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JP3404979B2 - Etching equipment - Google Patents
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JP3404979B2 - Etching equipment - Google Patents

Etching equipment

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JP3404979B2
JP3404979B2 JP08622595A JP8622595A JP3404979B2 JP 3404979 B2 JP3404979 B2 JP 3404979B2 JP 08622595 A JP08622595 A JP 08622595A JP 8622595 A JP8622595 A JP 8622595A JP 3404979 B2 JP3404979 B2 JP 3404979B2
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etching
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は半導体ウエハを個別に収
納してエッチング処理をなすことが可能なエッチング装
置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an etching apparatus capable of accommodating semiconductor wafers individually and performing an etching process.

【0002】[0002]

【従来の技術】強度に優れ、IC回路の形成も容易なS
i基板の一部をエッチングにより薄くしダイヤフラムと
なして、小型圧力センサを製作することが行われてお
り、その一例を図6に示す。図はSi半導体ウエハ1の
ダイヤフラム形成面(エッチング面)1bを示し、ダイ
シングにより切り出される矩形の各チップCは内周部が
エッチングされて薄肉のダイヤフラムC1 となってい
る。
2. Description of the Related Art S is excellent in strength and easy to form IC circuits.
A small pressure sensor is manufactured by thinning a part of the i substrate by etching to form a diaphragm, and an example thereof is shown in FIG. The figure shows the diaphragm forming surface (etching surface) 1b of the Si semiconductor wafer 1. Each rectangular chip C cut out by dicing has its inner peripheral portion etched to form a thin diaphragm C1.

【0003】ところで、かかるエッチング処理において
は従来、図7に示す如く、エッチング面1bに所定のパ
ターン開口M1 を形成したマスクMを被着するととも
に、これと反対側の非エッチング面(回路面)1aには
ワックス91を塗布して熱板93上でベーク板92を貼
り付け、処理液より隔離してマスキングを行っている。
By the way, in such an etching process, conventionally, as shown in FIG. 7, a mask M having a predetermined pattern opening M1 is deposited on the etching surface 1b, and a non-etching surface (circuit surface) opposite to the mask M is formed. Wax 91 is applied to 1a, and a bake plate 92 is attached on a heating plate 93, and masking is performed by separating from the treatment liquid.

【0004】すなわち、ベーク板92を貼り付けたウエ
ハ1は、図8に示す如く、処理液Lで満たした処理槽9
4内の治具95にセットされる。処理液Lに浸漬される
と、マスクM(図7)のパターン開口M1 を経てウエハ
1のエッチング面1bがエッチングされ、ベーク板92
を貼り付けた回路面1aへの処理液Lの侵入は防止され
る。処理終了後はウエハ1をベーク板92より剥し、有
機溶剤等で洗浄する。
That is, as shown in FIG. 8, the wafer 1 having the bake plate 92 attached thereto is filled with the processing liquid L in the processing tank 9 as shown in FIG.
4 is set in the jig 95. When immersed in the processing liquid L, the etching surface 1b of the wafer 1 is etched through the pattern opening M1 of the mask M (FIG. 7), and the bake plate 92 is formed.
The process liquid L is prevented from entering the circuit surface 1a attached with. After the processing is completed, the wafer 1 is removed from the bake plate 92 and washed with an organic solvent or the like.

【0005】ウエハ1のエッチングを図9で詳述する
と、マスクMのパターン開口M1(図の(1))は所定
形状のダイヤフラムを形成する大きさとなっており、上
記開口M1を経て処理液Lに接するエッチング面1b
は、図の(2)に示す如くエッチングされて深い略台形
断面の凹状となり、この部分で所定厚dのダイヤフラム
11が形成される。圧力センサは、両面に印加される圧
力差によるダイヤフラム11の変形を回路面1aに形成
した歪みゲージで測定することにより行うから、ダイヤ
フラム11の肉厚を精密に管理する必要がある。
When the etching of the wafer 1 is described in detail with reference to FIG. 9, the pattern opening M1 ((1) in the drawing) of the mask M is sized to form a diaphragm having a predetermined shape, and the processing liquid L is passed through the opening M1. Etched surface 1b in contact with
Is etched into a deep concave trapezoidal cross section as shown in FIG. 2B, and a diaphragm 11 having a predetermined thickness d is formed at this portion. Since the pressure sensor measures the deformation of the diaphragm 11 due to the pressure difference applied to both sides by the strain gauge formed on the circuit surface 1a, it is necessary to precisely control the thickness of the diaphragm 11.

【0006】この管理は従来、図10に示す如く、ウエ
ハ1の厚さをマイクロゲージ96で一枚づつ測定し、例
えば誤差±1ミクロン以下の同程度の厚さのウエハを1
ロットとして、ロット単位でエッチング処理を行ってい
る。
Conventionally, this control is performed by measuring the thickness of the wafer 1 one by one with a micro gauge 96 as shown in FIG.
As a lot, etching processing is performed in lot units.

【0007】なお、円筒空間内に多数枚のウエハを保持
してここに処理液を供給し、全体を回転させることによ
りエッチング効率を向上させた装置(特開昭52−15
6565号公報)、処理液を満たした容器部を、ウエハ
を保持したフタ部で密閉してエッチング処理を行う装置
(特開平1−140631号公報)、エッチング後のウ
エハを水平面内で回転させ、これに対して上方より注水
して洗浄する装置(実開昭59−117141号公
報)、ウエハに対して処理液および洗浄水をノズルによ
り吹きつける装置(特開平5−243202号公報)等
が知られている。
An apparatus in which a large number of wafers are held in a cylindrical space, a processing solution is supplied thereto, and the whole is rotated to improve etching efficiency (Japanese Patent Laid-Open No. 52-15).
6565), an apparatus for performing an etching process by sealing a container portion filled with a processing liquid with a lid portion holding a wafer (Japanese Patent Laid-Open No. 1-140631), and rotating the etched wafer in a horizontal plane, On the other hand, there is known an apparatus for injecting water from above to clean it (Japanese Utility Model Publication No. 59-117141), an apparatus for spraying a processing liquid and cleaning water onto a wafer by a nozzle (Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-243202), and the like. Has been.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】ところで、図11に示
す浴温度とエッチングレートとの関係から、必要なエッ
チング加工量を時間管理しているが、従来の処理槽内の
処理液は、他のロットと共通使用する間に濃度変化や汚
染を生じ、往々にしてエッチングレートが変化する。
By the way, the required etching amount is controlled on the basis of the relationship between the bath temperature and the etching rate shown in FIG. A change in concentration and contamination occur during common use with a lot, and the etching rate often changes.

【0009】そこで、エッチング処理中に定期的にサン
プルウエハを取り出して、図12に示す如く、マイクロ
ゲージでダイヤフラム11の厚さを測定する必要があ
り、これがエッチング加工工程自動化のネックとなって
いた。
Therefore, it is necessary to take out the sample wafer periodically during the etching process and measure the thickness of the diaphragm 11 with a micro gauge as shown in FIG. 12, which has been a bottleneck in automating the etching process. .

【0010】また、たとえサンプルウエハの厚さを正確
に管理しても、ロット内の各ウエハの厚さのバラツキは
そのまま残るという問題がある。
Further, even if the thickness of the sample wafer is accurately controlled, there is a problem that the variation in the thickness of each wafer in the lot remains as it is.

【0011】さらに、ロット処理では、エッチング量を
各ウエハ毎に制御できないため、他品種少量品に対して
生産効率が悪い。
Further, in the lot processing, since the etching amount cannot be controlled for each wafer, the production efficiency is low for other types of small quantity products.

【0012】本発明はかかる課題を解決するもので、各
半導体ウエハ毎のエッチング管理を適正に行うことがで
きるとともに、複雑な手作業を解消でき、工程の自動化
を実現できるエッチング装置を提供することを目的とす
る。
The present invention solves such a problem, and provides an etching apparatus capable of appropriately performing etching control for each semiconductor wafer, eliminating complicated manual work, and realizing process automation. With the goal.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明の第1の構成で
は、ウエハ1の非エッチング面1aを密接させる受け面
2aを形成したベース体2,7と、上記ウエハ1のエッ
チング面1bの外周全周に下側開口31端面が密接して
ウエハ1を底壁とする貯液空間Sを形成する枠体3と、
枠体3の上側開口32を液密的に閉鎖し、貯液空間Sへ
処理液Lを供給する開口41および貯液空間Sから処理
液Lを排出する開口42を形成した蓋体4と、上記ベー
ス体2,7と蓋体4を装着した状態で上記枠体3を上下
より挟んで反転可能に保持する保持手段5とを具備して
いる。
In the first structure of the present invention, the base bodies 2 and 7 having the receiving surface 2a for closely contacting the non-etching surface 1a of the wafer 1 and the outer periphery of the etching surface 1b of the wafer 1 are formed. A frame body 3 that forms a liquid storage space S having the lower opening 31 in close contact with the entire circumference and having the wafer 1 as a bottom wall,
A lid 4 in which the upper opening 32 of the frame 3 is liquid-tightly closed, and an opening 41 for supplying the processing liquid L to the liquid storage space S and an opening 42 for discharging the processing liquid L from the liquid storage space S are formed; It is provided with a holding means 5 which holds the frame body 3 from above and below in a reversible manner with the base bodies 2 and 7 and the lid body 4 mounted.

【0014】本発明の第2の構成では、上記ベース体
2,7と蓋体4を保持手段5に一体に設ける。
In the second structure of the present invention, the base bodies 2 and 7 and the lid body 4 are integrally provided on the holding means 5.

【0015】本発明の第3の構成では、上記保持手段5
は上記枠体3を挟持する一対のクランパ51,52を有
するとともに、これらクランパ51,52を回転軸52
3により支持体53に支持せしめる。
In the third structure of the present invention, the holding means 5 is provided.
Has a pair of clampers 51, 52 for holding the frame body 3 therebetween, and these clampers 51, 52 are connected to the rotary shaft 52.
It is made to support on the support body 53 by 3.

【0016】本発明の第4の構成では、上記受け面2a
の温度分布を変更可能なウエハ加熱用のヒータ部材71
を上記ベース体2,7内にさらに設ける。
In the fourth structure of the present invention, the receiving surface 2a is formed.
Heater member 71 for heating a wafer, the temperature distribution of which can be changed
Are further provided in the base bodies 2 and 7.

【0017】本発明の第5の構成では、上記処理液Lを
供給する開口41へ、圧縮空気のエアブローにより処理
液を供給する処理液供給手段652Aをさらに設ける。
In the fifth structure of the present invention, a processing liquid supply means 652A for supplying the processing liquid by air blowing of compressed air is further provided to the opening 41 for supplying the processing liquid L.

【0018】本発明の第6の構成では、上記処理液を供
給する開口41へ、圧縮空気のエアブローにより洗浄液
を供給する洗浄液供給手段652Bをさらに設ける。
In the sixth structure of the present invention, a cleaning liquid supply means 652B for supplying the cleaning liquid by air blowing of compressed air is further provided in the opening 41 for supplying the processing liquid.

【0019】[0019]

【作用】上記第1の構成において、密閉された貯液空間
Sへ開口41より処理液Lを供給すると、ウエハ1のエ
ッチング面1bのみが処理液Lに晒されてエッチングが
進行する。エッチング終了後は密閉された貯液空間Sを
保持手段5により反転すると、反応後の処理液Lが開口
42より排出される。かかる構成によれば、新たな処理
液Lによりウエハ1を一枚毎に処理できるからウエハ1
毎のエッチング管理が容易であるとともに、非エッチン
グ面1aのマスキング、処理液の供給および排出を容易
に自動化することができる。
In the first structure, when the processing liquid L is supplied to the closed storage space S through the opening 41, only the etching surface 1b of the wafer 1 is exposed to the processing liquid L and the etching proceeds. After the etching is completed, when the sealed storage space S is inverted by the holding means 5, the treated processing liquid L is discharged from the opening 42. With this configuration, the wafers 1 can be processed one by one with the new processing liquid L.
It is possible to easily control the etching for each case, and it is possible to easily automate the masking of the non-etching surface 1a and the supply and discharge of the processing liquid.

【0020】上記第2の構成においては、保持手段5に
よる枠体3の保持と同時に、ベース体2,7および蓋体
4によって枠体3内に密閉された貯液空間Sが形成され
る。
In the second structure, at the same time when the holding means 5 holds the frame body 3, the base body 2, 7 and the lid body 4 form the liquid storage space S sealed in the frame body 3.

【0021】上記第3の構成においては、保持手段5が
簡易に構成される。
In the third structure, the holding means 5 is simply constructed.

【0022】上記第4の構成においては、ベース体2,
7内に設けたヒータ部材71A〜71Dによりウエハ1
が処理温度まで効率的に昇温される。また、ウエハの元
厚が部分的に変動しても、これに応じてヒータ部材71
A〜71Dの温度分布を変更することによりエッチング
速度をウエハの各部で調整することができる。
In the fourth structure, the base body 2,
Wafer 1 by heater members 71A to 71D provided in
Is efficiently heated to the processing temperature. Further, even if the original thickness of the wafer is partially changed, the heater member 71 is correspondingly changed.
The etching rate can be adjusted in each part of the wafer by changing the temperature distribution of A to 71D.

【0023】上記第5の構成においては、処理液供給手
段652Aのエアブローにより迅速に処理液Lが貯液空
間S内へ供給される。
In the fifth structure, the processing liquid L is rapidly supplied into the storage space S by the air blow of the processing liquid supply means 652A.

【0024】上記第6の構成においては、処理液Lを供
給する開口41が洗浄液供給用として兼用され、構成の
簡易化が図られる。
In the sixth structure, the opening 41 for supplying the processing liquid L is also used for supplying the cleaning liquid, which simplifies the structure.

【0025】[0025]

【実施例】図1にはエッチング装置の外観を示す。図に
おいて、エッチング装置は架台61上に、操作パネルユ
ニット62、ハンドリングユニット63、クランプ・反
転ユニット5、処理液計量ユニット64、および処理液
加熱・給排液ユニット65を一体に設けてあり、装置の
運転は操作パネルユニット62上の操作スイッチ類によ
りなされる。以下、クランプ・反転ユニット5を中心に
全体構成を説明する。
EXAMPLE FIG. 1 shows the appearance of an etching apparatus. In the figure, the etching apparatus comprises an operation panel unit 62, a handling unit 63, a clamp / reversing unit 5, a processing liquid measuring unit 64, and a processing liquid heating / supplying / discharging unit 65 which are integrally provided on a pedestal 61. Is operated by operating switches on the operation panel unit 62. Hereinafter, the entire configuration will be described centering on the clamp / reversing unit 5.

【0026】図2に示す如く、クランプ・反転ユニット
5は上下にクランパ51,52を有し、クランパ52は
水平に延びる箱状本体部521とこれの一端より直角に
上方へ延びる基部522とよりなる。基部522はその
中心部が円筒状に突出して回転軸部523となってい
る。この回転軸部523の外周には、架台61(図1)
上に固定された支持ブロック53との間にベアリング5
4が介設されて、回動自在に支持されている。クランパ
51は上記クランパ52に対向して延びる箱状本体部5
11とこれの一端より直角に下方へ延びる基部512と
よりなり、基部512にはスライド片513が設けられ
て、これが上記クランパ基部522の縦壁に設けたスラ
イダ524に摺動自在に結合されている。しかして、図
略の駆動機構により、クランパ51の上下動と、両クラ
ンパ51,52の反転回動がなされる。
As shown in FIG. 2, the clamp / reversing unit 5 has upper and lower clampers 51 and 52, and the clamper 52 is composed of a horizontally extending box-shaped main body portion 521 and a base portion 522 extending upward at a right angle from one end thereof. Become. The center portion of the base portion 522 projects in a cylindrical shape to form a rotary shaft portion 523. A pedestal 61 (FIG. 1) is provided on the outer circumference of the rotary shaft portion 523.
The bearing 5 is provided between the support block 53 and the support block 53 fixed on the top.
4 is interposed and rotatably supported. The clamper 51 is a box-shaped main body 5 that extends to face the clamper 52.
11 and a base portion 512 extending downward at right angles from one end thereof, a slide piece 513 is provided on the base portion 512 and is slidably coupled to a slider 524 provided on the vertical wall of the clamper base portion 522. There is. Thus, the drive mechanism (not shown) causes the clamper 51 to move up and down and the clampers 51 and 52 to rotate in reverse.

【0027】クランパ51,52の対向面にはそれぞれ
キャップ4,7が固定されている。キャップ4は蓋体と
して機能し、円柱体状の内周部に下方へ拡開する空間が
形成され、底壁には給液ノズル41と排液口42が形成
されて、これらにフレキシブルチューブ411,421
が接続されている。また、キャップ4の外周全周にはヒ
ータ43が付設されている。キャップ7は円柱体状の内
周部に上方へ拡開する空間72が形成され、該空間72
内にヒータ71が収納されるとともに、該ヒータ71の
直上位置に、円柱体のウエハベース2が気密的に嵌着さ
れている。
Caps 4 and 7 are fixed to the opposing surfaces of the clampers 51 and 52, respectively. The cap 4 functions as a lid, and a space that expands downward is formed in the inner peripheral portion of the cylindrical body, and a liquid supply nozzle 41 and a liquid discharge port 42 are formed in the bottom wall, and the flexible tube 411 is formed in these. 421
Are connected. Further, a heater 43 is attached to the entire outer circumference of the cap 4. The cap 7 is formed with a space 72 that expands upward at the inner peripheral portion of the cylindrical body.
A heater 71 is housed inside, and a cylindrical wafer base 2 is airtightly fitted directly above the heater 71.

【0028】上記ヒータ71は実際には図3に示すよう
に71A〜71Dと4分割されて、ウエハベースの略四
半部にそれぞれ対応しており、給電線711(図2)に
よる各ヒータ71A〜71Dへの通電量を制御すること
により、これらヒータ71A〜71Dの温度を例えば1
20±0.4〜±2℃の間で独立に変更することができ
る。ヒータ71を分割して、後述の如く半導体ウエハ1
を載置するウエハベース2の温度分布を変更できるよう
にしたのは以下の理由による。すなわち、図6に示すよ
うに、一枚のウエハ1には約千個弱のダイヤフラムC1
を形成するが、圧力特性を同じにするためには各々のダ
イヤフラム厚さを均一にする必要がある。ここで、水酸
化カリウム(KOH)を使用した場合のエッチングレー
トEは下式で表され、エッチングレートEを実質的に決
定するのはエッチング温度Tである。一方、ウエハ1の
元厚は通常上記略四半部で数ミクロン程度のバラツキを
有するから、各部でエッチングレートEを一定にしたの
ではダイヤフラム厚が異なってくる。そこで、上記各ヒ
ータ71A〜71Dの温度をウエハ元厚が厚いほど高く
して、この部分でのエッチングレートを大きくすること
により、ウエハ元厚に影響されずに一定のダイヤフラム
厚を得ることができる。なお、ウエハ元厚が一定である
場合に、各ヒータ71A〜71Dの温度を変更すれば、
ウエハ1の各部でダイヤフラム厚を積極的に変更するこ
とができる。 E=α・nk・noh・D・exp(−Q/RT) ここで、E:エッチングレート α:定数 nk:K水
和イオン濃度 noh:OHイオン濃度 D:K水和イオ
ン拡散係数 Q:活性化エネルギー R:気体定数
T:エッチング温度である。なお、上記ヒータの設置数
は4個に限られないことはもちろんである。
As shown in FIG. 3, the heater 71 is actually divided into four parts 71A to 71D, which correspond to substantially quadrants of the wafer base, and each of the heaters 71A to 71A through the feeder line 711 (FIG. 2). By controlling the amount of electricity supplied to 71D, the temperature of these heaters 71A to 71D is set to, for example, 1
It can be independently changed between 20 ± 0.4 and ± 2 ° C. The heater 71 is divided into the semiconductor wafer 1 as described later.
The reason why the temperature distribution of the wafer base 2 on which is mounted can be changed is as follows. That is, as shown in FIG. 6, about a thousand diaphragms C1 are included in one wafer 1.
However, in order to make the pressure characteristics the same, it is necessary to make the thickness of each diaphragm uniform. Here, the etching rate E when potassium hydroxide (KOH) is used is represented by the following equation, and the etching temperature T substantially determines the etching rate E. On the other hand, since the original thickness of the wafer 1 usually has a variation of about several microns in the above-mentioned approximately quadrant, if the etching rate E is made constant in each part, the diaphragm thickness will be different. Therefore, by increasing the temperature of each of the heaters 71A to 71D as the original thickness of the wafer increases and increasing the etching rate in this portion, a constant diaphragm thickness can be obtained without being affected by the original thickness of the wafer. . If the original thickness of the wafer is constant and the temperatures of the heaters 71A to 71D are changed,
The diaphragm thickness can be positively changed in each part of the wafer 1. E = α ・ nk ・ noh ・ D ・ exp (-Q / RT) where E: etching rate α: constant nk: K hydrate ion concentration noh: OH ion concentration D: K hydrate ion diffusion coefficient Q: activity Energy R: gas constant
T: Etching temperature. Needless to say, the number of heaters installed is not limited to four.

【0029】上下の上記キャップ4,7間には円筒枠状
のキャリヤ3が挟持されている。キャリヤ3は上下の開
口31,32部外壁全周が斜面としてあって、ここに配
設されたシール部材33,34が各キャップ4,7の内
周面に圧接して液密性が確保されている。ウエハ1はウ
エハベース2上に位置しており、その非エッチング面1
aが、受け面たるウエハベース2の上面2aに密接し
て、該ウエハベース2の温度分布(すなわち上記ヒータ
71A〜71Dの温度)に応答性良く対応した温度分布
を示す。ウエハ1のエッチング面1bはキャリヤ3とキ
ャップ4により形成された貯液空間Sに面しており、エ
ッチング面1bの外周縁には、キャリヤ3の下側開口3
1段付部に設けたウエハパッキン35が液密的に接して
いる。なお、キャリヤ3下端が面する、ウエハベース2
周りの空間Pは、キャップ7に接続された図略の排気管
により排気されており、該空間Pの負圧によって、ウエ
ハ1の非エッチング面1aがウエハベース2に確実に密
着させられて、ウエハパッキン35やシール部材33,
34の存在と相まって良好なマスキングがなされる。
A cylindrical frame-shaped carrier 3 is sandwiched between the upper and lower caps 4 and 7. The carrier 3 has slopes around the outer walls of the upper and lower openings 31 and 32, and the sealing members 33 and 34 disposed there are pressed against the inner peripheral surfaces of the caps 4 and 7 to ensure liquid tightness. ing. The wafer 1 is located on the wafer base 2 and its non-etched surface 1
"a" is in close contact with the upper surface 2a of the wafer base 2 which is a receiving surface, and shows a temperature distribution corresponding to the temperature distribution of the wafer base 2 (that is, the temperatures of the heaters 71A to 71D) with good responsiveness. The etching surface 1b of the wafer 1 faces the liquid storage space S formed by the carrier 3 and the cap 4, and the lower opening 3 of the carrier 3 is formed at the outer peripheral edge of the etching surface 1b.
The wafer packing 35 provided on the one-stepped portion is in liquid-tight contact. The wafer base 2 with the lower end of the carrier 3 facing
The surrounding space P is exhausted by an exhaust pipe (not shown) connected to the cap 7, and the non-etching surface 1a of the wafer 1 is surely brought into close contact with the wafer base 2 by the negative pressure of the space P, The wafer packing 35 and the seal member 33,
Good masking is done in combination with the presence of 34.

【0030】かかるクランプ・反転ユニット5に上述の
如くウエハ1を設置するには以下のように行う。すなわ
ち、クランパ51,52を図2の状態から上下位置を反
転させ(図1の状態)、クランパ51を下降して開放状
態とする。この状態でハンドリングユニット63(図
1)に保持させたキャリヤ3(図2で示すものとは上下
が反転している)のウエハパッキン35上に、オリフラ
11(図6)により位置合わせをしてウエハ1を載せ、
ハンドリングユニット63を前進させてキャリヤ3をキ
ャップ4上に置く。その後、クランプ51を上昇させて
キャップ7との間でキャリヤ3を挟持するとともに、ウ
エハ1をウエハベース2に圧接させる。そして、クラン
プ51,52の上下位置を再び反転させて図2に示す状
態とする。なお、上記ハンドリングユニット63は、上
記キャリヤ3へのウエハ1の供給および取り出しの機能
も有している。
The wafer 1 is set on the clamp / reverse unit 5 as described above as follows. That is, the upper and lower positions of the clampers 51 and 52 are reversed from the state of FIG. 2 (state of FIG. 1), and the clamper 51 is lowered to the open state. In this state, the carrier 3 held by the handling unit 63 (FIG. 1) (upside down from that shown in FIG. 2) on the wafer packing 35 is aligned by the orientation flat 11 (FIG. 6). Place wafer 1
The handling unit 63 is advanced to put the carrier 3 on the cap 4. Then, the clamp 51 is raised to sandwich the carrier 3 with the cap 7, and the wafer 1 is pressed against the wafer base 2. Then, the upper and lower positions of the clamps 51 and 52 are inverted again to the state shown in FIG. The handling unit 63 also has a function of supplying and unloading the wafer 1 to and from the carrier 3.

【0031】図4に処理液計量ユニット64と処理液加
熱・給排液ユニット65の配管系統を示す。図におい
て、外周にヒータ652A,652Bを付設した加熱タ
ンク651A,651Bが設けられて一方には処理液
(KOH)が、他方には洗浄液(純水)が貯留されてい
る。これら処理液と洗浄液は、計量機能を有する計量ポ
ンプ641A,641Bによりウエハ一枚を処理するに
必要な所定量が貯蔵タンク642A,642Bから供給
され、加熱タンク651A,651B内でエッチング処
理に適する温度(例えば120℃)まで加熱される。各
加熱タンク651A,651Bは加圧バルブ653A,
653Bと流量調整バルブ654A,654Bを経てエ
ア源655に接続されており、またエア源655からは
ブローバルブ656を設けた配管657がキャップ4の
給液ノズル41(図2)に至っている。この配管657
はクランプ・反転ユニット5の部分では既述の如くフレ
キシブルチューブ411となっている。上記各加熱タン
ク651A,651Bは給液バルブ658A,658B
を介して上記配管657に接続されており、上記流量調
整バルブ654A,654Bと加圧バルブ653A,6
53Bの間には圧力計659A,659Bが設けられて
いる。
FIG. 4 shows a piping system of the treatment liquid metering unit 64 and the treatment liquid heating / supply / discharge liquid unit 65. In the figure, heating tanks 651A and 651B provided with heaters 652A and 652B on the outer circumference are provided, and a processing liquid (KOH) is stored in one side and a cleaning liquid (pure water) is stored in the other side. The processing liquid and the cleaning liquid are supplied from the storage tanks 642A and 642B in a predetermined amount necessary for processing one wafer by the measuring pumps 641A and 641B having a measuring function, and the temperatures suitable for the etching processing in the heating tanks 651A and 651B. It is heated to (for example, 120 ° C.). Each heating tank 651A, 651B has a pressure valve 653A,
653B and flow rate adjusting valves 654A and 654B are connected to an air source 655, and a pipe 657 provided with a blow valve 656 leads from the air source 655 to the liquid supply nozzle 41 (FIG. 2) of the cap 4. This pipe 657
In the clamp / reversing unit 5, the flexible tube 411 is formed as described above. The heating tanks 651A and 651B are provided with liquid supply valves 658A and 658B.
Is connected to the pipe 657 via the flow rate adjusting valves 654A and 654B and the pressurizing valves 653A and 653.
Pressure gauges 659A and 659B are provided between 53B.

【0032】エッチングを開始するに先立って、キャッ
プ4,7の各ヒータ43,71に通電がなされて、キャ
ップ4,7、キャリヤ3、ウエハベース2等がエッチン
グ処理に適する温度まで昇温される。特にウエハ1の温
度は、既に説明した温度範囲で上記ヒータ71によりウ
エハ元厚の変化に応じて任意の温度分布が実現される。
ウエハ1は空間Pの負圧によりウエハベース2の受け面
2aに密着しているから、ヒータ71からの熱伝達が良
好になされる。エッチング開始時には加圧バルブ653
Aを開いて加熱タンク651A内を昇圧する。この状態
で給液バルブ658Aを開くと、処理液Lは配管657
内を圧送されて給液ノズル41から貯液空間S内へ供給
される(図2参照)。これにより、ウエハ1のエッチン
グ面1bが処理液Lに触れてエッチング処理が開始され
る。圧力計659Aにより測定したこの時のエアブロー
圧力の変化を図5に示す。
Prior to the start of etching, the heaters 43 and 71 of the caps 4 and 7 are energized to heat the caps 4 and 7, the carrier 3 and the wafer base 2 to a temperature suitable for the etching process. . In particular, the temperature of the wafer 1 can be realized in the temperature range described above by the heater 71 so as to realize an arbitrary temperature distribution according to the change in the original thickness of the wafer.
Since the wafer 1 is in close contact with the receiving surface 2a of the wafer base 2 due to the negative pressure of the space P, the heat transfer from the heater 71 is performed well. Pressurization valve 653 at the start of etching
A is opened to increase the pressure inside the heating tank 651A. When the liquid supply valve 658A is opened in this state, the processing liquid L is supplied to the pipe 657.
The liquid is pressure-fed and supplied from the liquid supply nozzle 41 into the liquid storage space S (see FIG. 2). As a result, the etching surface 1b of the wafer 1 comes into contact with the processing liquid L and the etching processing is started. The change in the air blow pressure at this time measured by the pressure gauge 659A is shown in FIG.

【0033】図5において、処理液が圧送されている間
は、ブロー圧力は高い一定圧に維持される。圧送の終了
に近くなって処理液にエアが混じり始めると、ブロー圧
力は次第に低下し、エアのみになると低い圧力で再び一
定となる。これは気体と液体の粘性の相違によるもので
ある。しかして、ブロー圧力がΔPだけ低下した時を給
液の終了とみなしてエアブローを停止し、これをエッチ
ング開始時間とする。このようにして給液の終了を検出
することにより、過度なブローによる処理液の温度低下
や濃度変化を防止できるとともに、エッチングの開始タ
イミングを高精度に管理することができる。また、エア
ブローによる供給により、少量かつ高温・高濃度で腐食
性の高い処理液を、高精度かつ薬液汚染を生じることな
く高速で供給することができる。ちなみに、ブロー圧力
0.2MPa、配管径φ4mmで、KOH・120℃・
40wt%・100ccを送るのに、給液時間4.14
秒・給液速度26cc/秒・給液時間のバラツキは±
0.12秒であった。エッチング処理は、予め測定した
ウエハ厚とエッチングレートから算出したエッチング時
間に基づいてなされ、処理中のウエハ1はヒータ71に
より一定温度に保たれる。
In FIG. 5, the blow pressure is maintained at a high constant pressure while the processing liquid is being pumped. When air begins to mix with the processing liquid near the end of the pressure feeding, the blow pressure gradually decreases, and when only air is supplied, it becomes constant again at a low pressure. This is due to the difference in viscosity between gas and liquid. Then, when the blow pressure decreases by ΔP, it is considered that the liquid supply has ended, and the air blow is stopped, and this is set as the etching start time. By detecting the end of the liquid supply in this way, it is possible to prevent the temperature drop and the concentration change of the processing liquid due to excessive blowing, and it is possible to control the etching start timing with high accuracy. Further, by supplying by air blow, it is possible to supply a small amount of high-temperature, high-concentration highly corrosive processing liquid with high accuracy and at high speed without causing chemical liquid contamination. By the way, blow pressure 0.2MPa, pipe diameter φ4mm, KOH ・ 120 ℃ ・
It takes 4.14 hours to supply 40 wt% 100cc
Dispersion of liquid supply speed 26 cc / second and liquid supply time ±
It was 0.12 seconds. The etching process is performed based on the etching time calculated from the wafer thickness and the etching rate measured in advance, and the wafer 71 being processed is kept at a constant temperature by the heater 71.

【0034】エッチング終了後は、ウエハ1のエッチン
グ面1bが下方を向くようにキャリヤ3を図2の状態か
ら反転させ、加圧バルブ653Bと給液バルブ658B
を開いて、加熱タンク651Bから純水を給液ノズル4
1へ送る。これにより上記エッチング面1bを洗浄する
とともにエッチング液Lを排液口42より排出する。水
洗終了後はブローバルブ656を開いてドライエアのブ
ローを一定時間行い、エッチング面1bを乾燥する。そ
の後、クランパ51を下降して開放状態とし、ハンドリ
ングユニット63でキャリヤ3を取り出す。
After the etching is completed, the carrier 3 is inverted from the state shown in FIG. 2 so that the etching surface 1b of the wafer 1 faces downward, and the pressurizing valve 653B and the liquid supply valve 658B.
Open and open the heating tank 651B with pure water.
Send to 1. As a result, the etching surface 1b is cleaned and the etching liquid L is discharged from the liquid discharge port 42. After washing with water, the blow valve 656 is opened to blow dry air for a certain period of time to dry the etching surface 1b. After that, the clamper 51 is lowered to be in the open state, and the carrier 3 is taken out by the handling unit 63.

【0035】このように、本実施例のエッチング装置に
よれば、ウエハ一枚毎のエッチング処理を自動的に行う
ことができるとともに、エッチング処理をウエハ一枚毎
に行うため、処理するウエハの厚さに応じてエッチング
量を制御できる。したがって、従来のロット処理のエッ
チングに比して、各ウエハのダイヤフラム厚tを均一に
することができる。さらに、エッチング量の異なるエッ
チングを同一の装置で処理できるため、少量多品種のエ
ッチングを効率よく行うことができる。
As described above, according to the etching apparatus of the present embodiment, the etching process for each wafer can be automatically performed, and the etching process is performed for each wafer. The etching amount can be controlled according to the degree. Therefore, the diaphragm thickness t of each wafer can be made uniform as compared with the conventional etching in the lot processing. Further, since etchings having different etching amounts can be processed by the same apparatus, it is possible to efficiently perform a large amount of small quantity etching.

【0036】また、一枚のウエハサイズに等しい大きさ
の処理槽でエッチングを行い、ウエハ元厚のバラツキに
合わせて調整した温度分布可変のヒータでウエハの非エ
ッチング面を直接加熱したことにより、エッチング条件
を均一かつ安定に管理でき、ウエハのエッチング量のバ
ラツキを従来の2%から1%以下に高精度化できる。
Further, etching is performed in a processing tank having a size equal to the size of one wafer, and the non-etched surface of the wafer is directly heated by a heater with a variable temperature distribution adjusted according to the variation in the original thickness of the wafer. The etching conditions can be controlled uniformly and stably, and the fluctuation of the etching amount of the wafer can be made highly accurate from 2% in the past to 1% or less.

【0037】さらに、貯液空間が密閉されているからエ
ッチング液の蒸発による濃度変化がない。そして、常に
新液を用いてエッチングを行うため、従来装置のよう
に、同じエッチング液で多数のウエハを処理する場合に
生じる、液の劣化や異物・有害物の混入が無い。したが
って、図11に示すエッチングレートと処理液温度・濃
度の関係が安定している。
Furthermore, since the liquid storage space is sealed, there is no change in concentration due to evaporation of the etching liquid. Further, since etching is always performed using a new solution, there is no deterioration of the solution or mixing of foreign matters and harmful substances that occurs when processing a large number of wafers with the same etching solution as in the conventional apparatus. Therefore, the relationship between the etching rate and the treatment liquid temperature / concentration shown in FIG. 11 is stable.

【0038】また、処理液と純水の給排液をエアブロー
により自動で行うことにより、給排液を迅速かつ再現性
良く行うことができる。すなわち、給液時間と給液量の
精度が向上するため、エッチング液の給液時間のバラツ
キによるエッチング開始時間と、純水の給液時間のバラ
ツキによるエッチング終了時間のバラツキが小さくな
り、エッチングの開始と終了部分のエッチング量と処理
時間の関係が安定している。したがって、エッチング量
を処理時間で高精度に管理できる。その結果、従来のよ
うにダイヤフラム厚を頻繁に測定しながらエッチングを
行うという煩雑な手間が省ける。
Further, by automatically supplying and discharging the treatment liquid and pure water by air blow, the supply and discharge can be performed quickly and with good reproducibility. That is, since the accuracy of the liquid supply time and the amount of liquid supply is improved, the variation in the etching start time due to the variation in the etching liquid supply time and the variation in the etching end time due to the variation in the pure water supply time are reduced, and the etching The relationship between the etching amount at the start and end portions and the processing time is stable. Therefore, the etching amount can be controlled with high accuracy by the processing time. As a result, it is possible to save the troublesome work of performing etching while frequently measuring the diaphragm thickness as in the conventional case.

【0039】本実施例では、非エッチング面のマスキン
グをパッキンにより機械的に行っているため、従来のよ
うな煩雑なマスキング工程を簡略化することができる。
In this embodiment, since the masking of the non-etched surface is performed mechanically by the packing, the complicated masking process as in the conventional case can be simplified.

【0040】なお、上記実施例では、クランパにキャッ
プを固定した構造としたが、これらを分離した構造とし
ても良い。
Although the cap is fixed to the clamper in the above embodiment, the clamper may be separated.

【0041】[0041]

【発明の効果】以上の如く、本発明のエッチング装置に
よれば、各半導体ウエハ毎のエッチング管理を適正に行
うことができるとともに、複雑な手作業を解消でき、工
程の自動化を実現することができる。
As described above, according to the etching apparatus of the present invention, it is possible to appropriately perform etching control for each semiconductor wafer, eliminate complicated manual work, and realize automation of the process. it can.

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

【図1】本発明の一実施例を示すエッチング装置の一部
透視斜視図である。
FIG. 1 is a partially transparent perspective view of an etching apparatus showing an embodiment of the present invention.

【図2】クランプ・反転ユニットの全体縦断面図であ
る。
FIG. 2 is an overall vertical sectional view of a clamp / inversion unit.

【図3】ウエハベースを上方より見た平面図である。FIG. 3 is a plan view of the wafer base as seen from above.

【図4】処理液計量ユニットおよび処理液加熱・給排液
ユニットの配管系統図である。
FIG. 4 is a piping system diagram of a processing liquid metering unit and a processing liquid heating / supply / discharge liquid unit.

【図5】ブロー圧力の時間変化を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing the change over time of the blow pressure.

【図6】半導体ウエハの平面図およびチップの斜視図で
ある。
FIG. 6 is a plan view of a semiconductor wafer and a perspective view of a chip.

【図7】従来例におけるエッチング工程にある半導体ウ
エハの全体断面図である。
FIG. 7 is an overall cross-sectional view of a semiconductor wafer in a conventional etching process.

【図8】エッチング処理槽の断面図である。FIG. 8 is a sectional view of an etching treatment tank.

【図9】エッチング過程を示す半導体ウエハの部分拡大
断面図である。
FIG. 9 is a partially enlarged sectional view of a semiconductor wafer showing an etching process.

【図10】半導体ウエハの厚み測定を示す説明図であ
る。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing measurement of the thickness of a semiconductor wafer.

【図11】浴温度とエッチングレートの関係を示すグラ
フである。
FIG. 11 is a graph showing the relationship between bath temperature and etching rate.

【図12】ダイヤフラムの厚み測定を示す説明図であ
る。
FIG. 12 is an explanatory diagram showing the measurement of the thickness of the diaphragm.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ウエハ 1a 非エッチング面 1b エッチング面 2 ウエハベース(ベース体) 2a 受け面 3 キャリヤ(枠体) 31 下側開口 32 上側開口 4 キャップ(蓋体) 41 給液ノズル(開口) 42 排液口(開口) 5 クランプ・反転ユニット(保持手段) 51,52 クランパ 523 回転軸部(回転軸) 53 支持ブロック(支持体) 652A 加熱タンク(処理液供給手段) 652B 加熱タンク(洗浄液供給手段) 7 キャップ(ベース体) 71 ヒータ(ヒータ部材) L 処理液 S 貯液空間 1 wafer 1a Non-etched surface 1b Etched surface 2 Wafer base (base body) 2a Receiving surface 3 carrier (frame) 31 Lower opening 32 Upper opening 4 Cap (cover) 41 Liquid supply nozzle (opening) 42 Drainage port (opening) 5 Clamp / reversing unit (holding means) 51,52 clamper 523 Rotating shaft (rotating shaft) 53 Support block (support) 652A heating tank (processing liquid supply means) 652B heating tank (cleaning liquid supply means) 7 Cap (base body) 71 Heater (heater member) L treatment liquid S storage space

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平8−255780(JP,A) 特開 平5−283394(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/304,21/306,21/308 Continuation of front page (56) Reference JP-A-8-255780 (JP, A) JP-A-5-283394 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 21 / 304,21 / 306,21 / 308

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ウエハの非エッチング面を密接させる受
け面を形成したベース体と、上記ウエハのエッチング面
の外周全周に下側開口端面が密接してウエハを底壁とす
る貯液空間を形成する枠体と、枠体の上側開口を液密的
に閉鎖し、貯液空間へ処理液を供給する開口および貯液
空間から処理液を排出する開口を形成した蓋体と、上記
ベース体と蓋体を装着した状態で上記枠体を上下より挟
んで反転可能に保持する保持手段とを具備するエッチン
グ装置。
1. A base body having a receiving surface for closely contacting a non-etching surface of a wafer, and a liquid storage space in which a lower opening end surface is in close contact with the entire outer circumference of the etching surface of the wafer and the wafer serves as a bottom wall. A frame body to be formed, a lid body in which an upper opening of the frame body is closed in a liquid-tight manner, and an opening for supplying the processing liquid to the storage space and an opening for discharging the processing liquid from the storage space are formed, and the base body. An etching apparatus comprising: a holding means for holding the frame body from above and below and holding the lid body in a reversible manner.
【請求項2】 上記ベース体と蓋体を保持手段に一体に
設けた請求項1記載のエッチング装置。
2. The etching apparatus according to claim 1, wherein the base body and the lid body are integrally provided on a holding means.
【請求項3】 上記保持手段は上記枠体を挟持する一対
のクランパを有するとともに、これらクランパを回転軸
により支持体に支持せしめた請求項1又は2記載のエッ
チング装置。
3. The etching apparatus according to claim 1, wherein the holding means has a pair of clampers for holding the frame body, and the clampers are supported by a support body by a rotating shaft.
【請求項4】 上記受け面の温度分布を変更可能なウエ
ハ加熱用のヒータ部材を上記ベース体内にさらに設けた
請求項1ないし3のいずれかに記載のエッチング装置。
4. The etching apparatus according to claim 1, further comprising a heater member for heating a wafer, the heater member being capable of changing the temperature distribution of the receiving surface.
【請求項5】 上記処理液を供給する開口へ、圧縮空気
のエアブローにより処理液を供給する処理液供給手段を
さらに設けた請求項1ないし4のいずれかに記載のエッ
チング装置。
5. The etching apparatus according to claim 1, further comprising processing liquid supply means for supplying the processing liquid to the opening for supplying the processing liquid by blowing air of compressed air.
【請求項6】 上記処理液を供給する開口へ、圧縮空気
のエアブローにより洗浄液を供給する洗浄液供給手段を
さらに設けた請求項1ないし5のいずれかに記載のエッ
チング装置。
6. The etching apparatus according to claim 1, further comprising a cleaning liquid supply means for supplying a cleaning liquid to the opening for supplying the processing liquid by blowing air of compressed air.
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