JP3566947B2

JP3566947B2 - Method for manufacturing semiconductor device

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Publication number: JP3566947B2
Application number: JP2001344206A
Authority: JP
Inventors: 恒菅野
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-02-07
Filing date: 2001-11-09
Publication date: 2004-09-15
Anticipated expiration: 2021-11-09
Also published as: JP2002313771A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排気管の開口面積を可変に調整できる排気圧力調整部が設けられた排気装置を有する半導体製造装置を用いた半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、半導体装置の製造プロセスの洗浄工程やエッチング工程において、硫酸（Ｈ_２ＳＯ_４），弗酸（ＨＦ），過酸化水素水（Ｈ_２Ｏ_２），アンモニア水（ＮＨ_４ＯＨ），塩酸（ＨＣｌ）等の薬液を使用して、半導体ウェハの洗浄や半導体ウェハ上に形成されているシリコン酸化膜やレジスト膜等のエッチングを行っている。
【０００３】
これらの薬液を使用している洗浄装置やエッチング装置は、半導体ウェハの表面への塵埃の付着等を防止すると共に、薬液から発生する有害ガス等の発生気体がクリーンルーム内に漏洩することを防止するため、排気ダクトに接続される排気管を備えている。つまり、発生気体を排気管から排気ダクトを経てクリーンルームの外部に強制的に排出するように構成されている。
【０００４】
図５は、従来の洗浄装置の構成を示すブロック図である。この洗浄装置は、半導体ウェハを洗浄処理するための洗浄処理部５１と、洗浄に用いられる硫酸，弗酸，過酸化水素水，アンモニア水，塩酸等の薬液をそれぞれ蓄えておくための薬液タンク５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄを有する薬液貯蔵部５２と、洗浄処理部５１で使用した薬液等の廃液をそれぞれの廃液の種類に応じて分別して回収するための廃液回収部５３と、洗浄処理部５１で発生した有害ガス等の発生ガスを排出するための排気処理部５４と、洗浄処理部５１，薬液貯蔵部５２，廃液回収部５３及び排気処理部５４に配置された各機器を制御するための制御部５５とを備えている。
【０００５】
洗浄処理部５１には、純水を供給するための純水供給管５６と、窒素ガスを導入するためのガス導入管５７とがそれぞれ開閉バルブ６２，６３を通じて接続されている。また、薬液タンク５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄは、それぞれ薬液供給管５９ａ，５９ｂ，５９ｃ，５９ｄにより洗浄処理部５１に接続されており、各薬液供給管５９ａ，５９ｂ，５９ｃ，５９ｄには、それぞれ開閉バルブ５８ａ，５８ｂ，５８ｃ，５８ｄが介設されている。
【０００６】
また、廃液回収部５３には、廃液を回収するためのドレンライン６１が設けられており、ドレンライン６１には、排液をその種類に応じて分別回収するための分岐管が取り付けられており、各分岐管には開閉バルブ６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄが介設されている。なお，各分岐管は、廃液をクリーンルームの外部に排出するための排出管（図示せず）にそれぞれ接続されている。
【０００７】
排気処理部５４は、基端が洗浄処理部５１に接続された主排気管５４ａと、主排気管５４ａの先端に設けられた排気分配部５４ｂと、排気分配部５４ｂからそれぞれ延びるアルカリ排気管５４ｃ及び酸排気管５４ｄとを備えている。アルカリ排気管５４ｃ及び酸排気管５４ｄには、それぞれ排気管の開口面積を可変に調整できる排気圧力調整部６４ａ及び６４ｂが設けられている。また、アルカリ排気管５４ｃ及び酸排気管５４ｄの先端側には、排気をクリーンルームの外部に強制的に排出するための排気ダクト（図示せず）がそれぞれ接続されている。
【０００８】
以上のように構成された洗浄装置について、以下その動作について説明する。例えば、半導体ウェハを硫酸と過酸化水素水の混合液で洗浄する場合の動作は以下の通りである。まず、洗浄処理部５１に半導体ウェハを設置した後、制御部５５によって、薬液貯蔵部５２のうち硫酸と過酸化水素水の入っている薬液タンクの開閉バルブを開け、かつ、廃液回収部５３のうち硫酸と過酸化水素水の混合液を回収するための開閉バルブを開ける。さらに、排気処理部５４のうちアルカリ排気管５４ｃは排気圧力調整部６４ａによって閉鎖状態にし、酸排気管５４ｄは排気圧力調整部６４ｂによって開放状態にする。これによって、硫酸と過酸化水素水の混合液から発生した酸性の発生気体は、酸排気管５４ｄから排気ダクトを通じてクリーンルーム外にある酸用処理装置まで強制的に排出される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述した従来の洗浄装置では、排気処理部５４のアルカリ排気管５４ｃ及び酸排気管５４ｄにそれぞれ設けられている排気圧力調整部６４ａ，６４ｂの各回転軸取り出し部において、排気する発生気体が排気管から漏洩するという不具合があった。
【００１０】
図６は、図５に示す従来の排気圧力調整部６４ａ又は６４ｂが設けられた排気装置の断面図である。つまり、図６は、アルカリ排気管５４ｃ及び酸排気管５４ｄに共通の排気装置の構成を示している。排気装置は、排気管７０の内径と同程度の直径を有する円板状の開閉弁７２と、該開閉弁７２を回転させるための回転軸７１とを備え、開閉弁７２の１つの直径に沿った部分が固定用ビス７３によって回転軸７１に固定されている。つまり、開閉弁７２は、その直径を通過する軸回りに回転自在に構成されている。そして、回転軸７１の一端部７１ａが排気管７０に設けられた凹部状の回転軸受け部７０ａ内に挿入され、回転軸７１の他端部７１ｂが排気管７０に設けられた円筒状の回転軸取り出し部７０ｂを貫通して排気管７０の外部に取り出されている。つまり、円板状の開閉弁７２及び回転軸７１は、回転軸受け部７０ａと回転軸取り出し部７０ｂとにより、回動自在に支持されており、開閉弁７２の回動位置に応じて排気管７０から排出される気体の量が可変に調整される。回転軸７１の他端７１ｂ側には、排気気体の漏洩を防止するための気密用Ｏリング７４と、気密用Ｏリング７４を固定するための溝部（図示せず）が設けられている。
【００１１】
このような構成を有する排気装置において、定常時には排気管７０の内圧は外部に設けられた排気ファンによって吸引されているため大気圧よりも低くなっており、排気される発生気体（排気ガス）が排気管７０から外部に漏洩することはない。しかしながら、例えば排気ファンに取り付けられている排気ダクトには、多数の半導体製造装置が接続されており、これらの半導体製造装置が同時に稼働し排気ファンの排気能力を超える気体が排出されると、排気管７０の内圧が大気圧よりも高くなることがある。この場合、排気管７０の回転軸取り出し部７０ｂと回転軸７１との隙間７５には、気密用Ｏリング７４が設けられているが、気密用Ｏリング７４によって排気管７０内の空間を完全に密封することは不可能であり、気密用Ｏリング７４の周囲には微小な隙間が生じる。従って、排気管７０の内圧が大気圧よりも高くなると微小な隙間から排気ガスが排気管７０から外部に漏洩してしまうおそれがあった。
【００１２】
本発明の目的は、排気管の開口面積を可変に調整できる排気圧力調整部を有する排気装置を有する半導体製造装置を用い、排気される気体の排気管外部への漏洩を防止しつつうる半導体装置の製造方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の半導体装置の製造方法は、ウェハを処理するための処理装置と、該処理装置に接続される排気管と、該排気管の開口面積を可変に調整するための排気圧力調整部を有する排気装置とを備えている半導体製造装置を用いた半導体装置の製造方法において、上記排気装置の上記排気圧力調整部は、上記排気管内に、上記排気管の開口面積を変化させるように回動自在に設けられた開閉弁と、上記排気管内から上記排気管の外方まで延びるように設けられ、上記開閉弁を回動させるための上記回転軸と、上記排気管に設けられ、上記回転軸を上記排気管の内方に位置する部分と外方に位置する部分との間で支持するための上記回転軸取り出し部と、上記排気管の上記回転軸取り出し部と上記回転軸との隙間に設けられた気密用Ｏリングと、上記回転軸取り出し部と上記回転軸との隙間に、上記パージガスを導入するためのパージガス導入用孔を含むガス導入手段とを備え、上記パージガス導入用孔は、上記回転軸の上記回転軸取り出し部側の端部に設けられ、上記回転軸の軸方向に延びる導入孔と、上記導入孔から分岐する複数の分岐孔とを有し、上記導入孔は、上記回転軸の端部の端面に開口が形成されており、上記分岐孔は、上記排気管の上記回転軸取り出し部と上記回転軸との隙間のうち、上記気密用Ｏリングの内側で上記排気管の内部空間に連通する隙間に位置する開口が形成されており、上記処理部において、薬液を用いて上記ウェハを洗浄するステップ（ａ）と、上記ステップ（ａ）の後、上記処理部において、上記ウェハの水すすぎを行なうステップ（ｂ）と、上記ステップ（ｂ）の後、上記処理部において、上記ウェハを乾燥させるステップ（ｃ）とを含み、上記ステップ（ａ）において、上記排気装置の上記排気圧力調整部の上記回転軸取り出し部と上記回転軸との隙間に、上記パージガス導入孔から上記パージガスを導入する方法である。
【００１４】
この方法により、排気管の内部から外部への流れがパージガスによって阻止されるので、ウェハの薬液処理によって生じた気体の排気管から外部への漏洩が防止されることになる。
【００１５】
上記ステップ（ａ）及び（ｂ）のいずれかのステップと同時に、又は上記ステップ（ａ）と（ｂ）との間に、上記排気圧力調整部に洗浄液又は蒸気を導入することにより、排気圧力調整部における異物の固着を防止することができ、排気圧力調整部の気密性を高めることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態における，排気管の開口面積を可変に調整できる排気圧力調整部が設けられた排気装置の断面図である。図１は、アルカリ排気管及び酸排気管に共通の排気装置の構成を示している。
【００１７】
排気圧力調整部は、塩化ビニール樹脂からなる排気管１と、排気管１の内径と同程度の直径を有する塩化ビニール樹脂製の円板状の開閉弁３と、該開閉弁３を回転させるためのステンレス製の回転軸２とを備え、開閉弁３の１つの直径に沿った部分が固定用ビス４によって回転軸２に固定されている。つまり、開閉弁３は、その直径を通過する軸回りに回転自在に構成されている。ただし、必ずしも直径に沿った軸回りに回動する必要はなく、排気管１の開口面積を変化させるような運動を行なうことが可能に構成されていればよい。そして、回転軸２の一端部２ａが排気管１に設けられた凹部状の回転軸受け部１ａ内に挿入され、回転軸２の他端部２ｂが排気管１に設けられた円筒状の回転軸取り出し部１ｂを貫通して排気管１の外部に取り出されている。つまり、円板状の開閉弁３及び回転軸２は、回転軸受け部１ａと回転軸取り出し部１ｂとにより、回動自在に支持されており、開閉弁３の回動位置に応じて開閉弁３と排気管１の内周部との隙間が変化し、これにより、排気管１から排出される気体の量が可変に調整される。回転軸２の他端部２ｂ側には、排気気体の漏洩を防止するための気密用Ｏリング５と、気密用Ｏリング５を固定するための溝部（図示せず）が設けられている。なお、開閉弁３を下方から純水のシャワーによって洗浄するように構成されている。
【００１８】
ここで、本実施形態の排気圧力調整部の特徴は、以下の構成にある。回転軸２の他端部２ｂには、回転軸２の軸方向に延びる，パージ用ガスを導入するための導入孔７と、導入孔７から分岐する複数の（例えば４つの）分岐孔７ｂとが設けられている。そして、各分岐孔７ｂは、軸に対して約４５°（斜めに）傾いて形成されており、排気管１の回転軸取り出し部１ｂと回転軸２との隙間６のうち、気密用Ｏリング５の内側で排気管１の内部空間に連通する隙間６ａに開口している。導入孔７は、回転軸２の他端部２ｂの端面に開口していて、この開口部にパージ用配管８が接続されている。そして、パージ用配管８には、常時、窒素ガス（Ｎ_２ガス）や高圧エアなどのパージガスを隙間６ａに供給するためのガス供給用配管８ａと、間欠的に純水を隙間６ａに供給するための純水供給用配管８ｂと、純水供給用配管８ｂの開閉を制御するための開閉弁８ｃとが取り付けられている。この導入孔７，分岐孔７ｂ，パージ用配管８及びガス供給配管８ａにより、パージガス導入手段が構成されている。また、この導入孔７，分岐孔７ｂ，パージ用配管８，純水供給用配管８ｂ及び開閉弁８ｃにより、液導入手段が構成されている。
【００１９】
本実施形態の排気装置によれば、ガス供給用配管８ａからパージ用配管８，導入孔７及び分岐孔７ｂを経て、排気管１の内部空間に連通する隙間６ａに窒素ガス（Ｎ_２ガス）や高圧エアなどのパージガスを導入することができる。この構成によって、有害ガス等の発生気体（排気ガス）を排気する際に、隙間６ａにパージガスを導入しておくことによって、排気管１の内圧が大気圧よりも高くなっても、排気ガスが排気管１から外部へ漏洩するのを防止することができる。特に、分岐孔７ｂが回転軸２の軸方向に直交するのではなく、排気管１の内部側に向かうように斜めに傾いていることにより、排気管１の内部圧力が高まったときに、発生ガスが外部に流れ込もうとするのに対する抗力がより大きくなるという利点がある。
【００２０】
また、ガス供給用配管８ａから隙間６ａに窒素ガスなどのパージガスを供給することにより、気密用Ｏリング５や気密用Ｏリング５に接触する部材の寿命も延びるので、気密性がより向上することになる。
【００２１】
また、純水供給用配管８ｂから純水を供給しうる構造となっているので、回転軸２，Ｏリング５，排気管１の回転軸取り出し部１ｂなどに固着した異物を容易に除去することができるので、気密性がさらに向上することになる。
【００２２】
（第２の実施形態）
図２は、本発明の第２の実施形態における，排気管の開口面積を可変に調整できる排気圧力調整部が設けられた排気装置の断面図である。図２は、アルカリ排気管及び酸排気管に共通の排気装置の構成を示している。
【００２３】
排気圧力調整部は、塩化ビニール樹脂からなる排気管１と、排気管１の内径と同程度の直径を有する塩化ビニール樹脂製の円板状の開閉弁３と、該開閉弁３を回転させるためのステンレス製の回転軸９とを備え、開閉弁３の１つの直径に沿った部分が固定用ビス４によって回転軸９に固定されている。つまり、開閉弁３は、その直径を通過する軸回りに回転自在に構成されている。ただし、必ずしも直径に沿った軸回りに回動する必要はなく、排気管１の開口面積を変化させるような運動を行なうことが可能に構成されていればよい。そして、回転軸９の一端部９ａが排気管１に設けられた凹部状の回転軸受け部１ａ内に挿入され、回転軸９の他端部９ｂが排気管１に設けられた円筒状の回転軸取り出し部１ｂを貫通して排気管１の外部に取り出されている。つまり、円板状の開閉弁３及び回転軸９は、回転軸受け部１ａと回転軸取り出し部１ｂとにより、回動自在に支持されており、開閉弁３の回動位置に応じて開閉弁３と排気管１の内周部との隙間が変化し、これにより、排気管１から排出される気体の量が可変に調整される。回転軸９の他端部９ｂ側には、排気気体の漏洩を防止するための気密用Ｏリング５と、気密用Ｏリング５を固定するための溝部（図示せず）が設けられている。なお、開閉弁３を下方から純水のシャワーによって洗浄するように構成されている。以上の構成は、回転軸９に導入孔及び分岐孔が形成されていない点を除けば、第１の実施形態と同じである。
【００２４】
ここで、本実施形態の排気圧力調整部の特徴は、以下の構成にある。排気管１の回転軸取り出し部１ｂには、軸方向に対して約４５°（斜めに）傾いて形成されたパージ用ガスを導入するための導入孔１０が設けられている。そして、導入孔１０の基端部は、排気管１の回転軸取り出し部１ｂと回転軸９との隙間６のうち、気密用Ｏリング５の内側で排気管１の内部空間に連通する隙間６ａに開口している。導入孔１０の先端は、回転軸取り出し部１ｂのフランジ部の外周面に開口していて、この導入孔１０の開口部には高圧のパージガスを供給するパージ用配管１１が接続されている。そして、パージ用配管１１には、常時、窒素ガスや高圧エアなどのパージガスを隙間６ａに供給するためのガス供給用配管１１ａと、間欠的に純水を隙間６ａに供給するための純水供給用配管１１ｂと、純水供給用配管１１ｂの開閉を制御するための開閉弁１１ｃとが取り付けられている。この導入孔１０，パージ用配管１１及びガス供給用配管１１ａにより、パージガス導入手段が構成されている。また、この導入孔１０，パージ用配管１１，純水供給配管１１ｂ及び開閉弁１１ｃにより、液導入手段が構成されている。
【００２５】
本実施形態の排気装置によれば、ガス供給用配管１１ａからパージ用配管１１，導入孔１０を経て、排気管１の内部空間に連通する隙間６ａに高圧の窒素ガスや高圧エアなどのパージガスを導入することができる。この構成によって、有害ガス等の発生気体（排気ガス）を排気する際に、隙間６ａに高圧のパージガスを導入することによって、排気管１の内圧が大気圧よりも高くなっても、排気ガスが排気管１から外部へ漏洩するのを防止することができる。特に、導入孔１０が回転軸９の軸方向に直交するのではなく、排気管１の内部側に向かうように斜めに傾いていることにより、排気管１の内部圧力が高まったときに、発生ガスが外部に流れ込もうとするのに対する抗力がより大きくなるという利点がある。
【００２６】
また、ガス供給用配管１１ａから隙間６ａに窒素ガスなどのパージガスを供給することにより、気密用Ｏリング５や気密用Ｏリング５に接触する部材の寿命も延びるので、気密性がより向上することになる。
【００２７】
また、純水供給用配管１１ｂから純水を供給しうる構造となっているので、回転軸９，Ｏリング５，排気管１の回転軸取り出し部１ｂなどに固着した異物を容易に除去することができるので、気密性がさらに向上することになる。
【００２８】
なお、本実施形態では、回転軸取り出し部１ｂに導入孔１０を１カ所のみに設けたが、多数の導入孔を設けてもよい。
【００２９】
（第３の実施形態）
−洗浄装置の構成−
図３は、第３の実施形態における半導体製造装置である洗浄装置の構成を示すブロック図である。この洗浄装置は、半導体ウェハを洗浄処理するための洗浄処理部３１と、洗浄に用いられる硫酸，弗酸，過酸化水素水，アンモニア水，塩酸等の薬液をそれぞれ蓄えておくための薬液タンク３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄを有する薬液貯蔵部３２と、洗浄処理部３１で使用した薬液等の廃液をそれぞれの廃液の種類に応じて分別して回収するための廃液回収部３３と、洗浄処理部３１で発生した有害ガス等の発生ガスを排出するための排気処理部３４と、洗浄処理部３１，薬液貯蔵部３２，廃液回収部３３及び排気処理部３４に配置された各機器を制御するための制御部３５とを備えている。
【００３０】
洗浄処理部３１には、純水を供給するための純水供給管３６と、窒素ガスを導入するためのガス導入管３７とがそれぞれ開閉バルブ４２，４３を通じて接続されている。また、薬液タンク３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄは、それぞれ薬液供給管３９ａ，３９ｂ，３９ｃ，３９ｄにより洗浄処理部３１に接続されており、各薬液供給管３９ａ，３９ｂ，３９ｃ，３９ｄには、それぞれ開閉バルブ３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，３８ｄが介設されている。
【００３１】
また、廃液回収部３３には、廃液を回収するためのドレンライン４１が設けられており、ドレンライン４１には、排液をその種類に応じて分別回収するための分岐管が取り付けられており、各分岐管には開閉バルブ４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄが介設されている。なお，各分岐管は、廃液をクリーンルームの外部に排出するための排出管（図示せず）にそれぞれ接続されている。
【００３２】
排気処理部３４は、基端が洗浄処理部３１に接続された主排気管３４ａと、主排気管３４ａの先端に設けられた排気分配部３４ｂと、排気分配部３４ｂからそれぞれ延びるアルカリ排気管３４ｃ及び酸排気管３４ｄとを備えている。アルカリ排気管３４ｃ及び酸排気管３４ｄには、それぞれ排気管の開口面積を可変に調整できる排気圧力調整部４４ａ及び４４ｂが設けられている。また、アルカリ排気管３４ｃ及び酸排気管３４ｄの先端側には、排気をクリーンルームの外部に強制的に排出するための排気ダクト（図示せず）がそれぞれ接続されている。
【００３３】
ここで、本実施形態の洗浄装置の特徴は、アルカリ排気管３４ｃと酸排気管３４ｄとに、それぞれ排気管の開口面積を可変に調整できる排気圧力調整部４４ａ，４４ｂが設けられている点である。この排気圧力調整部４４ａ，４４ｂの構造は、上記第１又は第２の実施形態で説明したとおりであって、具体的には、図１又は図２に示す構造となっている。すなわち、アルカリ排気管３４ｃ及び酸排気管３４ｄのうち開閉弁３の回転を支持している回転軸取り出し部１ｂの隙間に、窒素ガス，パージガス及び純水を噴射し得るように構成されている。
【００３４】
これにより、第１又は第２の実施形態の排気装置を用いたウェハの洗浄を行なうことができ、ウェハの洗浄の際に発生する酸性ガスやアルカリ性ガス等の気体が排気管１の外部に漏洩するのを防止する効果が得られることになる。
【００３５】
本実施形態の半導体製造装置によれば、第１及び第２の実施形態と同様に、アルカリ排気管３４ｃ及び酸排気管３４ｄに設けられた排気圧力調整部４４ａ及び４４ｂには、ガス供給用配管（図示せず）及び純水供給用配管（図示せず）に接続されているパージ用配管４５ａ及び４５ｂからパージガスや純水を導入することができる。この構成によって、洗浄に使用する薬液から発生する有害ガス等の発生気体（排気ガス）を排気管３４ｃ又は３４ｄから排気する際に、排気管３４ｃ，３４ｄのそれぞれの回転軸取り出し部と回転軸との隙間にパージガスを導入することによって、排気管３４ｃ及び３４ｄの内圧が大気圧よりも高くなっても、排気ガスが排気管３４ｃ及び３４ｄから外部へ漏洩するのを防止することができる。
【００３６】
−洗浄処理の手順−
次に、本実施形態の洗浄装置を用いたウェハの洗浄処理を伴う半導体装置の製造方法について、フォトレジスト膜の除去（アッシング）後の洗浄処理を例にとって説明する。ここでは、第１，第２の実施形態のいずれの排気装置をも用いることができる。なお、以下の説明において、排気管１はアルカリ排気管３４あ及び酸排気管３４ｄに相当し、排気圧力調整部４４ａ，４４ｂについては、第１又は第２の実施形態の排気装置の構成を用いて説明する。
【００３７】
図４は、本実施形態の洗浄処理の手順を示すフローチャート図である。図４において、右側には、洗浄処理に沿った排気装置側における処理の内容が付記されている。
【００３８】
まず、ステップＳＴ１で、ウェハのセットを行なう。すなわち、ウェハをカセットにセットして、カセットを洗浄処理部３１のチャンバ内のターンテーブルにセットする。このとき、ウェハをセットする前から、排気管１の回転取り出し部１ｂには、ガス供給用配管８ａ（又は１１ａ）から窒素ガス（Ｎ_２ガス）が供給されている。そして、純水供給用配管８ｂ（又は１１ｂ）の開閉弁８ｃ（又は１１ｃ）は閉じられている。
【００３９】
次に、ステップＳＴ２で、制御部３５により、バルブの切り換え制御を行なう。まず、酸排気管３４ｄの開閉弁４４ｂを開いて、アルカリ排気管３４ｃの開閉弁４４ａを閉じる。次に、薬液貯蔵部３２のうち硫酸と過酸化水素水の入っている薬液タンクの開閉バルブを開け、かつ、廃液回収部３３のうち硫酸と過酸化水素水の混合液を回収するための開閉バルブを開く。このとき、ガス供給用配管８ａ（又は１１ａ）から窒素ガス（Ｎ_２ガス）が供給され、純水供給用配管８ｂ（又は１１ｂ）の開閉弁８ｃ（又は１１ｃ）は閉じられている。
【００４０】
次に、ステップＳＴ３で、ウェハの酸洗浄を行なう。洗浄処理部３１のチャンバを閉じ、ターンテーブルを回転させた状態で、カセット内にセットされているウェハに純水を噴射した後、硫酸過水（硫酸水溶液と過酸化水素水との混合液）をウェハにスプレーする。このとき、酸排気管３４ｄの開閉弁４４ｂは開かれたたままである。つまり、硫酸過水から発生する酸性の発生気体を、酸排気管４４ｄから排気ダクトを通じてクリーンルーム外にある酸用処理装置まで強制的に排出する。また、ガス供給用配管８ａ（又は１１ａ）から窒素ガス（Ｎ_２ガス）が供給され、純水供給用配管８ｂ（又は１１ｂ）の開閉弁８ｃ（又は１１ｃ）は閉じられている。
【００４１】
次に、ステップＳＴ４で、ウェハを純水とＮ_２とによってすすぎ洗浄する。つまり、ウェハに付着している薬液を除去するのである。このとき、酸排気管３４ｄの開閉弁４４ｂは開かれたたままである。
【００４２】
また、このウェハのすすぎ洗浄の際、排気分配部３４ｂに設けられているシャワー噴射口から排気管１の開閉弁３，回転軸２（又は９）等にシャワーを噴射して、開閉弁３，回転軸２（又は９）等をすすぎ洗浄する。
【００４３】
同時に、純水供給用配管８ｂ（又は１１ｂ）の開閉弁８ｃ（又は１１ｃ）を開いて、排気管１の回転軸取り出し部１ｂの隙間６ａに、導入孔７の分岐孔７ｂ（又は導入孔１０）から純水を噴射して、排気管１の回転軸取り出し部１ｂの内周部付近全体の各部材（回転軸２（又は９），開閉弁３，気密用Ｏリング５など）を洗浄する。この間、ガス供給用配管８ａ（又は１１ａ）は開かれたままであり、窒素ガスの圧力によって純水が噴射される。
【００４４】
以上によって、酸処理が終了すると、ステップＳＴ５で、制御部３５によりバルブの切り換えを行なう。つまり、酸排気管３４ｄの開閉弁４４ｂを閉じて、アルカリ排気管３４ｃの開閉弁４４ａを開く。また、薬液貯蔵部３２のうちアンモニアと過酸化水素水の入っている薬液タンクの開閉バルブを開け、かつ、廃液回収部３３のうちアンモニアと過酸化水素水の混合液を回収するための開閉バルブを開く。この間、ガス供給用配管８ａ（又は１１ａ）から窒素ガス（Ｎ_２ガス）が供給され、純水供給用配管８ｂ（又は１１ｂ）の開閉弁８ｃ（又は１１ｃ）は閉じられている。
【００４５】
次に、ステップＳＴ６で、ウェハのアルカリ洗浄を行なう。洗浄処理部３１のチャンバ内で、アンモニア過水（アンモニア水溶液と過酸化水素水との混合液）をウェハにスプレーする。このとき、アルカリ排気管３４ｃの開閉弁４４ａは開かれたたままである。この間、ガス供給用配管８ａ（又は１１ａ）から窒素ガス（Ｎ_２ガス）が供給され、純水供給用配管８ｂ（又は１１ｂ）の開閉弁８ｃ（又は１１ｃ）は閉じられている。
【００４６】
次に、ウェハを純水とＮ_２ガスとによってすすぎ洗浄する。つまり、ウェハに付着している薬液を除去するのである。このとき、アルカリ排気管３４ｃの開閉弁４４ａは開かれたたままである。つまり、アンモニア過水から発生するアルカリ性の発生気体を、アルカリ排気管４４ｃから排気ダクトを通じてクリーンルーム外にあるアルカリ用処理装置まで強制的に排出する。
【００４７】
また、このウェハのすすぎ洗浄の際に、排気分配部３４ｂに設けられているシャワー噴射口から排気管１の開閉弁３，回転軸２等にシャワーを噴射して、開閉弁３，回転軸２（又は９）等をすすぎ洗浄する。
【００４８】
同時に、純水供給用配管８ｂ（又は１１ｂ）の開閉弁８ｃ（又は１１ｃ）を開いて、排気管１の回転軸取り出し部１ｂの隙間６ａに、導入孔７の分岐孔７ｂ（又は導入孔１０）から純水を噴射して、排気管１の回転軸取り出し部１ｂの内周部付近全体の各部材（回転軸２（又は９），開閉弁３，気密用Ｏリング５など）を洗浄する。この間、ガス供給用配管８ａ（又は１１ａ）は開かれたままであり、窒素ガスの圧力によって純水が噴射される。
【００４９】
以上によって、すすぎ洗浄が終了すると、ステップＳＴ８で、洗浄処理部３１のチャンバ内でウェハの最終水洗を行なった後、ステップＳＴ９で、チャンバ内にＮ_２ガスを流してウェハを乾燥させる。この間、ガス供給用配管８ａ（又は１１ａ）から窒素ガス（Ｎ_２ガス）が供給され、純水供給用配管８ｂ（又は１１ｂ）の開閉弁８ｃ（又は１１ｃ）は閉じられている。
【００５０】
なお、以上の洗浄処理においては、排気分配部３４ｂに設けられているシャワー噴射口から排気管１の開閉弁３，回転軸２（又は９）等にシャワーを噴射して、開閉弁３，回転軸２（又は９）等をすすぎ洗浄すると同時に、排気管１の回転軸取り出し部１ｂの隙間６ａに純水を噴射して、排気管１の回転軸取り出し部１ｂの内周部付近全体の各部材を洗浄したが、本発明の洗浄方法は係る実施形態に限定されるものではない。すなわち、排気管１内の下方から開閉弁３，回転軸２（又は９）等をすすぎ洗浄する動作と、排気管１の回転軸取り出し部１ｂの内周部付近全体の各部材を洗浄する動作とは、独立して行なうことが可能である。
【００５１】
また、図４に示すフローチャートのごとく、排気管１の回転軸取り出し部１ｂにＮ_２ガスを常時流す必要はなく、酸洗浄，アルカリ洗浄，すすぎ洗浄などのときのみＮ_２ガスを流すようにしてもよい。また、Ｎ_２ガスに代えて、不活性ガスあるいは高圧空気などの他のガスを流すようにしてもよい。
【００５２】
さらに、図４に示すフローチャートにおいては、ウェハのすすぎ洗浄のときのみ排気管１の回転軸取り出し部１ｂに純水の噴射を行なうようにしたが、酸洗浄（ステップＳＴ３）やアルカリ洗浄（ステップＳＴ６）においても、排気管１の回転軸取り出し部１ｂに純水の噴射を行なうようにしてもよい。
【００５３】
本実施形態の半導体装置の製造方法によれば、ウェハの酸洗浄又はアルカリ洗浄などの薬液処理のときには、排気管１の回転軸取り出し部１ｂにＮ_２ガス又は高圧ガスなどのパージガスを流すようにしたので、排気管１の回転軸取り出し部１ｂの隙間６から酸性ガス，アルカリ性ガスなどの排気ガスが漏洩するのをパージガスによって防止することができる。
【００５４】
すなわち、排気管１を流れる排気ガスの圧力は、一般には大気圧よりも小さい，つまり負圧であるが、状況によっては大気圧よりも高い圧力，つまり正圧になることがある。その場合、排気管１の回転軸取り出し部１ｂの隙間６ｂから排気ガスが外部に流れ出そうとするが、パージガスの圧力を排気管１内の圧力よりも高く設定しておくことにより、排気ガスが隙間６ｂから排気管１の内部に押し戻されるので、排気ガスの外部への漏洩を防止することができる。
【００５５】
また、パージガスを排気管１の回転軸取り出し部１ｂに供給することにより、気密用Ｏリング５及びその周辺の部材に固着しようとする異物を吹き飛ばすことができるので、気密用Ｏリング５及びその周辺の部材の寿命が向上することになる。
【００５６】
また、ウェハの薬液処理が終了した後、又はウェハの薬液処理と同時に、排気管１の回転軸取り出し部１ｂを純水によって洗浄しているので、気密用Ｏリング５及びその周辺の部材に固着しようとする異物を洗浄により除去することができるので、気密用Ｏリング５及びその周辺の部材の寿命がより向上することになる。
【００５７】
なお、上記各実施形態においては、排気管１の回転軸取り出し部１ｂの隙間６Ｂに純水を噴射するようにしたが、純水の代わりに水蒸気を供給してもよい。また、純水や水蒸気に代えて、水以外の物質からなる洗浄液，又は水以外の物質の蒸気を供給してもよい。
【００５８】
【発明の効果】
本発明の半導体装置の製造方法によれば、排気管の回転軸取り出し部と回転軸との隙間に、パージガスを導入するようにしたので、排気ガスが排気管から外部に漏洩するのをパージガスによって阻止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態における排気圧力調整部が設けられた排気装置の断面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態における排気圧力調整部が設けられた排気装置の断面図である。
【図３】本発明の第３の実施形態における半導体製造装置である洗浄装置の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の第３の実施形態の洗浄処理の手順を示すフローチャート図である。
【図５】従来の洗浄装置の構成を示すブロック図である。
【図６】従来の排気圧力調整部が設けられた排気装置の断面図である。
【符号の説明】
１排気管
１ａ回転軸受け部
１ｂ回転軸取り出し部
２回転軸
３開閉弁
４固定用ビス
５気密用Ｏリング
６隙間
６ｂ隙間
７導入孔
７ｂ分岐孔
８パージ用配管
８ａガス供給用配管
８ｂ純水供給用配管
８ｃ開閉弁
９回転軸
１０導入孔
１１パージ用配管
１１ａガス供給用配管
１１ｂ純水供給用配管
１１ｃ開閉弁
３１洗浄処理部
３２薬液貯蔵部
３３廃液回収部
３４排気処理部
３５制御部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device using a semiconductor manufacturing apparatus having an exhaust device provided with an exhaust pressure adjusting unit capable of variably adjusting an opening area of an exhaust pipe.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, sulfuric acid (H) has been used in a cleaning step and an etching step of a semiconductor device manufacturing process. ₂ SO ₄ ), Hydrofluoric acid (HF), hydrogen peroxide solution (H ₂ O ₂ ), Ammonia water (NH ₄ Cleaning of a semiconductor wafer and etching of a silicon oxide film, a resist film, and the like formed on the semiconductor wafer are performed using a chemical solution such as OH) and hydrochloric acid (HCl).
[0003]
The cleaning device and the etching device using these chemicals prevent dust from adhering to the surface of the semiconductor wafer and the like and also prevent generated gas such as harmful gas generated from the chemical from leaking into the clean room. Therefore, an exhaust pipe connected to the exhaust duct is provided. That is, the generated gas is forcibly discharged from the exhaust pipe to the outside of the clean room via the exhaust duct.
[0004]
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a conventional cleaning apparatus. This cleaning apparatus includes a cleaning section 51 for cleaning a semiconductor wafer, and a chemical tank 52a for storing chemicals such as sulfuric acid, hydrofluoric acid, aqueous hydrogen peroxide, aqueous ammonia, and hydrochloric acid used for cleaning. , 52b, 52c, and 52d, a waste liquid recovery unit 53 for separating and recovering waste liquid such as a chemical used in the cleaning processing unit 51 according to the type of the waste liquid, and a cleaning processing unit 51. An exhaust processing unit 54 for discharging generated gas such as harmful gas generated in the above, and a cleaning processing unit 51, a chemical solution storage unit 52, a waste liquid recovery unit 53, and an exhaust processing unit 54 for controlling respective devices disposed in the exhaust processing unit 54. And a control unit 55.
[0005]
A pure water supply pipe 56 for supplying pure water and a gas introduction pipe 57 for introducing nitrogen gas are connected to the cleaning section 51 through opening / closing valves 62 and 63, respectively. The chemical liquid tanks 52a, 52b, 52c, and 52d are connected to the cleaning section 51 by chemical liquid supply pipes 59a, 59b, 59c, and 59d, respectively, and the chemical liquid supply pipes 59a, 59b, 59c, and 59d respectively. Opening / closing valves 58a, 58b, 58c, 58d are interposed.
[0006]
The waste liquid collecting section 53 is provided with a drain line 61 for collecting the waste liquid, and the drain line 61 is provided with a branch pipe for separating and collecting the waste liquid according to its type. Opening / closing valves 60a, 60b, 60c, 60d are interposed in each branch pipe. Each branch pipe is connected to a discharge pipe (not shown) for discharging waste liquid to the outside of the clean room.
[0007]
The exhaust processing section 54 includes a main exhaust pipe 54a having a base end connected to the cleaning processing section 51, an exhaust distribution section 54b provided at a distal end of the main exhaust pipe 54a, and an alkaline exhaust pipe 54c extending from the exhaust distribution section 54b. And an acid exhaust pipe 54d. The alkali exhaust pipe 54c and the acid exhaust pipe 54d are provided with exhaust pressure adjusters 64a and 64b capable of variably adjusting the opening area of the exhaust pipe. Exhaust ducts (not shown) for forcibly discharging exhaust gas to the outside of the clean room are connected to the distal ends of the alkali exhaust pipe 54c and the acid exhaust pipe 54d, respectively.
[0008]
The operation of the cleaning apparatus configured as described above will be described below. For example, the operation for cleaning a semiconductor wafer with a mixture of sulfuric acid and hydrogen peroxide solution is as follows. First, after the semiconductor wafer is set in the cleaning processing unit 51, the control unit 55 opens the opening / closing valve of the chemical tank containing the sulfuric acid and the hydrogen peroxide solution in the chemical storage unit 52, and opens the waste liquid collection unit 53. Open the open / close valve for collecting the mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide. Further, the alkali exhaust pipe 54c of the exhaust processing section 54 is closed by the exhaust pressure adjusting section 64a, and the acid exhaust pipe 54d is opened by the exhaust pressure adjusting section 64b. Thereby, the acid generated gas generated from the mixed solution of the sulfuric acid and the hydrogen peroxide solution is forcibly discharged from the acid exhaust pipe 54d to the acid treatment device outside the clean room through the exhaust duct.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional cleaning apparatus, the generated gas to be exhausted is removed at each of the rotary shaft take-out sections of the exhaust pressure adjusting sections 64a and 64b provided in the alkali exhaust pipe 54c and the acid exhaust pipe 54d of the exhaust processing section 54, respectively. There was a problem of leakage from the exhaust pipe.
[0010]
FIG. 6 is a cross-sectional view of the exhaust device provided with the conventional exhaust pressure adjusting unit 64a or 64b shown in FIG. That is, FIG. 6 shows a configuration of an exhaust device common to the alkali exhaust pipe 54c and the acid exhaust pipe 54d. The exhaust device includes a disc-shaped on-off valve 72 having a diameter approximately equal to the inner diameter of the exhaust pipe 70, and a rotating shaft 71 for rotating the on-off valve 72. Is fixed to the rotating shaft 71 by fixing screws 73. That is, the on-off valve 72 is configured to be rotatable around an axis passing through its diameter. One end 71a of the rotary shaft 71 is inserted into a concave rotary bearing 70a provided in the exhaust pipe 70, and the other end 71b of the rotary shaft 71 is provided in a cylindrical rotary shaft provided in the exhaust pipe 70. It is taken out of the exhaust pipe 70 through the take-out part 70b. That is, the disc-shaped on-off valve 72 and the rotating shaft 71 are rotatably supported by the rotating shaft receiving portion 70a and the rotating shaft take-out portion 70b, and the exhaust pipe 70 corresponds to the rotating position of the on-off valve 72. The amount of gas discharged from is adjusted variably. On the other end 71b side of the rotating shaft 71, an airtight O-ring 74 for preventing leakage of exhaust gas and a groove (not shown) for fixing the airtight O-ring 74 are provided.
[0011]
In the exhaust device having such a configuration, the internal pressure of the exhaust pipe 70 is lower than the atmospheric pressure during normal operation because the internal pressure of the exhaust pipe 70 is sucked by the exhaust fan provided outside, and the generated gas (exhaust gas) to be exhausted is reduced. There is no leakage from the exhaust pipe 70 to the outside. However, for example, a large number of semiconductor manufacturing apparatuses are connected to an exhaust duct attached to an exhaust fan, and when these semiconductor manufacturing apparatuses are operated at the same time and a gas exceeding the exhaust capacity of the exhaust fan is exhausted, exhaust is performed. The internal pressure of the pipe 70 may be higher than the atmospheric pressure. In this case, an air-tight O-ring 74 is provided in a gap 75 between the rotary shaft take-out portion 70b of the exhaust pipe 70 and the rotary shaft 71, but the air-tight O-ring 74 completely fills the space in the exhaust pipe 70. Sealing is impossible, and a small gap is formed around the hermetic O-ring 74. Therefore, when the internal pressure of the exhaust pipe 70 becomes higher than the atmospheric pressure, the exhaust gas may leak from the exhaust pipe 70 to the outside through a minute gap.
[0012]
An object of the present invention is to use a semiconductor manufacturing apparatus having an exhaust device having an exhaust pressure adjusting unit capable of variably adjusting an opening area of an exhaust pipe, and to prevent a gas to be exhausted from leaking outside the exhaust pipe. It is to provide a manufacturing method of.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
A method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes a processing apparatus for processing a wafer, an exhaust pipe connected to the processing apparatus, and an exhaust pressure adjusting unit for variably adjusting an opening area of the exhaust pipe. In a method of manufacturing a semiconductor device using a semiconductor manufacturing device having an exhaust device, The exhaust pressure adjusting section of the exhaust device includes an on-off valve rotatably provided in the exhaust pipe so as to change an opening area of the exhaust pipe, and extends from the inside of the exhaust pipe to the outside of the exhaust pipe. Between the rotary shaft for rotating the open / close valve and the exhaust pipe, wherein the rotary shaft is provided between a portion located inside and a portion located outside of the exhaust pipe. A rotating shaft take-out portion for supporting the rotating shaft, an airtight O-ring provided in a gap between the rotating shaft take-out portion and the rotating shaft of the exhaust pipe, and a gap between the rotating shaft take-out portion and the rotating shaft. A gas introduction means including a purge gas introduction hole for introducing the purge gas, wherein the purge gas introduction hole is provided at an end of the rotating shaft on the rotating shaft take-out portion side, and An introduction hole extending in the axial direction; A plurality of branch holes branching from the introduction hole, wherein the introduction hole has an opening formed in an end surface of an end of the rotating shaft, and the branch hole is provided at the rotating shaft take-out portion of the exhaust pipe. An opening located in a gap communicating with the internal space of the exhaust pipe inside the hermetic O-ring, The step (a) of cleaning the wafer using a chemical solution in the processing section, and the step (b) of rinsing the wafer with water in the processing section after the step (a); )), In the processing unit, a step (c) of drying the wafer, and in the step (a), Exhaust device Of the above exhaust pressure adjustment section the above Rotating shaft take-out part the above In the gap with the rotating shaft From the purge gas inlet This is a method of introducing a purge gas.
[0014]
According to this method, since the flow from the inside of the exhaust pipe to the outside is blocked by the purge gas, leakage of the gas generated by the chemical processing of the wafer from the exhaust pipe to the outside is prevented.
[0015]
The exhaust pressure is adjusted by introducing a cleaning liquid or steam into the exhaust pressure adjusting unit simultaneously with any one of the steps (a) and (b) or between the steps (a) and (b). It is possible to prevent foreign matter from sticking in the portion, and to improve the airtightness of the exhaust pressure adjusting portion.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(1st Embodiment)
FIG. 1 is a cross-sectional view of an exhaust device according to a first embodiment of the present invention, which is provided with an exhaust pressure adjusting unit capable of variably adjusting an opening area of an exhaust pipe. FIG. 1 shows a configuration of an exhaust device common to an alkali exhaust pipe and an acid exhaust pipe.
[0017]
The exhaust pressure adjusting unit includes an exhaust pipe 1 made of vinyl chloride resin, a disc-shaped on-off valve 3 made of vinyl chloride resin having a diameter approximately equal to the inner diameter of the exhaust pipe 1, and a valve for rotating the on-off valve 3. And a portion along the diameter of one of the on-off valves 3 is fixed to the rotating shaft 2 by fixing screws 4. That is, the on-off valve 3 is configured to be rotatable around an axis passing through its diameter. However, it is not always necessary to rotate around the axis along the diameter, and it is only necessary to be configured to be able to perform a motion that changes the opening area of the exhaust pipe 1. One end 2a of the rotating shaft 2 is inserted into a concave rotating bearing 1a provided in the exhaust pipe 1, and the other end 2b of the rotating shaft 2 is a cylindrical rotating shaft provided in the exhaust pipe 1. It is taken out of the exhaust pipe 1 through the take-out part 1b. That is, the disc-shaped on-off valve 3 and the rotating shaft 2 are rotatably supported by the rotating bearing 1a and the rotating shaft take-out portion 1b. The gap between the gas and the inner peripheral portion of the exhaust pipe 1 changes, whereby the amount of gas discharged from the exhaust pipe 1 is variably adjusted. On the other end 2b side of the rotating shaft 2, an airtight O-ring 5 for preventing leakage of exhaust gas and a groove (not shown) for fixing the airtight O-ring 5 are provided. The on-off valve 3 is configured to be washed from below with a shower of pure water.
[0018]
Here, the feature of the exhaust pressure adjusting unit of the present embodiment is as follows. The other end 2b of the rotating shaft 2 has an introduction hole 7 extending in the axial direction of the rotating shaft 2 for introducing a purge gas, and a plurality of (for example, four) branch holes 7b branched from the introduction hole 7. Is provided. Each branch hole 7b is formed to be inclined at an angle of about 45 ° (obliquely) with respect to the axis. Of the gaps 6 between the rotary shaft take-out portion 1b of the exhaust pipe 1 and the rotary shaft 2, the airtight O-rings are provided. 5, an opening is provided in a gap 6 a communicating with the internal space of the exhaust pipe 1. The introduction hole 7 is opened at the end face of the other end 2 b of the rotating shaft 2, and a purge pipe 8 is connected to this opening. Then, nitrogen gas (N ₂ Gas) or a high-pressure air, etc., into the gap 6a, a gas supply pipe 8a, a pure water supply pipe 8b for intermittently supplying pure water to the gap 6a, and a pure water supply pipe 8b. And an on-off valve 8c for controlling the opening and closing of the valve. The introduction hole 7, the branch hole 7b, the purge pipe 8 and the gas supply pipe 8a constitute a purge gas introduction unit. The introduction hole 7, the branch hole 7b, the purge pipe 8, the pure water supply pipe 8b, and the on-off valve 8c constitute a liquid introduction unit.
[0019]
According to the exhaust device of the present embodiment, the nitrogen gas (N) flows from the gas supply pipe 8a to the gap 6a communicating with the internal space of the exhaust pipe 1 via the purge pipe 8, the introduction hole 7, and the branch hole 7b. ₂ Gas) or high-pressure air. With this configuration, when exhaust gas (exhaust gas) such as a harmful gas is exhausted, by introducing a purge gas into the gap 6a, even if the internal pressure of the exhaust pipe 1 becomes higher than the atmospheric pressure, the exhaust gas can be exhausted. Leakage from the exhaust pipe 1 to the outside can be prevented. In particular, when the internal pressure of the exhaust pipe 1 is increased, the branch hole 7b is not perpendicular to the axial direction of the rotating shaft 2 but is inclined obliquely toward the inside of the exhaust pipe 1 so that the branch hole 7b is generated. The advantage is that the drag on the gas trying to flow out is greater.
[0020]
Also, by supplying a purge gas such as nitrogen gas from the gas supply pipe 8a to the gap 6a, the life of the hermetic O-ring 5 and the members in contact with the hermetic O-ring 5 is extended, so that the hermeticity is further improved. become.
[0021]
In addition, since the structure is such that pure water can be supplied from the pure water supply pipe 8b, it is possible to easily remove foreign matter adhered to the rotating shaft 2, the O-ring 5, the rotating shaft take-out portion 1b of the exhaust pipe 1, and the like. Therefore, airtightness is further improved.
[0022]
(Second embodiment)
FIG. 2 is a cross-sectional view of an exhaust device according to a second embodiment of the present invention, which is provided with an exhaust pressure adjusting unit capable of variably adjusting an opening area of an exhaust pipe. FIG. 2 shows a configuration of an exhaust device common to the alkali exhaust pipe and the acid exhaust pipe.
[0023]
The exhaust pressure adjusting unit includes an exhaust pipe 1 made of vinyl chloride resin, a disc-shaped on-off valve 3 made of vinyl chloride resin having a diameter approximately equal to the inner diameter of the exhaust pipe 1, and a valve for rotating the on-off valve 3. And a portion along one diameter of the on-off valve 3 is fixed to the rotating shaft 9 by a fixing screw 4. That is, the on-off valve 3 is configured to be rotatable around an axis passing through its diameter. However, it is not always necessary to rotate around the axis along the diameter, and it is only necessary to be configured to be able to perform a motion that changes the opening area of the exhaust pipe 1. One end 9a of the rotary shaft 9 is inserted into a concave rotary bearing 1a provided in the exhaust pipe 1, and the other end 9b of the rotary shaft 9 is a cylindrical rotary shaft provided in the exhaust pipe 1. It is taken out of the exhaust pipe 1 through the take-out part 1b. That is, the disc-shaped on-off valve 3 and the rotating shaft 9 are rotatably supported by the rotating bearing 1a and the rotating shaft take-out portion 1b. The gap between the gas and the inner peripheral portion of the exhaust pipe 1 changes, whereby the amount of gas discharged from the exhaust pipe 1 is variably adjusted. On the other end 9b side of the rotating shaft 9, an airtight O-ring 5 for preventing leakage of exhaust gas and a groove (not shown) for fixing the airtight O-ring 5 are provided. The on-off valve 3 is configured to be washed from below with a shower of pure water. The configuration described above is the same as that of the first embodiment except that the introduction hole and the branch hole are not formed in the rotating shaft 9.
[0024]
Here, the feature of the exhaust pressure adjusting unit of the present embodiment is as follows. The rotary shaft take-out portion 1b of the exhaust pipe 1 is provided with an introduction hole 10 formed at an angle of about 45 ° (obliquely) with respect to the axial direction for introducing a purge gas. The base end of the introduction hole 10 is provided with a gap 6 a communicating with the internal space of the exhaust pipe 1 inside the hermetic O-ring 5 in the gap 6 between the rotary shaft take-out portion 1 b of the exhaust pipe 1 and the rotary shaft 9. It is open to. The leading end of the introduction hole 10 is open to the outer peripheral surface of the flange portion of the rotary shaft take-out portion 1b, and the opening of the introduction hole 10 is connected to a purge pipe 11 for supplying a high-pressure purge gas. A gas supply pipe 11a for constantly supplying a purge gas such as nitrogen gas or high-pressure air to the gap 6a and a pure water supply for intermittently supplying pure water to the gap 6a are provided in the purge pipe 11. And a switching valve 11c for controlling the opening and closing of the pure water supply pipe 11b. The introduction hole 10, the purge pipe 11, and the gas supply pipe 11a constitute a purge gas introduction unit. The introduction hole 10, the purge pipe 11, the pure water supply pipe 11b, and the on-off valve 11c constitute a liquid introduction unit.
[0025]
According to the exhaust device of the present embodiment, a purge gas such as a high-pressure nitrogen gas or a high-pressure air is supplied from the gas supply pipe 11a to the gap 6a communicating with the internal space of the exhaust pipe 1 via the purge pipe 11 and the introduction hole 10. Can be introduced. With this configuration, when a generated gas (exhaust gas) such as a harmful gas is exhausted, a high-pressure purge gas is introduced into the gap 6a, so that even if the internal pressure of the exhaust pipe 1 becomes higher than the atmospheric pressure, the exhaust gas is exhausted. Leakage from the exhaust pipe 1 to the outside can be prevented. In particular, when the internal pressure of the exhaust pipe 1 increases, since the introduction hole 10 is not perpendicular to the axial direction of the rotating shaft 9 but is inclined obliquely toward the inside of the exhaust pipe 1, it is generated. The advantage is that the drag on the gas trying to flow out is greater.
[0026]
Further, by supplying a purge gas such as nitrogen gas from the gas supply pipe 11a to the gap 6a, the life of the hermetic O-ring 5 and members in contact with the hermetic O-ring 5 is extended, so that the hermeticity is further improved. become.
[0027]
Further, since the structure is such that pure water can be supplied from the pure water supply pipe 11b, it is possible to easily remove foreign matter fixed to the rotating shaft 9, the O-ring 5, the rotating shaft take-out portion 1b of the exhaust pipe 1, and the like. Therefore, airtightness is further improved.
[0028]
In the present embodiment, the introduction hole 10 is provided at only one place in the rotary shaft take-out portion 1b, but a large number of introduction holes may be provided.
[0029]
(Third embodiment)
-Configuration of cleaning device-
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a cleaning apparatus that is a semiconductor manufacturing apparatus according to the third embodiment. The cleaning apparatus includes a cleaning section 31 for cleaning a semiconductor wafer, and a chemical tank 32a for storing chemicals such as sulfuric acid, hydrofluoric acid, aqueous hydrogen peroxide, aqueous ammonia, and hydrochloric acid used for cleaning. , 32b, 32c, 32d, a waste liquid recovery unit 33 for separating and recovering waste liquid such as a chemical used in the cleaning processing unit 31 according to the type of the waste liquid, and a cleaning processing unit 31 An exhaust processing unit 34 for discharging generated gas such as harmful gas generated in the above, and a cleaning processing unit 31, a chemical liquid storage unit 32, a waste liquid recovery unit 33, and an exhaust processing unit 34 for controlling each device disposed therein. And a control unit 35.
[0030]
A pure water supply pipe 36 for supplying pure water and a gas introduction pipe 37 for introducing nitrogen gas are connected to the cleaning section 31 through open / close valves 42 and 43, respectively. The chemical liquid tanks 32a, 32b, 32c, and 32d are connected to the cleaning section 31 by chemical liquid supply pipes 39a, 39b, 39c, and 39d, respectively. Opening / closing valves 38a, 38b, 38c, 38d are interposed.
[0031]
The waste liquid collecting section 33 is provided with a drain line 41 for collecting the waste liquid, and the drain line 41 is provided with a branch pipe for separating and collecting the waste liquid according to its type. Each branch pipe is provided with an opening / closing valve 40a, 40b, 40c, 40d. Each branch pipe is connected to a discharge pipe (not shown) for discharging waste liquid to the outside of the clean room.
[0032]
The exhaust processing section 34 includes a main exhaust pipe 34a having a base end connected to the cleaning processing section 31, an exhaust distribution section 34b provided at a distal end of the main exhaust pipe 34a, and an alkaline exhaust pipe 34c extending from the exhaust distribution section 34b. And an acid exhaust pipe 34d. The alkali exhaust pipe 34c and the acid exhaust pipe 34d are provided with exhaust pressure adjusters 44a and 44b capable of variably adjusting the opening area of the exhaust pipe. Exhaust ducts (not shown) for forcibly discharging exhaust gas to the outside of the clean room are connected to the distal ends of the alkali exhaust pipe 34c and the acid exhaust pipe 34d, respectively.
[0033]
Here, the feature of the cleaning apparatus of the present embodiment is that exhaust pressure adjusting units 44a and 44b capable of variably adjusting the opening area of the exhaust pipe are provided in the alkaline exhaust pipe 34c and the acid exhaust pipe 34d. is there. The structure of the exhaust pressure adjusters 44a and 44b is as described in the first or second embodiment, and specifically has the structure shown in FIG. 1 or FIG. That is, it is configured such that nitrogen gas, purge gas, and pure water can be injected into a gap between the rotating shaft take-out portion 1b that supports the rotation of the on-off valve 3 in the alkali exhaust pipe 34c and the acid exhaust pipe 34d.
[0034]
Thus, the wafer can be cleaned using the exhaust device of the first or second embodiment, and gas such as an acid gas and an alkaline gas generated at the time of cleaning the wafer leaks out of the exhaust pipe 1. That is, the effect of preventing such a situation can be obtained.
[0035]
According to the semiconductor manufacturing apparatus of the present embodiment, similarly to the first and second embodiments, the gas supply piping is provided to the exhaust pressure adjusters 44a and 44b provided in the alkali exhaust pipe 34c and the acid exhaust pipe 34d. Purge gas and pure water can be introduced from purge pipes 45a and 45b connected to a pure water supply pipe (not shown) and a pure water supply pipe (not shown). With this configuration, when exhaust gas (exhaust gas) such as harmful gas generated from a chemical solution used for cleaning is exhausted from the exhaust pipe 34c or 34d, the respective rotating shaft take-out portions and the rotating shaft of the exhaust pipes 34c and 34d are used. By introducing the purge gas into the gap, the exhaust gas can be prevented from leaking from the exhaust pipes 34c and 34d to the outside even if the internal pressure of the exhaust pipes 34c and 34d becomes higher than the atmospheric pressure.
[0036]
-Cleaning procedure-
Next, a method for manufacturing a semiconductor device that involves a wafer cleaning process using the cleaning apparatus of the present embodiment will be described by taking a cleaning process after removal (ashing) of a photoresist film as an example. Here, any of the exhaust devices of the first and second embodiments can be used. In the following description, the exhaust pipe 1 corresponds to the alkali exhaust pipe 34 and the acid exhaust pipe 34d, and the exhaust pressure adjusting units 44a and 44b use the configuration of the exhaust device of the first or second embodiment. Will be explained.
[0037]
FIG. 4 is a flowchart illustrating the procedure of the cleaning process according to the present embodiment. In FIG. 4, the content of the processing on the exhaust device side along the cleaning processing is added on the right side.
[0038]
First, in step ST1, a wafer is set. That is, the wafer is set in the cassette, and the cassette is set on the turntable in the chamber of the cleaning processing unit 31. At this time, before the wafer is set, a nitrogen gas (N) is supplied from the gas supply pipe 8a (or 11a) to the rotation take-out portion 1b of the exhaust pipe 1. ₂ Gas) is being supplied. The on-off valve 8c (or 11c) of the pure water supply pipe 8b (or 11b) is closed.
[0039]
Next, in step ST2, the control unit 35 controls switching of the valve. First, the on-off valve 44b of the acid exhaust pipe 34d is opened, and the on-off valve 44a of the alkali exhaust pipe 34c is closed. Next, the opening / closing valve of the chemical solution tank containing the sulfuric acid and the hydrogen peroxide solution in the chemical solution storage unit 32 is opened, and the opening and closing of the waste liquid collecting unit 33 for collecting the mixed solution of the sulfuric acid and the hydrogen peroxide solution is performed. Open the valve. At this time, the nitrogen gas (N) is supplied from the gas supply pipe 8a (or 11a). ₂ Gas) is supplied, and the on-off valve 8c (or 11c) of the pure water supply pipe 8b (or 11b) is closed.
[0040]
Next, in step ST3, acid cleaning of the wafer is performed. After the chamber of the cleaning unit 31 is closed and the turntable is rotated, pure water is sprayed onto the wafer set in the cassette, and then sulfuric acid / hydrogen peroxide (a mixed solution of a sulfuric acid aqueous solution and a hydrogen peroxide solution). On the wafer. At this time, the on-off valve 44b of the acid exhaust pipe 34d remains open. That is, the acid generated gas generated from the sulfuric acid peroxide is forcibly discharged from the acid exhaust pipe 44d to the acid treatment device outside the clean room through the exhaust duct. Further, nitrogen gas (N) is supplied from the gas supply pipe 8a (or 11a). ₂ Gas) is supplied, and the on-off valve 8c (or 11c) of the pure water supply pipe 8b (or 11b) is closed.
[0041]
Next, in step ST4, the wafer is mixed with pure water and N2. ₂ Rinse and wash. That is, the chemical adhering to the wafer is removed. At this time, the on-off valve 44b of the acid exhaust pipe 34d remains open.
[0042]
Further, at the time of rinsing and cleaning the wafer, a shower is injected from the shower injection port provided in the exhaust distribution section 34b to the opening / closing valve 3, the rotating shaft 2 (or 9), etc. of the exhaust pipe 1, and the opening / closing valve 3, Rinse and wash the rotating shaft 2 (or 9) and the like.
[0043]
At the same time, the opening / closing valve 8c (or 11c) of the pure water supply pipe 8b (or 11b) is opened, and the branch hole 7b (or the introduction hole 10) of the introduction hole 7 is inserted into the gap 6a of the rotary shaft take-out portion 1b of the exhaust pipe 1. ) To wash the entire members (the rotating shaft 2 (or 9), the on-off valve 3, the airtight O-ring 5, etc.) near the inner periphery of the rotating shaft take-out portion 1b of the exhaust pipe 1. . During this time, the gas supply pipe 8a (or 11a) is kept open, and pure water is injected by the pressure of the nitrogen gas.
[0044]
As described above, when the acid treatment is completed, the valve is switched by the control unit 35 in step ST5. That is, the on / off valve 44b of the acid exhaust pipe 34d is closed, and the on / off valve 44a of the alkali exhaust pipe 34c is opened. Further, an opening / closing valve for opening a chemical solution tank containing ammonia and hydrogen peroxide solution in the chemical solution storage section 32 and opening / closing valve for collecting a mixed solution of ammonia and hydrogen peroxide solution in the waste liquid collecting section 33. open. During this time, nitrogen gas (N) is supplied from the gas supply pipe 8a (or 11a). ₂ Gas) is supplied, and the on-off valve 8c (or 11c) of the pure water supply pipe 8b (or 11b) is closed.
[0045]
Next, in step ST6, alkali cleaning of the wafer is performed. In the chamber of the cleaning section 31, an ammonia peroxide solution (a mixed solution of an ammonia aqueous solution and a hydrogen peroxide solution) is sprayed on the wafer. At this time, the on-off valve 44a of the alkali exhaust pipe 34c remains open. During this time, nitrogen gas (N) is supplied from the gas supply pipe 8a (or 11a). ₂ Gas) is supplied, and the on-off valve 8c (or 11c) of the pure water supply pipe 8b (or 11b) is closed.
[0046]
Next, the wafer is purified water and N ₂ Rinse with gas. That is, the chemical adhering to the wafer is removed. At this time, the on-off valve 44a of the alkali exhaust pipe 34c remains open. That is, the alkaline gas generated from the ammonia peroxide is forcibly discharged from the alkaline exhaust pipe 44c to the alkaline processing apparatus outside the clean room through the exhaust duct.
[0047]
Further, at the time of rinsing and cleaning the wafer, a shower is sprayed from a shower injection port provided in the exhaust distribution section 34b to the on-off valve 3, the rotating shaft 2 and the like of the exhaust pipe 1, and the on-off valve 3, the rotating shaft 2 (Or 9) is rinsed.
[0048]
At the same time, the opening / closing valve 8c (or 11c) of the pure water supply pipe 8b (or 11b) is opened, and the branch hole 7b (or the introduction hole 10) of the introduction hole 7 is inserted into the gap 6a of the rotary shaft take-out portion 1b of the exhaust pipe 1. ) To wash the entire members (the rotating shaft 2 (or 9), the on-off valve 3, the airtight O-ring 5, etc.) near the inner periphery of the rotating shaft take-out portion 1b of the exhaust pipe 1. . During this time, the gas supply pipe 8a (or 11a) is kept open, and pure water is injected by the pressure of the nitrogen gas.
[0049]
As described above, when the rinsing cleaning is completed, in step ST8, the wafer is finally rinsed in the chamber of the cleaning processing unit 31, and then in step ST9, N ₂ The wafer is dried by flowing gas. During this time, nitrogen gas (N) is supplied from the gas supply pipe 8a (or 11a). ₂ Gas) is supplied, and the on-off valve 8c (or 11c) of the pure water supply pipe 8b (or 11b) is closed.
[0050]
In the above-described cleaning process, a shower is injected from the shower injection port provided in the exhaust distribution unit 34b to the on-off valve 3, the rotating shaft 2 (or 9), etc. of the exhaust pipe 1, and the on-off valve 3, rotation At the same time as rinsing the shaft 2 (or 9) and the like, pure water is injected into the gap 6a of the rotating shaft take-out portion 1b of the exhaust pipe 1, and the entire vicinity of the inner periphery of the rotating shaft take-out portion 1b of the exhaust pipe 1 is removed. Although the members were cleaned, the cleaning method of the present invention is not limited to the embodiment. That is, an operation of rinsing and cleaning the on-off valve 3, the rotating shaft 2 (or 9) and the like from below in the exhaust pipe 1, and an operation of cleaning all members near the inner periphery of the rotating shaft take-out portion 1b of the exhaust pipe 1. Can be performed independently.
[0051]
Further, as shown in the flowchart of FIG. ₂ There is no need to constantly supply gas, and N is used only for acid cleaning, alkali cleaning, and rinsing. ₂ A gas may be allowed to flow. Also, N ₂ Instead of the gas, another gas such as an inert gas or high-pressure air may be caused to flow.
[0052]
Further, in the flowchart shown in FIG. 4, the pure water is injected into the rotary shaft take-out portion 1b of the exhaust pipe 1 only when rinsing and cleaning the wafer. However, acid cleaning (step ST3) and alkali cleaning (step ST6) are performed. 4), pure water may be injected into the rotary shaft take-out portion 1b of the exhaust pipe 1.
[0053]
According to the method of manufacturing a semiconductor device of the present embodiment, when a chemical treatment such as acid cleaning or alkali cleaning of a wafer is performed, N ₂ Since a purge gas such as a gas or a high-pressure gas is caused to flow, it is possible to prevent the exhaust gas such as an acid gas and an alkaline gas from leaking from the gap 6 of the rotating shaft take-out portion 1b of the exhaust pipe 1 by the purge gas.
[0054]
That is, the pressure of the exhaust gas flowing through the exhaust pipe 1 is generally lower than the atmospheric pressure, that is, a negative pressure, but may be higher than the atmospheric pressure, that is, a positive pressure depending on circumstances. In this case, the exhaust gas tends to flow to the outside from the gap 6b of the rotary shaft take-out portion 1b of the exhaust pipe 1. However, by setting the pressure of the purge gas higher than the pressure in the exhaust pipe 1, the exhaust gas is reduced. Since the gas is pushed back into the exhaust pipe 1 from the gap 6b, it is possible to prevent the exhaust gas from leaking to the outside.
[0055]
Further, by supplying the purge gas to the rotary shaft take-out portion 1b of the exhaust pipe 1, foreign matter that is to be fixed to the hermetic O-ring 5 and its surrounding members can be blown off. The life of the member is improved.
[0056]
Further, since the rotating shaft take-out portion 1b of the exhaust pipe 1 is cleaned with pure water after the chemical treatment of the wafer is completed or simultaneously with the chemical treatment of the wafer, it is fixed to the O-ring 5 for airtightness and its peripheral members. Since the foreign matter to be removed can be removed by cleaning, the life of the hermetic O-ring 5 and members around it can be further improved.
[0057]
In each of the above embodiments, pure water is injected into the gap 6B of the rotary shaft take-out portion 1b of the exhaust pipe 1, but steam may be supplied instead of pure water. Further, instead of pure water or water vapor, a cleaning liquid composed of a substance other than water or vapor of a substance other than water may be supplied.
[0058]
【The invention's effect】
According to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, the purge gas is introduced into the gap between the rotating shaft take-out portion and the rotating shaft of the exhaust pipe, so that leakage of the exhaust gas from the exhaust pipe to the outside is prevented by the purge gas. Can be blocked.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of an exhaust device provided with an exhaust pressure adjusting unit according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of an exhaust device provided with an exhaust pressure adjusting unit according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a cleaning apparatus that is a semiconductor manufacturing apparatus according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a flowchart illustrating a procedure of a cleaning process according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a conventional cleaning device.
FIG. 6 is a cross-sectional view of a conventional exhaust device provided with an exhaust pressure adjusting unit.
[Explanation of symbols]
1 exhaust pipe
1a Rotation bearing
1b Rotary shaft take-out part
2 Rotation axis
3 On-off valve
4 Fixing screw
5 Airtight O-ring
6 gap
6b gap
7 Inlet hole
7b Branch hole
8 Purge piping
8a Gas supply piping
8b Pipe for pure water supply
8c On-off valve
9 Rotation axis
10 introduction hole
11 Purge piping
11a Gas supply piping
11b Pure water supply piping
11c On-off valve
31 Cleaning section
32 Chemical storage unit
33 Waste liquid collection unit
34 Exhaust processing section
35 control unit

Claims

A semiconductor manufacturing apparatus comprising: a processing apparatus for processing a wafer; an exhaust pipe connected to the processing apparatus; and an exhaust apparatus having an exhaust pressure adjusting unit for variably adjusting an opening area of the exhaust pipe. In a method of manufacturing a semiconductor device using
The exhaust pressure adjusting unit of the exhaust device,
An on-off valve rotatably provided in the exhaust pipe so as to change an opening area of the exhaust pipe,
The rotation shaft provided to extend from the inside of the exhaust pipe to the outside of the exhaust pipe, and for rotating the on-off valve,
The rotating shaft take-out portion provided on the exhaust pipe, for supporting the rotating shaft between a portion located inside and a portion located outside the exhaust pipe,
An airtight O-ring provided in a gap between the rotating shaft take-out portion of the exhaust pipe and the rotating shaft;
A gas introducing means including a purge gas introduction hole for introducing the purge gas, in a gap between the rotating shaft take-out portion and the rotating shaft,
The purge gas introduction hole is provided at an end of the rotation shaft on the rotation shaft take-out portion side, and has an introduction hole extending in the axial direction of the rotation shaft, and a plurality of branch holes branched from the introduction hole. The introduction hole has an opening formed in an end face of an end of the rotating shaft, and the branch hole is provided in the gap between the rotating shaft take-out portion of the exhaust pipe and the rotating shaft. An opening located in a gap communicating with the internal space of the exhaust pipe inside the ring is formed,
(A) cleaning the wafer using a chemical solution in the processing unit;
After the step (a), a step (b) of rinsing the wafer with water in the processing unit;
After the step (b), the processing section includes a step (c) of drying the wafer,
In step (a), the manufacture of semiconductor devices, characterized in that the gap between the rotating shaft is taken out of the exhaust pressure regulator and the rotation axis of the exhaust system, introducing the purge gas from the purge gas introduction hole Method.

The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1,
A cleaning liquid or a vapor is introduced into the exhaust pressure adjusting section simultaneously with any one of the steps (a) and (b) or between the steps (a) and (b). Device manufacturing method.

The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1 , wherein
The method of manufacturing a semiconductor device, wherein the branch hole is formed obliquely with respect to an axis of the rotation axis.