JPH04286121A - 半導体の湿式処理装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は半導体基板の片面を湿
式処理する半導体の湿式処理装置に係り、特に前記処理
が施されない面に対する処理溶液の侵入検知と侵入防止
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の半導体の湿式処理装置は、例えば
図４に示すように、半導体基板１を湿式処理を実施する
面１ａ（以下処理面１ａと記す）だけが処理溶液と接面
するように基板保持体３を用いて固定し、半導体基板１
の処理溶液に対する電位が制御できるようにＰｔ等の金
属電極５が前記処理を施さない面１ｂ（以下非処理面１
ｂと記す）とオーミック接触して取付けられ、配線９を
介してポテンショスタット等に接続される。半導体基板
１の非処理面は処理溶液に接触しないように例えば、Ｏ
リング６のようなシール材によって処理液の浸入を防止
する。さらに基板保持体３のケース３ｂの一部には、気
抜き管８が設けられ処理溶液と遮断され溶液槽外の空間
と連通しているから、非処理面１ｂ側は密閉されること
なく温度の上昇によって内部圧力が高くなることもない
。この種の技術は特開昭５１−１１０２７７号公報に開
示されている。

【０００３】また、例えば図５に示す半導体の湿式処理
装置は、半導体基板２を溶液槽１中の基板保持体３にＯ
リング６によって固定し、非処理面２ｂを真空ポンプ１
０と気抜き管８を介して減圧し保持体３に固定するよう
に構成されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術は、処理する半導体基板２の破損、Ｏリング６の
劣化などの事故的原因か、あるいは、特にエッチング処
理において、半導体基板２の処理面２ａから非処理面２
ｂに達する加工を行なった場合に、前者については、処
理溶液４が半導体基板２の非処理面２ｂ側にまわり込ん
だとしても、これを検知する手段が設けられていないた
め、処理を中止し処理装置を停止することができない。 また後者の場合も、処理溶液４が気抜き管８を経て真空
ポンプ１０内へ侵入すると真空ポンプの動作不良の原因
になる。従って処理装置の修復に無駄な時間を費やすば
かりでなく、処理溶液４と保持体３を構成する材料の反
応作用によっては、急激な温度上昇や反応ガスが生成さ
れるおそれがあり、特に、反応性が高い物質（例えばヒ
ドラジン、ヒドラジン加水物等の無機物、アルコール類
を含む）の場合は、中途にバッファタンク等をおいて液
体をトラップしたとしも、真空ポンプに悪影響を及ぼす
おそれがあった。

【０００５】この発明は、上述の従来技術の問題点に着
目してなされたもので、処理溶液が半導体基板の非処理
面側に侵入したことを検知する手段と、上記故障発生を
未然に防止するに好適な半導体の湿式処理装置を提供す
ることを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、特許請求
の範囲に記載されている。具体的には、図１に示すよう
に、半導体基板２の処理面２ａが処理溶液４に接面する
ように保持体３に半導体基板２を保持し、保持体３と半
導体基板２の間にＯリング６を介在させて非処理面２ｂ
を処理溶液４に対して密封する構成において、非処理面
２ｂと対向する保持体３内の空間７と連通する通路８に
処理溶液４と反応するガスの検知器１７を設置した半導
体の湿式処理装置、若しくは、図３に示すように、保持
体３と半導体基板２との間を脱気する気抜き管８及び真
空ポンプ１０と、気抜き管８内に処理溶液４が侵入した
ことを検出するセンサ１３と、センサ１３からの信号に
より、気抜き管８と真空ポンプ１０との間の電磁弁１２
を開閉制御する制御装置１１を備えた半導体の湿式処理
装置によって達成される。

【０００７】

【作用】上記の構成により、処理溶液４が半導体基板２
の非処理面２ｂ側へ侵入したとき、反応によって発生す
る生成ガス、例えばＨ２の濃度上昇をモニタし、警報音
の発動、あるいは処理溶液４の加熱中止、半導体基板２
への電圧印加中止等が可能となり、また気抜き管８に処
理溶液４が侵入したことをセンサ１３が検知したときは
、直ちに気抜き管８と真空ポンプ１０の間を電磁弁１２
が遮断して真空ポンプ１０内への処理溶液４の侵入を防
ぐことができる。

【０００８】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて説
明する。 （実施例１）図１は、この発明の一実施例の要部を示す
断面図である。まず構成を説明すると、図４に示す従来
例に準じ、半導体基板２を基板保持体３によって固定し
、Ｏリング６により半導体基板２の非処理面２ｂを処理
溶液４から遮断し、保持体３には半導体基板２の処理溶
液４に対する電位を制御する金属電極５が設けられ、基
板保持体３には気抜き管８が取付けられているが、気抜
き管８の途中に検知器１７が設置されている。検知器１
７は、処理溶液４と半導体基板２あるいは金属電極５に
使用した金属等との反応によって生じる反応ガスを検知
するもので、例えば、処理溶液としてヒドラジン、エチ
レンジアミン＋ピロカテコール、ＫＯＨ等のアルカリ性
溶液を用い、Ｓｉ半導体基板２をエッチングする場合、
反応の過程においてＨ２ガスが多量に発生するので、検
知器２０にはＨ２ガスセンサを用いる。検知方式は公知
の接触燃焼方式、半導体式、固体熱伝導式などいずれも
適用可能であるが、応答速度の速いものが好適である。 また検知器２０の取付け位置は気抜き管８の途中に限定
せず、半導体基板２の非処理面２ｂに侵入した処理溶液
４によって発生するガスを検知するに好適な位置であれ
ばよく、半導体基板２の非処理面２ｂと保持体３によっ
て形成される空間７に対面していても支障はない。

【０００９】次に本実施例の作用について図２を用いて
説明する。図２は図１の実施例を用いて実際にＳｉ基板
の電界エッチングを行なう処理装置の概略図である。Ｓ
ｉ半導体基板２は基板保持体３によって固定され、ポテ
ンショスタット１５によって電位コントロールされ、処
理液４例えばヒドラジン水溶液中に浸漬されている。処
理溶液４の液中に設置された対向電極１４との間で電流
が流れることになる。処理液４はヒータ１９によって１
００℃前後に加熱される。ポテンショスタット１５は単
独で使用してもよいが、図２のようにパーソナルコンピ
ュータ１６を介してもよい。さて、エッチングが開始す
るとＳｉ半導体基板２の表面からはＨ２の気泡が多量に
発生する。この時、Ｓｉ半導体基板２に破損があったり
、あるいは図１に示した断面図のＯリング６が劣化があ
ると、ヒドラジンがＳｉ半導体基板２の非処理面２ｂに
まわり込み、金属電極５の腐蝕、あるいは金属電極５と
オーミック接触を得るためにＳｉ半導体基板２に予め蒸
着しておいた金属薄膜を腐蝕させたり、Ｓｉ面が露出し
ていればエッチングされてしまうなど不良の原因となる
。 そこで本実施例は、処理溶液４がＳｉ半導体基板２の非
処理面２ｂ側にまわり込み、金属電極５、金属薄膜、Ｓ
ｉ面等と接触することによって発生するＨ２ガスが気抜
き管８を通過すると、検知器１７がＨ２ガスを検知し、
Ｈ２ガスの増加したことをコントローラ１８によって確
認すると、パーソナルコンピュータ１６へ信号が送られ
る。 続いてパーソナルコンピュータ１６からの発信により、
例えば、ポテンショスタット１５は電圧の制御を中止し
ヒータ電源２０をＯＦＦ状態とする。同時に警報の発生
とエラーメッセージの表示を行なうようにしても良い。

【００１０】（実施例２）図３は、この発明の他の実施
例を示す図である。本実施例の構成は、保持体３に半導
体基板２を取付け、溶液槽１の処理溶液４中に浸漬する
。保持体３に半導体基板２を取付ける面にはＯリング６
装着用の溝３ｃが円周上に穿設されており、Ｏリング６
は半導体基板２と接している。半導体基板２の非処理面
２ｂは気抜き管８を経て真空ポンプ１０に連通しており
、真空ポンプ１０によって気抜き管８内を減圧すること
により半導体基板２は、保持体３に密着固定されている
。気抜き管８と真空ポンプ１０との間の通路に電磁弁１
２が配設されており、電磁弁１２は気抜き管８と真空ポ
ンプ１０との間を開放したり閉塞したりすることができ
る。請求項２記載の通路開閉手段とは、例えば本実施例
の電磁弁１２に相当する。気抜き間８内には処理溶液の
侵入を検出するセンサ１３が設置されている。制御装置
１１はセンサ１３からの検知信号１１ａを入力し、電磁
弁１２に開閉信号ｂを出力する。

【００１１】次に本実施例の作用を説明する。半導体基
板２を保持体３に取り付け、真空ポンプ１０を駆動する
ことによって半導体基板２を保持体３に吸着させる。こ
のとき電磁弁１０は開放されている。このとき、処理溶
液４はＯリング６によりシーリングされているから、半
導体基板２と保持体３の間には処理溶液４が侵入するこ
とはない。保持体２に破損等が生じ、溶液８が真空吸着
管５へ浸入した場合などには、センサ１３が処理溶液４
の侵入を検出し、検知信号１１ａを制御装置１１へ送り
、制御装置１１は電磁弁閉信号１１ｂを電磁弁１２へ送
り電磁弁１２を閉じる。制御装置１１にブザーまたは警
報機などを付加することにより異常を知らせることも可
能である。

【００１２】実施例１は、半導体基板の破損やシール材
の劣化を未然に防止するものではなく、半導体基板２の
非処理面２ｂへの処理溶液４の侵入事故が発生した時に
速やかに対処するものであるから、事故発生時点で直ち
に処理を中止することにより時間の無駄がなく、事故に
よる損害を最小限にとどめることができ、しかも処理溶
液４の加熱中止、半導体基板２への電位コントロール中
止などの操作を自動的に行なうことにより、半導体の湿
式処理装置を安全な状態に維持することができる。

【００１３】また、実施例２は、気抜き管内にセンサと
電磁弁１２を設け、センサ１３が処理溶液４の漏出を検
知した時電磁弁１２を閉じることにより、真空ポンプ１
０内への処理溶液４の浸入を防止することができる。

【００１４】

【発明の効果】本発明の実施により、半導体基板の非処
理面側への処理溶液の侵入を迅速に検知することによっ
て、半導体の湿式処理装置を安全に停止し事故の発生を
未然に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る半導体の湿式処理装置の実施例１
の要部を示す断面図である。

【図２】本発明に係る半導体の湿式処理装置の実施例１
の全体を示す構成図である。

【図３】本発明に係る半導体の湿式処理装置の実施例２
の要部を示す断面図である。

【図４】従来技術の要部断面図である。

【図５】他の従来技術の要部断面図である。

【符号の説明】

１　　　　溶液槽 ２　　　　半導体基板 ２ａ　　処理面 ２ｂ　　非処理面 ３　　　　保持体 ３ａ　　蓋 ３ｂ　　ケース ４　　　　処理溶液 ５　　　　金属電極 ６　　　　Ｏリング ７　　　　空間 ８　　　　気抜き管 ９　　　　配線 １０　　　　真空ポンプ １１　　　　制御装置 １１ａ　　検知信号 １１ｂ　　開閉信号 １２　　　　電磁弁 １３　　　　センサ １４　　　　対向電極 １５　　　　ポテンショスタット １６　　　　パーソナルコンピュータ １７　　　　検知器 １８　　　　コントローラ １９　　　　ヒータ ２０　　ヒータ電源

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】半導体基板の処理面が処理溶液に接面する
   ように保持する保持体と、該保持体と前記半導体基板の
   間に介在し非処理面を処理溶液に対して密封するシール
   部材とを有する半導体の湿式処理装置において、前記非
   処理面と対向する前記保持体内の空間と連通する通路に
   前記処理溶液と反応するガスの検知器を設置しているこ
   とを特徴とする半導体の湿式処理装置。
2. 【請求項２】半導体基板の処理面が処理溶液に接面する
   ように保持する保持体と、該保持体と前記半導体基板の
   間に介在し非処理面を処理溶液に対して密封するシール
   部材とを有する半導体の湿式処理装置において、前記保
   持体と前記半導体基板との間を脱気する気抜き管及び真
   空ポンプと、前記気抜き管内に処理溶液が侵入したこと
   を検出する手段と、前記検出手段からの信号により、前
   記気抜き管と前記真空ポンプとを連結する通路に設けた
   電磁弁を開閉制御する装置を備えていることを特徴とす
   る半導体の湿式処理装置。