JP2000223470A - ウェットエッチング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ウェハへの塵埃の付着を防止し処理されたウ
ェハ上に製造される半導体装置の歩留まりを向上させる
ことができるウェットエッチング装置を提供する。 【解決手段】 ウェットエッチング装置には、複数枚の
ウェハ１及びエッチング液が入れられる処理槽２及びこ
の底部に中心軸を回転軸として回転可能に配置され側面
に複数個の孔が穿設された噴流パイプ７が設けられてい
る。また、モータ、このモータの回転を噴流パイプ７に
伝達するベルト及び前記モータの回転を制御するモータ
ドライバが設けられている。更に、処理槽２から溢れ出
たエッチング液が溜められるオーバーフロー槽３、これ
に溜められたエッチング液を噴流パイプ７に送給するポ
ンプ５、オーバーフロー槽３と処理槽２との間に設けら
れオーバーフロー槽３に溜められたエッチング液中の塵
埃を除去するフィルタ６が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置を製造す
る際に行うウェットエッチング工程で使用されるウェッ
トエッチング装置に関し、特に、ウェハへの塵埃の付着
が防止されたウェットエッチング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体装置を製造するための多結
晶シリコン膜のパターニング工程等にウェットエッチン
グ装置が使用されている。例えば、実開平１−１３６１
６６号公報にエッチングの高効率化を図った従来のウェ
ットエッチング装置が開示されている。この従来のウェ
ットエッチング装置には、被エッチング材であるウェハ
が配置されたキャリアの底部から内部にエッチング液を
供給する供給手段が設けられている。

【０００３】これにより、それまでのウェットエッチン
グ装置よりもウェハと接するエッチング液量が増加し、
エッチング効率が向上している。しかし、この従来のウ
ェットエッチング装置は、所期の目的を達成することは
できたものの、ウェハ表面に均一にエッチング液を供給
することが困難であるという欠点があった。

【０００４】そこで、エッチング液をウェハ表面に均一
に供給することが可能なウェットエッチング装置が提案
されている（特開平４−１６２７２３号公報）。

【０００５】図３は特開平４−１６２７２３号公報に記
載された従来のウェットエッチング装置を示す模式的断
面図である。この公報に記載された従来のウェットエッ
チング装置には、ウェハ２１のウェットエッチングが行
われる処理槽２２及びこの処理槽２２から溢れ出たエッ
チング液が溜められるオーバーフロー槽２３が設けられ
ている。処理槽２２の内部には、ウェハ２１が収納され
たキャリア２４が配置される。また、オーバーフロー槽
２３に溜められたエッチング液を再度処理槽２２に供給
するためのポンプ２５及び再利用されるエッチング液中
の塵埃等を除去するためのフィルタ２６が設けられてい
る。更に、処理槽２２の底部には、側面に多数の孔が穿
設されポンプ２５に配管を介して連結されたパイプ２７
が配設されている。このパイプ２７はモータ２９により
その中心軸を回転軸として回転（自転）する。

【０００６】このように構成された特開平４−１６２７
２３号公報に記載された従来のウェットエッチング装置
においては、モータ２９からの動力によりパイプ２７が
自転するので、パイプ２７に穿設された孔から噴流が吹
き上げられると同時に、図３中の矢印で示すように、処
理槽２２内のエッチング液が攪拌される。このため、ウ
ェットエッチング処理における均一性が向上した。

【０００７】また、ウェットエッチング処理後の洗浄に
使用され洗浄液である超純水をウェハ表面に均一に供給
することが可能な洗浄装置が提案されている（特開平６
−１７７１０４号公報）。

【０００８】図４は特開平６−１７７１０４号公報に記
載された従来の洗浄装置を示す模式的断面図である。こ
の公報に記載された従来の洗浄装置においては、ウェハ
３１の洗浄が行われる洗浄槽３２の底部に、側面に多数
の孔が２列に穿設された２本のパイプ３７が複数の前記
孔が内壁側を向くように配設されている。また、洗浄槽
３２の内側壁には、内壁に沿って下降する水流を洗浄槽
３２の中央に案内する水流ガイド３３が設けられてい
る。

【０００９】このように構成された従来の洗浄装置にお
いては、パイプ３７に穿設された底面側の１列の孔から
噴出された超純水が底部に沿って対流した後、洗浄槽３
２の中心部で上昇する。そして、水面で外側に向かって
対流し、水流ガイド３３により洗浄槽３２の中心部に案
内される。この結果、洗浄槽３２内の超純水が効率よく
攪拌されるので、ウェハ３１表面に接する超純水量が増
加し、洗浄の均一性が向上した。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
４−１６２７２３号公報に記載された従来のウェットエ
ッチング装置においては、所期の目的は達成できたもの
の、塵埃がウェハに付着する等して、このようにして処
理されたウェハ上に製造される半導体装置について所望
の歩留まりを得ることができないという問題点がある。

【００１１】また、特開平６−１７７１０４号公報に記
載された従来の洗浄装置においても、所望の洗浄効率が
得られず、これに若干の改良を加えてウェットエッチン
グ装置として使用したとしても、所望の歩留まりを得る
ことはできない。

【００１２】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、ウェハへの塵埃の付着を防止し処理された
ウェハ上に製造される半導体装置の歩留まりを向上させ
ることができるウェットエッチング装置を提供すること
を目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明に係るウェットエ
ッチング装置は、複数枚のウェハ及びエッチング液が入
れられる処理槽と、この処理槽の底部に中心軸を回転軸
として回転可能に配置され側面に複数個の孔が穿設され
たパイプと、このパイプ内にエッチング液を供給する供
給手段と、前記孔が複数枚の前記ウェハが配置されてい
る領域と対向する範囲内で前記パイプを往復させながら
回転させる回転手段と、を有することを特徴とする。

【００１４】本発明においては、供給手段からエッチン
グ液がパイプ内に供給されると、その側面に穿設された
複数個の孔からエッチング液が処理槽内に噴出される。
このとき、回転手段により孔が複数枚のウェハが配置さ
れている領域と対向する範囲内でパイプが自転するの
で、ウェハの表面には孔から噴出されたばかりの清浄な
エッチング液がほぼ均一に接触する。このため、エッチ
ング処理の効率が高い。また、孔から噴出されたエッチ
ング液は処理槽の底部方向には進行しないので、そこに
溜まっている塵埃の巻き上げが抑制され、ウェハへのそ
の付着が抑制される。

【００１５】本発明においては、前記回転手段は、モー
タと、このモータの回転を前記パイプに伝達するベルト
と、前記モータの回転を制御するモータドライバと、を
有することができる。

【００１６】また、前記供給手段は、前記処理槽から溢
れ出たエッチング液が溜められるオーバーフロー槽と、
このオーバーフロー槽に溜められたエッチング液を前記
パイプに送給するポンプと、前記オーバーフロー槽と前
記処理槽との間に設けられ前記オーバーフロー槽に溜め
られたエッチング液中の塵埃を除去するフィルタと、を
有することができる。

【００１７】更に、前記パイプは、前記処理槽の底部に
複数本配置されていてもよい。

【００１８】更にまた、複数本の前記パイプは相互に平
行に配置され前記回転手段により相互に同方向に回転さ
せられてもよい。

【００１９】また、前記ウェハが前記エッチング液に浸
漬されていることを検出するセンサと、このセンサによ
る検出結果に関連付けて前記回転手段及び前記供給手段
の動作を制御する制御装置と、を有することができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】本願発明者等が前記課題を解決す
べく、鋭意実験研究を重ねた結果、前述の従来のウェッ
トエッチング装置及び洗浄装置では、槽の中を全体的に
攪拌してしまっているため、槽の底部に溜まっていた塵
埃を巻き上げていることに想到した。即ち、両装置にお
いて、孔が穿設されたパイプから槽の底部に向かって噴
出液を噴出しているので、底部に溜まっていた塵埃が巻
き上げられ、ウェハの表面に付着しているのである。こ
のため、これらの装置を使用して処理されたウェハ上に
その後製造される半導体装置の歩留まりを低下させてい
るのである。

【００２１】また、ウェハ表面に供給される液は、パイ
プから噴出された新しい清浄な液であることが理想的で
あるが、図３に示す従来のウェットエッチング装置にお
いては、下を向いた孔から噴出された液は直接ウェハ表
面には達することができず、槽内に既に存在し新しく噴
出された液により対流させられた古い液がウェハの表面
に接触してしまっている。同様に、図４に示す従来の洗
浄装置においては、新しい液は常に底部を向けてパイプ
から噴出されるので、既に槽内にあった液しかウェハの
表面に接しない。従って、これらの理由によっても、従
来の装置では、ウェハに接触する液の濃度等がばらつく
ので、均一な処理が行われていないのである。

【００２２】そこで、本願発明者等が更に鋭意研究を重
ねた結果、パイプから噴出される液を槽の底部を対流さ
せることなく直接ウェハの表面に供給することにより、
塵埃の付着を防止し、半導体装置の歩留まりを向上させ
ることができることを見い出した。

【００２３】以下、本発明の実施例に係るウェットエッ
チング装置について、添付の図面を参照して具体的に説
明する。図１は本発明の実施例に係るウェットエッチン
グ装置の構造を正面側から示す模式的断面図であり、図
２は同じく本発明の実施例に係るウェットエッチング装
置の構造を側面側から示す模式的断面図である。なお、
図２においては、簡略化のため、オーバーフロー槽、フ
ィルタ、ポンプ及びこれらのを連結する配管は省略して
ある。

【００２４】本実施例には、複数枚のウェハ１のウェッ
トエッチングが行われる処理槽２及びこの処理槽２から
溢れ出たエッチング液が溜められるオーバーフロー槽３
が設けられている。処理槽２の内部には、ウェハ１が収
納されたキャリア４が配置される。また、オーバーフロ
ー槽３に溜められたエッチング液を再度処理槽２に供給
するためのポンプ５及び再利用されるエッチング液中の
塵埃等を除去するためのフィルタ６が設けられている。

【００２５】更に、処理槽２の底部には、ベアリング８
が設けられており、側面に多数の孔が穿設された２本の
噴流パイプ７がベアリング８によりその軸線を中心軸と
して円周方向に回転可能に支持されている。噴流パイプ
７の一端は開口され他端は閉口されている。そして、噴
流パイプ７の開口端には、ベアリング８近傍でポンプ５
に連結された配管１２ａが連結されている。なお、この
連結部においては、配管１２ａ及び噴流パイプ７内の薬
液（エッチング液）が外部に漏れないようにシール材等
を使用して連結がなされている。

【００２６】また、オーバーフロー槽３の外部には、モ
ータ９が設けられており、このモータ９によりベルト１
０を介してパイプ７が所定の範囲内で回転させられる。
モータ９には、モータドライバ１１が接続されており、
このモータドライバ１１によりモータ９の回転方向及び
回転速度等が制御される。

【００２７】なお、ポンプ５とフィルタ６とが配管１２
ｂにより連結され、フィルタ６とオーバーフロー槽３と
が配管１２ｃにより連結されている。

【００２８】次に、このように構成された本実施例に係
るウェットエッチング装置を使用してウェハのウェット
エッチングを行う方法について説明する。

【００２９】ウェットエッチングを行う際には、先ず、
図１及び２に示すように、キャリア４内に複数枚のウェ
ハ１を収納し、キャリア４を処理槽２の中に入れる。薬
液（エッチング液）の中にウェハ１が完全に浸漬した
後、モータドライバ９によりモータ９を作動させ、噴流
パイプ７に往復運動で回転させる。また、同時にポンプ
５も作動させ、噴流パイプ７に穿設された孔から薬液を
噴出させる。このとき、図１中の矢印Ａ及びＢ間で噴流
パイプ７に穿設された孔の位置が往復するように、即
ち、孔の位置がウェハ１が配置されている領域と対向す
る範囲内にあるように、噴流パイプ７の回転角度を制御
する。この範囲は、噴出された薬液がウェハ１の表面に
当たり処理槽２の底部等の他の部位から塵埃がほとんど
巻き上がらないような範囲である。この制御は、均一な
ウェットエッチング処理を実行する上で重要である。

【００３０】その後、ウェットエッチングに必要な時間
が経過した後、噴流パイプ７の回転と薬液の噴出を停止
し、キャリア４ごとウェハ１を引き上げて処理を終了す
る。

【００３１】このように、本実施例に係るウェットエッ
チング装置によれば、噴流パイプ７の回転角度の範囲を
ウェハ１に噴流が当たるために必要最小限のものに限定
して薬液を噴出することが可能であるので、処理槽２の
底部又はその他の部品等に溜まった塵埃の巻き上げを最
小限にし、ウェハ１への薬液の接触を均一にすることが
できる。従って、ゴミの付着量を最小限にし、エッチン
グ及び洗浄工程におけるの面内バラツキを低減すること
が可能であり、歩留まり向上の効果が得られる。

【００３２】なお、ウェハ１をウェットエッチングする
処理時間、噴流パイプ７から吹き出す薬液の流量、噴流
パイプ７の回転速度等の処理条件は、処理が行われるウ
ェハ１の種類及び薬液の種類等によって適宜調節するこ
とが可能である。

【００３３】また、前述の実施例では、２本の噴流パイ
プ７を設けているが、その本数は１本でも３本以上であ
ってもよい。更に、噴流パイプを複数本設ける場合に
は、その回転を噴流が相互に交差するように同期させて
もよいが、自動車のワイパーのように相互に同じ円周方
向に回転させた方がよりウェハと薬液との接触量の均一
性を向上させることができる。

【００３４】更に、前述の実施例においては、モータド
ライバ１１を使用して噴流パイプ７の回転を電気的に制
御するような構成としているが、カム及びギア等を使用
して機械的に噴流パイプ７を回転させるような構成とし
てもよい。但し、前者の場合には、噴流パイプの回転範
囲及び回転速度等を任意に設定すること可能であるた
め、容易に最適な条件に設定することが可能であり好ま
しい。

【００３５】更にまた、処理槽の上部にウェハの位置を
検知するセンサ及びこのセンサによる検出結果によりモ
ータドライバ及びポンプの動作を制御する制御装置を設
けてもよい。このようなセンサ及び制御装置を設けるこ
とにより、ウェットエッチング処理前には、ウェハが収
納されたキャリアが液面に近づいたこと検知し、噴流パ
イプの回転及び薬液の噴出を開始させ、処理終了後に
は、ウェハが収納されたキャリアが完全に薬液から出さ
れたことを検知し、噴流パイプの回転及び薬液の噴出を
終了させることが可能となる。これにより、ウェハが処
理槽に浸漬される以前からウェハが浸される部分の液の
濃度をより均一にすることが可能となる。

【００３６】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
ウェハの表面には孔から噴出されたばかりの清浄なエッ
チング液がほぼ均一に接触するので、エッチング処理の
効率を向上させることができる。また、側面に孔が穿設
されたパイプの回転範囲を適切に規定しているので、孔
から噴出されたエッチング液を処理槽の底部方向には進
行することを抑制し、そこに溜まっている塵埃の巻き上
げを抑制することができる。これにより、ウェハへの塵
埃（ゴミ）の付着を抑制することができるので、エッチ
ング工程における面内バラツキを低減し、このウェハを
使用して製造した半導体装置の歩留まりを向上させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係るウェットエッチング装置
の構造を正面側から示す模式的断面図である。

【図２】同じく本発明の実施例に係るウェットエッチン
グ装置の構造を側面側から示す模式的断面図である。

【図３】特開平４−１６２７２３号公報に記載された従
来のウェットエッチング装置を示す模式的断面図であ
る。

【図４】特開平６−１７７１０４号公報に記載された従
来の洗浄装置を示す模式的断面図である。

【符号の説明】

１、２１、３１；ウェハ ２、２２；処理槽 ３、２３；オーバーフロー槽 ４、２４；キャリア ５、２５；ポンプ ６、２６；フィルタ ７；噴流パイプ ８；ベアリング ９、２９；モータ １０；ベルト １１；モータドライバ １２ａ、１２ｂ、１２ｃ；配管 ２７、３７；パイプ ３２；洗浄槽 ３３；水流ガイド

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数枚のウェハ及びエッチング液が入れ
   られる処理槽と、この処理槽の底部に中心軸を回転軸と
   して回転可能に配置され側面に複数個の孔が穿設された
   パイプと、このパイプ内にエッチング液を供給する供給
   手段と、前記孔が複数枚の前記ウェハが配置されている
   領域と対向する範囲内で前記パイプを往復させながら回
   転させる回転手段と、を有することを特徴とするウェッ
   トエッチング装置。
2. 【請求項２】 前記回転手段は、モータと、このモータ
   の回転を前記パイプに伝達するベルトと、前記モータの
   回転を制御するモータドライバと、を有することを特徴
   とする請求項１に記載のウェットエッチング装置。
3. 【請求項３】 前記供給手段は、前記処理槽から溢れ出
   たエッチング液が溜められるオーバーフロー槽と、この
   オーバーフロー槽に溜められたエッチング液を前記パイ
   プに送給するポンプと、前記オーバーフロー槽と前記処
   理槽との間に設けられ前記オーバーフロー槽に溜められ
   たエッチング液中の塵埃を除去するフィルタと、を有す
   ることを特徴とする請求項１又は２に記載のウェットエ
   ッチング装置。
4. 【請求項４】 前記パイプは、前記処理槽の底部に複数
   本配置されていることを特徴とする請求項１乃至３のい
   ずれか１項に記載のウェットエッチング装置。
5. 【請求項５】 複数本の前記パイプは相互に平行に配置
   され前記回転手段により相互に同方向に回転させられる
   ことを特徴とする請求項４に記載のウェットエッチング
   装置。
6. 【請求項６】 前記ウェハの位置を検出するセンサと、
   このセンサによる検出結果に関連付けて前記回転手段及
   び前記供給手段の動作を制御する制御装置と、を有する
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載
   のウェットエッチング装置。