to be used will be described.

エッチング槽41は、エッチング液Mを収容し、被エッチング材料(図示せず)がエッチング液M中に没入浸漬されて、エッチング処理が成される処理槽41−1と、該処理槽41−1からオーバーフローするエッチング液Mを受けるオーバーフロー槽41−2を有する。具体的には、処理槽41−1内は、エッチング液Mとして、150〜175℃に加熱コントロールされている燐酸水溶液(HPO+HO)が満たされており、そこにSi膜及びSiO膜が形成された半導体材料(図示せず)を没入浸漬することで、半導体材料上からSi膜を選択的にエッチング除去し、SiO膜を残すエッチング処理が行われる。該エッチング処理によって副生成物としてケイ素化合物(エッチング残渣)が生成されて、徐々に蓄積増大するためにエッチング液(燐酸水溶液)M中のSiイオン濃度が高くなる。 The etching tank 41 contains the etching liquid M, and a processing tank 41-1 in which an etching target material (not shown) is immersed and immersed in the etching liquid M to perform an etching process, and the processing tank 41-1. An overflow tank 41-2 for receiving the etching solution M overflowing from the tank. Specifically, the inside of the treatment tank 41-1 is filled with an aqueous phosphoric acid solution (H 3 PO 4 + H 2 O) that is heated and controlled at 150 to 175 ° C. as an etching solution M, and Si 3 N is filled therewith. The semiconductor material (not shown) on which the four films and the SiO 2 film are formed is immersed and immersed so that the Si 3 N 4 film is selectively etched away from the semiconductor material and an etching process is performed to leave the SiO 2 film. Is called. A silicon compound (etching residue) is generated as a by-product by the etching process, and the accumulation gradually increases, so that the Si ion concentration in the etching solution (phosphoric acid aqueous solution) M increases.

処理槽41−1からエッチング液Mがオーバーフロー槽41−2にオーバーフローし、オーバーフローしたエッチング液Mをポンプ43にて循環して、処理槽41−1に戻すようになっており、その間に異物を取り除く濾過フィルター44と、150〜175℃に加熱して循環経路42を一定の温度に保つラインヒーター45が取り付けられている。また循環経路42から、分岐配管による分岐経路46を形成し、その経路途中に、エッチング液Mの一部を取り出してエッチング液中に溶存するケイ素化合物(エッチング残渣)をエッチング液から強制的に分離し、ケイ素化合物(エッチング残渣)が除去又は減量された再生エッチング液を生成するエッチング液再生装置47を取り付けている。   The etching solution M overflows from the treatment tank 41-1 to the overflow tank 41-2, and the overflowed etching solution M is circulated by the pump 43 and returned to the treatment tank 41-1, during which foreign matter is removed. A filtration filter 44 to be removed and a line heater 45 for heating to 150 to 175 ° C. to keep the circulation path 42 at a constant temperature are attached. Further, a branch path 46 is formed from the circulation path 42 by branch piping, and a part of the etching solution M is taken out along the path and the silicon compound (etching residue) dissolved in the etching solution is forcibly separated from the etching solution. In addition, an etchant regenerator 47 that generates a regenerated etchant from which the silicon compound (etching residue) has been removed or reduced is attached.

エッチング槽41における処理槽41−1は、石英等の所望な材料により製作されるもので、複数枚の半導体材料を垂直並列状に収容し得る大きさの平面視略矩形状を呈する有底箱型に形成された槽である。処理槽41−1内の底部側には整流板(図示せず)が内設されており、底部中央から圧送循環されてくるエッチング液が、垂直並列状に支持収容する全ての半導体材料に対し、被エッチング物が効果的にエッチングされるのに最適な流速(m/s)で接触しながら流れる(上昇する)ようになっている。   The processing tank 41-1 in the etching tank 41 is made of a desired material such as quartz, and has a bottomed box having a substantially rectangular shape in plan view and having a size capable of accommodating a plurality of semiconductor materials in a vertically parallel shape. A tank formed in a mold. A rectifying plate (not shown) is provided on the bottom side in the processing tank 41-1, and the etching solution fed and circulated from the bottom center is supported by all semiconductor materials supported and accommodated in a vertical parallel configuration. The material to be etched flows (increases) while contacting at an optimum flow rate (m / s) for effective etching.

分岐経路(分岐配管)46は、通常、循環経路42の管径よりも細い管径からなり、オーバーフローしたエッチング液と共に循環経路42に入り込んでくる空気を外部に排気することにより、循環経路42におけるエッチング液の流れを円滑に尚且つその流量及び流速を一定に維持する役目を成すもので、濾過フィルター44と処理槽41−1との間を接続する循環経路42の経路の一部に一端を接続し、他端側を処理槽41−1の周囲のオーバーフロー槽41−2の上部開口に臨ませた解放状態で循環経路42から分岐配管させている。   The branch path (branch pipe) 46 normally has a pipe diameter smaller than the pipe diameter of the circulation path 42, and exhausts the air that enters the circulation path 42 together with the overflowed etchant to the outside, thereby It serves to maintain the flow rate and flow rate of the etching solution smoothly and at a constant flow rate. One end of a part of the circulation path 42 that connects between the filtration filter 44 and the treatment tank 41-1 is provided. The other end side is branched from the circulation path 42 in a released state with the other end facing the upper opening of the overflow tank 41-2 around the processing tank 41-1.

オーバーフロー槽41−2に溢れて循環ポンプ43で循環経路42を通して槽外に取り出されて圧送循環されるエッチング液の一部は分岐経路46に流入し、該径路46に流入したエッチング液Mはエッチング槽41の上部開口に臨む解放吐出口から処理槽41−1に戻される。この時、エッチング液Mが処理槽41−1に吐出戻される流れにより、エッチング液Mに混じり込んでいる空気がエッチング液から分離される。そして、この分岐経路46の経路途中にはエッチング液再生装置47を接続装備して、このエッチング液再生装置47によりエッチング液M中に溶存するケイ素化合物(エッチング残渣)をエッチング液Mから分離し、エッチング液を再生する。なお、図1では、エッチング液再生装置47を分岐経路46の経路途中に取り付けているが、エッチング槽からエッチング液Mの一部を直接とり出して再生するようにエッチング液再生装置47を取り付けてもよい。   A part of the etching solution overflowing the overflow tank 41-2 and taken out of the tank by the circulation pump 43 through the circulation path 42 and circulated by pressure flows into the branch path 46, and the etching solution M flowing into the path 46 is etched. It returns to the processing tank 41-1 from the open discharge port facing the upper opening of the tank 41. At this time, the air mixed in the etching solution M is separated from the etching solution by the flow in which the etching solution M is discharged back into the treatment tank 41-1. Then, an etchant regenerator 47 is connected in the middle of the branch path 46, and the silicon compound (etching residue) dissolved in the etchant M is separated from the etchant M by the etchant regenerator 47, Regenerate the etchant. In FIG. 1, the etchant regenerator 47 is attached in the middle of the branch path 46. However, the etchant regenerator 47 is attached so that a part of the etchant M is directly taken out from the etching tank and regenerated. Also good.

図中の符号50は、循環経路42に対する分岐経路46の接続側に配管接続した開閉バルブであり、エッチング液再生装置47の保守点検やその交換等の作業を行う際に該経路46を一時的に閉じることができるようにしている。   Reference numeral 50 in the drawing is an open / close valve connected by piping to the connection side of the branch path 46 with respect to the circulation path 42, and this path 46 is temporarily used when performing maintenance and inspection of the etchant regenerator 47 and replacement thereof. To be able to close.

エッチング液再生装置(以下、単に「再生装置」ともいう。)47は、石英又はテフロン(登録商標)等の所望な材料から製作され、エッチング液Mを冷水若しくは空冷で冷却するか、酸化するか、或いは、霧化することによって分岐経路46を通って導入されてくるエッチング液M中に溶存するケイ素化合物(エッチング残渣)を強制的に析出させて、エッチング液から分離(回収除去)する。   The etchant regenerator (hereinafter also simply referred to as “regenerator”) 47 is manufactured from a desired material such as quartz or Teflon (registered trademark), and is the etchant M cooled by cold water or air cooling or oxidized? Alternatively, the silicon compound (etching residue) dissolved in the etching solution M introduced through the branch path 46 by atomization is forcibly precipitated and separated (recovered and removed) from the etching solution.

図5(a)は第1実施形態に係る再生装置47であり、適宜大きさの箱型に形成した析出容器51の外側に冷水等の冷却媒体を循環させる冷却パイプ52を螺旋状に巻回せしめると共に、分岐経路(分岐配管)46に着脱自在に接続する出入り用の接続口管53、54を前記容器51内に夫々挿入せしめた状態で備え、更に前記容器51内にはエッチング液中のケイ素化合物を積極的に且つ効率的に析出させて回収するための析出核用メッシュ55を内在させてなる。尚、図示を省略しているが、分岐経路46に対する両接続口管53、54の着脱構造としては簡単に行うことができる例えばカップリング等のジョイント手段を用いることが好ましい。   FIG. 5A shows the regenerator 47 according to the first embodiment, in which a cooling pipe 52 that circulates a cooling medium such as cold water is spirally wound around a precipitation container 51 formed in a box shape having an appropriate size. In addition, the access port pipes 53 and 54 for detachably connecting to the branch path (branch pipe) 46 are respectively inserted into the container 51, and the container 51 contains an etching solution. A precipitation nucleus mesh 55 is provided for positively and efficiently depositing and recovering the silicon compound. Although not shown in the drawings, it is preferable to use a joint means such as a coupling that can be easily performed as a structure for attaching and detaching the connection port pipes 53 and 54 to the branch path 46.

而して、かかる再生装置47によれば、分岐経路46から入口用接続口管53を通って析出容器51内に導入されてくるエッチング液Mは冷却される。すると、エッチング液M中のケイ素化合物は強制的に析出されて析出核用メッシュ55に付着する。これにより、エッチング液M中からケイ素化合物が効率的且つ確実に回収除去される。ケイ素化合物が回収除去されたエッチング液Mは、出口用接続口管54から分岐経路46に戻され、該経路46を通って処理槽41−1に戻される。   Thus, according to the regenerator 47, the etching solution M introduced into the deposition vessel 51 from the branch path 46 through the inlet connection pipe 53 is cooled. Then, the silicon compound in the etching solution M is forcibly precipitated and adheres to the precipitation nucleus mesh 55. As a result, the silicon compound is efficiently and reliably recovered and removed from the etching solution M. The etching solution M from which the silicon compound has been recovered and removed is returned from the outlet connection port tube 54 to the branch path 46 and is returned to the treatment tank 41-1 through the path 46.

また、図5(b)は第2実施形態に係る再生装置47であり、前述の第1実施形態で詳述の析出容器51に挿入接続した入口用接続口管53の容器51内吐出口に無数の小孔(図示せず)を有する略ラッパ形状の吐出口56を取り付ける一方、容器51の外に位置する入口用接続口管53の管部には小型吐出ポンプ57を配管接続することにより、吐出ポンプ57でエッチング液Mを容器51内に拡散吐出させるように構成している。即ち、吐出ポンプ57でエッチング液Mを吐出口56から容器51内に拡散吐出させることでエッチング液Mを膨張冷却せしめ、該エッチング液M中のケイ素化合物を強制的に析出させながら析出核用メッシュ55に付着させることにより、エッチング液M中からケイ素化合物を効率的且つ確実に回収除去し得る様に構成している。尚、前述の実施例詳述と同じ構成部分においては同じ符号を用いることで重複説明は省略する。   FIG. 5B shows a regeneration device 47 according to the second embodiment, which is connected to the discharge port in the container 51 of the inlet connection port pipe 53 inserted and connected to the precipitation container 51 described in detail in the first embodiment. By attaching a substantially trumpet-shaped discharge port 56 having an infinite number of small holes (not shown), a small discharge pump 57 is connected to the pipe portion of the inlet connection port pipe 53 located outside the container 51 by piping. The etching liquid M is diffused and discharged into the container 51 by the discharge pump 57. That is, the etching solution M is expanded and cooled by diffusing and discharging the etching solution M from the discharge port 56 into the container 51 by the discharge pump 57, and the precipitation nucleus mesh while forcibly depositing the silicon compound in the etching solution M. By adhering to 55, the silicon compound can be efficiently and reliably recovered and removed from the etching solution M. Note that the same reference numerals are used for the same components as those in the detailed description of the above-described embodiment, and redundant description is omitted.

また、図5(c)は第3実施形態に係る再生装置47であり、前述の第1実施形態で詳述の入口用接続口管53を挿入接続して該接続口管53から導入されて貯溜されるエッチング液Mに純水等の希釈液を加える希釈容器58に、導入管59を介して前述した第1実施例詳述の出口用接続口管54を挿入接続すると共に析出核用メッシュ55を内在する析出容器60を接続装備して、この析出容器60内にて前述したようにエッチング液Mを空冷(雰囲気温度)により冷却せしめることで、該液M中のケイ素化合物を強制的に析出させて析出核用メッシュ55に付着させることにより回収除去するように構成している。図中、符号61は、希釈容器58に挿入接続した希釈補給管であり、62は、同補給管61に配管装備した補給バルブであり、この補給バルブ62により希釈容器58への純水等の希釈液の補給量を任意に変更・設定し得るようにしてある。   FIG. 5C shows a reproducing apparatus 47 according to the third embodiment, which is introduced from the connection port pipe 53 by inserting and connecting the inlet connection port pipe 53 described in detail in the first embodiment. The outlet connection port 54 described in the first embodiment is inserted and connected to a dilution container 58 for adding a diluent such as pure water to the stored etching solution M, and the mesh for precipitation nuclei. 55 is connected and equipped, and as described above, the etching solution M is cooled by air cooling (atmospheric temperature) in the precipitation vessel 60, so that the silicon compound in the solution M is forcibly removed. It is configured to be collected and removed by being deposited and attached to the precipitation nucleus mesh 55. In the figure, reference numeral 61 is a dilution replenishment pipe inserted into and connected to the dilution container 58, and 62 is a replenishment valve equipped with the replenishment pipe 61. The replenishment amount of the diluent can be arbitrarily changed and set.

また、図5(d)は第4実施形態に係る再生装置47であり、前述の第1実施形態で詳述の出入口用の両接続口管53、54を備えると共に析出核用メッシュ55を内在する析出容器63に、前記入口用接続口管53の容器63内吐出口に向けてクリーンなエアーを吹き出すエアー供給管64とこの供給管64に連通接続させた状態でエアー冷却ノズル65を接続装備すると共に、析出容器63の内圧等を一定の雰囲気に維持するために前記エアー供給管64からのエアーの吹き出しに伴い該容器63内から余分のエアーを排気するエアー排気管66を接続せしめてなる。図中、符号67は、エアー供給管64に配管装備したエアーバルブであり、このバルブ67によりエアーの吹き出し量を任意に変更・設定し得るようにしている。68は、エアー排気管66内に内在した気液分離フィルターであり、このフィルター68によりエッチング液Mは外部に排水させることなく、余分なエアーのみが外部に排気されるようにしてある。   FIG. 5 (d) shows a regenerator 47 according to the fourth embodiment, which includes both inlet / outlet pipes 53 and 54, which are described in detail in the first embodiment, and a precipitation nucleus mesh 55. An air supply pipe 64 for blowing clean air toward the discharge port in the container 63 of the inlet connection port pipe 53 and an air cooling nozzle 65 connected to the supply pipe 64 are connected to the precipitation container 63 to be connected. At the same time, in order to maintain the internal pressure and the like of the deposition container 63 in a constant atmosphere, an air exhaust pipe 66 for exhausting excess air from the inside of the container 63 is connected with the blowing of air from the air supply pipe 64. . In the figure, reference numeral 67 denotes an air valve provided on the air supply pipe 64 so that the amount of air blown out can be arbitrarily changed and set by the valve 67. Reference numeral 68 denotes a gas-liquid separation filter that is present in the air exhaust pipe 66. The filter 68 does not drain the etching solution M to the outside, and only excess air is exhausted to the outside.

而して、かかる構成の再生装置47によれば、分岐経路(分岐配管)46から入口用接続口管53を通って析出容器63内に吐出導入されてくるエッチング液Mにはクリーンなエアーが吹き付けられる。すると、エッチング液M中のケイ素化合物(Siイオン)は酸化により強制的に析出されて析出核用メッシュ55に付着し、エッチング液M中から回収除去される。ケイ素化合物が回収除去されたエッチング液Mは、回収容器63内の底部近くに向けて挿入接続する出口用接続口管54から分岐経路46に戻され、該経路46を通って処理槽41−1に戻される。   Thus, according to the regeneration device 47 having such a configuration, clean air is supplied to the etching solution M discharged and introduced into the deposition vessel 63 from the branch path (branch pipe) 46 through the inlet connection pipe 53. Be sprayed. Then, the silicon compound (Si ions) in the etching solution M is forcibly deposited by oxidation, adheres to the precipitation nucleus mesh 55, and is recovered and removed from the etching solution M. The etching solution M from which the silicon compound has been recovered and removed is returned to the branch path 46 from the outlet connection pipe 54 inserted and connected near the bottom in the recovery container 63, and passes through the path 46 to the treatment tank 41-1. Returned to

なお、図5(a)〜(d)において再生装置47は分岐経路46の経路途中に取り付けているが、エッチング槽41(41−1)からエッチング液Mの一部を直接とり出して再生するように取り付けてもよい。   5A to 5D, the regenerator 47 is attached in the middle of the branch path 46, but a part of the etching solution M is directly taken out from the etching tank 41 (41-1) and regenerated. You may attach as follows.

以上説明した第1〜第3実施形態の再生装置(図5(a)〜(c))ではエッチング液を冷水若しくは空冷することによってエッチング液中のケイ素化合物(エッチング残渣)を強制的に析出させ、また、第4実施形態の再生装置(図5(d))ではエッチング液を酸化することによってエッチング液中のケイ素化合物(エッチング残渣)を強制的に析出させて、ケイ素化合物を分離(回収除去)している。ただし、これらの再生装置では、大量のシリコンウエハをエッチング処理する過程では、エッチング液中へのケイ素化合物の蓄積を避けることができず、ケイ素化合物の除去効率が十分に高いとはいえない。従って、最終的には定期的にエッチング液を新しいエッチング液に交換せざるを得なくなり、新しいエッチング液を用いることによる処理コストの増大や産業廃棄物となるエッチング液の処分について問題が残る。以下に説明するエッチング液再生装置は、エッチング処理装置(分岐経路、エッチング槽)から取り出されたエッチング液を霧化して(好ましくは、エッチング処理装置から取り出されたエッチング液の温度調整を行なう温度調整手段を有し、温度調整されたエッチング液を霧化して)、エッチング液中に溶存するケイ素化合物を析出および/または凝集させてエッチング液から分離する構成を採るものであり、上記第1〜第4実施形態の再生装置の問題点を解消し得るものである。   In the reproducing apparatus of the first to third embodiments described above (FIGS. 5A to 5C), the silicon compound (etching residue) in the etching solution is forcibly deposited by cooling the etching solution with cold water or air. Further, in the regenerating apparatus of the fourth embodiment (FIG. 5D), the silicon compound (etching residue) in the etching solution is forcibly precipitated by oxidizing the etching solution to separate (recover and remove the silicon compound). )doing. However, in these recycling apparatuses, in the process of etching a large amount of silicon wafers, accumulation of the silicon compound in the etching solution cannot be avoided, and it cannot be said that the removal efficiency of the silicon compound is sufficiently high. Therefore, eventually, the etching solution must be periodically replaced with a new etching solution, and problems remain with respect to the increase in processing cost and disposal of the etching solution that becomes industrial waste by using the new etching solution. The etching solution regenerating apparatus described below atomizes the etching solution taken out from the etching processing device (branch path, etching tank) (preferably temperature adjustment for adjusting the temperature of the etching solution taken out from the etching processing device) Having a means for atomizing the temperature-adjusted etching solution), and depositing and / or aggregating silicon compounds dissolved in the etching solution to separate them from the etching solution. The problems of the playback apparatus of the fourth embodiment can be solved.

なお、以下の説明では、エッチング液再生装置のエッチング処理装置100内での取り付け位置は特に明記しないが、上記第1〜第4実施形態の再生装置と同様に、分岐経路46の経路途中に取り付けられるか、或いは、エッチング槽41(41−1)からエッチング液Mの一部を直接とり出して再生するように取り付けられる。   In the following description, the mounting position of the etching solution regenerating apparatus in the etching processing apparatus 100 is not specified, but it is attached in the middle of the branch path 46 as in the regenerating apparatus of the first to fourth embodiments. Alternatively, a part of the etching solution M is directly taken out from the etching tank 41 (41-1) and attached so as to be regenerated.

図6は第5実施形態に係るエッチング液再生装置10を示し、当該再生装置10は、図1に示すエッチング処理装置100にエッチング処理槽41(41−1)、または、循環経路42の途中などから取り出されるエッチング液を霧化する霧化手段11と、この霧化手段11による霧化によって析出および/または凝集されるエッチング液中のSiOを、エッチング液から分離して再生エッチング液を得る分離手段12とを備えて構成されている。 FIG. 6 shows an etching solution regenerating apparatus 10 according to the fifth embodiment. The regenerating apparatus 10 is added to the etching processing apparatus 100 shown in FIG. 1 in the etching processing tank 41 (41-1) or in the middle of the circulation path 42. An atomizing means 11 for atomizing an etching solution taken out from the substrate, and SiO 2 in the etching solution deposited and / or agglomerated by the atomization by the atomizing means 11 is separated from the etching solution to obtain a regenerated etching solution. Separating means 12 is provided.

霧化手段11は、エッチング処理装置100から取り出されたエッチング液に対して霧化処理を行うもので、図6に示すように、霧化槽11Aと、この霧化槽11A内に配備される混合霧化部11Bと、この混合霧化部11Bに設定流量で気体を供給する気体供給部11Cとを備えている。   The atomization means 11 performs atomization processing with respect to the etching solution taken out from the etching processing apparatus 100, and is provided in the atomization tank 11A and the atomization tank 11A as shown in FIG. A mixing atomization unit 11B and a gas supply unit 11C that supplies gas to the mixing atomization unit 11B at a set flow rate are provided.

混合霧化部11Bは、図6に示すような外部混合方式や、図示省略の内部混合方式などの各種構造の噴霧ノズルによって構成されている。そして、この混合霧化部11Bには、エッチング処理装置100 からの液取出し経路13と、気体供給部11Cからの気体供給経路14とがそれぞれ接続されており、気体供給部11Cから設定流量で供給される気体をエッチング液に混合させて、霧化したエッチング液を噴霧するものである。   The mixing atomization part 11B is comprised by the spray nozzle of various structures, such as an external mixing system as shown in FIG. 6, and an internal mixing system not shown. The mixed atomization section 11B is connected to a liquid extraction path 13 from the etching processing apparatus 100 and a gas supply path 14 from the gas supply section 11C, and is supplied from the gas supply section 11C at a set flow rate. The gas to be mixed is mixed with the etching solution, and the atomized etching solution is sprayed.

ここで、供給気体の種類としては特に限定されないが、乾燥したドライガスや除塵したクリーンガスが適し、窒素N、酸素Oなどが適する。
そして、混合霧化部11Bによる霧化の状態(微細化の状態)は、気体供給部11Cからの気体の供給流量とエッチング液の供給流量によって設定することができる。気体の供給流量は、気体供給経路14に備えられている開閉バルブ15の開閉調整などによって設定することができ、エッチング液の供給流量は、液取出し経路13に備えられている供給ポンプ16の吐出量などによって設定することができる。
Here, the type of the supply gas is not particularly limited, but dry dry gas or dust-cleaned gas is suitable, and nitrogen N 2 , oxygen O 2 and the like are suitable.
The atomization state (miniaturization state) by the mixed atomization unit 11B can be set by the gas supply flow rate from the gas supply unit 11C and the etching solution supply flow rate. The gas supply flow rate can be set by adjusting the opening / closing of the open / close valve 15 provided in the gas supply path 14, and the etchant supply flow rate is discharged from the supply pump 16 provided in the liquid extraction path 13. It can be set according to the amount.

なお、エッチング処理装置100から取り出されたエッチング液の混合霧化部11Bへの供給は、供給ポンプ16を介して行われる場合と、供給ポンプ16を介さずに行われる場合とがある。そのために、本実施形態では、図6に示すように、液取出し経路13を二経路とし、その一方の経路13a側に供給ポンプ16と切替えバルブ18を備え、もう一方の経路13b側には切替えバルブ17のみを備えている。   Note that the supply of the etching solution taken out from the etching processing apparatus 100 to the mixed atomization unit 11 </ b> B may be performed via the supply pump 16 or may not be performed via the supply pump 16. Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 6, the liquid extraction path 13 has two paths, the supply pump 16 and the switching valve 18 are provided on one path 13a side, and the switching is performed on the other path 13b side. Only the valve 17 is provided.

つまり、エッチング処理装置100からのエッチング液の取り出しが、循環ポンプ43近傍の循環経路42から分岐させて行われる場合は、循環ポンプ43の圧送力をもって所定の供給流量にてエッチング液を混合霧化部11Bに供給することができるために、供給ポンプ16を通さずに行うことができる。他方、エッチング処理槽41(オーバーフロー槽41−2の底部など)に接続されて行われる場合には、エッチング液の混合霧化部11Bへの所定の供給流量を得るために供給ポンプ16を通して行う必要がある。   That is, when the etching solution from the etching processing apparatus 100 is taken out from the circulation path 42 in the vicinity of the circulation pump 43, the etching solution is mixed and atomized at a predetermined supply flow rate with the pumping force of the circulation pump 43. Since it can supply to the part 11B, it can carry out without letting the supply pump 16 pass. On the other hand, when it is performed by being connected to the etching treatment tank 41 (such as the bottom of the overflow tank 41-2), it is necessary to carry out through the supply pump 16 in order to obtain a predetermined supply flow rate of the etching solution to the mixed atomization section 11B. There is.

分離手段12は、フィルタなどからなる分離器12Aと、分離器12Aを通過してきたエッチング液を一時貯留するための貯留槽12Bとを備えている。
これにより、霧化槽11A内のエッチング液が、霧化槽11Aと分離器12Aとを連絡する連絡経路19の圧送ポンプ20で分離器12Aに送られ、霧化手段11による析出および/または凝集によって結晶が肥大化されたケイ素化合物が分離器12Aによってエッチング液中から分離除去される。ケイ素化合物が取り除かれて 、ケイ素化合物濃度の低い再生エッチング液(リン酸水溶液)は、貯留槽12Bに貯留(収集)される。そして、貯留槽12Bに貯留された再生エッチング液は、貯留槽12Bとエッチング処理装置100 (エッチング処理槽41)とを連絡する液戻し経路21の液戻しポンプ22によってエッチング処理装置100に戻される。
The separating means 12 includes a separator 12A made of a filter and the like, and a storage tank 12B for temporarily storing the etching solution that has passed through the separator 12A.
Thereby, the etching liquid in the atomization tank 11A is sent to the separator 12A by the pressure feed pump 20 of the communication path 19 that connects the atomization tank 11A and the separator 12A, and is deposited and / or aggregated by the atomization means 11. Thus, the silicon compound whose crystal is enlarged is separated and removed from the etching solution by the separator 12A. After the silicon compound is removed, the regenerated etching solution (phosphoric acid aqueous solution) having a low silicon compound concentration is stored (collected) in the storage tank 12B. The regenerated etching solution stored in the storage tank 12B is returned to the etching processing apparatus 100 by the liquid return pump 22 in the liquid return path 21 that connects the storage tank 12B and the etching processing apparatus 100 (etching processing tank 41).

このように構成されているエッチング液再生装置10によると、エッチング処理装置100から取り出されたエッチング液中に溶け込んでいる大半のケイ素化合物を、霧化手段11の混合霧化部11Bにおける気体との混合による霧化によって効率的に肥大化析出および/または凝集されることができる。これにより、分離手段12の分離器12Aによるケイ素化合物(成分結晶)のエッチング液中からの分離除去を高い除去率で行うことができる。   According to the etching solution regenerating apparatus 10 configured in this manner, most of the silicon compound dissolved in the etching solution taken out from the etching processing apparatus 100 is mixed with the gas in the mixed atomizing section 11B of the atomizing means 11. It can be efficiently enlarged and / or agglomerated by atomization by mixing. Thereby, the separation removal of the silicon compound (component crystal) from the etching solution by the separator 12A of the separation means 12 can be performed with a high removal rate.

図7は第6実施形態に係るエッチング液再生装置10−1を示し、当該再生装置10−1では、エッチング処理装置100から取り出されたエッチング液の温度調節を行う温度調整手段23を備えている。他の構成要素においては、前記の第5の実施形態と基本的に同じことから、同じ構成要素に同じ符号を付することで重複説明は省略する。
すなわち、図7に示すように、エッチング処理装置100と霧化手段11との間に温度調節手段23を備えて、エッチング処理装置100から取り出されたエッチング液を所定の温度に調節した後に、霧化手段11へと供給されるようにしている。
FIG. 7 shows an etching solution regenerating apparatus 10-1 according to the sixth embodiment, and the regenerating apparatus 10-1 includes a temperature adjusting means 23 for adjusting the temperature of the etching solution taken out from the etching processing apparatus 100. . Since the other components are basically the same as those of the fifth embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
That is, as shown in FIG. 7, the temperature adjusting means 23 is provided between the etching processing apparatus 100 and the atomizing means 11, and after adjusting the etching solution taken out from the etching processing apparatus 100 to a predetermined temperature, It is made to supply to the conversion means 11.

温度調整手段23は、図7に示すように、エッチング処理装置100から液取出し経路13によって取り出されたエッチング液が一旦貯められる温調槽23Aと、この温調槽23Aの底部から該温調槽23A内にエッチング液が戻されるように配管される温調経路24に備えられている温調・循環ポンプ23Bと、同じく温調経路24に備えられる加熱と冷却との双方の機能を兼ね備えている温度調整器23Cとを備えている。
これにより、温調槽23Aに貯められたエッチング液が、温調・循環ポンプ23Bによって温度調整器23Cに送られ、温度調整器23Cを経由して、温調槽23Aに戻される循環が繰り返されることで、エッチング液の温度が、霧化手段11の混合霧化部11Bにおける析出および/または凝集を促進させる温度に調整されるようにしている。
As shown in FIG. 7, the temperature adjusting means 23 includes a temperature adjusting tank 23A in which the etching solution taken out from the etching processing apparatus 100 by the liquid extraction path 13 is temporarily stored, and the temperature adjusting tank from the bottom of the temperature adjusting tank 23A. The temperature control / circulation pump 23B provided in the temperature control path 24 piped so that the etching solution is returned into 23A, and both the heating and cooling functions provided in the temperature control path 24 are combined. And a temperature controller 23C.
Thereby, the etching solution stored in the temperature control tank 23A is sent to the temperature controller 23C by the temperature control / circulation pump 23B, and the circulation returned to the temperature control tank 23A via the temperature controller 23C is repeated. Thus, the temperature of the etching solution is adjusted to a temperature that promotes precipitation and / or aggregation in the mixed atomizing portion 11B of the atomizing means 11.

また、温調経路24における温調・循環ポンプ23Bと温度調整器23Cとの間から分岐されて霧化手段11の混合霧化部11Bにわたり接続される液供給経路25が配管されており、この液供給経路25の分岐部と温度調整器23Cとの間の温調経路24、液供給経路25にはそれぞれ切替えバルブ26、27が備えられている。
これにより、切替えバルブ26を開き、切替えバルブ27を閉じた状態で温調槽21Aに貯められたエッチング液が温調・循環ポンプ23Bによって温度調整器23Cに送られ、温度調整器23Cを経由して、温調槽23Aに戻される温調循環が繰り返される。そして、切替えバルブ27を開き、切替えバルブ26を閉じることで、霧化手段11における析出および/または凝集に適した一定の温度に調整された温調槽23A内のエッチング液が温調・循環ポンプ23Bによって霧化手段11の混合霧化部11Bに所定の供給流量にて送られるようにしている。
Further, a liquid supply path 25 branched from between the temperature control / circulation pump 23B and the temperature controller 23C in the temperature control path 24 and connected to the mixed atomizing section 11B of the atomizing means 11 is provided. Switching valves 26 and 27 are provided in the temperature control path 24 and the liquid supply path 25 between the branch portion of the liquid supply path 25 and the temperature regulator 23C, respectively.
As a result, the etching solution stored in the temperature control tank 21A with the switching valve 26 opened and the switching valve 27 closed is sent to the temperature controller 23C by the temperature control / circulation pump 23B, and passes through the temperature controller 23C. Then, the temperature control circulation returned to the temperature control tank 23A is repeated. Then, by opening the switching valve 27 and closing the switching valve 26, the etching solution in the temperature control tank 23 </ b> A adjusted to a constant temperature suitable for precipitation and / or aggregation in the atomizing means 11 is controlled by the temperature control / circulation pump. 23B is sent to the mixing and atomizing unit 11B of the atomizing means 11 at a predetermined supply flow rate.

このように構成されている第6の実施形態に係るエッチング液再生装置10−1によると、温度調整手段23と霧化手段11を効果的に組み合わせて、一定の温度状態で霧化処理を行うことで、ケイ素化合物の過飽和成分の大半をより一層効果的に肥大化析出および/または凝集させることができる。これにより、分離手段12の分離器12Aによるケイ素化合物(成分結晶)のエッチング液からの分離除去を制御された残留濃度に調整することができる。   According to the etching solution regenerating apparatus 10-1 according to the sixth embodiment configured as described above, the temperature adjusting means 23 and the atomizing means 11 are effectively combined to perform the atomization process at a constant temperature state. As a result, most of the supersaturated component of the silicon compound can be enlarged and / or aggregated more effectively. Thereby, the separation and removal of the silicon compound (component crystal) from the etching solution by the separator 12A of the separation means 12 can be adjusted to a controlled residual concentration.

図8は第7実施形態に係るエッチング液再生装置10−2を示し、当該再生装置10−2では、図8に示すように、濃度制御部28を備えている。他の構成要素においては、前記の第6の実施形態と基本的に同じことから、同じ構成要素に同じ符号を付することで重複説明は省略する。
すなわち、図8に示すように、濃度制御部28は、設定人力によって、温度調整器23C、温調・循環ポンプ23B、あるいは、気体供給部11Cの供給速度を調整する気体供給調整部29を選択的に制御できるようにしている。
FIG. 8 shows an etching solution regenerator 10-2 according to the seventh embodiment, and the regenerator 10-2 includes a concentration control unit 28 as shown in FIG. Since the other components are basically the same as those of the sixth embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
That is, as shown in FIG. 8, the concentration control unit 28 selects the temperature regulator 23C, the temperature adjustment / circulation pump 23B, or the gas supply adjustment unit 29 that adjusts the supply speed of the gas supply unit 11C by setting human power. Can be controlled.

このように構成されている第7の実施形態に係るエッチング液再生装置10−2によると、例えば、温度調整手段23の温度調整器23Cの温度の制御、または、温調・循環ポンプ23B、による霧化手段11の混合霧化部11Bへのエッチング液の供給流量の制御、あるいは、気体供給調整部29による混合霧化部11Bへの気体の供給流量の制御をすることで、霧化手段12の混合霧化部11Bにおけるエッチング液の霧化状態を制御することができる。そして、これらの一方または両方を制御することで、再生エッチング液のケイ素化合物濃度を制御することができる。
つまり、濃度制御部28への設定入力によって、再生エッチング液のケイ素化合物濃度を任意に制御することが可能になる。このケイ素化合物濃度の制御によって、新規なエッチング液の追加やエッチング液の一部廃棄を行うことなく、任意にケイ素化合物濃度を調整することができる。例えば、シリコンウエハWのエッチング処理を行う各処理業者のエッチング選択比に応じたそれぞれのケイ素化合物濃度に調整することが可能となる。
According to the etching solution regenerating apparatus 10-2 according to the seventh embodiment configured as described above, for example, by controlling the temperature of the temperature adjuster 23C of the temperature adjusting means 23 or by the temperature adjustment / circulation pump 23B. The atomizing means 12 is controlled by controlling the supply flow rate of the etching liquid to the mixed atomizing section 11B of the atomizing means 11 or by controlling the gas supply flow rate to the mixed atomizing section 11B by the gas supply adjusting section 29. The atomization state of the etching solution in the mixed atomization unit 11B can be controlled. And the silicon compound density | concentration of reproduction | regeneration etching liquid can be controlled by controlling one or both of these.
That is, it becomes possible to arbitrarily control the silicon compound concentration of the regenerated etching solution by setting input to the concentration control unit 28. By controlling the silicon compound concentration, it is possible to arbitrarily adjust the silicon compound concentration without adding a new etching solution or partially discarding the etching solution. For example, it becomes possible to adjust each silicon compound concentration according to the etching selectivity of each processor performing the etching process of the silicon wafer W.

図9は第8実施形態に係るエッチング液再生装置10−3を示し、当該再生装置10−3では、図9に示すように、分離手段12によるエッチング液からのケイ素化合物の分離を数回繰り返すようにしている。他の構成要素においては、前記の第6の実施形態と基本的に同じことから、同じ構成要素に同じ符号を付することで重複説明は省略する。
すなわち、図9に示すように、霧化手毅11の霧化槽11Aと分離手段12の分離器12Aとを接続する連絡経路19の途中部位と、分離手段12の貯留槽12Bからエッチング処理装置への液戻し経路21の途中部位とを分離循環経路30によって接続している。
FIG. 9 shows an etching solution regenerating apparatus 10-3 according to the eighth embodiment. In the regenerating apparatus 10-3, as shown in FIG. 9, the separation of the silicon compound from the etching solution by the separating means 12 is repeated several times. I am doing so. Since the other components are basically the same as those of the sixth embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
That is, as shown in FIG. 9, the etching processing apparatus includes an intermediate part of the communication path 19 that connects the atomizing tank 11 </ b> A of the atomizing hand 11 and the separator 12 </ b> A of the separating means 12, and the storage tank 12 </ b> B of the separating means 12. The intermediate part of the liquid return path 21 is connected by a separation circulation path 30.

分離循環経路30は、連絡経路19における圧送ポンプ20と分離手段12の分離器12Aとの間においてその一端側が分岐接続されており、他端側が液戻し経路21における液戻しポンプ22よりエッチング処理装置100側において分岐接続されている。
そして、図9に示すように、連絡経路19からの分離循環経路30の分岐接続部近傍における両経路19、30と、液戻し経路21からの分離循環経路30の分岐接続部近傍における両経路21、30とにはそれぞれ切替えバルブ31〜34が備えられている。
これにより、切替えバルブ31、33を閉じ、切替えバルブ32、34を開いた状態で、液戻しポンプ22を作動させることで、分離器12Aを通して貯留槽12Bに貯留されているエッチング液が、分離循環経路30を通って再度分離器12Aに送られて貯留槽12Bに戻されることが繰り返されるようにしている。つまり、分離器12Aによるエッチング液からのケイ素化合物の分離除去が繰り返されるようにしている。
One end side of the separation circulation path 30 is branched and connected between the pressure feed pump 20 in the communication path 19 and the separator 12A of the separation means 12, and the other end side is etched by the liquid return pump 22 in the liquid return path 21. Branch connection is made on the 100 side.
Then, as shown in FIG. 9, both paths 19, 30 near the branch connection part of the separation circulation path 30 from the communication path 19 and both paths 21 near the branch connection part of the separation circulation path 30 from the liquid return path 21. , 30 are provided with switching valves 31-34, respectively.
Thus, the etching liquid stored in the storage tank 12B through the separator 12A is separated and circulated by operating the liquid return pump 22 with the switching valves 31 and 33 closed and the switching valves 32 and 34 opened. It is repeatedly sent through the path 30 to the separator 12A and returned to the storage tank 12B. That is, the separation and removal of the silicon compound from the etching solution by the separator 12A is repeated.

このように構成されている第8の実施形態に係るエッチング液再生装置10−3によると、前記した第5〜第7実施形態のように、エッチング処理装置100から取り出されたエッチング液を、霧化手段11の混合霧化部11Bによる霧化によって、該エッチング液中に溶け込んでいる大半のケイ素化合物を析出および/または凝集させ、折出されたケイ素化合物を分離手段12の分離器12Aによってエッチング液から分離除去する再生処理がなされて分離手段12の貯留槽12Bに貯留されているエッチング液を、分離循環経路30を通して循環させることを繰り返すことで、析出および/または凝集されたケイ素化合物をエッチング液から分離除去することを繰り返すことができる。
これにより、霧化手段11によってエッチング液中の析出および/または凝集されたケイ素化合物の除去率を100%に近づけることが可能となる。
According to the etching solution regenerating apparatus 10-3 according to the eighth embodiment configured as described above, the etching solution taken out from the etching processing apparatus 100 is sprayed as in the fifth to seventh embodiments. Most of the silicon compound dissolved in the etching solution is precipitated and / or agglomerated by the atomization by the mixing atomization unit 11B of the conversion means 11 and the folded silicon compound is etched by the separator 12A of the separation means 12. Etching the deposited and / or agglomerated silicon compound by repeating the circulation of the etching solution stored in the storage tank 12B of the separation means 12 through the separation circulation path 30 after being separated and removed from the solution. Separation and removal from the liquid can be repeated.
Thereby, the removal rate of the silicon compound deposited and / or aggregated in the etching solution by the atomizing means 11 can be made close to 100%.

図10は第9実施形態に係るエッチング液再生装置10−4を示し、当該再生装置10−4では、霧化手段11−1として、エッチング処理装置100から取り出されたエッチング液に圧力を付与することで、エッチング液を霧化する圧縮霧化部11−1を備えている。他の構成要素においては、前記の第6の実施形態と基本的に同じことから、同じ構成要素に同じ符号を付することで重複説明は省略する。
すなわち、図10に示すように、霧化槽11−1Aと、この霧化槽11−1A内に配備され、エッチング液が送り込まれる圧縮霧化部11−1Bと、この混合霧化部11−1Bに設定された圧力を掛けてエッチング液を供給する液加圧ポンプ11−1Cとを備えている。
FIG. 10 shows an etching solution regenerating apparatus 10-4 according to the ninth embodiment. In the reproducing apparatus 10-4, pressure is applied to the etching solution taken out from the etching processing apparatus 100 as the atomizing means 11-1. By this, the compression atomization part 11-1 which atomizes etching liquid is provided. Since the other components are basically the same as those of the sixth embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
That is, as shown in FIG. 10, the atomization tank 11-1A, the compression atomization part 11-1B that is provided in the atomization tank 11-1A and into which the etching solution is fed, and the mixed atomization part 11- And a liquid pressurizing pump 11-1C for supplying an etching liquid by applying a pressure set to 1B.

圧縮霧化部11−1Bは、各種構造のスプレーノズルあるいはオリフィスなどによって構成されている。そして、この圧縮霧化部11−1Bには、液加圧ポンプ11−1Cと切替えバルブ27とを備えている温調経路24から分岐させた供給経路25が接続される。
これにより、温度調整手段23により温調された後に、液加圧ポンプ11−1Cによって圧力が付与されて圧縮霧化部11−1Bに送り込まれたエッチング液は、該圧縮霧化部11−1Bによって霧化される。
The compression atomization unit 11-1B is configured by spray nozzles or orifices having various structures. And the supply path 25 branched from the temperature control path | route 24 provided with the liquid pressurization pump 11-1C and the switching valve 27 is connected to this compression atomization part 11-1B.
As a result, after the temperature is adjusted by the temperature adjusting means 23, the etching liquid applied with pressure by the liquid pressurizing pump 11-1C and sent to the compression atomizing unit 11-1B is compressed into the compression atomizing unit 11-1B. Atomized by.

このように構成されている第9の実施形態に係るエッチング再生装置10−4によると、温度調整手段23と霧化手段11−1を効果的に組み合わせて、一定の温度状態で霧化処理を行うことで、ケイ素化合物の過飽和成分の大半をより一層効果的に肥大化析出および/または凝集させることができる。これにより、分離手段12の分離器12Aによるケイ素化合物(成分結晶)のエッチング液からの分離除去を制御された残留濃度に調整することができる。   According to the etching regenerator 10-4 according to the ninth embodiment configured as described above, the temperature adjusting means 23 and the atomizing means 11-1 are effectively combined to perform the atomization process at a constant temperature state. By doing so, most of the supersaturated component of the silicon compound can be more effectively enlarged and precipitated and / or aggregated. Thereby, the separation and removal of the silicon compound (component crystal) from the etching solution by the separator 12A of the separation means 12 can be adjusted to a controlled residual concentration.

図11は第10実施形態に係るエッチング液再生装置10−5を示す。ここでは、図7を適宜参照しながら説明する。
この第10の実施形態では、霧化手段11−2として、エッチング処理装置100から取り出されたエッチング液に超音波振動を付与することで、エッチング液を霧化する超音波霧化部(11−2B〜11−2C)を備えている。他の構成要素においては、前記の第6の実施形態と基本的に同じことから、同じ構成要素に同じ符号を付することで重複説明は省略する。
すなわち、霧化手段11−2は、図11に示すように、霧化槽11−2Aに、超音波振動子11−2Bと、この超音波振動子11−2Bを駆動させる駆動源11−2Cおよびエッチング液供給部11−2Dとを備えて構成されている。
FIG. 11 shows an etching solution regenerating apparatus 10-5 according to the tenth embodiment. Here, description will be made with reference to FIG. 7 as appropriate.
In the tenth embodiment, as the atomizing means 11-2, an ultrasonic atomizing unit (11-) that atomizes the etching solution by applying ultrasonic vibration to the etching solution taken out from the etching processing apparatus 100. 2B-11-2C). Since the other components are basically the same as those of the sixth embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
That is, as shown in FIG. 11, the atomizing means 11-2 has an ultrasonic vibrator 11-2B and a drive source 11-2C that drives the ultrasonic vibrator 11-2B in the atomizing tank 11-2A. And an etchant supply unit 11-2D.

このように構成されている第10の実施形態に係るエッチング液再生装置10−5によると、図7に示す温度調整手段24から供給されたエッチング液がエッチング液供給部11−2Dに供給されると、そのエッチング液に超音波振動子11−2Bによって超音波振動が付与されることで、エッチング液が霧化される。霧化されたエッチング液は霧化槽11−2Aに一旦貯留されて、図7に示すポンプ20によって分離手段12に送られる。
つまり、超音波振動を利用してエッチング液の微細位子の霧化を実現することができる。
これにより、効率よくエッチング液中に溶け込んでいるケイ素化合物を効率よく析出および/または凝集させることができる。また、駆動源11−2Cの駆動周波数を適宜に変更することで、最適な霧化状態を駆動周波数の調整によって得ることができる。
また、霧化手段11−2の霧化状態は、霧の微細化を制御することを含み、前記の第6および第7の実施形態では、混合霧化部12Bに供給される気体の供給流量によって制御することができるが、第10の実施形態では、超音波振動子11−2Bの振動周波数とその印加エネルギーによって制御することができる。
According to the etching solution regenerating apparatus 10-5 according to the tenth embodiment configured as described above, the etching solution supplied from the temperature adjusting unit 24 shown in FIG. 7 is supplied to the etching solution supply unit 11-2D. Then, the ultrasonic vibration is applied to the etching liquid by the ultrasonic vibrator 11-2B, so that the etching liquid is atomized. The atomized etching solution is temporarily stored in the atomization tank 11-2A and is sent to the separation means 12 by the pump 20 shown in FIG.
That is, atomization of the fine potential of the etching solution can be realized using ultrasonic vibration.
Thereby, the silicon compound dissolved in the etching solution can be efficiently precipitated and / or aggregated. Moreover, the optimal atomization state can be obtained by adjusting the drive frequency by appropriately changing the drive frequency of the drive source 11-2C.
Moreover, the atomization state of the atomization means 11-2 includes controlling the refinement | miniaturization of fog, and in the said 6th and 7th embodiment, the supply flow rate of the gas supplied to the mixing atomization part 12B. However, in the tenth embodiment, it can be controlled by the vibration frequency of the ultrasonic transducer 11-2B and its applied energy.

以上の第5〜10の実施形態のエッチング液再生装置によると、エッチング処理装置100の循環経路42から分岐させて、該循環経路42に当該エッチング液再生装置10(10−1〜10−4)の液取出し経路13を接続して、エッチング液再生装置10(10−1〜10−4)をエッチング処理装置100の循環経路5の途中に直接組み込んだ場合には、エッチング処理によってエッチング液中に溶け込んでいるケイ素化合物を、エッチング処理中に容易、かつ、高い精度でリン酸水溶液から除去することができる。したがって、図1に示したようなエッチング処理装置100に適用した場合には、濾過フィルタ3の目詰まりが無く、大量の継続処理に対してもエッチング処理装置を連続運転させることができるので、エッチング処理装置100の作業効率を向上させることができる。   According to the etching solution regenerating apparatus of the fifth to tenth embodiments described above, the etching solution regenerating apparatus 10 (10-1 to 10-4) is branched from the circulation path 42 of the etching processing apparatus 100 to the circulating path 42. In the case where the etching solution regenerating apparatus 10 (10-1 to 10-4) is directly incorporated in the circulation path 5 of the etching processing apparatus 100, the etching process is performed in the etching solution. The dissolved silicon compound can be easily and precisely removed from the phosphoric acid aqueous solution during the etching process. Therefore, when applied to the etching processing apparatus 100 as shown in FIG. 1, the filtration filter 3 is not clogged, and the etching processing apparatus can be continuously operated even for a large amount of continuous processing. The working efficiency of the processing apparatus 100 can be improved.

特に、エッチング処理装置100の循環経路42に組み込むことで、エッチング処理時におけるリン酸水溶液のケイ素化合物濃度を一定に維持することができ、一定のエッチング選択比で大量のロットを連続的にエッチング処理することができる。したがって、均一性の高いエッチング処理を多数ロットに亘って継続することが可能になる。   In particular, by incorporating it into the circulation path 42 of the etching apparatus 100, the silicon compound concentration of the phosphoric acid aqueous solution during the etching process can be maintained constant, and a large number of lots can be continuously etched with a constant etching selectivity. can do. Therefore, it becomes possible to continue the etching process with high uniformity over many lots.

更に、エッチング処理中に高純度のリン酸水溶液への再生を行うことができるので、新しいリン酸水溶液への交換作業を少なくし、エッチング処理装置100の停止時間を減らすことができ、生産性の高いエッチング処理を実現することができる。特に、エッチング液の再利用によって、エッチング液の廃棄を減らすため、自然環境保護の観点からも好ましく、新たなエッチング液への交換が少ないので経済的にも有利な作業が可能になる。   Furthermore, since the regeneration to a high purity phosphoric acid aqueous solution can be performed during the etching process, the replacement work with a new phosphoric acid aqueous solution can be reduced, the stop time of the etching processing apparatus 100 can be reduced, and the productivity can be reduced. A high etching process can be realized. In particular, the reuse of the etching solution reduces the discarding of the etching solution, which is preferable from the viewpoint of protecting the natural environment. Since there is little replacement with a new etching solution, an economically advantageous operation is possible.

また、エッチング液をバッチ処理で再生処理する場合には、濃度制御部28による制御によって、ケイ素化合物濃度を最適化した再生エッチング液を生成することができる。これによって、ダミーエッチングを行わなくても所望のエッチング選択比で当初からのエッチング処理を行うことができることになり、エッチング処理作業の効率化も図ることができる。   Further, when the etching solution is regenerated by batch processing, a regenerated etching solution in which the silicon compound concentration is optimized can be generated under the control of the concentration control unit 28. As a result, the etching process from the beginning can be performed with a desired etching selection ratio without performing dummy etching, and the efficiency of the etching process can be improved.

本発明のエッチング液再生システムでは、上述のエッチング液再生装置で再生された再生エッチング液がエッチング処理装置100のエッチング槽41に戻されて再利用されるが、エッチング処理が行われる処理槽内のエッチング液中に溶存するケイ素化合物の濃度(含有量)が精度良く一定にコントロールされるように、エッチング液に溶存するケイ素化合物の濃度(含有量)をプロセスのインラインでリアルタイムに把握して、エッチング液再生装置で再生された再生エッチング液のエッチング槽41への供給量(返還量)を決定する。   In the etching solution regenerating system of the present invention, the regenerated etching solution regenerated by the above-described etching solution regenerating apparatus is returned to the etching tank 41 of the etching processing apparatus 100 and reused, but in the processing tank in which the etching process is performed. In order to control the concentration (content) of the silicon compound dissolved in the etching solution accurately and uniformly, the concentration (content) of the silicon compound dissolved in the etching solution is grasped in real time in the process and etched. The supply amount (return amount) of the regenerated etching liquid regenerated by the liquid regenerating apparatus to the etching tank 41 is determined.

すなわち、エッチング槽41のオーバーフロー槽41−2には、溶存物質含有量測定手段310が装着されており、当該測定装置310にて、オーバーフロー槽41−2中のエッチング液M(燐酸水溶液)中に溶存するケイ素化合物(Siイオン)の含有量が測定され、かかる含有量に基づいて、エッチング液再生装置で再生された再生エッチング液のエッチング槽41への供給量(返還量)が決定される。   In other words, the overflow tank 41-2 of the etching tank 41 is equipped with the dissolved substance content measuring means 310, and the measurement apparatus 310 uses the etching solution M (phosphoric acid aqueous solution) in the overflow tank 41-2. The content of the dissolved silicon compound (Si ion) is measured, and the supply amount (return amount) of the regenerated etching solution regenerated by the etching solution regenerating apparatus to the etching tank 41 is determined based on the content.

図1中の溶存物質含有量測定手段310は、後記で詳述する動作により、常時、エッチング液M(燐酸水溶液)のSiイオンの含有量(Siイオン濃度)を算出し、その算出されたSiイオン濃度に基づいて、再生装置47で再生されたエッチング液(再生エッチング液)のエッチング槽41へ戻される液量が決定される。すなわち、分岐経路46に設けた再生装置47の出口用接続口管には電子制御バルブ70が取り付けられており、溶存物質含有量測定手段3で算出されたSiイオンの含有量(算出データC)がCPU61に送られ、CPU61が、かかるSiイオンの含有量と予め記憶された情報から、処理槽41−1内のエッチング液M中のSiイオン濃度を一定濃度とするために、再生装置47からエッチング槽41へ戻すエッチング液の量を決定して、電子制御バルブ70へ制御信号Sを送り、バルブの開閉命令を行う。これにより、CPU61で決定された液量の再生エッチング液が再生装置47からエッチング槽41の処理槽41−1へ戻される。この動作が短時間で繰り返されることで、処理槽41−1内のエッチング液M中のSiイオン濃度が精密かつ一定にコントロールされて、エッチングレートが一定に維持管理され、エッチング液のライフタイムも長くなる。具体的には、Si膜及びSiO膜に対するSi膜のエッチング選択比を一定に管理維持しながら高精度で効率的なエッチング処理を行うことができる。 The dissolved substance content measuring means 310 in FIG. 1 always calculates the Si ion content (Si ion concentration) of the etching solution M (phosphoric acid aqueous solution) by the operation described in detail later, and calculates the calculated Si Based on the ion concentration, the amount of the etching solution regenerated by the regenerating apparatus 47 (regenerated etching solution) to be returned to the etching tank 41 is determined. That is, an electronic control valve 70 is attached to the outlet connection pipe of the regenerator 47 provided in the branch path 46, and the content of Si ions calculated by the dissolved substance content measuring means 3 (calculation data C). Is sent to the CPU 61, and from the reproducing device 47, the CPU 61 sets the Si ion concentration in the etching solution M in the processing tank 41-1 to a constant concentration based on the content of Si ions and information stored in advance. The amount of the etching solution to be returned to the etching tank 41 is determined, a control signal S is sent to the electronic control valve 70, and a valve opening / closing command is issued. As a result, the amount of the regenerated etching solution determined by the CPU 61 is returned from the regenerating device 47 to the processing tank 41-1 of the etching tank 41. By repeating this operation in a short time, the Si ion concentration in the etching solution M in the processing tank 41-1 is controlled accurately and constantly, the etching rate is maintained and managed, and the lifetime of the etching solution is also increased. become longer. Specifically, it is possible to perform efficient etching with the Si 3 N 4 film and the Si 3 N 4 film precision while managing kept constant etching selectivity with respect to the SiO 2 film.

図2は上述の溶存物質含有量測定手段310のエッチング槽41(オーバーフロー槽41−2)への装着部の拡大図、図3は溶存物質含有量測定手段310のシステム構成図である。   FIG. 2 is an enlarged view of a portion where the dissolved substance content measuring means 310 is mounted on the etching tank 41 (overflow tank 41-2), and FIG. 3 is a system configuration diagram of the dissolved substance content measuring means 310.

本発明で使用する溶存物質含有量測定手段310は、実質的に、光学部1と、データ処理部2とで構成されている。   The dissolved substance content measuring means 310 used in the present invention is substantially composed of the optical unit 1 and the data processing unit 2.

光学部1は、光源311、プリズム312、受光素子313を備える。光源311としては、例えば、所定波長の単一波長光を発光する紫外線LEDや連続波長光を発光する重水素ランプ、ハロゲンランプ、キセノンランプ等が使用される。なお、重水素ランプ、ハロゲンランプ、キセノンランプ等の連続波長光を発光する光源を使用する場合、通常、所定波長の光を取り出すための紫外線分光器(グレーティング)等が使用される。また、紫外線の波長は通常120〜400nmの範囲から選択される。   The optical unit 1 includes a light source 311, a prism 312, and a light receiving element 313. As the light source 311, for example, an ultraviolet LED that emits single wavelength light having a predetermined wavelength, a deuterium lamp that emits continuous wavelength light, a halogen lamp, a xenon lamp, or the like is used. When a light source that emits continuous wavelength light such as a deuterium lamp, a halogen lamp, or a xenon lamp is used, an ultraviolet spectrometer (grating) or the like for extracting light with a predetermined wavelength is usually used. Moreover, the wavelength of ultraviolet rays is usually selected from the range of 120 to 400 nm.

オーバーフロー槽41−2の底壁48の一部が切除され、そこにプリズム132が埋め込まれている(すなわち、オーバーフロー槽41−2の底壁48の一部がプリズム312による窓部になっている)。プリズム312の一方側の面312aに配置された光源311からプリズム312内に入射した紫外線R1がエッチング液Mとの界面をなすプリズム312の境界面312bを透過する透過光R2と境界面32bで反射する反射光R3とに分かれる。そして、反射光R3はプリズム312の他方側の面312cに配置された受光素子313で受光されて、その強度に対応する光電流に変換されて、電気信号として出力される。   A part of the bottom wall 48 of the overflow tank 41-2 is cut out and a prism 132 is embedded therein (that is, a part of the bottom wall 48 of the overflow tank 41-2 is a window portion by the prism 312. ). The ultraviolet ray R1 incident on the prism 312 from the light source 311 arranged on the surface 312a on one side of the prism 312 is reflected by the transmitted light R2 transmitted through the boundary surface 312b of the prism 312 that forms the interface with the etching solution M and the boundary surface 32b. And reflected light R3. The reflected light R3 is received by the light receiving element 313 disposed on the other surface 312c of the prism 312, converted into a photocurrent corresponding to the intensity thereof, and output as an electrical signal.

スネルの法則により、屈折率が異なる2つの媒質の一方の媒質(屈折率:n)から他方の媒質(屈折率:n)に光が入射する場合、n>nで入射角が全反射角より小さい場合や、n<nの場合には光は全反射せず、光が透過して反射率は極端に低下するが、本発明者等は、光の入射角度を一定に保持して反射率の測定を行うと、nとnが近接した範囲にある場合は、nとnの屈折率差が大きくなると反射率が増加し、屈折率差が小さくなると反射率が小さくなるという変化が起こること、つまり全反射条件を満たさない状態では、光の反射率(透過率)は両媒質の屈折率の変化に対して敏感に変化し、燐酸水溶液中のケイ素(Si)の含有量変化が燐酸水溶液とプリズムの境界面での光の反射率の変化として表われ、両者の相関性が非常に高いことが分かった。 By Snell's law, one of the medium (refractive index: n 1) of the refractive index is different from the two media from the other medium (refractive index: n 2) If the light on the incident, the incident angle n 1> n 2 is When the angle is smaller than the total reflection angle or when n 1 <n 2 , the light is not totally reflected and the light is transmitted and the reflectance is extremely reduced. However, the present inventors have fixed the light incident angle. When n 1 and n 2 are close to each other, the reflectance increases when the refractive index difference between n 1 and n 2 increases, and the refractive index difference decreases. In the state where the reflectance decreases, that is, in the state where the total reflection condition is not satisfied, the light reflectance (transmittance) changes sensitively to the change in the refractive index of both media, and the silicon in the phosphoric acid aqueous solution changes. The change in the content of (Si) is a change in the reflectance of light at the interface between the phosphoric acid aqueous solution and the prism. We, the correlation between them was found to be very high.

溶存物質含有量測定手段310は、このような知見に基づいて完成させ、配置したものであり、エッチング液M(燐酸水溶液)中のSiイオンの含有量(濃度)の変化が、エッチング液M(燐酸水溶液)とプリズム312の境界面312bでの光の反射率の変化として表われる。すなわち、エッチング液Mにその屈折率に近接する屈折率を有するプリズム312を接触させ、エッチング液Mとの界面をなすプリズム312の境界面312bに所定の入射角度(θ)で光を入射させて得られる反射光R3の強度から、エッチング液M中のSiイオンの含有量(濃度)を検出できるようにしたものである。   The dissolved substance content measuring means 310 is completed and arranged based on such knowledge, and the change in the content (concentration) of Si ions in the etching solution M (phosphoric acid aqueous solution) is determined by the etching solution M ( This is expressed as a change in the reflectance of light at the boundary surface 312 b between the phosphoric acid aqueous solution) and the prism 312. That is, a prism 312 having a refractive index close to the refractive index is brought into contact with the etching solution M, and light is incident on the boundary surface 312b of the prism 312 that forms an interface with the etching solution M at a predetermined incident angle (θ). The content (concentration) of Si ions in the etching solution M can be detected from the intensity of the obtained reflected light R3.

ここで、プリズム312はその屈折率(N)がエッチング液Mの屈折率(N)との間でN<Nの関係にあるもの、或いは、N>Nの関係にあるもののいずれでもよい(なお、ここでのNとNは、測定系の温度及び光源波長(入射光R1の波長)における屈折率である。)。 Here, the prism 312 has a refractive index (N 1 ) having a relationship of N 1 <N 2 with the refractive index (N 2 ) of the etching solution M, or a relationship of N 1 > N 2. (N 1 and N 2 here are the refractive index at the temperature of the measurement system and the wavelength of the light source (the wavelength of the incident light R 1)).

なお、N<Nの関係にある場合、入射光R1の入射角(θ)に関係なく、反射光R3が得られるが、この場合、入射角(θ)は装置構成上の実効的な光学部品配置の制約から75〜15°程度に設定されるのが一般的である。一方、N>Nの関係にある場合、入射光R1の入射角(θ)を全反射角より小さい角度にすることが必要であり、この場合、入射光R1の入射角(θ)は全反射角との角度差が概ね45°以内であることが望ましい。 When N 1 <N 2 , the reflected light R3 is obtained regardless of the incident angle (θ) of the incident light R1, but in this case, the incident angle (θ) is effective in terms of the apparatus configuration. Generally, it is set to about 75 to 15 ° due to restrictions on the arrangement of optical components. On the other hand, when N 1 > N 2 , the incident angle (θ) of the incident light R1 needs to be smaller than the total reflection angle. In this case, the incident angle (θ) of the incident light R1 is It is desirable that the angle difference from the total reflection angle is approximately within 45 °.

ただし、プリズム312は、その屈折率(N)とエッチン液Mの屈折率(N)の差の絶対値(|N−N|)が0.30以下(好ましくは0.15以下、より好ましくは0.05以下)の関係にあることが重要である。これは、かかる屈折率差の絶対値(|N−N|)が0.30を超える場合、エッチング液Mの屈折率の僅かな変化が反射光R3の強度変化として顕著に現れにくくなるためである。 However, in the prism 312, the absolute value (| N 1 −N 2 |) of the difference between the refractive index (N 1 ) and the refractive index (N 2 ) of the etchant M is 0.30 or less (preferably 0.15 or less). , More preferably 0.05 or less). This is because, when the absolute value of the refractive index difference (| N 1 −N 2 |) exceeds 0.30, a slight change in the refractive index of the etching solution M hardly appears as an intensity change of the reflected light R3. Because.

エッチング液Mが燐酸水溶液の場合、プリズム312としては例えば石英プリズムが使用される。光源波長(入射光R1の波長)が250nmの場合、燐酸水溶液(燐酸濃度:86±0.5重量%)の屈折率(25℃)は1.469、石英プリズム(25℃)の屈折率は1.508であり、光の全反射角は77度である。この場合、入射光R1の入射角(θ)を75度にすると、反射率は10%となり、燐酸の屈折率が0.001変化した場合の反射率の変化から計算される吸光度の変化量は0.046となる。   When the etching solution M is a phosphoric acid aqueous solution, for example, a quartz prism is used as the prism 312. When the light source wavelength (incident light R1 wavelength) is 250 nm, the refractive index (25 ° C.) of the phosphoric acid aqueous solution (phosphoric acid concentration: 86 ± 0.5 wt%) is 1.469, and the refractive index of the quartz prism (25 ° C.) is 1.508, and the total reflection angle of light is 77 degrees. In this case, when the incident angle (θ) of the incident light R1 is 75 degrees, the reflectance is 10%, and the amount of change in absorbance calculated from the change in reflectance when the refractive index of phosphoric acid changes by 0.001 is 0.046.

プリズムの材質が石英である場合には、入射光R1の波長を190nm以下にすると、石英と燐酸水溶液との屈折率差が小さくなり、反射率の変化がより高感度に観測できる。例えば、入射光R1の波長が187nmの場合、燐酸水溶液(燐酸濃度:86±0.5重量%)の屈折率(25℃)は1.548であり、石英プリズムの屈折率(25℃)は1.571で、全反射角は80度である。この場合、入射光R1の入射角を75度にすると、反射率は1.6%となり、燐酸の屈折率が0.001変化した場合の反射率の変化から計算される吸光度の変化量は0.057となる。   When the material of the prism is quartz, if the wavelength of the incident light R1 is 190 nm or less, the difference in refractive index between quartz and the phosphoric acid aqueous solution becomes small, and the change in reflectance can be observed with higher sensitivity. For example, when the wavelength of the incident light R1 is 187 nm, the refractive index (25 ° C.) of the phosphoric acid aqueous solution (phosphoric acid concentration: 86 ± 0.5 wt%) is 1.548, and the refractive index (25 ° C.) of the quartz prism is At 1.571, the total reflection angle is 80 degrees. In this case, when the incident angle of the incident light R1 is 75 degrees, the reflectivity is 1.6%, and the change in absorbance calculated from the change in reflectivity when the refractive index of phosphoric acid is changed by 0.001 is 0. .057.

また、入射光R1の波長が190nm以下になると、燐酸水溶液中に含まれる水の屈折率が大きくなり、水分率の変化や水温の変化が測定結果に合わせて反映されるようになる。従って、入射光Rを波長190nmを境にして複数選択し(すなわち、波長が170〜190nmの範囲内の少なくとも1つと、当該波長域外(190nm超)の少なくとも1つを含む2波長以上を選択し)、これらの光において観測されるスペクトル変化を利用して、水分率の変化やサンプルの温度変化による測定誤差を補正することができる。   Further, when the wavelength of the incident light R1 is 190 nm or less, the refractive index of water contained in the phosphoric acid aqueous solution increases, and the change in the moisture content and the change in the water temperature are reflected according to the measurement result. Accordingly, a plurality of incident lights R are selected with a wavelength of 190 nm as a boundary (that is, two or more wavelengths including at least one within a wavelength range of 170 to 190 nm and at least one outside the wavelength range (greater than 190 nm) are selected. ), Measurement errors due to changes in moisture content or changes in the temperature of the sample can be corrected using the spectral changes observed in these lights.

なお、プリズムの材質をサファイアとした場合には、入射光R1の波長を250nmとした場合の全反射角は53度となり、この場合に入射光R1の入射角(θ)を45度にすると、上記石英プリズムを使用した実施形態と同様に反射率は10%以下となるが、サファイアの屈折率とサンプルの屈折率の差が0.377と大きいので、燐酸の屈折率が0.001変化した場合の反射率変化から計算される吸光度の変化量は0.004と小さくなり、試料の僅かな屈折率変化が吸光度の顕著な変化として現れにくい傾向となる。   When the material of the prism is sapphire, the total reflection angle when the wavelength of the incident light R1 is 250 nm is 53 degrees. In this case, when the incident angle (θ) of the incident light R1 is 45 degrees, Similar to the embodiment using the quartz prism, the reflectance is 10% or less. However, since the difference between the refractive index of sapphire and the refractive index of the sample is as large as 0.377, the refractive index of phosphoric acid changed by 0.001. The amount of change in absorbance calculated from the change in reflectance in this case is as small as 0.004, and a slight change in refractive index of the sample tends not to appear as a significant change in absorbance.

データ処理部2は、光学部1の受光素子313から出力された、反射光R3の強度に対応する光強度信号を増幅する増幅器14、該増幅器14から出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換するA/D変換器15、及び該A/D変換器15からデジタル信号を受け入れるデータ処理装置16を備えている。   The data processing unit 2 amplifies the light intensity signal output from the light receiving element 313 of the optical unit 1 and corresponding to the intensity of the reflected light R3, and converts the analog signal output from the amplifier 14 into a digital signal. An A / D converter 15 and a data processing device 16 that receives a digital signal from the A / D converter 15 are provided.

データ処理装置16は、実質的に、マイクロプロセッサ17と、RAM18と、ROM19と、入力装置210を備えており、マイクロプロセッサ17は、エッチング液M中の溶存物質の含有量を導出するための演算を行う。RAM18は、検量線式や各種データを記憶している。ROM19は、マイクロプロセッサ17を動作させるためのプログラム等を格納している。入力装置20は、データや各種の命令を入力するキーボード等を備えている。   The data processing device 16 substantially includes a microprocessor 17, a RAM 18, a ROM 19, and an input device 210, and the microprocessor 17 performs an operation for deriving the content of dissolved substances in the etching solution M. I do. The RAM 18 stores a calibration curve type and various data. The ROM 19 stores a program for operating the microprocessor 17 and the like. The input device 20 includes a keyboard for inputting data and various commands.

データ処理装置16でのデータ処理は次のようにして行なわれる。
光源311が所定波長の紫外線を発光すると、受光素子313は、オーバーフロー槽41−2内のエッチング液Mとの界面をなすプリズム312の境界面312bで反射する反射光R3の強度に比例する信号を生成する。この信号は増幅器14で増幅された後、A/D変換器15でデジタル信号に変換され、データ処理装置16のマイクロプロセッサ17に入力される。
Data processing in the data processor 16 is performed as follows.
When the light source 311 emits ultraviolet light having a predetermined wavelength, the light receiving element 313 outputs a signal proportional to the intensity of the reflected light R3 reflected by the boundary surface 312b of the prism 312 that forms an interface with the etching solution M in the overflow tank 41-2. Generate. This signal is amplified by the amplifier 14, converted to a digital signal by the A / D converter 15, and input to the microprocessor 17 of the data processing device 16.

マイクロプロセッサ17は、A/D変換器15から入力されたデジタル信号に対して、次の式1による演算処理を実行し、吸光度S(反射光R3の強度)を演算する。
[数1]
S=−log10A/B………………………式1
The microprocessor 17 performs a calculation process according to the following expression 1 on the digital signal input from the A / D converter 15 to calculate the absorbance S (the intensity of the reflected light R3).
[Equation 1]
S = -log 10 A / B ..................... Formula 1

式1において、Aはエッチング液Mから得られた反射強度値(実測値)、Bは溶存物質を含まない基準液から得られた反射強度値である。なお、Bは予め測定されたデータであり、データ処理装置16のRAM18に格納されている。エッチング液Mが燐酸水溶液である場合、基準液はエッチング処理に供されていない未使用の燐酸水溶液である。   In Equation 1, A is a reflection intensity value (measured value) obtained from the etching solution M, and B is a reflection intensity value obtained from a reference solution that does not contain dissolved substances. B is data measured in advance, and is stored in the RAM 18 of the data processing device 16. When the etching solution M is an aqueous phosphoric acid solution, the reference solution is an unused aqueous phosphoric acid solution that has not been subjected to an etching process.

次に、式1により得られた吸光度(反射強度)Sに基づいて、次の式2の演算を行い、エッチング液M中の溶存物質の含有量(濃度)Cを演算する。
[数2]
C=F(S)……………………式2
Next, based on the absorbance (reflection intensity) S obtained by Expression 1, the following Expression 2 is calculated to calculate the content (concentration) C of the dissolved substance in the etching solution M.
[Equation 2]
C = F (S) …………………… Formula 2

式2において、F(S)は溶存物質(例えば珪素(Si))の検量線式であり、Sについての1次項及び高次項を含み、例えば次の式3で表される。
[数3]
C=ΣαS+ΣβS+ΣγS+……+Z……………………式3
In Formula 2, F (S) is a calibration curve formula of a dissolved substance (for example, silicon (Si)), includes a first-order term and a higher-order term for S, and is represented by the following Formula 3, for example.
[Equation 3]
C = ΣαS + ΣβS 2 + ΣγS 3 + …… + Z 0 ……………………

式3において、Sは、式1により得られたデータである。α、β及びγは、検量線式の係数である。Zは定数項である。式3に含まれる各データは、溶存物質の含有量が既知の試料液の標準サンプルを用いて当該測定装置3により予め求められたものであり、データ処理装置16のRAM18に格納されている。 In Equation 3, S is data obtained by Equation 1. α, β and γ are coefficients of the calibration curve equation. Z 0 is a constant term. Each data included in Equation 3 is obtained in advance by the measurement device 3 using a standard sample of a sample solution with a known dissolved substance content, and is stored in the RAM 18 of the data processing device 16.

このようにしてデータ処理装置16で算出された溶存物質の含有量(濃度)Cのデータは、前述した再生装置47の出口用接続口管に設けた電子制御バルブ70の開閉を制御するCPU61に送られ、CPU61は、前述のとおり、再生装置47からエッチング槽41へ戻す再生エッチング液の量を決定して、電子制御バルブ70へ制御信号を送り、バルブの開閉命令を行う。   Data of the dissolved substance content (concentration) C calculated in this way by the data processing device 16 is sent to the CPU 61 that controls the opening and closing of the electronic control valve 70 provided in the outlet connection pipe of the regeneration device 47 described above. The CPU 61 determines the amount of the regenerated etching solution to be returned from the regenerating device 47 to the etching tank 41 as described above, sends a control signal to the electronic control valve 70, and issues a valve opening / closing command.

以上の動作が短時間で繰り返されることで、処理槽41−1内のエッチング液M中のSiイオン濃度が精密かつ一定にコントロールされる。   By repeating the above operation in a short time, the Si ion concentration in the etching solution M in the processing tank 41-1 is controlled precisely and constantly.

本発明において、溶存物質含有量測定手段3の光学部には図4に示す光学部1’を用いてもよい。図4中の図1と同一符号は同一または相当する部分を示す。   In the present invention, the optical part 1 ′ shown in FIG. 4 may be used as the optical part of the dissolved substance content measuring means 3. 4, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same or corresponding parts.

該光学部1’では、プリズム312に入射させる紫外線を、プリズム312のエッチング液Mとの界面をなす境界面312bと該境界面312bに対向する対向面312dとの間で多重反射させる構成にしている。このような構成とすることで、エッチング液Mの屈折率の変化に対する反射光R3’の強度変化を大きくすることができ、測定精度を高めることができる。   In the optical unit 1 ′, ultraviolet rays incident on the prism 312 are subjected to multiple reflection between a boundary surface 312b that forms an interface with the etching solution M of the prism 312 and a facing surface 312d that faces the boundary surface 312b. Yes. With such a configuration, the intensity change of the reflected light R3 'with respect to the change in the refractive index of the etching solution M can be increased, and the measurement accuracy can be increased.

このように本発明のエッチング液再生システムでは、エッチング処理に使用されたエッチング液中の溶存物質をエッチング液から強制的に分離し、溶存物質が除去又は減量された再生エッチング液を再度エッチング処理に使用するエッチング液の循環利用において、エッチング処理が行われる処理槽内のエッチング液の溶存物質の濃度が精密かつ一定にコントロールされるため、エッチングレートが一定に維持管理され、高精度で効率的なエッチング処理を行うことができる。   As described above, in the etching solution regeneration system of the present invention, the dissolved substance in the etching solution used for the etching process is forcibly separated from the etching solution, and the regenerated etching liquid from which the dissolved substance is removed or reduced is subjected to the etching process again. In the circulating use of the etching solution used, the concentration of the dissolved substance in the etching solution in the processing tank in which the etching process is performed is controlled precisely and constantly, so that the etching rate is maintained and controlled at a high precision and efficiency. An etching process can be performed.

なお、図1の装置では、エッチング槽41のオーバーフロー槽41−2の底壁部に溶存物質含有量測定手段310を組み込んで処理槽41−1内のエッチング液中の溶存物質の含有量(濃度)を測定するようにしたが、循環経路42の一部に溶存物質含有量測定手段310を組み込んで、循環経路42を流れるエッチング液中の溶存物質の含有量(濃度)を測定する構成にしてもよい。   In the apparatus of FIG. 1, the dissolved substance content measuring means 310 is incorporated in the bottom wall portion of the overflow tank 41-2 of the etching tank 41 so that the dissolved substance content (concentration) in the etching solution in the processing tank 41-1. ) Is measured, but the dissolved substance content measuring means 310 is incorporated in a part of the circulation path 42 to measure the content (concentration) of the dissolved substance in the etching solution flowing through the circulation path 42. Also good.

1 光学部
2 データ処理部
10、10−1、10−2、10−3、10−4、10−5、47 エッチング液再生装置
14 増幅器
16 データ処理装置
17 マイクロプロセッサ
41−1 処理槽
41−2 オーバーフロー槽
42 循環経路
46 分岐経路
48 底壁
61 CPU
70 電子制御バルブ
310 溶存物質含有量測定手段
311 光源
312 プリズム
312b プリズムの境界面
313 受光素子
R1 紫外線
R2 反射光
M エッチング液
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical part 2 Data processing part 10, 10-1, 10-2, 10-3, 10-4, 10-5, 47 Etching liquid reproduction | regeneration apparatus 14 Amplifier 16 Data processing apparatus 17 Microprocessor 41-1 Processing tank 41- 2 Overflow tank 42 Circulation path 46 Branch path 48 Bottom wall 61 CPU
70 Electronic control valve 310 Dissolved substance content measuring means 311 Light source 312 Prism 312b Prism boundary surface 313 Light receiving element R1 Ultraviolet R2 Reflected light M Etching solution

Claims (2)

被エッチング材料を没入浸漬させて収容するエッチング槽内の高温エッチング液を槽外に循環経路を通して取り出し、該循環経路の経路途中にて濾過、再加熱しながら槽内に戻すエッチング液の圧送循環を繰り返しながら、前記被エッチング材料にエッチング処理を施すエッチング処理装置に付設されるエッチング液の再生システムであって、
前記エッチング槽、又は、循環経路の経路途中から取り出したエッチング液中の溶存物質をエッチング液から強制的に分離し、溶存物質が除去又は減量された再生エッチング液を生成するエッチング液再生手段と、
前記エッチング槽又は循環経路内のエッチング液に溶存する物質の含有量を測定する溶存物質含有量測定手段と、
前記溶存物質含有量測定手段で測定されたエッチング液中の溶存物質の含有量に基いて、前記エッチング液再生手段からエッチング槽へ戻されるエッチング液の量を決定する制御手段とを有し、
前記溶存物質含有量測定手段が、プリズムとして、その屈折率(N)とエッチング液の屈折率(N)の差の絶対値(|N−N|)が0.30以下となるプリズムを使用し、エッチング液との界面をなすプリズムの境界面に光源からの光を入射させて、該プリズム境界面からの反射光の反射度を検出する光学部と、該光学部の検出信号に基づいて、上記エッチング液中の溶存物質含有量を算出するデータ処理部とを具備することを特徴とする、エッチング液再生システム。
A high-temperature etching solution in an etching tank that contains the material to be etched is immersed and accommodated through a circulation path, and is filtered and re-heated in the circulation path while being recirculated. An etching solution regeneration system attached to an etching apparatus for performing an etching process on the material to be etched while repeating,
Etching solution regenerating means for forcibly separating the dissolved substance in the etching solution taken out from the etching tank or from the middle of the circulation path from the etching solution, and generating a regenerated etching solution in which the dissolved substance is removed or reduced, and
Dissolved substance content measuring means for measuring the content of a substance dissolved in the etching solution in the etching tank or the circulation path;
Control means for determining the amount of the etchant returned from the etchant regeneration means to the etching tank based on the dissolved substance content in the etchant measured by the dissolved substance content measurement means;
When the dissolved substance content measuring means is a prism, the absolute value (| N 1 −N 2 |) of the difference between the refractive index (N 1 ) and the refractive index (N 2 ) of the etching solution is 0.30 or less. An optical unit that uses a prism and makes light from a light source incident on the boundary surface of the prism that forms an interface with the etching solution, and detects the reflectivity of reflected light from the prism boundary surface, and a detection signal of the optical unit And a data processing unit for calculating the dissolved substance content in the etching solution based on the above.
被エッチング材料が、シリコン窒化膜及びシリコン酸化膜が形成された半導体材料であり、エッチング処理が、当該半導体材料上のシリコン窒化膜を選択的に除去するエッチング処理であり、エッチング液が燐酸水溶液であり、プリズムが石英プリズムである、請求項1記載のエッチング液再生システム。   The material to be etched is a semiconductor material in which a silicon nitride film and a silicon oxide film are formed, and the etching process is an etching process for selectively removing the silicon nitride film on the semiconductor material, and the etching solution is a phosphoric acid aqueous solution. The etching solution regeneration system according to claim 1, wherein the prism is a quartz prism.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5829444B2 (en) * 2011-07-08 2015-12-09 株式会社Screenホールディングス Phosphoric acid regeneration method, phosphoric acid regeneration apparatus and substrate processing system
KR101809192B1 (en) * 2011-12-16 2017-12-15 에스케이하이닉스 주식회사 Composition for etching and manufacturing method of semoconductor device using the same
JP5931484B2 (en) * 2012-02-13 2016-06-08 株式会社Screenホールディングス Substrate processing method and substrate processing apparatus
JP6412734B2 (en) * 2014-08-19 2018-10-24 アプリシアテクノロジー株式会社 Silicon concentration measuring apparatus, semiconductor etching apparatus, and silicon concentration measuring method
KR102757685B1 (en) 2019-02-20 2025-01-21 상하이 인스티튜트 오브 아이씨 매터리얼스 Need for Selective Removal of Si3N4 by Wet Chemistry
JP7588517B2 (en) * 2021-01-29 2024-11-22 株式会社Screenホールディングス Substrate processing apparatus and substrate processing method
KR20230010071A (en) * 2021-07-08 2023-01-18 주식회사 제우스 Etching apparatus and control method thereof
JP7652658B2 (en) * 2021-08-18 2025-03-27 タツモ株式会社 Method and device for regenerating etching solution
CN115148643B (en) * 2021-10-27 2025-05-13 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 Wet etching equipment and wet etching method
CN114573172A (en) * 2022-02-18 2022-06-03 福建钰融科技有限公司 Waste liquid regeneration system
CN115558930B (en) * 2022-10-21 2023-06-23 深圳市捷晶科技股份有限公司 Etching waste liquid recovery system, control method and storage medium

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3578470B2 (en) * 1993-03-11 2004-10-20 倉敷紡績株式会社 Mixed acid concentration measuring device
JP2009058306A (en) * 2007-08-30 2009-03-19 Kurabo Ind Ltd Method and apparatus for measuring dissolved inorganic substance concentration in liquid, and etching solution regeneration system provided with the dissolved inorganic substance concentration measuring apparatus
JP2010261793A (en) * 2009-05-01 2010-11-18 Kurabo Ind Ltd Method and apparatus for measuring dissolved substance content in liquid, and etching solution regeneration system

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