JP6696441B2 - Wet etching equipment - Google Patents
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Description
本発明は、ウェットエッチング装置に関する。 The present invention relates to a wet etching apparatus.
シリコンウェハをウェットエッチングで加工するウェットエッチング装置について、特許文献1に開示されている。シリコンウェハのウェットエッチングは一般的にエッチング液を高温にして行う。このとき、エッチング液から発生した蒸気はウェットエッチング装置の稼働部にできる間隙などに入り込む。 Patent Document 1 discloses a wet etching apparatus for processing a silicon wafer by wet etching. Wet etching of a silicon wafer is generally performed with an etching solution at a high temperature. At this time, the vapor generated from the etching solution enters a gap or the like formed in the operating part of the wet etching apparatus.
間隙に入り込んだ蒸気はそこで液化してそのまま留まる。ウェットエッチングを複数回行う毎に、この残留液体は濃縮され、高濃度になっていく。このように間隙に残留する残留エッチング液はウェットエッチング装置を分解してメンテナンス作業を行う際、作業者に付着し衣服を損傷させる虞がある。また、ウェットエッチング装置の周辺の設備を損傷させる虞もある。しかし、このような間隙に入りこんだ残留エッチング液は流水洗浄だけでは除去することは困難である。 The vapor that enters the gap is liquefied and remains there. Every time wet etching is performed a plurality of times, this residual liquid is concentrated and becomes high in concentration. As described above, the residual etching solution remaining in the gap may adhere to an operator when the wet etching apparatus is disassembled and maintenance work is performed, which may damage clothes. In addition, there is a possibility of damaging equipment around the wet etching apparatus. However, it is difficult to remove the residual etching solution that has entered such a gap only by washing with running water.
本発明は上記課題に鑑み創作されたものであり、その目的は高濃度の残留エッチング液を確実に除去可能なウェットエッチング装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a wet etching apparatus capable of reliably removing a high-concentration residual etching solution.
本発明のウェットエッチング装置(1)は、被処理物(14)を収容可能な収容空間(30)を有し、前記収容空間に収容された前記被処理物をウェットエッチング可能なエッチング槽(15)と、エッチング液を貯留しエッチング槽にエッチング液を流入させることが可能なエッチング液タンク(50)と、洗浄液を貯留しエッチング槽に洗浄液を流入させることが可能な洗浄液タンク(40)とを備える。
さらに、洗浄液またはエッチング液をエッチング槽の外部に排出する排出管(72、84)と、エッチング槽に設けられて収容空間に前記洗浄液の蒸気を発生させる、または、外部から収容空間に水蒸気を導入することが可能な蒸気発生部(60)とを備える。
洗浄液を洗浄液タンクに導入し、蒸気発生部により洗浄液を蒸気化する。蒸気化した洗浄液はエッチング槽の間隙に入り込み、そこで液化する。これによって、間隙に残留している高濃度の残留エッチング液を中和して除去する。
The wet etching apparatus (1) of the present invention has an accommodation space (30) capable of accommodating an object to be processed (14), and an etching tank (15) capable of wet etching the object to be processed accommodated in the accommodation space. ), An etching liquid tank (50) capable of storing the etching liquid and allowing the etching liquid to flow into the etching tank, and a cleaning liquid tank (40) capable of storing the cleaning liquid and allowing the cleaning liquid to flow into the etching tank. Prepare
Further, a discharge pipe (72, 84) for discharging the cleaning liquid or the etching liquid to the outside of the etching tank, and a vapor of the cleaning liquid generated in the accommodation space provided in the etching tank , or a steam is introduced into the accommodation space from the outside. And a steam generating part (60) capable of operating.
The cleaning liquid is introduced into the cleaning liquid tank, and the cleaning liquid is vaporized by the steam generator. The vaporized cleaning liquid enters the gap of the etching tank and is liquefied there. As a result, the high-concentration residual etching solution remaining in the gap is neutralized and removed.
以下、本発明の実施形態によるウェットエッチング装置を、図面に基づいて説明する。なお、以下の複数の実施形態について、同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
(第一実施形態)
図1に本発明の第一実施形態に係るウェットエッチング装置1を示す。ウェットエッチング装置1は「被処理物」としてのシリコンウェハ14のウェットエッチングに適用される。以下、重力方向を下方向、その反対方向を上方向と定義する。
Hereinafter, a wet etching apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that, in the following plural embodiments, the same reference numerals are given to the same components, and the description thereof will be omitted.
(First embodiment)
FIG. 1 shows a wet etching apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention. The wet etching apparatus 1 is applied to wet etching of a
ウェットエッチング装置1は、上下に分離可能な上部ユニット10と下部ユニット20とを備える。上部ユニット10は、フッ素樹脂製のエッチング槽15を含む。下部ユニット20は、下部ユニット構造体25を含む。Oリング12は、エッチング槽15と下部ユニット構造体25との間に水密性確保のために嵌まっている。上下の分離は図示しない稼動装置によりエッチング槽15を上方向に持ち上げられることで行われる。
The wet etching apparatus 1 includes an
Oリング16は、シリコンウェハ14と下部ユニット構造体25との間に水密性確保のために嵌まっている。Oリング18は、シリコンウェハ14とエッチング槽15との間に水密性確保のために嵌まっている。これら二つのOリングは、水密性確保のためだけではなくシリコンウェハ14を上下から挟みこみ固定する役割も有する。
エッチング槽15は、収容空間30の上壁と側壁とを形成し、シリコンウェハ14は、被エッチング材であると同時に、収容空間30の底壁を形成する。
The O-
The
下部ユニット20は、エッチング作業終了後にシリコンウェハ14を持ち上げるフッ素樹脂製の突き上げ棒22を備える。突き上げ棒22は、図示しないシリンダーにより上方向に移動し、シリコンウェハ14の下面に突き当たり、シリコンウェハ14を上方向に移動可能である。
The
上部ユニット10は、洗浄液タンク40、エッチング液タンク50、洗浄液排出口70、排出タンク80、第一受け部44、第二受け部54、ヒータ60、電極66、撹拌棒94及び撹拌翼96を備える。
The
洗浄液タンク40は、エッチング槽15の上方に位置し、洗浄液の流入管である第一パイプ46を備える。第一パイプ46は、第一バルブ48と洗浄液流入口42とを備える。第一バルブ48が開いているとき、洗浄液タンク40は収容空間30と連通し、第一バルブ48が閉じているとき、洗浄液タンク40は収容空間30と切り離される。第一受け部44は、洗浄液流入口42の下方に位置し、洗浄液タンク40から落下する洗浄液を一旦受けとめ、洗浄液の落下の勢いを弱める。第一受け部44がないと洗浄液の落下の勢いが強くなりすぎ、シリコンウェハ14が落下する洗浄液の圧力で破損する虞がある。
The cleaning
エッチング液タンク50は、エッチング槽15の上方に位置し、エッチング液の流入管である第二パイプ56を備える。第二パイプ56は、第二バルブ58とエッチング液流入口52とを備える。第二バルブ58が開いているとき、エッチング液タンク50は収容空間30と連通し、第二バルブ58が閉じているとき、エッチング液タンク50は収容空間30と切り離される。第二受け部54は、エッチング液流入口52の下方に位置し、エッチング液タンク50から落下するエッチング液を一旦受けとめ、エッチング液の落下の勢いを弱める。第二受け部54がないとエッチング液の落下の勢いが強くなりすぎ、シリコンウェハ14が落下するエッチング液の圧力で破損する虞がある。
The etching
洗浄液排出口70は、エッチング槽15の側面に位置し、「排出管」としての第三パイプ72を備える。第三パイプ72は、第三バルブ74を備える。第三バルブ74が開いているとき、洗浄液排出口70は図示しない外部と連通し、収容空間30内の液体が排出され、第三バルブ74が閉じているとき、洗浄液排出口70は外部と切り離される。
The cleaning
排出タンク80は、エッチング槽15の下方側面に位置し、「排出管」としての第四パイプ84を備える。排出タンク80は、図示しない真空ポンプと連結しており、排出タンク80の内部を真空にすることができる。第四パイプ84は、第四バルブ86とエッチング液排出口82とを備える。第四バルブ86が開いているとき、排出タンク80は収容空間30と連通する。排出タンク80の内部は真空であるため、収容空間30内の液体が排出タンク80に吸い込まれ排出される。第四バルブ86が閉じているとき、排出タンク80は収容空間30と切り離される。排出タンク80は、ウェットエッチング装置1に6個形成されている。
The
ヒータ60は、エッチング槽15の下方に位置している。ヒータ60は、ニクロム製の電熱線62を渦巻き状に成形したものである。電熱線62がエッチング液に触れると腐食するため、フッ素樹脂のコーティング64が電熱線62の周囲を覆っている。ヒータ60は、図示しない電源と電気的に接続しており、エッチング液や洗浄液を加熱できる。
The
撹拌翼96は、エッチング槽15の下方にありプロペラ形状を有し、円柱状の撹拌棒94の一端部と接合している。撹拌棒94のもう一方の端部は、モーター90と結合している。モーター90が撹拌棒94に自転運動を加えると、撹拌翼96も回転して、エッチング液や洗浄液を撹拌する。
撹拌棒94は、エッチング槽15に開いた開口部98を通りエッチング槽15を貫通して、モーター90と連結している。Oリング92は、エッチング液が漏れることを防ぐため、撹拌棒94とエッチング槽15との間に嵌まっている。そのためエッチング槽15と撹拌棒94とは密着せず、上部ユニット10と撹拌棒94との間に微小な空間Sが存在する。
The stirring
The stirring
電極66は、Pt(白金)製の電極であり、エッチング槽15の下方のシリコンウェハに近い位置に設けられている。電極66は、シリコンウェハ14を電気化学的ウェットエッチングで処理する際、エッチング液に電流を流すために用いられる。
The
次に、ウェットエッチング装置1のウェットエッチング時の動作について、図2を参照して説明する。
ステップS1の上部ユニット上昇工程について説明する。
図示しない駆動部により上部ユニット10は、下部ユニット20と分離し上昇する。
Next, the operation of the wet etching apparatus 1 during wet etching will be described with reference to FIG.
The upper unit raising process of step S1 will be described.
The
ステップS2のシリコンウェハ搬入工程について説明する。
被処理物であるシリコンウェハ14をOリング16の上に載置する。シリコンウェハを載置する作業は作業者により行われてもよいし、ロボット等の機械装置によって行われてもよい。
The silicon wafer loading process of step S2 will be described.
The
ステップS3の上部ユニット10の下降工程について説明する。
図示しない駆動部によって上部ユニット10は下降する。エッチング槽15と下部ユニット構造体25との間にOリング12が嵌まり、エッチング槽15と下部ユニット構造体25とが一体化する。
さらに、エッチング槽15とシリコンウェハ14との間にOリング18が嵌まる。そのため、シリコンウェハ14は上下からOリング16とOリング18とに挟み込まれ固定される。これによりシリコンウェハ14が収容空間30の底壁を形成する。
The step of lowering the
The
Further, the O-ring 18 is fitted between the
ステップS4のエッチング液投入工程について説明する。
エッチング液の組成はTMAH(テトラメチルアンモニウムヒドロキシド)の20%水溶液であり、強アルカリ性を有している。
第二バルブ58を開状態にすると、エッチング液がエッチング液タンク50から第二パイプ56を通って収容空間30に投入される。エッチング液が一定の液量になると、第二バルブ58が閉状態になり、エッチング液の投入が止まる。エッチング液は一旦、第二受け部54にあたって落下の勢いが減衰してから収容空間30へと落下する。
The step of adding the etching liquid in step S4 will be described.
The composition of the etching solution is a 20% aqueous solution of TMAH (tetramethylammonium hydroxide), which has strong alkalinity.
When the
ステップS5のエッチング工程について説明する。
エッチング液の投入が止まると、ヒータ60の電源がオンになる。ヒータ60に通電されると電熱線62が発熱し、エッチング液を加熱する。エッチング液の目標温度は90℃である。エッチング液の温度を測定する図示しない液温計と連動した、図示しない制御装置により、ヒータ60に通電される電流量がコントロールされる。
撹拌棒94と撹拌翼96とを回転し、エッチング液に対流を生じさせて、エッチング液に温度分布が生じないようにする。
The etching process in step S5 will be described.
When the supply of the etching liquid is stopped, the power of the
The stirring
シリコンウェハ中のシリコンは下式(1)の反応により、エッチング液中に溶解していき、次第に薄膜化していく。
Si十2OH-十2H2O→Si(OH2)O2 2-十2H2・・・(1)
The silicon in the silicon wafer is dissolved in the etching solution by the reaction of the following formula (1), and gradually becomes thin.
Si ten 2OH - ten 2H 2 O → Si (OH 2 ) O 2 2- ten 2H 2 ··· (1)
このとき、電極66に負の電圧を印加し、シリコンウェハ14の被エッチング面の裏側に正の電圧を印加する。シリコンウェハがある一定の厚みになると、シリコンウェハの被エッチング面の裏側からエッチング液に電流が流れるようになる。電流が流れると、下式(2)によりシリコンウェハに酸化膜SiO2が形成される。
Si+2OH-+2e-→SiO2+H2・・・(2)
エッチング液は酸化膜SiO2を溶解しない。
At this time, a negative voltage is applied to the
Si + 2OH − + 2e − → SiO 2 + H 2 (2)
The etching solution does not dissolve the oxide film SiO 2 .
ここで、電極66とシリコンウェハ14とエッチング液との間に流れる電流量と、酸化膜SiO2の厚みには相関がある。そのため、電極66とシリコンウェハ14の被エッチング面の裏側とに印加する電圧を調整することで、シリコンウェハ14を目標の厚みにエッチングできる。
シリコンウェハ14の被エッチング部を目標の厚みにエッチングし終えたら、ヒータ60への通電、及び電極66とシリコンウェハの被エッチング面の裏側とへの電圧印加を停止する。また撹拌棒94と撹拌翼96との回転を停止する。
Here, there is a correlation between the amount of current flowing between the
When the etched portion of the
ステップS6のエッチング液排出工程について説明する。
第四バルブ86を開状態にする。図示しない真空ポンプにより排出タンク80は真空にされている。そのため、収容空間30に保持されているエッチング液は第四パイプ84を通って、排出タンク80に排出する。そして、収容空間30に残るエッチング液を排出し終えたら、第四バルブ86を閉状態にする。
The etching liquid discharging step of step S6 will be described.
The
ステップS7の洗浄工程について説明する。
本実施形態で使用する洗浄液は超純水である。洗浄液は、シリコンウェハ14とエッチング槽15とを洗浄する役割を有する。
第一バルブ48を開状態にすると、洗浄液が洗浄液タンク40から第一パイプ46を通って収容空間30に投入される。洗浄液が一定の液量になると、第一バルブ48を閉状態として、洗浄液の投入を停止する。洗浄液は一旦、第一受け部44にあたって落下の勢いが減衰してから収容空間30へと落下する。この後、収容空間30の底部に残留するエッチング液と洗浄液とが十分に混合されるまで5min程度放置する。
The cleaning process of step S7 will be described.
The cleaning liquid used in this embodiment is ultrapure water. The cleaning liquid has a role of cleaning the
When the
その後第三バルブ74を開状態にし、第三パイプ72を通って洗浄液排出口70から洗浄液を外部に排出する。
洗浄液排出口70の下限L2よりも下にある洗浄液は洗浄液排出口70から外部に流出しない。そこで、第四バルブ86を開状態にして、排出タンク80に洗浄液を排出する。
収容空間30に残る洗浄液を排出し終えたら、第四バルブ86を閉状態にする。
なお必要に応じて、ステップS7の洗浄動作を複数回繰り返しても良い。
After that, the
The cleaning liquid below the lower limit L2 of the cleaning
When the cleaning liquid remaining in the
The cleaning operation of step S7 may be repeated a plurality of times as necessary.
ステップS8の上部ユニット上昇工程について説明する。
ステップS1と同様に、図示しない駆動部により上部ユニット10は、下部ユニット20と分離し上昇する。
The upper unit raising process of step S8 will be described.
Similar to step S1, the
ステップS9のシリコンウェハ搬出工程について説明する。
突き上げ棒22が図示しないシリンダーによって上方向に駆動される。これによりシリコンウェハ14が突き上げ棒22に支持された状態になる。その後、シリコンウェハ14を外部に搬出する。シリコンウェハを搬出する作業は作業者により行われてもよいし、ロボット等の機械装置によって行われてもよい。
シリコンウェハ14を搬出した後、突き上げ棒22を元の位置に戻す。
The silicon wafer unloading step of step S9 will be described.
The push-up
After carrying out the
シリコンウェハ搬出工程の終了後、続けて他のシリコンウェハをエッチングする場合は、ステップS2に移り、他のシリコンウェハをOリング16の上に載置し、エッチング動作を続ける。
他のシリコンウェハをエッチングしない場合は、エッチング動作が終了する。
When another silicon wafer is to be continuously etched after the silicon wafer unloading process is completed, the process proceeds to step S2, the other silicon wafer is placed on the O-
If another silicon wafer is not etched, the etching operation ends.
次に、ウェットエッチング装置1のメンテナンス作業について説明する。
ウェットエッチング装置1は、枚葉式でありシリコンウェハ14を交換する毎に上部ユニット10と下部ユニット20とが分離する。そのため、底壁を形成するシリコンウェハ14を押さえるOリング16及びOリング18と、エッチング槽15と下部ユニット構造体25との間にあるOリング12とに負荷がかかるので、複数回のエッチング処理を行うとOリングが劣化する。劣化したOリングは、水密性を確保できず液漏れを起こす。
Next, the maintenance work of the wet etching apparatus 1 will be described.
The wet etching apparatus 1 is a single wafer type, and the
このように、上部ユニット10と下部ユニット20とがシリコンウェハ14を1枚エッチングする毎に分離するような装置構成であると、Oリングの劣化も早く、交換サイクルも頻回となる。
他にも機構部品等が劣化した場合や、シリコンウェハがエッチング中に破損した場合などには、ウェットエッチング装置1を分解しメンテナンス作業を行う必要がある。
Oリングの交換作業や、装置を分解してのメンテナンス作業は、作業者が行う。
In this way, if the
In addition, if mechanical parts or the like are deteriorated or the silicon wafer is damaged during etching, it is necessary to disassemble the wet etching apparatus 1 and perform maintenance work.
Workers perform O-ring replacement work and maintenance work after disassembling the device.
ウェットエッチング装置1はTMAH水溶液を高温にした状態でウェットエッチングを行っている。そのため高温になったTMAH水溶液から発生した蒸気は、エッチング中に装置内に充満している。
このような蒸気が、第一受け部44の上面45、第二受け部54の上面55などの洗浄液が届かない場所や、空間Sなどの細い間隙に入り込むと、そこで再度液化する。複数回のエッチングを行う毎に、この残留するエッチング液は濃縮され高濃度になっていく。
このように洗浄液が届かない場所や、細い間隙に入り込んだエッチング液はステップS7で示したようなエッチング時の洗浄作業では、取り除くことはできず、間隙に残留し続ける。
The wet etching apparatus 1 performs wet etching in a state where the TMAH aqueous solution has a high temperature. Therefore, the vapor generated from the TMAH aqueous solution having a high temperature fills the inside of the apparatus during etching.
When such vapor enters a place where the cleaning liquid does not reach, such as the
Such an area where the cleaning liquid does not reach or the etching liquid that has entered the narrow gap cannot be removed by the cleaning work during etching as shown in step S7, and remains in the gap.
そのため、作業者がOリングを交換しようとしたとき、間隙に残留し続けるエッチング液が漏出する。漏出したエッチング液が作業者の衣服に付着し、衣服を損傷させる虞がある。または、漏出したエッチング液がウェットエッチング装置1及びその周囲にある機械設備や電気設備にかかり設備を損傷させる虞もある。
そこで、メンテナンス作業の前に、ウェットエッチング装置1の洗浄を行い間隙に残留し続けるエッチング液を除去する必要がある。
Therefore, when the operator tries to replace the O-ring, the etching solution that remains in the gap leaks. The leaked etching solution may adhere to the worker's clothes and damage the clothes. Alternatively, the leaked etchant may damage the wet etching apparatus 1 and the mechanical equipment and electric equipment around the wet etching apparatus 1 and damage the equipment.
Therefore, before the maintenance work, it is necessary to clean the wet etching apparatus 1 to remove the etching liquid that remains in the gap.
次にメンテナンス前洗浄について説明する。
図3にウェットエッチング装置1のメンテナンス前洗浄動作のフローチャートを示す。
ステップS11の洗浄液導入工程について説明する。
洗浄液は超純水を使用する。
第一バルブ48を開状態にすると、洗浄液が洗浄液タンク40から第一パイプ46を通って収容空間30に投入される。洗浄液が一定の液量(本実施形態では、液面が洗浄液排出口70の上限L1を超える程度)になると、第一バルブ48を閉状態として、洗浄液の投入を停止する。
Next, the pre-maintenance cleaning will be described.
FIG. 3 shows a flowchart of the pre-maintenance cleaning operation of the wet etching apparatus 1.
The cleaning liquid introducing step of step S11 will be described.
Ultrapure water is used as the cleaning liquid.
When the
ステップS12の洗浄液加熱工程について説明する。
ヒータ60に通電して洗浄液を加熱する。洗浄液の目標温度は100℃である。洗浄液の温度を測定する図示しない液温計と連動した、図示しない制御装置により、ヒータ60に通電される電流量がコントロールされる。
撹拌棒94と撹拌翼96とを回転し、洗浄液に対流を生じさせて、洗浄液に温度分布が生じないようにする。
The cleaning liquid heating step of step S12 will be described.
The
The stirring
ステップS13の蒸気中和工程について説明する。
ヒータ60によって加熱された洗浄液は沸騰して、洗浄液の蒸気を発生する。発生した洗浄液の蒸気は収容空間30内に充満し、第一受け部44の上面45、第二受け部54の上面55、空間Sなどの細い間隙に入り込み、そこで再度液化する。液化した洗浄液は残留していたエッチング液と混合し、エッチング液の濃度が薄まり中和される。洗浄液の温度が100℃に到達してから15分経過後、ヒータ60への通電と、撹拌棒94と撹拌翼96との回転を停止させる。
The steam neutralization step of step S13 will be described.
The cleaning liquid heated by the
ステップS14の洗浄液排出工程について説明する。
第三バルブ74を開状態にし、第三パイプ72を通って洗浄液排出口70から洗浄液を外部に排出する。洗浄液排出口70の下限L2よりも下にある洗浄液は外部に流出しないため、第四バルブ86を開状態にして、排出タンク80に洗浄液を排出する。
収容空間30に残る洗浄液を排出し終えたら、第四バルブ86を閉状態にする。
このようにしてメンテナンス前洗浄動作が完了する。
The cleaning liquid discharging step of step S14 will be described.
The
When the cleaning liquid remaining in the
In this way, the pre-maintenance cleaning operation is completed.
メンテナンス前洗浄動作の終了後、上部ユニット10を上方向に移動し、作業者がOリングの交換等のメンテナンス作業を行う。
After the pre-maintenance cleaning operation is completed, the
本実施形態の効果について説明する。
間隙に残留したエッチング液のPHを、メンテナンス前洗浄と通常の洗浄作業とで比較した特性図を図4に示す。
残留したエッチング液のPHは、間隙に残留した液体をスポイト等で吸引し採取し、PHメータを用いて測定した。
The effects of this embodiment will be described.
FIG. 4 shows a characteristic diagram in which the pH of the etching liquid remaining in the gap is compared between the cleaning before maintenance and the normal cleaning work.
The PH of the remaining etching liquid was measured by sucking the liquid remaining in the gap with a dropper or the like and using a PH meter.
図4(a)に示すように、撹拌棒94とエッチング槽15との間にある空間Sに残留した液体のPHは、ステップS7の洗浄工程を経た後ではPH14の強アルカリ性であるが、メンテナンス前洗浄でのステップS13の蒸気中和工程を経た後では、PH8の弱アルカリ性になっている。
図4(b)に示すように、第二受け部54の上面55に残留した液体のPHは、ステップS7のPH13の強アルカリ性であるが、メンテナンス前洗浄でのステップS13の蒸気中和工程を経た後、PH8の弱アルカリ性になっている。
このように洗浄液の加熱によって発生した洗浄液の蒸気により、間隙に残留するエッチング液は十分中和されていることがわかる。
As shown in FIG. 4A, the pH of the liquid remaining in the space S between the stirring
As shown in FIG. 4B, the liquid PH remaining on the
Thus, it can be seen that the etching liquid remaining in the gap is sufficiently neutralized by the vapor of the cleaning liquid generated by heating the cleaning liquid.
なお、仮に洗浄液排出口70をさらに収容空間30の上方に配置し、洗浄液を大量に流入させた場合、第二受け部54の上面55には洗浄液が届く。そのためステップS7での洗浄工程により高濃度の残留エッチング液を除去することが可能である。しかし、空間Sについては、空気だまりができてしまうため、洗浄液が空間Sにまで届かない。そこで、洗浄液を加熱して蒸気を発生させて、蒸気中和処理を行う。
If the cleaning
以上のように、メンテナンス前洗浄として、洗浄液を加熱してその蒸気を発生させ、エッチング液を中和する蒸気中和処理を行うことで、間隙に残留するエッチング液のPHを大きく低下させることができる。
これにより、作業者がウェットエッチング装置1を分解してのメンテナンス作業中に、残留したエッチング液が漏れ出したとしても、強アルカリではないため、衣服に付着しても衣服を損傷することはなく、外部の設備に付着しても設備を損傷させることはない。
As described above, as the pre-maintenance cleaning, the pH of the etching liquid remaining in the gap can be significantly reduced by heating the cleaning liquid to generate steam and performing the steam neutralization treatment for neutralizing the etching liquid. it can.
As a result, even if the residual etching solution leaks out during the maintenance work after the worker disassembles the wet etching apparatus 1, it is not a strong alkali, so that it does not damage the clothes even if it adheres to the clothes. , Even if it adheres to external equipment, it will not damage the equipment.
(第二実施形態)
本発明の第二実施形態に係るウェットエッチング装置100について説明する。図5に示すように、ウェットエッチング装置100は、圧電セラミクス製の超音波振動子105をさらに備えている。
ウェットエッチング装置100のエッチング時の動作は第一実施形態と同様である。
(Second embodiment)
A
The operation of the
次に本実施形態に係るウェットエッチング装置100を用いたメンテナンス作業について説明する。本実施形態では、メンテナンス前洗浄動作のみが第一実施形態と異なるため、その点のみを詳細に説明する。
図6にウェットエッチング装置100のメンテナンス前洗浄動作のフローチャートを示す。
ステップS21の洗浄液導入工程について説明する。ステップS21は、第一実施形態に係るステップS11と同一である。
Next, maintenance work using the
FIG. 6 shows a flowchart of the pre-maintenance cleaning operation of the
The cleaning liquid introducing step of step S21 will be described. Step S21 is the same as step S11 according to the first embodiment.
ステップS22の蒸気中和工程について説明する。
超音波振動子105に対して高周波の交流電圧を印加する。発生した超音波の振動エネルギーが水面に伝わり水面の一部が隆起し、微細な洗浄液の蒸気が発生する。発生した洗浄液の蒸気は第一受け部44の上面45、第二受け部54の上面55、空間Sなどの細い間隙に入り込み、そこで再度液化する。そして残留していたエッチング液と混合し、エッチング液の濃度が薄まり中和される。15分経過後、超音波振動子への高周波の交流電圧の印加を停止する。
The steam neutralization step of step S22 will be described.
A high frequency AC voltage is applied to the
ステップS23の洗浄液排出工程について説明する。
第三バルブ74を開状態にし、第三パイプ72を通って洗浄液排出口70から洗浄液を外部に排出する。洗浄液排出口70の下限L2より下にある洗浄液は洗浄液排出口70から外部に流出しないため、第四バルブ86を開状態にして、排出タンク80に洗浄液を排出する。収容空間30に残る洗浄液を排出し終えたら、第四バルブ86を閉状態にする。これで、メンテナンス前洗浄が終了する。
The cleaning liquid discharging step of step S23 will be described.
The
本実施形態では蒸気の発生に超音波振動子105を使用している。ヒータよりも超音波振動子105の方が、より低電力で効率よく洗浄液の蒸気を発生できる。
そのため、本実施形態では、第一実施形態の効果に加えて、蒸気中和に必要な電力を削減できる。
In this embodiment, the
Therefore, in this embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, the electric power required for steam neutralization can be reduced.
(第三実施形態)
本発明の第三実施形態に係るウェットエッチング装置200について説明する。図7に示すように、ウェットエッチング装置200は、蒸気導入管205をさらに備えている。蒸気導入管205は、一方が外部のボイラー207と他方が収容空間30とにつながる。ボイラー207は多量の水蒸気を発生できる。
第5バルブ206が開状態のとき、収容空間30とボイラー207とは連通し、第5バルブ206が閉状態のとき、収容空間30とボイラー207とは遮断される。
ウェットエッチング装置200のエッチング時の動作は第一実施形態と同様である。
(Third embodiment)
A
When the
The operation of the
次に本実施形態に係るウェットエッチング装置200を用いたメンテナンス作業について説明する。本実施形態では、メンテナンス前洗浄動作のみが第一実施形態と異なるため、その点のみを詳細に説明する。
図8にウェットエッチング装置200のメンテナンス前洗浄動作のフローチャートを示す。ステップS31の蒸気中和工程について説明する。
蒸気導入管205の第5バルブ206を開状態にして、ボイラー207にて生成された水蒸気をウェットエッチング装置200に導入する。
Next, maintenance work using the
FIG. 8 shows a flowchart of the pre-maintenance cleaning operation of the
The
導入された水蒸気は第一受け部44の上面45、第二受け部54の上面55、空間Sなどの細い間隙に入り込み、そこで再度液化する。そして残留していたエッチング液と混合し、エッチング液の濃度が薄まり中和される。15分経過後、第5バルブ206を閉状態にして蒸気の導入を停止する。
The introduced water vapor enters the narrow gaps such as the
ステップS32の排出工程について説明する。
第四バルブ86を開状態にして、排出タンク80に液化した蒸気を排出する。
収容空間30に残る液体を排出し終えたら、第四バルブ86を閉状態にする。
これで、メンテナンス前洗浄が終了する。
The discharging step of step S32 will be described.
The
When the liquid remaining in the
This completes the pre-maintenance cleaning.
本実施形態では水蒸気を外部から導入している。そのため、外部で発生した大量の水蒸気を送り込むことができるため、蒸気中和にかかる時間を削減できる。たとえば、工場のボイラー設備などで生成された余剰水蒸気を利用できる。
したがって、本実施形態のウェットエッチング装置200は第一、第二実施形態よりも蒸気中和に必要な電力と時間とを削減できる。
In this embodiment, water vapor is introduced from the outside. Therefore, a large amount of steam generated outside can be sent in, and the time required for steam neutralization can be reduced. For example, surplus steam generated in a boiler facility of a factory can be used.
Therefore, the
(第四実施形態)
本発明の第四実施形態に係るウェットエッチング装置300について説明する。図9に示すように、ウェットエッチング装置300は、「減圧部」として真空減圧管305をさらに備えている。真空減圧管305は、一方が真空ポンプ307と、他方が収容空間30とにつながる。
第6バルブ306が開状態のとき、収容空間30と外部の真空ポンプ307とは連通し、第6バルブ306が閉状態のとき、収容空間30と外部の真空ポンプ307とは遮断される。
ウェットエッチング装置300のエッチング時の動作は第一実施形態と同様である。
(Fourth embodiment)
A
When the
The operation of the
次に本実施形態に係るウェットエッチング装置300を用いたメンテナンス作業について説明する。本実施形態では、メンテナンス前洗浄動作のみが第一実施形態と異なるため、その点のみを詳細に説明する。
図10にウェットエッチング装置300のメンテナンス前洗浄動作のフローチャートを示す。
ステップS41の洗浄液導入工程について説明する。ステップS41は、第一実施形態に係るステップS11と同一である。
Next, maintenance work using the
FIG. 10 shows a flowchart of the pre-maintenance cleaning operation of the
The cleaning liquid introducing step of step S41 will be described. Step S41 is the same as step S11 according to the first embodiment.
ステップS42のエッチング槽減圧工程について説明する。
第6バルブ306を開状態にし、収容空間30と真空ポンプ307とを連通して、収容空間30を大気圧よりも減圧する。ある程度減圧したところで、第6バルブ306を閉状態にして、収容空間30と真空ポンプ307とを遮断する。収容空間30は大気圧よりも減圧したまま維持されている。
The etching tank pressure reducing step of step S42 will be described.
The
ステップS43の洗浄液加熱工程について説明する。ステップS43は第一実施形態に係るステップS12と同一である。
ステップS44の蒸気中和工程について説明する。ステップS43は第一実施形態に係るステップS13と同一である。
ステップS45の洗浄液排出工程について説明する。ステップS45は第一実施形態に係るステップS14と同一である。
The cleaning liquid heating step of step S43 will be described. Step S43 is the same as step S12 according to the first embodiment.
The steam neutralization step of step S44 will be described. Step S43 is the same as step S13 according to the first embodiment.
The cleaning liquid discharging step of step S45 will be described. Step S45 is the same as step S14 according to the first embodiment.
本実施形態では、収容空間30が減圧状態であるため、洗浄液の沸点が下がっている。洗浄液は減圧しない場合よりも低い温度で沸騰するので、洗浄液を加熱する電力を削減できる。
したがって、本実施形態では第一実施形態の効果に加えて、蒸気中和にかかる電力を削減できる。
In this embodiment, since the
Therefore, in this embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, the electric power required for steam neutralization can be reduced.
(第五実施形態)
本発明の第五実施形態に係るウェットエッチング装置400について説明する。図11に示すように、ウェットエッチング装置400は、洗浄液タンク40に加熱部として洗浄液加熱ヒータ405をさらに備えている。
ウェットエッチング装置400のエッチング時の動作は第一実施形態と同様である。
(Fifth embodiment)
A
The operation of the
次に本実施形態に係るウェットエッチング装置400を用いたメンテナンス作業について説明する。本実施形態では、メンテナンス前洗浄動作のみが第一実施形態と異なるため、その点のみを詳細に説明する。
図12にウェットエッチング装置400のメンテナンス前洗浄動作のフローチャートを示す。
ステップS51の洗浄液予備加熱工程について説明する。洗浄液タンク40が備える洗浄液加熱ヒータ405にて洗浄液を加熱する。沸点を超える温度にまで加熱すると、タンクが圧力により破損するので加熱温度は90℃である。
Next, maintenance work using the
FIG. 12 shows a flowchart of the pre-maintenance cleaning operation of the
The cleaning liquid preheating step of step S51 will be described. The cleaning
ステップS52の洗浄液導入工程について説明する。ステップS52は、第一実施形態に係るステップS11と同一である。
ステップS53の洗浄液加熱工程について説明する。ステップS53は第一実施形態に係るステップS12と同一である。
ステップS54の蒸気中和工程について説明する。ステップS54は第一実施形態に係るステップS13と同一である。
ステップS55の洗浄液排出工程について説明する。ステップS55は第一実施形態に係るステップS14と同一である。
The cleaning liquid introducing step of step S52 will be described. Step S52 is the same as step S11 according to the first embodiment.
The cleaning liquid heating step of step S53 will be described. Step S53 is the same as step S12 according to the first embodiment.
The steam neutralization step of step S54 will be described. Step S54 is the same as step S13 according to the first embodiment.
The cleaning liquid discharging step of step S55 will be described. Step S55 is the same as step S14 according to the first embodiment.
あらかじめ加熱された洗浄液が収容空間30に投入されるため、ステップS53にて、洗浄液を加熱して洗浄液の蒸気を発生するのに必要な時間と電力とを削減することができる。
したがって、本実施形態では第一実施形態の効果に加えて、より短い時間と電力とで蒸気中和を行うことができる。
Since the preheated cleaning liquid is introduced into the
Therefore, in the present embodiment, in addition to the effect of the first embodiment, the steam neutralization can be performed in a shorter time and power.
(第六実施形態)
本発明の第六実施形態に係るウェットエッチング装置について説明する。本実施形態に係るウェットエッチング装置は、TMAHを使用してシリコンウェハのエッチングを行う装置に代えて、HF(フッ化水素酸)を使用してガラスウェハにエッチングを行う装置である。
ウェットエッチング装置のエッチング時の動作及びメンテナンス時の動作は上記実施形態と同一である。
(Sixth embodiment)
A wet etching apparatus according to the sixth embodiment of the present invention will be described. The wet etching apparatus according to the present embodiment is an apparatus for etching a glass wafer using HF (hydrofluoric acid), instead of an apparatus for etching a silicon wafer using TMAH.
The operation of the wet etching apparatus during etching and the operation during maintenance are the same as in the above embodiment.
エッチング液がTMAHではなくHFであっても、メンテナンス前洗浄を行うことで、間隙に残留する液体のPHを7に近づけることができ、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。 Even if the etching liquid is HF instead of TMAH, the pH of the liquid remaining in the gap can be brought close to 7 by performing the pre-maintenance cleaning, and the same effect as in the above embodiment can be obtained.
(その他の実施形態)
(a)シリコンウェハやガラスウェハのウェットエッチングに使用されるエッチング液にはたとえば、KOH(水酸化カリウム)、NH4(アンモニア)、HNO3(硝酸)、H2SO4(硫酸)、HCl(塩酸)、KI(ヨウ化カリウム)をはじめとして様々な種類がある。本発明のウェットエッチング装置は、上記のエッチング液とそれらの混合液すべてに対して適用できる。
(b)本発明は、シリコンウェハやガラスウェハをバッチ式に処理するウェットエッチング装置にも適用可能である。
(c)本発明は、酸やアルカリ性の液体に代えて、アルコール等の有機溶剤を使用して、被加工物を加工処理するウェット処理装置にも適用可能である。
本発明は、上記実施形態単独で実施しても、あるいは組み合わせて実施してもよい。また、上記実施形態にのみ限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において様々な形態で実施可能である。
(Other embodiments)
(A) As an etching solution used for wet etching of silicon wafers and glass wafers, for example, KOH (potassium hydroxide), NH 4 (ammonia), HNO 3 (nitric acid), H 2 SO 4 (sulfuric acid), HCl ( There are various types such as hydrochloric acid) and KI (potassium iodide). The wet etching apparatus of the present invention can be applied to all the above-mentioned etching solutions and their mixed solutions.
(B) The present invention can also be applied to a wet etching apparatus that processes silicon wafers and glass wafers in a batch process.
(C) The present invention can also be applied to a wet processing apparatus that processes an object to be processed by using an organic solvent such as alcohol in place of the acid or alkaline liquid.
The present invention may be implemented by the above embodiments alone or in combination. Further, the present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be implemented in various forms without departing from the spirit of the invention.
1、100、200、300、400 ウェットエッチング装置
14 シリコンウェハ(被処理物)
15 エッチング槽
30 収容空間
40 洗浄液タンク
50 エッチング液タンク
72 第三パイプ(排出管)、 84 第四パイプ(排出管)
60 ヒータ、 105 超音波振動子、 205 蒸気導入管
305 真空減圧管、 405 洗浄液加熱ヒータ
1, 100, 200, 300, 400
15
60 heater, 105 ultrasonic transducer, 205 vapor introduction pipe 305 vacuum decompression pipe, 405 cleaning liquid heating heater
Claims (8)
エッチング液を貯留し、前記収容空間に前記エッチング液を流入させることが可能なエッチング液タンク(50)と、
前記エッチング槽を洗浄する洗浄液を貯留し、前記収容空間に前記洗浄液を流入させることが可能な洗浄液タンク(40)と、
前記洗浄液または前記エッチング液を前記収容空間の外部に排出する排出管(72、84)と、
前記エッチング槽に設けられて前記収容空間に前記洗浄液の蒸気を発生させる、または、外部から前記収容空間に水蒸気を導入することが可能な蒸気発生部(60、105、205)と、
を備えるウェットエッチング装置(1、100、200、300、400)。 An etching tank (15) having a storage space (30) capable of storing the object to be processed (14) and capable of wet etching the object to be processed housed in the accommodation space;
An etching liquid tank (50) capable of storing the etching liquid and allowing the etching liquid to flow into the accommodation space;
A cleaning liquid tank (40) capable of storing a cleaning liquid for cleaning the etching tank and allowing the cleaning liquid to flow into the accommodation space;
A discharge pipe (72, 84) for discharging the cleaning liquid or the etching liquid to the outside of the accommodation space;
A steam generation unit (60, 105, 205) provided in the etching tank for generating steam of the cleaning liquid in the storage space or capable of introducing steam from the outside into the storage space ;
The wet etching apparatus (1, 100, 200, 300, 400) provided with.
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