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発明の名称 半導体装置の製造方法、及び半導体装置の製造装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平9−7993
公開日 平成9年(1997)1月10日
出願番号 特願平7−153126
出願日 平成7年(1995)6月20日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】高月 亨
発明者 池田 利喜夫 / 鈴木 則夫
要約 目的
処理液に起因するパーティクルを抑制し、パーティクルによる不都合を解決した半導体装置の製造方法及び製造装置を提供する。

構成
処理液による処理を行う工程を有する場合、継手一体型部品を用いて処理液の供給を行う、処理液の供給を少なくとも可撓材から成る流路1を介して行い、該可撓材から成る流路の変形によりサックバックを行う、処理液を供給する配管接続部を振動させる、角を落としたインサート部品を配設する、パーティクル除去を処理液供給の最後又は被処理体への処理液付与の直前に行う等によりパーティクルを抑制する。
特許請求の範囲
【請求項1】処理液による処理を行う工程を有する半導体装置の製造方法において、継手一体型部品を用いて処理液の供給を行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項2】処理液による処理を行う工程を有する半導体装置の製造方法において、処理液の供給が少なくとも可撓材から成る流路を介して行われるとともに、該可撓材から成る流路の変形によりサックバックを行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項3】処理液による処理を行う工程を有する半導体装置の製造方法において、処理液の供給が配管接続部を介して行われるとともに、該配管接続部を振動させることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項4】半導体装置製造の際に処理液による処理を行う処理機構を有する半導体装置の製造装置において、該処理機構は、継手一体型部品を用いて処理液の供給を行うことを特徴とする半導体装置の製造装置。
【請求項5】半導体装置製造の際に処理液による処理を行う処理機構を有する半導体装置の製造装置において、処理機構が少なくとも可撓材から成る流路を有するとともに、該可撓材から成る流路の変形によりサックバックを行う構成としたことを特徴とする半導体装置の製造装置。
【請求項6】半導体装置製造の際に処理液による処理を行う処理機構を有する半導体装置の製造装置において、角を落としたインサート部品が配設された流路を有することを特徴とする半導体装置の製造装置。
【請求項7】該インサート部品を配管接続部に用いることを特徴とする請求項6に記載の半導体装置の製造装置。
【請求項8】半導体装置製造の際に処理液による処理を行う処理機構を有する半導体装置の製造装置において、処理液の供給が配管接続部を介して行われるとともに、該配管接続部を振動させる機構を備えることを特徴とする半導体装置の製造装置。
【請求項9】処理液による処理を行う工程を有する半導体装置の製造方法において、パーティクル除去を処理液供給系の最後、または被処理体への処理液の付与の直前に行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項10】被処理体への処理液の付与の際にサックバック量を検出する構成としたことを特徴とする請求項9に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項11】半導体装置製造の際に処理液による処理を行う処理機構を有する半導体装置の製造装置において、該処理機構は、フィルターを処理液供給系の最後、または被処理体への処理液を付与するノズルの直前に設けることを特徴とする半導体装置の製造装置。
【請求項12】フィルターとノズルを一体型とすることを特徴とする請求項11に記載の半導体装置の製造装置。
【請求項13】ノズル先端にサックバック量検出機構を設けることを特徴とする請求項11に記載の半導体装置の製造装置。
【請求項14】サックバック量検出手段として処理液が反応しない光を用いることを特徴とする請求項13に記載の半導体装置の製造装置。
【請求項15】サックバック量検出手段として静電容量の変化を検出することを特徴とする請求項13に記載の半導体装置の製造装置。
【請求項16】サックバック量検出手段としてCCDイメージャーを用いることを特徴とする請求項13に記載の半導体装置の製造装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造方法、及び半導体装置の製造装置に関する。本発明は、半導体装置の製造工程において処理液による処理を行う場合、例えば各種薬液、洗浄液等が供給されて処理が行われる場合について利用することができる。特に、薬液や洗浄液等の処理液中のパーティクルを抑制する半導体装置の製造方法及びその製造装置として好ましく利用することができる。
【0002】
【従来技術】半導体装置の分野では微細化・集積化がますます進行しており、例えばLSIの集積度が進んでおり、それとともにそのデザインルールは小さくなっている。それに伴って、微細汚染を防ぐためのパーティクルレベルもより高度なものが要求されている。
【0003】半導体装置製造の際にパーティクルがあると、その領域で例えば配線のショート、または断線等の不良が発生する可能性が高い。更にパーティクルが大きいとその分、不良発生の確率は大きくなる。このため、パターンの微細化が進むほど、パーティクルレベルは厳しくなる。例えば0.5μmルールのデバイスでは半導体ウエハー上に0.3μm以上のパーティクルが10個以下というレベルが要求されていたのに対し、0.35μmルールでは0.2μm以上のパーティクルが10個以下という厳しいレベルが要求されている。
【0004】この要求レベルを達成するため、クリーンルームのフィルターの性能向上、気流制御やガス配管内部や弁の精度向上、及びクリーン度向上、更に薬液、ガス自身のクリーン度向上等あらゆる手段がとられている。
【0005】また、処理用薬液中のパーティクルを抑えるため、そのフィルターは細かくなり、現在は0.1μmのポアサイズのフィルターが主流になりつつある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところが、本発明者らの検討では、このような手段を講じても薬液中のパーティクルレベルは思ったより良くならなかった。本発明者らの検討によれば、この原因は配管中にその発生源があったからである。薬液は滞溜するとパーティクルレベルが悪化する。特にフォトレジストは、感光剤が成長して、パーティクルとなることが一般に知られている。
【0007】図8に、従来の一般的な処理系の配管例を示す。図8では2種類の薬液10a,10bを処理液として用いる場合を模式的に示しており、各薬液10a,10bの残量は残量センサー11a,11bで検知される。薬液切換え手段12によりいずれかの薬液10aまたは10bが選択され、フィルター13で濾過され、サックバック部14を介して、ノズル15より吐出されて処理に供される。図中の符号16はポンプ(特にベローズポンプ)である。このような処理系においては、特にその配管等の接続部17a〜17pにおいて、パーティクルレベルの悪化がもたらされた。
【0008】
【発明の目的】本発明は、上記問題点を解決して、処理液に起因するパーティクルを抑制することができ、よってパーティクルに起因する不都合を解決した半導体装置の製造方法及び半導体装置の製造装置を提供することを目的として、なされたものである。
【0009】
【目的を達成するための手段】第1の発明は、処理液による処理を行う工程を有する半導体装置の製造方法において、継手一体型部品を用いて処理液の供給を行うことを特徴とする半導体装置の製造方法である。
【0010】第2の発明は、処理液による処理を行う工程を有する半導体装置の製造方法において、処理液の供給が少なくとも可撓材から成る流路を介して行われるとともに、該可撓材から成る流路の変形によりサックバックを行うことを特徴とする半導体装置の製造方法である。
【0011】第3の発明は、処理液による処理を行う工程を有する半導体装置の製造方法において、処理液の供給が配管接続部を介して行われるとともに、該配管接続部を振動させることを特徴とする半導体装置の製造方法である。
【0012】第4の発明は、半導体装置製造の際に処理液による処理を行う処理機構を有する半導体装置の製造装置において、該処理機構は、継手一体型部品を用いて処理液の供給を行うことを特徴とする半導体装置の製造装置である。
【0013】第5の発明は、半導体装置製造の際に処理液による処理を行う処理機構を有する半導体装置の製造装置において、処理機構が少なくとも可撓材から成る流路を有するとともに、該可撓材から成る流路の変形によりサックバックを行う構成としたことを特徴とする半導体装置の製造装置である。
【0014】第6の発明は、半導体装置製造の際に処理液による処理を行う処理機構を有する半導体装置の製造装置において、角を落としたインサート部品が配設された流路を有することを特徴とする半導体装置の製造装置である。
【0015】第7の発明は、半導体装置製造の際に処理液による処理を行う処理機構を有する半導体装置の製造装置において、処理液の供給が配管接続部を介して行われるとともに、該配管接続部を振動させる機構を備えることを特徴とする半導体装置の製造装置である。
【0016】第8の発明は、処理液による処理を行う工程を有する半導体装置の製造方法において、パーティクル除去を処理液供給系の最後、または被処理体への処理液の付与の直前に行うことを特徴とする半導体装置の製造方法である。
【0017】第9の発明は、半導体装置製造の際に処理液による処理を行う処理機構を有する半導体装置の製造装置において、該処理機構は、フィルターを処理液供給系の最後、または被処理体への処理液を付与するノズルの直前に設けることを特徴とする半導体装置の製造装置である。
【0018】第8、第9の発明は、被処理体への処理液の付与の際にサックバック量を検出する構成とすることができる。
【0019】この場合、被処理体への処理液の付与の際に、あるいはノズルの先端でサックバック量を検出する構成とすることができる。
【0020】また、上記各発明の実施において、フィルターとノズルを一体型とすることができる。
【0021】本明細書中、サックバックとは、薬液等の処理液が吐出等により被処理体に付与された後に、被処理体への処理液付与部(ノズル等)先端にある処理液を引戻すための動作を言う。この処理液引戻し動作を行わないと、ノズル先端部等の処理液付与部での処理液の変質や、パーティクルの発生を引き起こすことになる。よって通常、図8に符号14で示すように、サックバック動作を行わせる機構を処理液流路(配管系)に設けてある。
【0022】本発明は、本発明者らによる以下の知見に基づいてなされたものである。即ち、本発明者らは、処理液滞溜によるパーティクルレベルの悪化の問題を解決すべく検討を進めていく中で、この滞溜場所は流路の接続部、特に配管の接続部であることを見い出した。この配管の接続は様々な部品を設けるために必要である。図8に、配管接続部品17a〜17pを特に斜線を付して明示した。特にサックバック部14は、小さい体積変化の制御が必要であるため、その後の流路フィルター13のような体積の大きい部品を設けることは、困難であると考えられていた。
【0023】またフィルター13前の配管接続部17a〜17lで発生したパーティクルの一部は、フィルタリングの圧力によってフィルター13を通過してしまう可能性が指摘されている。
【0024】前述のように、問題とすべきパーティクル発生源は配管の接続部である。よって該接続部を無くせばよい。接続部を無くすためには、第1、第4の発明を採用して、流路の例えば配管途中に設けられる部品を配管と一体化する。この場合例えば特に、フィルターの後に来るサックバックを配管と一体化することができる。そのためにサックバック部となる配管部分を柔らかくし、そのまわりを加減圧装置でかこむ構成をとることができる。これは第2、第5の発明を具体化することによって達成できる。
【0025】配管接続部においてパーティクルが発生するのは、処理液が滞溜するからである。そこで第6の発明を適用して角を落としたインサート部品を配管接続部に設けたり、また、処理液の滞溜を防止するため第3、第7の発明を適用して配管接続部を振動させることにより、パーティクルレベルを向上させることができる。
【0026】また、第8、第9の発明によれば、流路系例えば配管の最後に、あるいは被処理体に処理液を付与する例えばノズルの直前に、フィルターを設ける。このとき、ノズル先端部にサックバック量の検出機構を設け、その情報を基にサックバック量を制御する構成にできる。
【0027】その検出構成としては、フォトディテクター、静電センサー、CCDイメージャーなどを用いることができる。
【0028】
【作用】第1、第4の発明においては、配管等の流路について継手一体型としたので、パーティクル発生源となる接続部品を用いず、よってこれによりパーティクルレベルを向上できる。
【0029】また、可撓部を設ける第2、第5の発明では、例えばチューブを採用して、サックバック部となる配管部分を柔らかくし、そのまわりを加減圧装置でかこみ加減圧を行う構成にでき、これにより配管が変形し容積が変化することによるサックバックが可能となる。
【0030】即ち、配管接続部においてパーティクルが発生するのは、配管の切れ目における内壁形状の急激な変化によって処理液が滞溜するためであるが、第1、第4の発明では接続部品を用いず一体型としたので、パーティクル発生を低減できる。レジストについてこれは特に有効である。また、第6の発明を適用して配管接続部に角を落としたインサート部品を設けることができ、これによって流路(配管等)の内壁が滑らかになり、処理液の流れがスムーズになり、滞溜を抑えることができる。
【0031】更に、第3、第7の発明を用いて配管接続部を振動させる構成にすれば、その振動によって処理液は流れやすくなり、滞溜は起こらなくなる。
【0032】また、第8、第9の発明については、前述のように、、パーティクルを抑えるためにはフィルターを配管の最後に設けるべきであるが、そうするとサックバックの安定性が悪化してしまう。一般にサックバックにより処理液を引戻す量は数mm3 と微量であるため、非常に細かい制御が必要であり、サックバック機構の後段にフィルターのような体積の大きい部品を設けることは制御性を悪化させることになるからである。第8、第9の発明によれば、そこで、サックバック量の検出機構を設けサックバック量を検出し、その情報を基にサックバックを制御する構成にできるので、その安定性は向上する。
【0033】サックバック量の検出には、パーティクルがフォトレジストに起因するものの場合、光であれば、フォトレジストの感光しない波長の光を用いるべきである。また静電容量の変化、CCDイメージャーによる検出も好ましい。
【0034】フィルターとノズルを一体型とすれば、フィルター後の接続部品を無くすことができ、パーティクルを抑えることができる。さらに最後段でのフィルタングが可能となる。
【0035】
【実施例】以下本発明の実施例について説明する。但し当然のことではあるが、本発明は以下の実施例により限定を受けるものではない。
【0036】実施例1この実施例は、第1、第2、第4、第5の発明を、半導体装置の製造の際の半導体ウエハーの薬液処理、特にフォトレジスト塗布液を付与する場合に適用したものである。図1を参照する。
【0037】この実施例においては、処理液による処理を行う工程を有する半導体装置の製造方法において、継手一体型部品を用いて処理液の供給を行う。装置としては、半導体装置製造の際に処理液による処理を行う処理機構を有する半導体装置の製造装置において、該処理機構は、継手一体型部品を用いて処理液の供給を行う。即ち、図8の技術において符号17a〜17pで示した配管接続部品を廃して、ここを継手一体型とした。例えば、図8の残量センサー11aについては、従来は図8に示したように配管接続部品17c,17dが配管の出入口部分に設けられるが、この実施例では、図1(a)に示す如く、残量センサー11aの両端に流路1をなすチューブを設ける構成にして、チューブと残量センサー11aとが一体になるようにして継手一体型とする。その他の図8における17a〜17pで示した接続部品についてもこれを廃して、図1(a)のように両端にチューブが設けられた構成とした。なおここでチューブとしたのは、次に述べる可撓部2の形成を容易にするためであり、継手一体型にするということでは必ずしもフレキシブルなチューブでなくてもよい。
【0038】またこの実施例では、図1(b)に示すように、処理液の供給が少なくとも可撓部2(ここでは柔軟なチューブを採用)を介して行われる構成とし、この可撓部2(チューブ)の変形により、サックバックを行う。即ち、図に示すように、本実施例の半導体装置の製造装置は、処理機構が少なくともチューブを有するとともに、チューブ(可撓部2)の変形によりサックバックを行う構成とする。
【0039】更に詳しくは、本実施例においては、流路1をなす配管の途中に可撓部2として柔らかいチューブ部分がある。そのまわりに加減圧装置3が設けられている。配管の加減圧は加減圧装置3の駆動部4の駆動用流体4aを介して行われる。本実施では、少なくともこの部分の配管全体をチューブとして、そのいずれかの部位のまわりに加減圧装置3を設けるようにした。
【0040】次に本実施例の動作を説明する。
(1)処理液であるレジスト液がポンプによって被処理材であるウエハー上に吐出される。
(2)吐出終了とともに加減圧装置3が減圧動作し、配管1が太る方向(図1の被線で示す形状になる方向)に可撓部2が変形し、レジストがノズル先端から引かれる。
(3)被処理材として次のウエハーが運ばれ、レジストが吐出されるが、このとき加減圧装置3は加圧動作を行い、可撓部2が形状復元して、配管1の変形は元に戻る。
【0041】本実施例に従って、レジスト塗布を行ったところ、8インチウエハーで、0.2μmのパーティクルが10個以下に抑えられた。
【0042】実施例2本実施例を図2に示し説明を加える。この実施例は、第6の発明を具体化したものである。
【0043】本実施例では、図2に示すように、半導体装置の製造装置の流路1(配管)に、角を落としたインサート部品5を用いる。
【0044】この場合、本実施例では該インサート部品5を配管接続部に用いる(図2(c)参照)。符号1aで配管の接続部を示す。また本実施例では、配管1は可撓性のチューブとし、よってこの可撓部2により、第2、第5の発明をも適用可能とした。
【0045】本実施例では、インサート部品5の接続部1aに該当する部分は曲面5aに加工されている。実施例1と同様にレジスト液についてこれを用いたところレジストの流れを妨げることが無く、レジストの滞溜が抑えられる。
【0046】本実施例に従って、レジスト塗布を行ったところ、8インチウエハーで、0.2μmのパーティクルが10個以下に抑えられた。
【0047】実施例3本実施例の構成図を図3に示し、説明を加える。この実施例は、第3、第7の発明を具体化したものである。
【0048】本実施例では、処理液の供給が配管接続部を介して行われるとともに、該配管接続部1aを振動させる。
【0049】即ち本実施例では図3に示すように、処理液の供給が配管接続部1aを介して行われるとともに、該配管接続部を振動させる機構を備える。
【0050】更に詳しくは、配管1の接続部1aがあり、その部分に超音波振動装置6a,6bが設けられている。該装置6a,6bによって連続的、断続的に配管接続部1aを振動させることによって、処理液の滞溜を防ぐことができる。
【0051】次に本実施例の動作を説明する。レジスト液を処理液として、ウエハー上へのレジスト塗布を行う場合について述べる。
(1)ポンプ7が吸引を開始すると同時にポンプ7より上流側にある超音波振動装置6aが振動し、レジストの流れをスムーズにする。
(2)ポンプ7が吐出を開始すると同時にポンプ7より下流側にある超音波振動装置6bが振動し、レジストの流れをスムーズにする。
【0052】本実施例に従って、ウエハー上にレジスト塗布を行ったところ、8インチウエハーで、0.2μmのパーティクルが10個以下に抑えられた。
【0053】実施例4以下の実施例は、第9の発明を具体化したものである。本実施例の構成を図4に示し、説明を加える。
【0054】本実施例では、処理液10(ここではレジスト液)による処理(レジスト塗布)を行う工程を有する半導体装置の製造方法において、パーティクル除去を処理液供給系の最後、または被処理体への処理液10の付与の直前に行う。
【0055】この場合、被処理体への処理液10の付与の際(ここではノズル15からレジスト液を吐出してウエハー上に塗布する際)にサックバック量を検出する構成とする。
【0056】本実施例では特に、半導体装置製造の際に処理液による処理を行う処理機構を有する半導体装置の製造装置において、該処理機構は、フィルター13を図4のように処理液供給系の最後、または被処理体への処理液を付与するノズル15の直前に設ける。
【0057】更に詳しくは、本実施例においてはサックバック機構14の後段にフィルター13が設けられ、ノズル15近傍にはサックバック量検出部としてフォトディテクターが設けられている。符号8aがフォトディテクターの発光部であり、8bが受光部である。光の波長はフォトレジストを感光させないものを用いる。フォトディテクターの情報はサックバックコントローラー14aに送られ、該コントローラー14aはその情報を基にサックバック機構14を制御する。
【0058】次に本実施例の動作を説明する。
(1)フィルター13によってパーティクル除去された処理液10(レジスト液)が、ノズル15から吐出される。
(2)吐出終了後、サックバック機構14が動作し、ノズル15の先端の処理液10(レジスト液)が引戻される。
(3)その量(サックバック量S)はフォトディテクター8a,8bによって検出され、所望の量が引かれたらサックバックは停止する。
【0059】本実施例に従って、ウエハー上にレジスト塗布を行ったところ、8インチウエハーで、0.2μmのパーティクルが10個以下に抑えられた。
【0060】実施例5本実施例の構成を図5に示し、説明を加える。この実施例は、サックバック量Sの検出機構を、静電容量センサー8cで構成したものである。
【0061】本実施例では、サックバック機構14の後段にフィルター13が設けられ、ノズル15近傍には静電容量センサー8cが設けられている。静電容量センサー8cの情報はサックバックコントローラー14aに送られ、該コントローラー14aはその情報を基にサックバック機構14を制御する。
【0062】次に本実施例の動作を説明する。
(1)フィルター13によってパーティクル除去された処理液10(ここではレジスト液)が、ノズル15から吐出される。
(2)吐出終了後、サックバック機構1が動作し、ノズル15先端の処理液10(レジスト液)が引き戻される。
(3)その量(サックバック量S)は静電容量センサー8cによって検出され、所望の量が引かれたらサックバックは停止する。
【0063】本実施例に従って、ウエハー上にレジスト塗布を行ったところ、8インチウエハーで、0.2μmのパーティクルが10個以下に抑えられた。
【0064】実施例6本実施例の構成を図6に示し、説明を加える。
【0065】本実施例では、サックバック機構14の後段にフィルター13が設けられ、ノズル15近傍にはサックバック量Sの検出機構としてCCDイメージャー8dが設けられている。CCDイメージャー8dの情報はサックバックコントローラー14aに送られ、該コントローラー14aはその情報を基にサックバック機構14を制御する。
【0066】次に本実施例の動作を説明する。
(1)フィルター13によってパーティクル除去された処理液10(ここではレジスト液)が、ノズル15から吐出される。
(2)吐出終了後、サックバック機構14が動作し、ノズル15先端の処理液10(レジスト液)が引き戻される。
(3)その量(サックバック量S)はCCDイメージャー8dによって検出され、所望の量が引かれたらサックバックは停止する。
【0067】本実施例に従って、ウエハー上にレジスト塗布を行ったところ、8インチウエハーで、0.2μmのパーティクルが10個以下に抑えられた。
【0068】実施例7本実施例の構成を図7に示し、説明を加える。
【0069】本実施例では、図7に示すようにフィルターとノズルを一体型とする。
【0070】即ち、本実施例では、図7に示すとおりフィルター部13とノズル部15が一体成型されており、フィルターとノズルの接続部品が無い。よって、接続部に由来するパーティクル発生が抑えられる。またこの構成をとっているので、流路(配管系)の最後段にフィルター13を設けることができている。
【0071】本実施例に従って、レジスト塗布を行ったところ、8インチウエハーで、0.2μmのパーティクルが10個以上に抑えられた。
【0072】
【発明の効果】上述したように本発明の半導体装置の製造方法及び製造装置によれば、薬液等各種処理液中のパーティクル発生が抑えられ、パーティクルによる不良が抑えられる。これにより、半導体製品の歩留まりが向上する。




 

 


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