DE112014006368T5 - Halbleitervorrichtungsfertigungsverfahren - Google Patents

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Abstract

Ein Halbleitervorrichtungsfertigungsverfahren der vorliegenden Erfindung weist einen Beschichtungsschritt des Beschichtens einer vorderen Oberfläche eines Wafers mit einem Material, das ein Lösungsmittel aufweist, einen Verdampfungsschritt des Verdampfens des Lösungsmittels durch Erhitzen des Materials und einen Spülschritt des Spülens einer Ätzspüllösung zum Entfernen des Materials aus einer ersten Düse auf einen Umfangsbereich der vorderen Oberfläche des Wafers, während der Wafer rotiert wird, auf.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Diese Erfindung bezieht sich auf ein Halbleitervorrichtungsfertigungsverfahren, das zur Fertigung zum Beispiel einer hochintegrierten Schaltung (LSI) verwendet wird.
  • Hintergrund
  • Patentliteratur 1 offenbart ein Auflösen und Entfernen einer Umfangskante eines Abdeckmittels (Material), das auf einer vorderen Oberfläche eines Wafers ausgebildet ist.
  • Stand der Technik
  • Patentliteratur
    • Patentliteratur 1: Offengelegtes, japanisches Patent Nr. H8-264418
  • Zusammenfassung
  • Technisches Problem
  • Ein Material, das auf einem Umfangsbereich eines Wafers geformt ist, kann als eine Verschmutzungsquelle in einem nachfolgenden Schritt wie einem Belichtungsschritt wirken oder kann an einem Wafer-Transportarm anhaften, sodass es bewirkt, dass der Wafer von dem Transportarm fällt. Es ist deshalb wünschenswert, das Material zu entfernen. Selbst wenn das Material auf dem Umfangsbereich des Wafers durch Spülen einer Spüllösung auf das Material entfernt wird, während der Wafer rotiert wird, verteilt sich jedoch das auf einem Mittenbereich des Wafers gebildete Material zu dem Umfangsbereich. Somit besteht ein Problem, dass das auf dem Umfangsbereich gebildete Material nicht entfernt werden kann.
  • Es besteht insbesondere ein Problem, dass, wenn die Viskosität des Materials hoch ist oder wenn die Volatilität eines in dem Material enthaltenen Lösungsmittels gering ist, die Verteilung des Materials auf den Umfangsbereich durch die Zentrifugalkraft, welche die Rotation des Wafers begleitet, ausgesprochen hoch ist.
  • Die vorliegende Erfindung ist entwickelt worden, um das vorstehend beschriebene Problem zu lösen, und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Halbleitervorrichtungsfertigungsverfahren zur Verfügung zu stellen, das in der Lage ist, ein auf einem Umfangsbereich einer vorderen Oberfläche eines Wafers gebildetes Material zuverlässig zu entfernen.
  • Mittel zum Lösen der Probleme
  • Ein Halbleitervorrichtungsfertigungsverfahren der beanspruchten Erfindung weist einen Beschichtungsschritt des Beschichtens einer vorderen Oberfläche eines Wafers mit einem Material, das ein Lösungsmittel aufweist, einen Verdampfungsschritt des Verdampfens des Lösungsmittels durch Erhitzen des Materials und einen Spülschritt des Strahlens einer Ätzspüllösung zum Entfernen des Materials von einer ersten Düse zu einem Umfangsbereich der vorderen Oberfläche des Wafers, während der Wafer rotiert wird, auf.
  • Andere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend erklärt.
  • Vorteilige Wirkungen der Erfindung
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Lösungsmittel in dem Abdeckmittel verdampft, sodass das auf dem Umfangsbereich der vorderen Oberfläche des Wafers gebildete Material zuverlässig entfernt werden kann.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine schematische Darstellung, die den Beschichtungsschritt erklärt.
  • 2 ist eine schematische Darstellung, die den vorläufigen Spülschritt erklärt.
  • 3 ist eine schematische Darstellung, die den Verdampfungsschritt erklärt.
  • 4 ist eine schematische Darstellung, die den Spülschritt erklärt.
  • 5 ist eine schematische Darstellung, die das Entfernen des Orientierungsabflachungs-Umgebungsmaterials zeigt.
  • 6 ist eine schematische Darstellung, die das Entfernen des Orientierungsabflachungs-Umgebungsmaterials zeigt.
  • 7 ist eine Draufsicht des Wafers nach dem Spülschritt.
  • Beschreibung der Ausführungsformen
  • Ein Halbleitervorrichtungsfertigungsverfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Komponenten, die identisch sind oder zueinander korrespondieren, werden die gleichen Bezugszeichen zugewiesen, und eine wiederholte Beschreibung derselben wird in einigen Fällen vermieden.
  • Ausführungsformen
  • Zuerst wird, wie in 1 gezeigt, ein Wafer 12 mit Vakuum an einer Schleudervorrichtung 10 befestigt. Dann wird eine Beschichtung eines Materials 14 auf eine vordere Oberfläche des Wafers 12 aufgebracht. Genauer wird auf den Wafer 12, der mit der Schleudervorrichtung 10 rotiert wird, das Material 14 von einer über dem Wafer vorgesehenen Düse 16 aufgebracht. Dieser Schritt wird ein Beschichtungsschritt genannt. Das Material 14 ist ein Abdeckmittel, das ein Lösungsmittel enthält.
  • Anschließend fährt der Prozess zu einem vorläufigen Spülschritt fort. 2 ist eine schematische Darstellung zum Erklären des vorläufigen Spülschritts. In dem vorläufigen Spülschritt wird eine Ätzspüllösung auf einen Umfangsbereich der vorderen Oberfläche des Wafers 12 und eine Rückseitenspüllösung auf eine rückseitige Oberfläche des Wafers 12 gespült, während der Wafer 12 mit der Drehung der Schleudervorrichtung 10 rotiert wird.
  • Genauer wird eine Ätzspüllösung 22 zum Auflösen und Entfernen des Materials 14 aus einer ersten, über dem Wafer 12 vorgesehenen Düse 20 gespült. Die Ätzspüllösung 22 wird auf den Umfangsbereich der vorderen Oberfläche des Wafers 12 gespült. Außerdem wird eine Rückseitenspüllösung 26 zum Reinigen der rückseitigen Oberfläche des Wafers 12 aus einer zweiten Düse 24 gespült, die unter dem Wafer 12 vorgesehen ist. Die Rückseitenspüllösung 26 wird auf die rückseitige Oberfläche des Wafers 12 gespült. Sowohl die Ätzspüllösung 22 als auch die Rückseitenspüllösung 26 ist ein organisches Lösungsmittel so wie γ-Butyrolacton oder NMP. Die Ätz-Spüllösung 22 und die rückseitige Spüllösung 26 sind jedoch dahingehend nicht besonders eingeschränkt.
  • In dem vorläufigen Spülschritt verteilt sich das Material 14 mit der Rotation des Wafers 12 konzentrisch nach außen. Deshalb kann das Material 14 auf dem Umfangsbereich der vorderen Oberfläche des Wafers 12 nicht vollständig entfernt werden. Der Grund dafür, dass sich das Material 14 in dem vorläufigen Spülschritt nach außen verteilt, ist, dass das Lösungsmittel in dem Material 14 bleibt.
  • Dann fährt der Prozess zu einem Verdampfungsschritt fort. 3 ist eine schematische Darstellung zum Erklären des Verdampfungsschritts. In dem Verdampfungsschritt wird der Wafer 12 zuerst auf eine heiße Platte 30 transportiert. Das Material 14 wird mit der heißen Platte 30 erhitzt (trockengebacken), um das Lösungsmittel zu verdampfen. Ein Material 14A, von welchem das Lösungsmittel verdampft ist, weist eine etwas geringere Dicke auf als diejenige des in 2 gezeigten Materials 14.
  • Dann fährt der Prozess zu einem Spülschritt fort. 4 ist eine schematische Darstellung zum Erklären des Spülschritts. In dem Spülschritt wird der Wafer 12 zuerst auf die Schleudervorrichtung 10 transportiert. Die Ätzspüllösung 22 zum Entfernen des Materials 14A wird aus der ersten Düse 20 auf den Umfangsbereich der vorderen Oberfläche des Wafers 12 gestrahlt, während der Wafer 12 rotiert wird. Zu dieser Zeit ist, da das Lösungsmittel in dem Material 14A bereits verdampft ist, das Material 14A trocken und verteilt sich nicht nach außen. Deshalb kann der Teil des Materials 14A, der auf dem Umfangsbereich der vorderen Oberfläche des Wafers 12 gebildet ist, zuverlässig entfernt werden.
  • In dem Spülschritt wird außerdem die Rückseitenspüllösung 26 zum Reinigen der rückseitigen Oberfläche des Wafers 12 von der zweiten Düse 24 auf die rückseitige Oberfläche des Wafers 12 gespült. Die rückseitige Oberfläche des Wafers 12 kann somit gereinigt werden.
  • Weiter wird in dem Spülschritt ein Teil des Materials 14A in der Umgebung der Orientierungsabflachung in einer Draufsicht gesehen (nachfolgend als „Orientierungsabflachungs-Umgebungsmaterial 14a“ bezeichnet) entfernt. 5 und 6 sind schematische Darstellungen, die das Entfernen des Orientierungsabflachungs-Umgebungsmaterials 14a zeigen. Wie in 5 gezeigt, wird die Position der ersten Düse 20 so eingestellt, dass die Ätzspüllösung 22 das Material trifft, welches auf dem Umfangsbereich des Wafers aufliegt. Deshalb trifft die Ätzspüllösung 22 das Orientierungsabflachungs-Umgebungsmaterial 14a nicht.
  • In der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die zweite Düse 24 näher an einem Zentrum des Wafers 12 (ein Zentrum der Schleudervorrichtung 10) vorgesehen als die erste Düse 20, sodass die Rückseitenspüllösung 26, die von der zweiten Düse 24 ausgestrahlt wird, die rückseitige Oberfläche des Wafers 12 zu jeder Zeit, während der Wafer 12 rotiert wird, trifft. Das vorstehend beschriebene Orientierungsabflachungs-Umgebungsmaterial 14a wird dadurch entfernt, dass bewirkt wird, dass die Rückseitenspüllösung 26, die von der zweiten Düse 24 ausgestrahlt wird, zu der vorderen Oberfläche des Wafers 12 herumfließt. 5 zeigt einen Zustand, in welchem die Rückseitenspüllösung 26 zu der vorderen Oberflächenseite des Wafers 12 herumfließt, um einen Teil des Orientierungsabflachungs-Umgebungsmaterials 14a zu entfernen. 6 zeigt einen Zustand, in welchem das Orientierungsabflachungs-Umgebungsmaterial 14a mit einem weiteren Fortschritt des Entfernens des Orientierungsabflachungs-Umgebungsmaterials 14a von dem in 5 gezeigten Zustand entfernt worden ist.
  • Vorzugsweise wird, um zu bewirken, dass die Rückseitenspüllösung 26, die von der zweiten Düse 24 ausgestrahlt wird, auf die vordere Oberfläche des Wafers 12 herumläuft, die Rückseitenspüllösung bei einer Flussrate von 100 bis 150 ml/min von der zweiten Düse 24 ausgestrahlt, während der Wafer 12 bei 700 bis 1000 U/min rotiert wird. Wenn die Rotationsgeschwindigkeit des Wafers 12 geringer ist als der vorstehend genannte Bereich, steigt die Menge von anderem entfernten Material als dem Orientierungsabflachungs-Umgebungsmaterial 14a abrupt an. Andererseits fließt, wenn die Rotationsgeschwindigkeit des Wafers 12 höher ist als der vorstehend genannte Bereich, die rückseitige Spüllösung 26 nicht herum auf die vordere Oberfläche des Wafers 12.
  • 7 ist eine Draufsicht des Wafers 12 nach dem Spülschritt. Das Entfernen des Materials auf dem Umfangsbereich der vorderen Oberfläche des Wafers 12 ist abgeschlossen. Das Entfernen des Orientierungsabflachungs-Umgebungsmaterials ist ebenfalls abgeschlossen. Als eine Folge ist der äußere Bereich des Wafers 12 vollständig exponiert.
  • Nach dem Abschließen der vorstehend beschriebenen Schritte wird der Wafer 12 zu einer Belichtungsvorrichtung transportiert und ein bekannter Lithographieprozess wird auf dem Wafer 12 ausgeführt. Somit ermöglicht das Halbleitervorrichtungsfertigungsverfahren gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, dass das auf dem Umfangsbereich der vorderen Oberfläche des Wafers 12 gebildete Material zuverlässig entfernt wird.
  • Das wichtigste Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht im Bereitstellen des Verdampfungsschritts, um zu verhindern, dass das Material 14A durch eine Zentrifugalkraft in dem Spülschritt nach außen verteilt wird. Entsprechend kann das Halbleitervorrichtungsfertigungsverfahren gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung innerhalb eines solchen Gültigkeitsumfangs, der nicht von diesem Merkmal abweicht, verschieden modifiziert werden.
  • Zum Beispiel kann der Vorteil der vorliegenden Erfindung auch durch Ausführen der vorstehend beschriebenen Schritte auf einen Wafer mit einer Kerbe erhalten werden. In einem Fall, in welchem keine Notwendigkeit besteht, einen Teil des Materials in der Umgebung der Orientierungsabflachung oder einer Kerbe in einer Draufsicht zu entfernen, ist es nicht notwendig, zu bewirken, dass die Rückseitenspüllösung 26, die von der zweiten Düse 24 ausgestrahlt wird, auf die vordere Oberfläche des Wafers 12 herumfließt. In diesem Fall sind die Rotationsgeschwindigkeit des Wafers 12 in dem Spülschritt und die Flussrate der Rückseitenspüllösung 26, die von der zweiten Düse 24 ausgestrahlt wird, nicht auf bestimmte Werte beschränkt. Außerdem kann die zweite Düse 24 selbst entfernt werden.
  • Der vorläufige Spülschritt zwischen dem Beschichtungsschritt und dem Verdampfungsschritt ist nicht unentbehrlich. Der vorläufige Spülschritt ist vorgesehen, um zu verhindern, dass das Material an einem Transportarm haftet, um zu verhindern, dass der Wafer an dem Transportarm haftet und um zu verhindern, dass der Wafer während des Transports des Wafers 12 zu der heißen Platte 30 nach dem Beschichtungsschritt von dem Transportarm herunterfällt. Wenn keine Möglichkeit für ein Auftreten der vorstehend beschriebenen nachteiligen Effekte besteht, ist der vorläufige Spülschritt nicht unentbehrlich. Zum Beispiel kann ein Transport des Wafers zu der Zeit des Beförderns von dem Beschichtungsschritt zu dem Verdampfungsschritt durch Einsetzen einer erhitzbaren Schleudervorrichtung und Verwenden der Schleudervorrichtung als heiße Platte eliminiert werden.
  • In dem Verdampfungsschritt kann der Wafer 12 durch bestimmte andere Mittel als die heiße Platte 30 erhitzt werden. Zum Beispiel kann der Wafer 12 in einen Ofen eingeführt werden, und ein Erhitzungsdraht zum Erhitzen des Wafers 12 kann in der Kammer vorgesehen sein, in welcher der Beschichtungsschritt ausgeführt wird. Das Material 14 ist nicht auf das Abdeckmittel beschränkt. Das Material 14 kann zum Beispiel Polyimid sein. Deshalb ist der Schritt nach dem Beenden des Spülschritts nicht auf den Belichtungsschritt beschränkt.
  • Beschreibung der Bezugszeichen
    • 10 Schleudervorrichtung, 12 Wafer, 14, 14A Material, 14a Orientierungsabflachungs-Umgebungsmaterial, 16 Düse, 20 erste Düse, 22 Ätzspüllösung, 24 zweite Düse, 26 Rückseitenspüllösung, 30 heiße Platte

Claims (5)

  1. Halbleitervorrichtungsfertigungsverfahren aufweisend: einen Beschichtungsschritt des Beschichtens einer vorderen Oberfläche eines Wafers mit einem Material, das ein Lösungsmittel aufweist; einen Verdampfungsschritt des Verdampfens des Lösungsmittels durch Erhitzen des Materials; und einen Spülschritt des Spülens einer Ätzspüllösung zum Entfernen des Materials aus einer ersten Düse auf einen Umfangsbereich der vorderen Oberfläche des Wafers, während der Wafer rotiert wird.
  2. Halbleitervorrichtungsfertigungsverfahren gemäß Anspruch 1, wobei der Wafer eine Orientierungsabflachung oder eine Kerbe aufweist; in dem Spülschritt eine Rückseitenspüllösung zum Reinigen einer rückseitigen Oberfläche des Wafers aus einer zweiten Düse auf die rückseitige Oberfläche des Wafers gespült wird; und in dem Spülschritt ein Teil des Materials in der Umgebung der Orientierungsabflachung oder der Kerbe in einer Draufsicht dadurch entfernt wird, dass bewirkt wird, dass die Rückseitenspüllösung, die von der zweiten Düse ausgestrahlt wird, auf die vordere Oberfläche des Wafers herumfließt.
  3. Halbleitervorrichtungsfertigungsverfahren gemäß Anspruch 2, wobei in dem Spülschritt die Rückseitenspüllösung bei einer Fließrate von 100 bis 150 ml/min aus der zweiten Düse gespült wird, während der Wafer bei 700 bis 1000 U/min rotiert wird.
  4. Halbleitervorrichtungsfertigungsverfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, weiter aufweisend zwischen dem Beschichtungsschritt und dem Verdampfungsschritt einen vorläufigen Spülschritt des Spülens der Ätzspüllösung auf den Umfangsbereich der vorderen Oberfläche des Wafers und des Spülens der Rückseitenspüllösung auf die rückseitige Oberfläche des Wafers, während der Wafer rotiert wird, wobei der Wafer nach dem vorläufigen Spülschritt zu einer heißen Platte transportiert wird, und das Material in dem Verdampfungsschritt mit der heißen Platte erhitzt wird.
  5. Halbleitervorrichtungsfertigungsverfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Material ein Abdeckmittel oder Polyimid ist.
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