JPS59127838A - ミラ−ウエハの連続エツチング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は、金属間化合物半導体のミラーウェハの化学エ
ツチング処理を連続的に行々う連続エツチング装置に関
するものである。

（背景技術） 金属間化合物半導体、例えばＧａＡｓ化合物半導体ノウ
エバは研磨機によりミラー状に機械イυ１磨された後、
研磨面に存在する歪み、研磨かす等を除去するため、腐
食液により、例えば厚さ５〜１０μｍ程度の表面層を溶
解除去される。これ全化学エツチングと称する。

従来、Ｓｉ、Ｇｅ等のミラーウェハの化学エツチングは
、ウェハ面を垂直にして間隔を開けて治具上に並べられ
た複数枚のウェハを前処理液、腐食液、後処理液等に浸
漬して処理していた。このＳｉ、Ｇｅ等の化学エツチン
グではエツチング速度が遅いため、均一で美麓なエツチ
ング面が得られていたが、金属間化合物半導体、例えば
ＧａＡｓのミラーウェハ・は上述のＳｉ、Ｇｅの方法に
より化学エツチングするとエツチング速度が速いため（
Ｓｉ、Ｇｅの略数倍）、ウェハ面に第１図に例を示すよ
うなすし状の模様が表われ、殆んど不良となる。これは
垂直に置かれたウェハ面にエツチング時発生するＨ２ガ
スが影響するためと考えられ、同時に斑点が表われる場
合がある。

このため、ＧａＡｓのミラーウェハの化学エツチング法
として、丸底を有する腐食液容器中にウェハを１個宛水
平状態で浸漬し、腐食液容器全体を揺動する方法等があ
るが、上述と同様なすし状模様や斑点が表われ易く、エ
ツチング時の歩留りは僅か約３０％であった。又この方
法ではウェハ、腐食液容器が複雑な動きをするため、人
手により行なわれており、ミラーウェハの化学エツチン
グを連続的にかつ自動的に行なうことは到底不可能であ
った。

又本発明者らは金属間化合物の化学エツチング法につい
て種々検討の結果、前述のすし状模様や斑点の原因が上
述の腐食液による処理法のみにあるのではなく、その後
の洗浄、乾燥等の後処理法の如何にもよることを見出し
た。

従ってミラーウェハの連続化学エツチングを行なうため
には、ウェハの各処理液への投入、処理中のウェハの保
持を規定通り行なうことができると共に、各処理部間の
ウェハの搬送を簡単に行ない得ることが必要である。

（発明の開示） 本発明は、上述の問題点を解決するため成されたもので
、金属間化合物半導体のミラーウェハの連続化学エツチ
ング中のウェハの搬送および規定通りの保持を容易に、
忠実に行なって連続エツチング処理を可能にし、かつ自
動化を容易にすると共に、すし状模様、斑点等の欠陥の
ないミラーウェハを製造し得る連続エツチング装置を提
供せんとするものである。

本発明は、金属間化合物半導体のミラーウェハの進行方
向に順に設けられた化学エツチング部、洗浄部、乾燥部
と、前記化学エツチング部から前記洗浄部の間を前記ウ
ェハを一個宛支持して搬送される、ウェハ面を水平状態
にして固定する平置板と支持軸とより成る複数個のＬ字
形のウェハ支持アームとを具備して成り、前記ウェハが
一個宛連続的に前記処理部を通り、各処理部で前記ウニ
１１゛。

ハをは冊水平状態に支持して処理するよう構成されたこ
とを特徴とするミラーウェハの連続エツチング装置であ
る。

本発明において、金属間化合物半導体とは、周期律表の
ｌ−Ｖ族化合物（例、ＧａＡｓ、　ＩｎＡｓ、　ＧａＰ
、　ＩｎＰ等）、■−■族化合物（例、Ｚｎ５ｅ、　Ｚ
ｎＳ等）もしくはそれらの混晶などの半導体である。

以下、本発明を図面を用いて実施例により説明する。

第２図は本発明装置の実施例を示す構成図である。図に
おいて、１は金属間化合物半導体のウェハを機械的研磨
により研磨したミラーウェハ・で、本発明の連続エツチ
ング装置（以下、単に本装置と称す）には、例えばカセ
ット２より供給される。

本装置は、ミラーウェハ１の進行方向に順に化学エツチ
ング部４、洗浄部５、シャワ一部６、乾燥部７が設けら
れ、ミラーウェハ１はこれらの各処理部により連続的に
処理された後、カセット８に収容される。

先ず被処理ウェハ１は、カセット２より１枚宛取出され
、搬送ベルト９上にのせられて運ばれ、Ｌ字形のウェハ
支持アーム３上にのせられる。ウ５− エ・・支持アーム３は第３図に例を示すように、ミラー
ウェハ１を上にのせる平置板Ｉ６と支持軸１７とより成
り、例えば平置板１６の上面に設けられた眼孔１８より
矢印１９の方向に真空引きしてウェハ１を吸引固定する
ものである。この真空引きを止めるとウェハ１は平置板
１６より離脱する。

化学エツチング部４（第２図）から洗浄部５の間は、ウ
ェハ１はこの支持アーム３に固定された状態で搬送され
、かつ各処理を受ける。支持アーム３の搬送はアーム搬
送機１１により吊り下げた状態で行なわれ、各処理部上
でアーム３を停止し、後述するような操作が行なわれる
。

洗浄部５を出たウェハ１は支持アーム３から離脱して搬
送ベルト１２上に水平にのせられ、搬送ベルト１８、吸
水ローラ１４、搬送ベル）１５に経て搬送される間に各
処理を受け、最後に製品としてカセット８に収容される
。

次に、各処理部について説明する。

各処理部において、２２，２３は供液パイプ、２５゜２
６は排液パイプ、２７は供ガスパイプである。

〜 ６− 化学エツチング部４は、槽内に腐食液２８が収容されて
いる。腐食液は、例えばＧａＡｓ化合物に対して次の組
成、条件の例のようなものを用いる。

液温；５２℃ 第４図はウニハラ腐食液へ投入する方法の一例を示す縦
断面図で、第５図はウェハ全化学エツチングする方法全
説明する図で、（イ）図は縦断面図、（ロ）図はウェハ
の運動を示す上面図である。図において、ウェハ支持ア
ーム３は、支持したウェハのエツチング面１０ヲ水平に
対し所定の角度θ４（例、０〜９０°の範囲）に傾斜さ
せること、又矢印２９で示すように上下方向に移動する
こと、矢印３１で示すように支持軸１７ヲ軸として所定
の回転速度（例、０〜＋２Ｏｒｐｍの範囲）で、回転運
動させることが可能なように構成されている。

ここで、ウェハ１は、例えば次のように処理される先ず
第４図に示すように腐食液２８上で実線で示すようにウ
エノ・１のエツチング面１０が水平に対し角度θや一３
０°〜６０°傾斜するよう支持し、その角度を保ちなが
ら傾斜方向（矢印）に支持アーム３をウェハｌと共に移
動して（点ｍ）ウエノ・ｌを腐食液２８に投入する。こ
のように投入すると、発生するＨ２ガスのウェハ１のエ
ツチング面１０への付着が防止され、投入時の液層流の
乱れが防止されるため、エツチング面１０にすし状模様
が発生することが防止される。

投入後、ウエノ・ｌは第５図（イ）に示すように、エツ
チング面１０を水平状態にされ、少なくともエツチング
の初期（例、少なくとも２０秒まで）において、ウェハ
１に水平面内の円周回転運動を、第５図（ロ）の例に示
すように与えなから工・ンチノグし、所定時間（例、合
計約２分）浸漬した後引上げる。

このようにしてエツチングすると、エツチング中発生す
るＨ２ガスはエツチング面１０に付着せず、かつ成層流
が乱されずに、面全体に亘り均一なエツチングが行なわ
れ、すし状模様や斑点のない美麗な鏡面が得られる。な
お、上述の円周回転運動を液投入時のウェハ面が傾斜し
た状態で行々っでも良い。

次に、洗浄部５は図に示すように槽内に超純水３２が収
容され、その底より気体（例、Ｎ２）３８を吹きこんで
超純水３２ヲパブリング状態にしている。

超純水３２の上方から超純水シャワー３４がかけられ、
それはオーバフローにより排水さ詐る。この処理の場合
も、ウェハ１の超純水３２への投入は前述の第４（２）
と同様に傾斜して行ない、バブリング超純水３２中では
エツチング面１０ヲ水平の静止状態にして浸漬する。こ
のようにすると、エツチング面１０に残留した腐食液が
速やかに除去され、かつ残留腐食数により発生したＨ２
ガスが面に付着しないので、エツチング面にすし状模様
や斑点が発生しない。

洗浄部５を出たウェハ１は、支持アーム３を離れて搬送
ベルト１２上に水平に置かれ、水平状態で洗浄液ンヤワ
一部６およびエヤー乾燥部７等の乾燥部を通る。洗浄部
５とシャワ一部６の間のウェハ１面の乾燥を防ぐため、
第２図に示すように下９一 方より絶えず超純水をかける。

洗浄液シャワ一部６は、第２図に示すようにウェハ１の
上方および下方に夫々次数段の洗浄液噴射ノズル３５（
下方、図示せず）が設けられ、つ工・・Ｉに向って例え
ば有機溶剤（例、イソプロピルアルコール等）又は６０
°〜８０°Ｃに加熱された超純水のシャワーがかけられ
る。これにより、ウエノ・Ｉに残存していた洗浄液は洗
浄液により完全に洗い流されると共に、ウェハ１は揮発
性の有機溶剤におおわれるか、又は温超純水により加熱
されたホットな状態となり、乾燥し易い状態となる。

次にウェハ１が通るエヤー乾燥部７は、第２図に示すよ
うに、ナイフ状スリットよりエヤーを薄いエヤーカーテ
ン状に噴射する２段以上のエヤー噴射装置部が設けられ
、例えば１段目から常温のエヤーが、２段目から例えば
６Ｃ〜８０°Ｃに加熱された高温エヤーがウェハ１のエ
ツチング面１０に向って、斜上方からウェハ１の進行方
向に直角な方向の直線状に当てられる。これにより、ウ
ェハｌのエツチング面１０に残存する液は吹き飛ばされ
て１０− ほぼ完全に除去されると共に、尚残存する痕跡はウェハ
１自身の熱および高温エヤーにより速やかに乾燥される
ので、ウェハ面にすし状模様、斑点、曇りなどの表面欠
陥を生じない。

かようにして化学エツチング、後処理を受けたミラーウ
ェハ１はカセット８に収容される。

本装置においては、ウェハ１はウェハ支持アーム３に支
持されてアーム搬送機１１により運ばれるか、又は搬送
ベルト、吸水ローラにのせて運ばれるので、搬送に人手
を要せず、又各処理部におけるウェハ１の取扱い操作は
すべて機械的な動作であるため、予め操作手順のプログ
ラムに設定しておき、それによりノーケンス制御するこ
とにより、連続エツチング処理全体を自動化することが
可能である。

なお、各処理部、搬送装置等の構造、各処理部における
取扱い処理方法は第２図〜第５図および上述の説明に限
定されるものではなく、本発明は同様の機能を有する他
の構造、取扱い処理方法によるものであっても良いこと
は言うまでもない。

（発明の効果） 」二連のように構成された本発明の連続エツチング装置
は次のような効果がある。

（イ）　ミラーウェハ進行方向に順に化学エツチング部
、洗浄部、乾燥部が設けられ、前記ウェハが一個宛連続
的に前記各処理部を通り、各処理部で前記ウェハをほぼ
水平状態に支持して処理するよう構成されたから、化学
エツチング処理では発生するＨ２ガスがエツチング面に
付着しないため、すし状模様や斑点を生ぜず均一にエツ
チングされた美麗な鏡面を持つウェハが得られ、その表
面に残留する腐＊液は例えばバブリング超純水により速
やかに除去されると共に、発生するＨ２ガスがエツチン
グ面に付着しないため、すし状模様や斑点を生ぜず、さ
らに残留する洗浄液は、乾燥部の例えば洗浄液シャワー
により完全に洗い流されると共に、ウェハは乾燥し易く
され、表面に残留する液は乾燥部の例えばエヤー噴射に
より吹き飛ばされ、その痕跡は速やかに乾燥され、エツ
チング後の後処理も完全に行われるので、エツチング面
にすし状模様、斑点、曇り等の表面欠陥がなく、全面に
亘り美麗な鏡面を有するミラーウェハを連続的に製造し
得る。

（ロ）　更に前記化学エツチング部から前記洗浄部の間
を前記ウェハを一個宛支持して搬送される、ウェハ面全
水平状態にして固定する平置板と支持軸とより成る被数
個のＬ字形のウェハ支持アーム全具備するから、各処理
部における投入、支持等の取扱い操作を規定通りに容易
に機械的に行ない得ると共に、ウェハの搬送も人手ヲ要
せず、容易である。

従って予めウェハの搬送および操作手順のプログラムを
設定しておき、それによりシーケンス制御することによ
り、連続エツチングを人手によらず自動化することが可
能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の方法により得られたウェハのエツチング
面の例を示す上面図である。 第２図は本発明連続エツチング装置の実施例を示す構成
図である。 １３− 第３図は第２図に示すウェハ支持アームの拡大図である
。 第４図は本発明装置の実施例を用いてウェハを腐食液へ
投入する方法の例を示す縦断面図である。 第５図（イ）、（ロ）は同じくウェハを化学エツチング
する方法を説明する図で、（イ）図は縦断面図、（ロ）
図はウェハの運動を示す上面図である。 １・・ミラーウェハ、２，８・・・カセット、３・・ウ
ェハ支持アーム、４・・・化学エツチング部、５・・・
洗浄部、６　・シャワ一部、７・　エヤー乾燥部、９．
１２．１３゜１５　・・・搬送ベルト、１０・・エツチ
ング面、１１・・アーム搬送機、１４・・・吸水ローラ
、１６・・・平置板、１７・・・支持軸、１８・・・眼
孔、１９．２９．３１・矢印、３２・・・超純水、２２
、２８・・・供液パイプ、２５．２６・・排液パイプ、
２７・・・供ガスパイプ、２８・・・腐食液、３３・・
気体、３４・・・超純水ツヤ’７−１３５・洗浄液噴射
ノズル、３６　　エヤー噴射装置。 １４−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （＋）　　金属間化合物半導体のミラーウェハの進行方
   向に順に設けられた化学エツチング部、洗浄部、乾燥部
   と、前記化学エツチング部から前記洗浄部の間を前記ウ
   ェハを一個宛支持して搬送される、ウェハ面を水平状態
   にして固定する平置板と支持軸とより成る複数個のＬ字
   形のウェハ支持アームとを具備して成り、前記ウェハが
   一個宛連続的に前記各処理部を通り、各処理部で前記ウ
   ェハ會はぼ水平状態に支持して処理するよう構成された
   ことを特徴とするミラーウェハの連続エツチング装置。