(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体製造プロセスの洗浄又はエッチングをバッチにて処理するのに用いられるバッチ式処理槽において、外槽と内槽とから成るオーバーフロー槽を備え、前記外槽内に前記内槽からのオーバーフロー液を受けて割れ欠けを除去する割れ欠け除去部材が設けられ、該割れ欠け除去部材の表面が凹凸形状とされ、前記割れ欠け除去部材の凸部の先端が鋭角状とされ、凹部にオーバーフロー液の通過孔が形成されたことを特徴とするバッチ式処理槽。
【請求項２】
請求項１に記載のバッチ式処理槽において、前記割れ欠け除去部材の凹部の最下部に通過孔が形成され、前記凹部で割れ欠けが捕獲されることを特徴とするバッチ式処理槽。
【請求項３】
半導体製造プロセスの洗浄又はエッチングをバッチにて処理するのに用いられるバッチ式処理槽において、外槽と内槽とから成るオーバーフロー槽を備え、前記外槽内に前記内槽からのオーバーフロー液を受けて割れ欠けを除去する割れ欠け除去部材が設けられ、前記割れ欠け除去部材は、オーバーフロー液の通過孔を複数有する板を備え、該板が傾斜して配置されたことを特徴とするバッチ式処理槽。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載のバッチ式処理槽において、前記通過孔は直径１ｍｍ以上３ｍｍ以下の大きさに形成されていることを特徴とするバッチ式処理槽。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載のバッチ式処理槽において、前記割れ欠け除去部材を脱着可能としたことを特徴とするバッチ式処理槽。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載のバッチ式処理槽において、前記外槽のオーバーフロー液を内槽へ供給する配管およびポンプを備えたことを特徴とするバッチ式処理槽。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造プロセスのウェハの洗浄又はエッチングを複数枚を同時に処理を行う理を行うバッチ式の洗浄又はエッチング処理に用いられるバッチ式処理槽に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造プロセスでは、基板の洗浄、エッチング処理方法として、ドライ方式、ウェット方式の２種類があり、プロセスの簡略より、ウェット方式が主流である。また、ウェット洗浄では、１枚ずつ処理を行う枚葉処理と複数枚を同時に処理を行うバッチ処理があり、１枚当たりのタクトタイムの優位性より、バッチ処理が未だ主流である。
【０００３】
従来のバッチ式処理槽の概略構造を、図４に示す。
【０００４】
図４に示すように、このバッチ式処理槽では、複数枚のウェハ１が専用のキャリア２にセットされ、このキャリア２が処理可能なサイズの内槽３に入れられ、オーバーフローの外槽４を有するオーバーフロー処理槽５で、薬液６の循環は内槽３から、外槽４へオーバーフローされ、外槽４に設けてある排水口７より配管を通り、ポンプ８により、配管内を送られ、フィルター９にてダストの除去を行い、供給配管１０により、内槽内へ供給する薬液循環システムとなっている。
【０００５】
すなわち、液温の安定、洗浄効果・エッチング均一性を向上させるため、薬液６に槽流を起こすポンプ８を配管で接続し、循環をさせている。槽内の温度分布、エッチングレートを安定させるために、処理槽は外槽４、内槽３の２重構造とし、内槽３内に供給配管１０を設置し、外槽４にオーバーフローさせて外槽４内に排液部を設け、ポンプ８により、再び内槽３に戻す構造が主流である。オーバーフローは、基本的には４面を使用し槽内の流れが均一になるようにしている。一般的に循環を行う場合、異物の除去のため、配管ラインには０．１〜１０μｍのフィルター９が設けられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の技術では、下記のような問題があった。
【０００７】
図４に示したような薬液６を循環させて槽内の均一性を高めるオーバーフロー槽において、槽内の流れはほぼ均一ではあるが、試料の複数枚のウェハ１を投入した直後は、ウェハ１表面への気泡の付着、また表面の薬液６のハジキにより、基板面内の反応にバラツキが生じ部分的な洗浄不足、酸化膜残りが発生する。これを抑制するため、通常、バッチ式処理を行う場合、薬液６に浸漬した直後、気泡を除去、及び、ハジキの防止のため、手動で、ウェハ保持治具（キャリア２）を揺動している。また、反応の均一性を高めるために、定期的な揺動も行う場合がある。
【０００８】
この揺動により、ウェハ１が物理的に割れ、破片１１が発生する場合がある。すると、割れたウエハ１の大きな破片は内槽内に沈積し、細かい破片は外槽４に薬液６とともに流される。また、内槽３内に沈積して大きな破片も、ウェハ保持治具の揺動により、さらに粉砕され、同様に外槽４に押し流される。このように内槽３に沈積したウェハは、定期的なメンテナンス時に除去捕獲できる。
【０００９】
しかし、通常、装置の設置面積の縮小化に伴い、外槽４の幅は２０ｍｍ〜４０ｍｍであり、外槽４に流された小さな破片の捕獲は困難である。この外槽４に流された破片は、内径約１０ｍｍ程度の排液配管に流され、バルブや配管のＬ字形状部分に詰まり、流速が落ち、処理槽の循環特性に悪影響を及ぼす。バルブに沈積した場合は、バルブ開閉に支障を与え故障につながる。
【００１０】
さらに、フィルター９まで達した破片は、フィルター９内でトラップされ、フィルター９の寿命を短縮させてしまう。
【００１１】
なお、ポンプの保護を目的として、排水配管からポンプまでの配管にプレフィルターと称する孔系１０μｍ〜１ｍｍのメッシュを設けるものもあるが、この場合、配管径が１０ｍｍ程度と小さく、圧損が増加し、流量特性の低下を招いてしまい、排水口からプレフィルターの間で詰まってしまうようなことも起こり、かえって処理槽としての機能に支障をきたす結果となる。
【００１２】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであって、オーバーフロー方式のバッチ式処理槽において、ウェハの割れかけによる循環配管のトラブルを低減し、処理槽の信頼性の向上が図れるバッチ式処理槽を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、半導体製造プロセスの洗浄又はエッチングをバッチにて処理するのに用いられるバッチ式処理槽において、外槽と内槽とから成るオーバーフロー槽を備え、前記外槽内に前記内槽からのオーバーフロー液を受けて割れ欠けを除去する割れ欠け除去部材が設けられたことを特徴とする。
【００１４】
好ましくは、前記割れ欠け除去部材の表面が凹凸形状であることとし、さらに前記割れ欠け除去部材表面の凹凸形状の凸部の先端が鋭角の形状であっても良く、前記割れ欠け除去部材に直径１ｍｍ以上３ｍｍ以下の大きさの通過孔が形成されていても良い。
【００１５】
また、好ましくは、前記割れ欠け除去部材が、傾斜して配置された通過孔を有する板を備えて構成される。
【００１６】
また、好ましくは、前記割れ欠け除去部材を脱着可能としても良い。
【００１７】
本発明は、ウェハの割れ欠けの破片を、発生箇所に近い位置で除去するように、オーバーフロー層の外槽内にて、内槽からの薬液が落ちる位置に、割れ欠け除去板を設けることで、排水口以降の循環ラインに割れ欠けの破片が巻き込まないようにするものである。
【００１８】
本発明によれば、オーバーフロー槽にて外槽内に内槽から流出する薬液を受けるように、ウェハ割れ欠けを除去する割れ欠け除去部材を設けることにより、循環流量特性を劣化させていた、配管内の割れ欠けの詰まりや割れ欠けによるバルブ、ポンプの故障、フィルターの低寿命、さらにこれらに起因する、洗浄効果の低下、エッチングレートのバラツキの発生を抑制し、安定したバッチ式ウェット処理槽を提供することができる。
【００１９】
そして、割れ欠け除去部材の表面を凹凸形状とすることによって高効率にウェハ割れ欠けを除去でき、さらに割れ欠け除去部材表面の凹凸形状の凸部の先端を鋭角の形状とすればより高効率にウェハ割れ欠けを除去でき、割れ欠け除去部材に直径１ｍｍ以上３ｍｍ以下の大きさの通過孔を形成すれば割れ欠け除去部材でのオーバーフロー液の通過速度を低下させ過ぎることなく効率良くウェハ割れ欠けを除去できる。
【００２０】
また、割れ欠け除去部材を傾斜して配置された通過孔を有する板から構成すれば、高効率にウェハ割れ欠けを除去できる。
【００２１】
また、割れ欠け除去部材を脱着可能とすれば、例えば定期的なメンテナンス時に、割れ欠け除去部材を取り外して、容易にウェハ割れ欠けを回収できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００２３】
図１は、本実施形態のバッチ式処理槽の概略構造を示す概略図である。なお、図１において、図４に示した従来のものと同様の部分には同じ符号と付す。
【００２４】
図１に示すように、このバッチ式処理槽は、半導体製造プロセスの洗浄又はエッチングをバッチにて処理するのに用いられるバッチ式処理槽において、外槽４と内槽３とから成るオーバーフロー槽５を備え、外槽４内に内槽３からのオーバーフロー液を受けて割れ欠けを除去する割れ欠け除去部材が設けられた構成のものである。
【００２５】
さらに詳細には、例えば２５枚の複数のウェハ１が、専用のキャリア２にセットされ、このキャリア２が処理可能なサイズの内槽３に収納されている。そして、例えば４面オーバーフローの外槽４を有するオーバーフロー処理槽５で、薬液６の循環は、内槽３から外槽４へオーバーフローされ、外槽４に設けてある例えば内径１０ｍｍφの排水口７より配管を通り、ポンプ８により配管内を送られる。それから、フィルター９にてダストの除去が行われ、供給配管１０により内槽内へ供給される薬液循環システムとなっている。
【００２６】
本実施形態では、内槽内で発生したウェハ割れ欠けの破片１１を、外槽４の排水口７に達しないよう事前で除去するために、外槽４内に内槽３からの薬液６を受ける位置にウェハ割れ欠け除去板１２を設けている。この割れ欠け除去板１２は、オーバーフローしている４面全てに設置されるものである。
【００２７】
この割れ欠け除去板１２の拡大図を図２に示す。なお、図２において、（ａ）は通過孔１３が存在する部分での断面側面図、（ｂ）は斜視図、（ｃ）は上面図である。
【００２８】
図２に示すように、ウェハ割れ欠け除去板１２の形状は、凹凸状とする。そして、その凸部を鋭角とし、凹部には直径１〜３ｍｍφ、例えば２ｍｍの孔１３を例えば２０ｍｍ置きに開口する。なお、孔１３の大きさは、直径１ｍｍ以上３ｍｍ以下が望ましい。
【００２９】
したがって、本実施形態の構成において、循環薬液は、孔１３から割れ欠け除去板１２より下に落ち、悪影響を及ぼす大きさのウェハ割れ欠けは除去板上の凹部で捕獲される。
【００３０】
さらに、本実施形態では、ウェハ割れ欠け除去板１２を脱着可能としており、これにより、定期的なメンテナンス時にウェハ割れ欠け除去板１２を取り外し、ウェハ割れ欠け破片を容易に回収することができる。
【００３１】
以上のように、本実施形態によれば、上記のような割れ欠け除去板１２を設けることによって、循環流量特性を劣化させていた、配管内の割れ欠けの詰まりや割れ欠けによるバルブ、ポンプの故障、フィルターの低寿命、さらにこれらに起因する、洗浄効果の低下、エッチングレートのバラツキの発生を抑制し、安定したバッチ式ウェット処理槽を実現することが可能となる。
【００３２】
また、割れ欠け除去板１２の表面を凹凸形状とすることによって高効率にウェハ割れ欠けを除去でき、さらにその表面の凹凸形状の凸部の先端を鋭角の形状とすることによってより高効率にウェハ割れ欠けを除去できる。
【００３３】
そして、割れ欠け除去板１２に直径１ｍｍ以上３ｍｍ以下の大きさの通過孔１３を形成することによって、割れ欠け除去板１２でのオーバーフロー液の通過速度を低下させ過ぎることなく効率良くウェハ割れ欠けを除去できる。すなわち、上記のような様々不具合を生じる原因となる主な大きさのウェハ割れ欠けの破片を、直径１ｍｍ以上３ｍｍ以下の大きさの通過孔で除去することができ、高信頼性を実現できることになる。
【００３４】
次に、その他の実施形態について、その概略構造を示す要部概略図である図３を用いて説明する。なお、図３は、図１の外槽４の一部に相当し、その他の構成は上記実施形態と同様なものである。
【００３５】
本実施形態では、上記の実施形態のように外槽４内で割れ欠け除去板１２の形状を凹凸にすることが困難な場合に、通過孔１３’が形成され傾斜して配置された板部１２’ａを備えて構成される割れ欠け除去部材１２’を用いている。
【００３６】
さらに詳細に説明すると、水平面から約１５°の傾斜を付けて通過孔１３’が形成された板部１２’ａを備えた割れ欠け除去部材１２’を、外槽４に取り付けたものである。
【００３７】
なお、孔１３’は、上記実施形態と同様に、約２ｍｍφを約２０ｍｍ置きに開口したものである。また、孔１３’の大きさは、直径１ｍｍ以３ｍｍ以下が望ましい。さらに、上記実施形態と同様に、ウェハ割れ欠け除去部材１２’を脱着可能としており、これにより、定期的なメンテナンス時にウェハ割れ欠け除去部材１２’を取り外し、ウェハ割れ欠け破片を容易に回収することができる。
【００３８】
本実施形態においても、上記実施形態と同様に、上記のような割れ欠け除去部材１２’を設けることによって、循環流量特性を劣化させていた、配管内の割れ欠けの詰まりや割れ欠けによるバルブ、ポンプの故障、フィルターの低寿命、さらにこれらに起因する、洗浄効果の低下、エッチングレートのバラツキの発生を抑制し、安定したバッチ式ウェット処理槽を実現することが可能となる。
【００３９】
また、割れ欠け除去部材１２’を、傾斜して配置された通過孔を有する板部１２ａを備えて構成することによって、高効率にウェハ割れ欠けを除去できる。
【００４０】
そして、直径１ｍｍ以上３ｍｍ以下の大きさの通過孔１３’を形成することによって、割れ欠け除去部材１２’でのオーバーフロー液の通過速度を低下させ過ぎることなく効率良くウェハ割れ欠けを除去できる。すなわち、上記のような様々不具合を生じる原因となる主な大きさのウェハ割れ欠けの破片を、直径１ｍｍ以上３ｍｍ以下の大きさの通過孔で除去することができ、高信頼性を実現できることになる。
【００４１】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、内槽から外槽へオーバーフローさせるの循環方式のバッチ式処理槽において、ウェハ割れ欠け破片が効率的に除去でき、ウェハ割れ欠けによる、循環トラブルを低減し循環トラブルに起因する、洗浄不足、エッチングバラツキが減少し、安定したウェット洗浄、エッチングプロセスを実現することが可能となる。さらには、そのような装置において、フィルター長寿命、メンテナンス性向上に寄与し、稼動率の向上を図ることも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態のバッチ式処理槽の概略構造を示す概略図である。
【図２】図１の割れ欠け除去板１２の拡大図を示す図であり、（ａ）は断面側面図、（ｂ）は斜視図、（ｃ）は上面図である。
【図３】他の実施形態の概略構造を示す要部概略図である。
【図４】従来のバッチ式処理槽の概略構造を示す概略図である。
【符号の説明】
１  ウェハ
３  内槽
４  外槽
５  オーバーフロー槽
６  薬液
１１  ウェハ割れ欠け
１２，１２’  割れ欠け除去部材（割れ欠け除去板）
１３，１３’  通過孔
【図１】
0003639154.tif 000002
【図２】
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【図３】
0003639154.tif 000004
【図４】
0003639154.tif 000005