JPH0435901B2 - - Google Patents

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JPH0435901B2
JPH0435901B2 JP63285285A JP28528588A JPH0435901B2 JP H0435901 B2 JPH0435901 B2 JP H0435901B2 JP 63285285 A JP63285285 A JP 63285285A JP 28528588 A JP28528588 A JP 28528588A JP H0435901 B2 JPH0435901 B2 JP H0435901B2
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etching
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cleaning
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Kyoshi Yoshikawa
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Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、半導体基板（ウエーハとも呼ぶ）の
エツチング処理装置に関するもので、特に半導体
基板端面のエツチング処理に使用されるものであ
る。
（従来の技術） 半導体装置の製造に際して、半導体基板の端面
のみをエツチング処理する場合がある。例えば大
型電力用半導体装置等では、オリエンテーシヨン
フラツトを設けない円板状のウエーハが半導体基
板として用いられ、耐圧保持のためウエーハ側面
をウエーハ主表面に対して傾斜させたベベル構造
が施されることが多い。このウエーハの傾斜側面
にはベベル加工時の破砕欠陥が存在するので、エ
ツチングによりこれを除去する必要がある。この
ようなウエーハ端面のみをエツチング処理する従
来技術について図面を参照して以下説明する。
第３図ａに示すように、ウエーハ１の一方の主
表面全体に刷毛で耐エツチング液２を塗つた後、
ウエーハと同径のふつ素樹脂製円板３に貼り付け
る。次にこの円板３を下にして、熱板上に載置し
て数分間ベーキングしてウエーハ１と円板３とを
固着される。ベーキング後、前記ウエーハの他方
の主表面（パターン作成面）に刷毛で耐エツチン
グ液２を塗つて、上記と同様にベーキングする。
上記作業ではウエーハ端面に耐エツチング液が付
着しないようにすることが重要なポイントであ
る。
次に第３図ｂに示すように、上記ふつ素樹脂製
円板付きウエーハをピンセツト４で挟み、エツチ
ング液槽５のエツチング液６内に一定時間浸漬
し、ウエーハ端面のみのエツチングを行なう。エ
ツチング処理後、水洗洗浄によりエツチング液を
上記円板付きウエーハから完全に除去する。更に
ボイル中の有機溶剤中に上記ウエーハを浸漬し
て、ウエーハ１から円板３を剥がすと共に耐エツ
チング液も除去する。除去後、ウエーハをピンセ
ツトで挟み、流水槽中で揺動し、洗浄する。洗浄
後、第３図ｃに示すように赤外線ランプ７の下に
ウエーハを載置し乾燥を行なう。
上記従来のエツチング処理手段には次のような
問題点が存在する。(1)ウエーハ端面に耐エツチン
グ液が付着しないよう、ウエーハの両主表面に耐
エツチング液を塗るのに注意が必要で、塗布のた
めの作業時間が長い。(2)ウエーハ端面に耐エツチ
ング液が付着しないようにふつ素樹脂製円板を貼
り付けるのに時間がかかる。(3)エツチング液へ浸
漬後、固化した耐エツチング液を除去するのに、
ボイル中の有機溶剤へ浸漬、次に流水洗浄、ラン
プ乾燥と後工程が大変である。(4)ウエーハからふ
つ素樹脂基板を剥がした後、例えばランプ乾燥等
においてピンセツトでウエーハを挟んでセツト、
リセツト等するので、ウエーハ端面が欠け（チツ
ピング）ることが多く、歩留り低下の原因となつ
ている。(5)ウエーハの両主表面の耐エツチング液
の塗布膜に膜厚のムラがあるため、製造歩留りが
低下する。(6)耐エツチング液塗布、ふつ素樹脂円
板貼り付け、耐エツチング塗布膜及び円板の剥が
し作業及びランプ乾燥等、作業者による作業工程
が多くあるため、自動化が遅れていると共に作業
時間が長い。(7)エツチング液や有機溶剤の使用量
が多い。(8)有害な薬液を使うので公害上問題があ
る。(9)工程が多く納期確保が困難である。
（発明が解決しようとする課題） これまで述べたように、従来技術では、作業者
による作業工程が多く、ウエーハ端面のみをムラ
なく一様にエツチングすることが困難で、品質及
び歩留り上問題がある。又エツチング、洗浄、乾
燥等の諸工程に長時間を必要とし、エツチング
液、有機溶剤等の使用量が多く、人体に対する作
業の安全性にも問題がある。
本発明の目的は、上記のような従来技術の諸問
題点を解決し、ウエーハ端面のみに対するエツチ
ング処理をムラなく短時間で自動的に行なうこと
ができ又エツチング処理後の洗浄、乾燥工程も連
続して自動的に実施できるようにして、製造歩留
りの向上、工程に要する時間の短縮、薬液使用量
の減少及び作業の安全性の向上が可能となる半導
体基板エツチング装置を提供することである。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明の半導体基板エツチング装置は、(a)半導
体基板（ウエーハともいう）の直径より小さい直
径を持ちこの基板の一方の主表面（以下裏面と略
記する）に接してこれを水平状態に保持する弾性
シール部材を頂面外周に組み付け、内部の排気通
路となる中空部に連通して斜め外方に向かつて頂
面に開口すると共に開口部が頂面の中央から周縁
に向かつて一列に配設される複数の排気穴を設け
た回転可能な第１真空チヤツクと、(b)上記半導体
基板の近傍で水平状態に設けられ、回転外側面に
前記基板の端面が非接触状態で入り込み端面を覆
う溝部を有するローラーと、前記基板の端面に接
触してエツチングを行なうためのエツチング液を
前記溝付きローラーの溝部に供給する手段とを有
する半導体基板端面エツチング機構（特願昭63−
149597号参照）と、(c)水平方向及び上下方向に移
動可能で、前記半導体基板の他方の主表面（以下
表面と略記する）を吸着保持して前記第１真空チ
ヤツクの頂面から所定間隔の上方位置に移動でき
る回転又は非回転の第２真空チヤツクと、(d)第１
真空チヤツクに保持された前記半導体基板の側面
に対向して配設され、この端面に洗浄液を吹き付
ける端面洗浄ノズルと、 第１真空チヤツクの頂面と第２真空チヤツクに
保持された前記基板裏面とに挟まれる前記所定間
隔領域の側面に対向して配設され、この所定間隔
領域に洗浄液を噴出する洗浄ノズルとを有する半
導体基板洗浄機構と、(e)回転する第１真空チヤツ
クの前記複数の排気穴から乾燥ガスを前記半導体
基板の裏面に吹き付けて乾燥し、又第１真空チヤ
ツクに保持された前記半導体基板の表面を回転乾
燥する半導体基板乾燥機構とを具備することを特
徴とするものである。
なお上記の半導体基板の端面は、基板の両主表
面の周縁部を含む基板側面をいう。
（作用） 半導体基板端面エツチング機構のローラーの溝
部には、エツチング液供給手段例えばローラー近
傍に設けられるエツチング液供給ノズルから、エ
ツチング液が供給される。エツチング液は表面張
力により溝部をほぼ満たして保持される。ローラ
ーの回転と第１真空チヤツクの回転に伴い、基板
端面は溝部を満たすエツチング液に接触し、エツ
チング液の一部は基板端面に転送され、エツチン
グ処理が行なわれる。又ローラーと基板の回転に
よりエツチング液は常に更新されるので一様で効
率のよいエツチング処理が行なわれる。基板の表
面の周縁に付着するエツチング液は、基板の回転
に伴う遠心力により周縁より内部には流入しな
い。又基板の裏面に付着するエツチング液は、基
板に密着する弾性シール部材により内部には侵入
しない。なお弾性シール部材を設けないでチヤツ
クの頂面に直接基板を吸着した場合には、試行結
果によれば真空吸引力によりエツチング液が内部
に侵入する現象がしばしば見られた。弾性シール
部材を付加することにより、エツチング領域を基
板の端面のみに確実に限定できる。エツチング処
理後、端面洗浄ノズルから吹き付ける洗浄液によ
り基板端面が洗浄される。
端面洗浄後、半導体基板は第２真空チヤツクに
より吸着保持され、第１真空チヤツクの頂面から
所定間隔の上方位置に移動し停止する。半導体基
板洗浄機構の洗浄ノズルから噴出される洗浄液に
より基板裏面及び第１真空チヤツクの頂面の洗浄
が行なわれる。この洗浄作業中、第１真空チヤツ
クの頂面に開口する排気穴から乾燥ガスが噴出
し、洗浄液が排気穴へ流入するのを防止する。又
第１真空チヤツクは回転しているので、回転する
排気穴から噴出するガスの流れが洗浄液の流れに
作用して、洗浄を短時間に行なうことができる。
洗浄後、乾燥ガスのみ流して、第１真空チヤツク
の頂面と基板裏面の乾燥が行なわれる。乾燥ガス
が噴出する排気穴は、回転するチヤツク頂面の中
央から周縁に向かつて一列に開口しているので、
被処理面を一様にしかも短時間に乾燥することが
できる。なおこの洗浄、乾燥工程において、基板
を保持する第２真空チヤツクは回転しても又非回
転であつても上記効果は得られるが、第２真空チ
ヤツクに、第１真空チヤツクの回転方向と逆方向
の回転を与えると上記効果は倍加され望ましい実
施態様である。
次に再び半導体基板は第１真空チヤツクの弾性
シール部材上に密着保持され、洗浄ノズルより洗
浄液を吹き付け、基板表面の洗浄を行なう。洗浄
後、第１真空チヤツクを高速回転し、基板表面の
乾燥を行なう。乾燥を短時間で行なうため、第１
真空チヤツクの回転は少なくとも2000r.p.m以上
の高速回転とすることが望ましい。
（実施例） 以下本発明の実施例について図面を参照して説
明する。第１図は本発明の半導体基板エツチング
装置の実施例の構成を説明するための模式図であ
り、同図ａは部分断面を含む正面図で、同図ｂは
一部省略平面図である。
回転する第１真空チヤツク１１は弾性シール部
材１２（本実施例ではＯリングを使用する。以下
Ｏリングと記す）を具備する。符号１は端面をエ
ツチング処理する半導体基板（ウエーハ）であ
る。Ｏリング１２は、弾性に富む部材からなり、
その直径が基板１の直径より小さく、基板１の一
方の主表面（裏面と略記）１ｂに密接して基板１
を水平状態に保持している。Ｏリング１２は、第
１真空チヤツクの頂面１９の外周に切り欠きを設
け、この切り欠き部に組み付けられる。第１真空
チヤツクは中空の回転軸１６上に固着され、その
内部に回転軸の中空に連通して排気通路となる中
空部１４が設けられる。又中空部１４と連通して
斜め外方に向かつて45度又は60度の角度で頂面１
９に開口する小さな排気穴１５が数個設けられ
る。排気穴１５の開口部は頂面１９の中央から周
縁に向かつて一列に配設される（第１図ｂ参照）。
本実施例では前記開口部は、頂面の中心から半径
に沿つて直線状に配列されるが、これに限定され
ない。即ち上記配列は湾曲したり、半径方向から
ずれていてもよく、又このような配列を複数組設
けても差支えない。回転軸１６は、図示しない回
転駆動装置に連結される。回転軸１６の回転数は
可変で、所望により2000r，ｐ，ｍ以上の高速回
転が可能な回転駆動装置を使用する。又回転軸の
中空の一端はバルブ１７を介して真空パイプライ
ンに、又バルブ１８を介してN2ガスパイプライ
ンにそれぞれ並列に接続される。
半導体基板端面エツチング機構２１は、回転軸
２２に固着されるローラー２１と、エツチング液
供給手段（エツチング液供給ノズル）２３とを具
備する。ローラー２１は基板１の近傍で水平状態
に設けられる。又ローラー２１の外側面には、基
板１の端面が非接触状態で入り込む溝部２１ａ、
即ち溝部２１ａによつて基板端面が覆われる形状
の溝部２１ａが形成される。エツチング液供給手
段２３は、ローラー２１の近傍に設けられるノズ
ルで、回転するローラー２１の溝部２１ａにエツ
チング液を供給する。なおエツチング液供給手段
は、上記実施例に限定されない。例えば回転軸２
２及びローラー２１を経て溝部２１ａに開口する
エツチング液供給路をこれらの内部に設ける等そ
の他の手段を用いても良い。回転軸２２は図示し
ない回転駆動装置に連結され、所望回転数の回転
をローラー２１に与える。
第２真空チヤツク３１は、基板１を挟んで第１
真空チヤツク１１と対向する上方位置に設けら
れ、水平方向及び上、下方向に移動可能な図示し
ない駆動装置に連結される。又この駆動装置は、
所望により回転機構を具備し、後述の基板の洗
浄、乾燥工程において第２真空チヤツクを回転す
る。又第２真空チヤツク３１の内部には、図示し
ない真空パイプラインに連結し吸着面３３に開口
する排気穴３２が設けられる。又所望により吸着
面３３の外周に弾性シール部材を組み込む。第２
真空チヤツクは、基板１の他方の主表面（表面と
略記）１ａを吸着保持し、第１真空チヤツク１１
の頂面１９から所定間隔の上方位置に基板を移動
し停止できるようになつている。
半導体基板洗浄機構４１は、端面洗浄ノズル４
２と洗浄ノズル４３を具備している。端面洗浄ノ
ズル４２は、第１真空チヤツク１１に保持された
基板１の側面に対向する位置に設けられ、側面を
含む端面に洗浄液を吹き付けることができる。
又、洗浄ノズル４３は、第１真空チヤツクの頂面
１９と、第２真空チヤツク３１に吸着保持された
基板１の裏面との間の前記所定間隔領域の側面に
対向する位置に設けられ、この領域に洗浄液を噴
出する。
半導体基板乾燥機構は、前述の第１真空チヤツ
ク１１の中空部１４に連通する排気穴１５及びバ
ルブ１８を介して連結されるN2ガスパイプライ
ンと回転軸１６に結合される図示しない高速回転
可能な回転駆動装置等を具備する。
次に上記の半導体基板エツチング装置の動作に
ついて第２図を参照して説明する。第２図ａに示
すように、先ず第１真空チヤツク１１上に、半導
体基板１を載置し、バルブ１７を開いてチヤツク
内部を排気し、真空により基板１を保持する。図
示しないそれぞれの回転駆動装置を付勢し、第１
真空チヤツク１１及びローラー２１を第１図ｂに
示すように回転方向が互いに逆になるように回転
する。エツチング液供給ノズル２３より供給され
るエツチング液は、ローラー２１の溝部２１ａに
表面張力により保持される。溝部２１ａは基板１
の端面を覆うように配置されているので、ローラ
ーの回転と基板の回転に伴い、端面はエツチング
液に接触し、エツチング液は端面に転移し、端面
のみエツチング処理が行なわれる。
同図ｂに示すように、エツチング処理後、端面
洗浄ノズル４２より洗浄液（例えば純水）が回転
する基板１の端面に吹き付けられ、基板１の端面
は洗浄され、エツチング液は除去される。
次に同図ｃに示すように、端面洗浄後、第１真
空チヤツク１１の上方に移動してきた第２真空チ
ヤツク３１が下降し、基板１を真空吸着により第
１真空チヤツク１１より受け取り、保持すると共
にバルブ１７を閉じる。保持後基板１の裏面１ｂ
と第１真空チヤツクの頂面１９との間に所定の間
隔ができるまで上昇し停止する。次に図示しない
回転駆動装置により、第１真空チヤツク１１及び
第２真空チヤツク３１に、回転方向が互いに逆方
向の回転を与え、又N2ガス用のバルブ１８を開
き排気穴１５から外へ向かつてN2ガスを噴出さ
せると共に洗浄ノズル４３より洗浄液を所定間隔
領域に噴出する。第１真空チヤツクの頂面とこれ
と逆回転する基板１の裏面１ｂとは、噴出する
N2ガスと吹き付けられる洗浄液とにより、短時
間に洗浄される。洗浄液が排気穴に流入しないこ
とは勿論である。洗浄後、N2ガスを数秒間流し
て乾燥が行なわれる。
乾燥後、バルブ１８を閉じてN2ガスを止め、
第２真空チヤツク３１は下降し、同図ｄに示すよ
うに基板１を第１真空チヤツク１１のＯリング１
２上に移載し、バルブ１７を開いて基板１を真空
吸着する。吸着後、回転する基板１へ洗浄ノズル
４３より洗浄液を吹き付け、基板１の表面１ａの
洗浄を行なう。洗浄後、第１真空チヤツク１１に
3000r，ｐ，ｍの高速回転を与え、基板１の表面
１ａの乾燥を行なう。
上記実施例の半導体基板エツチング装置を使用
した結果、次の効果が得られる。
(1) 溝付きローラーの溝部より基板の端面にエツ
チング液を供給し、遠心力及び弾性シール部材
（Ｏリング）で基板の表裏面へのエツチング液
の侵入を防いでいるので、エツチングされる領
域は基板端面に限定され、歩留りが向上した。
(2) 基板のエツチング端面にしかエツチング液を
供給しないため、薬液の使用量は約20分の１以
下と大幅な節約がはかれた。
(3) エツチング液は常に新液が基板端面に供給さ
れるので、エツチングムラが無くなつた。
(4) エツチング後の基板端面へ直接洗浄液が吹き
付けられるので、短時間で洗浄ができ、洗浄液
も少量ですむ。
(5) 基板裏面と第１真空チヤツク頂面との洗浄
は、回転する頂面の一列に配置された排気穴か
ら外へ向かうN2ガスの流れと、吹き付けられ
る洗浄液とで行われるので、洗浄が一様に短時
間にできる。又その乾燥もN2ガスの流れによ
り短時間でできた。
(6) エツチング→洗浄→乾燥を自動的に同一位置
で行なうため、従来技術で見られた基板取り扱
い時の基板の欠け（チツピング）は皆無となつ
た。
(7) 従来技術の人体に有害な有機溶剤（トリクレ
ン）の使用が無くなり、作業の安全性が向上す
ると共に公害上の問題も無くなつた。
(8) 耐エツチング液塗布、及びその除去作業が不
要となり、工程が短縮されると共に薬液が不要
により大幅にランニングコストが下がつた。
［発明の効果］ これまで述べたように、本発明の半導体基板エ
ツチング装置によれば、従来技術の諸問題点は解
決され、基板端面のみにエツチング処理を限定
し、ムラなく短時間で自動的にエツチング処理を
行なうことができる。又エツチング処理後の洗
浄、乾燥工程も連続して自動的に実施できるよう
になり、従来技術に比し、製造歩留りの向上、工
程に要する時間の短縮、薬液使用量の減少及び作
業の安全性の向上が可能となる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の半導体基板エツチング装置の
一実施例の構成を説明するための模式図で、同図
ａは部材断面を含む正面図、同図ｂは一部省略平
面図、第２図は第１図に示す半導体基板エツチン
グ装置の動作を説明するための図、第３図は従来
の半導体基板エツチング処理の工程の説明図であ
る。 １……半導体基板、１ａ……半導体基板の他方
の主表面（裏面）、１ｂ……半導体基板の一方の
主表面（裏面）、１１……第１真空チヤツク、１
２……弾性シール部材（Ｏリング）、１４……中
空部、１５……排気穴、１６……回転軸、１９…
…頂面、２１……半導体基板端面エツチング機
構、２１……ローラー、２１ａ……溝部、２２…
…回転軸、２３……エツチング液供給手段（ノズ
ル）、３１……第２真空チヤツク、４１……半導
体基板洗浄機構、４２……端面洗浄ノズル、４３
……洗浄ノズル。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ (a) 半導体基板の直径より小さい直径を持ち
    この半導体基板の一方の主表面に接して該基板
    を水平状態に保持する弾性シール部材を頂面外
    周に組み付け、内部の排気通路となる中空部に
    連通して斜め外方に向かつて前記頂面に開口す
    ると共に開口部が前記頂面の中央から周縁に向
    かつて一列に配設される複数の排気穴を設けた
    回転可能な第１の真空チヤツクと、 (b) 上記半導体基板の近傍で水平状態に設けら
    れ、回転外側面に前記半導体基板の端面が非接
    触状態で入り込む溝部を有するローラーと、前
    記半導体基板の端面に接触してエツチングを行
    なうためのエツチング液を前記溝付きローラー
    の溝部に供給する手段とを有する半導体基板端
    面エツチング機構と、 (c) 水平方向及び上下方向に移動可能で、前記半
    導体基板の他方の主表面を吸着保持して前記第
    １真空チヤツクの前記頂面から所定間隔の上方
    位置に移動できる回転又は非回転の第２真空チ
    ヤツクと、 (d) 第１真空チヤツクに保持された前記半導体基
    板の側面に対向して配設され、この側面を含む
    端面に洗浄液を吹き付ける端面洗浄ノズルと、 第１真空チヤツクの頂面と第２真空チヤツク
    に保持された前記半導体基板の一方の主表面と
    に挟まれる前記所定間隔領域の側面に対向して
    配設され、前記所定間隔領域に洗浄液を噴出す
    る洗浄ノズルとを有する半導体基板洗浄機構
    と、 (e) 回転する第１真空チヤツクの前記複数の排気
    穴から乾燥ガスを前記半導体基板の一方の主表
    面に吹き付けて乾燥し、又第１真空チヤツクに
    保持された前記半導体基板の他方の主表面を回
    転乾燥する半導体基板乾燥機構とを 具備することを特徴とする半導体基板エツチン
    グ装置。
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