JPH0845898A - エッチング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 エッチング液の流れを一杯にして温度制御を
精度良く行えるエッチング装置を提供する。 【構成】 温度測定のため熱電対１０を備えたエッチン
グ槽１に半導体ウエハー４が浸漬され、槽１は流出孔を
有しその先端部は櫛歯状に分れた供給管７と、溢れた液
を回収する槽６と、これを管７を介し槽１へ循環させる
ポンプ２と、この循環液の温度制御を行うため並列に接
続された複数の熱交換器３から構成される。循環経路は
配管９で接続され、液の流量調整と排出を行う弁２１〜
２６が設けてある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エッチング装置に関す
るもので、特にメサ型ダイオードのメサエッチングにお
いて、安定したメサ形状を得ることができるエッチング
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】メサ型ダイオードの製造工程において
は、分割前のダイオード素子が数十個〜数百個分形成さ
れた半導体ウエハーを直接化学薬品に浸漬し、メサ形状
を形成するエッチング工程が含まれる。このエッチング
工程はメサ型ダイオードの特性を決定する重要な工程で
あり、エッチングを精密に制御する必要がある。エッチ
ングの精密な制御は、エッチング液の温度を一定に保持
することで達成されるので、これを実現するためのエッ
チング装置が種々提案されている。

【０００３】従来のエッチング装置を図３，図４を参考
に説明する。図３に示すエッチング装置はエッチング槽
内のエッチング液を間接的に温度制御するもので、エッ
チング槽１はエッチング液が満たされた内槽１ａと冷却
液が満たされた外槽１ｂとから構成されている。冷却液
はポンプ２により外槽１ｂと熱交換器３間を循環してい
る。半導体ウエハー４のエッチング処理は、半導体ウエ
ハー４を複数枚ウエハーキャリア５に載置し、このウエ
ハーキャリア５を冷却液の循環により温度制御された内
槽１ａのエッチング液に浸漬し、上下に揺動させること
で行われる。

【０００４】次に、図４に示すエッチング装置は直接エ
ッチング液を温度制御するものである。この装置は、エ
ッチング液が満たされたエッチング槽１とポンプ２と熱
交換器３とから構成されている。エッチング液はポンプ
２によりエッチング槽１と熱交換器３間を循環してい
る。半導体ウエハー４のエッチング処理は、半導体ウエ
ハー４を複数枚ウエハーキャリア５に載置し、このウエ
ハーキャリア５をエッチング槽１内のエッチング液に浸
漬し、上下に揺動させることで行われる。このときエッ
チング液は熱交換器３により直接温度制御が行われてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図３に
示す装置では、エッチング液の温度を一定にさせるのに
冷却液２を介して間接的に制御しているため、かなりの
時間を要しており、エッチング処理の時間が長くなると
いう問題を生じていた。また、エッチング処理の際に発
生する反応熱によりエッチング液の温度が上昇した場合
においても、迅速に所定の温度に戻らずエッチングがば
らつき安定したメサ形状が形成されないという問題も生
じていた。

【０００６】また、図４に示す装置では、直接エッチン
グ液の温度制御を行っているが、循環されるエッチング
液の流れ方によっては、反応熱が生じる半導体ウエハー
４近傍の温度を確実に制御できない場合があり、このた
め上述と同様エッチングがばらつき安定したメサ形状が
形成されないという問題を生じていた。本発明はかかる
問題に鑑み、温度分布を一定にでき、しかもエッチング
液の流れを一様にできるエッチング装置を提供すること
にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために次のような構成をとる。すなわち、請求
項１記載のエッチング装置は、エッチング液が満たされ
るとともに半導体ウエハーが浸漬されるエッチング槽
と、前記エッチング槽内に設けられエッチング液の流出
孔を有する供給管と、前記エッチング槽よりオーバーフ
ローしたエッチング液を回収する回収槽と、前記回収槽
のエッチング液を供給管を介してエッチング槽へ循環さ
せるポンプと、前記回収槽と前記供給管との間で循環す
るエッチング液の温度制御を行う熱交換器とからなるエ
ッチング装置であって、前記供給管はその先端部が櫛歯
状に枝分かれするとともに、前記熱交換器は複数並列に
接続されていることを特徴とするものである。

【０００８】請求項２記載のエッチング装置は、請求項
１記載のエッチング装置において、前記ポンプがロータ
リーポンプであることを特徴とするものである。請求項
３記載のエッチング装置は、請求項１乃至２記載のエッ
チング装置において、前記供給管の流出孔がエッチング
槽の底面に向けられていることを特徴とするものであ
る。

【０００９】

【作用】本発明のエッチング装置のおいては、供給管の
有底状先端部を櫛歯状として、エッチング液の供給部を
エッチング槽内の複数箇所に設けることで、エッチング
液の流れをエッチング槽内で一様とさせることにより温
度分布を一定にしている。

【００１０】また、熱交換器を複数並列に接続すること
で、熱交換器に送られるエッチング液の流量の変化を小
さくして熱交換率の向上を図り、安定した温度のエッチ
ング液をエッチング槽に供給できる。また、エッチング
液を循環させるためのポンプをロータリーポンプとした
ことで、エッチング液が脈流とならず、熱交換器へは常
に一定した流量のエッチング液を送ることができる。そ
の結果、熱交換率の向上を図るとともに、供給管から流
出されるエッチング液の流れも安定させることができ
る。

【００１１】さらに、供給管の流出孔をエッチング槽の
底方向に向けることで、エッチング液に乱流を起こさせ
るようにしたので、エッチング液の流れは一様なものと
なる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１を参照しつつ説
明する。尚、従来と同一部分や相当部分には同一の符号
を付している。本発明のエッチング装置は、エッチング
液が満たされるとともに半導体ウエハー４が浸漬される
エッチング槽１と、このエッチング槽１内に設けられ、
エッチング液の流出孔を有し、かつその先端部が櫛歯状
に枝分かれした供給管７と、エッチング槽１よりオーバ
ーフローしたエッチング液を回収する回収槽６と、回収
槽６のエッチング液を供給管７を介してエッチング槽１
へ循環させるポンプ２と、回収槽６と供給管７との間で
循環するエッチング液の温度制御を行うために並列に接
続された複数の熱交換器３とから、概略構成されてい
る。

【００１３】そして、回収槽６，ポンプ２，熱交換器３
及び供給管７は配管９で接続されており循環経路を形成
している。この循環経路には、エッチング液の流量調整
及び排出を行うための弁２１〜２６が設けられている。
また、エッチング槽１内にはエッチング液の温度を測定
するために熱電対１０が設けられている。

【００１４】以上のエッチング装置は、高温及び高濃度
のエッチング液を用いて、半導体のエッチング処理を行
うものであるから、エッチング液と接触する部分は全て
耐蝕性のある材料、例えばフッ素系樹脂（テフロン等）
が用いられている。次に、本発明のエッチング装置の各
構成部分を説明する。エッチング槽１及び回収槽６は、
耐蝕性のある材料で形成されており、その槽の大きさは
エッチング処理を行う半導体ウエハー４の枚数等により
適宜選択される。

【００１５】エッチング槽１にエッチング液を供給する
供給管７も、同様に耐蝕性のある材料で形成されてい
る。この供給管７は図２（ａ）に示すように、有底状の
先端部が櫛歯状に枝分かれしており、後述する流出孔１
１を介してエッチング槽１内に循環するエッチング液を
一様に供給している。本実施例では先端部が３本に枝分
かれている供給管７について説明したが、複数本に分岐
されたものでも良い。この場合分岐部分はエッチング槽
１の内外いずれも構わない。また、図２（ｂ）の断面図
に示すように、エッチング液を流出するための流出孔１
１は、軸心の水平方向に対し約３０゜斜め下方向に対象
に２個一組で設けられている。そして、供給管７には、
この２個一組の流出孔１１が軸心方向に所定の間隔をあ
けて複数設けられている。このように流出孔１１をエッ
チング槽１の底方向に向けているので、エッチング液は
エッチング槽１内の底部で乱流となり、上昇する過程で
一様の流れとなる。

【００１６】次に、ポンプ２はピストン運動でエッチン
グ液を送り出す方式のポンプでも良いが、ロータリーポ
ンプを使用することで脈流を抑えることができ、熱交換
器３の熱交換率の向上と、供給管７から流出されるエッ
チング液の流れのばらつきを抑制することができる。循
環するエッチング液の温度制御を行う熱交換器３は、複
数台を並列に接続されるとともに、各々に流量計８が設
けられている。そして、熱交換器３を通るエッチング液
の流量の変化を小さくして熱交換率の向上を図ってい
る。本実施例では２台並列接続した場合について説明し
たが、流れるエッチング液の流量に応じて台数を増やせ
ば良い。

【００１７】最後に、エッチング槽１には熱電対１０が
所定の間隔をあけて複数設置されている。このように、
エッチング槽１の複数箇所に熱電対１０を設置して各熱
電対１０の温度差を検出することで、エッチング装置の
異常を早期に発見できるようになる。エッチング処理が
行われる半導体ウエハー４は、ロット単位で処理ができ
るように２５枚分あるいは５０枚分がウエハーキャリア
５に載置され、図示しない揺動装置にセットされる。こ
の揺動装置を駆動することでウエハーキャリア５は上下
に揺動する。尚、ウエハーキャリア５のセットは、自動
であっても、手動であっても良い。

【００１８】次に、本発明のエッチング装置の動作につ
いて説明する。まず、弁２１，２５を閉じ、弁２２，２
３，２４を開いて、エッチング液をエッチング槽１に供
給してエッチング槽１内を満たすと共に、さらにエッチ
ング液を供給し回収槽６にオーバーフローさせる。そし
て、ポンプ２，熱交換器３を駆動させた後、流量計８を
確認しながら弁２２，２３を調整し熱交換器３に流れ込
むエッチング液の流量を一定にする。この結果、エッチ
ング液はエッチング槽１，回収槽６，ポンプ２，熱交換
器３，供給管７，エッチング槽１の経路で循環する。

【００１９】そして、エッチング液は、この経路を循環
する間に熱交換器３で所定の温度に制御されると共に、
供給管７により乱流とされ、一様な流れとなってエッチ
ング槽１に供給される。半導体ウエハー４のエッチング
処理は、半導体ウエハー４を複数枚ウエハーキャリア５
に載置し、このウエハーキャリア５をエッチング槽１に
浸漬し、一定時間、ウエハーキャリア５を図示しない揺
動装置により上下に揺動させることでエッチングが行わ
れる。エッチング液は、ウエハーキャリア５の揺動によ
り攪拌されるので、エッチング槽１内の温度分布をより
均一することができる。

【００２０】次に、弁２１，２４，２５，２６の役割に
つて説明する。エッチング装置に全体に異常が発生した
場合に、危険防止のためにエッチング液を水と置換する
が、弁２１はその水の排出用の弁として使用される。ポ
ンプ２に異常が発生した場合に、弁２１，２２，２４を
閉じ、弁２５を開き、危険防止のため弁２４と弁２１，
２２間のエッチング液を排出し、ポンプ２の交換・修繕
等を行う。つまり、弁２４はエッチング液の遮断用に、
弁２５は排出用に使用される。

【００２１】また、弁２６は、エッチング装置全体のエ
ッチング液を排出するために使用される。本実施例で
は、エッチングの対象をメサ型ダイオードを製造するた
めの半導体ウエハーとしたが、他の半導体装置を製造す
るための半導体ウエハーをエッチングの対象としても問
題はない。

【００２２】

【効果】上述のように、本発明のエッチング装置ではエ
ッチング液の温度制御を精度よく行えると共にその流れ
を一様できるので、エッチング槽内の温度分布を均一に
することができる。その結果、エッチングのばらつきを
大幅に抑制することができ、再現性の良いエッチング処
理を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す説明図。

【図２】本発明の供給管を示す説明図。

【図３】従来のエッチング装置を示す説明図。

【図４】従来のエッチング装置を示す説明図。

【符号の説明】

１ エッチング槽 ２ ポンプ ３ 熱交換器 ４ 半導体ウエハー ５ ウエハーキャリア ６ 回収槽 ７ 供給管 ８ 流量計 ９ 配管 10 熱電対 11 流出孔 21〜26 弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川上 一男 岡山県笠岡市富岡100番地 ワコー電器株 式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エッチング液が満たされるとともに半導
   体ウエハーが浸漬されるエッチング槽と、前記エッチン
   グ槽内に設けられエッチング液の流出孔を有する供給管
   と、前記エッチング槽よりオーバーフローしたエッチン
   グ液を回収する回収槽と、前記回収槽のエッチング液を
   供給管を介してエッチング槽へ循環させるポンプと、前
   記回収槽と前記供給管との間で循環するエッチング液の
   温度制御を行う熱交換器とからなるエッチング装置であ
   って、前記供給管はその先端部が櫛歯状に枝分かれする
   とともに、前記熱交換器は複数並列に接続されているこ
   とを特徴とするエッチング装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のエッチング装置におい
   て、前記ポンプがロータリーポンプであることを特徴と
   するエッチング装置。
3. 【請求項３】 請求項１乃至２記載のエッチング装置に
   おいて、前記供給管の流出孔がエッチング槽の底面に向
   けられていることを特徴とするエッチング装置。