JPH06310487A

JPH06310487A - ウェットエッチング装置及びフィルタ再生方法

Info

Publication number: JPH06310487A
Application number: JP9295193A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Matsui; 淳松井
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1993-04-20
Filing date: 1993-04-20
Publication date: 1994-11-04
Anticipated expiration: 2011-10-09
Also published as: JP2541443B2

Abstract

(57)【要約】【目的】エッチング用処理液中のパーティクルで目詰
りを起したフィルタを再生する。【構成】フィルタ９及びポンプ１０を含むエッチング
用処理液循環ラインに、薬液槽１１からの薬液Ｌ₂と純
水供給部１６からの純水とを供給して、フィルタ９のパ
ーティクルを溶解，除去する。これにより、フィルタ９
の目詰りをなくして、フィルタ９を再生する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造に使われる
ウェットエッチング装置及びフィルタの再生方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来のウェットエッチング装置は図５に
示すように、処理槽２９の処理液中に、キャリア３２に
支持されたウェハ３３を浸漬し、処理槽２９からオーバ
ーフローした処理液をポンプ３１でフィルタ３０に通
し、フィルタ３０で処理液中のパーティクルを捕捉し、
浄化した処理液を処理槽２９に循環させてウェハ３３を
エッチング処理していた。

【０００３】図６は、従来のウェットエッチング装置に
おけるウェハ処理枚数とウェハ表面上のパーティクル数
との関係を示す図である。

【０００４】処理液としてリン酸水溶液を用い、ウェハ
の窒化ケイ素膜をエッチング処理する場合について説明
する。処理槽２９内の温度１５０℃のリン酸水溶液中に
ウェハ３３の表面に窒化ケイ素膜を２０００オングスト
ローム形成するにあたって、ウェハ３３を６０分浸漬し
てエッチング処理を行う。窒化ケイ素膜をエッチング処
理すると、パーティクルが処理液中に混入し、ウェハ処
理枚数が多くなるにつれてパーティクル数も多くなり、
特に２５００枚を過ぎると、図６から明らかなようにパ
ーティルの増加率が高くなる。図６の場合には、パーテ
ィクルの直径が０．３μｍ以上のものをカウントしてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】パーティクル数が増加
すると、ウェハ表面にパーティクルが付着してウェハ表
面が汚染され、ウェハ上に半導体素子を製造する場合の
歩留りが低下することとなるため、従来の装置では、ウ
ェハ処理枚数が２５００枚になる前に、フィルタを交換
していた。フィルタの交換は、ほぼ６ケ月に１回の割で
行われ、しかも、フィルタ自体が高価であるため、ラン
ニングコストが上昇してしまうという問題があった。

【０００６】本発明の目的は、フィルタ自体を交換する
ことなく、フィルタを再生して使用するようにしたウェ
ットエッチング装置及びフィルタ再生方法を提供するこ
とにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係るウェットエッチング装置は、エッチン
グ処理部と、フィルタ再生部と、流路切替部とを有し、
処理液中に被エッチング材を浸漬し、処理液中のパーテ
ィクルを捕捉し、浄化された処理液を循環させて被エッ
チング材をウェットエッチング処理するウェットエッチ
ング装置であって、エッチング処理部は、処理槽と、フ
ィルタと、ポンプとを有し、処理槽は、エッチング用の
処理液が充填されたものであり、フィルタは、処理液中
に含まれるパーティクルを捕捉するものであり、ポンプ
は、処理槽からオーバーフローした処理液を前記フィル
タに通して前記処理槽に循環させるものであり、フィル
タ再生部は、前記ポンプにより薬液をフィルタに供給
し、該薬液でフィルタのパーティクルを溶解，除去さ
せ、その処理後に前記フィルタ及びポンプを純水で洗浄
してフィルタを再生するものであり、流路切替部は、前
記フィルタ及びポンプを、処理液の配管系と、薬液及び
純水の配管系とに切替えて接続し、かつ処理槽内の廃棄
用処理液と、フィルタ再生後の処理済薬液及び廃水とを
廃棄配管系に廃棄処分するものである。

【０００８】また、補給槽を有し、該補給槽は、未使用
の処理液を前記処理槽内に供給するものである。

【０００９】また、圧力センサを有し、該圧力センサ
は、前記フィルタの一次側及び二次側の流路中に設置さ
れ、その圧力差により前記フィルタの目詰りを監視する
ものである。

【００１０】また、前記薬液はフッ酸であり、前記処理
液はリン酸であり、前記被エッチング材は、窒化ケイ素
膜である。

【００１１】また、本発明に係るウェットエッチング装
置のフィルタ再生方法は、薬液処理と、洗浄処理とを行
い、エッチング用処理液中のパーティクルを捕捉するフ
ィルタを再生させるウェットエッチング装置のフィルタ
再生方法であって、薬液処理は、フィルタに薬液を接触
させて、該フィルタに付着したパーティクルを薬液で溶
解，除去する処理であり、洗浄処理は、薬液に接触した
フィルタを純水で洗浄する処理である。

【００１２】

【作用】ウェハ上の窒化ケイ素（Ｓｉ₃Ｎ₄）膜をリン酸
でエッチングする場合に、フィルタに付着するパーティ
クルの成分は、Ｓｉ−Ｏ−Ｐからなり、これらはＳｉ₃
Ｎ₄とリン酸の反応生成物であることが判明した。ま
た、この生成物はフッ酸（ＨＦ）で溶けることが確認さ
れた。

【００１３】そこで、フィルタにフッ酸を接触させ、フ
ッ酸でフィルタのパーティクルを溶解，除去することに
より、フィルタを再生する。また、フィルタから除去さ
れたパーティクルは、エッチング用処理槽に帰還させる
ことなく、槽外に廃棄処分することにより、処理槽内の
クリーン化を図る。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図により説明する。

【００１５】（実施例１）図１は、本発明の実施例１に
係るウェットエッチング装置を示す構成図である。

【００１６】図１において、本発明に係るウェットエッ
チング装置は、エッチング処理部と、フィルタ再生部
と、流路切替部とを有している。

【００１７】エッチング処理部は、処理槽８と、フィル
タ９と、ポンプ１０とを含んでいる。処理槽８は、内外
２重槽８ａ，８ｂからなり、エッチング用の処理液Ｌ₁
が充填され、内槽８ａの上縁から処理液Ｌ₁を外槽８ｂ
にオーバーフローさせ、そのオーバーフローさせた処理
液Ｌ₁を外槽８ｂから内槽８ａに循環させる構造になっ
ている。実施例において、処理液Ｌ₁として、リン酸を
用いており、ウェハ上の窒化ケイ素（Ｓｉ₃Ｎ₄）膜をエ
ッチング処理するようになっている。

【００１８】フィルタ９は、処理液Ｌ₁中に含まれるパ
ーティクルを捕捉するものであり、ポンプ１０は、外槽
８ｂにオーバーフローした処理液Ｌ₁をフィルタ９に通
して処理槽８に帰還するものであり、フィルタ９及びポ
ンプ１０は、処理槽８の外槽８ｂと内槽８ａの間の配管
Ｐ₁に直列に設置されている。

【００１９】さらに、補給槽１３を設置し、補給槽１３
内の未使用処理液Ｌ₁を弁１２及び配管１２ａを介して
処理槽８の内槽８ａ内に供給するようになっている。

【００２０】フィルタ再生部は、薬液槽１１と純水供給
部１６とを含んでいる。薬液槽１１は、薬液Ｌ₂が充填
されており、薬液Ｌ₂としてフッ酸（ＨＦ）を用いてい
る。薬液槽１１は、配管Ｐ₂，Ｐ₃を介して、その一方の
出入口がフィルタ９の下流側配管Ｐ₁に接続され、他方
の出入口がポンプ１０の上流側配管Ｐ₁に接続されてい
る。また、純水供給部１６は、配管Ｐ₄を介してポンプ
１０の上流側配管Ｐ₁に接続されている。

【００２１】流路切替部は、廃棄用配管Ｐ₅，Ｐ₆と、弁
１，２，３，４，５，６，７と、弁制御部１７とを含ん
でいる。廃棄用配管Ｐ₅，Ｐ₆は、フィルタ９の下流側配
管Ｐ₁にそれぞれ接続されている。弁１は、フィルタ９
の下流側配管Ｐ₁と処理槽８の内槽８ａ底部の間に接続
され、弁２は、外槽８ｂの底部とポンプ１０の上流側配
管Ｐ₁の間に接続されている。弁３は配管Ｐ₃に、弁４は
配管Ｐ₂にそれぞれ接続され、弁５は配管Ｐ₅に、弁６は
配管Ｐ₆に、弁７は配管Ｐ₄にそれぞれ接続されている。
弁制御部１７は、シーケンスに従って弁１〜７の開閉制
御を行うようになっている。

【００２２】実施例において、被エッチング材としての
ウェハの窒化ケイ素膜に対してリン酸を用いてエッチン
グ処理を行う場合について説明する。ウェハは図５に示
すようにキャリアに支持されて処理槽８の内槽８ａ内に
収容され、ウェハが処理液Ｌ₁内に浸漬される。

【００２３】ウェハ処理の際には、弁制御部１７の指令
により弁１及び弁２を開き、残りの弁３〜弁７を閉じた
状態とする。そして、処理槽８内の処理液Ｌ₁をポンプ
１０でフィルタ９に通して処理液Ｌ₁中のパーティクル
をフィルタ９で捕捉しつつ、浄化された処理液Ｌ₁を処
理槽８内に循環させて処理槽８内の処理液Ｌ₁でウェハ
の窒化ケイ素膜をエッチング処理する。

【００２４】エッチング処理が継続して行われてウェハ
処理枚数が所定値、例えば図２のように２５００枚に達
すると、フィルタ９が目詰りを起して、フィルタ９の再
生を行う必要がある。

【００２５】以下、本発明によるフィルタ９の再生方法
について説明する。フィルタ９が目詰りを起した場合に
は、ウェハ処理を中止して、弁制御部１７の指令によ
り、弁１，弁２を開き、弁３，弁４，弁６，弁７を閉じ
る。そして、弁５を開いて、処理槽８の内外槽８ａ，８
ｂ及び配管Ｐ₁内の処理液Ｌ₁を廃棄用配管Ｐ₅より廃棄
処分する。

【００２６】次に、弁制御部１７により、弁１，弁２，
弁５，弁６及び弁７を閉じ、弁３及び弁４を開く。そし
て、ポンプ１０を駆動して薬液槽１１内の薬液Ｌ₂を配
管Ｐ₁及びＰ₃を介してフィルタ９に供給し、フィルタ９
を通過した薬液Ｌ₂を配管Ｐ₁及びＰ₂を介して薬液槽１
１に帰還させる。この薬液Ｌ₂の循環を５〜６０分間行
う。フィルタ９に捕捉されたパーティクルは薬液Ｌ₂と
接触するため、パーティクルは薬液Ｌ₂に溶解されて除
去され、フィルタ９は、目詰りが解消されて再生され
る。

【００２７】次に、ポンプ１０を駆動したままで弁４を
閉じて弁５を開き、薬液槽１１及び配管Ｐ₁，Ｐ₂及びＰ
₃内の薬液Ｌ₂を廃棄用配管Ｐ₅から廃棄処分する。

【００２８】引き続いて、弁制御部１７により弁３及び
弁５を閉じ、かつ弁７を開いて、純水供給部１２から純
水を配管Ｐ₄，Ｐ₁内を経てフィルタ９及びポンプ１０に
供給して洗浄し（５〜６０分間）、その後、弁６を開
き、その廃水を薬液とともに廃棄用配管６より廃棄処分
する。

【００２９】最後に、弁制御部１７により、弁１及び弁
２を開き、かつ弁６を閉じる。そして、補給槽１３の弁
１２を開いて、未使用のエッチング用処理液Ｌ₁を処理
槽８内に供給する。

【００３０】この状態でポンプ１０を駆動すると、処理
槽８内の処理液Ｌ₁がフィルタ９を通過して浄化され、
ウェハ処理が可能な状態に移行する。

【００３１】図２に、図１の本発明装置を使用したとき
のウェハ処理枚数とウェハ表面上のパーティクル数との
関係を示す。ウェハ処理枚数が２５００枚に達した時点
で、フィルタ９の再生を行い、再生終了後、再度ウェハ
処理を継続して行う。フィルタの再生を行うことによ
り、目詰りが解消され、しかも、フィルタから除去され
たパーティクルは、処理槽に帰還されることなく、廃棄
処分されるため、パーティクルの急激な増加が抑制さ
れ、処理槽のクリーン化が図られる。また、フィルタ自
体を交換することなく、フィルタに目詰りを生じさせる
パーティクルを除去してフィルタを再生して使用するた
め、ランニングコストを低くすることができる。

【００３２】（実施例２）図３は、本発明の実施例２に
係るウェットエッチング装置を示す構成図である。

【００３３】実施例１では、処理槽８内のパーティクル
数を定期的に測定してフィルタの再生時期を定めてい
た。これに対して本実施例は、フィルタの再生時期がエ
ッチング処理の情況等により変動するものであるから、
フィルタの一次側と二次側の圧力差を検知することによ
り、リアルタイムでフィルタの再生時期を決定し、フィ
ルタの再生を適切に行うようにしたものである。すなわ
ち、本実施例は、フィルタ９の一次側と二次側の配管Ｐ
₁内に圧力センサ１４，１５をそれぞれ設置し、２つの
圧力センサ１４，１５で検出した圧力値を弁制御部１７
で監視し、その圧力差が特定値に達した時点で弁１〜７
を開閉制御してフィルタ９の再生を行うようにしたもの
である。

【００３４】図４に、ウェハ処理枚数と、２つの圧力セ
ンサで検知した圧力差との関係を示す。フィルタ９で
は、捕捉したパーティクルが流路抵抗として作用するた
め、一次側と二次側とに圧力差が生じ、その圧力差が１
ｋｇ／ｃｍ²になった時点で目詰りを起こす。

【００３５】そこで、圧力センサ１４と１５の圧力差が
１ｋｇ／ｃｍ²になった時点でフィルタ２２の再生を行
うとウェハ上のパーティクルが抑えられることがわか
る。もちろん、圧力差は、フィルタ９のろ過面積、ポン
プ１０の能力によって異なるため、個々の装置で定めな
ければならない。

【００３６】実施例１では、定期的にウェハ上のパーテ
ィクル数を測定し、パーティクルが増加し始めたらフィ
ルタ９の再生を行っていたが、本実施例によれば、予め
ウェハ上のパーティクルが増加し始める圧力差を測定
し、増加し始める圧力の前でフィルタ９の再生を自動的
に行うことができるため、定期的にウェハ上のパーティ
クル数を測定する時間を削減することができるという利
点を有する。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、フィルタ
とポンプを有するエッチング液循環ラインに薬液を注入
することにより、フィルタに付着したパーティクルを溶
解，除去し、次いでフィルタ等を純水で洗浄するため、
目詰りを起したフィルタを再生することができ、フィル
タ交換が不要となり、ランニングコストを低く抑えるこ
とができる。さらに、フィルタを含めたエッチング液循
環ラインが純水で洗浄されるため、次のエッチング処理
の際にパーティクル溶解用の薬液がエッチング液に混入
することがなく、エッチング処理を正常に行うことがで
きる。

【００３８】また、フィルタ再生時に、処理槽内の処理
液を廃棄処分して、未使用の処理液を供給するため、処
理槽内のクリーン化を図ることができる。

【００３９】また、圧力センサの一次側と二次側の圧力
を圧力センサで監視することにより、フィルタの再生時
期を決定してフィルタの再生を適切に実行することがで
き、かつフィルタ再生の自動化を図ることができる。

【００４０】また、フィルタに付着したパーティクル
は、Ｓｉ₃Ｎ₄とリン酸との反応生成物であることに着目
し、このパーティクルをフッ酸で溶解するため、フィル
タからパーティクルを確実に除去してフィルタを再生す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る実施例１を示す構成図である。

【図２】実施例１におけるウェハ処理枚数とウェハ表面
上のパーティクル数との関係を示す図である。

【図３】本発明に係る実施例２を示す構成図である。

【図４】実施例２におけるウェハ処理枚数と圧力センサ
の圧力差との関係を示す図である。

【図５】従来例を示す構成図である。

【図６】従来例におけるウェハ処理枚数とウェハ表面上
のパーティクル数との関係を示す図である。

【符号の説明】

１〜７弁８処理槽９フィルタ１０ポンプ１１薬液槽１２弁１３補給槽

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エッチング処理部と、フィルタ再生部
と、流路切替部とを有し、処理液中に被エッチング材を
浸漬し、処理液中のパーティクルを捕捉し、浄化された
処理液を循環させて被エッチング材をウェットエッチン
グ処理するウェットエッチング装置であって、エッチング処理部は、処理槽と、フィルタと、ポンプと
を有し、処理槽は、エッチング用の処理液が充填されたものであ
り、フィルタは、処理液中に含まれるパーティクルを捕捉す
るものであり、ポンプは、処理槽からオーバーフローした処理液を前記
フィルタに通して前記処理槽に循環させるものであり、フィルタ再生部は、前記ポンプにより薬液をフィルタに
供給し、該薬液でフィルタのパーティクルを溶解，除去
させ、その処理後に前記フィルタ及びポンプを純水で洗
浄してフィルタを再生するものであり、流路切替部は、前記フィルタ及びポンプを、処理液の配
管系と、薬液及び純水の配管系とに切替えて接続し、か
つ処理槽内の廃棄用処理液と、フィルタ再生後の処理済
薬液及び廃水とを廃棄配管系に廃棄処分するものである
ことを特徴とするウェットエッチング装置。
【請求項２】補給槽を有し、該補給槽は、未使用の処理液を前記処理槽内に供給する
ものであることを特徴とする請求項１に記載のウェット
エッチング装置。
【請求項３】圧力センサを有し、該圧力センサは、前記フィルタの一次側及び二次側の流
路中に設置され、その圧力差により前記フィルタの目詰
りを監視するものであることを特徴とする請求項１、又
は２に記載のウェットエッチング装置。
【請求項４】前記薬液はフッ酸であり、前記処理液は
リン酸であり、前記被エッチング材は、窒化ケイ素膜で
あることを特徴とする請求項１，２、又は３に記載のウ
ェットエッチング装置。
【請求項５】薬液処理と、洗浄処理とを行い、エッチ
ング用処理液中のパーティクルを捕捉するフィルタを再
生させるウェットエッチング装置のフィルタ再生方法で
あって、薬液処理は、フィルタに薬液を接触させて、該フィルタ
に付着したパーティクルを薬液で溶解，除去する処理で
あり、洗浄処理は、薬液に接触したフィルタを純水で洗浄する
処理であることを特徴とするウェットエッチング装置の
フィルタ再生方法。