アプリケーションノート
半導体製造向けウェットケミカル: バルクケミカル供給システム
概要
通常、流入薬液の品質の責任は薬液サ プライヤーが負います。そのため、半導 体製造工場は、サプライヤーから受け 入れたプロセス薬液の品質問題を見つ けることができるとしても、ごく限ら れた範囲にとどまっています。薬液の 品質の低さは、生産ラインのテストデー タの低さから明らかになります。変化 は、現場で薬液を取り扱う際に発生す る可能性がありますが、監視されてい ません。さらに、コンテナの取り扱いに おける人為的ミスや分配ポイントでの 機器の故障などの要因は考慮されてい ません。
ヴァイサラ 半導体製造プロセス向け屈 折率計は、採算性の高い選択肢です。重 大な事故での是正措置を講じる際の人 件費よりも、低コストです。薬液供給分 野の専門知識を軽視したり過小評価し たりしてはならないことにも注意する 必要があります。むしろ、こうした専門 知識は重要なツールセットとして扱う べきであり、そうすることで製造工場 にごく短期間で大きな影響をもたらす ことができます。
用途
屈折率計は、プロセスに誤ったバルクケ ミカルや濃度が混入されることを防止 します。これにより、高価な機器の損傷 やウエハーの廃棄を防ぐのに役立ちま す。この用途において重要な制御機能 は、薬液が仕様限界に近づいたときに アラームを発生することです。多くの場 合、屈折率計のコストは1回の事故が起 こってしまった際の損失額よりも安価 です。
屈折率計は、計測原理として屈折率nD を使用します。メリットは、すべての薬 液が屈折率値を含む物理的特性の点で 一意であるため、1つの屈折率計ですべ ての薬液を検出できることです。
標準的な屈折率計は、屈折率nDの全範 囲である1.32～1.53（0～100%の濃度 に相当）をカバーしています。この屈折 率範囲は、プリズム材料としてサファイ ア H74（1.26 ～ 1.47）、YAG（1.41 ～ 1.62）、またはGGG（1.52～1.73）を使用 することで拡張できます。
代表的な最終製品
- 半導体および マイクロエレクトロニクス用の シリコンウエハー
計装と設置
屈折率計は、KOH（水酸化カリウム）、 H2SO4（硫酸）、HF（フッ化水素酸）、 NH4OH（水酸化アンモニウム）、HCl （塩酸）、IPA（イソプロピルアルコール）、 エチレングリコールなどの処理液の濃 度の計測や、SC-1、SC-2、SPM、DHF などの混合薬液も計測可能です。多成 分溶液では、これがチェックサムとなり ます。いずれかの成分が間違っている と、全体的な屈折率が変化します。屈折 率nDで検出できない唯一の化学的パラ メータは界面活性剤の濃度です。これ は、その濃度が数ppm（百万分率）しか ないためです。
ブランドと薬液供給システムに応じて、 屈折率計を最適な場所に配置すること で、製造工場への薬液供給とドラム交 換を監視できます。
この屈折率計は、4～20mAの連続信号またはイーサネット計測信号を提供します。シャットダウンの設定ポイントは流入薬 液の品質によって決まります。シャットダウンの設定ポイントは特定の薬液の許容範囲に従って設定されます。たとえば、硫酸 の分析範囲が95%から98%の場合、屈折率システムの許容上下限値を95.5%から97.5%に設定します。
許容限界に近づくと供給システムのシャットダウンが発生し、許容範囲外の薬液流入が防止されます。これは、統計的プロセス 制御プログラムの機能と非常によく似ています。
PR-33-S 半導体製造プロセス向け屈折率計は、クリーンルームや統合プロセス設備向けの省スペース のPVDFカバーセンサです。薬液の濃度をリアルタイムで監視し、イーサネット出力信号と制御システ ムへの即時フィードバックを提供します。変性PTFE製のフローセル本体を介して、1/4～1インチの Nipponピラーまたはフレア継手によってプロセスに接続します。
計測範囲
屈折率（nD）1.3200～1.5300、0～100重量パーセントに相当します。