(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理槽と、上記処理槽内の薬液を循環させるためのポンプおよび循環路とを備えたウエット処理装置において、
上記循環路中にフィルターと、上記フィルターを冷却する冷却手段と、冷却された上記薬液の温度を処理温度に戻す加熱手段とを備え、処理温度で循環路を流れている薬液が冷却手段によって冷却されたフィルターを通過することによって上記薬液の温度が低下し、上記薬液内の不純物が上記フィルターに付着して析出するようにしたことを特徴とするのウェット処理装置。
【請求項２】
冷却手段は、冷媒を循環させている熱交換装置であり、上記熱交換装置内にフィルターを設置するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のウェット処理装置。
【請求項３】
複数のフィルターおよび冷却手段を循環路に並列に設置するようにし、薬液を通過させるフィルターおよび冷却手段を切り換え可能としたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のウェット処理装置。
【請求項４】
半導体ウェハのウェット処理工程において、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のウェット処理装置を用いたことを特徴とするウェット処理装置を用いた半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はウェット処理装置およびウェット処理装置を用いた半導体装置の製造方法に関し、特に半導体ウエハのウエット処理装置およびウェット処理装置を用いた半導体装置の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置は半導体ウエハが種々の工程を経ることによって製造されるのであるが、その製造工程の中でもウエハの洗浄やエッチングの工程では薬液を利用するウエット処理装置が使用されている。図５は従来の循環型のウエット処理装置を示す構成断面図である。図において、１は処理槽、２はポンプ、３はフィルター、４は循環路である。処理槽１内の薬液は半導体ウエハの処理を終了した後、ポンプ２によっ循環路４を循環し、フィルター３を通過することによって薬液中の不純物を除去した後再び処理槽１に循環される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来のウエット処理装置は以上のようであり、ウエハの洗浄やエッチング工程ではウエハが薬液によって削られるため、その削られた物質は不純物として薬液中に蓄積されていくことになる。図６はリン酸を薬液として酸化膜をエッチングする場合のエッチングレートの変化を示した図である。図に示すように、同じ薬液で繰り返して処理を行うと、薬液中の不純物濃度が高くなり、ウエハが薬液によってエッチングされる速度が低下してしまうという問題点があった。
【０００４】
図５に示すように、処理槽１内の薬液をフィルター３を通して循環して不純物を除去する方法は考えられてはいるが十分な解決とはなっていないのが現状である。
また、図７はリン酸を薬液とした時の薬液の温度と不純物（この場合、シリコン）の飽和濃度との関係を示した図である。図に示すように、薬液の温度を低下させれば薬液内の不純物の溶解度も低下する。この性質を利用することによって、特開昭６３−２８４１７号公報および特開平７−５０２８２号公報には薬液を冷却することによって析出する不純物をフィルターで除去する処理装置が開示されている。しかしこの場合、薬液を冷却して析出する不純物のうちフィルターの穴の大きさよりも小さい不純物はフィルターを通過してしまうという問題点があった。
【０００５】
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、薬液の性能の安定化と長寿命化が図れるウエット処理装置およびウェット処理装置を用いた半導体装置の製造方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１に係るウェット処理装置は、循環路中にフィルターと、フィルターを冷却する冷却手段と、冷却された薬液の温度を処理温度に戻す加熱手段とを備え、処理温度で循環路を流れている薬液が冷却手段によって冷却されたフィルターを通過することによって上記薬液の温度が低下し、上記薬液内の不純物が上記フィルターに付着して析出するようにしたものである。
【０００７】
この発明の請求項２に係るウェット処理装置は、冷却手段が冷媒を循環させている熱交換装置であり、上記熱交換装置内にフィルターを設置するようにしたものである。
【０００８】
この発明の請求項３に係るウェット処理装置は、複数のフィルターおよび冷却手段を循環路に並列に設置するようにし、薬液を通過させるフィルターおよび冷却手段を切り換え可能としたものである。
【０００９】
この発明の請求項４に係るウェット処理装置を用いた半導体装置の製造方法は、半導体ウェハのウェット処理工程において、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のウェット処理装置を用いたものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明のウエット処理装置を示す構成断面図である。図において、１は処理槽、２は薬液を循環させるポンプ、４は循環路、５は薬液中の不純物を取り除くための冷却機能付きフィルター、６は薬液の温度を処理温度に戻すための加熱手段としての加熱装置である。
更に、図２は図１の冷却機能付きフィルターを示す構成断面図である。図において、５ａはフィルター、７は薬液の出入口、８は冷却水の出入口である。
【００１１】
エッチング工程において、熱リン酸を薬液としたウエット処理装置で酸化膜をエッチングする場合、図１に示すように、処理槽１でウエハの処理を行うと、処理槽１内の熱リン酸中に不純物であるシリコンの濃度が増加する。図６に示すように、シリコン濃度が増加すると酸化膜のエッチングレートが低下し、熱リン酸の性能が低下する。
【００１２】
従って、この熱リン酸をポンプ２によって循環させ、冷却機能付きフィルター５に到達させる。このとき、図２に示すように、冷却機能付きフィルター５は冷却水の出入口８から冷却水を循環させる冷却手段である熱交換装置を用いてフィルター５ａそのものを冷却している。従って、ポンプ２によって循環し、冷却機能付きフィルター５に到達した熱リン酸は薬液出入口７より流入し、冷却されたフィルター５ａに接触することにより冷却される。
【００１３】
図７に示すように、リン酸の温度が低下するとリン酸中のシリコンの溶解度も低下するので、リン酸中に含まれていた不純物であるシリコンはフィルター５ａに付着して析出することになる。フィルター５ａに付着して析出させることによって不純物であるシリコンを除去したリン酸はポンプ２によって薬液出入口７より流出し、加熱装置６を通って所定の処理温度にまで戻された後、再び処理槽１内へと循環される。
【００１４】
図３はこの発明のウエット処理装置を用いてリン酸で酸化膜をエッチングしたときのエッチングレートの経時変化を示した図である。この場合、処理槽内のリン酸の温度は１６０℃であり、フィルターは０．２μｍのものを使用している。  図からわかるように、この発明のウエット処理装置を用いることでエッチングレートを一定に保つことができ、リン酸を長時間使用することができる。
【００１５】
このようにして薬液をポンプによって常に循環させ、不純物をフィルターに直接付着して析出させるようにしているのでフィルターの穴よりも小さいサイズの不純物も取り除くことができ、薬液の性能を安定して長時間維持できる。
【００１６】
実施の形態２．
上記実施の形態１ではリン酸を薬液として酸化膜をエッチングする場合について説明を行ったが、ここでは他の薬液を使用した他のエッチング工程の場合やウエハの洗浄工程において説明を行う。
【００１７】
例えば、薬液としてＨＦやバッファードＨＦを用いて酸化膜やシリコンをエッチングする工程ではエッチングされた酸化膜やシリコンはＳｉＦ６２−の形で薬液中に存在し、ＳｉＦ６２−の溶解量がエッチングレートに影響を及ぼす。
また、薬液としてアンモニア過水を用いてウエハ表面の膜をエッチングすることによりパーティクルを除去する洗浄工程ではエッチングされたシリコンはＳｉ（ＯＨ）４の形で薬液中に存在し、Ｓｉ（ＯＨ）４の溶解量もまたエッチングレートに影響を及ぼす。
【００１８】
以上のいずれの場合においても実施の形態１と同様のウエット処理装置を使用すれば実施の形態１と同様の効果が期待できる。ただし、実施の形態２の場合、薬液は常温で使用しているので図２に示す冷却機能付きフィルター５は常温以下に冷却しなければならない。この場合、冷却水の出入口８から常温以下の冷却水や液体窒素などを循環させる熱交換装置を用いることになる。
【００１９】
実施の形態３．
上記実施の形態１および２では図１に示すように冷却機能付きフィルター５を一つ設置した場合について説明したが、図４に示すように冷却機能付きフィルター５を複数並列に設置しても良い。この場合、各冷却機能付きフィルター５の前後には開閉バルブ（図示せず）が設けられており、開閉バルブを操作することにより常時一つの冷却機能付きフィルター５を使用できる。従って、フィルター交換時において装置の停止を避けることができより効率良く薬液性能の安定化と長寿命化とを達成することができる。
【００２０】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、循環路中にフィルターと、フィルターを冷却する冷却手段と、冷却された薬液の温度を処理温度に戻す加熱手段とを備えるようにしたので、薬液内の不純物を有効に除去することができ、エッチングレートを一定に保つことができ薬液を長時間使用できる効果がある。
【００２１】
また、処理温度で循環路を流れている薬液が冷却手段によって冷却されたフィルターを通過することによって上記薬液の温度が低下し、上記薬液内の不純物が上記フィルターに付着して析出するようにしたので、フィルターの穴よりも小さいサイズの不純物も取り除くことのできる効果がある。
【００２２】
また、冷却手段が冷媒を循環させている熱交換装置であり、上記熱交換装置内にフィルターを設置するようにしたので、フィルター自身が低温に保たれ、薬液内の不純物をフィルターに付着して析出させることができフィルターの穴よりも小さいサイズの不純物も取り除くことのできる効果がある。
【００２３】
また、複数のフィルターおよび冷却手段を循環路に並列に設置するようにし、薬液を通過させるフィルターおよび冷却手段を切り換え可能としたので、フィルターおよび冷却手段の交換時において装置の停止を避けることができより効率良く薬液性能の安定化と長寿命化とを達成することのできる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のウエット処理装置を示す構成断面図である。
【図２】図１の冷却機能付きフィルターを示す構成断面図である。
【図３】この発明のウエット処理装置を用いてリン酸で酸化膜をエッチングしたときのエッチングレートの経時変化を示した図である。
【図４】実施の形態３のウエット処理装置を示す構成断面図である。
【図５】従来のウエット処理装置を示す構成断面図である。
【図６】リン酸中のシリコン濃度と酸化膜のエッチングレートとの変化を示した図である。
【図７】リン酸の温度とシリコンの飽和濃度との関係を示した図である。
【符号の説明】
１  処理槽、４  循環路、５  冷却機能付きフィルター、５ａ  フィルター、６  加熱装置。
【図１】
0003609186.tif 000002
【図２】
0003609186.tif 000003
【図３】
0003609186.tif 000004
【図４】
0003609186.tif 000005
【図５】
0003609186.tif 000006
【図６】
0003609186.tif 000007
【図７】
0003609186.tif 000008