JPH0810683B2 - Wet etching equipment - Google Patents

Wet etching equipment

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JPH0810683B2
JPH0810683B2 JP1033957A JP3395789A JPH0810683B2 JP H0810683 B2 JPH0810683 B2 JP H0810683B2 JP 1033957 A JP1033957 A JP 1033957A JP 3395789 A JP3395789 A JP 3395789A JP H0810683 B2 JPH0810683 B2 JP H0810683B2
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chemical solution
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則行 平山
健 井戸田
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はウェットエッチング装置に関するもので、特
に化合物半導体装置の製造工程におけるエッチングを自
動で行なうウェットエッチング装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wet etching apparatus, and more particularly to a wet etching apparatus that automatically performs etching in a manufacturing process of a compound semiconductor device.

従来の技術 従来半導体のエッチングを自動で行なうウェットエッ
チング装置としてはSi基板のエッチングで用いられるよ
うに、複数の基板を載置したキャリアを搬送機によって
薬液槽間で移動させる装置が用いられている。
2. Description of the Related Art As a conventional wet etching apparatus for automatically etching semiconductors, an apparatus that moves a carrier on which a plurality of substrates are placed between chemical baths by a carrier is used, as is used in the etching of Si substrates. .

以下第16図を参照して従来のウェットエッチング装置
について説明する。
A conventional wet etching apparatus will be described below with reference to FIG.

第16図において、1601は複数機板載置可能なキャリ
ア、1602はキャリア1601に載置された半導体基板、1603
はキャリア1601を保持するハンガー、1604は搬送機、16
05aは第1エッチング槽、1605bは第2エッチング槽、16
06aは第1リンス槽、1606bは第2リンス槽、1607aは第
1エッチング液、1607bは第2エッチング液、1608aは第
1リンス液、1608bは第2リンス液である。半導体基板1
602のエッチングはまず第1エッチング槽1605a上にキャ
リア1601を位置させ、キャリア1601を所定の時間第1エ
ッチング液1607a内に侵して行なう。エッチングの停止
はキャリア1601を第1リンス槽1606aに移動させ、第1
リンス液1608a内に侵することによって行なう。続いて
行なわれるエッチングも同様にキャリア1601を第2エッ
チング槽1605b、第2リス槽1606bと移動させることによ
って行なう。以上のような構成からなるウェットエッチ
ング装置はSiICやLSIの製造プロセスにおいて、プロセ
ス投入時の基板前処理エッチング等で主に用いられ、大
量処理が自動化して行なわれるものである。
In FIG. 16, 1601 is a carrier capable of mounting a plurality of machine boards, 1602 is a semiconductor substrate mounted on the carrier 1601, 1603
Is a hanger for holding the carrier 1601, 1604 is a carrier, 16
05a is the first etching tank, 1605b is the second etching tank, 16
06a is a first rinse tank, 1606b is a second rinse tank, 1607a is a first etching solution, 1607b is a second etching solution, 1608a is a first rinse solution, and 1608b is a second rinse solution. Semiconductor substrate 1
The etching of 602 is performed by first locating the carrier 1601 on the first etching tank 1605a and immersing the carrier 1601 in the first etching solution 1607a for a predetermined time. To stop the etching, move the carrier 1601 to the first rinse tank 1606a,
It is performed by immersing it in the rinse liquid 1608a. Similarly, the subsequent etching is performed by moving the carrier 1601 to the second etching tank 1605b and the second lith tank 1606b. The wet etching apparatus configured as described above is mainly used in substrate pretreatment etching at the time of process introduction in the manufacturing process of SiIC and LSI, and mass processing is performed automatically.

一方GaAs系やInP系材料を用いた例えば半導体レーザ
等の化合物半導体装置の製造プロセスにおいては、ダブ
ルヘテロ構造をエピタキシャル成長する前の基板の前処
理エッチングの他のストライプ状の活性層を形成すべく
溝あるいはメサ構造形成エッチング等のエッチング工程
を有し、RIE(リアクティブイオンエッチング)等のド
ライエッチングではまだ良好な素子特性が再現性良く得
られていないことからウェットエッチングが主流であ
る。
On the other hand, in a manufacturing process of a compound semiconductor device such as a semiconductor laser using a GaAs-based or InP-based material, a groove is formed in order to form another stripe-shaped active layer for pretreatment etching of the substrate before epitaxially growing the double hetero structure. Alternatively, wet etching is the mainstream because it has an etching step such as mesa structure forming etching, and good element characteristics have not been obtained with good reproducibility by dry etching such as RIE (reactive ion etching).

発明が解決しようとする課題 しかし上記半導体レーザ等の製造プロセスにおけるエ
ッチング工程は以下による理由から従来のウェットエッ
チング装置を用いることができないという課題を有して
いた。
However, the etching process in the manufacturing process of the semiconductor laser or the like has a problem that the conventional wet etching apparatus cannot be used because of the following reasons.

すなわち、CaAsやInP基板のエピタキシャル成長前の
前処理エッチングにおいて薬液が付着したまま空気中に
放置されると、表面にくもりが生じ鏡面状態が得られ
ず、比較的短時間で表面に変成物が生じてしまうため、
例えばエッチング液を純水に徐々に置換ゐて基板がなる
べく空気中にさらされないようにする必要があった。こ
れはストライプ状の活性層を形成するための溝あるいは
メサ構造形成エッチングにおいても同様であり、加えて
一般に用いられるエッチング液のエッチングレートが比
較的大きいため所定の巾や深さに形成するためにはすば
やくエッチング液を置換する必要があり、従来のウェッ
トエッチング装置では搬送機によってキャリアがエッチ
ング槽からリンス槽へ移動していく間、エッチング液が
基板に付着したまま空気中にさらされてしまうとともに
エッチング液をすばやくリンス液に置換することが困難
であった。
That is, if the chemical is left in the air in the pre-treatment etching before the epitaxial growth of the CaAs or InP substrate and the solution is left in the air, the surface becomes cloudy and the mirror-like state cannot be obtained, and the metamorphism occurs on the surface in a relatively short time. Because,
For example, it was necessary to gradually replace the etching solution with pure water so that the substrate was not exposed to the air as much as possible. This is the same in the etching for forming the groove or the mesa structure for forming the stripe-shaped active layer. In addition, since the etching rate of the commonly used etching solution is relatively large, it is necessary to form it to a predetermined width or depth. Needs to quickly replace the etching solution, and in the conventional wet etching system, while the carrier moves from the etching tank to the rinse tank by the carrier, the etching solution is exposed to the air while adhering to the substrate. It was difficult to quickly replace the etching solution with the rinse solution.

一般に半導体レーザ等の化合物半導体装置製造プロセ
スにおけるウェットエッチングはSi半導体装置製造プロ
セスにおけるそれに比し、まず用いるGaAsやInP基板の
サイズが小さいことや基板面方位を考慮した前述のよう
な溝形成あるいはメサ構造形成エッチング等、より複雑
で制御性を要するため、そのままSi半導体分野で用いら
れる装置を用いることができず、エッチング工程の自動
化が図られていない状況であった。
In general, wet etching in the compound semiconductor device manufacturing process such as a semiconductor laser is first compared to that in the Si semiconductor device manufacturing process, because the size of the GaAs or InP substrate to be used is small and the above-mentioned groove formation or mesa is taken into consideration in consideration of the substrate plane orientation. Since the structure forming etching is more complicated and requires controllability, the apparatus used in the Si semiconductor field cannot be used as it is, and the automation of the etching process has not been achieved.

本発明は以上のような従来技術に鑑み、エッチング液
が付着したまま基板が空気にさらされる際の変成物の生
成を防止し、半導体レーザ製造プロセス等における溝形
成あるいはメサ構造形成等の制御性を要するエッチング
においても良好なエッチングが自動化されて可能である
とともに、混合エッチング液の使用も可能とした新規な
ウェットエッチング装置を提供することも目的とする。
In view of the above-mentioned conventional techniques, the present invention prevents generation of a metamorphic substance when a substrate is exposed to air while the etching liquid remains attached, and controllability of groove formation or mesa structure formation in a semiconductor laser manufacturing process or the like. It is also an object of the present invention to provide a novel wet etching apparatus capable of automatically performing good etching even in the case of requiring etching and using a mixed etching solution.

課題を解決するための手段 上記目的を達成するための本発明の技術的解決手段
は、エッチングを行なうエッチング処理槽に薬液投入槽
および薬液調合槽を薬液導入ラインにて連結して設け、
且つ廃液予備槽および薬液廃液槽を薬液排出ラインにて
連結して設けた構成において、被エッチング試料を保持
した試料保持部を前記エッチング処理槽内に位置させた
状態で、前記薬液投入槽あるいは薬液調合槽からのエッ
チング処理槽内への薬液導入の開始と停止およびエッチ
ング処理槽から前記廃液予備槽および薬液廃液槽への薬
液排出の開始と停止を制御する薬液給排制御部を設けて
薬液の調合の自動化を可能とするとともに、被エッチン
グ試料を移動させることなくエッチング処理槽内を薬液
が連続的に通過してエッチングが行なわれるようにした
ものである。
Means for Solving the Problems The technical solution of the present invention for achieving the above object is to provide an etching treatment tank for performing etching with a chemical solution input tank and a chemical solution preparation tank connected by a chemical solution introduction line,
Further, in a configuration in which a waste liquid preliminary tank and a chemical liquid waste tank are connected by a chemical liquid discharge line, the chemical liquid input tank or the chemical liquid is placed in a state in which a sample holding portion holding a sample to be etched is located in the etching treatment tank. A chemical liquid supply / discharge control unit is provided to control the start and stop of introduction of the chemical liquid from the mixing tank into the etching treatment tank and the start and stop of the chemical liquid discharge from the etching treatment tank to the waste liquid preliminary tank and the chemical liquid waste liquid tank. In addition to enabling automated preparation, the chemical solution is continuously passed through the etching treatment tank to carry out etching without moving the sample to be etched.

作用 本発明は、上記構成により、薬液給排制御部にて薬液
投入槽から薬液調合槽への薬液の導入を制御して混合薬
液の自動調合を可能とするとともに、薬液投入槽あるい
は薬液調合槽よりエッチング処理槽への薬液の導入とエ
ッチング処理槽から廃液予備槽および薬液廃液槽への廃
液の排出を制御してすべてエッチング処理槽内にてエッ
チングが行なわれるものであって、エッチング処理槽か
ら薬液排出の際、一担廃液予備槽に薬液を受けてから個
々の薬液廃液槽に排出されるため薬液の排出がスムーズ
になり、したがってエッチング処理槽内における薬液の
置換がごく短時間で行なわれるため、試料が試薬に付着
したまま空気中にさらされることによる変成物生成を防
止しエッチングの制御性も良好な結果が得られるもので
ある。
With the above-described configuration, the present invention enables automatic mixing of a mixed chemical liquid by controlling the introduction of the chemical liquid from the chemical liquid feeding tank to the chemical liquid mixing tank in the chemical liquid feeding / discharging control unit, and at the same time, the chemical liquid feeding tank or the chemical liquid mixing tank. By controlling the introduction of the chemical solution into the etching treatment tank and the discharge of the waste fluid from the etching treatment tank to the waste liquid preliminary tank and the chemical liquid waste tank, all the etching is performed in the etching treatment tank. When discharging the chemical liquid, the chemical liquid is smoothly discharged because it is discharged to each chemical liquid waste liquid tank after receiving the chemical liquid in one of the waste liquid preliminary tanks, and therefore the chemical liquid is replaced in the etching treatment tank in a very short time. Therefore, it is possible to prevent the generation of metamorphic substances due to the sample being exposed to the air while being attached to the reagent, and to obtain a good controllability of etching.

実 施 例 (実施例1) 以下、第1図を参照しながら実施例1について説明す
る。
Example (Example 1) Example 1 will be described below with reference to FIG.

第1図において101は試料保持部、102は試料、103は
エツチング処理槽、104a,104b,104c,104d,104e,104fは
薬液投入槽、105a,105b,105c,105d,105e,105fは薬液投
入槽104a〜104f内に投入された投入薬液、106a,106b,10
6c,106d,106e,106f,106ab,106cdは薬液導入ライン、107
ab,107cdは薬液調合槽、105abは薬液調合槽107ab内で薬
液105aと105bより調合された調合溶液、105cdは薬液調
合槽107cd内で薬液105cと105dより調合された調合薬
液、108ab,108cd,108e,108fはそれぞれ薬液105ab,105c
d,105e,105fの廃液を貯える薬液廃液槽、109a−f,109ab
cd,109ef,109ab,109cd,109e,109fは薬液排出ライン、11
0abcd,110efは廃液予備槽、111は薬液給排制御部、112
a,112b,112c,112d,112e,112f,112ab,112cdは薬液導入バ
ルブ、113ab,113cd,113e,113fは薬液導入ポンプ114a−
f,114abcd,114ef,114ab,114cd,114e,114fは薬液排出バ
ルブ、115a−fは薬液排出ポンプである。
In FIG. 1, 101 is a sample holding part, 102 is a sample, 103 is an etching treatment tank, 104a, 104b, 104c, 104d, 104e, 104f are chemical solution input tanks, and 105a, 105b, 105c, 105d, 105e, 105f are chemical solution input. Charged chemicals charged in the tanks 104a to 104f, 106a, 106b, 10
6c, 106d, 106e, 106f, 106ab, 106cd are chemical liquid introduction lines, 107
ab, 107cd is a chemical compounding tank, 105ab is a compounded solution prepared from the chemical solutions 105a and 105b in the chemical solution mixing tank 107ab, 105cd is a chemical solution prepared from the chemical solutions 105c and 105d in the chemical solution mixing tank 107cd, 108ab, 108cd, 108e and 108f are chemical solutions 105ab and 105c, respectively.
Chemical liquid waste tanks that store d, 105e, 105f waste liquids, 109a-f, 109ab
cd, 109ef, 109ab, 109cd, 109e, 109f are chemical liquid discharge lines, 11
0abcd, 110ef is a waste liquid reserve tank, 111 is a chemical liquid supply / discharge control unit, 112
a, 112b, 112c, 112d, 112e, 112f, 112ab, 112cd are chemical liquid introduction valves, 113ab, 113cd, 113e, 113f are chemical liquid introduction pumps 114a-
f, 114abcd, 114ef, 114ab, 114cd, 114e, 114f are chemical liquid discharge valves, and 115a-f are chemical liquid discharge pumps.

本実施例における構成からなるウェットエッチング装
置においては、まず所定の薬液105a〜105fをそれぞれ薬
液投入槽104a〜104fに投入する。薬液105aと105bおよび
105cと105dは調合されて用いられる薬液であり、これら
はそれぞれ薬液導入バルブ112aと112bおよび112cと112d
が薬液給排制御部111によって開閉制御され、薬液導入
ライン106aと106bおよび106cと106dを通して薬液調合槽
107abと107cd内にて調合され、それぞれ調合薬液105ab
および105cdとなる。ここで例えば薬液105eが調合薬液1
05abのリンス液であり、薬液105fが調合薬液105cdのリ
ンス液であって、エッチングをまず調合薬液105abで行
ない続いて調合薬液105cdで行なうとすると、最初に薬
液給排制御部111によって薬液導入バルブ112abが開とな
り、薬液導入ポンプ113abが連動して作動し薬液導入ラ
イン106abを通してエッチング処理槽103内へ所定の量調
合薬液105abが導入される。所定の時間エッチングが行
なわれた後、薬液給排制御部111によって薬液排出バル
ブ114a−f,114abcd,114abが開となり薬液排出ポンプ115
a−fが連動して作動し調合薬液105abは薬液排出ライン
109a−f,109abcdを通してまず廃液予備槽110abcd内に排
出され、続いて廃液排出ライン109abを通して薬液廃液
槽108ab内へと排出される。ここでエッチング処理槽103
と廃液予備槽110abcdを結ぶ薬液排出ライン109a−f,109
abcdはなるべく短かい配管でありかつ管径を太くしてお
き、また廃液予備槽110abcdをエッチング処理槽直下近
傍に位置させ、その容量を大きくしておくことが望まし
く、これにより調合薬液105abがスムーズにエッチング
処理槽103より排出される。調合薬液105abが排出された
直後に今度は薬液給排制御部111により薬液排出バルブ1
14a−fが閉じられるとともにすかさず薬液導入バルブ1
12eが開とされ、薬液導入バルブ113eが連動して作動
し、リンス液である薬液105eが薬液導入ライン106eを通
してエッチング処理槽103内へ所定の量だけ導入され
る。薬液排出バルブ114abcdはリンスが行なわれている
間に、また114abは調合薬液105abが薬液廃液槽108abに
排出された時点で適宜閉じられるようにしておけばよ
い。所定の時間だけリンスが行なわれた後、薬液給排制
御部111により今度は薬液排出バルブ114a−f,114ef,114
eが開となり連動して薬液排出ポンプ115a−fが作動
し、薬液105eはエッチング処理槽103より順次廃液予備
槽110ef,薬液廃液槽108eへと排出される。ここでも前述
同様廃液排出ライン109efは管径を太くした短かい配管
で、廃液予備槽110efはエッチング処理槽直下近傍に位
置し、大容量であることが望ましい。薬液105eによるリ
ンスを薬液給排制御部111によるバルブ操作にて適当な
回数行なった後、前述と同様なバルブ操作にて調合薬液
105cdによるエッチングと薬液105fによるリンスを行な
ってエッチング処理が終了される。
In the wet etching apparatus having the configuration according to the present embodiment, first, predetermined chemicals 105a to 105f are charged into the chemical injection tanks 104a to 104f, respectively. Chemicals 105a and 105b and
105c and 105d are chemical liquids to be used after being mixed, and these are chemical liquid introduction valves 112a and 112b and 112c and 112d, respectively.
Is controlled to be opened / closed by the chemical liquid supply / discharge control unit 111, and the chemical liquid mixing tank is passed through the chemical liquid introduction lines 106a and 106b and 106c and 106d.
Prepared in 107ab and 107cd respectively
And 105 cd. Here, for example, the drug solution 105e is the prepared drug solution 1
If the chemical solution 105f is the rinse solution of 05ab, and the chemical solution 105f is the rinse solution of the mixed chemical solution 105cd, and the etching is first performed by the mixed chemical solution 105ab and then performed by the mixed chemical solution 105cd, first, the chemical solution supply / discharge control unit 111 causes the chemical solution introduction valve. 112ab is opened, and the chemical solution introduction pump 113ab operates in conjunction with each other to introduce a prescribed quantity of the mixed chemical solution 105ab into the etching treatment tank 103 through the chemical solution introduction line 106ab. After the etching is performed for a predetermined time, the chemical liquid supply / discharge control unit 111 opens the chemical liquid discharge valves 114a-f, 114abcd, 114ab to open the chemical liquid discharge pump 115.
a-f works in conjunction with each other, and the mixed chemical solution 105ab is a chemical solution discharge line.
It is first discharged into the waste liquid preliminary tank 110abcd through 109a-f and 109abcd, and then discharged into the chemical liquid waste liquid tank 108ab through the waste liquid discharge line 109ab. Etching tank 103 here
And chemical liquid discharge line 109a-f, 109 that connects the waste liquid backup tank 110abcd
It is desirable that the abcd be as short as possible and have a large pipe diameter, and that the waste liquid preliminary tank 110abcd is located immediately below the etching treatment tank so that its capacity is large, so that the blended chemical solution 105ab is smooth. Then, it is discharged from the etching treatment tank 103. Immediately after the mixed solution 105ab is discharged, this time the solution discharge valve 1 is controlled by the solution supply / discharge control unit 111.
14a-f are closed and the liquid chemical introduction valve 1
12e is opened, the chemical liquid introducing valve 113e is operated in conjunction with each other, and the chemical liquid 105e as a rinse liquid is introduced into the etching treatment bath 103 through the chemical liquid introducing line 106e by a predetermined amount. The chemical liquid discharge valve 114abcd may be appropriately closed while the rinse is performed, and the chemical liquid discharge valve 114abcd may be appropriately closed when the mixed chemical liquid 105ab is discharged to the chemical liquid waste tank 108ab. After rinsing for a predetermined time, the chemical liquid supply / discharge control unit 111 in turn supplies chemical liquid discharge valves 114a-f, 114ef, 114.
The chemical liquid discharge pumps 115a-f are operated in conjunction with the opening of e, and the chemical liquid 105e is sequentially discharged from the etching treatment tank 103 to the waste liquid preliminary tank 110ef and the chemical liquid waste liquid tank 108e. Here again, it is desirable that the waste liquid discharge line 109ef is a short pipe having a thick pipe diameter, and the waste liquid preliminary tank 110ef is located immediately below the etching treatment tank and has a large capacity, as described above. After rinsing with the chemical liquid 105e by the valve operation by the chemical liquid supply / discharge control unit 111 for an appropriate number of times, the prepared chemical liquid is operated by the same valve operation as described above.
The etching process is completed by performing etching with 105 cd and rinsing with the chemical solution 105 f.

本実施例においては薬液の導入、排出はすべて薬液給
排制御部111により自動的にバルブ操作およびポンプ作
動にて行なわれ、薬液が順次エッチング処理槽内にスム
ーズに導入及び排出されるので薬液の置換に要する時間
はごく短時間なものとなる。特に廃液予備槽を配したこ
とは、例えばこれがない場合には複数の薬液廃液槽があ
る場合にどうしてもエッチング処理槽から各薬液廃液槽
への配管が長くなってしまうのと管径を太くして配管す
るのがスペース的に難しくなるため、薬液排出に時間が
かかってしまうのに対し、エッチング処理槽直下近傍に
配された廃液予備槽への薬液の排出は短時間で行なえる
ため、薬液排出を効果的に行なう手段となっている。ま
た薬液の導入に関してはエッチング処理槽直前の薬液導
入バルブ(ここでは112ab,112cd,112e,112f)をなるべ
くエッチング処理槽に近い位置に配することで薬液導入
をすみやかにすることができる。なお薬液投入槽、薬液
調合槽等の各槽は薬液の蒸発等を考慮して密閉可能にし
ておくことが望ましく、各槽および各配管はテフロン等
の薬液に腐食されない材質のものにしておく。
In this embodiment, the introduction and discharge of the chemicals are all performed automatically by the valve operation and the pump operation by the chemicals supply / discharge control unit 111, and the chemicals are sequentially smoothly introduced and discharged into the etching treatment tank. The time required for replacement is extremely short. In particular, arranging a waste liquid backup tank means, for example, if there is no such a tank, there will be multiple chemical liquid waste tanks, and the pipe from the etching tank to each chemical liquid waste tank will become long and the pipe diameter must be increased. Since it is difficult to connect the pipes in space, it takes time to discharge the chemical liquid, whereas it is possible to discharge the chemical liquid to the waste liquid reserve tank located immediately below the etching treatment tank in a short time. Has become a means to do effectively. Regarding the introduction of the chemical solution, the chemical solution introduction valve (here, 112ab, 112cd, 112e, 112f) immediately before the etching treatment tank can be arranged as close to the etching treatment tank as possible to facilitate the introduction of the chemical solution. It is desirable that each tank such as the chemical solution input tank and the chemical solution preparation tank be hermetically sealed in consideration of evaporation of the chemical solution, and each tank and each pipe are made of a material that is not corroded by the chemical solution such as Teflon.

第2図は本実施例におけるウェットエッチング装置を
用いてInP基板にストライプ状の溝形成エッチングを行
なう場合のエッチングプロセスを示す図である。試料は
図中aに示すように(100)面方位InP基板201上にエッ
チングマスクとしてSiO2膜202を設け、これに通常のフ
ォトリソグラフィ技術を用いて<001>方向にストライ
プ状に窓明けされたレジスト203が設けられているもの
である。ここで第1図に示す薬液として、105aにHF、10
5bにNH4F、105cにHCl、105dにH3PO4,105eに純水、105f
にアセトンを用い薬液調合槽107abにてNF:NH4F=1:9と
なるように調合し、また薬液調合槽107cdにてHCl:H3PO4
=1:1となるように調合する。調合が準備できた時点
で、まず第2図bに示すように調合薬液HF+NH4F(105a
b)にてレジスト203をマスクとしてSiO2膜202をエッチ
ングする。これを純水105eにて置換し十分洗浄した後、
図中cに示すようにアセトン105fにてレジスト203を除
去する。純水洗浄やアセトンによるレジスト除去は適宜
導入・排出をくり返して十分行なえばよい。次に同様に
純水洗浄をした後、図中dに示すように今度はSiO2膜20
2をエッチングマスクとしてHCl+H3PO4(105cd)にてIn
P基板201に溝204をエッチングして形成する。再び純水
洗浄した後、図中eに示すようにNF+NH4F(105ab)に
てSiO2膜202を除去し、最後に純水洗浄して終了する。
ここでは以上のプロセスがすべて薬液給排制御部111の
バルブ制御にて自動化して行なわれるが、前述のように
薬液の置換をすみやかに行なうことが可能なことから、
溝204を形成した後すみやかに純水に置換されるため、
例えば溝の深さ制御の点において良好な再現性が得られ
る。
FIG. 2 is a diagram showing an etching process in which stripe-shaped groove forming etching is performed on an InP substrate using the wet etching apparatus in this embodiment. The sample is provided with a SiO 2 film 202 as an etching mask on a (100) plane-oriented InP substrate 201 as shown in a in the figure, and a window is opened in stripes in the <001> direction by using a normal photolithography technique. A resist 203 is provided. Here, as the chemical solution shown in FIG.
5b NH 4 F, 105c HCl, 105d H 3 PO 4 , 105e pure water, 105f
Acetone is used to prepare NF: NH 4 F = 1: 9 in the chemical solution mixing tank 107ab, and HCl: H 3 PO 4 in the chemical solution mixing tank 107cd.
Mix so that it becomes = 1: 1. When the preparation is ready, first, as shown in Fig. 2b, the preparation liquid HF + NH 4 F (105a
In b), the SiO 2 film 202 is etched using the resist 203 as a mask. After replacing this with pure water 105e and thoroughly washing,
The resist 203 is removed with acetone 105f as shown in FIG. Cleaning with pure water and removal of the resist with acetone may be carried out sufficiently by repeating introduction and discharge. After then similarly washed with pure water, this time as shown in FIG d SiO 2 film 20
In using 2 + as an etching mask with HCl + H 3 PO 4 (105 cd)
Grooves 204 are formed in the P substrate 201 by etching. After washing again with pure water, the SiO 2 film 202 is removed with NF + NH 4 F (105ab) as shown by e in the figure, and finally pure water washing is completed.
Here, all of the above processes are automatically performed by the valve control of the chemical liquid supply / discharge control unit 111, but as described above, the chemical liquid can be replaced promptly,
After the groove 204 is formed, it is immediately replaced with pure water.
For example, good reproducibility can be obtained in terms of groove depth control.

以上のように本実施例におけるウェットエッチング装
置においては、薬液の調合を含めて自動化されてエッチ
ング処理が行なえるものであり、従来のように試料が薬
液槽間を移動するのではなく、試料が保持されたエッチ
ング処理槽内を薬液が順次自動的に導入・排出され、特
に廃液予備槽を設けたことで薬液の排出がスムーズにな
り、薬液置換がごく短時間で行なわれることから、GaAs
やInPのような化合物半導体のエッチングに際し、前述
のような変成物の生成を防止するととも溝形成ないしメ
サ構造形成等のエッチングにおいても良好な制御性が得
られるものである。
As described above, in the wet etching apparatus in the present embodiment, the etching process can be performed automatically including the preparation of the chemical solution, and the sample does not move between the chemical solution tanks as in the conventional case, but the sample is The chemical solution is automatically automatically introduced and discharged into the retained etching treatment tank in order.In particular, the provision of a waste solution reserve tank facilitates the chemical solution to be discharged, and the chemical solution can be replaced in a very short time.
In etching a compound semiconductor such as InP or InP, it is possible to prevent the generation of the above-mentioned metamorphism and to obtain good controllability in etching such as groove formation or mesa structure formation.

(実施例2) 本実施例においては第1の実施例におけるウェットエ
ッチング装置の構成に、薬液投入槽,薬液調合槽,エッ
チング処理槽各槽の温度を制御する温度制御部とエッチ
ング処理槽に超音波振動機構を加え、各槽薬液の温度を
制御することにより、温度依存性を考慮してエッチング
が行なえるとともに超音波振動機構によりエッチングの
均一性を増しエッチング後のリンス(純水洗浄等)を確
実に行なうことを可能としたウェットエッチング装置を
提供することを目的とする。
(Embodiment 2) In the present embodiment, the wet etching apparatus according to the first embodiment has a configuration including a temperature control unit for controlling the temperature of each of the chemical bath, the chemical preparation bath, and the etching bath and the etching bath. By adding a sonic vibration mechanism and controlling the temperature of each chemical in the bath, etching can be performed in consideration of temperature dependence, and the ultrasonic vibration mechanism increases the uniformity of etching, and rinse after etching (cleaning with pure water, etc.) It is an object of the present invention to provide a wet etching apparatus capable of reliably performing the above.

以下第3図を参照しながら実施例2について説明す
る。
The second embodiment will be described below with reference to FIG.

第3図は第1図における構成において薬液投入槽104
a,104b,薬液調合槽107ab,エッチング処理槽103の部分的
構成を第1図と同じ符号を用いて示した図であり、図中
301は温度制御部、302a,302b,302ab,302Eは温調水槽、3
03は超音波振動子、304は超音波振動子303の電源であ
る。温調水槽302a,302b,302ab,302E内には温調水が循環
して流れ、温度制御部301により各槽内の薬液の温度を
均一にすべく制御される。超音波振動子の電源304は薬
液給排制御部と連動させ、薬液がエッチング処理槽内に
導入された際、適宜エッチング処理槽に超音波振動を与
えるようにさせておく。本実施例では温度によりエッチ
ングレートが異なる薬液を用いる場合、薬液投入槽,薬
液調合槽,エッチング処理槽各槽を温度制御しているた
め薬液のエッチングレートを把握してエッチングが行な
える。特に調合薬液を用いる場合、調合の際に発熱して
室温におけるエッチングレートと大きく異なったり、蒸
発による薬液組成の変化を生じたりする場合があるが、
本実施例によれば調合薬液の温度を著しく高温にさせな
いように調合を行なうことも可能であり、さらに調合薬
液の温度を所定の温度にしてからエッチング処理を行な
うことができる。またエッチング処理槽に超音波振動を
与えるようにしたことで、エッチング後のリンスを確実
に行なうことが可能であり、例えば第2図で説明したエ
ッチングプロセスにあるように純水洗浄やアセトンによ
るレジスト除去の際に処理が確実に行なえる。
FIG. 3 shows the chemical liquid feeding tank 104 in the configuration shown in FIG.
It is the figure which showed the partial structure of a, 104b, the chemical | medical solution mixing tank 107ab, and the etching process tank 103 using the same code | symbol as FIG.
301 is a temperature control unit, 302a, 302b, 302ab, 302E are temperature control water tanks, 3
Reference numeral 03 is an ultrasonic oscillator, and 304 is a power source for the ultrasonic oscillator 303. Temperature control water circulates in the temperature control water tanks 302a, 302b, 302ab, 302E, and the temperature control unit 301 controls the temperature of the chemical liquid in each tank to be uniform. The power source 304 of the ultrasonic oscillator is linked with the chemical liquid supply / discharge control unit so that when the chemical liquid is introduced into the etching treatment tank, ultrasonic vibration is appropriately applied to the etching treatment tank. In the present embodiment, when a chemical solution having an etching rate different depending on the temperature is used, since the temperature of each of the chemical solution introducing tank, the chemical solution preparing tank and the etching treatment tank is controlled, the etching can be performed by grasping the etching rate of the chemical solution. In particular, when using a prepared chemical solution, heat may be generated during preparation, which may cause a large difference from the etching rate at room temperature, or the composition of the chemical solution may change due to evaporation.
According to the present embodiment, it is possible to perform the preparation so that the temperature of the prepared chemical solution does not become extremely high, and the etching treatment can be performed after the temperature of the prepared chemical solution is set to a predetermined temperature. Further, since ultrasonic vibration is applied to the etching treatment tank, rinsing after etching can be surely performed. For example, as in the etching process described in FIG. The process can be reliably performed when removing.

以上のように本実施例におけるウェットエッチング装
置では調合薬液も含めて薬液の温度を所定の温度に制御
してからエッチングが行なえ、エッチング処理槽に超音
波振動機構を加えているのでエッチングの均一性が増
し、リンスも確実に行なえるのでより制御性を要するエ
ッチングを可能としたものである。
As described above, in the wet etching apparatus according to the present embodiment, the temperature of the chemical liquid including the mixed chemical liquid can be controlled to a predetermined temperature before performing the etching, and the ultrasonic vibration mechanism is added to the etching treatment tank, so that the etching uniformity can be improved. And the rinsing can be surely performed, so that etching that requires more controllability is made possible.

(実施例3) 本実施例は第2の実施例におけるウェットエッチング
装置の構成に加えて、薬液投入槽,薬液調合槽各槽に薬
液撹拌機構を設け、各槽内の薬液を均一に保つことを可
能としたウェットエッチング装置を提供することを目的
とする。
(Third Embodiment) In this embodiment, in addition to the structure of the wet etching apparatus in the second embodiment, a chemical solution stirring mechanism is provided in each of the chemical solution feeding tank and the chemical solution mixing tank to keep the chemical solution in each tank uniform. It is an object of the present invention to provide a wet etching apparatus that enables the above.

以下第4図を参照しながら実施例3について説明す
る。
The third embodiment will be described below with reference to FIG.

第4図は第2の実施例におけるウェットエッチング装
置において薬液投入槽104a,104b,薬液調合槽107abの部
分的構成を示した図であり、他の符号のものは前記図面
中に示したものと同じものである。図中401は薬液循環
ライン、402は循環ラインバルブ、403は循環ポンプであ
る。第4図では薬液撹拌機構として薬液を循環させる手
段を用いており、これを薬液調合槽107abに設けた例を
示している。循環ラインバルブ402と循環ポンプ403は薬
液給排制御部111に連動させ、薬液105aと105bの調合を
開始した際に作動するようにしておく。以上のような構
成においては、調合薬液105abが所定の温度になるまで
の間、またエッチング処理槽に導入されるまでの間、薬
液を循環させておくことにより、均一な状態にて保つこ
とが可能となる。したがって薬液の時間的劣化を防止す
る効果も有するので、調合も含めた薬液の準備とエッチ
ング処理とを時間的に調整可能で薬液の準備からエッチ
ング終了まての時間を余裕をもって設定することができ
る。
FIG. 4 is a view showing a partial configuration of the chemical liquid feeding tanks 104a, 104b and the chemical liquid mixing tank 107ab in the wet etching apparatus in the second embodiment, and other reference numerals are the same as those shown in the drawings. Are the same. In the figure, 401 is a chemical liquid circulation line, 402 is a circulation line valve, and 403 is a circulation pump. In FIG. 4, a means for circulating a chemical solution is used as a chemical solution stirring mechanism, and an example in which this means is provided in the chemical solution mixing tank 107ab is shown. The circulation line valve 402 and the circulation pump 403 are interlocked with the chemical liquid supply / discharge control unit 111 so as to operate when the mixing of the chemical liquids 105a and 105b is started. In the above configuration, by circulating the chemical solution until the prepared chemical solution 105ab reaches a predetermined temperature and before being introduced into the etching treatment tank, it is possible to maintain a uniform state. It will be possible. Therefore, since it also has the effect of preventing deterioration of the chemical liquid over time, preparation of the chemical liquid including preparation and etching can be adjusted in time, and the time from the preparation of the chemical liquid to the end of etching can be set with a margin. .

(実施例4) 本実施例は第3ほ実施例におけるウェットエッチング
装置の構成において、試料保持部に揺動機構あるいは回
転機構を設けてエッチング処理槽内で行なわれるエッチ
ングの均一性を増し、特にエッチングが拡散律速で支配
される薬液を用いる場合でも均一にエッチングを行なう
ことを可能としたウェットエッチング装置を提供するこ
とを目的とする。
(Embodiment 4) In this embodiment, in the structure of the wet etching apparatus according to the third and third embodiments, the sample holder is provided with a swinging mechanism or a rotating mechanism to increase the uniformity of etching performed in the etching treatment tank. It is an object of the present invention to provide a wet etching apparatus capable of performing uniform etching even when a chemical liquid in which etching is controlled by diffusion rate is used.

以下第5図を参照しながら実施例4について説明す
る。
The fourth embodiment will be described below with reference to FIG.

第5図は実施例4におけるウェットエッチング装置の
構成においてエッチング処理槽の部分のみ示した図で、
図中501a,502bは揺動あるいは回転機構を有する試料保
持部である。試料保持部501aは図中aに示すようにエッ
チング処理槽103の上部に指示されており、エッチング
処理槽内で試料102を図に示すように上下方向に揺動さ
せるか回転させられるようにした例である。また試料保
持部501bはエッチング処理槽103の下部に支持されてお
り、回転させられるようにした例である。以上のような
構成においてはエッチング処理槽内に導入された薬液を
撹拌することができるので試料102周辺の薬液が均一と
なり、エッチングの均一性を増すことができる。すなわ
ちエッチングが拡散律速で支配される場合では試料102
が有り、本実施例ではこれを可能とするとともに、また
反応律速で支配される薬液を用いる場合でも、一般に反
応律速過程は温度依存性が大きいので試料周辺の温度が
変化してしまった場合、エッチングレートが変化してし
まうが、薬液が撹拌されることで試料周辺部のみの温度
変化をおさえられるので、より制御性を増したエッチン
グを行なうことが可能である。
FIG. 5 is a view showing only an etching treatment tank portion in the structure of the wet etching apparatus in the fourth embodiment.
In the figure, 501a and 502b are sample holders having a swinging or rotating mechanism. The sample holding part 501a is indicated on the upper part of the etching treatment tank 103 as shown in a in the figure, so that the sample 102 can be vertically swung or rotated in the etching treatment tank as shown in the figure. Here is an example. The sample holding unit 501b is supported by the lower portion of the etching treatment bath 103 and is an example in which it can be rotated. In the above-described structure, since the chemical liquid introduced into the etching treatment tank can be stirred, the chemical liquid around the sample 102 becomes uniform and the etching uniformity can be increased. That is, when the etching is controlled by diffusion rate control, the sample 102
There is, in the present embodiment, while enabling this, and also when using a chemical solution controlled by the reaction rate, in general, the reaction rate-determining process has a large temperature dependence, so that the temperature around the sample changes, Although the etching rate changes, the temperature change of only the peripheral portion of the sample can be suppressed by stirring the chemical solution, so that etching with more controllability can be performed.

(実施例5) 本実施例は実施例4における試料保持部を、試料を複
数収納可能なバスケットとバスケットを保持する揺動機
構あるは回転機構を備えたバスケット保持棒とに分割さ
れた構成とし、試料の設置・取出しを容易にすることに
複数の試料のエッチングを可能としたウェットエッチン
グ装置を提供することを目的とする。
(Embodiment 5) In this embodiment, the sample holder in Embodiment 4 is divided into a basket capable of accommodating a plurality of samples and a basket holding rod having a swinging mechanism for holding the baskets or a rotating mechanism. An object of the present invention is to provide a wet etching apparatus capable of etching a plurality of samples by facilitating the installation and removal of the samples.

以下第6図を参照しながら実施例5について説明す
る。
The fifth embodiment will be described below with reference to FIG.

第6図はエッチング処理槽内にバスケットを位置させ
た本実施例の構成を示す断面図である。図中601a,601b
は試料を複数収納可能なバスケット、602a,602bはバス
ケット保持棒である。バスケット601aは図中aに示すよ
うに試料を縦に並べて設置できるものであり、バスケッ
ト保持棒602aにより上下に揺動してエッチングが行なわ
れる。バスケット601bは図中bに示すように試料を横に
並べて設置できるものであり、バスケット保持棒602bに
より回転してエッチングが行なわれる。ここでバスケッ
ト601aのように試料を縦に並べる場合は試料表面への薬
液の回り込みが均一になるように一定間隔以上離して並
べられるようにしておく。以上のような構成においては
GaAsやInPのような化合物は動態において実際的に扱わ
れる基板サイズ(30mm角程度の矩形基板)やエッチング
処理槽の容量及び用いる薬液の量を考慮した場合、基板
を4枚程度まで十分薬液の置換をスムーズにしてエッチ
ングを行なうことが可能であり、またバスケットは取は
ずしにより試料の設置・取り出しが容易なものとなる。
FIG. 6 is a sectional view showing the structure of this embodiment in which the basket is positioned in the etching treatment tank. 601a, 601b in the figure
Is a basket capable of storing a plurality of samples, and 602a and 602b are basket holding rods. The basket 601a is one in which the samples can be arranged vertically as shown in a in the drawing, and the basket holding rod 602a swings up and down to perform etching. In the basket 601b, the samples can be placed side by side as shown in b in the figure, and etching is performed by rotating the basket holding rod 602b. Here, when the samples are arranged vertically like the basket 601a, they should be arranged at a certain interval or more so that the chemical solution can uniformly flow around the sample surface. In the above configuration
Compounds such as GaAs and InP are practically handled in the dynamics. Considering the size of the substrate (rectangular substrate of about 30 mm square), the capacity of the etching treatment tank and the amount of chemical solution used, enough chemical solution can be used up to about four substrates. It is possible to carry out the etching smoothly with the replacement, and by removing the basket, the sample can be easily set and taken out.

なおバスケットおよびバスケット保持棒の少なくとも
薬液ないし薬液上記にさらされる部分はテフロン製ない
しテフロンコーティングしたもの等、薬液によって腐食
されないものにしておく。
At least the portions of the basket and the basket holding rod exposed to the chemical liquid or the chemical liquid should be made of Teflon or coated with Teflon so as not to be corroded by the chemical liquid.

(実施例6) 本実施例は実施例5の構成からなるウェットエッチン
グ装置において、エッチング処理槽形状を上部と下部で
ロート形の傾斜面を有するものとし、薬液導入ラインを
上部傾斜面に接して配置させることにより、エッチング
処理槽への薬液導入と排出をよりスムーズにしたウェッ
トエッチング装置を提供することを目的とする。
(Example 6) In this example, in the wet etching apparatus having the configuration of Example 5, the shape of the etching treatment tank has a funnel-shaped inclined surface at the upper and lower portions, and the chemical liquid introduction line is in contact with the upper inclined surface. An object of the present invention is to provide a wet etching apparatus in which the chemical liquid is smoothly introduced into and discharged from the etching treatment tank by arranging them.

以下第7図を参照しながら実施例6について説明す
る。第7図において701は上部と下部でロート形の傾斜
面を有したエッチング処理槽で他の符号のものは前記図
面中のものと同じものである。エッチング処理槽701の
上部傾斜面には例えば図に示すごとく薬液導入ライン10
6ab,106cd等をこれに接して配置させる。また薬液排出
バルブ114a−fはエッチング処理槽701直下に設けてお
く。以上のような構成においては、薬液が導入する際、
エッチング処理槽701の上部傾斜面よりつたわり落ちる
ために導入がスムーズであるとともに、薬液が所定の量
導入されるまでに液滴が試料にむらになって付着するこ
とを防止できる。また下部に傾斜面を設けた構成により
エッチング処理槽の容積が小さくなって、必要以上の薬
液を使用しなくてよいとともに、薬液が下部に残留する
ことなくスムーズに排出される。したがって本実施例で
は薬液の導入・排出をスムーズにして薬液の置換が可能
となる。
The sixth embodiment will be described below with reference to FIG. In FIG. 7, reference numeral 701 denotes an etching treatment tank having a funnel-shaped inclined surface at the upper and lower portions, and other reference numerals are the same as those in the above drawing. For example, as shown in the figure, the chemical liquid introduction line 10 is provided on the upper inclined surface of the etching treatment tank 701.
Place 6ab, 106cd, etc. in contact with this. Further, the chemical solution discharge valves 114a-f are provided directly below the etching treatment tank 701. In the above configuration, when the chemical solution is introduced,
Since it drops smoothly from the upper inclined surface of the etching treatment tank 701, the introduction is smooth, and it is possible to prevent the droplets from becoming uneven and adhering to the sample before the prescribed amount of the chemical solution is introduced. Further, the volume of the etching treatment tank is reduced by the configuration in which the inclined surface is provided in the lower portion, and it is not necessary to use the chemical liquid more than necessary, and the chemical liquid is smoothly discharged without remaining in the lower portion. Therefore, in the present embodiment, the introduction and discharge of the chemical liquid can be made smooth and the chemical liquid can be replaced.

(実施例7) 本実施例は実施例6の構成からなるウェットエッチン
グ装置において、薬液投入槽,薬液調合槽,エッチング
処理槽各槽に純水導入ラインを設け、エッチングプロセ
ス終了後の各槽洗浄を容易化するとともに投入薬液の希
釈を可能にしたウェットエッチング装置を提供すること
を目的とする。
(Embodiment 7) In this embodiment, in the wet etching apparatus having the configuration of Embodiment 6, a pure water introduction line is provided in each of the chemical solution feeding tank, the chemical solution mixing tank, and the etching treatment tank, and each tank is cleaned after the etching process is completed. It is an object of the present invention to provide a wet etching apparatus that makes it possible to dilute the charged chemical liquid while facilitating the above.

以下第8図を参照しながら実施例7について説明す
る。第8図において801a,801bは薬液投入槽104a,104bに
設けられた純水導入ライン,801abは薬液調合槽107aに設
けられた純水導入ライン、801Eはエッチング処理槽701
に設けられた純水導入ライン、802a,802b,802ab,802Eは
各純水導入ラインに設けられた純水導入バルブであり、
他の符号のものは前記図面中に示したものと同じであ
る。各純水導入ラインの導入バルブ802a,802b,802ab,80
2Eは薬液給排制御部によって開閉制御されるようにして
おく。以上のような構成においてはエッチングプロセス
終了後の各槽の純水洗浄が容易になるほか、投入薬液を
希釈して用いることが可能となり、またエッチング処理
槽に設けられた純水導入ラインは、リンス液として純水
を用いる場合に使用でき、前記第2図で説明したエッチ
ングプロセスのように薬液投入槽の1つを純水槽として
使用しなくても良い。
The seventh embodiment will be described below with reference to FIG. In FIG. 8, reference numerals 801a and 801b are pure water introduction lines provided in the chemical liquid feeding tanks 104a and 104b, 801ab is a pure water introduction line provided in the chemical liquid mixing tank 107a, and 801E is an etching treatment tank 701.
Pure water introduction line provided in, 802a, 802b, 802ab, 802E is a pure water introduction valve provided in each pure water introduction line,
The other reference numerals are the same as those shown in the drawings. Introduction valves 802a, 802b, 802ab, 80 of each pure water introduction line
2E is controlled to be opened / closed by the chemical liquid supply / discharge control unit. In the above-mentioned configuration, it is possible to easily wash pure water in each tank after the etching process is completed, it is possible to dilute the input chemical liquid, and the pure water introduction line provided in the etching treatment tank is It can be used when pure water is used as the rinse liquid, and it is not necessary to use one of the chemical liquid feeding tanks as the pure water tank as in the etching process described in FIG.

(実施例8) 本実施例は実施例7の構成において、エッチング処理
槽に接続される薬液導入ラインのうち、リンスイ液の導
入ラインをエッチング処理槽上部傾斜面に接して配置さ
せるものとエッチング処理槽上部よりシャワー状に噴出
するものとに分割して設け、薬液排出の際試料に付着し
た薬液をすみやかに除去し、エッチング停止の制御性を
増すことを可能としたウェットエッチング装置を提供す
ることを目的とする。
(Embodiment 8) In this embodiment, in the configuration of Embodiment 7, among the chemical liquid introduction lines connected to the etching treatment tank, the rinse water introduction line is placed in contact with the upper inclined surface of the etching treatment tank and the etching treatment. To provide a wet etching apparatus that is divided into a shower-like spray from the upper part of the bath and quickly removes the chemical solution adhering to the sample when the chemical solution is discharged, thereby increasing the controllability of etching stop. With the goal.

以下第9図を参照しながら実施例8について説明す
る。
The eighth embodiment will be described below with reference to FIG.

第9図は実施例7の構成においてエッチング処理槽の
みを示した図で、図中901はエッチング処理槽上部傾斜
面に接して設けられた純水導入ライン801Eより分割され
てエッチング処理槽上部に設けられた純水シャワーで、
他の符号のものは前記図面中に示したものと同じもので
ある。以上のような構成においては純水をリンス液とし
て用いる場合、薬液が排出するとほぼ同時に純水シャワ
ー901より純水を噴出させることにより純粋導入ライン8
01Eより導入された純粋がエッチング処理槽を満たす前
に試料に付着した薬液を荒洗い落すことができる。これ
により試料に薬液が付着したまま空気中に放置される時
間をほぼOにすることが可能で前述の変成物の生成を完
全に防止することが可能となり、エッチングの停止を制
御性よく行なえる。
FIG. 9 is a view showing only the etching treatment tank in the configuration of the seventh embodiment. In the figure, reference numeral 901 indicates the upper portion of the etching treatment tank divided by the pure water introduction line 801E provided in contact with the inclined surface of the upper portion of the etching treatment tank. With the pure water shower provided,
The other reference numerals are the same as those shown in the drawings. In the case of using pure water as the rinse liquid in the above configuration, the pure introduction line 8 is generated by ejecting the pure water from the pure water shower 901 almost at the same time as the chemical liquid is discharged.
The pure liquid introduced from 01E can be roughly washed off before the chemical solution attached to the sample is filled. As a result, it is possible to set the time in which the chemical solution is left in the air while the chemical solution is attached to the sample to almost O, and it is possible to completely prevent generation of the above-mentioned metamorphic material, and to stop etching with good controllability. .

なお一般に実際のエッチングプロセスではリンス液と
して純水を用いることが多いが、これ以外にリンス液を
用いる場合には同様な構成をもってリンス液のシャワー
導入を設けておけばよい。
Generally, in the actual etching process, pure water is often used as the rinse liquid, but in the case of using the rinse liquid other than this, shower introduction of the rinse liquid may be provided with the same configuration.

(実施例9) 本実施例はエッチング処理槽上部に乾燥空気噴射機構
を設けて、リンス後の試料及びその周辺部に付着したリ
ンス液を乾燥除去し、次に導入されるエッチング液への
リンス液混入による組成変化や発熱を防止しより厳密な
エッチングが可能なウェットエッチング装置を提供する
ことを目的とする。
(Embodiment 9) In this embodiment, a dry air jetting mechanism is provided on the upper part of the etching treatment tank to dry and remove the rinse liquid adhering to the sample after rinsing and its peripheral portion, and rinse the etching liquid introduced next. An object of the present invention is to provide a wet etching apparatus capable of preventing compositional change and heat generation due to liquid mixture and performing more strict etching.

以下第10図を参照しながら実施例9について説明す
る。
The ninth embodiment will be described below with reference to FIG.

第10図は実施例8の構成に乾燥空気噴射ノズル1001を
エッチング処理槽701上部に加えた構成を示す図であ
る。乾燥空気噴射ノズル1001は薬液給排制御部と連動さ
せておき、薬液(特にリンス液)排出の際適宜乾燥空気
を噴射させるようにしておく。
FIG. 10 is a diagram showing a structure in which a dry air injection nozzle 1001 is added to the upper part of the etching treatment tank 701 in the structure of the eighth embodiment. The dry air jet nozzle 1001 is made to interlock with a chemical liquid supply / discharge control unit so that dry air is appropriately jetted when the chemical liquid (particularly, rinse liquid) is discharged.

以上のような構成においては、例えばエッチング後の
リンスとして純水導入ライン801Eおよび純水シャワー90
1より純水を導入して純水リンスを行ない、リンス終了
とともに純水を排出し、次のエッチングに移る前に乾燥
空気噴出ノズル1001より乾燥空気を噴出し、試料および
エッチング処理槽壁面に付着した水滴を除去することが
可能となる。試料の水滴除去はバスケット保持棒602aを
上下させることでも可能であるが、次に調合比率を厳密
にする必要のある調合薬液を用いる場合や水滴混入によ
り発熱する薬液を用いる場合等において法、本実施例は
試料周辺部も含めて水滴除去ができるので水滴の混入に
よる組成変化や発熱を防止し、より厳密なエッチングに
有効である。
In the above-described configuration, for example, a pure water introduction line 801E and a pure water shower 90 are used as a rinse after etching.
Pure water is introduced from 1 to perform pure water rinsing, the pure water is discharged when the rinsing is completed, and dry air is jetted from the dry air jet nozzle 1001 before the next etching, and adheres to the sample and the wall surface of the etching treatment tank. It is possible to remove the formed water droplets. Water droplets can be removed from the sample by moving the basket holding rod 602a up and down.However, when using a prepared chemical solution that requires a strict mixture ratio, or when using a chemical solution that generates heat due to water droplets, the method, In the embodiment, since water droplets can be removed including the peripheral portion of the sample, composition change and heat generation due to mixing of water droplets can be prevented, which is effective for more strict etching.

(実施例10) 本実施例は実施例9における構成において、薬液投入
槽,薬液調合槽各槽と薬液廃液槽とを結ぶ複数の薬液排
出バイパスラインを設け、エッチング処理終了後の残液
排出および各槽洗浄を簡単化したウェットエッチング装
置を提供することを目的とする。
(Embodiment 10) In the present embodiment, in the configuration of Embodiment 9, a plurality of chemical liquid discharge bypass lines that connect the chemical liquid supply tank, the chemical liquid preparation tank and the chemical liquid waste liquid tank are provided to discharge the residual liquid after the etching process and It is an object of the present invention to provide a wet etching apparatus that simplifies cleaning of each tank.

以下第11図を参照しながら実施例10について説明す
る。第11図は本実施例の構成を示す概略図で、図中1101
a,1101b,1101c,1101cbはそれぞれ薬液投入槽104a,104b,
104c,薬液調合槽107abと薬液廃液槽108ab,108cdとを結
ぶ廃液排出バイプスライン、1102a,1102b,1102c,1102ab
は各バイパスラインに設けられたバイパス排出バルブで
あり、他の符号のものは前記図面中に示したものと同じ
ものである。各バイパス排出バルブ1102a,1102b,1102c,
1102abは薬液給排制御部により制御されエッチングプロ
セス終了後適宜開閉制御されるようにしておく。以上の
ような構成においては例えば各槽の残液を排出する際や
各槽を洗浄する際、個々の薬液廃液槽に同時に各槽の残
液や洗浄水を排出させることが可能となる。すなわち前
記薬液排出バイパスラインがない場合には、薬液はすべ
てエッチング処理槽を通過するので各槽の残液排出ない
し洗浄をすべて同時にはできず、時間を要するが、本実
施例ではこの時間短縮を可能にし容易化したものであ
る。
The tenth embodiment will be described below with reference to FIG. FIG. 11 is a schematic diagram showing the configuration of this embodiment.
a, 1101b, 1101c, 1101cb are chemical solution input tanks 104a, 104b,
104c, chemical liquid mixing tank 107ab and chemical liquid waste liquid tanks 108ab, 108cd, waste liquid discharge biopsy line, 1102a, 1102b, 1102c, 1102ab
Is a bypass discharge valve provided in each bypass line, and other reference numerals are the same as those shown in the drawings. Each bypass discharge valve 1102a, 1102b, 1102c,
1102ab is controlled by a chemical liquid supply / discharge control unit and is appropriately controlled to be opened and closed after the etching process is completed. In the above-described configuration, for example, when the residual liquid in each tank is discharged or each tank is washed, it is possible to simultaneously discharge the residual liquid and cleaning water in each chemical liquid waste liquid tank. That is, in the case where there is no chemical solution discharge bypass line, the chemical solution passes through the etching treatment tanks, and therefore it is not possible to discharge or wash all the residual liquids in each tank at the same time, which requires time, but in this embodiment, this time can be shortened. It was made possible and facilitated.

(実施例11) 本実施例は実施例10の構成において、薬液投入槽と薬
液調合槽とを連結する薬液導入ラインに、薬液導入速度
制御バルブおよび調合薬液の心音度検知にて開閉制御さ
れる電磁バルブを設けて、薬液調合の際の組成変化や発
熱を防止し、所定の比率にて正確に調合薬液を作成可能
としたウェットエッチング装置を提供することを目的と
する。
(Embodiment 11) In the present embodiment, in the configuration of Embodiment 10, the opening / closing control is performed by the chemical solution introduction speed control valve and the heart sound level detection of the prepared chemical solution in the chemical solution introduction line connecting the chemical solution introduction tank and the chemical solution preparation tank. An object of the present invention is to provide a wet etching apparatus which is provided with an electromagnetic valve to prevent compositional changes and heat generation during preparation of a chemical solution, and which can accurately prepare a prepared chemical solution at a predetermined ratio.

以下第12図を参照しながら実施例11について説明す
る。第12図において1201は薬液導入速度制御バルブ、12
02は温度センサー、1203は温度検知バルブ制御部、1204
は温検知バルブ1203にて所定の温度で開閉制御される電
磁バルブであり、他の符号のものは前記図面中に示され
たものと同じものである。ここで温度検知バルブ制御部
1203は薬液給排制御部と連動させておく。以上のような
構成において、例えば薬液投入槽104aにH2SO4を、104b
に(H2O2+H2O)を投入し、薬液調合槽107ab内にて(H2
SO4+H2O2+H2O)調合薬液を作成する際、まず薬液調合
槽107ab内に(H2O2+H2O)を導入しておき、次にH2SO4
を導入する。この時H2SO4を一度に多量導入すると発熱
するので、薬液調合槽107abを温度制御していても急激
に温度が上昇してしまいH2O2の分解によって所望の調合
比率が得られなくなってしまう。そこで薬液導入速度制
御バルブ1201によってH2SO4の導入流量を調節するとと
もに、調合薬液の温度を検知してある温度以上になった
らH2SO4導入を停止すべく電磁バルブ1204を閉じ、温度
が下がったら再び開くようにしておく。このようにして
おけば調合薬液の温度を一定温度以上に上昇させること
なく調合が可能となり、所定比率にて調合薬液の作成が
可能となる。以上のように本実施例においては調合の際
発熱をともなう場合でも、調合液の組成変化なしに所望
の比率にて調合薬液を作成することが可能である。
The eleventh embodiment will be described below with reference to FIG. In FIG. 12, 1201 is a chemical liquid introduction speed control valve, 12
02 is a temperature sensor, 1203 is a temperature detection valve control unit, 1204
Is an electromagnetic valve whose opening and closing is controlled by the temperature detecting valve 1203 at a predetermined temperature, and other reference numerals are the same as those shown in the drawings. Here temperature control valve control unit
1203 is interlocked with the chemical liquid supply / discharge control unit. In the above-mentioned configuration, for example, H 2 SO 4 is added to the chemical liquid charging tank 104a, 104b
The (H 2 O 2 + H 2 O) were charged, at chemical preparation tank 107ab (H 2
(SO 4 + H 2 O 2 + H 2 O) When preparing a mixed solution, first, (H 2 O 2 + H 2 O) is introduced into the solution mixing tank 107ab, and then H 2 SO 4
To introduce. At this time, if a large amount of H 2 SO 4 is introduced at one time, heat will be generated, so the temperature will rise rapidly even if the temperature of the chemical liquid mixing tank 107ab is controlled, and the desired mixing ratio cannot be obtained due to the decomposition of H 2 O 2. Will end up. Therefore, while adjusting the introduction flow rate of H 2 SO 4 by the chemical solution introduction speed control valve 1201, the electromagnetic valve 1204 is closed to stop the introduction of H 2 SO 4 when the temperature of the prepared chemical solution becomes higher than a certain temperature. Make sure to open it again when it goes down. By doing so, preparation can be performed without raising the temperature of the prepared chemical solution to a certain temperature or higher, and the prepared chemical solution can be prepared at a predetermined ratio. As described above, in the present embodiment, even when heat is generated during the preparation, it is possible to prepare the preparation liquid medicine at a desired ratio without changing the composition of the preparation liquid.

(実施例12) 本実施例は実施例11の構成において、薬液投入槽とし
てHCl,H2SO4,H2O2,アセトンの4つの槽を設け、薬液調
合槽としてH2SO4槽,H2O2槽の2つの槽から連結された1
つの槽を設け、薬液廃液槽としてHC,(H2SO4+H2O2),
アセトンの3つの槽を設けて、InP/InGaAsPエピタキシ
ャル基板となる試料にストライプ状溝を制御性良く形成
することを可能にしたウェットエッチング装置を提供す
ることを目的とする。
In the configuration of (Example 12) This example Example 11, HCl as the chemical charging tank, H 2 SO 4, H 2 O 2, provided with four tanks acetone, H 2 SO 4 bath as the chemical blending tank, 1 connected from two H 2 O 2 tanks
Two tanks are provided, and HC, (H 2 SO 4 + H 2 O 2 ),
It is an object of the present invention to provide a wet etching apparatus capable of forming a stripe-shaped groove on a sample to be an InP / InGaAsP epitaxial substrate with good controllability by providing three tanks of acetone.

以下第13図を参照しながら実施例12について説明す
る。第13図は本実施例の構成図で図中符号はすべて前記
図面中に示したものと同じである。ここで薬液投入槽10
4aをH2SO4槽、104bをH2O2槽、104cをHClu槽、104dをア
セトン槽とし、薬液調合槽107abはH2SO4とH2O2を調合す
るものとする。ここで後に説明するように、エッチング
液として用いるものは(H2SO4+H2O2+H2O=3:1:1)調
合液とHClであり、これらが入っている薬液調合槽107ab
と薬液投入槽104cおよびエッチング処理槽501はエッチ
ング温度を一定にするため温度槽を設けてあるが、薬液
投入槽104a(H2SO4槽)、104b(H2O2槽)には特に本実
施例ではなくても十分なので設けていない。またアセト
ンはレジストを除去するために用いるものであり特に温
度を一定にしなくても十分なので同様に設けていない。
(H2SO4+H2O2+H2O=3:1:1)調合液はまず純水導入ラ
イン801bより所定の量純水を投入したあと、これと同量
H2O2を薬液投入槽104bに投入する。(H2O2+H2O)を先
に薬液調合槽107abに導入し、薬液循環ライン401にて循
環させながら、薬液投入槽104aよりH2SO4を徐々に所定
の量導入させる。この時H2SO4導入による急な発熱を防
ぐため薬液導入速度制御バルブ1201および温度検知バル
ブ制御部による電磁バルブ1204の開閉制御を適宜調整し
ておく。
The twelfth embodiment will be described below with reference to FIG. FIG. 13 is a configuration diagram of this embodiment, and all reference numerals in the drawing are the same as those shown in the above drawings. Here the chemical solution input tank 10
It is assumed that 4a is an H 2 SO 4 tank, 104b is an H 2 O 2 tank, 104c is an HClu tank, 104d is an acetone tank, and a chemical solution mixing tank 107ab mixes H 2 SO 4 and H 2 O 2 . As will be described later, what is used as the etching solution is (H 2 SO 4 + H 2 O 2 + H 2 O = 3: 1: 1) preparation solution and HCl, and the chemical solution preparation tank 107ab containing these is prepared.
The chemical bath 104c and the etching treatment bath 501 are provided with temperature baths to keep the etching temperature constant, but the chemical baths 104a (H 2 SO 4 bath) and 104b (H 2 O 2 bath) are especially It is sufficient even if it is not the embodiment, so it is not provided. Acetone is used to remove the resist, and it is sufficient to keep the temperature constant.
(H 2 SO 4 + H 2 O 2 + H 2 O = 3: 1: 1) Prepared solution was first charged with pure water from the pure water introduction line 801b and then the same amount
H 2 O 2 is charged into the chemical liquid charging tank 104b. (H 2 O 2 + H 2 O) is first introduced into the chemical liquid mixing tank 107ab, and while circulating in the chemical liquid circulation line 401, a predetermined amount of H 2 SO 4 is gradually introduced from the chemical liquid input tank 104a. At this time, in order to prevent sudden heat generation due to the introduction of H 2 SO 4 , the opening / closing control of the electromagnetic valve 1204 by the chemical liquid introduction speed control valve 1201 and the temperature detection valve control unit is appropriately adjusted.

以上の操作は最初の薬液の投入以外、すべて薬液給排
制御部111の各ラインにおけるバルブ操作にて行なわれ
るように設定しておく。調合が終了し薬液の温度を25℃
になるように温度制御し、準備が済んだら、以下第14図
に示すエッチングプロセスにしたがってエッチングを行
なう。第14図はBS構造半導体レーザの溝形成エッチング
プロセスを示す図で試料は図中aに示すように(100)
n−InP基板1401上に順次n−InP層1402(2μm),p−
InP層1403(1μm),n−InP層1402(2μm),n−InGa
AsP層1405(0.2μm)とエピタキシャル成長したもの
に、通常のフォトリソグラフィ技術にて<011>方向に
巾約1μmのストライ状パターンを形成したもので、14
06はストライプパターンの形成されたレジストである。
これを試料保持部に取付け、まず純水により前水洗を行
なう(導入部901,801E)。これを乾燥空気噴射ノズル10
01にて水滴除去し、次に(H2SO4+H2O2+H2O=3:1:1)
を薬液導入ライン106abより導入し、レジスト1406をマ
スクとしてn−InGaAsP層1405を10secエッチングする。
この時(H2SO4+H2O2+H2O=3:1:1)はInGaAsPをエッチ
ングし、InPをほとんどエッチングしない選択性を有
し、図中bに示すようにレジスト1406下でn−InGaAsP
層1405は左右に各0.3μm程度サイドエッチされる。10s
ecのエッチング後すみやかに純水洗浄をし、続いてアセ
トン(導入ライン106d)を導入してレジスト1406の除去
を行なう(図中c)。この時エッチング処理層には超音
波振動を与えるようにしておき、アセトンの導入・排出
を数回くり返す。次に十分水洗を行ない水滴除去を行な
った後、今度はHCl(導入ライン106c)を導入し、n−I
nGaAsP層1405をマスクとして各InP層を40secエッチング
する。HClはInPをエッチグし、InGaAsPをほとんどエッ
チングしないのでn−InGaAsP層1405はエッチングマス
クとして用いている。40secのエッチングでは図中dに
示すように巾〜1.7μm深さ〜4μmの溝1407が形成さ
れる。エッチングの後すみやかに純水洗浄を行なって終
了する。以上のプロセスはエッチングや洗浄の時間設定
を含めてすべて薬液給排制御にて行なわれる。
The above operations are set to be performed by valve operation in each line of the chemical liquid supply / discharge control unit 111, except for the initial injection of the chemical liquid. Preparation is completed and the temperature of the chemical solution is 25 ° C.
When the temperature is controlled so that the temperature is set to 0 and the preparation is completed, etching is performed according to the etching process shown in FIG. FIG. 14 is a diagram showing the groove forming etching process of the BS structure semiconductor laser, and the sample is as shown in a in the figure (100).
n-InP layer 1402 (2 μm), p-
InP layer 1403 (1 μm), n-InP layer 1402 (2 μm), n-InGa
The AsP layer 1405 (0.2 μm) and the epitaxially grown one were formed with a stripe-shaped pattern of about 1 μm in the <011> direction by ordinary photolithography technology.
06 is a resist in which a stripe pattern is formed.
This is attached to the sample holder and first prewashed with pure water (introduction parts 901, 801E). This is a dry air injection nozzle 10
Remove water droplets at 01, then (H 2 SO 4 + H 2 O 2 + H 2 O = 3: 1: 1)
Is introduced through the chemical solution introduction line 106ab, and the n-InGaAsP layer 1405 is etched for 10 seconds using the resist 1406 as a mask.
At this time (H 2 SO 4 + H 2 O 2 + H 2 O = 3: 1: 1), InGaAsP is etched and InP is hardly etched. As shown in FIG. -InGaAsP
Layer 1405 is side etched to the left and right by about 0.3 μm each. 10s
Immediately after the etching of ec, washing with pure water is performed, and then acetone (introduction line 106d) is introduced to remove the resist 1406 (c in the figure). At this time, ultrasonic vibration is applied to the etching-treated layer, and the introduction and discharge of acetone are repeated several times. Next, after sufficiently washing with water to remove water droplets, this time, HCl (introduction line 106c) was introduced, and n-I
Each InP layer is etched for 40 seconds using the nGaAsP layer 1405 as a mask. Since HCl etches InP and hardly etches InGaAsP, the n-InGaAsP layer 1405 is used as an etching mask. By etching for 40 seconds, a groove 1407 having a width of 1.7 μm and a depth of 4 μm is formed as shown in FIG. Immediately after the etching, washing with pure water is performed to complete the process. The above processes are all performed by chemical liquid supply / discharge control including etching and cleaning time settings.

第15図は26mm×18mmサイズの試料(ストライプパター
ン形成部20mm×18mm,ストライプ間隔300μm)に同様な
溝形成エッチングを行なった時の基板中央部の面内位置
に対する溝深さの関係を示す図である。図に示すように
各エッチング時間に対して溝深さはほぼ面内で均一に得
られている。エッチング時間40secに対しては深さd=
4.3±0.2μmであり、これはウェットエッチング装置を
用いずにエッチングした場合に比べ同等あるいはそれ以
上の制御性であるが、再現性についてはウェットエッチ
ング装置を用いる場合の方が優れた結果を得た。溝巾に
ついては各エッチング時間に対していずれもW=1.7±
0.1μmと良好な制御性を有し、巾,深さとも均一な溝
形成エッチングを行なうことが可能である。
FIG. 15 is a diagram showing the relationship between the in-plane position of the substrate central portion and the groove depth when similar groove formation etching is performed on a 26 mm × 18 mm size sample (stripe pattern forming portion 20 mm × 18 mm, stripe interval 300 μm). Is. As shown in the figure, the groove depth is almost uniform over the surface for each etching time. Depth d = for etching time of 40 seconds
4.3 ± 0.2 μm, which is equivalent to or better than the control without etching using a wet etching system, but the reproducibility is better when using a wet etching system. It was The groove width is W = 1.7 ± for each etching time.
It has a good controllability of 0.1 μm, and it is possible to perform groove formation etching with a uniform width and depth.

以上のように本実施例においては半導体レーザの溝形
成エッチングにおいて良好な制御性および再現性を有
し、したがって製造歩留りの向上をもたらす効果を有す
る。
As described above, the present embodiment has good controllability and reproducibility in the groove forming etching of the semiconductor laser, and therefore has an effect of improving the manufacturing yield.

発明の効果 以上のように本発明の効果としては、第1に第1図に
示すような構成をとることにより、薬液の調合を含めて
自動化されてエッチング処理が可能であり、試料が保持
されたエッチング処理層内を薬液が順次自動的に導入・
排出され、時に廃液予備層を設けたことで薬液の排出が
スムーズになり、その置換がごく短時間であることか
ら、GaAsやInPのような化合物半導体のエッチングを制
御性よく、さらに変成物の生成を防止してエッチングが
行なえる効果を有する。第2に薬液投入槽,薬液調合
槽,エッチング処理槽各槽の温度を制御する温度制御部
とエッチング処理槽に超音波振動を与える超音波振動機
構を設けることにより、温度依存性を考慮してエッチン
グが行なえるとともにエッチングの均一性を増し、エッ
チング後のリンスを確実に行なえる効果を有する。第3
に薬液投入槽,薬液調合槽各槽に薬液撹拌機構を設ける
ことにより、薬液の時間的劣化を防止して均一な状態に
て保つ効果を有する。第4に試料保持部に揺動機構ない
し回転機構を設けることにより、エッチング処理槽内に
て薬液を撹拌することができるので試料周辺の薬液が均
一となり、エッチングが拡散律速,反応律速どちらに支
配される場合でも制御性良くエッチングが行なえる効果
を有する。第5に試料保持部を、試料を複数収納可能な
バスケットとバスケット保持棒とに分割した構成とする
ことにより複数のエッチングが可能となり試料の設置・
取はずしが容易になる効果を有する。第6にエッチング
処理槽形状を上部と下部でロート形の傾斜面を有するも
のとし、薬液導入ラインを上部傾斜面に接して配置させ
ることにより、薬液導入の際液滴を飛ばさずにスムーズ
に導入可能で、下部に薬液が残留することなくスムーズ
に排出できる効果を有する。第7に薬液投入槽,薬液調
合槽,エッチング処理槽各槽に純水導入ラインを設ける
ことにより、エッチングプロセス終了後の各槽洗浄を容
易化し、投入薬液を希釈して用いることが可能となる他
純水リンスの際には特別に純水用の薬液投入槽を設けな
くてもよい効果を有する。第8にリンス液の導入ライン
をエッチング処理槽上部傾斜面に接して配置させるもの
とエッチング処理槽上部よりシャワー状に噴出するもの
とに分割して設けることにより、薬液排出の際試料に付
着した薬液をエッチング処理槽上部傾斜面より導入われ
るリンス液がエッチング処理槽を満たす前にすみやかに
除去し、エッチング停止の制御性を向上する効果を有す
る。第9にエッチング処理槽上部に乾燥空気噴射機構を
設けることによりリンス後の試料及びその周辺部に付着
したリンス液を除去し、次なるエッチング液が導入した
際のリンス液混入によるエッチング液組成の変化や発熱
を防止する効果を有する。第10に薬液投入槽,薬液調合
槽各槽と薬液廃液槽間にこれら連結する薬液排出バイパ
スラインを設けることにより、エッチング処理終了後の
残液および洗浄水の排出を容易にし時間短縮が図れる効
果を有する。第11に薬液投入槽と薬液調合槽を連結する
薬液導入ラインに、薬液導入速度制御バルブおよび調合
薬液の温度検知にて開閉制御される電磁バルブを設ける
ことにより、薬液調合の際の組成変化や発熱を防止する
効果を有する。第12に第13図に示す構成のウェットエッ
チング装置において、薬液として(H2SO4+H2O2+H
2O),HCl,アセトンを用いることにより、InP/InGaAsPエ
ピタキシャル基板に歩留りよく半導体レーザ製造プロセ
スにおける溝形成エッチングを施すことができる効果を
有する。
EFFECTS OF THE INVENTION As described above, the effects of the present invention are as follows. Firstly, by adopting the configuration shown in FIG. 1, it is possible to perform an etching process automatically including the preparation of a chemical solution, and to hold a sample. The chemical solution is automatically and automatically introduced into the etched layer.
The chemical solution is discharged smoothly by providing the waste liquid preliminary layer, and the replacement of the chemical solution takes only a short time.Therefore, the etching of compound semiconductors such as GaAs and InP can be controlled with good control, It has an effect that etching can be performed by preventing generation. Secondly, the temperature dependence is taken into consideration by providing a temperature control unit for controlling the temperature of each of the chemical liquid charging tank, the chemical liquid mixing tank, and the etching treatment tank and an ultrasonic vibration mechanism for applying ultrasonic vibration to the etching treatment tank. It has an effect that the etching can be performed and the uniformity of the etching is increased, and the rinse after the etching can be surely performed. Third
By providing a chemical liquid stirring mechanism in each of the chemical liquid feeding tank and the chemical liquid mixing tank, it is possible to prevent the chemical liquid from deteriorating with time and maintain it in a uniform state. Fourthly, by providing the sample holder with a swinging mechanism or a rotating mechanism, the chemical can be agitated in the etching treatment tank, so that the chemical around the sample becomes uniform and the etching is controlled by diffusion rate or reaction rate. Even if it is performed, it has an effect that etching can be performed with good controllability. Fifth, if the sample holder is divided into a basket capable of accommodating a plurality of samples and a basket holding rod, a plurality of etchings can be performed, and the sample can be installed.
It has the effect of being easy to remove. Sixth, the etching tank shape has a funnel-shaped inclined surface at the upper and lower parts, and the chemical solution introduction line is placed in contact with the upper inclined surface, so that the chemical solution can be smoothly introduced without dropping droplets during introduction. It is possible and has the effect that the chemical solution can be smoothly discharged without remaining in the lower part. Seventh, by providing a pure water introduction line for each of the chemical solution input tank, the chemical solution preparation tank, and the etching treatment tank, cleaning of each tank after the etching process is facilitated and the input chemical solution can be diluted and used. In the case of rinsing with other pure water, there is an effect that it is not necessary to specially provide a chemical solution introducing tank for pure water. Eighthly, the rinsing liquid introduction line is divided into one that is placed in contact with the inclined surface of the upper portion of the etching treatment tank and one that is ejected in a shower shape from the upper portion of the etching treatment tank. The rinse liquid introduced from the upper inclined surface of the etching treatment tank is promptly removed before the etching treatment tank is filled with the chemicals, which has the effect of improving the controllability of the etching stop. Ninth, by providing a dry air jetting mechanism on the upper part of the etching treatment tank, the rinse liquid adhering to the sample after rinsing and its peripheral portion is removed, and the composition of the etching liquid due to the mixing of the rinse liquid when the next etching liquid is introduced It has the effect of preventing changes and heat generation. The tenth effect is that by providing a chemical liquid discharge bypass line that connects these chemical liquid input tanks, chemical liquid mixing tanks, and chemical liquid waste tanks, it is possible to easily discharge the residual liquid and cleaning water after the etching process and reduce the time. Have. Eleventh, by providing a chemical solution introduction speed control valve and an electromagnetic valve that is controlled to open and close by detecting the temperature of the prepared chemical solution in the chemical solution introduction line that connects the chemical solution input tank and the chemical solution mixing tank, composition change during chemical solution preparation and It has the effect of preventing heat generation. Twelfthly, in the wet etching system having the configuration shown in FIG. 13, (H 2 SO 4 + H 2 O 2 + H
The use of 2 O), HCl, and acetone has the effect that the InP / InGaAsP epitaxial substrate can be subjected to groove formation etching in the semiconductor laser manufacturing process with high yield.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の第1の実施例におけるウェットエッチ
ン装置の構成図、第2図は第1図の構成からなるウェッ
トエッチング装置を用いてInP基板にストライプ状溝形
成エッチングを行なう際のエッチングプロセスを示す
図、第3図は本発明の第2の実施例におけるウェットエ
ッチング装置の部分構成図、第4図は本発明の第3の実
施例におけるウェットエッチング装置の部分構成図、第
5図は本発明の第4の実施例におけるウェットエッチン
グ装置の部分構成図、第6図は本発明の第5の実施例に
おけるウェットエッチング装置の部分構成図、第7図は
本発明の第6の実施例におけるウェットエッチング装置
の部分構成図、第8図は本発明の第7の実施例における
ウェットエッチッグ装置の部分構成図、第9図は本発明
の第8の実施例におけるウェットエッチング装置の部分
構成図、第10図は本発明の第9の実施例におけるウェッ
トエッチング装置の部分構成図、第11図は本発明第10の
実施例におけるウェットエッチング装置の部分構成図、
第12図は本発明の第11図の実施例におけるウェットエッ
チング装置の部分構成図、第13図は本発明の第12図の実
施例におけるウェットエッチング装置の構成図、第14図
は第13図の構成からなるウェットエッチング装置を用い
てInP/InGaAsPエピタキシャル基板にストライプ状溝形
成エッチングを行なうエッチングプロセスを示す図、第
15図は第14図に示すエッチングプロセスにて形成された
ストライプ状溝深さと基板面内位置の関係図、第16図は
従来のウェットエッチング装置の構成図である。 102……試料、103,701……エッチング処理槽、111……
薬液給排制御部、301……温度制御部、401……薬液循環
ライン、601a,601b……バスケット、602a,602b……バス
ケット保持棒、801a,801b,801ab,801E……純水導入ライ
ン、901……純水シャワー、1001……乾燥空気噴射ノズ
ル、1101a,1101b,1101c,1101ab……薬液排出バイパスラ
イン、1201……薬液導入速度制御バルブ、1203……温度
検知バルブ制御部。
FIG. 1 is a block diagram of a wet etching apparatus according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an etching for performing stripe-shaped groove forming etching on an InP substrate using the wet etching apparatus having the configuration of FIG. FIG. 3 is a diagram showing a process, FIG. 3 is a partial configuration diagram of a wet etching apparatus according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a partial configuration diagram of a wet etching apparatus according to a third embodiment of the present invention. Is a partial configuration diagram of a wet etching apparatus in a fourth embodiment of the present invention, FIG. 6 is a partial configuration diagram of a wet etching apparatus in a fifth embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a sixth embodiment of the present invention. FIG. 8 is a partial configuration diagram of a wet etching apparatus in an example, FIG. 8 is a partial configuration diagram of a wet etching apparatus in a seventh embodiment of the present invention, and FIG. 9 is an eighth embodiment of the present invention. Partial configuration diagram of a wet etching apparatus, Fig. 10 No. 9 partial configuration diagram of a wet etching apparatus in the embodiment of FIG. 11 is a partial structural view of a wet etching apparatus according to the present invention a tenth embodiment of the present invention,
12 is a partial configuration diagram of the wet etching apparatus in the embodiment of FIG. 11 of the present invention, FIG. 13 is a configuration diagram of the wet etching apparatus in the embodiment of FIG. 12 of the present invention, and FIG. 14 is FIG. Figure showing the etching process for performing stripe-shaped groove formation etching on InP / InGaAsP epitaxial substrates using the wet etching system consisting of
FIG. 15 is a diagram showing the relationship between the depth of the stripe-shaped groove formed in the etching process shown in FIG. 14 and the in-plane position of the substrate, and FIG. 16 is a block diagram of a conventional wet etching apparatus. 102 …… Sample, 103,701 …… Etching tank, 111 ……
Chemical liquid supply / discharge control unit, 301 ... Temperature control unit, 401 ... Chemical liquid circulation line, 601a, 601b ... Basket, 602a, 602b ... Basket holding rod, 801a, 801b, 801ab, 801E ... Pure water introduction line, 901 ... pure water shower, 1001 ... dry air injection nozzle, 1101a, 1101b, 1101c, 1101ab ... chemical solution discharge bypass line, 1201 ... chemical solution introduction speed control valve, 1203 ... temperature detection valve control unit.

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】被エッチング試料を保持する試料保持部と
エッチングを行なうエッチング処理槽と、複数の薬液投
入槽と、各薬液投入槽と前記エッチング処理槽を結ぶ複
数の薬液導入ラインと、前記薬液投入槽と前記エッチン
グ処理槽との間にあって前記薬液導入ラインで連結され
た複数の薬液調合槽と、複数の薬液廃液槽と、各薬液廃
液槽と前記エッチング処理槽を結ぶ複数の薬液排出ライ
ンと、前記エッチング処理槽と前記薬液廃液槽との間に
あって前記薬液排出ラインで連結された複数の廃液予備
槽と、前記薬液導入ラインを通して前記薬液投入槽から
前記薬液調合槽ないしエッチング処理槽への薬液導入の
開始と停止および前記薬液排出ラインを通して前記エッ
チング処理槽から前記廃液予備槽ないし薬液廃液槽への
薬液排出の開始と停止を制御する薬液給排制御部とを備
え、薬液の調合を自動化するとともに前記エッチング処
理槽内を順次連続的に薬液が通過してエッチングが行な
われることを特徴とするウェットエッチング装置。
1. A sample holding part for holding a sample to be etched, an etching treatment tank for performing etching, a plurality of chemical solution introducing tanks, a plurality of chemical solution introducing lines connecting each chemical solution introducing tank and the etching treatment tank, and the chemical solution. A plurality of chemical liquid mixing tanks connected between the input tank and the etching treatment tank by the chemical liquid introducing line, a plurality of chemical liquid waste liquid tanks, and a plurality of chemical liquid discharge lines connecting the chemical liquid waste liquid tanks and the etching treatment tank. A plurality of waste liquid reserve tanks connected between the etching solution tank and the chemical solution waste tank and connected by the chemical solution discharge line, and a chemical solution from the chemical solution input tank to the chemical solution preparation tank or the etching process tank through the chemical solution introduction line Starting and stopping the introduction and starting the discharge of the chemical liquid from the etching treatment tank to the waste liquid preliminary tank or the chemical liquid waste tank through the chemical liquid discharge line. And a chemical liquid supply and discharge control unit for controlling the stop, wet etching apparatus, wherein said that the etching treatment tank sequentially continuously chemical liquid is etched through is performed with automating preparation of drug solution.
【請求項2】薬液投入槽,薬液調合槽,エッチング処理
槽各槽内の薬液の温度を制御すべく各槽の温度を制御す
る温度制御機構を設け、前記エッチング処理槽にはエッ
チング後のリンスを確実に行なうべく超音波振動機構を
設けたことを特徴とする請求項1記載のウェットエッチ
ング装置。
2. A temperature control mechanism for controlling the temperature of each chemical bath in order to control the temperature of each chemical in the chemical bath, the chemical preparation bath, and the etching bath, and the etching bath contains a rinse after etching. The wet etching apparatus according to claim 1, wherein an ultrasonic vibration mechanism is provided to surely perform the above.
【請求項3】薬液投入槽,薬液調合槽各槽内の薬液を均
一にすべく各槽に薬液撹拌機構を設けたことを特徴とす
る請求項2記載のウェットエッチング装置。
3. The wet etching apparatus according to claim 2, wherein each tank is provided with a chemical solution stirring mechanism so as to make the chemical solution in each tank uniform.
【請求項4】試料保持部にエッチング処理槽内にて試料
が均一にエッチングされるべく揺動機構あるいは回転機
構を設けたことを特徴とする請求項3記載のウェットエ
ッチング装置。
4. The wet etching apparatus according to claim 3, wherein the sample holder is provided with a swinging mechanism or a rotating mechanism so that the sample is uniformly etched in the etching treatment tank.
【請求項5】試料保持が被エッチング試料を複数収納可
能なバスケットと揺動機構あるいは回転機構を有する前
記バスケットを連結するバスケット保持棒とから分割さ
れてなることを特徴とする請求項4記載のウェットエッ
チング装置。
5. The sample holder is divided into a basket capable of accommodating a plurality of samples to be etched and a basket holding rod having a swinging mechanism or a rotating mechanism for connecting the baskets. Wet etching equipment.
【請求項6】バスケットがテフロンあるいは石英製であ
り、バスケット保持棒の少なくともエッチング処理槽内
にて薬液に触れる部分ないし薬液蒸気にさらされる部分
がテフロンコートされていることを特徴とする請求項5
記載のウェットエッチング装置。
6. The basket is made of Teflon or quartz, and at least a portion of the basket holding rod which is exposed to the chemical or is exposed to the chemical vapor is coated with Teflon in the etching tank.
The wet etching apparatus described.
【請求項7】エッチング処理槽が上部開口部で薬液導入
ラインを配置させる傾斜面を有し、下部においてエッチ
ング処理が行なわる中央部より傾斜をもって徐々に小さ
くなるロート形をしており、薬液導入と排出をすみやか
にしたことを特徴とする請求項5記載のウェットエッチ
ング装置。
7. The chemical solution introduction tank has an inclined surface for arranging a chemical solution introduction line at the upper opening, and has a funnel shape that gradually decreases with inclination from the central portion where the etching process is performed at the lower part. The wet etching apparatus according to claim 5, wherein the discharge is promptly performed.
【請求項8】薬液投入槽,薬液調合槽,エッチング処理
槽各槽に純水導入ラインを設けたことを特徴とする請求
項7記載のウェットエッチング装置。
8. The wet etching apparatus according to claim 7, wherein a pure water introduction line is provided in each of the chemical solution introducing tank, the chemical solution preparing tank, and the etching treatment tank.
【請求項9】エッチング処理槽に接続される薬液導入ラ
インのうち、リンス液の導入ラインをエッチング処理槽
上部傾斜面に接して配置させるものとエッチング処理槽
上部よりシャワー状に噴出するものとに分割してなるこ
とを特徴とする請求項8記載のウェットエッチング装
置。
9. A chemical liquid introduction line connected to an etching treatment tank, wherein a rinse liquid introduction line is arranged in contact with an inclined surface of an etching treatment tank upper portion, and a chemical solution introduction line is showered from the upper portion of the etching treatment tank. The wet etching device according to claim 8, wherein the wet etching device is divided.
【請求項10】エッチング処理槽上部に試料,試料保持
部、エッチング処理槽内壁に付着したリンス液除去用の
乾燥空気噴射機構を設けたことを特徴とする請求項9記
載のウェットエッチング装置。
10. The wet etching apparatus according to claim 9, further comprising a sample, a sample holder, and a dry air jetting mechanism for removing the rinse liquid adhering to the inner wall of the etching treatment tank, which is provided above the etching treatment tank.
【請求項11】薬液投入槽,薬液調合槽各槽と薬液廃液
槽とを結ぶ複数の薬液排出バイパスラインを設け、エッ
チング処理終了後の残液排出および各槽洗浄を簡単化し
たことを特徴とする請求項10記載のウェットエッチング
装置。
11. A plurality of chemical liquid discharge bypass lines connecting the chemical liquid supply tank, the chemical liquid mixing tank and the chemical liquid waste tank are provided to simplify the residual liquid discharge after the etching process and the cleaning of each tank. 11. The wet etching device according to claim 10.
【請求項12】薬液投入槽と薬液調合槽を連結する薬液
導入ラインに薬液導入速度制御バルブおよび調合薬液の
温度検知にて開閉制御される電磁バルブを設けたことを
特徴とする請求項11記載のウェットエッチング装置。
12. The chemical liquid introduction line connecting the chemical liquid feeding tank and the chemical liquid mixing tank is provided with a chemical liquid introduction speed control valve and an electromagnetic valve which is controlled to open and close by detecting the temperature of the mixed chemical liquid. Wet etching equipment.
【請求項13】薬液投入槽としてHCl,H2SO4,H2O2、アセ
トンの4つの槽を有し、薬液調合槽としてH2SO4槽、H2O
2槽の2つの槽から連結された1つの槽を有し、薬液廃
液槽としてHCl,(H2SO4+H2O2)、アセトンの3つの槽
を有し、被エッチング試料としてInP/InGaAsPエピタキ
シャル基板を用いたことを特徴とする請求項12記載のウ
ェットエッチング装置。
13. A chemical solution input tank having four tanks of HCl, H 2 SO 4 , H 2 O 2 and acetone, and a chemical solution mixing tank of H 2 SO 4 tank and H 2 O.
It has one tank connected from two tanks of two tanks, and has three tanks of HCl, (H 2 SO 4 + H 2 O 2 ) and acetone as a chemical liquid waste tank, and InP / InGaAsP as a sample to be etched. 13. The wet etching apparatus according to claim 12, wherein an epitaxial substrate is used.
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