JP3639154B2 - バッチ式処理槽 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造プロセスのウェハの洗浄又はエッチングを複数枚を同時に処理を行う理を行うバッチ式の洗浄又はエッチング処理に用いられるバッチ式処理槽に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体製造プロセスでは、基板の洗浄、エッチング処理方法として、ドライ方式、ウェット方式の2種類があり、プロセスの簡略より、ウェット方式が主流である。また、ウェット洗浄では、1枚ずつ処理を行う枚葉処理と複数枚を同時に処理を行うバッチ処理があり、1枚当たりのタクトタイムの優位性より、バッチ処理が未だ主流である。
【0003】
従来のバッチ式処理槽の概略構造を、図4に示す。
【0004】
図4に示すように、このバッチ式処理槽では、複数枚のウェハ1が専用のキャリア2にセットされ、このキャリア2が処理可能なサイズの内槽3に入れられ、オーバーフローの外槽4を有するオーバーフロー処理槽5で、薬液6の循環は内槽3から、外槽4へオーバーフローされ、外槽4に設けてある排水口7より配管を通り、ポンプ8により、配管内を送られ、フィルター9にてダストの除去を行い、供給配管10により、内槽内へ供給する薬液循環システムとなっている。
【0005】
すなわち、液温の安定、洗浄効果・エッチング均一性を向上させるため、薬液6に槽流を起こすポンプ8を配管で接続し、循環をさせている。槽内の温度分布、エッチングレートを安定させるために、処理槽は外槽4、内槽3の2重構造とし、内槽3内に供給配管10を設置し、外槽4にオーバーフローさせて外槽4内に排液部を設け、ポンプ8により、再び内槽3に戻す構造が主流である。オーバーフローは、基本的には4面を使用し槽内の流れが均一になるようにしている。一般的に循環を行う場合、異物の除去のため、配管ラインには0.1〜10μmのフィルター9が設けられている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の技術では、下記のような問題があった。
【0007】
図4に示したような薬液6を循環させて槽内の均一性を高めるオーバーフロー槽において、槽内の流れはほぼ均一ではあるが、試料の複数枚のウェハ1を投入した直後は、ウェハ1表面への気泡の付着、また表面の薬液6のハジキにより、基板面内の反応にバラツキが生じ部分的な洗浄不足、酸化膜残りが発生する。これを抑制するため、通常、バッチ式処理を行う場合、薬液6に浸漬した直後、気泡を除去、及び、ハジキの防止のため、手動で、ウェハ保持治具(キャリア2)を揺動している。また、反応の均一性を高めるために、定期的な揺動も行う場合がある。
【0008】
この揺動により、ウェハ1が物理的に割れ、破片11が発生する場合がある。すると、割れたウエハ1の大きな破片は内槽内に沈積し、細かい破片は外槽4に薬液6とともに流される。また、内槽3内に沈積して大きな破片も、ウェハ保持治具の揺動により、さらに粉砕され、同様に外槽4に押し流される。このように内槽3に沈積したウェハは、定期的なメンテナンス時に除去捕獲できる。
【0009】
しかし、通常、装置の設置面積の縮小化に伴い、外槽4の幅は20mm〜40mmであり、外槽4に流された小さな破片の捕獲は困難である。この外槽4に流された破片は、内径約10mm程度の排液配管に流され、バルブや配管のL字形状部分に詰まり、流速が落ち、処理槽の循環特性に悪影響を及ぼす。バルブに沈積した場合は、バルブ開閉に支障を与え故障につながる。
【0010】
さらに、フィルター9まで達した破片は、フィルター9内でトラップされ、フィルター9の寿命を短縮させてしまう。
【0011】
なお、ポンプの保護を目的として、排水配管からポンプまでの配管にプレフィルターと称する孔系10μm〜1mmのメッシュを設けるものもあるが、この場合、配管径が10mm程度と小さく、圧損が増加し、流量特性の低下を招いてしまい、排水口からプレフィルターの間で詰まってしまうようなことも起こり、かえって処理槽としての機能に支障をきたす結果となる。
【0012】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであって、オーバーフロー方式のバッチ式処理槽において、ウェハの割れかけによる循環配管のトラブルを低減し、処理槽の信頼性の向上が図れるバッチ式処理槽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】
上記課題を解決するために、本発明は、半導体製造プロセスの洗浄又はエッチングをバッチにて処理するのに用いられるバッチ式処理槽において、外槽と内槽とから成るオーバーフロー槽を備え、前記外槽内に前記内槽からのオーバーフロー液を受けて割れ欠けを除去する割れ欠け除去部材が設けられたことを特徴とする。
【0014】
好ましくは、前記割れ欠け除去部材の表面が凹凸形状であることとし、さらに前記割れ欠け除去部材表面の凹凸形状の凸部の先端が鋭角の形状であっても良く、前記割れ欠け除去部材に直径1mm以上3mm以下の大きさの通過孔が形成されていても良い。
【0015】
また、好ましくは、前記割れ欠け除去部材が、傾斜して配置された通過孔を有する板を備えて構成される。
【0016】
また、好ましくは、前記割れ欠け除去部材を脱着可能としても良い。
【0017】
本発明は、ウェハの割れ欠けの破片を、発生箇所に近い位置で除去するように、オーバーフロー層の外槽内にて、内槽からの薬液が落ちる位置に、割れ欠け除去板を設けることで、排水口以降の循環ラインに割れ欠けの破片が巻き込まないようにするものである。
【0018】
本発明によれば、オーバーフロー槽にて外槽内に内槽から流出する薬液を受けるように、ウェハ割れ欠けを除去する割れ欠け除去部材を設けることにより、循環流量特性を劣化させていた、配管内の割れ欠けの詰まりや割れ欠けによるバルブ、ポンプの故障、フィルターの低寿命、さらにこれらに起因する、洗浄効果の低下、エッチングレートのバラツキの発生を抑制し、安定したバッチ式ウェット処理槽を提供することができる。
【0019】
そして、割れ欠け除去部材の表面を凹凸形状とすることによって高効率にウェハ割れ欠けを除去でき、さらに割れ欠け除去部材表面の凹凸形状の凸部の先端を鋭角の形状とすればより高効率にウェハ割れ欠けを除去でき、割れ欠け除去部材に直径1mm以上3mm以下の大きさの通過孔を形成すれば割れ欠け除去部材でのオーバーフロー液の通過速度を低下させ過ぎることなく効率良くウェハ割れ欠けを除去できる。
【0020】
また、割れ欠け除去部材を傾斜して配置された通過孔を有する板から構成すれば、高効率にウェハ割れ欠けを除去できる。
【0021】
また、割れ欠け除去部材を脱着可能とすれば、例えば定期的なメンテナンス時に、割れ欠け除去部材を取り外して、容易にウェハ割れ欠けを回収できる。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【0023】
図1は、本実施形態のバッチ式処理槽の概略構造を示す概略図である。なお、図1において、図4に示した従来のものと同様の部分には同じ符号と付す。
【0024】
図1に示すように、このバッチ式処理槽は、半導体製造プロセスの洗浄又はエッチングをバッチにて処理するのに用いられるバッチ式処理槽において、外槽4と内槽3とから成るオーバーフロー槽5を備え、外槽4内に内槽3からのオーバーフロー液を受けて割れ欠けを除去する割れ欠け除去部材が設けられた構成のものである。
【0025】
さらに詳細には、例えば25枚の複数のウェハ1が、専用のキャリア2にセットされ、このキャリア2が処理可能なサイズの内槽3に収納されている。そして、例えば4面オーバーフローの外槽4を有するオーバーフロー処理槽5で、薬液6の循環は、内槽3から外槽4へオーバーフローされ、外槽4に設けてある例えば内径10mmφの排水口7より配管を通り、ポンプ8により配管内を送られる。それから、フィルター9にてダストの除去が行われ、供給配管10により内槽内へ供給される薬液循環システムとなっている。
【0026】
本実施形態では、内槽内で発生したウェハ割れ欠けの破片11を、外槽4の排水口7に達しないよう事前で除去するために、外槽4内に内槽3からの薬液6を受ける位置にウェハ割れ欠け除去板12を設けている。この割れ欠け除去板12は、オーバーフローしている4面全てに設置されるものである。
【0027】
この割れ欠け除去板12の拡大図を図2に示す。なお、図2において、(a)は通過孔13が存在する部分での断面側面図、(b)は斜視図、(c)は上面図である。
【0028】
図2に示すように、ウェハ割れ欠け除去板12の形状は、凹凸状とする。そして、その凸部を鋭角とし、凹部には直径1〜3mmφ、例えば2mmの孔13を例えば20mm置きに開口する。なお、孔13の大きさは、直径1mm以上3mm以下が望ましい。
【0029】
したがって、本実施形態の構成において、循環薬液は、孔13から割れ欠け除去板12より下に落ち、悪影響を及ぼす大きさのウェハ割れ欠けは除去板上の凹部で捕獲される。
【0030】
さらに、本実施形態では、ウェハ割れ欠け除去板12を脱着可能としており、これにより、定期的なメンテナンス時にウェハ割れ欠け除去板12を取り外し、ウェハ割れ欠け破片を容易に回収することができる。
【0031】
以上のように、本実施形態によれば、上記のような割れ欠け除去板12を設けることによって、循環流量特性を劣化させていた、配管内の割れ欠けの詰まりや割れ欠けによるバルブ、ポンプの故障、フィルターの低寿命、さらにこれらに起因する、洗浄効果の低下、エッチングレートのバラツキの発生を抑制し、安定したバッチ式ウェット処理槽を実現することが可能となる。
【0032】
また、割れ欠け除去板12の表面を凹凸形状とすることによって高効率にウェハ割れ欠けを除去でき、さらにその表面の凹凸形状の凸部の先端を鋭角の形状とすることによってより高効率にウェハ割れ欠けを除去できる。
【0033】
そして、割れ欠け除去板12に直径1mm以上3mm以下の大きさの通過孔13を形成することによって、割れ欠け除去板12でのオーバーフロー液の通過速度を低下させ過ぎることなく効率良くウェハ割れ欠けを除去できる。すなわち、上記のような様々不具合を生じる原因となる主な大きさのウェハ割れ欠けの破片を、直径1mm以上3mm以下の大きさの通過孔で除去することができ、高信頼性を実現できることになる。
【0034】
次に、その他の実施形態について、その概略構造を示す要部概略図である図3を用いて説明する。なお、図3は、図1の外槽4の一部に相当し、その他の構成は上記実施形態と同様なものである。
【0035】
本実施形態では、上記の実施形態のように外槽4内で割れ欠け除去板12の形状を凹凸にすることが困難な場合に、通過孔13’が形成され傾斜して配置された板部12’aを備えて構成される割れ欠け除去部材12’を用いている。
【0036】
さらに詳細に説明すると、水平面から約15°の傾斜を付けて通過孔13’が形成された板部12’aを備えた割れ欠け除去部材12’を、外槽4に取り付けたものである。
【0037】
なお、孔13’は、上記実施形態と同様に、約2mmφを約20mm置きに開口したものである。また、孔13’の大きさは、直径1mm以3mm以下が望ましい。さらに、上記実施形態と同様に、ウェハ割れ欠け除去部材12’を脱着可能としており、これにより、定期的なメンテナンス時にウェハ割れ欠け除去部材12’を取り外し、ウェハ割れ欠け破片を容易に回収することができる。
【0038】
本実施形態においても、上記実施形態と同様に、上記のような割れ欠け除去部材12’を設けることによって、循環流量特性を劣化させていた、配管内の割れ欠けの詰まりや割れ欠けによるバルブ、ポンプの故障、フィルターの低寿命、さらにこれらに起因する、洗浄効果の低下、エッチングレートのバラツキの発生を抑制し、安定したバッチ式ウェット処理槽を実現することが可能となる。
【0039】
また、割れ欠け除去部材12’を、傾斜して配置された通過孔を有する板部12aを備えて構成することによって、高効率にウェハ割れ欠けを除去できる。
【0040】
そして、直径1mm以上3mm以下の大きさの通過孔13’を形成することによって、割れ欠け除去部材12’でのオーバーフロー液の通過速度を低下させ過ぎることなく効率良くウェハ割れ欠けを除去できる。すなわち、上記のような様々不具合を生じる原因となる主な大きさのウェハ割れ欠けの破片を、直径1mm以上3mm以下の大きさの通過孔で除去することができ、高信頼性を実現できることになる。
【0041】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、内槽から外槽へオーバーフローさせるの循環方式のバッチ式処理槽において、ウェハ割れ欠け破片が効率的に除去でき、ウェハ割れ欠けによる、循環トラブルを低減し循環トラブルに起因する、洗浄不足、エッチングバラツキが減少し、安定したウェット洗浄、エッチングプロセスを実現することが可能となる。さらには、そのような装置において、フィルター長寿命、メンテナンス性向上に寄与し、稼動率の向上を図ることも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態のバッチ式処理槽の概略構造を示す概略図である。
【図2】図1の割れ欠け除去板12の拡大図を示す図であり、(a)は断面側面図、(b)は斜視図、(c)は上面図である。
【図3】他の実施形態の概略構造を示す要部概略図である。
【図4】従来のバッチ式処理槽の概略構造を示す概略図である。
【符号の説明】
1 ウェハ
3 内槽
4 外槽
5 オーバーフロー槽
6 薬液
11 ウェハ割れ欠け
12,12’ 割れ欠け除去部材(割れ欠け除去板)
13,13’ 通過孔

Claims (6)

  1. 半導体製造プロセスの洗浄又はエッチングをバッチにて処理するのに用いられるバッチ式処理槽において、外槽と内槽とから成るオーバーフロー槽を備え、前記外槽内に前記内槽からのオーバーフロー液を受けて割れ欠けを除去する割れ欠け除去部材が設けられ、該割れ欠け除去部材の表面が凹凸形状とされ、前記割れ欠け除去部材の凸部の先端が鋭角状とされ、凹部にオーバーフロー液の通過孔が形成されたことを特徴とするバッチ式処理槽。
  2. 請求項1に記載のバッチ式処理槽において、前記割れ欠け除去部材の凹部の最下部に通過孔が形成され、前記凹部で割れ欠けが捕獲されることを特徴とするバッチ式処理槽。
  3. 半導体製造プロセスの洗浄又はエッチングをバッチにて処理するのに用いられるバッチ式処理槽において、外槽と内槽とから成るオーバーフロー槽を備え、前記外槽内に前記内槽からのオーバーフロー液を受けて割れ欠けを除去する割れ欠け除去部材が設けられ、前記割れ欠け除去部材は、オーバーフロー液の通過孔を複数有する板を備え、該板が傾斜して配置されたことを特徴とするバッチ式処理槽。
  4. 請求項1から3のいずれか1項に記載のバッチ式処理槽において、前記通過孔は直径1mm以上3mm以下の大きさに形成されていることを特徴とするバッチ式処理槽。
  5. 請求項1からのいずれか1項に記載のバッチ式処理槽において、前記割れ欠け除去部材を脱着可能としたことを特徴とするバッチ式処理槽。
  6. 請求項1から5のいずれか1項に記載のバッチ式処理槽において、前記外槽のオーバーフロー液を内槽へ供給する配管およびポンプを備えたことを特徴とするバッチ式処理槽。
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