JPH0382778A - エッチング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は半導体材料のウェーハ等のエツチング装置に
関するものである。

「従来の技術」 Ｓｉ、ＧａＡｓ等の半導体材料のウェーハは結晶体から
スライシング、ラッピングしたのち残留砥粒や表面加工
層を除くためにエツチング液に浸漬して化学的にエツチ
ングしたり、洗浄する。この場合にウェーハとエツチン
グ液或いは洗浄液とを相対的に運動させて速度が速く均
一なエツチング等を行わせる必要がある。

従来のエツチング装置ではエツチング、洗浄を行う時の
液の撹拌、ウェーハの揺動等はエツチング液槽内に （１）ウェーハを入れた篭（カゴ）状のバスケットやカ
セットをエツチング液の中で正弦曲線的に上下して揺動
する。

（２）カセットｌζ穴れたウェーハをローラーで自転さ
せる。

（３）前記の（１）と（２）の運動を組み合わせる等の
方法が一般的に行われている。

その他、例えば松永他編、「エレクトロニクス用結晶材
料の精密加工技術」（昭和６０．１．３０号、■サイエ
ンスフォラム社発行）の４４２２頁中段にあるように、 （４）ウェーハを入れたカセットやバスケットを公転と
自転をするプラネタリ−運動を与えることが提案されて
いる。

「発明が解決しようとする課題」 従来のエツチング装置において、前記（１）のようにウ
ェーハを回転せず単に正弦曲線的の上下揺動をするのみ
ではウェーハに与える加速度が小さいのでウェーハの周
囲に生ずる気泡が中々消えず、気泡がエツチング作用を
阻止するのでエツチングが進まず表面にムラを生ずる。

前記の（２）　、　（３）　、　（４）のようにウェー
ハを回転させてエツチングする方法では円形のウェーハ
でなくては使用できず、四角形成いは０字型（ＨＢ法、
水平ブリッジマン法による単結晶等の場合）の時は使え
ない。またその場合は気泡を切るために回転速度を上げ
すぎるとエツチング液との摩擦抵抗にようウェーハが割
れる場合がある等の課題があった。

またいずれの装置、特に２つの運動を組み合わせる装置
では駆動系が複雑となり装置が高価となる課題がある。

「課題を解決するための手段」 この発明はエツチング装置において、エツチング液槽内
でウェーハに上下の揺動と回転を与えるための安価な装
置及びその装置を用いてムラの無いエツチングを行う方
法を提供することを目的とするものである。

この発明は半導体のウェーハを洗浄、エツチングする装
置において、回転軸を垂直下方に有するモーター軸に伸
縮可能の軸を継ぎ足し、その下端の吊り下げ棒に洗浄、
エツチング液中に浸漬してバスケットを吊り下げ、伸縮
可能な軸の両側に突出したローラー支持具の先端に水平
な軸の回りに回転可能なローラーをもうけ、モーターの
回転にともない該ローラーが空間に固定された曲面カム
の表面上を転がり従動することによって伸縮可能の軸が
上下動してバスケットを上下に揺動しながら回転し、バ
スケット内に入れたウェーハを洗浄或いはエツチングす
ることを特徴とする半導体ウェーハのエツチング装置で
ある。また本装置を用いて特にバスケットが上下に揺動
する際に下降時に急加速度を与えるようにした曲面カム
を用い、エツチングによる気泡をウェーハ表面から除去
してエツチングムラを防止するエツチング方法である。

以下図面を用いて本発明の詳細な説明する。

笛１図に示すように、支持体１１にモーター５をモータ
ー取付具１２により垂直にもうけである。

モーター５の下には断面が四角形の駆動軸６がもうけら
れ、その下側に駆動軸６に対して上下の軸方向に伸縮可
能（スライド可能）なスライド軸７が取りつけられてい
る。図面では四角形の駆動軸６に四角の孔を有するスラ
イド軸７の場合を示したがスライド可能で回転を伝達す
る構造、例えばスライドキー或いはスプライン軸を用い
る構造でもよい。スライド軸７にはローラー支持具１ｏ
が両側に突出して取りつけられ、両端にはローラー８が
もうけられている。一方支持体１１に曲面カム取付具１
３によって空間に固定された曲面カム９がもうけられ、
ローラー８が曲面カム９の上筒に接触している。従って
モーター５を駆動すると駆動軸６及びスライド軸７が回
転するとローラー８が曲面カム９の表面に接触しながら
回転する、そしてスライド軸７は曲面カム９の表面の高
さの変化に沿って上下に揺動するようになっている。

スライド軸７の下端には吊り下げ捧１４が取りつけてあ
り、吊り下げ棒１４の先端には複数個のウェーハ４を斜
めに並べて入れたバスケット３はエツチング液２を入れ
たエツチング槽１の中に吊り下げられている。

この装置によればウェーハを入れたバスケットはエツチ
ング液内を曲面カムの形によって適当なパターンの上下
動をしながら回転させることができる。

「作用」 このエツチング装置のエツチング槽１内にエツチング液
２を入れ、バスケット３内に複数のウェ−ハ４を並べて
固定してバスケット３を吊り下げ棒１４の先端に取りつ
けてエツチング液２内に浸漬する。

この状態でモーター５を駆動すると、駆動軸６、スライ
ド軸７、吊り下げ棒１４、バスケット３が回転すると同
時にローラー支持具１０、ローラー８が曲面カム９に沿
って回転してスライド軸７従ってバスケット３が上下に
揺動する。すなわちバスケット３内のウェーハ４はエツ
チング液２の中で上下に揺動しながらバスケットの中心
を軸として回転する。そうするとエツチング液が均一に
ウェーハ表面に接触してウェーハの均一なエツチングが
行われる。

この装置ではバスケットの上下動と回転を１台のモータ
ーで行わせることができて従来のような複雑な構造を要
せずコストが安い。さらにバスケットの上下動のパター
ンは曲面カムの形状を変化することによって自由に変え
ることができるので大きな加速度を与えることができる
。特にバスケット、ウェーハが下降する際に大きな加速
度を与えると表面の気泡を取り除くことができる。また
バスケットは公転せず、単に回転するだけであるので装
置、エツチング槽は小さくてすみスペース的に有利であ
る。

「実施例」 ＨＢ法で製造したＧａＡ　ｓ結晶から切り出した、第３
図に示すような、０字形の幅７０ｍｍ、高さ７０閣で厚
さ５００μｍのウェーハを２０枚バスケット内に並べた
。このウェーハをアンモニア水り５％十過酸化水素水５
％十水８０％の配合のエツチング液を用いて種々な方法
でエツチングした。

（１）エツチング槽内でバスケットを手動で上下に３０
１１Ｉ１１の範囲で１回／秒で揺動しながら、１回転／
秒の回転を与えて５分エツチングしたところ表面は２０
μｍエツチングされた。またエツチングのムラは無かっ
た。

（２）次ぎに前記と同様に上下動を与え、回転無しにエ
ツチングしたところ同様にムラ無くエツチングができた
。

（３）バスケットを回転せずに従来方式のクランク式に
正弦曲線で上下する機構の装置を用いてエツチングした
ところ、２０枚のウェーハの内６枚のウェーハでバスケ
ットとの接触部の近くにムラが生じた。

（４）＠Ｉ図の本発明の装置を用いて、曲面カムの形を
スライド軸が正弦曲線で上下する形とし、バスケットを
振幅を３０ｆｆＩＩＩ＋、１回／秒で上下動しながら、
１回／秒で回転させてエツチングを行ったところムラな
くエツチングができた。

（５）前記（４）と同様の方法で、ＱａＡｓの厚さ１０
００μｍの０字形のウェーハを２０枚エツチングしたと
ころ、内３枚のウェーハにはバスケットと接触する部分
に、第４図に示す位置にエツチングのムラ１５が観察さ
れた。

（６）前記（５）の場合において、曲面カムを、第２図
のように、バスケットの下降時に自由落下する急加速度
を与える曲面に変更してエツチングしたところウェーハ
全部をムラなくエツチングすることができた。

「発明の効果」 以上に説明したように本発明の装置は従来の装置に比し
、モーター−個でバスケットを回転と上下動を与えるこ
とができて安価であり、また上下動のパターンを自由に
設定できてウェーハのムラのないエツチングができる。

又このエツチングは自動化することも容易であり、ウェ
ーハの洗浄にも使用できる有効なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のエツチング装置の斜視図、第２図はバ
スケットの下降時の加速度を大にするための曲面カムの
斜視図である。第５図はＨＢ法により製造したウェーハ
の斜視図、第４図はそのエツチング後にエツチングムラ
の生ずる状態を示す平面図である。 １・・・エツチング槽　　２・・・エツチング液３・・
・バスケット　　　４・・・ウェーハ５・・・モーター
　　　　６・・・駆動軸７・・・スライド軸、伸縮軸　
８・・・ローラー３・・・曲面カム　　　　１０・・・
ローラー支持具１１・・・支持台　　　　１２・・・モ
ーター取付具１ ３・・・曲面カム取付具 ４・・・吊り下げ棒 ５・・・エツチングムラ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．半導体のウェーハを洗浄、エッチングする装置にお
   いて、回転軸を垂直下方に有するモーター軸に伸縮可能
   の軸を継ぎ足し、その下端の吊り下げ棒に洗浄、エッチ
   ング液中に浸漬してバスケットを吊り下げ、伸縮可能な
   軸の両側に突出したローラー支持具の先端に水平な軸の
   回りに回転可能なローラーをもうけ、モーターの回転に
   ともない該ローラーが空間に固定された曲面カムの表面
   上を転がり従動することによって伸縮可能の軸が上下動
   してバスケットを上下に揺動しながら回転するようにし
   たことを特徴とするエッチング装置
2. ２．バスケットが上下に揺動する際に下降時に急加速度
   を与えるようにした曲面カムを用いることを特徴とする
   請求項１記載のエッチング装置