[发明专利]蚀刻液管理装置、溶解金属浓度测定装置及测定方法

说明书

技术领域

本发明涉及蚀刻液管理装置、溶解金属浓度测定装置及溶解金属浓度测定方法，特别是涉及进行因蚀刻处理而经时性地发生浓度变动的蚀刻液的浓度调节、溶解金属的回收去除的蚀刻液管理装置、溶解金属浓度测定装置及溶解金属浓度测定方法。

背景技术

在半导体、液晶基板的制造工序的蚀刻中，根据蚀刻对象而适当调制成的液体组成的蚀刻液进行循环、或者存积于蚀刻槽中，而被反复使用。在蚀刻对象为金属膜、金属合金膜、金属氧化物膜等金属化合物膜的情况下，主要使用由酸或氧化剂构成的蚀刻液、或者根据情况使用还含有界面活性剂或分解抑制剂等各种添加剂的液体组成。

例如，作为铜/铜合金膜用的蚀刻液经常使用含有硫酸和过氧化氢等的水溶液，作为铬膜/铬合金膜用的蚀刻液经常使用以硝酸铈铵(硝酸铈(IV)铵、(NH₄)₂[Ce(NO₃)₆])和硝酸为主成分的水溶液，作为透明导电膜用的蚀刻液经常使用由草酸和界面活性剂等构成的水溶液。

在对这种金属系的被蚀刻膜进行蚀刻处理的情况下，随着蚀刻处理的进行，由于蚀刻反应使蚀刻液的主要成分被消耗而减少，并且，金属成分逐渐从被蚀刻膜溶出并蓄积于蚀刻液中。蓄积于蚀刻液中的溶解金属具有抑制来自被蚀刻膜的金属成分的进一步溶出的倾向，会使蚀刻速度降低等而致使蚀刻液的性能恶化。另外，由于对蚀刻槽进行抽吸排气以防有害气体向外部泄漏，因此伴随于排气，水分、酸等的一部分成分挥发损失，从而使蚀刻液中的溶解金属相对浓缩。因此，蚀刻液的液体组成经时性地发生变动而不稳定，溶解金属增加，从而导致蚀刻液体性能的降低。

关于这一点，以往当蚀刻液的性能降低而变得无法使用时，进行废弃液体而更换为新的蚀刻液的操作。然而，在该方式中，会产生大量的废液，并且每次更换时必需使生产线停止而导致生产率恶化，用于蚀刻处理的蚀刻液的成分浓度也在规定范围内反复变动，这样的方式无法满足蚀刻液体性能的维持管理。

作为连续且自动地对蚀刻液进行管理的装置，已知有如下的蚀刻液管理装置，其不将溶解金属浓度作为管理项目，而是始终监视蚀刻液的原本的成分的浓度并且根据需要将蚀刻原液、新液或水分等作为补充液进行补给，从而将成分浓度管理为规定的值(例如，参照专利文献1)。另外，还已知有如下的装置，其将溶解金属浓度也包含在管理项目中，对蚀刻液的成分浓度和溶解金属浓度进行检测，排出蚀刻液或补给补充液从而对蚀刻液进行管理(例如，参照专利文献2)。

专利文献1：日本特开2004-137519号公报

专利文献2：日本特开平7-176853号公报

然而，一般而言，就基于补充液的供给而进行的蚀刻液的管理而言，在蚀刻液成分的浓度管理方面优异，但是对于来自被蚀刻膜的溶出成分来说仅仅是对其进行稀释。因此，如果欲除了蚀刻液成分以外还将溶出成分的浓度也管理到规定范围内，则必然会导致蚀刻液的总量不必要地增加。关于这一点，在专利文献2所记载的发明中，通过具备排出蚀刻液的机构而能够抑制液量的增加并且使溶解金属的浓度降低。然而，由于不仅是溶解金属，蚀刻液中的有效成分也同时被大量排出，因此废液量增多，另外，为了补充被排出而减少的有效成分而需要大量地补给补充液。这些问题在溶解金属向蚀刻液的溶解度低的情况下尤为显著。

作为从被蚀刻膜溶出的金属成分向蚀刻液的溶解度低的例子，已知有对氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化铟镓(IGO)或氧化铟镓锌(IGZO)等透明导电膜、氧化物半导体膜进行蚀刻的草酸系蚀刻液。在该情况下，若反复进行蚀刻处理，则溶解铟在蚀刻液中析出，成为产生蚀刻残渣等使产品的品质恶化的原因。因此，希望对溶解的铟的浓度进行适当地管理，适当地将溶解铟从蚀刻液中分离去除从而维持蚀刻液的性能。

另外，在溶解于蚀刻液的金属为铟、铜等贵重金属的情况下，也存在希望不将它们作为蚀刻废液废弃而是进行分离回收的要求。然而，就蚀刻液管理的现状而言，以往只不过是适当进行补充液的补给和劣化液的排出，并不存在要通过对溶解金属浓度进行检测而自动地从蚀刻液分离回收溶解金属由此对蚀刻液进行管理的技术。

发明内容

本发明是为了解决上述各点而提出的，本发明的目的在于提供一种如下的蚀刻液管理装置，其对蚀刻液的成分浓度进行监视并且还对溶解金属浓度进行监视，以使蚀刻液的各成分的浓度成为管理值的方式自动地补给补充液并且分离回收溶解金属。另外，还提供一种对蚀刻液中的溶解金属浓度进行测定的溶解金属浓度测定装置及溶解金属浓度测定方法。