JP3459719B2 - シリコンウエハ処理装置 - Google Patents
シリコンウエハ処理装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体、特にシリコ
ン半導体デバイス等の製造の際に用いられる、シリコン
ウエハの洗浄装置、エッチング装置等のシリコンウエハ
処理装置に関する。
ン半導体デバイス等の製造の際に用いられる、シリコン
ウエハの洗浄装置、エッチング装置等のシリコンウエハ
処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、シリコンウエハ処理装置は、シリ
コンウエハ表面を洗浄し、あるいはシリコン酸化膜を溶
解し、またはシリコンウエハをエッチングするための装
置で、通常０．５〜１％のフッ酸を使用している。
コンウエハ表面を洗浄し、あるいはシリコン酸化膜を溶
解し、またはシリコンウエハをエッチングするための装
置で、通常０．５〜１％のフッ酸を使用している。
【０００３】表１はウエハの洗浄工程の一例を示すもの
である（超純水の科学、リアライズ社、第７７４頁）。
である（超純水の科学、リアライズ社、第７７４頁）。
【０００４】
【表１】
【０００５】表１に示されるように、シリコンウエハの
汚染は、それぞれの汚染の除去に適した薬液によって処
理され、次いでシリコンウエハの表面に付着した汚染物
を含んだ薬液を更に超純水によって洗浄する工程を繰り
返すことによって行なわれる。最後に、シリコンウエハ
に付着した超純水が完全に除去される。
汚染は、それぞれの汚染の除去に適した薬液によって処
理され、次いでシリコンウエハの表面に付着した汚染物
を含んだ薬液を更に超純水によって洗浄する工程を繰り
返すことによって行なわれる。最後に、シリコンウエハ
に付着した超純水が完全に除去される。
【０００６】表１中の２、４、６で示される希フッ酸エ
ッチング工程は薬液処理や、大気中或いは超純水中で形
成される自然酸化膜を除去するものである。
ッチング工程は薬液処理や、大気中或いは超純水中で形
成される自然酸化膜を除去するものである。
【０００７】シリコン半導体デバイス製造におけるフッ
酸の使用は、表１に示されるエッチング工程以外にもあ
り、例えばシリコン酸化膜をエッチングする場合にはバ
ッファードフッ酸（アンモニアとフッ酸との混合液）が
用いられ、シリコン酸化膜及びシリコン表面をエッチン
グする場合はフッ硝酸（フッ酸と硝酸と酢酸との混合
液）が用いられる。
酸の使用は、表１に示されるエッチング工程以外にもあ
り、例えばシリコン酸化膜をエッチングする場合にはバ
ッファードフッ酸（アンモニアとフッ酸との混合液）が
用いられ、シリコン酸化膜及びシリコン表面をエッチン
グする場合はフッ硝酸（フッ酸と硝酸と酢酸との混合
液）が用いられる。
【０００８】上記薬液は製造工程で使用され、その使用
期間が長くなったり、またはシリコンウエハの処理量が
多くなると、薬液中のけい素濃度が上昇し、エッチング
効率が変化し、悪化するので、処理槽内の薬液を更新す
る必要がある。しかし、更新時期の判断は困難な面があ
るので、従来は薬液の更新時期は一定時間の経過毎に、
またはシリコンウエハキャリヤの処理数を計測して所定
の数に達する毎に、しかも処理の安定性を優先させるた
め必要以上に早い時期に行なわれているのが実状であ
る。
期間が長くなったり、またはシリコンウエハの処理量が
多くなると、薬液中のけい素濃度が上昇し、エッチング
効率が変化し、悪化するので、処理槽内の薬液を更新す
る必要がある。しかし、更新時期の判断は困難な面があ
るので、従来は薬液の更新時期は一定時間の経過毎に、
またはシリコンウエハキャリヤの処理数を計測して所定
の数に達する毎に、しかも処理の安定性を優先させるた
め必要以上に早い時期に行なわれているのが実状であ
る。
【０００９】従って、従来は薬液の更新は、薬液中のけ
い素濃度とは無関係になされており、まだ充分使用でき
る薬液までもが更新され、廃液として処分されている。
上記薬液の廃液は高濃度のもので、通常工場内の排水処
理設備で処理できないため、廃液処理業者にその処分を
委託することになり、そのためのコスト負担が大きく、
また環境保護の観点からも望ましくない。
い素濃度とは無関係になされており、まだ充分使用でき
る薬液までもが更新され、廃液として処分されている。
上記薬液の廃液は高濃度のもので、通常工場内の排水処
理設備で処理できないため、廃液処理業者にその処分を
委託することになり、そのためのコスト負担が大きく、
また環境保護の観点からも望ましくない。
【００１０】更に、薬液中のけい素濃度を一定に保つこ
とができないので、エッチング等の処理効率にばらつき
が生じ、製品の半導体デバイス特性に影響を与えること
が懸念されている。特に、サブミクロンレベルのパター
ンを正確にエッチングすることが要請されているバッフ
ァードフッ酸や、フッ硝酸を用いたエッチング工程で
は、エッチングレートを充分に管理する必要があり、こ
のためエッチングレート低下の原因である薬液中のけい
素濃度を制御することは極めて重要である。
とができないので、エッチング等の処理効率にばらつき
が生じ、製品の半導体デバイス特性に影響を与えること
が懸念されている。特に、サブミクロンレベルのパター
ンを正確にエッチングすることが要請されているバッフ
ァードフッ酸や、フッ硝酸を用いたエッチング工程で
は、エッチングレートを充分に管理する必要があり、こ
のためエッチングレート低下の原因である薬液中のけい
素濃度を制御することは極めて重要である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事情に鑑
みなされたもので、その目的とするところは、少なくと
もフッ酸を含有する薬液による洗浄工程、或いはエッチ
ング工程から排出される廃液を減少させ、前記廃液処理
に要するコスト負担を低減させると共に環境保護に寄与
し、更に処理槽内の薬液中のけい素濃度を一定に保つこ
とによって、エッチングレートを正確に管理することの
できるシリコンウエハ処理装置を提供することにある。
みなされたもので、その目的とするところは、少なくと
もフッ酸を含有する薬液による洗浄工程、或いはエッチ
ング工程から排出される廃液を減少させ、前記廃液処理
に要するコスト負担を低減させると共に環境保護に寄与
し、更に処理槽内の薬液中のけい素濃度を一定に保つこ
とによって、エッチングレートを正確に管理することの
できるシリコンウエハ処理装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、少なくともフッ酸を含む薬液を収容する
シリコンウエハのエッチングまたは洗浄用処理槽と、前
記薬液中の全蒸発残留物量を測定する全蒸発残留物計と
を備えてなることを特徴とするシリコンウエハ処理装置
を提案するものである。
に、本発明は、少なくともフッ酸を含む薬液を収容する
シリコンウエハのエッチングまたは洗浄用処理槽と、前
記薬液中の全蒸発残留物量を測定する全蒸発残留物計と
を備えてなることを特徴とするシリコンウエハ処理装置
を提案するものである。
【００１３】また本発明は、少なくともフッ酸を含む薬
液を収容するシリコンウエハのエッチングまたは洗浄用
処理槽と、前記薬液中の全蒸発残留物量を測定する全蒸
発残留物計と、前記全蒸発残留物計の測定値が所定値を
越えたとき前記処理槽内の前記薬液の少なくとも一部を
更新する薬液補給装置とを備えてなることを特徴とする
シリコンウエハ処理装置で、前記薬液補給装置が、全蒸
発残留物計の出力に応じて薬液の補給量を制御する制御
信号を送出する制御部と、前記制御信号に応じて開閉す
る薬液補給弁とを備えてなるものであることを含む。
液を収容するシリコンウエハのエッチングまたは洗浄用
処理槽と、前記薬液中の全蒸発残留物量を測定する全蒸
発残留物計と、前記全蒸発残留物計の測定値が所定値を
越えたとき前記処理槽内の前記薬液の少なくとも一部を
更新する薬液補給装置とを備えてなることを特徴とする
シリコンウエハ処理装置で、前記薬液補給装置が、全蒸
発残留物計の出力に応じて薬液の補給量を制御する制御
信号を送出する制御部と、前記制御信号に応じて開閉す
る薬液補給弁とを備えてなるものであることを含む。
【００１４】また本発明は、少なくともフッ酸を含む薬
液を収容するシリコンウエハのエッチングまたは洗浄用
処理槽と、ポンプ及び濾過装置を介装してなり前記薬液
を薬液槽外部に取り出すと共に濾過して前記処理槽に返
送する循環ラインと、前記循環ライン内を流れる薬液中
の全蒸発残留物量を測定する全蒸発残留物計とを備えて
なることを特徴とするシリコンウエハ処理装置である。
液を収容するシリコンウエハのエッチングまたは洗浄用
処理槽と、ポンプ及び濾過装置を介装してなり前記薬液
を薬液槽外部に取り出すと共に濾過して前記処理槽に返
送する循環ラインと、前記循環ライン内を流れる薬液中
の全蒸発残留物量を測定する全蒸発残留物計とを備えて
なることを特徴とするシリコンウエハ処理装置である。
【００１５】更に本発明は、少なくともフッ酸を含む薬
液を収容するシリコンウエハのエッチングまたは洗浄用
処理槽と、ポンプ及び濾過装置を介装してなり前記薬液
を薬液槽外部に取り出すと共に濾過して前記処理槽に返
送する循環ラインと、前記循環ライン内を流れる薬液中
の全蒸発残留物量を測定する全蒸発残留物計と、前記全
蒸発残留物計の測定値が所定値を越えたときに前記処理
槽内の前記薬液の少なくとも一部を更新する薬液補給装
置を備えてなることを特徴とするシリコンウエハ処理装
置で、薬液補給装置が、全蒸発残留物計の出力に応じて
薬液の補給量を制御する制御信号を送出する制御部と、
前記制御信号に応じて開閉する薬液補給弁とを備えてな
ることを含む。
液を収容するシリコンウエハのエッチングまたは洗浄用
処理槽と、ポンプ及び濾過装置を介装してなり前記薬液
を薬液槽外部に取り出すと共に濾過して前記処理槽に返
送する循環ラインと、前記循環ライン内を流れる薬液中
の全蒸発残留物量を測定する全蒸発残留物計と、前記全
蒸発残留物計の測定値が所定値を越えたときに前記処理
槽内の前記薬液の少なくとも一部を更新する薬液補給装
置を備えてなることを特徴とするシリコンウエハ処理装
置で、薬液補給装置が、全蒸発残留物計の出力に応じて
薬液の補給量を制御する制御信号を送出する制御部と、
前記制御信号に応じて開閉する薬液補給弁とを備えてな
ることを含む。
【００１６】
（第１の形態） 図１に、本発明の第１の実施の形態の
フローを示す。
フローを示す。
【００１７】図１中、２は処理槽で、その内部には薬液
４が収容されている。前記薬液４は処理槽２で行なう処
理の内容によって選択される。例えば、シリコンウエハ
６の表面の自然酸化膜を除去する場合は希フッ酸が、絶
縁膜として形成したシリコン酸化膜のエッチングにはバ
ッファードフッ酸（アンモニアとフッ酸の混合液）が、
シリコン酸化膜とシリコン表面の両方のエッチングには
フッ硝酸（フッ酸と硝酸と酢酸との混合液）が選択さ
れ、これらの濃度、組成等はそれ自体公知のものであ
る。また、処理温度、処理時間等の処理条件も公知の条
件が適宜選択される。
４が収容されている。前記薬液４は処理槽２で行なう処
理の内容によって選択される。例えば、シリコンウエハ
６の表面の自然酸化膜を除去する場合は希フッ酸が、絶
縁膜として形成したシリコン酸化膜のエッチングにはバ
ッファードフッ酸（アンモニアとフッ酸の混合液）が、
シリコン酸化膜とシリコン表面の両方のエッチングには
フッ硝酸（フッ酸と硝酸と酢酸との混合液）が選択さ
れ、これらの濃度、組成等はそれ自体公知のものであ
る。また、処理温度、処理時間等の処理条件も公知の条
件が適宜選択される。
【００１８】そして、上記処理槽２の中でシリコンウエ
ハ６はエッチングされ、または酸化膜が除去される。こ
れに伴って、処理槽２内の薬液中のけい素化合物の濃度
の上昇が始まり、またフッ酸等の濃度の減少が始まる。
ハ６はエッチングされ、または酸化膜が除去される。こ
れに伴って、処理槽２内の薬液中のけい素化合物の濃度
の上昇が始まり、またフッ酸等の濃度の減少が始まる。
【００１９】８はサンプリング管で、処理槽２内の薬液
４内にその一端が浸漬され、他端は全蒸発残留物計の入
口部に連結されている。薬液４はこの管８を通って全蒸
発残留物計１０に送られ、ここで薬液中の全蒸発残留物
濃度が測定される。
４内にその一端が浸漬され、他端は全蒸発残留物計の入
口部に連結されている。薬液４はこの管８を通って全蒸
発残留物計１０に送られ、ここで薬液中の全蒸発残留物
濃度が測定される。
【００２０】前記全蒸発残留物計１０は試料水を噴霧し
て加熱空気と接触させることにより蒸発させ、試料水中
の蒸発残留物を微粒子化し、これを気相微粒子カウンタ
によって測定するものである。全蒸発残留物計として
は、ＴＳ−１０００（日立エンジニアリング製）、ハイ
ピュアモニタ（商品名、野村マイクロ・サイエンス製）
等の公知のものをそのまま利用することができる。
て加熱空気と接触させることにより蒸発させ、試料水中
の蒸発残留物を微粒子化し、これを気相微粒子カウンタ
によって測定するものである。全蒸発残留物計として
は、ＴＳ−１０００（日立エンジニアリング製）、ハイ
ピュアモニタ（商品名、野村マイクロ・サイエンス製）
等の公知のものをそのまま利用することができる。
【００２１】上記全蒸発残留物計の測定値は制御部１２
に送られ、その測定値が所定濃度を越えた時に制御信号
が薬液補給弁１４に送出される。これにより、薬液補給
弁１４の開閉が制御され、又は弁の開度が調整され、薬
液槽１６に収納された希フッ酸等の薬液が供給管１８を
通って処理層内の分配器２０に送られ、処理槽２内に供
給される。
に送られ、その測定値が所定濃度を越えた時に制御信号
が薬液補給弁１４に送出される。これにより、薬液補給
弁１４の開閉が制御され、又は弁の開度が調整され、薬
液槽１６に収納された希フッ酸等の薬液が供給管１８を
通って処理層内の分配器２０に送られ、処理槽２内に供
給される。
【００２２】ここで、所定濃度とは実験的、経験的に定
められるものであるが、一般に０．００５〜０．０５重
量％の範囲で定められることが好ましい。
められるものであるが、一般に０．００５〜０．０５重
量％の範囲で定められることが好ましい。
【００２３】単に弁の開閉だけを行なう場合は、前記全
蒸発残留物計の警報出力を用いることもできるが、開度
を調節する信号を得る場合には、例えばデジタル調節計
ＥＳ１００Ｘ（オムロン製）等の公知の調節計を利用で
きる。ここで、制御部１２と、薬液補給弁１４とで、薬
液補給装置をなすものである。また、２２は処理槽２内
の薬液４を排出する排出ラインである。
蒸発残留物計の警報出力を用いることもできるが、開度
を調節する信号を得る場合には、例えばデジタル調節計
ＥＳ１００Ｘ（オムロン製）等の公知の調節計を利用で
きる。ここで、制御部１２と、薬液補給弁１４とで、薬
液補給装置をなすものである。また、２２は処理槽２内
の薬液４を排出する排出ラインである。
【００２４】上記実施形態においては、例えばシリコン
ウエハのキャリア１セットを処理する毎に処理槽２内の
薬液４をサンプリングし、薬液中のけい素濃度を全蒸発
残留物の濃度として測定し、けい素濃度が異常な高濃度
にならないように薬液の更新頻度を決定でき、若しくは
全蒸発残留物計の測定値に応じて薬液補給弁の開度を調
節する制御部を設けることによって処理槽中のけい素濃
度を所定値に制御することができる。
ウエハのキャリア１セットを処理する毎に処理槽２内の
薬液４をサンプリングし、薬液中のけい素濃度を全蒸発
残留物の濃度として測定し、けい素濃度が異常な高濃度
にならないように薬液の更新頻度を決定でき、若しくは
全蒸発残留物計の測定値に応じて薬液補給弁の開度を調
節する制御部を設けることによって処理槽中のけい素濃
度を所定値に制御することができる。
【００２５】なお、薬液の更新は、オーバーフローによ
る連続的な更新、または使用済みの薬液の全量を排出
し、未使用薬液に交換する回分式の更新方法のいずれも
選択できる。
る連続的な更新、または使用済みの薬液の全量を排出
し、未使用薬液に交換する回分式の更新方法のいずれも
選択できる。
【００２６】特に、正確なエッチングレートの管理が要
求されるエッチング装置においては、全蒸発残留物濃度
制御部として外乱に対して応答の良いインテリジェント
タイプの調節計を用い、薬液補給弁の開度を制御するこ
とにより、処理槽内のけい素の濃度が所定値を保つよう
に連続的に薬液を更新することが好ましい。
求されるエッチング装置においては、全蒸発残留物濃度
制御部として外乱に対して応答の良いインテリジェント
タイプの調節計を用い、薬液補給弁の開度を制御するこ
とにより、処理槽内のけい素の濃度が所定値を保つよう
に連続的に薬液を更新することが好ましい。
【００２７】（第２の形態）図２は本発明の第２の形態
を示すフローである。この形態においては、ポンプ３
２、濾過装置３４が介装された循環ライン３６が処理槽
２に付設され、ポンプ３２の作動によって処理槽２の底
部３８から抜き出された薬液は濾過装置３４に送られ、
ここで固形物が濾過された後、処理槽２に返送される。
４０は前記循環ライン３６に連結されたサンプリング管
で、この管４０を通して前記循環ライン３６内を流れる
薬液の一部が全蒸発残留物計１０に送られるものであ
り、その他の構成、及び作用は前記第１の形態と同様で
あるから、同一部分に同一符号を付して、その説明を省
略する。
を示すフローである。この形態においては、ポンプ３
２、濾過装置３４が介装された循環ライン３６が処理槽
２に付設され、ポンプ３２の作動によって処理槽２の底
部３８から抜き出された薬液は濾過装置３４に送られ、
ここで固形物が濾過された後、処理槽２に返送される。
４０は前記循環ライン３６に連結されたサンプリング管
で、この管４０を通して前記循環ライン３６内を流れる
薬液の一部が全蒸発残留物計１０に送られるものであ
り、その他の構成、及び作用は前記第１の形態と同様で
あるから、同一部分に同一符号を付して、その説明を省
略する。
【００２８】
【発明の効果】本発明は上記のように構成したので、処
理槽中のけい素濃度を正確に計測でき、これにより適切
な時期に処理槽中の薬液を更新することができ、若しく
は処理槽中のけい素濃度を所望の濃度以下に制御するこ
とができる。このため、従来過剰に供給していた薬液の
使用量を節減できると共に、エッチングレート等を正確
に制御でき、安定に、かつ低コストでシリコン半導体デ
バイスの製造ができる。
理槽中のけい素濃度を正確に計測でき、これにより適切
な時期に処理槽中の薬液を更新することができ、若しく
は処理槽中のけい素濃度を所望の濃度以下に制御するこ
とができる。このため、従来過剰に供給していた薬液の
使用量を節減できると共に、エッチングレート等を正確
に制御でき、安定に、かつ低コストでシリコン半導体デ
バイスの製造ができる。
【図１】第１の本発明の実施の形態を説明するフロー図
である。
である。
【図２】第２の本発明の実施の形態を説明するフロー図
である。
である。
２ 処理槽
４ 薬液
６ シリコンウエハ
８ サンプリング管
１０ 全蒸発残留物計
１２ 制御部
１４ 薬液補給弁
１６ 薬液槽
１８ 供給管
２０ 分配器
２２ 排出ライン
３２ ポンプ
３４ 濾過装置
３６ 循環ライン
４０ サンプリング管
Claims (6)
- 【請求項１】 少なくともフッ酸を含む薬液を収容する
シリコンウエハのエッチングまたは洗浄用処理槽と、前
記薬液中の全蒸発残留物量を測定する全蒸発残留物計と
を備えてなることを特徴とするシリコンウエハ処理装
置。 - 【請求項２】 少なくともフッ酸を含む薬液を収容する
シリコンウエハのエッチングまたは洗浄用処理槽と、前
記薬液中の全蒸発残留物量を測定する全蒸発残留物計
と、前記全蒸発残留物計の測定値が所定値を越えたとき
前記処理槽内の前記薬液の少なくとも一部を更新する薬
液補給装置とを備えてなることを特徴とするシリコンウ
エハ処理装置。 - 【請求項３】 薬液補給装置が、全蒸発残留物計の出力
に応じて薬液の補給量を制御する制御信号を送出する制
御部と、前記制御信号に応じて開閉する薬液補給弁とを
備えてなる請求項２に記載のシリコンウエハ処理装置。 - 【請求項４】 少なくともフッ酸を含む薬液を収容する
シリコンウエハのエッチングまたは洗浄用処理槽と、ポ
ンプ及び濾過装置を介装してなり前記薬液を薬液槽外部
に取り出すと共に濾過して前記処理槽に返送する循環ラ
インと、前記循環ライン内を流れる薬液中の全蒸発残留
物量を測定する全蒸発残留物計とを備えてなることを特
徴とするシリコンウエハ処理装置。 - 【請求項５】 少なくともフッ酸を含む薬液を収容する
シリコンウエハのエッチングまたは洗浄用処理槽と、ポ
ンプ及び濾過装置を介装してなり前記薬液を薬液槽外部
に取り出すと共に濾過して前記処理槽に返送する循環ラ
インと、前記循環ライン内を流れる薬液中の全蒸発残留
物量を測定する全蒸発残留物計と、前記全蒸発残留物計
の測定値が所定値を越えたときに前記処理槽内の前記薬
液の少なくとも一部を更新する薬液補給装置とを備えて
なることを特徴とするシリコンウエハ処理装置。 - 【請求項６】 薬液補給装置が、全蒸発残留物計の出力
に応じて薬液の補給量を制御する制御信号を送出する制
御部と、前記制御信号に応じて開閉する薬液補給弁とを
備えてなる請求項５に記載のシリコンウエハ処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05456696A JP3459719B2 (ja) | 1996-03-12 | 1996-03-12 | シリコンウエハ処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05456696A JP3459719B2 (ja) | 1996-03-12 | 1996-03-12 | シリコンウエハ処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09246225A JPH09246225A (ja) | 1997-09-19 |
| JP3459719B2 true JP3459719B2 (ja) | 2003-10-27 |
Family
ID=12974249
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05456696A Expired - Fee Related JP3459719B2 (ja) | 1996-03-12 | 1996-03-12 | シリコンウエハ処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3459719B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100799069B1 (ko) * | 2001-06-20 | 2008-01-29 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 웨이퍼 식각장치 및 식각방법 |
| TWI328254B (en) * | 2006-03-30 | 2010-08-01 | Dainippon Screen Mfg | Substrate processing apparatus |
| JP5602563B2 (ja) * | 2010-09-28 | 2014-10-08 | シャープ株式会社 | エッチング方法およびエッチング装置 |
-
1996
- 1996-03-12 JP JP05456696A patent/JP3459719B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09246225A (ja) | 1997-09-19 |
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