JPH0781929A

JPH0781929A - 二酸化珪素被膜の製造装置

Info

Publication number: JPH0781929A
Application number: JP25235693A
Authority: JP
Inventors: Kuniaki Horie; 邦明堀江; Yoshitaka Mukoyama; 佳孝向山
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 1993-09-14
Filing date: 1993-09-14
Publication date: 1995-03-28

Abstract

(57)【要約】【目的】切換弁の動作をスムーズにして、良質の二酸
化珪素被膜を成膜することのできる二酸化珪素被膜の製
造装置を提供する。【構成】二酸化珪素の過飽和状態となった珪弗化水素
酸溶液を含む処理液２と、該処理液を被処理基板３と接
触させて該基板表面に二酸化珪素被膜を析出させる処理
槽１と、前記処理液の二酸化珪素の過飽和状態を維持す
るために活性材を溶解させる処理液調整槽４と、前記処
理液を前記処理槽と前記処理液調整槽に循環させる循環
手段５と、該処理液の循環路に配置された濾過手段６と
を備えた二酸化珪素被膜の製造装置において、前記循環
路８には、流路の流れ方向を一方向或いは複数方向に切
換える切換弁Ｖ₁，Ｖ₂，Ｖ₃，Ｖ₄ を有し、該切換弁の
全て或いは一部個所に使用された切換弁が外部より液体
或いは気体を内部の切換弁弁体外周部１８に導くための
導入孔１７ａ、及び該導入孔より導入された液体或いは
気体を排出するた為の排出孔１７ｂを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、二酸化珪素被膜の製造
装置に係り、特に半導体製造工程や液晶表示装置等の電
子部品製造工程で、半導体ウエハ或いはガラス基板等の
被処理基板上に二酸化珪素被膜を液相より生成する二酸
化珪素被膜の製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】係る二酸化珪素被膜の液相成膜法（ＬＰ
Ｄ法）は、室温近傍での温度で成膜が可能であり、サブ
ミクロンレベルの表面凹凸でも追随性良く、均一な厚み
の欠陥の少ない被膜が得られるため、近年その実用化が
検討されている。この二酸化珪素被膜の液相成膜法は、
例えば特開昭６０−３３２３３号公報、特開昭６２−２
０８７６号公報等により提案されている。

【０００３】図６は、液相成膜法による二酸化珪素被膜
の製造装置の装置構成を示す説明図である。処理槽１に
は、被処理基板３である半導体基板又はガラス基板が装
填され、二酸化珪素の過飽和状態となった珪弗化水素酸
溶液を含む処理液２に浸漬され、基板３の表面には、二
酸化珪素被膜が析出される。処理液調整槽４では、処理
液２の二酸化珪素の過飽和状態を維持するために、アル
ミ、ホウ酸などの活性材７を溶解させる。

【０００４】二酸化珪素を過飽和に含む処理液２に被処
理基板３である例えば半導体ウエハを浸漬し、その表面
に二酸化珪素被膜を成膜する場合、処理液２中で析出す
る二酸化珪素等の粒子が成長して粗大化し、処理液２中
にいわゆるダストとして浮遊する。又、成膜中に処理液
２中に二酸化珪素等の粒子が析出し、処理槽１内壁、配
管路内壁、処理液調整槽４内壁等に付着する。成膜の進
行に伴い、壁面に付着した粒子に更に粒子が析出し、壁
面に付着した粒子層の被膜も徐々に厚くなる。槽内壁或
いは管路内壁に付着した粒子層が剥離すると、同様に処
理液２中に浮遊するダストとなる。このダストがウエハ
表面に付着し、二酸化珪素被膜の欠陥となり、半導体装
置の歩留まりを下げてしまうことがしばしばある。

【０００５】そこで処理液２中の二酸化珪素粒子等のダ
ストを除去するため、循環手段５と、濾過手段６を設
け、処理液２を循環濾過することが行われている。循環
手段５としては脈動が無く、濾過に悪影響を与えない、
又循環流量が比較的多くとれるポンプが使用されてい
る。濾過手段としては孔径０．０５〜１μｍ程度のフィ
ルタが用いられる。又、フィルタに洗浄装置を組み込
み、フィルタが目づまると自動的に洗浄することが行わ
れている。

【０００６】しかしながら、液相から二酸化珪素被膜を
成膜する上述の装置構成では、成膜速度が遅く、例えば
１０〜２０オングストローム／ｍｉｎの成膜速度で、成
膜するのに非常に時間を要してしまう。このように成膜
速度が遅いと、一回の成膜処理を行うと、槽内壁或いは
管路内壁は、付着した二酸化珪素の粒子層等によりかな
り汚染される。このため、１回の成膜中にフィルタが目
詰まりし閉塞してしまうため、図２に示すようにフィル
タ（Ｆ₁ ，Ｆ₂ ）を２系統１１，１２準備し、交互に切
り換えて使用することが行われている。即ち、例えば第
１の系統１１のフィルタＦ₁ を使用する際には、三方弁
Ｖ₁ ，Ｖ₃ を循環賂８側にして処理液を循環するように
する。その間第２の系統１２のフィルタＦ₂ の洗浄を行
う。フィルタＦ₂ の洗浄は、弗酸等の洗浄液を洗浄液入
口Ａから流入し、三方弁Ｖ₂ 及びフィルタＦ₂ を通し
て、三方弁Ｖ₄ から洗浄液出口Ｂに排出する。そして、
使用中のフィルタＦ₁ に目詰まりが生じ閉塞したなら
ば、三方弁Ｖ₂ ，Ｖ₄ を処理液の循環路８側に切り換
え、三方弁Ｖ₁ ，Ｖ₃ をそれぞれ洗浄液入口Ａ、洗浄液
出口Ｂ側に切り換え、フィルタＦ₂ で処理液２の濾過を
行い、その間にフィルタＦ₁ の洗浄を行う。

【０００７】図７は、係る従来の３方切換弁Ｖ₁ ，Ｖ
₂ ，Ｖ₃ ，Ｖ₄ の構造の一例を示すもので、（Ａ）は縦
断面図、（Ｂ）はそのＣＣ線に沿った横断面図である。
弁箱１１には、微少隙間部分１８を介して処理液の流路
を切換える弁体１２を備えている。弁箱１１は、処理液
の通路１５ａ，１５ｂ，１５ｃを備えている。一方、弁
体１２も処理液の通路１６ａ，１６ｂ，１６ｃを備えて
いる。弁軸１３は処理液の流路を切換えるもので、図示
の状態では処理液入口２０から通路１５ｃ，１６ｃ，１
６ａ，１５ａを通り処理液出口２１に連通している。弁
軸１３を９０℃回転させることによって、処理液入口２
０から通路１６ｂ，１５ｂを通り処理液出口２２の方に
流路を切換えることができる。弁体１２と弁箱１１間の
微少隙間部分１８は、Ｏリング１４によってシールされ
処理液が弁体外周部の微少隙間部分１８に入らないよう
にしている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、弁軸１
３を回転させることによって、処理液の流路を切換える
際に、処理液の通路１６ａ，１６ｂ，１６ｃは、瞬間的
にこれらＯリング１４によるシールの外の弁体外周部に
接することになり、処理液が微少隙間部分１８に充満し
てしまうことになる。Ｏリング１４によりシールされた
微少隙間部分１８に充満した処理液は二酸化珪素粒子を
析出することになり、析出した粒子層の被膜が弁体の動
きを悪くしたり、弁体の切換動作が困難になって、しば
しば装置を停止させていた。又、弁体が切換わったとし
ても、弁体と弁箱の隙間に析出した二酸化珪素粒子層の
被膜により、Ｏリングが傷つき、処理液の他回路への漏
れを生ずるとともに、剥離した被膜が処理液中に混入し
て、特にフィルターよりも下流の弁においては、処理槽
１に流入して被処理基板に付着し均一な成膜を阻害して
いた。

【０００９】本発明は、係る従来技術の問題点に鑑み為
されたもので、切換弁の動作をスムーズにして、良質の
二酸化珪素被膜を成膜することのできる二酸化珪素被膜
の製造装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の二酸化珪素被膜
の製造装置は、二酸化珪素の過飽和状態となった珪弗化
水素酸溶液を含む処理液と、該処理液を被処理基板と接
触させて該基板表面に二酸化珪素被膜を析出させる処理
槽と、前記処理液の二酸化珪素の過飽和状態を維持する
ために活性材を溶解させる処理液調整槽と、前記処理液
を前記処理槽と前記処理液調整槽に循環させる循環手段
と、該処理液の循環路に配置された濾過手段とを備えた
二酸化珪素被膜の製造装置において、前記循環路には、
流路の流れ方向を一方向或いは複数方向に切換える切換
弁を有し、該切換弁の全て或いは一部個所に使用された
切換弁が外部より液体或いは気体を内部の切換弁弁体外
周部に導くための導入孔、及び該導入孔より導入された
液体或いは気体を排出するた為の排出孔を有することを
特徴とする。

【００１１】

【作用】切換弁弁体の外周部に導くための導入孔、及び
該導入孔より導入された液体或いは気体を排出するため
の排出孔を備えることから、切換弁弁体外周部の洗浄を
行うことが可能となる。従って、切換弁の切換に伴い弁
体外周部に粒子層の被膜が析出しても洗浄により析出し
た粒子層を除去することができ、切換弁の動作不良、或
いは剥離した被膜が処理液中に混入してダストを放出す
るという問題を防止することができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の第１乃至第４の実施例を添付
図１乃至図４を参照しながら説明する。本実施例におい
て、二酸化珪素の過飽和状態となった珪弗化水素酸溶液
を含む処理液２から被処理基板３に二酸化珪素被膜を析
出させる処理槽１と、処理液の二酸化珪素の過飽和状態
を維持するために活性材を溶解させる処理液調整槽４
と、この処理槽１と処理液調整槽４間に処理液を循環さ
せる循環手段５と、処理液の循環路に配置された濾過手
段６とを備えることは従来の技術と同様である。

【００１３】第１実施例の三方切換弁Ｖ₁ ，Ｖ₂ ，Ｖ
₃ ，Ｖ₄ は、図１に示すように外部より液体或いは気体
を内部の切換弁弁体外周部の隙間１８に導くための導入
孔１７ａ及び導入された液体或いは気体を排出するため
の排出孔１７ｂを備えている。その他の構成要素は図７
に示す従来の切換弁と同様であり、同一又は相当の構成
要素には同一の符号を付してその説明を省略する。

【００１４】図示するように３方切換弁には処理液入口
２０、処理液出口２１，２２とは別に、洗浄液の出入口
である導入孔１７ａ，排出孔１７ｂの２個所を設け、こ
こから随時洗浄液（気体）を弁体外周部の隙間部分１８
に流しこみ、析出した二酸化珪素粒子層を洗い流し出せ
るようにしたものである。次に、本実施例の３方切換弁
の動作について説明する。図１に示す状態のときに、処
理液入口２０から流入した処理液は通路１５ｃより入
り、弁体１２中の通路１６ｃ，１６ａを通って、通路１
５ａから処理液出口２１に出る。この間に別途の弗酸な
どの洗浄液（洗浄を目的とした気体でもよい）が、導入
孔１７ａから入り、弁体外周部の隙間部分１８中に析出
した二酸化珪素被膜を洗い流して、排出孔１７ｂより排
出し、完全に清浄になった時点で洗浄液の流入を停止す
る。弁体外周部の洗浄完了後に、弁体１２を弁軸１３の
回転により切換えれば、隙間部分をシールするＯリング
１４を傷つけることなく、スムーズに弁体の回転を行な
うことができる。従って、処理液入口２０から流入する
処理液を、スムーズに出口２２に切換えることができ、
処理液中にダストを混入することもなく、処理槽１にお
いて被処理基板３に良質の二酸化珪素被膜を成膜するこ
とができる。

【００１５】図２は、本発明の第２実施例の３方切換弁
を示す。本実施例の３方切換弁は、弁体外周部の隙間部
分２３が図示するように第１実施例と比較して大きくな
っている。又、処理液が流れる部分と、外部より導入さ
れた洗浄液（気体）が流れる部分とは、弁体と弁箱との
間の微少隙間２４によって遮断されている。弁体外周部
の隙間部分２３が大きくなったので、洗浄液（気体）を
容易に流すことが可能となり、洗浄が容易となる。又、
処理液が流れる部分と洗浄液（気体）が流れる部分との
間の遮断が微少隙間によって行われることから、Ｏリン
グ等によるシールが不要となる。

【００１６】図３は、本発明の第３実施例の３方切換弁
を示す。本実施例の切換弁は、処理液が流れる部分と、
外部より導入された洗浄液（気体）が流れる部分とは、
弁体１２側或いは弁箱１１側に装着されたＯリング２５
によって遮断されている。弁体外周部の隙間部分２３
は、第２実施例と同様に大きくなっている。従って、第
２実施例と同様に弁体外周部の洗浄を容易に行うことが
できる。又、弁体外周部をＯリング２５でシールしたこ
とから、弁体１２の回転をよりスムーズに行うことがで
きる。

【００１７】図４は、本発明の第４実施例の３方切換弁
を示す。本実施例の切換弁は、摺動型の切換弁であり、
（Ａ）は処理液入口２０から流入した処理液が処理液出
口２１に流れる状態を示す。（Ｂ）は処理液入口２０か
ら流入した処理液が処理液出口２２に切換えられて流れ
る状態を示す。（Ａ）の状態では、弁体３０の摺動部２
６が通路１５ａと１５ｃとを閉塞しているので、処理液
入口２０から流入する処理液は処理液出口２１に流出す
る。一方、弁軸１３が移動すると、（Ｂ）に示すよう
に、弁体３０の摺動部２６が通路１５ａと１５ｂとを閉
塞するので、処理液入口２０から流入する処理液は処理
液出口２２に切換えられる。

【００１８】本実施例においても弁体３０は、摺動部２
６を除き隙間部分２７を備えている。そして、弁箱１１
には洗浄液の導入孔１７ａ及び排出孔１７ｂとを備え、
且つ隙間部分１９と弁体の隙間２７とを連通する導通孔
２９を備えている。従って、弗酸等の洗浄液（気体）を
導入孔１７ａから隙間１９、導通孔２９、摺動弁の隙間
２７、導通孔２９、摺動弁の隙間２７、等を通り排出孔
１７ｂに流し、摺動弁外周部の隙間部分を洗浄すること
が可能である。

【００１９】図５は、本発明の３方切換弁を使用した二
酸化珪素被膜の製造装置の実施例を示す。３方切換弁Ｖ
₁，Ｖ₂，Ｖ₃，Ｖ₄ は、それぞれ弁箱の導入孔１７ａ及
び排出孔１７ｂが洗浄液入口Ａ及び出口Ｂに接続されて
いる。従って、処理液の流路の他に、弁体外周部も処理
液の流路とは独立に、洗浄液入口Ａから出口Ｂに流れる
洗浄液（気体）によって洗浄を行うことができる。

【００２０】以上の説明は３方切換弁を例として説明し
たが、本発明の技術思想は実施例にとらわれることなく
２方弁、４方弁等に適用可能であることは勿論のことで
ある。尚、図中同一の符号は、同一又は相当の構成要素
を示す。

【００２１】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の切換弁
によれば、弁体外周部に付着した粒子被膜を洗浄して除
去することができる。従って、二酸化珪素被膜製造装置
の切換弁の動作をスムーズにして、良質な二酸化珪素被
膜の成膜を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の３方切換弁の構造を示す
説明図。

【図２】本発明の第２実施例の３方切換弁の構造を示す
説明図。

【図３】本発明の第３実施例の３方切換弁の構造を示す
説明図。

【図４】本発明の第４実施例の３方切換弁の構造を示す
説明図。

【図５】本発明の一実施例の二酸化珪素被膜の製造装置
の装置構成を示す説明図。

【図６】従来の二酸化珪素被膜の製造装置の装置構成を
示す説明図。

【図７】従来の３方切換弁の構造を示す説明図。

【符号の説明】

１処理槽２処理液３被処理基板４処理液調整槽５循環手段６濾過手段８主循環路１１弁箱１２弁体１７ａ導入孔１７ｂ排出孔１８，２３，２７弁体外周部の隙間部分２０処理液入口２１，２２処理液出口Ｖ₁，Ｖ₂，Ｖ₃，Ｖ₄ 三方切換弁Ａ洗浄液入口Ｂ洗浄液出口

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】二酸化珪素の過飽和状態となった珪弗化
水素酸溶液を含む処理液と、該処理液を被処理基板と接
触させて該基板表面に二酸化珪素被膜を析出させる処理
槽と、前記処理液の二酸化珪素の過飽和状態を維持する
ために活性材を溶解させる処理液調整槽と、前記処理液
を前記処理槽と前記処理液調整槽に循環させる循環手段
と、該処理液の循環路に配置された濾過手段とを備えた
二酸化珪素被膜の製造装置において、前記循環路には、流路の流れ方向を一方向或いは複数方
向に切換える切換弁を有し、該切換弁の全て或いは一部
個所に使用された切換弁が外部より液体或いは気体を内
部の切換弁弁体外周部に導くための導入孔、及び該導入
孔より導入された液体或いは気体を排出する為の排出孔
を有することを特徴とする二酸化珪素被膜の製造装置。
【請求項２】前記切換弁は、前記処理液が流れる部分
と、前記外部より導入された液体或いは気体が流れる部
分とは弁体と弁箱との間の微少隙間によって遮断されて
いることを特徴とする請求項１記載の二酸化珪素被膜の
製造装置。
【請求項３】前記切換弁は、前記処理液が流れる部分
と、前記外部より導入された液体或いは気体が流れる部
分とは、弁体側或いは弁箱側に装着されたＯリングによ
って遮断されていることを特徴とする請求項１記載の二
酸化珪素被膜の製造装置。