JP2940052B2 - 薬液処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 以下の順序に従って本発明を説明する。

A.産業上の利用分野 B.発明の概要 C.従来技術 D.発明が解決しようとする問題点 E.問題点を解決するための手段 F.作用 G.実施例［第１図乃至第３図］ a.一つの実施例［第１図、第２図］ b.他の実施例［第３図］ H.発明の効果 （A.産業上の利用分野） 本発明は薬液処理装置、特に薬液処理槽内の薬液中に
被処理体を浸漬して薬液処理を行う薬液処理装置に関す
る。

（B.発明の概要） 本発明は、上記の薬液処理装置において、 停電により被処理体（例えば半導体ウエハ）が所定時
間よりも長く薬液処理槽内に置かれても薬液処理が過剰
に進行することのないようにするため、 薬液処理槽に希釈液を供給する希釈液供給経路と、こ
れを開閉する弁を設け、停電時に該弁を開いて薬液処理
槽中の薬液を希釈液により希釈するようにしたものであ
る。

（C.従来技術） 半導体装置の製造過程において半導体ウエハを薬液処
理することは何回も必要となる。その薬液処理の一つの
例が半導体ウエハの表面に対するウエットエッチングで
ある。

このような薬液処理は、一般に薬液が貯えられた薬液
処理槽の薬液中に半導体ウエハを浸漬するようにした薬
液処理装置により行われる。そして、薬液処理装置には
半導体ウエハの薬液への浸漬を手作業により行うマニュ
アル式のものと、搬送ロボットにより自動的に行う自動
式のものとがある。

（D.発明が解決しようとする問題点） ところで、従来の薬液処理装置には停電対策が講じら
れていなかった。従って、停電が発生した場合には下記
の問題が生じた。

薬液処理装置が自動式のものである場合には、搬送ロ
ボットが停止してしまうことになり、またマニュアル式
のものである場合には室内の照明が全く消えて真暗にな
るので手作業の続行が危険となり手作業を中断せざるを
得なくなる。従って、若し、半導体ウエハの薬液処理中
に停電が起きた場合には、電源が復帰するまでの間半導
体ウエハが薬液中に浸漬されたままの状態になる。

その結果、例えば薬液処理がウエットエッチングであ
る場合を例に採ると、ウエットエッチングの時間が所定
時間よりも長くなり、過剰に半導体ウエハ表面がエッチ
ングされて全半導体ウエハが不良となるという問題が起
こり得る。即ち、半導体ウエハのウエットエッチングの
時間はエッチングされる膜の材質、深さ等により異なる
が、一般に30秒から30分の範囲で行われ、エッチング時
間を約２分間とするケースが最も多い。しかし、停電は
何十分続くかは解らず、停電時間が長いと必然的にオー
バーエッチングされることになり、最悪の場合には全半
導体ウエハが不良になるのである。そして、これは非常
に大きな損失を招くのである。

また、このような問題はレジスト剥離や化学メッキや
現像の場合にも生じ得るのである。先ず、レジスト剥離
の場合には、半導体ウエハをレジスト剥離液中に長時間
浸漬し過ぎるとレジスト剥離液によって半導体ウエハ表
面が侵蝕されてしまうことになり好ましくない。また、
化学メッキ液に長時間浸漬し過ぎるとメッキ膜厚が所望
の値を越えてしまうことになる。そして、現像の場合に
は、現像後も残るべきレジスト膜が現像時間の超過によ
って痩せ、その結果、リソグラフの精度が低下してしま
うという問題が生じるのである。

そこで考えられるのは、薬液処理装置を総て自動式に
し、更に停電に備えたバックアップ用電源を設けること
である。しかし、搬送ロボットにより半導体ウエハを純
水リンス装置と薬液処理装置との間で搬送するシステム
の消費電力は決して少なくはなく、それをバックアップ
するには無視できない規模の自家発電装置を設けなけれ
ばならず、コスト面及びスペース面からその実現は事実
上きわめて困難乃至不可能である。

本発明はこのような問題点を解決すべく為されたもの
であり、停電により被処理体（例えば半導体ウエハ）が
所定時間よりも長く薬液処理槽内に置かれても薬液処理
が過剰に進行することのないようにすることを大規模な
設備を設けることなく実現できるようにすることを目的
とする。

（E.問題点を解決するための手段） 本発明薬液処理装置は上記問題点を解決するため、薬
液処理槽に希釈液を供給する希釈液供給経路と、これを
開閉する弁を設け、停電時に該弁を開いて薬液処理槽中
の薬液を希釈液により希釈するようにしたことを特徴と
する。

（F.作用） 本発明薬液処理装置によれば、停電になると希釈液供
給経路を通じて薬液処理槽内に希釈液が供給されて該希
釈液によって薬液が希釈される。従って、薬液処理の進
行を停止させることができ、延いては薬液処理が過剰に
行われることを防止することができる。

（G.実施例）［第１図乃至第３図］ 以下、本発明薬液処理装置を図示実施例に従って詳細
に説明する。

（a.一つの実施例）［第１図、第２図］ 第１図（Ａ）、（Ｂ）は本発明薬液処理装置の一つの
実施例を示す構成図であり、同図（Ａ）は通常時（非停
電時）における状態を示し、同図（Ｂ）は停電時におけ
る状態を示す。

図面において、１は図示しない被処理体、例えば半導
体ウエハを薬液処理する薬液２を貯えた薬液処理槽、３
は該薬液処理槽１から溢れる薬液２を貯える第１の外槽
で、その上縁の高さは薬液処理槽１のそれよりも適宜高
くされている。４は第１の外槽３から薬液処理槽１へ薬
液２を還流する還流経路、５は該還流経路４に設けた還
流用ポンプ、６は同じく還流用フィルタであり、該フィ
ルタ６で濾された薬液２は薬液処理槽１に戻される。か
かる還流系４、５、６によって薬液処理槽１内を常に新
鮮な薬液２で満たし、且つ薬液２を無駄なく使用するこ
とができる。

薬液処理装置の上記した構成部分は従来の薬液処理装
置にも存在した部分であるが、以下に述べる構成部分は
本薬液処理装置の特徴的構成部分である。

７は上記第１の外槽３の更に外側に設けられた第２の
外槽で、第１の外槽３から溢れた薬液２を貯える。この
第２の外槽７の上縁の高さは第１の外槽３のそれよりも
適宜高くされている。８は該第２の外槽７に貯った薬液
を排液する排液経路、９は薬液処理槽１へ薬液２を希釈
する希釈液を供給する希釈液供給経路、10は該供給経路
９に設けられたノーマルクローズの電磁弁である。従っ
て、通常時、即ち非停電時には該電磁弁10がクローズ状
態を保ち、希釈液供給経路９を通じての希釈液の薬液処
理槽１内への供給は行われない。しかし、停電になりそ
の結果電磁弁10への通電が行われなくなると電磁弁10は
オープン状態になり、その結果図示しない希釈液貯蔵タ
ンクから希釈液供給経路９を通じて薬液処理槽１内へ希
釈液が供給される状態になる。

この薬液処理装置は、通常時には第１図（Ａ）に示す
ように、電磁弁10が閉じ、そして、還流系薬液処理槽１
から第１の外槽３へ溢れた薬液２がフィルタ６で濾され
て新鮮な薬液にされて薬液処理槽１内に戻される還流状
態が継続する。

この状態の薬液処理槽１内に半導体ウエハを所定時間
浸漬することによって薬液処理、例えばエッチングを行
うことになる。例えば、半導体基板表面に形成されたSi
O₂膜をエッチングする場合は、フッ化水素酸HFの水溶液
が薬液２となる。尚、これに対する希釈液は純水であ
る。

ところで、薬液処理装置の運転中に停電が発生した場
合には、第１図（Ｂ）に示すように電磁弁10が開く（オ
ープン）と共に還流用ポンプ５が停止する。従って、薬
液２の還流が停止し、そして、電磁弁10が開くことによ
って希釈液、例えば純水が希釈液供給経路９を通して薬
液処理槽１に供給される。

この希釈液の供給によって薬液２が希釈されると共に
薬液処理槽１内の薬液２の液位が高くなり、その結果、
やがて第２の外槽７に薬液２が溢れ、更に排液経路８を
通じて排出される。この状態が続くと希釈液の単位時間
当りの供給量に応じた速度で薬液処理槽１内の薬液２の
濃度が低下し、やがてその濃度が無視できる程度の濃度
ないしは０になる。換言すれば、薬液処理槽１内の薬液
２が希釈液に置換されたことになる。

従って、停電後間もなくエッチング等の薬液処理の進
行が停止することになり、停電が長くても薬液処理が過
剰になる虞れがなくなる。依って、薬液処理槽１内の半
導体ウエハが全数不良になり大きな損失が生じることを
防止することができるのである。

第２図（Ａ）、（Ｂ）は第１図に示した薬液処理装置
の変形例を示すもので、第２図（Ａ）は通常（非停電）
時における状態を示し、同図（Ｂ）は停電時における状
態を示す。

本薬液処理装置は薬液処理槽１に第２の外槽を設けず
（第１の外槽３は設ける）、薬液処理槽１を流し7aの中
に置くようにした点で第１図の薬液処理装置と異なって
いるが、それ以外の点では全く同じであるので特に説明
はしない。

（b.他の実施例）［第３図］ 第３図（Ａ）、（Ｂ）は本発明薬液処理装置の他の実
施例を示す構成図であり、同図（Ａ）は通常（非停電）
時に置ける状態を示し、同図（Ｂ）は停電時における状
態を示す。

本薬液処理装置は停電検知手段と該停電検知手段の出
力に応じて電磁弁の制御を行う弁制御回路を有するもの
で、該弁制御回路等は商用電源とは別のバッテリを電源
として動作するようになっている。

本実施例の第１図に示した薬液処理装置と共通する部
分については既に説明済であるので第１図において使用
したのと同じ符号を付して図示するに留めて説明を省略
し、相違する部分についてのみ詳細に説明する。

11は薬液処理装置に商用電源電流を供給する電線12に
電流が流れているか否かを例えば電磁的に検出すること
によって停電の有無を検知する停電センサ、13は該停電
センサ12の出力信号を受け電磁弁10及び後述する電磁弁
15を制御する弁制御回路である。

14は薬液処理槽１内の薬液２を抜くための薬液抜き経
路、15は該薬液抜き経路14に設けられた電磁弁、16は薬
液抜き経路14を通じて抜いた薬液２を溜める薬液溜めで
ある。この薬液抜き系14、15、16を有するのは、停電時
に先ず薬液処理槽１内の薬液を抜きその後希釈液を薬液
処理槽１内へ供給して薬液の希釈をより迅速に行うよう
にするためである。

17は停電センサ11及び弁制御回路13を駆動する電源で
あるバッテリである。停電時でも動作しなければならな
いので商用電源と別の電源としてのバッテリを必要とす
るのである。

次に、本薬液処理装置の動作を説明する。

第３図（Ａ）に示す通常時においては電磁弁９、15は
共にクローズ状態に保持されている。この場合における
薬液処理槽１、薬液還流系４、５、６の状態は第１図
（Ａ）に示す場合と同じである。

ところで、停電になると停電センサ11が停電を検知す
る。すると、弁制御回路13は図示しない内蔵タイマーに
より計時を開始する。そして、予め定めた時間、例えば
１分間経過しても電源が復帰しないときに先ず電磁弁15
を開く。すると、薬液処理槽１内の薬液２が薬液抜き経
路14を通じて薬液溜め16に抜かれる。

次に、電磁弁15を閉じ、その後、電磁弁10を開いて図
示しない希釈液貯蔵タンクから希釈液供給経路９を通じ
て希釈液が薬液処理槽１内に供給されるようにする。

これにより、薬液処理槽１内が希釈液で満たされ、更
に薬液処理槽１から希釈液が溢れ、排液経路８を通じて
排出される。かかる動作により薬液処理槽１内が希釈液
により洗浄されることになる。

そして、希釈液の薬液処理槽１内への供給を開始後所
定時間（薬液処理槽１内をクリーンにするに充分な時間
に設定されている。）経過したとき電磁弁10をクローズ
状態に切替える。

本薬液処理装置によれば、先ず第１に、停電が始まっ
ても直ちに電磁弁15、10の制御を開始しないので、薬液
処理に支障をきたさない短時間の停電に対しては停電に
対応する動作を行わなくて済ますことができる。

即ち、薬液処理時間が例えば30分間と設定されている
場合において、薬液処理時間が停電によって例えば１〜
２分間長くなっても特に問題がないのが普通である。し
かるに、第１図、第２図に示す薬液処理装置によれば一
旦停電が発生すると薬液処理槽１内の薬液を希釈液によ
り希釈する動作をしてしまう。そして、一旦かかる動作
をすると、電源が復帰しても薬液処理槽１から半導体ウ
エハを出して薬液処理槽１内に新たに薬液を入れ、半導
体ウエハを入れ直して再度薬液処理を行うという面倒な
作業が必要となるし、希釈した薬液は排液となるので大
きな無駄が生じる。

従って、停電が薬液処理に問題とならないような短か
い時間で終るような場合には停電に対応する動作を起さ
ない方が好ましいのである。そして、本薬液処理装置に
よれば、停電が開始すると計時を開始し、予め設定され
た時間経過してもなお停電が継続した場合にはじめて電
磁弁の制御動作を行うので、短かい時間の停電に対して
は停電に対応する動作を行わないようにすることがで
き、無用な大きな無駄が生じるのを回避することができ
るのである。

第２に、停電に対応して薬液の希釈をしなければなら
なくなった場合においては、先ず電磁弁15を開き薬液２
を抜いた電磁弁10を開いて希釈液を供給するので、薬液
の無駄をなくすことができ、薬液２の希釈に要する希釈
液の量を少なくすることができる。

即ち、第１図、第２図に示した薬液処理装置の場合、
停電が起きると薬液処理槽１内の薬液２は希釈液により
希釈されて排液となるので、無駄になる。また、薬液の
濃度を充分に薄くするのに必要な希釈液の量は非常に多
くなる。そして、その排液は薬液濃度が徐々に低くなる
けれども当初は高いので、廃棄ができるように無害化す
るまでに要する処理時間、処理に要する薬品の消費量が
多くなるのである。しかるに、本薬液処理装置によれ
ば、停電時には薬液処理槽１内の薬液２を一旦薬液16内
に移すので、後でその薬液２を使用することができ、薬
液２の無駄をなくすことができるのである。また、廃棄
できるように無害化処理するに要する薬品の消費量も少
なくて済む。

また、薬液処理槽１内から薬液２を抜いた後希釈液を
供給するので、薬液処理槽１内をきれいにするのに必要
な希釈液の量を著しく少なくすることができる。その点
でも経済的であり、また排液の濃度も低いので処理し易
い。

第３に、希釈液の供給開始後一定時間経過すると電磁
弁10を閉じて希釈液の供給を停止するようにしたので、
希釈液を無駄に消費するのを防止することができる。

即ち、薬液処理槽１内はある程度以上クリーンになれ
ば、それ以後希釈液の供給は必要ではない。そこで、希
釈液の供給開始後一定時間経過すると希釈液を自動的に
停止するようにしたのである。希釈液は例え水であった
としてもデイオナイズ処理を施す必要があり、決して安
価なものではなく、無駄に使うことは好ましくないが、
本薬液処理装置によればかかる無駄をなくすことができ
る。

尚、バッテリ17は停電センサ12及び弁制御回路13の動
作と電磁弁９、15の開閉に必要な電力さえ供給できれば
良いので、パワーは小さくて良い。また、停電として通
常予想される時間よりも長い寿命があれば済む。100時
間も200時間もの寿命は必要としない。従って、大型の
バッテリは不要である。

尚、本発明は、ウエットエッチング装置に限らず、化
学メッキ装置、現像装置、レジスト膜剥離装置等薬液処
理装置一般に適用することができる。

ちなみに、本発明を現像装置に適用した場合、現像液
が水系のときは希釈液は純水であり、現像液が有機溶媒
系の場合にはその有機溶媒が希釈液となる。また、レジ
スト剥離の場合は薬液として一般に有機酸を用いるが、
それに対する希釈液は純水である。

（H.発明の効果） 以上に述べたように、請求項（１）の薬液処理装置
は、薬液処理槽に希釈液を供給する希釈液供給経路と、
上記希釈液供給経路を通電時に閉じ非通電時に開き電磁
弁とを有することを特徴とするものである。

従って、請求項（１）の薬液処理装置によれば、停電
になると希釈液供給経路を通じて薬液処理槽内に希釈液
が供給されて該希釈液によって薬液が希釈される。従っ
て、薬液処理の進行を停止させることができ、延いては
薬液処理の過剰を防止することができる。

請求項（２）の薬液処理装置は、薬液処理槽に希釈液
を供給する希釈液供給経路と、上記希釈液供給経路を開
閉する弁と、停電の有無を検出する停電検知手段と、上
記停電検知手段の出力信号を受けて上記電磁弁を制御す
る弁制御回路とを有することを特徴とするものである。

従って、請求項（２）の薬液処理装置によれば、停電
検知手段による停電の有無に関する検出結果に応じて弁
制御回路により適宜に電磁弁を制御して例えば短かい停
電は無視するようにするとか、希釈液の供給時間を制限
するというように停電に対して多様な対応が可能にな
る。

【図面の簡単な説明】 第１図（Ａ）、（Ｂ）は本発明薬液処理装置の一つの実
施例を示す構成図で、同図（Ａ）は通常（非停電）時に
おける状態を、同図（Ｂ）は停電時における状態をそれ
ぞれ示し、第２図（Ａ）、（Ｂ）は第１図に示した薬液
処理装置の変形例を示す構成図で、同図（Ａ）は通常
（非停電）時における状態を、同図（Ｂ）は停電時にお
ける状態をそれぞれ示し、第３図（Ａ）、（Ｂ）は本発
明薬液処理装置の他の実施例を示す構成図で、同図
（Ａ）は通常（非停電）時における状態を、同図（Ｂ）
は停電時における状態をそれぞれ示す。 符号の説明 １……薬液処理槽、２……薬液、９……希釈液供給経
路、10……電磁弁、11……停電検知手段、13……弁制御
回路。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】薬液処理槽内の薬液中に被処理体を浸漬し
   て薬液処理を行う薬液処理装置において、 上記薬液処理槽に希釈液を供給する希釈液供給経路と、 上記希釈液供給経路を通電時に閉じ非通電時に開く電磁
   弁と、 を有することを特徴とする薬液処理装置
2. 【請求項２】薬液処理槽内の薬液中に被処理体を浸漬し
   て薬液処理を行う薬液処理装置において、 上記薬液処理槽に希釈液を供給する希釈液供給経路と、 上記希釈液供給経路を開閉する弁と、 停電の有無を検出する停電検知手段と、 上記停電検知手段の出力信号を受け上記電磁弁を制御す
   る弁制御回路と、 を有することを特徴とする薬液処理装置