JPH0922891A - ウエットプロセス装置及び方法 - Google Patents
ウエットプロセス装置及び方法Info
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- JPH0922891A JPH0922891A JP17123095A JP17123095A JPH0922891A JP H0922891 A JPH0922891 A JP H0922891A JP 17123095 A JP17123095 A JP 17123095A JP 17123095 A JP17123095 A JP 17123095A JP H0922891 A JPH0922891 A JP H0922891A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 エッチング、クリーニングを経時的にも均一
に行うことが可能なウエットプロセス装置を提供するこ
と。 【解決手段】 薬液組成タンクと組成調整用タンクの２
つのタンクを備え、所定位置に設置された薬液槽に、組
成調整用タンクから組成調整用薬液を供給することによ
り組成変化した該薬液槽中の薬液を所定の薬液組成に維
持するようにしたことを特徴とする。特に、フッ化水素
酸（ＨＦ）の濃度が０．１重量％以下であり、フッ化ア
ンモニウム（ＮＨ4Ｆ）の濃度が３０重量％以下とした
場合には薬液の組成調整はほぼ純水のみで足りる。
に行うことが可能なウエットプロセス装置を提供するこ
と。 【解決手段】 薬液組成タンクと組成調整用タンクの２
つのタンクを備え、所定位置に設置された薬液槽に、組
成調整用タンクから組成調整用薬液を供給することによ
り組成変化した該薬液槽中の薬液を所定の薬液組成に維
持するようにしたことを特徴とする。特に、フッ化水素
酸（ＨＦ）の濃度が０．１重量％以下であり、フッ化ア
ンモニウム（ＮＨ4Ｆ）の濃度が３０重量％以下とした
場合には薬液の組成調整はほぼ純水のみで足りる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、ＬＳｌ製
造工程において、制御された雰囲気下で行われるウエツ
トエツチング・クリーニング工程で薬液の蒸発等に伴う
薬液組成変化や薬液使用による薬液組成劣化による組成
変化を組成調整用薬液を補給することにより薬液組成を
一定にし完全に制御されたエツチング・クリーニングを
可能にするウエットプロセス装置に関する。
造工程において、制御された雰囲気下で行われるウエツ
トエツチング・クリーニング工程で薬液の蒸発等に伴う
薬液組成変化や薬液使用による薬液組成劣化による組成
変化を組成調整用薬液を補給することにより薬液組成を
一定にし完全に制御されたエツチング・クリーニングを
可能にするウエットプロセス装置に関する。
【０００２】
【従来の枝術】ＬＳｌ製造プロセスにおけるウエツトエ
ッチング・クリーニング工程で用いられる薬液は通常、
温度・湿度・風量を制御されたクリーンドラフト内に設
置されたエッチングバス（薬液槽）中で使用される。エ
ッチングバスの開口面積は通常６インチウエハ２５枚が
セットされたカセツトが十分に浸漬できる大きさであ
り、また８インチウエハの場合は更に大きくなつてい
る。その表面積からの水分あるいは薬液組成の蒸発は無
視できない。時間と共に薬液組成が変化し、ウエハ処理
が一定処理時間に達した際、薬液全量を交換しなければ
ならなかった。
ッチング・クリーニング工程で用いられる薬液は通常、
温度・湿度・風量を制御されたクリーンドラフト内に設
置されたエッチングバス（薬液槽）中で使用される。エ
ッチングバスの開口面積は通常６インチウエハ２５枚が
セットされたカセツトが十分に浸漬できる大きさであ
り、また８インチウエハの場合は更に大きくなつてい
る。その表面積からの水分あるいは薬液組成の蒸発は無
視できない。時間と共に薬液組成が変化し、ウエハ処理
が一定処理時間に達した際、薬液全量を交換しなければ
ならなかった。
【０００３】しかしながら今後ウエハサイズが大きくな
りエッチングバスの容量が大きくなれば使用薬液量が増
大し、廃棄する薬液量も増大することになる。
りエッチングバスの容量が大きくなれば使用薬液量が増
大し、廃棄する薬液量も増大することになる。
【０００４】また、今後集積度があがりプロセスが複雑
化するにつれて一層プロセスの安定化のための精密な濃
度菅理が必要となる。また薬液の交換頻度も増加するこ
とが予測されるが、このような方法では資源の有効利用
も含め多くの問題点がある。
化するにつれて一層プロセスの安定化のための精密な濃
度菅理が必要となる。また薬液の交換頻度も増加するこ
とが予測されるが、このような方法では資源の有効利用
も含め多くの問題点がある。
【０００５】例えば、薬液組成がＨＦ：０．１％，ＮＨ
4Ｆ：４０％のバッフアードフッ酸（ＢＨＦ）の場合、
熱酸化膜に対するエッチングレートが２５℃で１．６ｎ
ｍ／ｍｉｎである。しかしこのような薬液を湿度４０
％、雰囲気温度２５℃の環境下で３日間放置するとエッ
チングレートが４．２ｎｍ／ｍｉｎと約２．６倍に増加
する。このような環境で変化する薬液は今後の半導体プ
ロセスにおいて使用は不可能である。
4Ｆ：４０％のバッフアードフッ酸（ＢＨＦ）の場合、
熱酸化膜に対するエッチングレートが２５℃で１．６ｎ
ｍ／ｍｉｎである。しかしこのような薬液を湿度４０
％、雰囲気温度２５℃の環境下で３日間放置するとエッ
チングレートが４．２ｎｍ／ｍｉｎと約２．６倍に増加
する。このような環境で変化する薬液は今後の半導体プ
ロセスにおいて使用は不可能である。
【０００６】また半導体プロセスの一部ではエッチング
工程の前処理としてウエハ表面を親水処理する工程があ
る。このような工程で前処理されたウエハ表面は前処理
液（通常超純水に界面活性剤を添加した処理液）でその
全面が濡れているため、エッチングバスヘ処理液の持ち
込みが発生する。例えば約０．６ｇ／６インチウエハ程
度の持ち込みがあった場合、１０００枚処理すると６０
０ｇの持ち込みがありエッチング液（薬液）が希釈され
てしまう。薬液１５ｋｇの場合は０．１％ＨＦは０．０
９５％ＨＦになってしまう。半導体量産工場の場合、ウ
エハ１０００枚は１日程度で処理しうる枚数である。
工程の前処理としてウエハ表面を親水処理する工程があ
る。このような工程で前処理されたウエハ表面は前処理
液（通常超純水に界面活性剤を添加した処理液）でその
全面が濡れているため、エッチングバスヘ処理液の持ち
込みが発生する。例えば約０．６ｇ／６インチウエハ程
度の持ち込みがあった場合、１０００枚処理すると６０
０ｇの持ち込みがありエッチング液（薬液）が希釈され
てしまう。薬液１５ｋｇの場合は０．１％ＨＦは０．０
９５％ＨＦになってしまう。半導体量産工場の場合、ウ
エハ１０００枚は１日程度で処理しうる枚数である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は薬液の交換頻
度が少なくてすみ、かつ、エッチング、クリーニングを
経時的にも均一に行うことが可能なウエットプロセス装
置を提供することを目的とする。
度が少なくてすみ、かつ、エッチング、クリーニングを
経時的にも均一に行うことが可能なウエットプロセス装
置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明のウエットプロセ
ス装置は、薬液組成タンクと組成調整用タンクの２つの
タンクを備え、所定位置に設置された薬液槽に、組成調
整用タンクから組成調整用薬液を供給することにより組
成変化した該薬液槽中の薬液を所定の薬液組成に維持す
るようにしたことを特徴とする。
ス装置は、薬液組成タンクと組成調整用タンクの２つの
タンクを備え、所定位置に設置された薬液槽に、組成調
整用タンクから組成調整用薬液を供給することにより組
成変化した該薬液槽中の薬液を所定の薬液組成に維持す
るようにしたことを特徴とする。
【０００９】本発明のウエットプロセス方法は、所定位
置に設置された薬液槽に、組成調整用タンクから組成調
整用薬液を供給することにより組成変化した該薬液槽中
の薬液を所定の薬液組成に維持するようにしたことを特
徴とする。
置に設置された薬液槽に、組成調整用タンクから組成調
整用薬液を供給することにより組成変化した該薬液槽中
の薬液を所定の薬液組成に維持するようにしたことを特
徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】ここで、薬液としては、エッチン
グ用薬液、クリーニング用薬液が好適に用いられる（請
求項２）。特にエッチング用薬液の場合、薬液槽中の薬
液の濃度・組成は例えばエッチングレートに大きな影響
を与えるため、精密な管理が要求されるからである。
グ用薬液、クリーニング用薬液が好適に用いられる（請
求項２）。特にエッチング用薬液の場合、薬液槽中の薬
液の濃度・組成は例えばエッチングレートに大きな影響
を与えるため、精密な管理が要求されるからである。
【００１１】また、より具体的には、例えば、フツ化水
素酸とフッ化アンモニウム水溶液の混合液（以下「バッ
フアードフッ酸」と呼ぶ）、フツ化水素酸と過酸化水素
水の混合液及びフッ化水素酸、フッ化水素酸と硝酸の混
含液、フッ化水素酸とヨウ素酸の混合液が好適に用いら
れる（請求項３）。
素酸とフッ化アンモニウム水溶液の混合液（以下「バッ
フアードフッ酸」と呼ぶ）、フツ化水素酸と過酸化水素
水の混合液及びフッ化水素酸、フッ化水素酸と硝酸の混
含液、フッ化水素酸とヨウ素酸の混合液が好適に用いら
れる（請求項３）。
【００１２】これらの薬液は、主に、シリコン酸化膜の
エッチングやシリコン表面のクリーニングに用いられる
が、今後ＬＳＩ工程における酸化膜厚は３〜１０ｎｍと
極めて簿い膜になってくる。この場合サイドエッチング
やオーバーエッチングを抑制し可能な限りジヤストエツ
チングをする必要がある。これらの項目を満足するため
にはウエットプロセスにおいては薬液組成を完全にコン
トロールする事が重要である。
エッチングやシリコン表面のクリーニングに用いられる
が、今後ＬＳＩ工程における酸化膜厚は３〜１０ｎｍと
極めて簿い膜になってくる。この場合サイドエッチング
やオーバーエッチングを抑制し可能な限りジヤストエツ
チングをする必要がある。これらの項目を満足するため
にはウエットプロセスにおいては薬液組成を完全にコン
トロールする事が重要である。
【００１３】一方、組成調整用薬液としては、薬液槽中
の薬液の濃度を所望の濃度に調整しえるものであればよ
く、例えば、フッ化水素酸、バッファードフツ酸、フッ
化水素酸−過酸化水素水、フッ酸−硝酸、フッ酸−ヨウ
素酸、超純水の少なくとも１つから構成されることが好
ましい（請求項４）。
の薬液の濃度を所望の濃度に調整しえるものであればよ
く、例えば、フッ化水素酸、バッファードフツ酸、フッ
化水素酸−過酸化水素水、フッ酸−硝酸、フッ酸−ヨウ
素酸、超純水の少なくとも１つから構成されることが好
ましい（請求項４）。
【００１４】（請求項６、請求項１１）本発明者は、ウ
エットプロセス装置が設置される雰囲気（例えばクリー
ンドラフト）内の温度・湿度・風量を一定にし、薬液の
組成変化量を求めた。その結果、クリーンドラフト内の
温度・湿度・風量を制御することにより薬液の組成変化
が決定することを見いだした。そして、クリーンドラフ
ト内の温度・湿度・風量を一定にしておけば、組成変化
した成分を常時もしくは一定時間毎に一定量供給するこ
とにより常に初期の薬液組成を維特することが可能にな
り、安定したエッチングークリーニングができることを
も見いだした。
エットプロセス装置が設置される雰囲気（例えばクリー
ンドラフト）内の温度・湿度・風量を一定にし、薬液の
組成変化量を求めた。その結果、クリーンドラフト内の
温度・湿度・風量を制御することにより薬液の組成変化
が決定することを見いだした。そして、クリーンドラフ
ト内の温度・湿度・風量を一定にしておけば、組成変化
した成分を常時もしくは一定時間毎に一定量供給するこ
とにより常に初期の薬液組成を維特することが可能にな
り、安定したエッチングークリーニングができることを
も見いだした。
【００１５】なお、濃度測定は濃度測定器を設置してモ
ニターし、モニターからの信号に基づき薬液補給するよ
うにしても良い。
ニターし、モニターからの信号に基づき薬液補給するよ
うにしても良い。
【００１６】薬液組成を管理する上で問題になるのはク
リーンドラフト内の温度、クリーンエア風量、湿度及び
薬液温度である。また、反応による薬液（全体あるいは
その組成物）の消費、あるいは最近シリコン表面やレジ
スト表面のマスク材との濡れ性を向上させ微細パターン
のエッチングやウエハ表面ラフネスの抑制等の目的で界
面活性剤が添加する場合が増加している。この際、ウエ
ハやウエハカセットに付着することによる薬液の持ち込
みおよび持ち出しによる液組成の変化が生じる。
リーンドラフト内の温度、クリーンエア風量、湿度及び
薬液温度である。また、反応による薬液（全体あるいは
その組成物）の消費、あるいは最近シリコン表面やレジ
スト表面のマスク材との濡れ性を向上させ微細パターン
のエッチングやウエハ表面ラフネスの抑制等の目的で界
面活性剤が添加する場合が増加している。この際、ウエ
ハやウエハカセットに付着することによる薬液の持ち込
みおよび持ち出しによる液組成の変化が生じる。
【００１７】一般に、薬液には、界面活性剤が添加され
る。そこで、界面活性剤の添加濃度を０〜８００ｐｐｍ
とし、この界面活性剤が薬液全体あるいは薬液の一部組
成物の蒸発に影響しているかどうかを確かめた。使用し
た薬液はフツ化水素酸（ＨＦ）０．５重量％、フッ化ア
ンモニウム（ＮＨ4Ｆ）２０重量％のバッファードフッ
酸に界面活性剤を０，２００，３００，４００，５００
及び８００ｐｐｍ添加し１５時間後、７０時間後の薬液
の蒸発量を測定した。その結果界面活性剤添加濃度には
影響されず放置時間のみに依存した結果が得られた（図
１）。
る。そこで、界面活性剤の添加濃度を０〜８００ｐｐｍ
とし、この界面活性剤が薬液全体あるいは薬液の一部組
成物の蒸発に影響しているかどうかを確かめた。使用し
た薬液はフツ化水素酸（ＨＦ）０．５重量％、フッ化ア
ンモニウム（ＮＨ4Ｆ）２０重量％のバッファードフッ
酸に界面活性剤を０，２００，３００，４００，５００
及び８００ｐｐｍ添加し１５時間後、７０時間後の薬液
の蒸発量を測定した。その結果界面活性剤添加濃度には
影響されず放置時間のみに依存した結果が得られた（図
１）。
【００１８】また、本発明においてバッファードフツ酸
中のＮＨ4Ｆ濃度が蒸発速度に与える影響を調ベた。薬
液組成は超純水と数種類のバッファードフッ酸（Ｈ
Ｆ：０％，ＮＨ4Ｆ：２０％、ＨＦ：０％，ＮＨ4Ｆ：
４０％）を用いた。
中のＮＨ4Ｆ濃度が蒸発速度に与える影響を調ベた。薬
液組成は超純水と数種類のバッファードフッ酸（Ｈ
Ｆ：０％，ＮＨ4Ｆ：２０％、ＨＦ：０％，ＮＨ4Ｆ：
４０％）を用いた。
【００１９】その結果、ＮＨ4Ｆ濃度が３０重量％を超
えると薬液の蒸発量は少ないが、薬液の組成割合の変化
する。従って、元の組成に戻すことが困難である。
えると薬液の蒸発量は少ないが、薬液の組成割合の変化
する。従って、元の組成に戻すことが困難である。
【００２０】それに対し、ＨＦ濃度が０．１重量％以上
で、ＮＨ4Ｆ濃度が３０重量％以下の場合は、蒸発量は
多いが、組成割合の変動は少ない（すなわち、蒸発成分
の多くは水分と考えられる。）。従って、元の組成に復
帰させることが極めて容易である。従って、ＨＦ濃度が
０．１重量％以上で、ＮＨ4Ｆ濃度が３０重量％以下の
薬液とした場合には（請求項５、請求項１５）、消費分
を補うために、薬液組成タンク１から、薬液を補充する
とともに、蒸発成分（主に水分）を薬液調整タンク２か
ら補給すれば容易に必要組成の薬液に戻すことができ
る。
で、ＮＨ4Ｆ濃度が３０重量％以下の場合は、蒸発量は
多いが、組成割合の変動は少ない（すなわち、蒸発成分
の多くは水分と考えられる。）。従って、元の組成に復
帰させることが極めて容易である。従って、ＨＦ濃度が
０．１重量％以上で、ＮＨ4Ｆ濃度が３０重量％以下の
薬液とした場合には（請求項５、請求項１５）、消費分
を補うために、薬液組成タンク１から、薬液を補充する
とともに、蒸発成分（主に水分）を薬液調整タンク２か
ら補給すれば容易に必要組成の薬液に戻すことができ
る。
【００２１】
【実施例】本発明の技術的な内容をより明確ならしめる
為に代表的な例を拳げて以下に実施例として例示する。
為に代表的な例を拳げて以下に実施例として例示する。
【００２２】（実施例１）図３に、本発明に係るウエッ
トプロセス装置の実施例を示す。
トプロセス装置の実施例を示す。
【００２３】本例では、薬液組成タンク１と組成調整用
タンク２の２つのタンクを備え、所定位置に設置された
薬液槽３に、組成調整用タンク２から組成調整用薬液を
供給することにより組成変化した薬液槽３中の薬液を所
定の薬液組成に維持するようにした。
タンク２の２つのタンクを備え、所定位置に設置された
薬液槽３に、組成調整用タンク２から組成調整用薬液を
供給することにより組成変化した薬液槽３中の薬液を所
定の薬液組成に維持するようにした。
【００２４】なお、図３において、７は外槽であり、薬
液槽３からオーバーフローした薬液を受ける。外槽７の
薬液は、循環ポンプ４によりフィルター５を介して薬液
槽３に戻される。
液槽３からオーバーフローした薬液を受ける。外槽７の
薬液は、循環ポンプ４によりフィルター５を介して薬液
槽３に戻される。
【００２５】６ａ，６ｂはバルブである。このバルブ６
ａ，６ｂは、一定時間毎に、あるいは、薬液槽３中の薬
液の濃度を測定するための薬液濃度測定器（図示せず）
からの信号に基づき開閉するようにしておけばよい。
ａ，６ｂは、一定時間毎に、あるいは、薬液槽３中の薬
液の濃度を測定するための薬液濃度測定器（図示せず）
からの信号に基づき開閉するようにしておけばよい。
【００２６】本例では図３に示す装置を雰囲気を制御し
たクリーンドラフト内に設置し、次の手順により薬液槽
３内の薬液の組成の経時変化を調べた。
たクリーンドラフト内に設置し、次の手順により薬液槽
３内の薬液の組成の経時変化を調べた。
【００２７】バルブ６ｂを開とした。
【００２８】薬液組成タンク１から薬液槽３に薬液を
充填した（外槽７へオーバーフローさせて充填した。） 所定量充填後バルブ６ｂを閉とした。
充填した（外槽７へオーバーフローさせて充填した。） 所定量充填後バルブ６ｂを閉とした。
【００２９】循環ポンプ４を作動し、フィルターを通
して薬液を循環濾過した。
して薬液を循環濾過した。
【００３０】薬液槽３から薬液を少量サンプリング
し、組成を分析した（このときの濃度が初期濃度であ
る）。
し、組成を分析した（このときの濃度が初期濃度であ
る）。
【００３１】２４時間循環後再び薬液をサンプリング
し組成分析した。組成分析結果を表１に示す。
し組成分析した。組成分析結果を表１に示す。
【００３２】
【表１】 エッチングバス容量：１０Ｌ 湿度：６９％ 薬液組成の経時変化量に関しては雰囲気によって大きく
影響されるが、以下に示す式を用いる事で、蒸発量を判
断することができる。さらに詳細に調査するためには、
濃度管理モニターとして濃度測定器を設置しても良い。
影響されるが、以下に示す式を用いる事で、蒸発量を判
断することができる。さらに詳細に調査するためには、
濃度管理モニターとして濃度測定器を設置しても良い。
【００３３】以下にバッファードフッ酸の場合の蒸発速
度測定の一例を示す。
度測定の一例を示す。
【００３４】蒸発速度式（バッファードフッ酸の場合） バッファードフッ酸中のＮＨ4Ｆ濃度：Ｘ％ 雰囲気の湿度：６９％ 蒸発速度Ｖ＝7.0146×0.311ｅ(-0.671X) （ｇ／ｍ
ｉｎ・ｍ2） 雰囲気の湿度：４０％ 蒸発速度Ｖ＝7.0146×0.290ｅ(-0.671X) （ｇ／ｍｉ
ｎ・ｍ2） 蒸発速度Ｖは一般的に、次の式で表すことができる。
ｉｎ・ｍ2） 雰囲気の湿度：４０％ 蒸発速度Ｖ＝7.0146×0.290ｅ(-0.671X) （ｇ／ｍｉ
ｎ・ｍ2） 蒸発速度Ｖは一般的に、次の式で表すことができる。
【００３５】 Ｖ＝7.0146×ａｅ(-0.671X) （ｇ／ｍｉｎ・ｍ2） ａは雰囲気で決まる定数 従って、装置が設置された雰囲気においてａを具体的に
求めれば、Ｖを知ることができるため、一定時間ごと
に、上式による蒸発量に見合った量の組成調整用薬液を
組成調整用タンク２から補給してやればよい。
求めれば、Ｖを知ることができるため、一定時間ごと
に、上式による蒸発量に見合った量の組成調整用薬液を
組成調整用タンク２から補給してやればよい。
【００３６】特に、フッ化水素酸の濃度を０．１重量％
以下、フッ化アンモニウムの濃度を３０重量％以下とし
た場合には、組成調整用薬液としては純水のみで足り
る。 （実施例２）薬液組成の経時変化は雰囲気以外にも大き
く影響を受ける場合がある。
以下、フッ化アンモニウムの濃度を３０重量％以下とし
た場合には、組成調整用薬液としては純水のみで足り
る。 （実施例２）薬液組成の経時変化は雰囲気以外にも大き
く影響を受ける場合がある。
【００３７】ウエハプロセスで薬液槽からウエハを引き
上げる場合、ウエハ表面に薬液が濡れて水洗槽及び次の
槽へ持ち出される場合が発生する。この持ち出し量はウ
エハ表面が酸化膜（ＳｉＯ2膜）等の親水性膜で覆われ
ている場合は顕著である。６インチウエハの場合は０．
６ｇ／１枚程度の持ち出しがある。
上げる場合、ウエハ表面に薬液が濡れて水洗槽及び次の
槽へ持ち出される場合が発生する。この持ち出し量はウ
エハ表面が酸化膜（ＳｉＯ2膜）等の親水性膜で覆われ
ている場合は顕著である。６インチウエハの場合は０．
６ｇ／１枚程度の持ち出しがある。
【００３８】また、界面活性剤添加の薬液を使用すれば
ベアシリコンウエハを使用しても同等の持ち出し量にな
る。この場合は薬液組成の変化よりむしろ薬液量の低下
が発生する。
ベアシリコンウエハを使用しても同等の持ち出し量にな
る。この場合は薬液組成の変化よりむしろ薬液量の低下
が発生する。
【００３９】以下の条件（Ａ）でエッチング行った。エ
ッチング後における薬液の組成変化等を（Ｂ）に示す。
ッチング後における薬液の組成変化等を（Ｂ）に示す。
【００４０】（Ａ）エッチング条件 ＨＦ濃度：４％ ＮＨ4Ｆ濃度：２０％ 初期重量：２０ｋｇ 薬液槽中の薬液の表面積：８００ｃｍ2 持ち出し量：０．６ｇ／６インチウエハ１枚 処理バッチ：１００バッチ（２５０枚） ＳｉＯ2露出率：２０％ エッチング深さ：１０ｎｍ 経過時間：１０時間 雰囲気湿度：４０％ 蒸発速度：０．２８（ｇ／ｍｉｎ・ｍ2） （Ｂ）組成変化等 ＨＦ：４．００％→４．０２％ ＮＨ4Ｆ：２０．００％→２０．１４％ 重量変化：２０ｋｇ→１８．３６ｋｇ 以上のように、組成変化は微量であり、薬液重量の減少
が支配的である。
が支配的である。
【００４１】この例の場合は薬液の持ち出し量が支配的
であり、薬液組成はほとんど変化せず、元の薬液を補充
すれば初期状態に戻つてゆく。
であり、薬液組成はほとんど変化せず、元の薬液を補充
すれば初期状態に戻つてゆく。
【００４２】しかしながら蒸発速度の増加や処理バッチ
量のアップが薬液組成を変化させる要因となる場合も考
えられる。そのため次の実施例では種々の要素を盛り込
んだ場合を検討した。
量のアップが薬液組成を変化させる要因となる場合も考
えられる。そのため次の実施例では種々の要素を盛り込
んだ場合を検討した。
【００４３】（実施例３）薬液組成の経時変化は雰囲気
によつて大きく影響されるが、実際のウエットエッチン
グ工程ではエッチングによる薬液の消費、さらに薬品の
持ち出し及び持ち込みがある。このような種々のパラメ
ーターを考慮し、薬液組成の変化を数式化した。
によつて大きく影響されるが、実際のウエットエッチン
グ工程ではエッチングによる薬液の消費、さらに薬品の
持ち出し及び持ち込みがある。このような種々のパラメ
ーターを考慮し、薬液組成の変化を数式化した。
【００４４】各エッチング装置の雰囲気等のバラメータ
を調査し、数式化する事で薬液の組成変化を類推でき
る。時間単位での組成変化が明らかになれば薬液組成を
初期状態に戻すために必要な組成調整用薬液の供給量を
決定することができるわけである。 バッファードフッ酸のエッチング工程のパラメータ ＨＦ初期濃度 ａ（％） ＮＨ4Ｆ初期濃度 ｂ（％） 薬液初期重量 Ｗ（ｇ） 薬液槽中の薬液表面積 Ｓ（ｍ2） ＳｉＯ2露出率 Ｅ（％） エッチング深さ Ｄ（ｎｍ） 処理バッチ Ｂ（バッチ、１バッチ２５枚） 持ち出し量 Ｃ（ｇ／バッチ） 蒸発速度 Ｖ（ｇ／ｍｉｎ・ｍ2） 経過時間 Ｔ（ｍｉｎ） 経過時間Ｔ後における薬液の組成濃度は次の式により表
すことができる。
を調査し、数式化する事で薬液の組成変化を類推でき
る。時間単位での組成変化が明らかになれば薬液組成を
初期状態に戻すために必要な組成調整用薬液の供給量を
決定することができるわけである。 バッファードフッ酸のエッチング工程のパラメータ ＨＦ初期濃度 ａ（％） ＮＨ4Ｆ初期濃度 ｂ（％） 薬液初期重量 Ｗ（ｇ） 薬液槽中の薬液表面積 Ｓ（ｍ2） ＳｉＯ2露出率 Ｅ（％） エッチング深さ Ｄ（ｎｍ） 処理バッチ Ｂ（バッチ、１バッチ２５枚） 持ち出し量 Ｃ（ｇ／バッチ） 蒸発速度 Ｖ（ｇ／ｍｉｎ・ｍ2） 経過時間 Ｔ（ｍｉｎ） 経過時間Ｔ後における薬液の組成濃度は次の式により表
すことができる。
【００４５】ＨＦ濃度 {(W a)-(1.34×10-3・B D E)-(a B C)}／{W+(1.01×10-
5 B D E)-(S T V)-(B C)} % ＮＨ4Ｆ濃度 {(W b)-(1.24×10-3 B D E)-(b B C)}／{W+(1.01×10-5
B D E)-(S T V)-(B C)} % 以上の結果より、以下の（Ａ）に示すエッチング条件の
場合には、組成濃度は以下の（Ｂ）となる。
5 B D E)-(S T V)-(B C)} % ＮＨ4Ｆ濃度 {(W b)-(1.24×10-3 B D E)-(b B C)}／{W+(1.01×10-5
B D E)-(S T V)-(B C)} % 以上の結果より、以下の（Ａ）に示すエッチング条件の
場合には、組成濃度は以下の（Ｂ）となる。
【００４６】（Ａ）エッチング条件 ＨＦ濃度 ：０．７％ ＮＨ4Ｆ濃度 ：１７％ 薬液初期重量 ：２０ｋｇ 薬液槽の薬液表面積 ：０．１ｍ2 ＳｉΟ2露出率 ：１０％ エッチング深さ ：５００ｎｍ 処理バッチ ：１００バッチ（２５００枚） 経過時間 ：２４時間 （Ｂ）組成濃度 ＨＦ濃度 ：０．６７％ ＮＨ4Ｆ濃度 ：１７．０６％ 従って、上式による計算に基づき、薬液組成タンク１の
他に組成調整用タンク２に所定の組成の組成調整用薬液
（ＨＦ：１．２３％，ＮＨ4Ｆ：１５．９５％）を調整
し、一定時間毎に薬液槽３中の薬液減少分を補給して、
エッチングすることにより一定条件下でのエッチング処
理が可能となった。
他に組成調整用タンク２に所定の組成の組成調整用薬液
（ＨＦ：１．２３％，ＮＨ4Ｆ：１５．９５％）を調整
し、一定時間毎に薬液槽３中の薬液減少分を補給して、
エッチングすることにより一定条件下でのエッチング処
理が可能となった。
【００４７】（実施例４）図４に本実施例を示す。
【００４８】薬液槽３上に水平方向の気流８（水平エア
ーカーテン）を発生させる手段を設けたウエットプロセ
ス装置である。
ーカーテン）を発生させる手段を設けたウエットプロセ
ス装置である。
【００４９】この装置は、薬液槽３内の薬液の蒸気を水
平エアーカーテン８が効率よく捕集し、クリーンドラフ
トの総排気量を従来方式であるダウンフロ一方式と比べ
１／３に低減し、クリーンルーム全体のランニングコス
トを押さえることを実現している。
平エアーカーテン８が効率よく捕集し、クリーンドラフ
トの総排気量を従来方式であるダウンフロ一方式と比べ
１／３に低減し、クリーンルーム全体のランニングコス
トを押さえることを実現している。
【００５０】しかしながら本発明者らの実験によると水
平エアーカーテン８下に設置された薬液槽３からの薬液
の蒸発はダウンフロー気流下の薬液の蒸発に比ベ約４倍
の蒸発量であった。
平エアーカーテン８下に設置された薬液槽３からの薬液
の蒸発はダウンフロー気流下の薬液の蒸発に比ベ約４倍
の蒸発量であった。
【００５１】従って水平エアーカーテン８下での薬品の
蒸発を抑えるために、高濃度（相対湿度：７０〜９０
％）の水平エアーを吹き出すことにより水平エアーカー
テン８下の湿度を上げて薬液の蒸発を抑えた。相対湿度
が高い水平エアーカーテンを用いると薬液の蒸発はダウ
ンフロー下での蒸発と同等となり、薬液の蒸発による組
成の濃度変化を極力少なくすることができた。
蒸発を抑えるために、高濃度（相対湿度：７０〜９０
％）の水平エアーを吹き出すことにより水平エアーカー
テン８下の湿度を上げて薬液の蒸発を抑えた。相対湿度
が高い水平エアーカーテンを用いると薬液の蒸発はダウ
ンフロー下での蒸発と同等となり、薬液の蒸発による組
成の濃度変化を極力少なくすることができた。
【００５２】
【発明の効果】本発明の装置を用い薬液組成を管理する
事により常に薬液組成を一定に保つ事が可能となり、エ
ッチングークリーニングが均一に行われる様になった。
事により常に薬液組成を一定に保つ事が可能となり、エ
ッチングークリーニングが均一に行われる様になった。
【図１】薬液中の界面活性剤濃度と薬液の蒸発量との関
係を示すグラフである。
係を示すグラフである。
【図２】ＮＨ4Ｆ濃度と蒸発速度との関係を示すグラフ
である。
である。
【図３】本発明の実施例に係るウエットプロセス装置の
模式図である。
模式図である。
【図４】本発明の他の実施例に係るウエットプロセス装
置の模式図である。
置の模式図である。
１ 薬液組成タンク、 ２ 組成調整用タンク、 ３ エッチング・クリーニング槽（薬液槽）、 ４ 循環ポンプ、 ５ フィルター、 ６ａ，６ｂ バルブ、 ７ 外槽、 ８ 気流（エアカーテン）、 ９ フィルター、 １０ ポンプ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮下 雅之 大阪府大阪市西区西本町２丁目３番６号橋 本化成株式会社内 (72)発明者 泉 浩人 大阪府大阪市西区西本町２丁目３番６号橋 本化成株式会社内
Claims (15)
- 【請求項１】 薬液組成タンクと組成調整用タンクの２
つのタンクを備え、所定位置に設置された薬液槽に、組
成調整用タンクから組成調整用薬液を供給することによ
り組成変化した該薬液槽中の薬液を所定の薬液組成に維
持するようにしたことを特徴とするウエットプロセス装
置。 - 【請求項２】 前記薬液は、エッチング用又はクリーニ
ング用の薬液であることを特徴とする請求項１記載のウ
エットプロセス装置。 - 【請求項３】 前記薬液が、フッ化水素酸、バッファー
ドフッ酸、フッ化水素酸−過酸化水素水、フッ酸−硝
酸、フッ酸−ヨウ素酸の少なくとも１つから構成されて
いることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のウエ
ットプロセス装置。 - 【請求項４】 組成調整用タンクの組成調整用薬液は、
フッ化水素酸、バッファードフツ酸、フッ化水素酸−過
酸化水素水、フッ酸−硝酸、フッ酸−ヨウ素酸、超純水
の少なくとも１つから構成される請求項１乃至請求項３
のいずれか１項に記載のウエットプロセス装置。 - 【請求項５】 フッ化水素酸（ＨＦ）の濃度が０．１重
量％以下であり、フッ化アンモニウム（ＮＨ4Ｆ）の濃
度が３０重量％以下であることを特徴とする請求項１乃
至請求項４のいずれか１項に記載のウエットプロセス装
置。 - 【請求項６】 温度、湿度、クリーンエア風量が制御さ
れた雰囲気下に設置されていることを特徴とする請求項
１乃至請求項５のいずれか１項記載のウエットプロセス
装置。 - 【請求項７】 前記薬液槽内の薬液の濃度を測定するた
めの薬液濃度測定器を設けたことを特徴とする請求項１
乃至請求項６のいずれか１項に記載のウエットプロセス
装置。 - 【請求項８】 薬液槽内の薬液の液面の上方に水平方向
の気流を形成するための手段を設けたことを特徴とする
請求項１乃至７のいずれか１項記載のウエットプロセス
装置。 - 【請求項９】 前記気体の相対湿度を７０％以上に制御
するための手段を設けたことを特徴とする請求項８記載
のウエットプロセス装置。 - 【請求項１０】 所定位置に設置された薬液槽に、組成
調整用タンクから組成調整用薬液を供給することにより
組成変化した該薬液槽中の薬液を所定の薬液組成に維持
するようにしたことを特徴とするウエットプロセス方
法。 - 【請求項１１】 温度、湿度、クリーンエア風量が制御
された雰囲気下においてウエットプロセス行うことを特
徴とする請求項１０記載のウエットプロセス方法。 - 【請求項１２】 薬液槽内の薬液の液面の上方に水平方
向の気流を形成し、かつ、前記気流の相対湿度を７０％
以上とすることを特徴とする請求項１０又は１１記載の
ウエットプロセス方法。 - 【請求項１３】 前記薬液が、フッ化水素酸、バッファ
ードフッ酸、フッ化水素酸−過酸化水素水、フッ酸−硝
酸、フッ酸−ヨウ素酸の少なくとも１つから構成されて
いることを特徴とする請求項１０又は請求項１２記載の
ウエットプロセス装置。 - 【請求項１４】 組成調整用タンクの組成調整用薬液
は、フッ化水素酸、バッファードフツ酸、フッ化水素酸
−過酸化水素水、フッ酸−硝酸、フッ酸−ヨウ素酸、超
純水の少なくとも１つから構成される請求項１３に記載
のウエットプロセス装置。 - 【請求項１５】 薬液が、フッ化水素酸（ＨＦ）の濃度
が０．１重量％以下であり、フッ化アンモニウム（ＮＨ
4Ｆ）の濃度が３０重量％以下であることを特徴とする
請求項１０乃至１４のいずれか１項記載のウエットプロ
セス装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17123095A JP3636504B2 (ja) | 1995-07-06 | 1995-07-06 | ウエットプロセス装置及び方法 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17123095A JP3636504B2 (ja) | 1995-07-06 | 1995-07-06 | ウエットプロセス装置及び方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0922891A true JPH0922891A (ja) | 1997-01-21 |
| JP3636504B2 JP3636504B2 (ja) | 2005-04-06 |
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|---|---|---|---|
| JP17123095A Expired - Fee Related JP3636504B2 (ja) | 1995-07-06 | 1995-07-06 | ウエットプロセス装置及び方法 |
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| WO2008129944A1 (ja) | 2007-04-13 | 2008-10-30 | Daikin Industries, Ltd. | エッチング液 |
| US9514952B2 (en) | 2014-09-08 | 2016-12-06 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method of manufacturing semiconductor device and semiconductor manufacturing apparatus |
| KR20230125040A (ko) | 2021-03-15 | 2023-08-28 | 가부시키가이샤 스크린 홀딩스 | 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치 |
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-
1995
- 1995-07-06 JP JP17123095A patent/JP3636504B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| US6799589B2 (en) | 2000-11-08 | 2004-10-05 | Sony Corporation | Method and apparatus for wet-cleaning substrate |
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