JP2009188048A - 半導体装置の製造方法及びウエットエッチング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、薬液の清浄度を保ちつつ、ウエットエッチング処理のサイドエッチング量を低減させる半導体装置の製造方法及びウエットエッチング装置を提供することを目的とする。
【解決手段】貯留している薬液を処理待機時に所定循環量で循環させている薬液槽３０を有し、該薬液槽に半導体装置１１０を浸漬し、ウエットエッチング処理を行う工程を含む半導体装置の製造方法であって、
前記半導体装置１１０を前記薬液槽３０に浸漬する前に、前記薬液の循環量を前記所定循環量よりも小さくする薬液循環量低減制御を行うことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体装置の製造方法及びウエットエッチング装置に関し、特に、処理待機時に所定循環量で薬液槽の薬液を循環させている場合における半導体装置の製造方法及びウエットエッチング装置に関する。

従来から、半導体或いは液晶製造工程におけるウエットエッチング用の各種薬液或いは純水の流量制御を高い精度で行うため、コントローラのＰＩＤ調節器によって流量制御を行い、流体の流れを理想的な層流状態となるようにした流量制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
実開平５−３３２１３号公報

しかしながら、上述の特許文献１に記載の構成では、エッチングレートを均一にすることができるが、ウエットエッチングにおけるにじみ異常を防止することはできない。

図７は、従来のウエットエッチング処理時の半導体ウエハ（半導体装置）の表面状態を示した側断面図である。図７（ａ）は、ウエットエッチング処理中の半導体ウエハの表面の側断面図であり、図７（ｂ）は、ウエットエッチング処理が完了した後の半導体ウエハの表面の側断面図である。

図７（ａ）において、半導体ウエハの表面の被エッチング膜１１１上にホトレジスト１１２が現像処理されてパターニングされた状態で、半導体ウエハがウエットエッチング処理用の薬液に浸漬され、薬液が左から右へ所定流量で循環して流れている状態が示されている。ここで、薬液の循環量が大きいと、薬液の流れによる物理的な揺動作用により、ホトレジスト１１２と被エッチング膜１１１の密着性が低下し、横方向へのエッチング量が増加するという問題があった。

図７（ｂ）は、図７（ａ）に示す状態を経てウエットエッチング処理が終了した結果、横方向に大きく削れ、サイドエッチング量が増加してしまった状態を示している。このように、薬液の循環量が大きい状態でウエットエッチング処理を行うと、本来は削りたくないホトレジスト下の横方向の部分がエッチングされてしまうという問題を生じる。

図８は、従来のウエットエッチング処理により、サイドエッチング量が増大してしまい、隣接するビア１１３が繋がってしまった外観異常の発生が示された半導体ウエハの平面図である。図８（ａ）は、ビア１１３が複数形成された半導体ウエハのウエットエッチング処理後の状態を示した平面図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）とは異なるパターンの半導体ウエハのウエットエッチング処理後の状態を示した平面図である。図８（ａ）において、ドライエッチングで形成されたビア１１３の周辺を、隣接するビア１１３を薄く囲むようににじみの線が示されている。これにより、隣接するビア１１３同士が繋がる外観異常の発生や、また、ビア１１３を基準にホトリソグラフィ工程で位置合わせを行うため、ウエットエッチング処理による加工精度の低下の結果、位置合わせ精度が低下してしまうという問題を生ずる。図８（ｂ）は、図８（ａ）とは異なるパターンの半導体ウエハの平面図が示されているが、これも図８（ａ）と同様に、隣接するビア１１３同士が繋がってしまい、同様の問題を生ずる。

一方、ウエットエッチング処理を行う薬液槽においては、薬液のクリーン度が要求されるため、半導体ウエハから持ち込まれる異物の除去や、薬液の温度調節を目的として、薬液槽内の薬液は、常時循環させ、フィルタリングを行っている。従って、この観点から、薬液の循環は、ウエットエッチング処理においては必須である。

そこで、本発明は、薬液の清浄度を保ちつつ、ウエットエッチング処理のサイドエッチング量を低減させる半導体装置の製造方法及びウエットエッチング装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、第１の発明に係る半導体装置（１１０）の製造方法は、貯留している薬液を処理待機時に所定循環量で循環させている薬液槽（３０）を有し、該薬液槽に半導体装置（１１０）を浸漬し、ウエットエッチング処理を行う工程を含む半導体装置の製造方法であって、
前記半導体装置（１１０）を前記薬液槽（３０）に浸漬する前に、前記薬液の循環量を前記所定循環量よりも小さくする薬液循環量低減制御を行うことを特徴とする。

これにより、半導体装置のウエットエッチング処理を行うときには、薬液槽の循環量を低減させることができ、サイドエッチング量を低減させ、外観異常の発生を防止することができる。

第２の発明は、第１の発明に係る半導体装置（１１０）の製造方法において、
前記半導体装置（１１０）を前記薬液槽（３０）から取り出した後、前記薬液の循環量を前記所定循環量に戻す薬液循環量復元制御を更に行うことを特徴とする。

これにより、ウエットエッチング処理が終了した後は、薬液の循環量を通常の待機状態に戻すことができ、薬液を清浄に保つことができる。

第３の発明は、第１又は第２の発明に係る半導体装置（１１０）の製造方法において、
前記薬液循環量低減制御及び／又は前記薬液循環量復元制御は、前記半導体装置（１１０）が所定のロード位置にロードされ、前記ウエットエッチング処理を行う工程のスタートスイッチ（６０）がオンとされた時点を起点とし、シーケンス制御により実行されることを特徴とする。

これにより、半導体装置がロードされ、スタートスイッチがオンとされた段階を起点とし、時間経過に応じて薬液循環量低減制御を実行することができ、ソフトによる簡単な演算処理でサイドエッチング量を低減させる制御を行うことができる。

第４の発明は、第１又は第２の発明に係る半導体装置（１１０）の製造方法において、
前記ウエットエッチング処理を行う前に、前記半導体装置（１１０）を所定のロード位置に載置するステップと、前記ロード位置に載置された前記半導体装置（１１０）を前記薬液槽（３０）上の浸漬待機位置に搬送するステップと、
前記ウエットエッチング処理を行った後、前記薬液槽（３０）から前記半導体装置（１１０）を取り出して前記浸漬待機位置に搬送するステップとを有し、
前記薬液循環量低減制御は、前記半導体装置（１１０）が前記ロード位置又は前記浸漬待機位置にあることを検出したときに実行され、
前記薬液循環量復元制御は、前記半導体装置（１１０）が前記浸漬待機位置にあることを検出したときに実行されることを特徴とする。

これにより、半導体装置の移動位置に応じて適切なタイミングで薬液循環量を可変する制御を行うことができ、確実にサイドエッチング量を減らすとともに、薬液の清浄度を高純度に保つことができる。

第５の発明は、第１〜４のいずれか一つの発明に係る半導体装置（１１０）の製造方法において、
前記半導体装置（１１０）は、ウエハカセット（１２０）に複数枚収容された状態でバッチ処理されることを特徴とする。

これにより、複数枚の半導体装置を一度にサイドエッチング量を低減するエッチング処理を行うことができ、半導体装置製造のスループットを向上させることができる。

第６の発明に係るウエットエッチング装置（１００、１００ａ）は、半導体装置（１１０）が浸漬されたときに、ウエットエッチング処理が施される薬液を貯留する薬液槽（３０）と、
前記薬液を循環させる容量可変ポンプ（３３）と、
前記薬液の循環量を、前記容量可変ポンプ（３３）の駆動状態により制御する制御手段（８０）とを有するウエットエッチング装置（１００、１００ａ）であって、
前記制御手段（８０）は、処理待機時には所定循環量で前記薬液を循環させ、前記半導体装置（１１０）が前記薬液槽（３０）に浸漬される前には、前記薬液の循環量を前記所定循環量よりも小さくする薬液循環量低減制御を実行することを特徴とする。

これにより、半導体装置のウエットエッチング処理の際の、サイドエッチング量を減少させ、外観異常の発生を防止することができる。

第７の発明は、第６の発明に係るウエットエッチング装置（１００、１００ａ）において、
前記制御手段（８０）は、前記半導体装置（１１０）が前記薬液槽（３０）から取り出された後に、前記薬液の循環量を前記所定循環量に戻す薬液循環量復元制御を更に実行することを特徴とする。

これにより、ウエットエッチング処理終了後は、薬液の循環量を通常の待機状態に戻し、薬液槽の清浄度を担保することができる。

第８の発明は、第６又は第７の発明に係るウエットエッチング装置（１００、１００ａ）において、
前記半導体装置（１１０）を搬入するローダ（１０）を有し、
前記制御手段（８０）は、該ローダ（１０）に前記半導体装置（１１０）が搬入され、スタートスイッチ（６０）がオンとされた時点を起点として、シーケンス制御により前記薬液循環量低減制御及び／又は前記薬液循環量復元制御を実行することを特徴とする。

第９の発明は、第６又は第７の発明に係るウエットエッチング装置（１００、１００ａ）において、
前記半導体装置（１１０）を搬入するローダ（１０）と、
該ローダ（１０）に前記半導体装置（１１０）が搬入されたことを検出する第１センサー（７１）とを備え、
前記制御手段（８０）は、前記第１センサー（７１）により前記半導体装置（１１０）の搬入が検出されたときに、前記薬液循環量低減制御を実行することを特徴とする。

これにより、ウエットエッチング装置に半導体装置が搬入されたときに、薬液槽の循環量を低減させるので、半導体装置が薬液槽に浸漬されるときには、確実に循環量を低減させることができ、サイドエッチング量を確実に減少させることができる。

第１０の発明は、第６又は第７の発明に係るウエットエッチング装置（１００、１００ａ）において、
前記半導体装置（１１０）が、前記薬液槽（３０）上の浸漬待機位置にあることを検出する第２センサー（７２）を備え、
前記制御手段（８０）は、前記第２センサー（７２）により前記半導体装置（１１０）が前記浸漬待機位置にあることが検出されたときに、前記薬液循環量低減制御を実行することを特徴とする。

これにより、半導体装置が薬液槽上に移動したときに循環量を低減させる制御を行うことができ、ウエットエッチング処理が始まる直前で循環量を低減させるので、サイドエッチング量を減らす制御を実行しつつ、薬液の清浄度を処理直前まで維持することができる。

第１１の発明は、第９の発明に係るウエットエッチング装置（１００、１００ａ）において、
前記半導体装置（１１０）が、前記薬液槽（３０）上の浸漬待機位置にあることを検出する第２センサー（７２）を備え、
前記制御手段（８０）は、前記第２センサー（７２）により前記半導体装置（１１０）が前記浸漬待機位置にあることが検出されたときに、前記薬液循環量復元制御を実行することを特徴とする。

これにより、ウエットエッチング処理が終了したら、直ちに薬液の循環量を元に戻し、薬液の清浄度をクリーンに保つことができる。

第１２の発明は、第１０の発明に係るウエットエッチング装置（１００、１００ａ）において、
前記制御手段（８０）は、前記第２センサー（７２）により前記半導体装置（１１０）が前記浸漬待機位置にあることを再度検出したときに、前記薬液循環量復元制御を実行することを特徴とする。

これにより、第２センサーを薬液槽上に設けるだけで、薬液循環量低減制御及び薬液循環量復元制御の双方を実行することができるとともに、薬液量を低減させる時間を最小時間とすることができ、薬液の清浄度を最大限に向上させつつ、サイドエッチング量を低減させる処理を行うことができる。

なお、上記括弧内の参照符号は、理解を容易にするために付したものであり、一例に過ぎず、図示の態様に限定されるものではない。

本発明によれば、薬液槽の清浄度を保ちつつ、サイドエッチング量を減少させたウエットエッチング処理を行うことができる。

以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。

図１は、本発明を適用した実施例に係るウエットエッチング装置１００の全体構成を示した斜視図である。図１において、本実施例に係るウエットエッチング装置１００は、薬液槽３０と、容量可変ポンプ３３と、制御基板が適用された制御手段８０とを備える。また、本実施例に係るウエットエッチング装置１００は、必要に応じて、ローダ１０と、水洗槽４０と、乾燥槽５０と、スタートスイッチ６０と、検知センサーである第１センサー７１と、検知センサーである第２センサー７２と、搬送機構９０と、カバー９５とを備えてよい。また、被処理対象物として、半導体ウエハ等の半導体装置１１０と、これを１ロット分収容でき、そのまま搬送可能なウエハカセット１２０とが示されている。

次に、本実施例に係るウエットエッチング装置１００の個々の構成要素について説明する。

薬液槽３０は、ウエットエッチング処理用の薬液を貯留し、これに半導体装置１１０を浸漬することにより、半導体装置１００のウエットエッチング処理を可能とする処理槽である。薬液槽３０は、オーバーフローによる薬液の循環が可能なように、内槽３１と外槽３２の双方を備えてよい。薬液槽３０は、オーバーフローによる薬液の循環を行わない場合は、１槽構造の他の形態が適用されてもよいし、図１に示すように、オーバーフローが可能な２槽構造で構成されてもよい。なお、オーバーフロー式の場合は、図１に示すように、内槽３１から薬液が供給され、内槽３１から溢れた薬液を、外槽３２が回収するような構成であってもよい。

薬液槽３０は、貯留するウエットエッチング処理用の薬液を循環させるため、容量可変ポンプ３３を備える。容量可変ポンプ３３は、薬液を循環させることができれば、種々の態様の容量可変ポンプ３３を適用してよいが、その薬液の循環量を可変とできるポンプであることが必要である。これにより、ウエットエッチング処理時には薬液の循環量を小さくし、処理待機時には薬液の循環量を大きくして通常時の所定循環量とすることができる。

薬液槽３０の薬液を容量可変ポンプ３３で循環させるため、容量可変ポンプ３３と薬液槽３０は、必要な配管３５で接続されてよく、配管３５の途中には、薬液を清浄化するためのフィルター３４が設けられていてよい。

フィルター３４は、薬液に含まれている異物を除去するための手段である。被処理対象物である半導体装置１１０には、ウエットエッチング処理以前の他の工程で、その表面に異物が付着している蓋然性があるので、ウエットエッチング処理中に、異物が薬液に混入し、薬液が汚染されるおそれがある。フィルター３４は、かかる薬液中に混入してきた異物を、薬液循環過程で除去する。

ローダ１０は、ウエットエッチング装置１００に、被処理対象物である半導体装置１１０を搬入するための、半導体装置１１０の載置場所である。本実施例に係るウエットエッチング装置１００においては、半導体装置１１０をロード位置に載置した後、スタートスイッチ６０をオンとすることにより、自動で半導体装置１１０を薬液槽３０まで搬送し、ウエットエッチング処理及びその後の洗浄ステップ、乾燥ステップを実行して、ウエットエッチング工程を完了する。従って、これらの一連の動作を実行させるために、最初に半導体装置１１０を所定位置に搬入することが好ましく、かかる搬入位置として、ローダ１０が設けられる。

なお、ローダ１０に搬入される半導体装置１１０は、枚葉単位であってもよいし、複数枚を収容したカセット単位であってもよい。図１においては、半導体ウエハの半導体装置１１０を１ロット分（２０〜２５枚程度）収容したウエハカセットがロードされている。

水洗槽４０は、水を貯留し、薬液槽３０でウエットエッチング処理された半導体装置１１０を浸漬して水洗するための洗浄槽である。これにより、ウエットエッチング処理用の薬液を、半導体装置１１０の表面から水洗除去することができる。

水洗槽４０は、薬液槽３０と同様に、貯留する水を循環させることが温度調整及び清浄度向上の観点から好ましく、従って、オーバーフロー循環が可能なように、内槽４１及び外槽４２を備えた２槽構造であってもよい。

水洗層４０は、貯留する洗浄水を循環させるとともに、異物を除去するため、ポンプ４３、配管４５、フィルター４４を備えていてよい。なお、ポンプ４３は、薬液槽３０に用いられていたような容量可変ポンプ３３である必要は無く、所定流量で洗浄水の循環を可能とするポンプであれば、種々の態様が適用できる。

乾燥槽５０は、水洗槽４０で水洗されて濡れた半導体装置１１０を乾燥させる領域である。乾燥槽５０は、半導体装置１１０を収容可能な空間領域５１があり、その空間領域５１を加温することにより、半導体装置１１０を乾燥させる構成であってもよい。図１においては、加熱手段５２が乾燥槽５０の空間領域５１の両側に設けられ、半導体装置１１０を乾燥させる構成となっている。その他、種々の態様の乾燥方式が適用されてよい。

搬送機構９０は、半導体装置１１０を搬送するための手段であり、ローダ１０に搬入された半導体装置１１０を、薬液槽３０、水洗層４０及び乾燥槽５０の順で、搬送する。乾燥槽５０で乾燥を終了したら、ウエットエッチングに関連する全ステップを終了し、ウエットエッチング工程を完了したことになるので、搬送機構９０により、半導体装置１１０はアンロードされる。図１においては図示されていないが、例えば、乾燥槽５０の先にアンローダが備えられ、アンローダに半導体装置１１０を載置することにより、ウエットエッチング工程を終了するようにしてもよい。

搬送機構９０は、種々の態様の機構が適用されてよいが、例えば、図１に示すように、半導体装置１１０がウエハカセット１２０に収容されている場合、ウエハカセット１２０を吊り下げ支持して水平方向に移動し、各処理槽３０、４０、５０の上に到達したら、吊り下げたウエハカセットを鉛直下方に降ろして移動させ、各処理槽３０、４０、５０における処理を実行するような機構としてもよい。これらの搬送機構９０の態様は、用途に応じて、種々の態様とすることができる。

スタートスイッチ６０は、ウエットエッチング装置１００のローダ１０に半導体装置１１０を搬入した後、薬液槽３０におけるウエットエッチング処理、水洗槽４０における水洗処理及び乾燥槽５０における乾燥の一連の処理ステップを含むウエットエッチング工程を実行させ、処理を開始させるための起動スイッチである。

よって、スタートスイッチ６０をオンとすることにより、上述の一連のステップが開始される。

なお、本実施例に係るウエットエッチング装置１００の薬液槽３０における、薬液循環量を変化させる制御が、スタートスイッチ６０がオンとされたときを起点とするシーケンス制御により実行される場合には、スタートスイッチ６０は、制御回路が適用されている制御手段８０に接続されて構成される。

カセット（ウエハ）検知センサーである第１センサー７１は、半導体装置１１０又は半導体装置１１０を収容したウエハカセット１２０が、ローダ１０の所定のロード位置に載置されたことを検出するためのセンサーである。第１センサー７１は、半導体装置１１０又はウエハカセット１２０がローダ１０のロード位置にあることを検出できれば、例えば、光を用いたセンサーであってもよいし、他の種類のセンサーであってもよい。

ウエットエッチング装置１００においては、一連のウエットエッチング工程が開始されたときには、まずローダ１０に半導体装置１１０（以後、ウエハカセット１２０に収容されている場合も含む）が搬入され、それからスタートスイッチ６０がオンとされて工程が開始されるので、ローダ１０に半導体装置１１０が搬入されたら、次にウエットエッチング工程が開始されると考えられる。よって、ローダ１０に半導体装置１１０があることが検出されたら、これに基づいて薬液槽３０の薬液循環量を低減させる薬液循環量低減制御を実行するようにすれば、半導体装置１１０が薬液槽３０の上に到達したときには、薬液槽３０の薬液循環量は既に小さくなった状態となっており、小さな薬液循環量の状態で、ウエットエッチング処理を行うことが可能となる。

カセット（ウエハ）検知センサーである第２センサー７２は、半導体装置１１０が、薬液槽３０上の浸漬待機位置に搬送されたことを検出するセンサーである。浸漬待機位置とは、搬送機構９０によりローダ１０から半導体装置１１０が薬液槽３０付近に搬送されたときに、半導体装置１１０を薬液槽３０に浸漬するために一旦停止する位置であり、図１に示した構成では、搬送機構９０の搬送経路上で、かつ薬液槽３０の直上の位置となる。浸漬待機位置は、搬送機構９０と薬液槽３０の態様により変化し得、半導体装置１１０を搬送機構９０から薬液槽９０に出し入れする際に、必ず通る位置であればよい。

第２センサー７２は、第１センサー７１と同様に、半導体装置１１０（ウエハカセット１２０も含む）が、薬液槽３０付近の浸漬待機位置にあることを検出できれば、光を利用したセンサー等、種々の態様のセンサーが適用されてよい。

第２センサー７２は、半導体装置１１０が薬液槽３０に搬入されるときだけでなく、ウエットエッチング処理が終了し、半導体装置１１０が薬液槽３０から取り出されるときも半導体装置１１０の存在を検出することができる。よって、半導体装置１１０を薬液槽３０に浸漬する前に薬液循環量を低減させる制御だけでなく、ウエットエッチング処理終了後に、薬液循環量を元の処理待機時と同じ循環量に戻す薬液循環量復元制御を開始するトリガーとすることもできる。薬液槽３０付近の浸漬待機位置に設けられた第２センサーにより、本実施例に係るウエットエッチング装置１００による薬液循環量可変制御を、必要なタイミングで最小限の時間のみ実行することが可能となる。

なお、第１センサー７１及び第２センサー７２は、必要に応じて備えられてよく、例えば、スタートスイッチ６０のオン信号を起点とするシーケンス制御により制御が実行される場合には、第１センサー７１及び第２センサーは、両方とも備えられていなくてもよい。また、第２センサー７２のみで、半導体装置１１０の薬液槽３０への搬入及び搬出を検出する場合には、第１センサー７１は、備えられていなくてもよい。このように、第１センサー７１及び第２センサー７２は、必要に応じて備えられてよい。

制御基板が適用された制御手段８０は、容量可変ポンプ３３のポンプ駆動圧（ストローク回数）を制御して、薬液槽３０の薬液循環量を制御するための手段である。制御手段８０は、具体的には、半導体装置１１０が薬液槽３０に浸漬される前、つまりウエットエッチング処理がなされる前に、薬液槽３０の薬液循環量を処理待機時（未処理時）よりも低減させる薬液循環量低減制御を行う。更に、制御手段８０は、半導体装置１１０のウエットエッチング処理が終了し、半導体装置１１０が薬液槽３０から取り出された後に、薬液循環量を処理待機時と同様の循環量に戻す薬液循環量復元制御を行ってもよい。

かかる薬液循環量を変化させる制御を実行するため、制御手段８０は、スタートスイッチ６０、第１センサー７１及び／又は第２センサー７２の必要な手段に接続されて構成されてよい。例えば、スタートスイッチ６０がオンとされたときを起点とするシーケンス制御により、薬液循環量低減制御及び薬液循環量復元制御を実行する場合には、制御手段８０は、スタートスイッチ６０に接続され、その起動信号に基づいて、シーケンス制御を実行する。一方、制御手段８０は、第１センサー７１及び／又は第２センサー７２の検出信号に基づいて、薬液循環量低減制御及び薬液循環量復元制御を実行する場合には、必要なカセット（ウエハ）検知センサー７１、７２に接続されて構成される。

なお、図１においては、制御手段８０には、制御基板が適用されているが、ソフト的に処理する制御手段８０が適用されてもよく、本実施例に係る薬液循環量低減制御又は薬液循環量復元制御を実行できれば、その態様は問わない。

カバー９５は、薬液槽３０の薬液や、水洗槽４０の洗浄水が外部に飛散しないように、ウエットエッチング装置１００の全体を覆うためのカバーであり、用途に応じて適切な態様が適用されてよい。

次に、本実施例に係るウエットエッチング装置１００の制御手段８０が実行する、薬液循環量低減制御の内容について説明する。

図２は、本実施例に係るウエットエッチング装置１００の容量可変ポンプ３３のポンプ駆動圧と、半導体装置１１０上で発生する外観異常数の関係について示した図である。図２において、横軸は容量可変ポンプ３３のポンプ駆動圧〔ｋｇｈ／ｃｍ^２〕、縦軸は１枚の半導体ウエハ上の外観異常数を示している。

通常、例えば、半導体装置１１０を処理していない処理待機時には、容量可変ポンプ３３のポンプ駆動圧を、３．０〔ｋｇｈ／ｃｍ^２〕にして設定している。循環量に換算すると、６．０〔Ｌ／ｍｉｎ〕となる。このポンプ駆動圧又は循環量で、半導体装置１１０をウエットエッチング処理すると、半導体装置１１０上の外観異常数は、平均１０４９個となる。

一方、図２において、容量可変ポンプ３３のポンプ駆動圧を、半分の１．５〔ｋｇｈ／ｃｍ^２〕とすると、外観異常数は、０になる。このとき、ポンプ駆動圧から循環量への換算値は、３．８〔Ｌ／ｍｉｎ〕である。

このように、容量可変ポンプ３３のポンプ駆動圧を、処理待機時の半分にすると、ウエットエッチング時の半導体装置１１０上に発生する外観異常数は、著しく減少することが分かる。よって、ウエットエッチング処理時に、薬液槽３０の薬液を循環させている容量可変ポンプ３３のポンプ駆動圧を小さくし、薬液循環量を小さくするようにすれば、薬液の物理的な揺動量を低減させてサイドエッチング量を減少させ、外観異常による加工精度低下を抑制することができる。

更に、ウエットエッチング処理が終了した後、薬液循環量を元に戻して増加させれば、薬液槽３０内の異物増加を抑制することができる。

このように、薬液槽３０の薬液循環量を、処理待機時には常時所定循環量で循環させ、ウエットエッチング処理を行う前には薬液循環量を所定循環量よりも小さくし、更にウエットエッチング処理終了後には薬液循環量を元に戻すようにすれば、ウエットエッチング処理を行うときのみ薬液循環量を低減して外観異常を抑制するとともに、通常の温度調整や清浄化のための薬液循環には、殆ど影響を与えない制御を行うことができる。

図３は、本実施例に係るウエットエッチング装置１００により実行された、ウエットエッチング処理の状態を示した図である。

図３（ａ）は、ウエットエッチング処理中の半導体装置１１０の表面の断面図である。図３（ａ）において、図７（ａ）と同様に、半導体装置１１０の表面に、被エッチング膜１１１が形成され、その上にホトレジスト１１２により現像処理がなされ、パターニングがなされた状態が示されている。本実施例に係るウエットエッチング装置１００によりウエットエッチング処理によれば、薬液循環量の低減により、物理的揺動が小さくなり、被エッチング膜１１１とホトレジスト１１２の密着性が保たれていることが分かる。

図３（ｂ）は、ウエットエッチング処理後の半導体装置１１０の表面の断面図である。図３（ｂ）において、被エッチング膜１１１と、ホトレジスト１１２との密着性が向上したため、サイドエッチング量が小さく抑制され、にじみ等の外観異常を伴うことなくウエットエッチング処理がなされたことが分かる。

次に、本実施例に係るウエットエッチング装置１００を用いて、ウエットエッチング処理を実行する工程を含む半導体装置１１０の製造方法について説明する。

図４は、制御手段８０における薬液循環量低減制御及び／又は薬液循環量復元制御に、スタートスイッチ６０がオンとされた時点を起点とするシーケンス制御が適用された場合の処理フローを示した図である。

ステップ１００では、スタートスイッチ６０がオンかであるか否かが判定される。半導体装置１１０は、ローダ１０の所定のロード位置に載置され、それからユーザによりスタートスイッチ６０がオンにされ、本実施例に係る半導体装置１１０の製造方法のウエットエッチング工程が開始される。よって、ステップ１００では、ウエットエッチング工程が開始されたか否かが判定される。

ステップ１００において、スタートスイッチ６０がオンとされたと判定されたときは、制御手段８０に起動信号が送信され、ステップ１１０に進む。一方、スタートスイッチ６０がオンとされないときには、処理待機状態であるので、ステップ１００に戻り、スタートスイッチ６０がオンとなるのを待機することになる。このとき、薬液循環量は、処理待機時の所定循環量に保たれている。

ステップ１１０では、制御手段８０によりシーケンス制御が開始され、薬液槽３０の容量可変ポンプ３３のポンプ駆動圧をダウンさせる薬液循環量低減制御を行い、ポンプのストローク回数をダウンさせる。これにより、薬液槽３０の薬液循環量が、処理待機時の所定循環量よりも減少する。

なお、ステップ１１０によるポンプ駆動圧をダウンさせる制御は、ステップ１００で、スタートスイッチ６０がオンとなったら、すぐに実行してもよいし、半導体装置１１０の薬液槽３０までの移動時間を考慮し、スタートスイッチ６０がオンとなって所定時間経過してから、半導体装置１１０が薬液槽３０に浸漬される前までの所定のタイミングで実行されるように制御してもよい。

ステップ１２０では、半導体装置１１０が、薬液槽３０に浸漬され、ウエットエッチング処理が実行される。ステップ１１０において、薬液循環量が低減しているので、サイドエッチング量が少なく、外観異常が抑制されたウエットエッチング処理が実行される。

ステップ１３０では、半導体装置１１０が水洗層４０に浸漬され、水洗処理が実行される。

ステップ１４０では、半導体装置１１０が、乾燥槽５０において乾燥される。所定の空間領域５１に半導体装置１１０が載置され、ヒータ等の加熱手段５２により加熱されて乾燥されてよい。

ステップ１５０では、乾燥後の半導体装置１１０がアンロードされる。これで、半導体装置１１０の一連のウエットエッチング工程は完了したことになる。

ステップ１６０では、制御手段８０により、薬液槽３０の容量可変ポンプ３３のポンプ駆動圧をアップさせ、薬液循環量を処理待機時の所定循環量に戻す薬液循環量復元制御が実行される。これにより、ウエットエッチング処理後は、薬液槽３０の薬液循環量を速やかに通常の処理待機時の状態に戻し、薬液を清浄な状態に保つ。

なお、図４の処理フローにおいては、薬液循環量復元制御を、ステップ１５０のアンロード後に実行しているが、ステップ１２０のウエットエッチング処理の終了後であれば、任意のタイミングで実行してよい。制御手段８０によるシーケンス制御が、ウエットエッチング処理ステップ終了後のもっと早いタイミングで実行されるように、シーケンス制御を組むようにしてもよい。

図４に示した、シーケンス制御による本実施例に係る半導体装置１１０の製造方法によれば、簡素な制御で、サイドエッチング量を抑制しつつ薬液の汚染を抑制する薬液循環量低減制御及び薬液循環量復元制御を実行することができる。

図５は、制御手段８０が、センサー検知により薬液循環量低減制御及び／又は薬液循環量復元制御を実行する場合のウエットエッチング工程の処理フローを示した図である。

ステップ２００では、予め設けられた第１センサー７１又は第２センサー７２により、ローダ１０の所定のロード位置又は薬液槽３０上の浸漬待機位置に半導体装置１１０が搬入されたか否かが判定される。搬入検知は、半導体装置１１０がウエットエッチング装置１００に搬入されてから、薬液槽３０の浸漬待機位置に搬送されるまでの間のいずれか１箇所で行われればよいので、検知センサー７１、７２は、ローダ１０のロード位置又は薬液槽３０上の浸漬待機位置のいずれか１箇所に設けられていればよい。なお、本実施例においては、ロード位置又は浸漬待機位置に検知センサーを設けた例を挙げて説明したが、搬送途中経路の他の位置に設けることも可能である。

ステップ２００で、搬入検出用の所定位置に半導体装置１１０があることを検出したときにはステップ２１０に進み、検出していなときには、処理待機状態を継続し、ステップ２００を最初から繰り返して待機する。

ステップ２１０では、第１センサー７１又は第２センサー７２の搬入検出信号に基づいて、制御手段８０が、容量可変ポンプ３３のポンプ駆動圧をダウンさせる制御を行う。これにより、薬液循環量低減制御が実行され、薬液槽３０内の揺動量を減少させることができる。

ステップ２２０では、半導体装置１１０が薬液槽３０に浸漬され、ウエットエッチング処理が実行される。薬液循環量が小さくなっているので、サイドエッチング量を抑制したウエットエッチング処理が可能となる。

ステップ２３０では、薬液槽３０上に設けられた第２センサー７２により、半導体装置１１０が薬液槽３０から取り出されたか否かが判定される。ステップ２００の搬入検出で、ロード位置にある第１センサー７１が用いられている場合には、第２センサー７２による半導体装置１１０の検出は、総て半導体装置１１０の取り出し状態を検出することになる。一方、ステップ２００の搬入検出で、浸漬待機位置にある第２センサー７２を利用している場合には、第１回目の検出は搬入を意味し、第２回目の検出は、搬出（取り出し）を意味する、というように、制御手段８０でロジックを組んでおくことが好ましい。

ステップ２３０において、半導体装置１１０の薬液槽３０からの取り出しが検出された場合にはステップ２４０に進み、検出されなかった場合には、まだウエットエッチング処理中であることを意味するので、ステップ２３０を繰り返す。

ステップ２４０では、ステップ２３０の半導体装置１１０の取り出し検出に基づいて、制御手段８０が、容量可変ポンプ３３のポンプ駆動圧をアップさせる制御を行う。これにより、薬液循環量復元制御が実行され、薬液循環量は、通常の処理待機状態に復帰する。

ステップ２５０では、水洗槽４０に半導体装置１１０が浸漬され、薬液を落とすための水洗処理が実行される。

ステップ２６０では、乾燥槽５０の空間領域５１に半導体装置１１０が載置され、加熱手段５２により半導体装置１１０が乾燥される。

ステップ２７０では、乾燥後の半導体装置１１０が、ウエットエッチング処理を終了し、アンロードされる。これにより、半導体装置１１０のウエットエッチング処理が完了し、本実施例に係る半導体装置１１０の製造方法が実行される。

このように、センサー検知により本実施例に係る半導体装置１１０の製造方法の薬液循環量低減制御及び薬液循環量復元制御を実行することにより、制御処理はやや複雑となるものの、半導体装置１１０の搬送移動の動きに合わせて、適切なタイミングで薬液循環量低減制御及び薬液循環量復元制御を実行することができる。

次に、図６を用いて、本発明を適用した変形例に係るウエットエッチング装置１００ａについて説明する。図６は、変形例に係るウエットエッチング装置１００ａの全体構成を示した図である。なお、図１と同様の構成要素については、同一の参照符号を付し、その説明を省略する。

図６において、変形例に係るウエットエッチング装置１００ａは、薬液槽３０と、容量可変ポンプ３３と、制御基板が適用された制御手段８０とを備える。また、必要に応じて備えてよい構成要素として、ローダ１０と、水洗槽４０と、乾燥槽５０と、スタートスイッチ６０と、第１センサー７１と、第２センサー７２と、カバー９５とを備える点は、図１の実施例に係るウエットエッチング装置１００と同様であるが、更に前処理ユニット２０を備えている点で、図１の実施例に係るウエットエッチング装置１００と異なっている。

このように、薬液槽３０によるウエットエッチング処理を行う前に、前処理を行う前処理ユニット２０を設けるようにしてもよい。前処理ユニット２０は、表裏面スクラバー等を備え、半導体装置１１０の異物除去を目的として設けられ、これにより、半導体装置１１０による薬液槽３０への持ち込み異物を抑制することができる。そして、薬液槽３０の薬液の清浄度が向上する結果、処理待機時の薬液循環量を下げることが可能となる。これにより、容量可変ポンプ３３による動力を抑えることができるととともに、本実施例に係るウエットエッチング装置１００において説明した、薬液循環量低減制御及び薬液循環量復元制御の循環量変動幅を小さくすることができ、制御の安定性及び容量可変ポンプ３３の駆動負担を減少させることができる。

なお、前処理ユニット２０が追加されても、本実施例に係るウエットエッチング装置１００において説明した、薬液循環量低減制御及び薬液循環量復元制御は、全く同様に適用することができる。シーケンス制御において、前処理ユニット２０による処理のタクトタイムのみを追加して考慮すれば、全く同様の考え方を適用できる。また、センサー検知を用いた制御においては、前処理ユニット２０の位置に、検知センサーを配置することも可能となる。

以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。

本実施例に係るウエットエッチング装置１００の全体構成図である。 容量可変ポンプ３３のポンプ駆動圧と、外観異常数の関係図である。 本実施例に係るウエットエッチング装置１００により実行されたウエットエッチング処理状態を示した図である。図３（ａ）は、処理中の半導体装置１１０の表面の断面図である。図３（ｂ）は、処理後の半導体装置１１０の表面の断面図である。 薬液循環量低減制御及び薬液循環量復元制御に、シーケンス制御が適用された場合の処理フロー図である。 センサー検知により薬液循環量低減制御及び薬液循環量復元制御を実行する場合の処理フロー図である。 変形例に係るウエットエッチング装置１００ａの全体構成図である。 従来のウエットエッチング処理時の半導体ウエハの表面状態を示した側断面図である。図７（ａ）は、処理中の半導体ウエハの表面の側断面図である。図７（ｂ）は、処理完了後の半導体ウエハの表面の側面図である。 従来のウエットエッチング処理により、外観異常の発生が示された半導体ウエハの平面図である。図８（ａ）は、ウエットエッチング処理後の半導体ウエハの状態を示した平面図である。図８（ｂ）は、図８（ａ）とは異なるパターンの半導体ウエハのウエットエッチング処理後の状態を示した平面図である。

符号の説明

１０ ローダ
２０ 前処理ユニット
３０ 薬液槽
３１、４１ 内槽
３２、４２ 外槽
３３ 容量可変ポンプ
３４、４４ フィルター
３５、４５ 配管
４０ 水洗槽
４３ ポンプ
５０ 乾燥槽
５１ 空間領域
５２ 加熱手段
６０ スタートスイッチ
７１ 第１センサー
７２ 第２センサー
８０ 制御手段
９０ 搬送機構
９５ カバー
１００、１００ａ ウエットエッチング装置
１１０ 半導体装置
１１１ 被エッチング膜
１１２ ホトレジスト
１１３ ビア
１２０ ウエハカセット

Claims (12)

1. 貯留している薬液を処理待機時に所定循環量で循環させている薬液槽を有し、該薬液槽に半導体装置を浸漬し、ウエットエッチング処理を行う工程を含む半導体装置の製造方法であって、
   前記半導体装置を前記薬液槽に浸漬する前に、前記薬液の循環量を前記所定循環量よりも小さくする薬液循環量低減制御を行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
2. 前記半導体装置を前記薬液槽から取り出した後、前記薬液の循環量を前記所定循環量に戻す薬液循環量復元制御を更に行うことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
3. 前記薬液循環量低減制御及び／又は前記薬液循環量復元制御は、前記半導体装置が所定のロード位置にロードされ、前記ウエットエッチング処理を行う工程のスタートスイッチがオンとされた時点を起点とし、シーケンス制御により実行されることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置の製造方法。
4. 前記ウエットエッチング処理を行う前に、前記半導体装置を所定のロード位置に載置するステップと、前記ロード位置に載置された前記半導体装置を前記薬液槽上の浸漬待機位置に搬送するステップと、
   前記ウエットエッチング処理を行った後、前記薬液槽から前記半導体装置を取り出して前記浸漬待機位置に搬送するステップとを有し、
   前記薬液循環量低減制御は、前記半導体装置が前記ロード位置又は前記浸漬待機位置にあることを検出したときに実行され、
   前記薬液循環量復元制御は、前記半導体装置が前記浸漬待機位置にあることを検出したときに実行されることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置の製造方法。
5. 前記半導体装置は、ウエハカセットに複数枚収容された状態でバッチ処理されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
6. 半導体装置が浸漬されたときに、ウエットエッチング処理が施される薬液を貯留する薬液槽と、
   前記薬液を循環させる容量可変ポンプと、
   前記薬液の循環量を、前記容量可変ポンプの駆動状態により制御する制御手段とを有するウエットエッチング装置であって、
   前記制御手段は、処理待機時には所定循環量で前記薬液を循環させ、前記半導体装置が前記薬液槽に浸漬される前には、前記薬液の循環量を前記所定循環量よりも小さくする薬液循環量低減制御を実行することを特徴とするウエットエッチング装置。
7. 前記制御手段は、前記半導体装置が前記薬液槽から取り出された後に、前記薬液の循環量を前記所定循環量に戻す薬液循環量復元制御を更に実行することを特徴とする請求項６に記載のウエットエッチング装置。
8. 前記半導体装置を搬入するローダを有し、
   前記制御手段は、該ローダに前記半導体装置が搬入され、スタートスイッチがオンとされた時点を起点として、シーケンス制御により前記薬液循環量低減制御及び／又は前記薬液循環量復元制御を実行することを特徴とする請求項６又は７に記載のウエットエッチング装置。
9. 前記半導体装置を搬入するローダと、
   該ローダに前記半導体装置が搬入されたことを検出する第１センサーとを備え、
   前記制御手段は、前記第１センサーにより前記半導体装置の搬入が検出されたときに、前記薬液循環量低減制御を実行することを特徴とする請求項６又は７に記載のウエットエッチング装置。
10. 前記半導体装置が、前記薬液槽上の浸漬待機位置にあることを検出する第２センサーを備え、
    前記制御手段は、前記第２センサーにより前記半導体装置が前記浸漬待機位置にあることが検出されたときに、前記薬液循環量低減制御を実行することを特徴とする請求項６又は７に記載のウエットエッチング装置。
11. 前記半導体装置が、前記薬液槽上の浸漬待機位置にあることを検出する第２センサーを備え、
    前記制御手段は、前記第２センサーにより前記半導体装置が前記浸漬待機位置にあることが検出されたときに、前記薬液循環量復元制御を実行することを特徴とする請求項９に記載のウエットエッチング装置。
12. 前記制御手段は、前記第２センサーにより前記半導体装置が前記浸漬待機位置にあることを再度検出したときに、前記薬液循環量復元制御を実行することを特徴とする請求項１０に記載のウエットエッチング装置。

Images