JPH08120462A - 薬液を用いたウエハ表面処理装置 - Google Patents

薬液を用いたウエハ表面処理装置

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JPH08120462A
JPH08120462A JP6252029A JP25202994A JPH08120462A JP H08120462 A JPH08120462 A JP H08120462A JP 6252029 A JP6252029 A JP 6252029A JP 25202994 A JP25202994 A JP 25202994A JP H08120462 A JPH08120462 A JP H08120462A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 濾過部の目詰まりを防止し、効率的にウエハ
へ表面処理を行う。 【構成】 薬液３が満たされ、この薬液３中に浸漬され
たウエハ４に表面処理を行うオーバーフロー式の処理槽
１と、処理槽１から溢れ出た薬液３を受ける外槽２と
は、配管７により互いに連通している。配管７にはポン
プ５および濾過部６が設けられ、薬液３を循環するとと
もに、薬液３中の異物が濾過される。濾過部６には、薬
液３から析出物が生成されない温度に濾過部６の温度を
調節する第２の温度調節機構２０が設けられ、析出物に
よる濾過部６の目詰まりが防止される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、薬液を用いてウエハの
表面に無電解めっき膜を形成したり、酸化絶縁膜を形成
する等の処理を行うウエハ表面処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種のウエハ表面処理装置とし
て、図２に示すような構成のものが知られている。図２
に示すように従来のウエハ表面処理装置は、薬液１０３
が満たされ、この薬液１０３中に浸漬されたウエハ１０
４に表面処理を行うオーバーフロー式の処理槽１０１
と、処理槽１０１からオーバーフローした薬液１０３を
受ける外槽１０２とを有し、処理槽１０１と外槽１０２
とは、中間部にポンプ１０５および濾過部１０６が設け
られた配管１０７により互いに連通している。ポンプ１
０５は、ウエハ１０４の処理中は常時駆動され、外槽１
０２で受けた薬液１０３を処理槽１０１へ戻すことによ
って薬液１０３を循環させている。濾過部１０６は、処
理槽１０１とポンプ１０５との間に配置されており、薬
液１０３中の異物等を濾過するためのものである。
【０００３】また、ウエハ１０４の表面処理に際して
は、処理槽１０１中の薬液１０３の温度を一定の温度に
保つ必要があるので、処理槽１０１には、薬液１０３の
温度を調節するための温度調節機構１１０が設けられて
いる。温度調節機構１１０は、処理槽１０１中の薬液１
０３の温度を検出する温度センサ１１１と、処理槽１０
１を加熱・冷却することによって処理槽１０１中の薬液
１０３の温度を調節する温度調節器１１３と、温度セン
サ１１１の検出結果に応じて温度調節器１１３を制御す
るコントローラ１１２とで構成されている。この温度調
節機構１１０で薬液１０３の温度を調節することによ
り、例えば、無電解めっき膜や酸化絶縁膜等の成長速度
が一定に保持される。
【０００４】上述した従来例では、処理槽１０１中の薬
液１０３の温度を一定の温度に保つために処理槽１０１
の温度を直接制御する例を示したが、温度調節機構１１
０に替えて、濾過部１０６と処理槽１０１との間に薬液
調温部（不図示）を設けたものも提案されている。この
例では、薬液１０３の温度を薬液調温部で前記一定の温
度に調節した後、処理槽１０１へ供給し、処理槽１０１
中の薬液１０３の温度を一定に保っている（特開昭６０
−１６４２７号公報参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のウエハ
表面処理装置では、薬液の温度はウエハに表面処理を施
すのに必要な温度になるように調節されているので、薬
液の循環系の中でもそれほど温度の変化はない。そのた
め、このようなウエハ表面処理装置を、例えば、無電解
めっき膜または液相酸化膜の形成に用いると、濾過部で
捕獲された異物が核となって濾過部の中でめっき膜また
は酸化膜が成長し、濾過部の目詰まりが進行しやすいと
いう問題点があった。
【０００６】そこで本発明は、濾過部の目詰まりを防止
し、効率的にウエハへ表面処理を行えるウエハ表面処理
装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明のウエハ表面処理装置は、薬液を保持し、前記薬
液にウエハが浸漬されることによって前記ウエハに表面
処理を施すオーバーフロー式の処理槽と、処理槽の薬液
の温度を所定の温度に保つための温度調節機構と、前記
処理槽から溢れ出た薬液を前記処理槽へ循環させるため
の配管と、前記配管を通る薬液中の異物を濾過する濾過
部とを有するウエハ表面処理装置において、前記濾過部
での前記薬液の温度を、前記薬液から析出物が生成され
ない温度に調節するための第２の温度調節機構を有する
ことを特徴とする。
【０００８】また、前記表面処理は、前記薬液中の成分
の一部を含む膜を前記ウエハの表面に形成する膜形成処
理であるものであってもよい。この場合、前記膜形成処
理としては、無電解金属膜形成処理や、液相酸化膜形成
処理がある。
【０００９】さらに、前記配管の、前記濾過部と前記処
理槽との間の部位に、該部位を流れる薬液の温度を、前
記濾過部での薬液の温度と前記処理槽での薬液の温度と
の間の温度に調節するための第３の温度調節機構を有す
るものであってもよい。
【００１０】
【作用】上記のとおり構成された本発明のウエハ表面処
理装置では、処理槽に満たされた薬液にウエハを浸漬さ
せることで、ウエハに方面処理がなされる。処理槽はオ
ーバーフロー式のもので、処理槽から溢れ出た薬液は、
配管を通り濾過部で異物が濾過された後、再び処理槽に
戻される。ここで、濾過部には、濾過部において薬液か
ら析出物が生成されない温度に調節するための第２の温
度調節機構が設けられているので、濾過部では析出物が
生成されなくなり、析出物による濾過部の目詰まりが防
止される。また、濾過部で析出物が生成されなくなるこ
とにより、薬液の濃度の変動がなくなり、ウエハへの表
面処理が安定して行われる。
【００１１】一般に、ウエハの表面処理が、薬液中の成
分を含む膜をウエハの表面に形成させる膜形成処理の場
合、処理槽中の薬液は膜の析出または生成に必要な温度
に保たれており、濾過部においても膜を構成する物質が
析出または生成しやすくなっている。そのため、濾過部
の温度を上記のように調節することは、膜形成処理の場
合に特に有効である。
【００１２】また、配管の、濾過部と処理槽との間の部
位に第３の温度調節機構が設けられたものでは、該部位
を流れる薬液の温度は、濾過部での薬液の温度と処理槽
での薬液の温度との間の温度に調節される。したがっ
て、濾過部で温度調節された薬液が再び処理槽に供給さ
れたとき、供給された薬液の温度は無理なく処理槽の温
度に達する。
【００１３】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
【００１４】図１は、本発明のウエハ表面処理装置の一
実施例の概略構成図である。図１に示すように、薬液３
が満たされ、この薬液３中に浸漬されたウエハ４に表面
処理を行うオーバーフロー式の処理槽１と、処理槽１か
らオーバーフローした薬液３を受ける外槽２とを有し、
処理槽１と外槽２とが、中間部にポンプ５および濾過部
６が設けられた配管７により互いに連通している点は、
従来のウエハ表面処理装置と同様である。
【００１５】従来のウエハ表面処理装置と異なるのは、
薬液３の温度を調節する手段として、薬液３の温度をそ
れぞれ独立して調節するする３つの温度調節機構が設け
られている点である。すなわち、処理槽１中の薬液３の
温度を調節する第１の温度調節機構１０と、濾過部６内
の薬液３の温度を調節する第２の温度調節機構２０と、
濾過部６と処理槽１との間での配管７を流れる薬液３の
温度を調節する第３の温度調節機構３０とである。
【００１６】第１の温度調節機構１０は、図２に示した
温度調節機構１１０と同様に、処理槽１中の薬液３の温
度を検出する温度センサ１１と、処理槽１を加熱・冷却
することによって処理槽１中の薬液３の温度を調節する
温度調節器１３と、温度センサ１１の検出結果に応じて
温度調節器１３を制御するコントローラ１２とで構成さ
れている。第２の温度調節機構２０は、ポンプ５と濾過
部６との間での配管７を流れる薬液３の温度を検出する
温度センサ２１と、濾過部６の温度を調節することによ
って濾過部６内の薬液３の温度を調節する温度調節器２
３と、温度センサ２１の検出結果に応じて温度調節器２
３を制御するコントローラ２２とで構成されている。第
３の温度調節機構３０は、濾過部６と処理槽１との間で
の配管７を流れる薬液３の温度を検出する温度センサ３
１と、濾過部６と処理槽１との間での配管７の温度を調
節することによってその領域の薬液３の温度を調節する
温度調節器３３と、温度センサ３１の検出結果に応じて
温度調節器３３を制御するコントローラ３２とで構成さ
れている。
【００１７】上記構成に基づき、処理槽１中の薬液３
は、第１の温度調節機構１０により、ウエハ４の表面処
理に必要な一定の温度に保たれ、この薬液３中にウエハ
４を浸漬させることでウエハ４の表面に処理が施され
る。
【００１８】処理槽１からオーバーフローした薬液３は
外槽２で受けられ、ポンプ５により、配管７を通って処
理槽１に戻される。この途中で、薬液３中の異物等は濾
過部６で濾過される。また、濾過部６は第２の温度調節
機構２０により、濾過部６内の薬液３の温度が、生成反
応を生じない温度または溶解反応温度となるように制御
されるので、濾過部６には析出物が生成されない。
【００１９】そして、濾過部６から処理槽１までの間
で、薬液３の温度は、第１の温度調節機構１０で調節さ
れる温度と第２の温度調節機構２０で調節される温度と
の間の温度になるように調節される。これにより、第２
の温度調節機構２０で温度が調節された薬液３が、無理
なくウエハ４の表面処理に必要な一定の温度に達するの
で、処理槽１の温度変化も小さくてすむ。
【００２０】次に、上述したウエハ表面処理装置を用い
たウエハ４への表面処理の具体的な例について、図１を
参照して説明する。
【００２１】（実施例１）ウエハ４に液相酸化膜を形成
する場合について説明する。一般に液相酸化膜の形成
は、ケイ弗酸溶液（ＳｉＦ6 ）の可逆反応を利用してウ
エハ４の表面に選択的に酸化絶縁膜を形成する方法で、
溶液の温度を調節することで生成反応と溶解反応とを制
御することが可能である。
【００２２】例えば、薬液３としてはケイ弗酸溶液にＡ
ｌを添加した溶液を用いるとともに、第１の温度調節機
構１０により、処理槽１中の薬液３の温度が、酸化絶縁
物の析出する温度である３５〜４０℃となるように調節
する。そして、ウエハ４を薬液３中に浸漬し、ポンプ５
を用いて薬液３を循環濾過することにより、ウエハ４の
表面に選択的に酸化絶縁膜が形成される。
【００２３】この際、第２の温度調節機構２０により濾
過部６内の薬液３の温度は、溶解反応方向である２０〜
２５℃に調節され、さらに、第３の温度調節機構３０に
より濾過部６から処理槽１までの間の配管７を流れる薬
液３の温度が、３０〜３５℃に調節されている。このよ
うに、濾過部６では薬液３が溶解反応温度まで冷却され
ているので、濾過部６には、捕獲された異物を核とする
酸化絶縁物は生成せず、これによる濾過部６の目詰まり
は発生しない。具体的には、従来は処理開始後、約５時
間で濾過部６の目詰まりが発生していたが、本実施例の
ように濾過部６の温度を調節することにより、２４時間
の連続処理が可能となった。また、濾過部６に薬液３の
析出物が発生しないことにより、薬液３の濃度の変動も
なくなり、ウエハ４への膜成長が安定して行える。
【００２４】一方、濾過部６で冷却された薬液３は、処
理槽１に戻される前に、酸化絶縁物の析出反応温度近く
まで加熱されているので、処理槽１に戻されても無理な
く処理槽１の設定温度に達する。これにより、処理槽１
の温度変化も小さくてすみ、ウエハ４への膜成長をより
安定して行える。
【００２５】（実施例２）次に、ウエハ４に無電解金め
っき膜を形成する場合について説明する。一般に無電解
金めっき膜の形成は、亜硫酸金塩の酸化還元反応を利用
してウエハ４の表面に選択的にめっき金膜を形成する方
法で、亜硫酸金塩溶液の温度を調節することで生成反応
速度を制御することが可能である。
【００２６】例えば、薬液３としては亜硫酸金ソーダを
主成分とした溶液を用いるとともに、第１の温度調節機
構１０により、処理槽１中の薬液３の温度が、めっき金
膜の析出する温度である６５〜７０℃となるように調節
する。そして、ウエハ４を薬液３中に浸漬し、ポンプ５
を用いて薬液３を循環濾過することにより、ウエハ４の
表面に選択的にめっき金膜が形成される。
【００２７】この際、第２の温度調節機構２０により濾
過部６内の薬液３の温度は、生成反応が生じない２０〜
２５℃に調節され、さらに、第３の温度調節機構３０に
より濾過部６から処理槽１までの間の配管７を流れる薬
液３の温度が、６０〜６５℃に調節されている。このよ
うに、濾過部６では薬液３が生成反応が生じない温度ま
で冷却されているので、濾過部６には、捕獲された異物
を核とするめっき金が異常生成せず、これによる濾過部
６の目詰まりは発生しない。また、濾過部６にめっき金
の異常生成が発生しないことにより、薬液３の濃度の変
動もなくなり、ウエハ４へのめっき金膜の成長が安定し
て行える。
【００２８】一方、濾過部６で冷却された薬液３は、処
理槽１に戻される前に、めっき金膜の析出温度近くまで
加熱されているので、処理槽１に戻されても無理なく処
理槽１の設定温度に達する。これにより、処理槽１の温
度変化も小さくてすみ、ウエハ４へのめっき金膜の形成
をより安定して行える。
【００２９】上述した実施例では、濾過部６と処理槽１
との間の配管７に第３の温度調節機構３０を設けた例を
示したが、濾過部６で設定される温度と処理槽１で設定
される温度との温度差が大きくない場合や、第１の温度
調節機構１０が濾過部６と処理槽１との間の配管７に設
けられ、ここで所定の温度に調節された薬液３が処理槽
１に供給される構成の場合（例えば、前述した特開昭６
０−１６４２７号公報に記載されたような構成の場合）
には、第３の温度調節機構３０は省略することができ
る。逆に、濾過部６で設定される温度と処理槽１で設定
される温度との温度差が大きく、第３の温度設定機構３
０のみでは処理槽１に供給される薬液３の温度を処理槽
１で設定される温度近くまで調節できない場合には、第
３の温度調節機構３０の他に、さらに少なくとも１つの
別の温度調節機構を配管７に直列に設け、配管７を流れ
る薬液３の温度を処理槽１で設定される温度近くまで段
階的に近付けてもよい。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したとおり本発明のウエハ表面
処理装置は、濾過部において薬液から析出物が生成され
ない温度に調節するための第２の温度調節機構を設ける
ことにより、濾過部では析出物が生成されなくなるの
で、析出物による濾過部の目詰まりを防止することがで
きる。これにより、ウエハの表面処理を長時間連続して
行えるようになり、ウエハの表面処理を効率的に行うこ
とができる。また、析出物が生成されなくなることによ
り、薬液の濃度変化が発生せず、ウエハへの表面処理を
安定して行うことができる。
【００３１】これは、無電解金属膜の形成や液相酸化膜
の形成等、ウエハの表面処理が、薬液中の成分を含む膜
をウエハの表面に形成させる膜形成処理の場合に特に効
果的である。
【００３２】また、配管の、濾過部と処理槽との間の部
位に第３の温度調節機構を設けることによって、薬液が
再び処理槽に供給されたとき、供給された薬液の温度を
無理なく処理槽の温度に到達させることができる。これ
により、処理槽温度変化も小さくてすみ、ウエハへの表
面処理をより安定して行えるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のウエハ表面処理装置の一実施例の概略
構成図である。
【図２】従来のウエハ表面処理装置の概略構成図であ
る。
【符号の説明】
１ 処理槽 ２ 外槽 ３ 薬液 ４ ウエハ ５ ポンプ ６ 濾過部 ７ 配管 １０ 第１の温度調節機構 １１、２１、３１ 温度センサ １２、２２、３２ コントローラ １３、２３、３３ 温度調節器 ２０ 第２の温度調節機構 ３０ 第３の温度調節機構
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/306 // Ｈ０１Ｌ 21/304 ３４１ Ｓ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 薬液を保持し、前記薬液にウエハが浸漬
    されることによって前記ウエハに表面処理を施すオーバ
    ーフロー式の処理槽と、処理槽の薬液の温度を所定の温
    度に保つための温度調節機構と、前記処理槽から溢れ出
    た薬液を前記処理槽へ循環させるための配管と、前記配
    管を通る薬液中の異物を濾過する濾過部とを有するウエ
    ハ表面処理装置において、 前記濾過部での前記薬液の温度を、前記薬液から析出物
    が生成されない温度に調節するための第２の温度調節機
    構を有することを特徴とするウエハ表面処理装置。
  2. 【請求項２】 前記表面処理は、前記薬液中の成分の一
    部を含む膜を前記ウエハの表面に形成する膜形成処理で
    ある請求項１に記載のウエハ表面処理装置。
  3. 【請求項３】 前記膜形成処理は、無電解金属膜形成処
    理である請求項２に記載のウエハ表面処理装置。
  4. 【請求項４】 前記膜形成処理は、液相酸化膜形成処理
    である請求項２に記載のウエハ表面処理装置。
  5. 【請求項５】 前記配管の、前記濾過部と前記処理槽と
    の間の部位に、該部位を流れる薬液の温度を、前記濾過
    部での薬液の温度と前記処理槽での薬液の温度との間の
    温度に調節するための第３の温度調節機構を有する請求
    項１ないし４のいずれか１項に記載のウエハ表面処理装
    置。
JP6252029A 1994-10-18 1994-10-18 薬液を用いたウエハ表面処理装置 Expired - Lifetime JP2655098B2 (ja)

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