JP2008016642A - 半導体装置の製造装置及び半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ウェット処理後のスピン乾燥工程において基板表面と雰囲気との摩擦により発生
する静電気に起因した素子等の静電破壊を防止することが可能な半導体装置の製造装置及
び半導体装置の製造方法を提供する。
【解決手段】スピン方式によりウェハ３５の表面３５ａの乾燥を行う枚葉式の半導体装置
の製造装置であって、ターンテーブル３１０によりウェハ３５を表面３５ａの法線と平行
な回転軸周りに回転させ、ウェハ３５の表面３５ａに対して回転方向下流方向に向けて窒
素ガスをガス供給ノズル３２０から噴出することにより、ウェハ３５の表面３５ａに対す
る窒素ガスの相対速度の絶対値を、臨界相対速度以下とする。
【選択図】図６

Description

本発明は、半導体装置の製造装置及び半導体装置の製造方法に関し、特に半導体装置用
基板のウェット処理後に、スピン方式により前記基板の表面の乾燥を行う半導体装置の製
造装置及び半導体装置の製造方法に関する。

半導体装置用の基板の製造工程である半導体製造工程においては、基板に対してウェッ
トエッチング、レジスト剥離、洗浄等のウェット処理が行われる。例えば、基板を一枚ず
つウェットエッチングする枚葉式のウェットエッチング装置では、薬液によるエッチング
処理及び純水等による洗浄処理の後に、基板をスピン方式により乾燥させる。スピン方式
による乾燥方法とは、基板を高速で回転させて、遠心力により基板表面の液滴を飛散させ
る方法である。このような、スピン乾燥方式を用いた半導体装置の製造装置は、例えば特
開２００４−１７９２７６号公報に開示されている。
特開２００４−１７９２７６号公報

ところで、スピン乾燥方法により半導体装置用基板を乾燥させる場合、基板表面と基板
周囲の雰囲気との摩擦により発生する静電気に起因して、基板上に形成された素子が静電
破壊されてしまうという問題がある。素子の破壊は、半導体装置の製造の歩留まりを低下
させてしまう。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、ウェット処理後のスピン乾燥工程
において基板表面と雰囲気との摩擦により発生する静電気に起因した素子等の静電破壊を
防止することが可能な半導体装置の製造装置及び半導体装置の製造方法を提供することを
目的とする。

本発明に係る半導体装置の製造装置は、半導体装置用基板のウェット処理後にスピン方
式により前記基板の表面の乾燥を行う枚葉式の半導体装置の製造装置であって、前記基板
を前記基板の前記表面の法線と平行な回転軸周りに所定の回転速度で回転させる回転手段
と、前記基板の前記表面上に向けて気体を所定の流速で噴出するガス噴出手段とを有し、
前記気体の前記表面に平行な方向の成分の前記基板との速度差の絶対値が、前記基板の静
電気耐性の臨界速度差以下となるように、前記基板の前記回転速度と前記気体の流速とを
制御することを特徴とする。

また、本発明に係る半導体装置の製造方法は、半導体装置用基板のウェット処理後にス
ピン方式により前記基板の表面の乾燥を行う半導体装置の製造方法であって、前記基板を
前記基板の前記表面の法線と平行な回転軸周りに所定の回転速度で回転させる基板回転工
程と、前記基板の前記表面上に向けて気体を所定の流速で噴出するガス噴出工程とを有し
、前記気体の前記表面に平行な方向の成分の前記基板との速度差の絶対値が、前記基板の
静電気耐性の臨界速度差以下となるように、前記基板の前記回転速度と前記気体の流速と
を制御することを特徴とする。

本発明のこのような構成によれば、半導体装置の基板の表面と雰囲気との速度差の絶対
値を半導体素子の静電破壊が起きない臨界速度差以下とすることで、スピン乾燥工程にお
いて基板表面と雰囲気との摩擦により発生する静電気に起因した素子等の静電破壊を防止
することが可能となる。

また、本発明は、前記臨界速度差は、２６．６［ｍ／ｓ］であることが好ましい。

このような構成によれば、電気絶縁性の石英からなる基板上に形成された半導体素子の
静電破壊を防止することが可能となる。

また、本発明の半導体装置の製造装置は半導体装置用基板のウェット処理後にスピン方
式により前記基板の表面の乾燥を行う枚葉式の半導体装置の製造装置であって、前記基板
を前記基板の前記表面の法線と平行な回転軸周りに所定の回転速度で回転させる回転手段
と、前記基板の前記表面上に向けて気体を所定の流速で噴出するガス噴出手段とを有し、
前記ガス噴出手段は、前記気体を前記基板の前記表面の回転方向に向かう成分を有するよ
うに前記表面の法線に対して斜め方向へ噴出することを特徴とする。

本発明のこのような構成によれば、容易な構成により、半導体装置の基板の表面と雰囲
気との速度差の絶対値を制御することができ、スピン乾燥工程において基板表面と雰囲気
との摩擦により発生する静電気に起因した素子等の静電破壊を防止することが可能となる
。

また、本発明は、前記ガス噴出手段は、前記気体の前記表面の回転方向に向かう速度成
分が、前記基板の前記表面の回転中心から外側に向かう方向について所定の速度分布を有
するように、前記気体を噴出することが好ましい。

このような構成によれば、基板表面を安定して確実に窒素ガス等の気体により覆うこと
ができ、スピン乾燥工程中に基板表面が酸化されてしまうことがない。

また、本発明は、前記速度分布は、前記基板の前記表面の回転中心から外側であるほど
、前記気体の前記表面の回転方向に向かう速度成分が大きくなることが好ましい。

このような構成によれば、気体の噴出速度と基板の回転速度とを略一致させることが可
能となり、より効果的に、基板の表面に対する気体の速度差の絶対値を下げることが可能
となる。

また、本発明は、前記ガス噴出手段は複数のノズルからなり、該ノズルは前記基板の回転
の同心円上に等間隔に配置されることが好ましい。

このような構成によれば、基板の表面上に、回転方向により均一な速度分布を有した気
体の流れを形成することができ、より安定して基板の表面に対する気体の相対速度の絶対
値を下げることが可能となる。

（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態について図１から図５を参照して説明する。以下の実施
形態は、本発明を枚葉式のウェットエッチング装置に適用したものである。なお、以下の
説明に用いた各図においては、各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各
部材毎に縮尺を異ならせてある。

本実施形態では、半導体装置の一例として、液晶表示装置である電気光学装置１００を
用いて説明する。
まず、本実施形態の電気光学装置１００の概略的な構成について、図１から３を参照し
て説明する。ここで、図１はＴＦＴアレイ基板を、その上に構成された各構成要素と共に
対向基板の側から見た液晶装置の平面図である。図２は、図１のＨ−Ｈ’断面図である。
図３は、ウェハの平面図である。本実施形態では、電気光学装置の一例として、駆動回路
内蔵型のＴＦＴアクティブマトリクス駆動方式の透過型液晶表示装置を例にとる。ここで
、ＴＦＴとは、画素スイッチング用の薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor）のこと
を指す。

電気光学装置１００は、石英等からなる一対の透明な基板であるＴＦＴアレイ基板１０
と対向基板２０との間に液晶層５０を挟持してなり、液晶層５０の配向状態を変化させる
ことにより、画像表示領域１０ａに対向基板２０側から入射する光を変調しＴＦＴアレイ
基板１０側から出射することで、画像表示領域１０ａにおいて画像を表示するものである
。なお、ＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０は、ガラス、シリコン又は樹脂等で構成
されるものであってもよい。

図１及び図２において、本実施形態に係る電気光学装置１００では、ＴＦＴアレイ基板
１０と対向基板２０とが対向配置されている。ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とは
、画像表示領域１０ａの周囲に位置するシール領域に設けられたシール材５２により相互
に接着されており、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間には液晶層５０が封入さ
れている。また、シール材５２中には、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間隔を
所定値とするためのグラスファイバあるいはガラスビーズ等のギャップ材が散らばって配
設されている。なお、ギャップ材は、液晶層５０中に含まれてもよい。

図２に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０上には、画素スイッチング用のＴＦＴや走査
線、データ線等の配線が形成された後の画素電極９ａ上に、配向膜１６が形成されている
。画素電極９ａは、マトリクス状に複数の画像表示領域１０ａ内に形成されており、複数
の画素電極９ａには、それぞれ画素電極９ａをスイッチング制御するためのＴＦＴが接続
されている。

他方、対向基板２０上には、対向電極２１の他、格子状又はストライプ状の遮光膜２３
、更には最上層部分に配向膜２２が形成されている。ＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板
２０のそれぞれ液晶層５０と接する面に形成された配向膜１６及び２２は、ＳｉＯ２、Ｓ
ｉＯ、ＭｇＦ２等の無機材料によって構成された無機配向膜、もしくはポリイミド等から
なる有機配向膜である。液晶層５０は、例えば一種又は数種類のネマティック液晶を混合
した液晶からなり、これら一対の配向膜１６及び２２の間で、所定の配向状態をとる。

また、対向基板２０の入射光が入射する側及びＴＦＴアレイ基板１０の出射光が出射す
る側には各々、偏光板等が配置される。

液晶層５０液晶は、ＴＦＴを介して画素電極に印加される電位レベルにより分子集合の
配向や秩序が変化する。これにより、画素を透過する光が変調され、電気光学装置１００
の各画素における階調表示が行われるのである。

以上に説明した半導体装置である電気光学装置１００のＴＦＴアレイ基板１０は、図３
に示すような円板状の石英からなる半導体装置用基板であるウェハ３５から切り出される
ことで形成されるものである。ウェハ３５の表面３５ａ上には、フォトリソグラフィ等の
半導体製造工程を用いて上述のＴＦＴアレイ基板１０の画像表示領域１０ａを構成するＴ
ＦＴ、画素電極９ａ、絶縁膜等が形成される。本実施形態では、一例として石英製のウェ
ハ３５の直径は８インチとする。

ここで、本実施形態の半導体装置の製造装置として、ウェハ３５の表面３５ａ上に形成
された薄膜をウェット処理であるウェットエッチングにより所定の形状にパターニングす
るための、ウェットエッチング装置２００について、図４及び図５を用いて説明する。図
４は、ウェットエッチング装置の概略構成図である。図５は、ウェットエッチング工程の
フローチャートである。ウェットエッチング装置２００は、ウェハ３５を一枚ずつ処理す
る枚葉式の形態を有するものである。

ウェットエッチング装置２００は、主に、制御装置２３０と、処理槽２０１と、該処理
槽２０１内にウェハ３５を支持して鉛直軸を中心に回転する回転手段であるターンテーブ
ル２１０を具備して構成される。ターンテーブル２１０は、中空の回転軸２１１ａを有す
る回転ステージ２１１と、該回転ステージ２１１の回転軸２１１ａを略鉛直に支持して回
転駆動するモータ２１３と、ウェハ３５を表面３５ａが回転軸２１１ａに略直交するよう
に回転ステージ２１１上で支持するチャックピン２１２とを有して構成される。

ターンテーブル２１０は、制御装置２３０に電気的に接続されており、制御装置２３０
により、モータ２１３の回転数及び、チャックピン２１２によるウェハ３５の把持、開放
の状態が制御される。

ここで、チャックピン２１２に支持された状態の円板状のウェハ３５は、回転ステージ
２１１の回転軸２１１ａと略同心となる。すなわち、ウェットエッチング装置２００では
、ウェハ３５は、表面３５ａが略水平に支持されて中心軸周りに水平面上で回転される。
言い換えれば、ウェットエッチング装置２００では、ウェハ３５は、表面３５ａの法線と
略平行な軸周りに回転される。

処理槽２０１は、ターンテーブル２１０の周囲を覆う隔壁で形成された閉空間であり、
ウェハ３５の搬出入を行うための開口である基板搬入口２０２と、処理槽内雰囲気の排気
を行うための排気口２０５と、薬液の排出を行うための排水口２０４とが形成されている
。基板搬入口２０２近傍には、基板搬入口を開閉するためのシャッタ２０３が配設されて
いる。

処理槽２０１内であり、ターンテーブル２１０の上方には、ガス噴出手段であるガス供
給ノズル２２０が配設されている。ガス供給ノズル２２０は、乾燥した窒素ガス等の気体
をターンテーブル２１０に支持されたウェハ３５の表面３５ａ上に供給するものであり、
ガス供給装置２３１に配管により接続されている。ガス供給ノズル２２０の噴出方向は略
鉛直下向きとされており、ガス供給ノズル２２０は、ウェハ３５の表面３５ａの略中心部
に向かって気体を噴出するように配設されている。本実施形態では、ガス供給ノズル２２
０の噴出孔の直径は１ｍｍである。ガス供給装置２３１は制御装置２３０に接続されてお
り、制御装置２３０により、ガス供給ノズル２２０から噴出される気体の流量は、制御装
置２３０によって所定の値となるように制御される。

図示しないが、処理槽２０１内には、ウェハ３５の表面上にエッチングのための薬液を
供給する薬液供給ノズルや、洗浄のための純水を供給するための洗浄ノズルが、ガス供給
ノズル２２０に並設されている。これらのノズルは、ウェハ３５上に進退可能な図示しな
い支持機構により支持されているものである。

また、ウェハ３５を挟んでガス供給ノズル２２０と対向する位置に、ガス供給ノズル２
２１が配設されている。ガス供給ノズル２２１は、乾燥した窒素ガス等の気体をターンテ
ーブル２１０に支持されたウェハ３５の裏面上に供給するものであり、ウェハ３５の裏面
の略中心部に向かって気体を噴出するように配設されている。ガス供給ノズル２２１は、
ターンテーブル２１０の回転軸２１１ａ内を挿通された配管を介してガス供給装置２３２
に接続されている。ガス供給装置２３２は制御装置２３０に接続されており、制御装置２
３０により、ガス供給ノズル２２１から噴出される気体の流量は、制御装置２３０によっ
て所定の値となるように制御される。

このように、ウェハ３５の表裏両側に配置されたガス供給ノズル２２０及び２２１から
乾燥した不活性の気体、例えば窒素ガスを供給することにより、後述するウェハ３５の乾
燥時に、ウェハ３５は窒素ガス雰囲気に包まれる。これにより、ウェハ３５表面の酸化を
防ぐことが可能となる。

ガス供給ノズル２２０及び２２１から真空槽２０１内に供給された気体は、排気口２０
５から排出され、また、図示しないノズルから供給された薬液等の液体は、排水口から排
出される。なお、排気口から積極的に排気することにより、真空槽２０１を大気圧に対し
て減圧状態に維持するものであってもよい。

以上に説明した構成を有するウェットエッチング装置２００による、ウェットエッチン
グ工程について、図５のフローチャートを用いて説明する。

まず、図示しない基板搬送装置が、ウェハ３５を真空槽２０１内に搬入し、ターンテー
ブル２１０のチャックピン２１２上に載置する。チャックピン２１２が把持状態となるこ
とで、ウェハ３５はターンテーブル２１０上に支持され固定される（ステップＳ０１）。

次に、ウェハ３５をターンテーブル２１０によりおよそ８００ｒｐｍで回転駆動し、ウ
ェハ３５上に薬液供給ノズルからエッチング薬液を供給する。これにより、ウェットエッ
チングが行われる（ステップＳ０２）。

次に、ウェハ３５をターンテーブル２１０によりおよそ５００ｒｐｍで回転駆動し、ウ
ェハ３５上に洗浄ノズルから純水を供給する。これにより、エッチング薬液を除去するリ
ンスが行われる（ステップＳ０３）。

次に、ウェハ３５をターンテーブル２１０により２０００ｒｐｍ以上２５００ｒｐｍ以
下の回転数で回転駆動し、ウェハ基板３５上にガス供給ノズル２２０及び２２１から乾燥
した窒素ガスを供給する。このときガス供給ノズル２２０から噴出される窒素ガスの流量
は、１０ｌ／ｍｉｎとされる。これにより、ウェハ３５のスピン乾燥が行われる（ステッ
プＳ０４）。

次に、ターンテーブル２１０を停止し、チャックピン２１２を開放状態にした状態で、
搬送装置がウェハ３５を真空槽２０１内から搬出する（ステップＳ０５）。以上により、
ウェットエッチング工程が終了する。

ここで、ステップＳ０４のスピン乾燥工程における、直径８インチのウェハ３５の回転
数の数値範囲は、ウェハ３５の表面３５ａ上の液滴を飛散させるに十分な遠心力が得られ
る最低回転数である２０００ｒｐｍを下限とし、表面３５ａと雰囲気である窒素ガスとの
摩擦により発生する静電気によりウェハ３５上のＴＦＴ等の素子が静電破壊されることが
ない最大回転数である２５００ｒｐｍを上限としている。

これらの値は、本発明者が実験研究を行った結果、求められた値であり、直径８インチ
のウェハ３５において、回転数を２５００ｒｐｍ以上とすることでウェハ３５の外周部の
ＴＦＴが静電破壊されるとの知見を得たことを根拠とするものである。これは、ウェハ３
５の外周部であるほど、表面３５ａと雰囲気である窒素ガスとの相対速度の絶対値が大き
くなるからである。そこで、本発明では、２５００ｒｐｍで回転する直径８インチのウェ
ハ３５の最外周部における、雰囲気との相対速度の絶対値を半導体素子の静電破壊が起き
ない臨界相対速度Ｖcとし、Ｖc＝２６．６［ｍ／ｓ］と定めた。すなわち、臨界相対速度
とは、雰囲気とウェハ３５の最外周部との速度差の絶対値であり、この値がウェハ３５の
静電気耐性の臨界値以下となるように設定した。

本実施形態では、ウェハ３５の表面３５ａと雰囲気との相対速度の絶対値の最大値を、
２６．６ｍ／ｓ以下とすることにより、ウェハ３５上に形成されたＴＦＴの静電破壊を防
止することができる。

なお、本実施形態のウェット処理とは、上述のウェットエッチングのみを指すものでは
なく、薬液を用いたレジスト剥離やウェハの洗浄であってもよい。すなわち、本実施形態
の半導体装置の製造装置及び半導体装置の製造方法は、枚葉式のウェットエッチング装置
に限られるものではなく、スピン方式の乾燥方法を用いたものであればよく、例えば枚葉
式のレジスト剥離装置や枚葉式の基板洗浄装置であってもよい。

また、本実施形態の半導体装置の製造装置及び半導体装置の製造方法により処理される
基板は、円板状のウェハに限られるものではなく、矩形状の基板であってもよい。

（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態について、図６及び図７を参照して説明する。図６は、
第２の実施形態のウェットエッチング装置２００ａの概略構成を示す正面図である。図７
は、ウェットエッチング装置２００ａのターンテーブルとガス供給ノズルとの位置関係を
示す上面図である。第２の実施形態のウェットエッチング装置２００ａは、第１の実施形
態のウェットエッチング装置２００に対し、主にガス供給ノズルの配置位置が異なる。よ
って、以下ではこの相違点のみを説明するものとし、また、第１の実施形態と同様の構成
要素については同一の符号を付し、その説明を適宜に省略するものとする。

ウェットエッチング装置２００ａは、ウェハ３５を一枚ずつ処理する枚葉式の形態を有
するものであり、第１の実施形態と同様に、ウェット処理後のウェハ３５をスピン乾燥に
よって乾燥させるものである。

ウェットエッチング装置２００ａは、主に、制御装置２３０と、処理槽２０１と、該処
理槽２０１内にウェハ３５を支持して鉛直軸を中心に回転する回転手段であるターンテー
ブル３１０とを具備して構成される。ターンテーブル３１０は、円筒状の回転ステージ３
１１と、該回転ステージ３１１の中心軸を略鉛直に支持し中心軸周りに回転可能に支持す
る支持台３１４と、ターンテーブル３１０をベルトを介して回転させるモータ３１３とを
有して構成される。支持台３１４は、上下方向に貫通孔が形成された中空な構造を有し、
後述するガス供給ノズル３２１の配管や支持構造が、該貫通孔内に挿通されている。

ここで、チャックピン２１２に支持された状態の円板状のウェハ３５は、回転ステージ
３１１の回転軸と略同心となる。すなわち、ウェットエッチング装置２００ａでは、ウェ
ハ３５は、表面３５ａが略水平に支持されて中心軸周りに水平面上で回転される。言い換
えれば、ウェットエッチング装置２００ａでは、ウェハ３５は、表面３５ａの法線と略平
行な軸周りに回転される。なお、ウェハ３５は、略水平ではなく、表面３５ａが水平面に
対して傾斜して支持され、かつ表面３５ａの法線と略平行な軸周りに回転されるものであ
ってもよい。

なお、本実施形態におけるウェハ３５の回転方向は、図７に示すように、ウェハ３５の
表面３５ａの法線方向から見て（ウェットエッチング装置２００ａの上方から見て）時計
回りである。図６においては、図面に正対して見た場合に、ウェハ３５の左側半分が奥方
向に進むように回転する。

処理槽２０１内であり、ターンテーブル３１０の上方には、ガス噴出手段であるガス供
給ノズル３２０が配設されている。ガス供給ノズル３２０は、乾燥した窒素ガス等の気体
をターンテーブル２１０に支持されたウェハ３５の表面３５ａ上に供給するものであり、
ガス供給装置２３１に配管により接続されている。ガス供給ノズル３２０は、略円筒状の
形状を有したノズルである。

ガス供給ノズル３２０は、ウェハ３５の表面３５ａの法線方向から見た場合に（図７の
視点）、ウェハ３５の回転中心から半径方向に所定の距離ｒだけ離間して配設されている
。また、ガス供給ノズル３２０は、ガス供給ノズル３２０から噴出される気体の噴出方向
が、ウェハ３５の表面３５ａに対して所定の角度θだけ傾斜した下向きとなるように配設
されている。さらに、ガス供給ノズル３２０から噴出される気体の噴出方向は、ウェハ３
５の周方向に沿う方向（接線に平行な方向）であり、かつウェハ３５の回転方向と同一方
向（順方向）である。

言い換えれば、ガス供給ノズル３２０の噴出孔の中心軸の延長線は、ウェハ３５の表面
３５ａの回転中心から距離ｒだけ離間した位置において、表面３５ａに対して角度θで交
わり、かつ、ウェハ３５の表面３５ａの法線方向から見た場合に回転中心から半径ｒの円
の接線と平行となる。

ここで、ターンテーブル３１０の回転ステージ３１１の周囲には、円筒状の飛沫防止板
２０６が配設されている。このため、ガス供給ノズル３２０から噴出された気体は、ウェ
ハ３５の周方向に沿う方向に流れるように、飛沫防止板２０６により流れの向きが変更さ
れる。すなわち、ウェハ３５の表面３５ａ上では、ウェハ３５の回転方向と同一方向に向
かって、ガス供給ノズル３２０から噴出された気体の流れが生じるのである。

また、ウェハ３５の裏面側には、ウェハ３５の表面３５ａを対称面として、ガス供給ノ
ズル３２０と面対称にガス供給ノズル３２１が配設されている。すなわち、ガス供給ノズ
ル３２１は、ガス供給ノズル３２１から噴出される気体の噴出方向が、ウェハ３５の周方
向に沿う方向（接線に平行な方向）であり、かつウェハ３５の回転方向と同一方向（順方
向）となるように配設されている。なお、ウェットエッチング装置２００ａは、ウェハ３
５の裏面側のガス供給ノズル３２１が配設されない構成であってもよい。

ガス供給ノズル３２０及び３２１は、それぞれガス供給装置２３１及び２３２に配管を
介して接続されている。ガス供給装置２３１及び２３２は、ガス供給ノズル３２０及び３
２１に供給する窒素等の気体の圧力及び流量を制御する装置であり、これらの値は制御装
置２３０により所定の値となるように制御される。

また、図示しないが、処理槽２０１内には、ウェハ３５の表面上にエッチングのための
薬液を供給する薬液供給ノズルや、洗浄のための純水を供給するための洗浄ノズルが、ガ
ス供給ノズル３２０に並設されている。これらのノズルは、ウェハ３５上に進退可能な図
示しない支持機構により支持されているものである。

なお、ガス供給ノズル３２０からの窒素ガスの供給のみでは、ウェハ３５の表面３５ａ
全体を窒素ガス雰囲気下に置くには足りない場合には、補助的にウェハ３５の表面３５ａ
の中心部に向けて窒素ガスを供給するノズルを別途設けてもよい。

上述の構成を有するウェットエッチング装置２００ａでは、図５のフローチャートに示
したスピン乾燥工程（ステップＳ０４）において、制御装置２３０により、ウェハ３５の
回転数が２０００ｒｐｍ以上であり、かつ、ウェハ３５の表面３５ａに対する雰囲気の相
対速度の絶対値の最大値が、臨界相対速度Ｖc＝２６．６［ｍ／ｓ］以下となるように、
ウェハ３５の回転数と、ガス供給ノズル３２０から噴出される気体の噴出速度が制御され
る。

具体的には、ターンテーブル３１０の回転の開始に同期して、ガス供給ノズル３２０か
ら窒素ガスを噴出する。ガス供給ノズル３２０から噴出された窒素ガスは、ウェハ３５の
周方向に沿って回転方向と同一方向に流れる。すなわち、ガス供給ノズル３２０からの窒
素ガスの噴出速度を上げるほど、ウェハ３５の表面３５ａに対する雰囲気である窒素ガス
の相対速度は下がるのである。なお、窒素ガスの噴出速度は、ウェハ３５の回転数の上昇
に比例して高められることが好ましい。

したがって、本実施形態では、ウェハ３５の表面３５ａ上の液滴を飛散させるに十分な
遠心力が得られる回転数である２０００ｒｐｍ以上でウェハ３５を回転させつつ、ウェハ
３５の表面３５ａと雰囲気との相対速度を、ウェハ３５上に形成された素子の静電破壊が
起こらない相対速度である２６．６ｍ／ｓ以下に維持することが可能となる。

よって、本実施形態によれば、ウェット処理後の乾燥工程において、第１の実施形態で
限界とされたウェハ３５の回転数である２５００ｒｐｍよりも高回転でウェハ３５を回転
させることが可能となり、素子や絶縁膜の絶縁破壊を起こすことなく、より短時間に乾燥
を行うことができるのである。特に、絶縁性の石英からなるウェハ３５においては、静電
気による帯電に起因するＴＦＴ等の絶縁破壊が発生しやすいものであるが、本実施形態に
よれば、静電気による帯電を防止することができるため、確実に絶縁破壊を防止すること
ができる。なお、８インチよりも大径のウェハを乾燥させる場合にも、ウェハの回転数を
従来よりも上げることが可能なため、より短時間に乾燥を行うことができる事は言うまで
もない。

上述の本実施形態のウェットエッチング装置２００ａは、円筒形状のガス供給ノズルを
一箇所に配設したものであるが、ガス供給ノズルの形状及び配置位置は、この形態に限ら
れるものではない。以下に、ウェハ３５に対する、ガス供給ノズルの配置位置及び形状の
変形例を、図８から図１３を参照して説明する。図８から図１３の各図は、ウェハ３５と
ガス供給ノズルの形状及び配置位置のみを模式的に示したものであり、各図（ａ）はウェ
ハ３５の表面の法線方向から見た上面図であり、各図（ｂ）はウェハ３５の表面と平行な
方向から見た側面図である。また、図中の矢印は、ガス供給ノズルから噴出される気体（
本実施形態では窒素ガス）の速度ベクトルを模式的に表現したものである。

なお、以下の説明において、ガス供給ノズルはウェハ３５の一方の表面側にのみ配設さ
れているものであるが、ガス供給ノズルはウェハ３５の両面方向に配設されるものであっ
てもよい。

例えば、図８に示すように、ガス供給ノズル３２０を、ウェハ３５の周方向に等間隔に
複数個配置する。このような構成によれば、ウェハ３５の表面上に、周方向により均一な
速度分布を有した窒素ガスの流れを形成することができる。よって、本構成によれば、よ
り安定してウェハ３５の表面に対する雰囲気である窒素ガスの相対速度を下げることがで
き、確実にウェハ３５上に形成された素子等の静電破壊を防止することができるのである
。

なお、以下に図９以降を参照して説明する変形例は、ガス供給ノズルを周方向に一箇所
のみ配置した図で説明しているが、本構成のようにさらに周方向に等配する構成を組み合
わせることでより静電破壊の防止効果が向上することはいうまでもない。

また例えば、図９に示すように、ガス供給ノズル３５０を、ウェハ３５の表面に平行な
方向かつ半径方向に扁平な形状を有するものとする。このような形状のノズルは、エアナ
イフ状、スプレー状と称されることもある。扁平なガス供給ノズル３５０からは、長手方
向に略均一な速度分布Ｖ1で気体が噴出される。このような構成によれば、ウェハ３５の
表面上に、径方向により均一な速度分布を有した窒素ガスの流れを形成することができる
。よって、本構成によれば、ウェハ３５の表面を安定して窒素ガスにより覆うことができ
る。したがって、乾燥工程中にウェハ３５の表面上が酸化されてしまうことを確実に防ぐ
ことができる。

また例えば、図１０に示すように、ガス供給ノズル３５１から窒素ガスが噴出される範
囲を、ウェハ３５の表面に平行な方向かつ半径方向に延在させ、かつ、窒素ガスの噴出速
度をウェハ３５の外周に向うにつれて高速とした構成とする。そして、ガス供給ノズル３
５１のウェハ３５の外周部側から噴出される窒素ガスの噴出速度を最大値ＶOとし、ウェ
ハ３５の内周部に向けて線形に噴出速度が低くなるようにする。このような構成によれば
、外周部に行くほど高速となるウェハ３５の周方向速度に対応して、窒素ガスの噴出速度
を高くすることができ、より効果的にウェハ３５の表面に対する雰囲気である窒素ガスの
相対速度を下げることができる。特に、ウェハ３５の径方向の絶対速度分布に、ガス供給
ノズル３５１から噴出される窒素ガスの噴出速度分布を一致させれば、ウェハ３５の表面
に対する雰囲気である窒素ガスの相対速度を０に近くすることができ、確実に素子等の静
電破壊を防止することができる。

図１０に示した変形例の構成では、ウェハ３５の半径方向外側となるほど噴出速度が高
くなる速度分布を実現するために、ガス供給ノズル３５１の噴出孔の形状を特殊なものに
する必要があるが、例えば図１１から１３に示すように、複数のガス供給ノズルにより同
等の速度分布を得る構成としてもよい。

例えば、図１１に示すように。ウェハ３５の半径方向に同一形状のガス供給ノズル３５
２を複数個配列し、各ノズルにはレギュレータ３５３によって異なる圧力で窒素ガスを供
給すればよい。また例えば、図１２に示すように、ウェハ３５の半径方向に、外周部に配
置されるものほど噴出孔の径が小さくなる複数個のガス供給ノズル３５４を配列してもよ
い。また例えば、図１３に示すように、同一形状の複数個のガス供給ノズル３５５ａ〜３
５５ｃをウェハ３５の半径方向に配列し、かつ、外周部に配置されるものほど噴出方向と
ウェハ３５の表面とのなす角度θが小さくなるように配置してもよい。この構成では、各
ガス供給ノズル３５５ａ〜３５５ｃから噴出される窒素ガスの噴出速度は略同一であるが
、各ガス供給ノズル３５５ａ〜３５５ｃから噴出される窒素ガスのウェハ３５の表面と平
行な速度成分が、ウェハ３５の外周部になるほど小さくなるため、ウェハ３５の半径方向
外側になるほどウェハ３５の表面と窒素ガスとの相対速度が小さくなる。

なお、本発明は、本実施形態に係るＴＦＴアクティブマトリクス駆動の液晶表示装置の
他に、メモリや集積回路等の半導体装置や、電子ペーパなどの電気泳動装置、ＥＬ（Elec
tro-Luminescence）表示装置、電子放出回路素子を備えた装置（Field Emission Display
及びSurface-Conduction Electron-Emitter Display）等の電気光学装置の技術分野に属
するものである。

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から
読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更
を伴う半導体装置の製造装置及び半導体装置の製造方法もまた本発明の技術的範囲に含ま
れるものである。

ＴＦＴアレイ基板を、その上に構成された各構成要素と共に対向基板の側から見た液晶装置の平面図である。 図１のＨ−Ｈ’断面図である。 ウェハの平面図である。 ウェットエッチング装置の概略構成図である。 ウェットエッチング工程のフローチャートである。 第２の実施形態のウェットエッチング装置の概略構成を示す正面図である。 ターンテーブルとガス供給ノズルとの位置関係を示す上面図である。 ガス供給ノズルの配置位置の変形例を説明する説明図である。 ガス供給ノズルの形状の変形例を説明する説明図である。 ガス供給ノズルのガス噴出速度の速度分布の変形例を説明する説明図である。 ガス供給ノズルの配置位置の変形例を説明する説明図である。 ガス供給ノズルの配置位置及び形状の変形例を説明する説明図である。 ガス供給ノズルの配置位置の変形例を説明する説明図である。

符号の説明

３５ ウェハ、 ２００ａ ウェットエッチング装置、 ２０１ 処理槽、 ２０２ 基
板搬入口、 ２０３ シャッタ、 ２０４ 排水口、 ２０５ 排気口、 ２０６ 飛沫
防止板、 ２１２ チャックピン、 ２３０ 制御装置、 ２３１ ガス供給装置、 ２
３２ ガス供給装置、 ３１０ ターンテーブル、 ３１１ 回転ステージ、 ３１３
モータ、 ３１４ 支持台、 ３２０ ガス供給ノズル、 ３２１ ガス供給ノズル

Claims (7)

1. 半導体装置用基板のウェット処理後にスピン方式により前記基板の表面の乾燥を行う枚
   葉式の半導体装置の製造装置であって、
   前記基板を前記基板の前記表面の法線と平行な回転軸周りに所定の回転速度で回転させ
   る回転手段と、
   前記基板の前記表面上に向けて気体を所定の流速で噴出するガス噴出手段とを有し、
   前記気体の前記表面に平行な方向の成分の前記基板との速度差の絶対値が、前記基板の
   静電気耐性の臨界速度差以下となるように、前記基板の前記回転速度と前記気体の流速と
   を制御することを特徴とする半導体装置の製造装置。
2. 前記臨界速度差は、２６．６［ｍ／ｓ］であることを特徴とする請求項１に記載の半導
   体装置の製造装置。
3. 半導体装置用基板のウェット処理後にスピン方式により前記基板の表面の乾燥を行う枚
   葉式の半導体装置の製造装置であって、
   前記基板を前記基板の前記表面の法線と平行な回転軸周りに所定の回転速度で回転させ
   る回転手段と、
   前記基板の前記表面上に向けて気体を所定の流速で噴出するガス噴出手段とを有し、
   前記ガス噴出手段は、前記気体を前記基板の前記表面の回転方向に向かう速度成分を有
   するように前記表面の法線に対して斜め方向へ噴出することを特徴とする半導体装置の製
   造装置。
4. 前記ガス噴出手段は、前記気体の前記表面の回転方向に向かう速度成分が、前記基板の
   前記表面の回転中心から外側に向かう方向について所定の速度分布を有するように、前記
   気体を噴出することを特徴とする請求項３に記載の半導体装置の製造装置。
5. 前記速度分布は、前記基板の前記表面の回転中心から外側であるほど、前記気体の前記
   表面の回転方向に向かう速度成分が大きくなることを特徴とする請求項４に記載の半導体
   装置の製造装置。
6. 前記ガス噴出手段は複数のノズルからなり、該ノズルは前記基板の回転の同心円上に等
   間隔に配置されることを特徴とする請求項３から５のいずれか一項に記載の半導体装置の
   製造装置。
7. 半導体装置用基板のウェット処理後にスピン方式により前記基板の表面の乾燥を行う半
   導体装置の製造方法であって、
   前記基板を前記基板の前記表面の法線と平行な回転軸周りに所定の回転速度で回転させ
   る基板回転工程と、
   前記基板の前記表面上に向けて気体を所定の流速で噴出するガス噴出工程とを有し、
   前記気体の前記表面に平行な方向の成分の前記基板との速度差の絶対値が、前記基板の
   静電気耐性の臨界速度差以下となるように、前記基板の前記回転速度と前記気体の流速と
   を制御することを特徴とする半導体装置の製造方法。
   

Images