JP5807949B2 - 超高速ウェットエッチング装置 - Google Patents
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Description
HF→H++F−
と解離し、生成されたフッ素イオンF−は中性のHF分子と結合して2フッ化水素イオンHF2 −が生成される、したがって、ここで述べた混合液には、ごく少量の2フッ化水素イオンHF2 −が生成されるだけで、大部分のHF分子は中性のHF分子のまま存在することになる。
3Si+4HNO3+18HF→3H2SiF6+4NO+8H2O
シリコン1原子エッチングするのに、HNO3、1.33分子と、HF、6分子が使われ、反応生成物としてH2SiF6が1分子とNOガスが1.33分子と水(H2O)が2.66分子発生する。
反応式は
3Si+4HNO3+18HF=3H2SiF6+4NO+8H2O
である。
Claims (16)
- フッ硝酸をエッチング液に用いてシリコン基板を400μm/分以上の速度で略々均一にエッチング除去する超高速ウェットエッチング装置であって、
前記超高速ウェットエッチング装置は、高速回転するステージ上に、シリコン基板を設置し、複数のノズルから新鮮な前記エッチング液を、前記ステージに設置された前記シリコン基板の異なる複数の場所に常時供給し、
前記複数のノズルのうち前記シリコン基板の中心部にもっとも近い所にエッチング液を供給する一番目のエッチング液供給ノズルは、略々垂直にシリコン基板面に液を供給するが、前記シリコン基板の中心部に二番目に近い所にエッチング液を供給する二番目以降のエッチング液供給ノズルは、シリコン基板の回転方向に向って傾斜角を持ってエッチング液を供給するようになっており、外周部にエッチング液を供給するノズル程その傾斜角はゆるやかになっていることを特徴とする超高速ウェットエッチング装置。 - シリコン基板を600μm/分以上の速度で略々均一にエッチング除去する請求項1に記載の超高速ウェットエッチング装置。
- 前記超高速ウェットウェットエッチングを行うエッチング液がフッ酸(HF)と硝酸(HNO3)を含む溶液であることを特徴とする請求項1または2に記載の超高速ウェットエッチング装置。
- 前記ウェットエッチング液に含まれるフッ酸(HF)濃度が19%以上であり硝酸(HNO3)濃度が20%以上であることを特徴とする請求項3に記載の超高速ウェットエッチング装置。
- 前記ウェットエッチング液に含まれるフッ酸(HF)濃度が22%以上であり硝酸(HNO3)濃度が25%以上であることを特徴とする請求項3又は4に記載の超高速ウェットエッチング装置。
- 前記ウェットエッチング液に含まれるフッ酸(HF)濃度が26%以上であり硝酸(HNO3)濃度が28%以上であることを特徴とする請求項3,4,又は5に記載の超高速ウェットエッチング装置。
- 前記シリコン基板が設置されるステージの上方に、略々ステージの中心から周辺に向う方向に四本のアームが略々90度づつずれた位置関係で設置され、エッチング液を供給するノズルはこのアームに設置されるが、その位置関係が高速回転するシリコン基板の中心部にもっとも近い所にエッチング液を供給する一番目のノズルが設置されたアームに対し、シリコン基板の中心部に二番目に近い所にエッチング液を供給する二番目のノズルは、略々対象の位置にある180度角度のずれたアームに設置し、三番目のノズルはその中間に位置するアーム(シリコン基板の回転方向で一番目から二番目に向う方向)に設置し、四番目のノズルは三番目のノズルが設置されたアームの略々対象の位置にあるアームに設置し、五番目の位置にエッチング液を供給するノズルは、二番目のノズルが設置されているアームに設け、六番目の位置にエッチング液を供給するノズルは、一番目のノズルが設置されたアームに設けるといった位置関係になされた複数のエッチング液供給ノズルを備えた請求項1乃至6の何れか1項に記載の超高速エッチング装置。
- エッチング停止時、前記ノズルからのエッチング液の供給を停止すると同時に、シリコン基板中心部に超純水を供給するノズルを備えたことを特徴とする請求項1乃至7の何れか1項に記載の超高速ウェットエッチング装置。
- 前記複数設けられたエッチング液供給ノズルから供給されるエッチング液の流量は、外周部に設けられたノズル程その流量が多くなっていることを特徴とする請求項1乃至8の何れか1項に記載の超高速ウェットエッチング装置。
- 前記外周部に設けられたエッチング液供給ノズルから流れるエッチング液量が外周部のノズル程多くなっている状況において、シリコン基板表面に供給される時のエッチング液の流速がすべてのノズルにおいて略々等しくなるように外周部のノズル吹き出し部直径が太くなされていることを特徴とする請求項9に記載の超高速ウェットエッチング装置。
- 中心部にもっとも近い所にエッチング液を供給する一番目のノズルの液供給部の太さは1/4インチチューブ相当の内径4.2mm程度であり、その一番目のノズルに1リットル/min程度のエッチング液が供給されていることを特徴とする請求項9又は10に記載の超高速ウェットエッチング装置。
- 前記高速回転するステージはシリコン基板を確実に吸着すると共に、ステージ周辺からシリコン基板周辺にガスを吹き出してエッチング液がシリコン基板の表面側に回りこむことを抑制していることを特徴とする請求項1乃至11の何れか1項に記載の超高速ウェットエッチング装置。
- 前記高速回転するステージの周囲には、エッチング廃液及び洗浄液を回収する為のカップ1及び2が設けられており、いずれも気液分離機構及びガス排気ポンプに接続されており、チャンバー上流からは発生するガスを効率よくシリコン基板表面から除去するために大量のクリーンな空気が送り込まれる機構を備えたことを特徴とする請求項1乃至12の何れか1項に記載の超高速ウェットエッチング装置。
- 前記クリーンな空気の導入はエッチング開始直前にガス排気ポンプの稼動と共に開始され、エッチングが終了してガス排気ポンプが停止する時に供給が停止されることを特徴とする請求項13に記載の超高速ウェットエッチング装置。
- 前記エッチング液の廃液を回収するカップ1は、シリコン、フッ素及びエッチング液の回収装置に接続されていることを特徴とする請求項13又は14に記載の超高速ウェットエッチング装置。
- 前記カップ1及びカップ2は、シリコン基板処理面からとび散る大量のエッチング液と洗浄液を受けることになるが、カップ表面に衝突したエッチング液や洗浄液の液滴が反射してミストを作らないように表面に傾斜角が設けられ表面凹凸が制御されていることを特徴とする請求項13に記載の超高速ウェットエッチング装置。
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