JP2000040648A - 半導体製造装置 - Google Patents
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Abstract
導体ウエハを外部環境にさらさないで、クリーンな雰囲
気中で処理することができる半導体製造装置を提供す
る。 【解決手段】 外部環境Kと仕切られた密閉された空間
を形成するハウジングHと、前記空間を清浄に保つ手段
と、前記空間内に設置され半導体ウエハWの処理を行う
研磨部1および洗浄部10と、前記空間内の圧力を外部
環境Kの圧力より高める手段とを有する。
Description
り、特にクリーンルーム内に設置する必要がなく、かつ
半導体ウエハを外部環境にさらさないで、クリーンな雰
囲気中で処理することができる半導体製造装置に関す
る。
おいては、空気中に塵埃のような微粒子が存在するだけ
でも製品の品質および製品の歩留まりに影響を与える。
そのため、半導体デバイスの製造工程においては、空気
中の塵埃を極めて高いレベルで除去したクリーンルーム
中で各種の処理が行われている。
面積を有するクリーンルームを備えることは、相当な初
期コストがかかるばかりでなく、クリーンルーム全体を
所定の清浄度に継続的に維持するには相当なランニング
コストがかかる。またクリーンルーム自体は、大きな空
間を一度に同じ環境のクリーン空間にするには適してい
るが、各種の処理工程において異なった環境を必要とす
る場合、クリーン空間内を個別の環境に設定するには不
向きであるという問題点があった。
で、クリーンルーム内に設置する必要がなく、半導体ウ
エハを外部環境にさらさないで、クリーンな雰囲気中で
処理することができる半導体製造装置を提供することを
目的とする。
め、本発明は、外部環境と仕切られた密閉された空間を
形成するハウジングと、前記空間を清浄に保つ手段と、
前記空間内に設置され半導体ウエハの処理を行う処理装
置と、前記空間内の圧力を前記外部環境の圧力より高め
る手段とを有することを特徴とするものである。
部を外部と仕切って装置内部の圧力を装置外部の圧力よ
りも高く保ち、かつ装置内のみ必要なレベルのクリーン
度を持った環境に維持することにより、汚染レベルが通
常の室内空間程度の雰囲気である外部環境中に装置全体
を設置することが可能となる。
図面に基づいて説明する。実施の形態としては、半導体
ウエハを研磨するポリッシング装置に本発明を適用した
場合を説明する。近年、半導体デバイスの高集積化が進
むにつれて回路の配線が微細化し、配線間距離もより狭
くなりつつある。特に0.5μm以下の光リソグラフィ
の場合、焦点深度が浅くなるためステッパの結像面の平
坦度を必要とする。そこで、半導体ウエハの表面を平坦
化することが必要となるが、この平坦化の一手段とし
て、ポリッシング装置によって、所定成分の研磨液を供
給しながら機械的研磨を行う化学的機械的研磨処理(C
MP)が実用化されている。
るポリッシング装置を説明する。図1はポリッシング装
置の斜視図であり、ポリッシング装置の全体はハウジン
グHによって覆われており、ポリッシング装置の内部
は、清浄化の処置が何ら採られていない通常の環境であ
る外部環境Kとは隔離されている。図1に示すように、
ポリッシング装置は、研磨部1と、洗浄部10と、ロー
ドアンロード部20とから構成されている。研磨部1と
洗浄部10との間には隔壁101が設置され、洗浄部1
0とロードアンロード部20との間には隔壁102が設
置されている。隣接する各部間の半導体ウエハの授受
は、隔壁101,102に設けられた開口(図示せず)
を通して行うようになっている。
図である。研磨部1は、ターンテーブル2と、半導体ウ
エハを保持しつつターンテーブル2に押しつけるトップ
リング3を有したトップリングユニット4とを具備して
いる。前記ターンテーブル2はモータ(図示せず)に連
結されており、矢印で示すようにその軸心回りに回転可
能になっている。またターンテーブル2の上面には、研
磨クロス5(例えば、ロデール社製のIC−1000)
が貼設されている。
ており、トップリング3を半導体ウエハを受け渡すため
のプッシャー6の上方の受渡し位置とターンテーブル2
上の研磨位置と待機位置とに配置させるようになってい
る。トップリング3は、モータ及び昇降シリンダ(図示
せず)に連結されている。これによって、トップリング
3は昇降可能かつその軸心回りに回転可能になってお
り、半導体ウエハを研磨クロス5に対して任意の圧力で
押圧できるようになっている。また半導体ウエハはトッ
プリング3の下端面に真空等によって吸着されるように
なっている。ターンテーブル2の上方には砥液供給ノズ
ル(図示せず)が設置されており、砥液供給ノズルによ
ってターンテーブル2上の研磨クロス5に研磨砥液が供
給されるようになっている。
ドレッシングユニット8を備えている。ドレッシングユ
ニット8は揺動可能になっており、ドレッサー7をター
ンテーブル2上のドレッシング位置と待機位置とに配置
させるようになっている。ドレッサー7は回転用のモー
タと昇降用のシリンダ(図示せず)とに連結されてお
り、昇降可能かつその軸心回りに回転可能になってい
る。
ング3に保持された半導体ウエハを研磨クロス5上に押
圧し、ターンテーブル2およびトップリング3を回転さ
せることにより、半導体ウエハの下面(研磨面)が研磨
クロス5と擦り合わされる。この時、同時に研磨クロス
5上に砥液供給ノズルから砥液を供給することにより、
半導体ウエハの研磨面は、砥液中の砥粒の機械的研磨作
用と砥液の液体成分であるアルカリまたは酸による化学
的研磨作用との複合作用によってポリッシングされる。
点でポリッシングを終了する。このポリッシングが終了
した時点では、ポリッシングによって研磨クロス5の特
性が変化し、次に行うポリッシングの研磨性能が劣化す
るので、ドレッシングユニット8によって研磨クロス5
のドレッシングを行う。
搬送装置11A,11Bと、1次洗浄機12と、2次洗
浄機13と、スピン乾燥機14と、半導体ウエハを反転
させる反転機15,16とを備えている。また洗浄部1
0に隣接して設置されたロードアンロード部20には、
ウエハーカセット22が載置されるようになっている。
上述の構成において、ウエハーカセット22内の半導体
ウエハWは、搬送装置11Aによって受け取られ、反転
機15に移送され、ここで反転された後に、搬送装置1
1Bによって研磨部1のプッシャー6に移送される。
搬送装置11Bによって反転機16に移送され、ここで
反転された後に1次洗浄機12、2次洗浄機13、スピ
ン乾燥機14に順次移送され、半導体ウエハの洗浄およ
び乾燥が行われる。そして研磨および洗浄が終了した半
導体ウエハWは、ロードアンロード部20のウエハーカ
セット22に戻される。
ムを示す図であり、図3(a)は清浄化システムの全体
構成を示す模式図、図3(b)は清浄化システムのフィ
ルタユニットの斜視図である。なお、図3(a)におい
ては、ロードアンロード部20の図示を省略している。
フィルタユニット30は洗浄部10の天井に設けられて
おり、その機能は、洗浄部10内の空気を清浄化する機
能と、洗浄部10内にダウンフロー気流を作る機能との
2つに分けられる。
駆動されるファン32により、フィルタユニット30内
のフィルタ33を通過して浄化される。ファン32の回
転数は、必要空気量に応じて変更することができる。洗
浄機12,13、スピン乾燥機14および反転機内の空
気は常時排気されており、洗浄部10内から排気される
空気量はハウジングHの隔壁に設置されたダンパ40に
よって調節される。そして、排気した量より少し多い量
の空気を空気取り入れ口35より取り込むことにより、
洗浄部10の内部圧力を大気圧より若干高くなるように
調整している。空気取り入れ口35より取り込まれた空
気は、フィルタ33を通過して清浄化され、洗浄部10
内に供給される。なお、薬液洗浄を行う場合には、フィ
ルタ33にケミカルフィルタを付加してもよい。
ローを作る必要があり、洗浄機12,13、スピン乾燥
機14およびウエハ搬送領域の上面はフィルタ33の空
気吹き出し口で覆われている。洗浄部10内の空気は装
置底部にあるベース内リターンダクトから吸い込まれ、
リターンダクト36を経由し、フィルタ33に戻され循
環するようになっている。
ード部20、研磨部1の内部圧力をポリッシング装置外
よりも高くし、内部空間の清浄度を保つための清浄化シ
ステムを示す。図5および図6において、図3の洗浄部
10における清浄化システムとほぼ同様であり、図3と
対応する部分には図3における符号にそれぞれa,bを
付している。即ち、符号30a,30bはフィルタユニ
ット、符号32a,32bはファン、符号33a,33
bはフィルタ、符号35a,35bは空気取り入れ口、
符号36a,36bはリターンダクトをそれぞれ示す。
図3の洗浄部10における装置についての説明と重複す
るため、構成、作用等の説明を省略するが、ロードアン
ロード部20、研磨部1から排気される空気量がダンパ
(図示せず)により調節されるのも図3と同様である。
洗浄部10、ロードアンロード部20、研磨部1の内部
圧力はロードアンロード部20が一番高く、次に洗浄部
10が高く、研磨部1が最も低い。これは、ロードアン
ロード部20、洗浄部10、研磨部1の順に清浄度を高
く保つことが必要だからである。
磨部1が連通したときでも、高圧側から低圧側にのみ空
気が流れる。したがって、清浄度の低い側から高い側へ
の空気の流れがないので相互の汚染が防止される。研磨
部の内部圧力は大気圧より0.001kg/cm2程度高く設
定されている。これにより、研磨部1、洗浄部10、ロ
ードアンロード部20にポリッシング装置外から空気が
侵入しないので、汚染された環境にポリッシング装置を
設置しても研磨部1、洗浄部10、ロードアンロード部
20が外部環境により汚染されない。
0、研磨部1とも清浄度が保たれているので、このポリ
ッシング装置を仮にクリーンルーム内に設置してもクリ
ーンルームを汚染することがないため、クリーンルーム
に設置することも可能である。また、研磨部1では内部
空気の清浄度をそれほど要しないので、図6のリターン
ダクト36bによる空気循環による積極的な清浄化は省
略してよい場合もある。
によっては排気量を多くしたり、空気取り入れ口35b
からの空気取り入れ量を少なくしたりして、内部圧力を
ポリッシング装置外の圧力よりも低くすることも考えら
れる。これにより、ポリッシング装置外より研磨部1へ
空気が流入する可能性があるが、研磨部1では内部空気
の清浄度をそれほど要しないので問題ない場合もあるた
めである。このときは、洗浄部10の内部圧力を大気圧
より0.001kg/cm2程度高く設定する。
グH内の気密性を充分に確保するために、ハウジングH
に設けられた扉等の開閉部にパッキンを設けるととも
に、各部間の合わせ面にパッキンを設けている。
装置Pのレイアウトを示す平面図である。図4(a)に
示す例においては、ポリッシング装置Pが単独で外部環
境Kにさらされている箇所に設置されている。ポリッシ
ング装置Pに対して半導体ウエハの供給、回収をするた
め、ポリッシング装置Pに例えばASYST(アシス
ト)社のSMIFPOT(半導体ウエハを収容するクリ
ーンボックスを有する搬送装置)等を連結(図示せず)
することにより外部環境Kに半導体ウエハをさらさず研
磨処理を行うことができる。前記クリーンボックスを有
する搬送装置は、未研磨の半導体ウエハをポリッシング
装置に供給し、研磨済みの半導体ウエハをポリッシング
装置から受けて次工程へ搬送するように構成されてい
る。図4(b)に示す例においては、ポリッシング装置
P,Pは、外部環境Kにさらされている箇所に設置され
ているとともにクリーンルームCの隔壁200に隣接し
て設置されている。これによって、研磨すべき半導体ウ
エハをクリーンルームC内から隔壁200の開口(図示
せず)を通してポリッシング装置に供給し、研磨および
洗浄の終了した半導体ウエハを隔壁200の開口を通し
てクリーンルームC内に戻し、半導体ウエハを次の処理
工程に供することができる。
浄に保つ手段として、フィルタユニットと研磨装置内の
空気循環システムを用いているが、これに限らず外部か
ら清浄な空気を研磨装置へ供給し、研磨装置から汚れた
空気を排気するようにしてもよい。この場合は、研磨装
置内の圧力を外部環境の圧力よりも高めるなどの研磨装
置内の圧力を調節する手段としては、上述の外部から清
浄な空気を研磨装置へ供給する量と、汚れた空気を研磨
装置から排気する量とを調節して圧力を調節する。
クリーンルーム内に設置する必要がなく、半導体ウエハ
を外部環境にさらさないで、クリーンな雰囲気中で処理
することができる半導体製造装置とすることができる。
そして、外部環境に設置しても、半導体製造装置内の空
間の環境をクリーンルーム内と同様の清浄度に維持する
ことができる。
ング装置の斜視図である。
ング装置の内部を示す平面図である
ング装置の清浄化システムを示す図であり、図3(a)
は清浄化システムの全体構成を示す模式図、図3(b)
は清浄化システムのフィルタユニットの斜視図である。
ウトを示す平面図である。
ング装置の清浄化システムを示す模式図である。
ング装置の清浄化システムを示す模式図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 外部環境と仕切られた密閉された空間を
形成するハウジングと、前記空間を清浄に保つ手段と、
前記空間内に設置され半導体ウエハの処理を行う処理装
置と、前記空間内の圧力を前記外部環境の圧力より高め
る手段とを有することを特徴とする半導体製造装置。 - 【請求項2】 前記空間を清浄に保つ手段は、前記ハウ
ジングに設けられ、前記空間に清浄な空気を供給するフ
ィルタユニットであることを特徴とする請求項1記載の
半導体製造装置。 - 【請求項3】 前記空間内の圧力を高める手段は、前記
フィルタユニット内のファンと、前記空間内の空気の排
気量を調整するダンパとからなることを特徴とする請求
項2記載の半導体製造装置。 - 【請求項4】 前記半導体製造装置は、ポリッシング装
置であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに
記載の半導体製造装置。
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2004
- 2004-04-20 US US10/827,237 patent/US20040198052A1/en not_active Abandoned
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JP2022109216A (ja) * | 2021-01-14 | 2022-07-27 | エスケイ・シルトロン・カンパニー・リミテッド | 気流循環システム及びこれを備えた仕上げ研磨装置 |
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