JP2007090174A - Used etching gas treating method and used etching gas treatment apparatus - Google Patents

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Kazutoshi Mogi
一利 茂木
Masahiro Izeki
正博 井関
Hiroyuki Umezawa
浩之 梅沢
Tomohito Koizumi
友人 小泉
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To greatly reduce an amount of drain by recycling water generated when treating used etching gas. <P>SOLUTION: This treatment apparatus 100 is provided with: a detoxifying facility 74 for burning used etching gas discharged from an etching apparatus 72; a scrubber 53 for producing hydrogen fluoride by bringing water into contact with gas discharged from the detoxifying facility 74 and causing a reaction; a reactor 20 for reacting hydrogen fluoride generated in the scrubber 53 with a calcium compound to form a calcium fluoride-containing treating solution 22; a treatment tank 30 for separating solid from liquid by membrane filtration of the calcium fluoride-containing treating solution 22 from the forming tank 20; a filter press 36 for recovering calcium fluoride precipitated in the treatment tank 30; a regeneration tank 40 forming hydrogen fluoride by adding an acid to the calcium fluoride recovered in the filter press 36 and causing a reaction; and a water recycling line for returning filtrate filtered in the treatment tank 30 to the scrubber 53. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、特にデバイス製造工程におけるバックグラインド処理およびエッチング処理において発生する使用済みエッチングガスの処理方法および処理装置に関する。   The present invention relates to a processing method and a processing apparatus for used etching gas generated in a back grinding process and an etching process particularly in a device manufacturing process.

例えば、半導体装置の製造工程にはエッチング工程が含まれ、このエッチング工程には、湿式エッチング工程とドライエッチング工程の2種類に大きく大別される。湿式エッチング工程では、フッ化水素(またはフッ酸)等のフッ素分を含む廃水が排出され、ドライエッチング工程では、エッチングガスが用いられ、エッチングガスとして、例えばCF4、NF3、SF6などが用いられている。 For example, the manufacturing process of a semiconductor device includes an etching process, and this etching process is roughly divided into two types, a wet etching process and a dry etching process. In the wet etching process, waste water containing fluorine such as hydrogen fluoride (or hydrofluoric acid) is discharged, and in the dry etching process, an etching gas is used. For example, CF 4 , NF 3 , SF 6 and the like are used as the etching gas. It is used.

そして、エッチング工程から排出される廃水中に含まれるフッ素分の濃度は、具体的に8mg/L以下になるよう規定され、さらに将来は排出されるフッ素分の総量規制も行われる可能性がある。   The concentration of fluorine contained in the wastewater discharged from the etching process is specifically regulated to be 8 mg / L or less, and there is a possibility that the total amount of fluorine discharged will be regulated in the future. .

上述したフッ素分の除去方法として、数々の除去方法が提案されている。排水中に含まれるフッ素分を除去する方法として、生物処理と化学的処理を別々の処理槽にて行う方法が提案されている(下記特許文献1参照)。フッ素分の除去を行う他の方法としては、複数の反応槽を用意した後に、一方の反応槽に収納された原水にカルシウム分を添加してゾル状の物質を含む種剤を形成し、この種剤を他方の収納槽に収納された原水に添加してフッ素分を処理する方法もある(下記特許文献2参照)。更には、高分子凝集剤を用いて排水中に含まれるフッ素分を凝集沈殿させて汚泥を得る処理方法もある。   Numerous removal methods have been proposed as the above-described fluorine removal method. As a method for removing fluorine contained in wastewater, a method of performing biological treatment and chemical treatment in separate treatment tanks has been proposed (see Patent Document 1 below). As another method for removing the fluorine content, after preparing a plurality of reaction tanks, calcium is added to the raw water stored in one reaction tank to form a seed containing a sol-like substance. There is also a method of treating the fluorine content by adding a seed agent to the raw water stored in the other storage tank (see Patent Document 2 below). Furthermore, there is a processing method for obtaining sludge by coagulating and precipitating fluorine contained in waste water using a polymer flocculant.

特開2001−54792号公報JP 2001-54792 A 特開平6−312190号公報JP-A-6-312190

しかしながら、上記特許文献1に記載されたフッ素分を含む廃水の処理方法では、複数回に渡る廃水の処理ステップが必要とされることから、設備が大がかりなものになってしまう問題があった。従って、廃水処理に斯かるコストが高くなる。更に、生物を用いた有機分の処理を行うことから、安定した廃水処理を行うことが困難である問題があった。   However, the method for treating wastewater containing fluorine described in Patent Document 1 requires a plurality of wastewater treatment steps, which causes a problem that the facility becomes large. Therefore, the cost for wastewater treatment is high. Furthermore, since organic components are processed using living organisms, there is a problem that it is difficult to perform stable wastewater treatment.

更に、上記特許文献2に記載された廃水の処理方法では、廃水に含まれるフッ素分の濃度がきわめて低いことから、得られたフッ素分の固化を行うために凝集沈殿処理等の他の処理ステップが必要になる問題があった。   Furthermore, in the wastewater treatment method described in Patent Document 2, since the concentration of fluorine contained in the wastewater is extremely low, other treatment steps such as coagulation sedimentation treatment are performed in order to solidify the obtained fluorine. There was a problem that would be necessary.

更にまた、市販の高分子凝集剤を用いた凝集沈殿法により廃水中のフッ素分の除去を行うと、大量の汚泥が産業廃棄物として発生してしまう問題があった。更に、凝集剤が多量に混入した汚泥の再利用は困難である問題もあった。   Furthermore, if the fluorine content in the wastewater is removed by a coagulation sedimentation method using a commercially available polymer flocculant, a large amount of sludge is generated as industrial waste. Furthermore, there is a problem that it is difficult to reuse sludge mixed with a large amount of a flocculant.

したがって、凝集剤を用いずに廃水からフッ素分を除去するとともに、デバイス製造工程においてフッ素分を再生してエッチング剤として使用可能にすることが望まれている。   Therefore, it is desired to remove fluorine from wastewater without using a flocculant and to regenerate the fluorine in the device manufacturing process so that it can be used as an etching agent.

本発明の特徴は以下の通りである。   The features of the present invention are as follows.

(1)ウエハの表面をドライエッチングした際に排出される使用済みエッチングガスを燃焼させ水と反応させフッ化水素を生成させるフッ化水素生成工程と、前記フッ化水素生成工程で生成されるフッ化水素をカルシウム化合物と反応させ、フッ化カルシウム含有水溶液を生成させる生成工程と、を有し、前記生成工程にて得られたフッ化カルシウム含有水溶液を濾別して濾過水を前記フッ化水素生成工程における水として再利用する使用済みエッチングガス処理方法である。   (1) A hydrogen fluoride generation process in which used etching gas discharged when dry etching the surface of a wafer is burned to react with water to generate hydrogen fluoride, and a fluorine gas generated in the hydrogen fluoride generation process. Generating a calcium fluoride-containing aqueous solution by reacting hydrogen fluoride with a calcium compound, and filtering the filtered water from the calcium fluoride-containing aqueous solution obtained in the generating step. This is a used etching gas treatment method that is reused as water.

上記生成工程により得られた濾過水をフッ化水素生成工程に再利用するため、排水量大幅に削減することができ、かつ、上記製造工程内にて水処理配管系統を完結することができる。   Since the filtered water obtained in the production process is reused in the hydrogen fluoride production process, the amount of drainage can be greatly reduced, and the water treatment piping system can be completed in the production process.

(2)上記(1)に記載の使用済みエッチングガス処理方法において、前記使用済みエッチングガスは、CF4である。 (2) In the used etching gas processing method according to (1), the used etching gas is CF 4 .

(3)ウエハの表面をドライエッチングした際に排出される使用済みエッチングガスを燃焼させる除害施設と、前記除害施設より排出されるガスに水を接触させ反応させてフッ化水素を生成させるスクラバーと、前記スクラバーにて生成されるフッ化水素をカルシウム化合物と反応させ、フッ化カルシウム含有水溶液を生成させる生成槽と、前記生成槽にて得られたフッ化カルシウム含有水溶液を濾別して濾過水を前記スクラバーに戻す水再利用ラインと、を備える使用済みエッチングガス処理装置である。   (3) An abatement facility that burns used etching gas discharged when the surface of the wafer is dry-etched, and hydrogen fluoride is generated by causing water to contact and react with the gas discharged from the abatement facility. A scrubber, a production tank for reacting hydrogen fluoride produced in the scrubber with a calcium compound to produce a calcium fluoride-containing aqueous solution, and a calcium fluoride-containing aqueous solution obtained in the production tank are separated by filtration. And a water recycling line for returning the water to the scrubber.

上記同様、上記処理装置によれば、上記生成槽により得られた水をスクラバーにて再利用するため、排水量を大幅に削減することができ、かつ、上記装置をクリーンルーム内に配設することによって、フッ素分が外部に洩れるおそれもない。   Similarly to the above, according to the processing apparatus, since the water obtained by the generation tank is reused by the scrubber, the amount of drainage can be greatly reduced, and the apparatus is disposed in a clean room. Also, there is no risk of the fluorine content leaking outside.

(4)上記(3)に記載の使用済みエッチングガス処理装置において、前記使用済みエッチングガスは、CF4である。 (4) In the used etching gas processing apparatus according to (3), the used etching gas is CF 4 .

本発明によれば、デバイス製造において、排水量および廃棄物量を大幅に削減することができ、また、廃水中のフッ素分を極力低下させることができる。   According to the present invention, in device manufacturing, the amount of waste water and waste can be greatly reduced, and the fluorine content in waste water can be reduced as much as possible.

以下に、本発明の好適な実施の形態を説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described.

図1には、デバイスの製造方法の一例が示されており、FZウエハを用いたFS型IGBTの製造プロセスを例に取り、以下にデバイスの製造方法について説明する。   FIG. 1 shows an example of a device manufacturing method, and a device manufacturing method will be described below by taking a manufacturing process of an FS type IGBT using an FZ wafer as an example.

活性層10の上に、例えば、950℃ドライ酸素による熱酸化法を用いてシリコン酸化膜8(例えば、膜厚10〜150nm)を形成した後、その上にCVD法(減圧CVD法、プラズマCVD法、高密度プラズマCVD法または常圧CVD法)を用いて、シリコン窒化膜6(例えば200nm)を形成する。   A silicon oxide film 8 (for example, a film thickness of 10 to 150 nm) is formed on the active layer 10 by using, for example, a thermal oxidation method using dry oxygen at 950 ° C., and then a CVD method (low pressure CVD method, plasma CVD) is formed thereon. The silicon nitride film 6 (for example, 200 nm) is formed using a method, a high-density plasma CVD method, or an atmospheric pressure CVD method.

素子分離領域に対応させて、フォトリソグラフィ技術を用いて形成したレジストをマスクとして、シリコン窒化膜6、シリコン酸化膜8をエッチングして、トレンチ形成用のハードマスクを形成する。このエッチングは、通常ドライエッチングにより行われる。エッチング終了後、レジストを除去する。   The silicon nitride film 6 and the silicon oxide film 8 are etched using a resist formed by photolithography as a mask corresponding to the element isolation region, thereby forming a hard mask for trench formation. This etching is usually performed by dry etching. After the etching is completed, the resist is removed.

その後、半導体装置形成の所定の工程を経て、絶縁膜であるシリコン酸化膜8を除去した活性層10のトランジスタ形成領域にゲート酸化膜を形成し、このゲート酸化膜上にドープドポリシリコンなどの導電層を形成し、導電層のパターニングを行ってゲート電極を形成する。   Thereafter, through a predetermined process of forming a semiconductor device, a gate oxide film is formed in the transistor formation region of the active layer 10 from which the silicon oxide film 8 as an insulating film is removed, and doped polysilicon or the like is formed on the gate oxide film. A conductive layer is formed, and the conductive layer is patterned to form a gate electrode.

さらに所定の工程を経て、活性層10となるn-FZウエハの表面側にベース領域、エミッタ領域、ゲート酸化膜、ゲート電極、層間絶縁膜、エミッタ電極およびパッシべーション膜よりなる表面側素子構造部12を形成する。ゲート酸化膜は、例えばSiO2でできている。ゲート電極は、例えばポリシリコンでできている。層間絶縁膜は、例えばBPSGでできている。さらにエミッタ電極は、例えばAl−Si膜でできており、Al−Si膜は安定した接合性を有する低抵抗配線を実現するために400〜500℃程度の低温で熱処理される。パッシべーション膜は例えばポリイミド膜でできている。 Further, through a predetermined process, a surface side element structure comprising a base region, an emitter region, a gate oxide film, a gate electrode, an interlayer insulating film, an emitter electrode and a passivation film on the surface side of the n FZ wafer to be the active layer 10 Part 12 is formed. The gate oxide film is made of, for example, SiO 2 . The gate electrode is made of polysilicon, for example. The interlayer insulating film is made of, for example, BPSG. Further, the emitter electrode is made of, for example, an Al—Si film, and the Al—Si film is heat-treated at a low temperature of about 400 to 500 ° C. in order to realize a low-resistance wiring having a stable bonding property. The passivation film is made of, for example, a polyimide film.

次いで、ウエアの裏面をバックグラインド処理およびエッチング処理により研磨して、ウエハを所望の厚さ、例えば70μmにする。ここで、上記エッチング処理は、ドライエッチングであってもウェットエッチングのいずれであってもよい。   Next, the back surface of the wear is polished by back grinding and etching, so that the wafer has a desired thickness, for example, 70 μm. Here, the etching process may be either dry etching or wet etching.

次いで、ウエハの裏面から、例えばn型不純物であるリンと、p型不純物であるボロンをイオン注入し、電気炉で350〜500℃の熱処理を行い、バッファ層14およびコレクタ層16を形成する。   Next, for example, phosphorus, which is an n-type impurity, and boron, which is a p-type impurity, are ion-implanted from the back surface of the wafer, and heat treatment is performed at 350 to 500 ° C. in an electric furnace to form the buffer layer 14 and the collector layer 16.

次に、ウエハの裏面のコレクタ層16の表面に、アルミニウム、チタン、ニッケルおよび金などの複数の金属を蒸着させ、コレクタ電極18を形成する。   Next, a plurality of metals such as aluminum, titanium, nickel and gold are vapor-deposited on the surface of the collector layer 16 on the back surface of the wafer to form a collector electrode 18.

そののち、コレクタ電極18側にダイジングテープを貼り付けてダイジングを行い、ウエハを複数のチップに切断する。各チップのコレクタ電極18が装置の固定部材に半田付けされ、かつエミッタ電極等の表面電極にアルミワイヤ電極が固着されることによって種々の装置に実装されることとなる。   After that, a dicing tape is attached to the collector electrode 18 side, and the wafer is cut into a plurality of chips. The collector electrode 18 of each chip is soldered to a fixing member of the device, and an aluminum wire electrode is fixed to a surface electrode such as an emitter electrode, whereby the device is mounted on various devices.

図2には、上述したデバイス製造方法におけるエッチング処理から排出される使用済みエッチングガスの処理装置100の一例が示されている。   FIG. 2 shows an example of a processing apparatus 100 for used etching gas discharged from the etching process in the device manufacturing method described above.

他の例の使用済みエッチングガスの処理装置100の研磨工程から廃水処理工程に用いる装置は、例えば、すべてクリーンルーム内に配置されていてもよいし、別施設にそれぞれ配設され配管等により連結されていてもよい。   In another example, the apparatuses used for the used etching gas processing apparatus 100 from the polishing process to the wastewater treatment process may all be disposed in a clean room, or may be disposed in separate facilities and connected by piping or the like. It may be.

図2に示すように、処理装置100は、上述したデバイス製造工程においてウエハの表面をエッチングガスを用いてドライエッチングを行うエッチング装置72と、エッチング装置72から排出される使用済みエッチングガスを燃焼させる除害施設74と、除害施設74にて排出されるガスに水を接触させ反応させてフッ化水素(HF)を生成させるスクラバー53と、スクラバー53にて生成されるフッ化水素をカルシウム化合物と反応させフッ化カルシウム(CaF2)含有処理液を生成させる生成槽20と、生成槽20により得られたフッ化カルシウム含有処理液22を膜濾過して固液に濾別する処理槽30と、処理槽30にて沈殿したフッ化カルシウムを回収するフィルタプレス36と、フィルタプレス36にて回収されたフッ化カルシウムに酸を添加し反応させてフッ化水素を生成させる再生槽40と、処理槽30にて濾別された濾過水をスクラバー53に戻す水再利用ラインと、を備える。 As shown in FIG. 2, the processing apparatus 100 burns the etching apparatus 72 that performs dry etching on the surface of the wafer using the etching gas in the above-described device manufacturing process, and the used etching gas discharged from the etching apparatus 72. Detoxification facility 74, scrubber 53 that generates water by bringing water into contact with the gas discharged from the decontamination facility 74 and generating hydrogen fluoride (HF), and hydrogen fluoride produced in the scrubber 53 as a calcium compound And a treatment tank 30 for producing a calcium fluoride (CaF 2 ) -containing treatment liquid by reacting with the solution, and a treatment tank 30 for filtering the calcium fluoride-containing treatment liquid 22 obtained by the production tank 20 into a solid liquid by membrane filtration A filter press 36 for recovering calcium fluoride precipitated in the treatment tank 30; and a fluoride fluoride recovered by the filter press 36. It includes a regeneration tank 40 which acid was added and the reaction to Siumu to produce hydrogen fluoride, and water recycling line for returning the filtered water which is filtered to the scrubber 53 in the processing vessel 30, a.

さらに、詳細に説明すると、上記エッチングガスは、CF4、NF3、SF6などが用いられているが、グリーンケミカルの見知からCF4が好ましい。エッチング装置72から排出される使用済みエッチングガスは、除害施設74で燃焼され、CO2、SOx、NOx、Fを含む排出ガスとなる。通常、スクラバー53には、CO2、SOx、NOxが除去され、Fのみが供給される。水貯留槽60には水62が貯留されており、ポンプ68を介して水がスクラバー53の噴射ノズル54に供給される。スクラバー53では、噴射ノズル54から噴射される水と供給されるFとが反応してフッ化水素含有水溶液56が生成する。 More specifically, although CF 4 , NF 3 , SF 6, etc. are used as the etching gas, CF 4 is preferable from the viewpoint of green chemicals. The used etching gas discharged from the etching apparatus 72 is burned in the abatement facility 74 and becomes exhaust gas containing CO 2 , SO x , NO x , and F. Normally, CO 2 , SO x , and NO x are removed from the scrubber 53 and only F is supplied. Water 62 is stored in the water storage tank 60, and water is supplied to the injection nozzle 54 of the scrubber 53 via the pump 68. In the scrubber 53, the water sprayed from the spray nozzle 54 reacts with the supplied F to generate a hydrogen fluoride-containing aqueous solution 56.

生成槽20には、スクラバー53からフッ化水素含有水溶液56が輸送されるとともに、カルシウム分貯留槽24からカルシウム化合物含有水溶液26がポンプ28により輸送される。これによって、フッ化カルシウム含有処理液(またはフッ化カルシウム含有水溶液)22が生成する。ここで、上記カルシウム化合物としては、例えば、塩化カルシウム(CaCl2)を用いることができ、カルシウム化合物含有水溶液26としては、塩化カルシウムを30重量%含む水溶液が好ましい。塩化カルシウムは溶解度積が非常に高いので、生成槽20内の被処理水に対して大量に供給することが可能である。例えば、カルシウムイオン(Ca2+)が200mg/L以上になるように塩化カルシウムを生成槽20内の被処理水に対して加えることで、生成槽20内の被処理水に含まれるフッ素イオン(F-)の濃度を8mg/L以下にすることができる。このフッ素イオン濃度は、一般的な放流基準を満たしている。 A hydrogen fluoride-containing aqueous solution 56 is transported from the scrubber 53 to the production tank 20, and a calcium compound-containing aqueous solution 26 is transported from the calcium content storage tank 24 by a pump 28. As a result, a calcium fluoride-containing treatment liquid (or calcium fluoride-containing aqueous solution) 22 is generated. Here, as the calcium compound, for example, calcium chloride (CaCl 2 ) can be used, and the calcium compound-containing aqueous solution 26 is preferably an aqueous solution containing 30% by weight of calcium chloride. Since calcium chloride has a very high solubility product, it can be supplied in large quantities to the water to be treated in the production tank 20. For example, by adding calcium chloride to the water to be treated in the generation tank 20 so that the calcium ions (Ca 2+ ) become 200 mg / L or more, fluorine ions ( The concentration of F ) can be 8 mg / L or less. This fluorine ion concentration satisfies the general discharge standard.

また、処理槽30には、濾過膜32が浸漬されて設けられ、濾過膜32より濾過された濾過水52は濾過水槽50に一定量貯留され、一部は放流され、一部は、水再利用ラインを介して水貯留槽60に戻され、スクラバー53用の水として再利用される。   The treatment tank 30 is provided with a filtration membrane 32 immersed therein, and a certain amount of filtered water 52 filtered from the filtration membrane 32 is stored in the filtered water tank 50, part of which is discharged, and part of the water is recycled. The water is returned to the water storage tank 60 through the use line and reused as water for the scrubber 53.

本実施の形態では、濾過膜32は自己形成膜を用いた濾過を行っている。ここで、自己形成膜は、フッ化カルシウムを含む被除去物からなる自己形成膜でもよい。   In the present embodiment, the filtration membrane 32 performs filtration using a self-forming membrane. Here, the self-forming film may be a self-forming film made of an object to be removed containing calcium fluoride.

また、処理槽30の濾過膜32の下方には散気装置34が設けられ、散気装置34から気泡を濾過膜32に供給することによって、濾過膜32の表面に形成される自己形成膜の厚みを一定以下に保ち、自己形成膜の閉塞を抑制し、ある程度のフラックスを確保しつつ濾過が行われる。散気装置34から発生される気体としては、例えば、ヘリウム、ネオン、アルゴン、窒素等の不活性ガスが用いられる。   Further, an air diffuser 34 is provided below the filter membrane 32 of the treatment tank 30, and a self-forming film formed on the surface of the filter membrane 32 by supplying bubbles from the air diffuser 34 to the filter membrane 32. Filtration is performed while keeping the thickness below a certain level, suppressing clogging of the self-forming film, and securing a certain amount of flux. As the gas generated from the air diffuser 34, for example, an inert gas such as helium, neon, argon, or nitrogen is used.

処理槽30の下部に沈殿したフッ化カルシウム高含有被除去物と濾過膜32の表面に体積したフッ化カルシウム高含有被除去物がフィルタプレス36に輸送され、フィルタプレス36にて水分除去がなされ濃縮される。   The high calcium fluoride content to be removed precipitated in the lower part of the treatment tank 30 and the high calcium fluoride content to be removed which is deposited on the surface of the filtration membrane 32 are transported to the filter press 36, and the water is removed by the filter press 36. Concentrated.

再生槽40には、フィルタプレス36にて濃縮されたフッ化カルシウム高含有被除去物が輸送されるとともに、酸貯留槽42より酸42がポンプ38により供給される。ここで、酸としては、塩酸、硫酸、硝酸が挙げられるが、硫酸が好ましい。   The calcium fluoride-rich material to be removed concentrated by the filter press 36 is transported to the regeneration tank 40, and the acid 42 is supplied from the acid storage tank 42 by the pump 38. Here, examples of the acid include hydrochloric acid, sulfuric acid, and nitric acid, and sulfuric acid is preferable.

再生槽40では、フッ化カルシウムと酸とが反応して、フッ化水素と酸のカルシウム塩とが生成し、得られたフッ化水素はエッチング装置72においてエッチング剤として再利用される。   In the regeneration tank 40, calcium fluoride and acid react to produce hydrogen fluoride and a calcium salt of acid, and the obtained hydrogen fluoride is reused as an etching agent in the etching apparatus 72.

次に、本実施の形態の処理装置100におけるエッチング処理工程以降の廃水処理に関し、以下に説明する。   Next, the waste water treatment after the etching treatment step in the treatment apparatus 100 of the present embodiment will be described below.

例えば、上述のデバイス製造工程において、エッチング装置72によって、シリコン酸化膜等をドライエッチングしたり、また、ウェハの裏面をバックグラインドしたのちウエハの裏面をドライエッチングして研磨する。エッチング装置72により排出される使用済みエッチングガスは、除害施設74に輸送され燃焼させる。除害施設74から排出される排出ガスはスクラバー53に送られ、水と接触させて反応させ、フッ化水素(HF)を生成させる。スクラバー53にて生成したフッ化水素を生成槽20に輸送する。生成槽20では、カルシウム分貯留槽24からカルシウム化合物含有水溶液26がポンプ28を介して輸送される。これにより、生成槽20内にて、廃水中のフッ化水素とカルシウム化合物とが反応してフッ化カルシウム含有処理液22が生成する。生成槽20内にて生成したフッ化カルシウム含有処理液22は処理槽30に輸送される。処理槽30にて、散気装置34より気体を情報に供給しながら濾過膜32によりフッ化カルシウム含有処理液22は濾過水とフッ化カルシウム高含有被除去物とに濾別される。濾過膜32により濾過された濾過水52は濾過水槽50に貯留され、一部は、水再利用ラインを介して水貯留槽60に戻され、スクラバー53用の水として再利用される。一方、濾過膜32により濾別された固形分であるフッ化カルシウム高含有被除去物は、フィルタプレス36に輸送され水分が除去されて濃縮される。フィルタプレス36にて濾過された濾液は生成槽20に戻される。一方、フィルタプレス36にて濃縮されたフッ化カルシウム高含有被除去物は、再生槽40に輸送される。一方、再生槽40には、酸貯留槽42より酸42がポンプ38により供給される。これにより、フッ化カルシウムと酸とが反応して、フッ化水素と酸のカルシウム塩とが生成し、得られたフッ化水素は、湿式エッチング用のエッチング剤として別途再利用される。   For example, in the above-described device manufacturing process, the silicon oxide film or the like is dry-etched by the etching apparatus 72, or after the back surface of the wafer is back-ground, the back surface of the wafer is dry-etched and polished. The used etching gas discharged by the etching apparatus 72 is transported to the abatement facility 74 and burned. Exhaust gas discharged from the detoxification facility 74 is sent to the scrubber 53, where it is brought into contact with water and reacted to generate hydrogen fluoride (HF). The hydrogen fluoride produced by the scrubber 53 is transported to the production tank 20. In the generation tank 20, the calcium compound-containing aqueous solution 26 is transported from the calcium content storage tank 24 via the pump 28. Thereby, in the production tank 20, hydrogen fluoride in the wastewater reacts with the calcium compound to produce a calcium fluoride-containing treatment liquid 22. The calcium fluoride-containing treatment liquid 22 produced in the production tank 20 is transported to the treatment tank 30. In the treatment tank 30, the calcium fluoride-containing treatment liquid 22 is separated into filtered water and a high calcium fluoride content to be removed by the filtration membrane 32 while supplying gas from the air diffuser 34 to the information. The filtered water 52 filtered by the filtration membrane 32 is stored in the filtered water tank 50, and a part is returned to the water storage tank 60 through the water reuse line and reused as water for the scrubber 53. On the other hand, the high calcium fluoride content to be removed, which is a solid content separated by the filtration membrane 32, is transported to the filter press 36, where the moisture is removed and concentrated. The filtrate filtered by the filter press 36 is returned to the production tank 20. On the other hand, the high calcium fluoride content to be removed concentrated by the filter press 36 is transported to the regeneration tank 40. On the other hand, the acid 42 is supplied to the regeneration tank 40 from the acid storage tank 42 by the pump 38. Thereby, calcium fluoride and an acid react to produce hydrogen fluoride and a calcium salt of the acid, and the obtained hydrogen fluoride is separately reused as an etchant for wet etching.

上記生成槽20により得られた水をスクラバー53にて再利用するため、排水量大幅に削減することができる。また、上記処理装置100をクリーンルーム内に配設することによって、フッ素分が外部に洩れるおそれもない。   Since the water obtained from the generation tank 20 is reused by the scrubber 53, the amount of drainage can be greatly reduced. Further, by disposing the processing apparatus 100 in a clean room, there is no possibility that the fluorine content leaks to the outside.

上述した濾過膜32について、さらに図3を用いて詳細に説明する。   The filtration membrane 32 mentioned above is further demonstrated in detail using FIG.

フッ化カルシウムである被除去物が混入された流体(被処理水)を、被除去物から形成した自己形成膜から成るフィルタで除去するものである。   The fluid mixed with the object to be removed, which is calcium fluoride, is removed with a filter made of a self-forming film formed from the object to be removed.

具体的に説明すると、本形態の濾過膜32は、有機高分子の第1のフィルタ81表面に、被除去物であるフッ化カルシウムから形成した第2のフィルタ82となる自己形成膜が形成されたものとなる。この自己形成膜である第2のフィルタ82を用いて、被除去物が入った被処理水が濾過される。   More specifically, in the filter membrane 32 of the present embodiment, a self-forming membrane to be the second filter 82 formed from calcium fluoride as a removal object is formed on the surface of the organic polymer first filter 81. It will be. Using the second filter 82 which is this self-forming film, the water to be treated containing the material to be removed is filtered.

第1のフィルタ81は、自己形成膜を付着させることができれば原理的に考えて有機高分子系、セラミック系とどちらでも採用可能である。ここでは、平均孔径0.25μm、厚さ0.1mmのポリオレフィン系の高分子膜を採用した。   The first filter 81 can be either organic polymer type or ceramic type in principle if a self-forming film can be attached. Here, a polyolefin polymer film having an average pore diameter of 0.25 μm and a thickness of 0.1 mm was employed.

また、第1のフィルタ81はフレーム84の両面に設けられた平膜構造を有し、流体に垂直になるように浸漬されている。フレーム84の中空部85からポンプ86により吸引することで、フィルム中空部85から濾液を取り出せる。   The first filter 81 has a flat membrane structure provided on both sides of the frame 84 and is immersed so as to be perpendicular to the fluid. The filtrate can be taken out from the film hollow portion 85 by being sucked by the pump 86 from the hollow portion 85 of the frame 84.

次に、第2のフィルタ82は第1のフィルタ81の表面全体に付着され、被除去物の凝集した粒子を吸引することで固形化された自己形成膜である。この自己形成膜は、ゲル状あるいはケーキ状に凝集したものでも良い。   Next, the second filter 82 is a self-forming film that is attached to the entire surface of the first filter 81 and solidified by sucking the aggregated particles of the object to be removed. This self-forming film may be agglomerated in a gel or cake form.

上記した被除去物の自己形成膜である第2のフィルタ82を形成し、被除去物を取り除く濾過について説明する。フッ化カルシウムが混入された流体(被処理水)は、微粒子の状態で被処理水中に拡散している。   Filtration for forming the second filter 82, which is a self-forming film of the object to be removed, and removing the object to be removed will be described. The fluid (treated water) mixed with calcium fluoride is diffused in the treated water in the form of fine particles.

第1のフィルタ81は多数のフィルタ孔を有し、このフィルタ孔81Aの開口部および第1のフィルタ81の表面に層状に形成されている被除去物の自己形成膜が第2のフィルタ82である。第1のフィルタ81の表面にはフッ化カルシウムから成る被除去物の凝集粒子があり、この凝集粒子はポンプからの吸引圧力により第1のフィルタ81を介して吸引され、流体の水分が吸い取られるために乾燥(脱水)してすぐに固形化して第1のフィルタ81表面に第2のフィルタ82が形成される。   The first filter 81 has a large number of filter holes, and the second filter 82 is a self-forming film of an object to be removed formed in a layered manner on the opening of the filter hole 81A and the surface of the first filter 81. is there. The surface of the first filter 81 has agglomerated particles of the object to be removed made of calcium fluoride. The agglomerated particles are sucked through the first filter 81 by the suction pressure from the pump, and the moisture of the fluid is sucked. For this reason, the second filter 82 is formed on the surface of the first filter 81 by solidifying immediately after drying (dehydration).

第2のフィルタ82は被除去物の凝集粒子から形成されるので直ちに所定の膜厚になり、この第2のフィルタ82を利用して被除去物の凝集粒子の濾過が開始される。従って、第1のフィルタ81間の中空部85の濾液をポンプ86で吸引しながら濾過を続けると、第2のフィルタ82の表面には凝集粒子の自己形成膜が積層されて厚くなり、やがて第2のフィルタ82は目詰まりして濾過を続けられなくなる。この間に被除去物のフッ化カルシウムは固形化されながら、第2のフィルタ82の表面に付着して被処理水が第1のフィルタ81を通過して濾過水として取り出される。   Since the second filter 82 is formed from the aggregated particles of the object to be removed, it immediately has a predetermined film thickness, and the filtration of the aggregated particles of the object to be removed is started using the second filter 82. Therefore, if the filtration of the hollow portion 85 between the first filters 81 is continued while sucking with the pump 86, a self-forming film of aggregated particles is laminated on the surface of the second filter 82 to become thicker. The second filter 82 is clogged and cannot continue filtration. During this time, the calcium fluoride as the object to be removed is solidified, adheres to the surface of the second filter 82, and the water to be treated passes through the first filter 81 and is taken out as filtered water.

第1のフィルタ81の片面には、被除去物が混入された被処理水があり、第1のフィルタ81の反対面には、第1のフィルタ81を通過した濾過水が生成されている。第1のフィルタ81間の中空部85内に被処理水は吸引されて流れ、この吸引により被処理水中の凝集粒子が第1のフィルタ81に近づくにつれて固形化されていく。更に、いつかの凝集粒子が結合した自己形成膜が第1のフィルタ81表面に吸着されて第2のフィルタ82が形成される。この第2のフィルタ82の働きで溶液中の被除去物は固形化されながら被処理水の濾過が行われる。   On one side of the first filter 81 is water to be treated mixed with a material to be removed, and on the opposite side of the first filter 81, filtered water that has passed through the first filter 81 is generated. The water to be treated is sucked into the hollow portion 85 between the first filters 81 and flows, and the agglomerated particles in the water to be treated are solidified as they approach the first filter 81 by this suction. Further, the self-forming film to which some aggregated particles are bonded is adsorbed on the surface of the first filter 81 to form the second filter 82. The object to be removed in the solution is solidified by the action of the second filter 82 and the water to be treated is filtered.

このように第2のフィルタ82を介して溶液の被処理水をゆっくりと吸引することで、被処理水中の水が濾過水として取り出せ、被除去物は乾燥して固形化し第2のフィルタ82表面に積層されて被除去物の凝集粒子は自己形成膜として捕獲される。   In this way, by slowly sucking the water to be treated through the second filter 82, the water in the water to be treated can be taken out as filtered water, and the object to be removed is dried and solidified. The aggregated particles of the object to be removed are trapped as a self-forming film.

第1のフィルタ81は被処理水に垂直に立って浸漬され、被処理水は被除去物が分散した状態となっている。ポンプ86により第1のフィルタ81を介して被処理水を微弱な吸引圧力で吸引をすると、第1のフィルタ81の表面に被除去物の凝集粒子が互いに結合して、第1のフィルタ81の表面に吸着される。なおフィルタ孔より径の小さい凝集粒子は第1のフィルタ81を通過するが、第2のフィルタ82を成膜する工程では濾過水は再び被処理水に循環されるので問題はない。この成膜する工程では、極めて微弱な吸引圧力で吸引されているので凝集粒子はいろいろな形状の隙間を形成しながら積層され、極めて膨潤度の高い柔らかな自己形成膜の第2のフィルタ82となる。被処理水中の水はこの膨潤度の高い自己形成膜を浸透して吸引されて第1のフィルタ81を通過して濾過水として取り出され、最終的に被処理水は濾過されることになる。   The first filter 81 is immersed vertically in the water to be treated, and the water to be treated is in a state where the objects to be removed are dispersed. When the water to be treated is sucked by the pump 86 through the first filter 81 with a weak suction pressure, the aggregated particles of the objects to be removed are bonded to the surface of the first filter 81, and the first filter 81 Adsorbed on the surface. Aggregated particles having a diameter smaller than that of the filter hole pass through the first filter 81, but there is no problem in the process of forming the second filter 82 because the filtered water is circulated again to the water to be treated. In this film forming step, since the particles are sucked with a very weak suction pressure, the aggregated particles are stacked while forming gaps of various shapes, and the second filter 82 of a soft self-forming film having a very high degree of swelling is formed. Become. The water in the water to be treated permeates and sucks the self-forming film having a high degree of swelling, passes through the first filter 81 and is taken out as filtered water, and finally the water to be treated is filtered.

また、被処理水の底面から散気装置34により気泡を送ることで、第1のフィルタ81の表面に沿って被処理水に並行流を形成している。これは第2のフィルタ82が第1のフィルタ81の表面全体に均一に付着するためと、第2のフィルタ82に隙間を形成して柔らかく付着させるためである。具体的には1.8リットル/分のエアー流量に設定をしているが、第2のフィルタの膜質により選択される。   Moreover, a parallel flow is formed in the to-be-processed water along the surface of the 1st filter 81 by sending a bubble from the bottom face of to-be-processed water with the diffuser 34. FIG. This is because the second filter 82 adheres uniformly to the entire surface of the first filter 81 and also forms a gap in the second filter 82 so that it adheres softly. Specifically, the air flow rate is set to 1.8 liters / minute, but it is selected depending on the film quality of the second filter.

次に濾過工程では、この第2のフィルタ82の表面に微弱な吸引圧力によりフッ化カルシウムから成る凝集粒子が吸着しながら徐々に積層される。このとき、第2のフィルタ8222および更に積層される凝集粒子を浸透して第1のフィルタ81から濾過水として取り出される。   Next, in the filtration step, the aggregated particles made of calcium fluoride are gradually laminated on the surface of the second filter 82 while being adsorbed by a weak suction pressure. At this time, the second filter 8222 and the further agglomerated particles are permeated and taken out from the first filter 81 as filtered water.

しかし、長時間濾過を続けると、第2のフィルタ82表面には厚く自己形成膜が付着されるために上述した隙間もやがて目詰まりを起こし、濾過水は取り出せなくなる。このために濾過能力を再生するには、随時この積層された自己形成膜を除去することが必要になる。   However, if the filtration is continued for a long time, a thick self-forming film adheres to the surface of the second filter 82, so that the above-mentioned gap eventually becomes clogged, and filtered water cannot be taken out. For this reason, in order to regenerate the filtration capacity, it is necessary to remove the laminated self-forming film as needed.

特に半導体製造分野におけるエッチング剤およびエッチングガスの処理に有用であるが、他のエッチング処理分野においても上記処理装置は好適に用いることができる。   In particular, it is useful for the processing of an etching agent and an etching gas in the semiconductor manufacturing field, but the processing apparatus can be suitably used in other etching processing fields.

本発明のデバイス製造方法の工程を説明する図である。It is a figure explaining the process of the device manufacturing method of this invention. 本発明の使用済みエッチングガス処理装置の一例の構造を説明する図である。It is a figure explaining the structure of an example of the used etching gas processing apparatus of this invention. 濾過膜による濾過動作を説明する図である。It is a figure explaining filtration operation by a filtration membrane.

符号の説明Explanation of symbols

10 活性層、12 表面側素子構造部、14 バッファ層、16 コレクタ層、18 コレクタ電極、20 生成槽、22 フッ化カルシウム含有処理液、24 カルシウム分貯留槽、26 カルシウム化合物含有水溶液、28,38,48 ポンプ、30 処理槽、32 濾過膜、34 散気装置、36 フィルタプレス、40 再生槽、42 酸、42 酸貯留槽、50 濾過水槽、52 濾過水、53 スクラバー、54 噴射ノズル、56 フッ化水素含有水溶液、60 水貯留槽、62 水、70 バックグラインド装置、72 エッチング装置、74 除害施設、100 処理装置。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Active layer, 12 Surface side element structure part, 14 Buffer layer, 16 Collector layer, 18 Collector electrode, 20 Generation tank, 22 Calcium fluoride containing processing liquid, 24 Calcium content storage tank, 26 Calcium compound containing aqueous solution, 28, 38 , 48 Pump, 30 Treatment tank, 32 Filtration membrane, 34 Air diffuser, 36 Filter press, 40 Regeneration tank, 42 Acid, 42 Acid storage tank, 50 Filtration water tank, 52 Filtration water, 53 Scrubber, 54 Injection nozzle, 56 Foot Hydrogen fluoride-containing aqueous solution, 60 water storage tank, 62 water, 70 back grinding apparatus, 72 etching apparatus, 74 abatement facility, 100 treatment apparatus.

Claims (4)

ウエハの表面をドライエッチングした際に排出される使用済みエッチングガスを燃焼させ水と反応させフッ化水素を生成させるフッ化水素生成工程と、
前記フッ化水素生成工程で生成されるフッ化水素をカルシウム化合物と反応させ、フッ化カルシウム含有水溶液を生成させる生成工程と、を有し、
前記生成工程にて得られたフッ化カルシウム含有水溶液を濾別して濾過水を前記フッ化水素生成工程における水として再利用することを特徴とする使用済みエッチングガス処理方法。
A hydrogen fluoride generating step for burning hydrogen used when dry etching the surface of the wafer and reacting with water to generate hydrogen fluoride;
Reacting hydrogen fluoride produced in the hydrogen fluoride production step with a calcium compound to produce a calcium fluoride-containing aqueous solution,
A used etching gas treatment method, wherein the calcium fluoride-containing aqueous solution obtained in the production step is separated by filtration and the filtered water is reused as water in the hydrogen fluoride production step.
請求項1に記載の使用済みエッチングガス処理方法において、
前記使用済みエッチングガスは、CF4であることを特徴とする使用済みエッチングガス処理方法。
The used etching gas treatment method according to claim 1,
The used etching gas processing method, wherein the used etching gas is CF 4 .
ウエハの表面をドライエッチングした際に排出される使用済みエッチングガスを燃焼させる除害施設と、
前記除害施設より排出されるガスに水を接触させ反応させてフッ化水素を生成させるスクラバーと、
前記スクラバーにて生成されるフッ化水素をカルシウム化合物と反応させ、フッ化カルシウム含有水溶液を生成させる生成槽と、
前記生成槽にて得られたフッ化カルシウム含有水溶液を濾別して濾過水を前記スクラバーに戻す水再利用ラインと、を備えることを特徴とする使用済みエッチングガス処理装置。
A detoxification facility that burns used etching gas discharged when dry etching the wafer surface;
A scrubber for generating hydrogen fluoride by bringing water into contact with and reacting with the gas discharged from the abatement facility;
A production tank for reacting hydrogen fluoride produced in the scrubber with a calcium compound to produce an aqueous solution containing calcium fluoride;
A used etching gas processing apparatus comprising: a water recycling line for filtering the calcium fluoride-containing aqueous solution obtained in the generation tank and returning filtered water to the scrubber.
請求項3に記載の使用済みエッチングガス処理装置において、
前記使用済みエッチングガスは、CF4であることを特徴とする使用済みエッチングガス処理装置。
In the used etching gas processing apparatus according to claim 3,
The used etching gas processing apparatus, wherein the used etching gas is CF 4 .
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JP2007095847A (en) * 2005-09-27 2007-04-12 Sanyo Electric Co Ltd Method and apparatus for manufacturing device
CN115666005A (en) * 2022-12-15 2023-01-31 赛福仪器承德有限公司 Plasma etching machine

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