JP4621400B2 - 半導体基板処理装置 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明の技術分野
本発明は超臨界式プロセスに関する。より詳しくは、本発明は、製作品が超臨界雰囲気で処理され、かつ製作品が未超臨界雰囲気で処理されるところの超臨界式プロセスに関する。
【０００２】
本発明の背景
半導体製造は、イオン注入とエッチングと他のプロセス段階においてフォトレジストを使用する。イオン注入段階において、フォトレジストはドーパントで注入されない半導体基盤の部分をマスクする。エッチング段階において、フォトレジストはエッチングしない半導体基盤の部分をマスクする。他のプロセス段階の例において、フォトレジストが、処理されたウェーハの保護用コーティングのブランケットとして、あるいはＭＥＭＳ（マイクロエレクトロ−メカニカルシステム）ディバイスの保護用コーティングのブランケットとして使用されている。イオン注入に続いて、フォトレジストがゼリー状コアーを覆う固い外部クラスタを提している。固い外部クラスタはフォトレジストの除去を困難にしている。エッチング段階に続いて、残存フォトレジストは固い特性を提していて、フォトレジスト除去を困難にしている。エッチング段階に続いて、残留物（エッチング残留物と混合したフォトレジスト残留物）がエッチング形状の側面を被覆している。エッチング段階のタイプ及びエッチングされる材料により、エッチング残留物と混合したフォトレジスト残留物は除去問題を引き起こしている。というのはエッチング残留物と混合したフォトレジスト残留物は、しばしばエッチング形状の側面に強固に附着しているからである。
【０００３】
従来技術において、通常フォトレジスト及び残留物は、Ｏ₂ プラズマにおけるプラズマ灰化により除去され、続いて湿式洗浄槽内で洗浄される。従来技術における半導体エッチング及びメタライゼイションプロセスが図１におけるブロック図に示されている。半導体エッチング及びメタライゼイションプロセス１０は、フォトレジスト塗布段階１２、フォトレジスト露光段階１４、フォトレジスト現像段階１６、誘電エッチング段階１８、灰化段階２０、湿式洗浄段階２０及びメタル蒸着段階２４を含んでいる。
【０００４】
フォトレジストがポジフォトレジストか又はネガフォトレジストかによって、露光したフォトレジストあるいは露光しないフォトレジストのどちらかが、それぞれ、フォトレジスト現像段階１６において酸化層上に露光パターンを残して除去される。誘電エッチング段階１８において、酸化層上の露光パターンが、好ましくはＲＩＥ（活性イオンエッチング（reactiue ion etch)）プロセスにおいてエッチングされていて、そのＲＩＥプロセスは露光パターンを酸化層にエッチングし、一方でフォトレジストを部分的にエッチングもする。このことが、エッチング形状の側壁面を覆う残留物を発生し、その一方でフォトレジストを固化してもいる。灰化段階２０において、Ｏ₂ プラズマはフォトレジスト及び残留物を酸化し部分的に除去する。湿式洗浄段階２２において、残存しているフォトレジストと残留物とが湿式洗浄槽内で洗浄される。
【０００５】
メタル蒸着段階２４において、メタル層はウェーハの、エッチングパターンのある部分とエッチングされていない部分とに沈積される。次のプロセスにおいて、少なくともエッチングされていない部分におけるメタルは除去され、回路が形成される。
【０００６】
Nishikawa 等は、１９９０年７月３１日交付の米国特許第４９４４８３７号において、液化ガス又は超臨界ガスを用いて残留物を除去する従来技術による方法を説明している。残留物を有する基盤が圧力容器の中へ置かれ、その圧力容器にも液化ガス又は超臨界ガスが入っている。所定時間経過後液化ガス又は超臨界ガスは、急膨脹され、残留物を除去する。
【０００７】
Nishikawa 等は、超臨界ＣＯ₂ はフォトレジストの現像に使用できることを教示している。フォトレジスト層を有する基盤は、パターンの中で光に露光され、潜像が形成される。フォトレジストと潜像を有する基盤は、超臨界ＣＯ₂ 槽内に３０分間置かれる。続いて超臨界ＣＯ₂ は潜像をそのままにして凝縮される。Nishikawa 等は、超臨界ＣＯ₂ に重量百分率０．５％のメチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）を加えるにより、超臨界ＣＯ₂ の効果が増大し、従って現像時間が３０分間から５分間に短縮されることを、さらに教示している。
【０００８】
Nishikawa 等は、超臨界ＣＯ₂ と重量百分率７％のＭＩＢＫとを用いることにより、フォトレジストが除去できることも教示している。フォトレジストを有する基盤は超臨界ＣＯ₂ とＭＢＫとの中に３０〜４５分間置かれる。超臨界ＣＯ₂ の凝縮で、フォトレジストが除去されたことになる。
【０００９】
Nishikawa 等により教示される方法は、いくつかの理由により、半導体製造ラインには不適切なものである。基盤からフォトレジストを除去するべく、液化ガス又は超臨界ガスを急膨脹することは、基盤破損の可能性をもたらす。３０分を要するフォトレジストの現像プロセスは非能率的である。ＭＢＫを用いるフォトレジストの現像又は除去は好適なものではない。なぜなら、ＭＢＫは有害であって、さらにより適切な選択がない場合にだけ使用されるものだからである。
【００１０】
Smith, Jr.等は、１９９５年１月３日交付の米国特許第５３７７７０５号において、製作品からの汚染物質洗浄装置を教示している。汚染物質は有機物質と粒子状物質とイオン化物質とを含んでいる。装置は、加圧可能な洗浄容器と、液体ＣＯ₂ 貯蔵コンテナと、ポンプと、溶剤供給装置と、セパレータと、種々の弁とを含んでいる。ポンプはＣＯ₂ ガス及び溶剤を洗浄容器へ移送し、ＣＯ₂ ガスを超臨界ＣＯ₂ に加圧する。超臨界ＣＯ₂ 及び溶剤が、製作品から汚染物質を除去する。ポンプが超臨界ＣＯ₂ 及び溶剤を補給する一方で、弁は洗浄容器から多少の超臨界ＣＯ₂ 及び溶剤を排出している。セパレータは、超臨界ＣＯ₂ から溶剤を分離している。コンデンサはＣＯ₂ を液体ＣＯ₂ に凝縮していて、液体ＣＯ₂ 貯蔵コンテナへ補充している。
【００１１】
フォトレジスト及び残留物を除去するために、Smith, Jr.等に教示される装置を使用することには多くの困難がある。加圧可能な洗浄容器は半導体基盤の処理用として適切なものに構成されていない。洗浄中に超臨界ＣＯ₂ 及び溶剤を排出することは非能率的である。そのような装置は、半導体製造ラインへの要求処理能力に容易に適用出来るものではない。そのような装置は安全な半導体基盤の取扱いを実行できるものではなく、そのことは半導体製造ラインにおいて重大なことである。そのような装置は半導体基盤処理において経済的なものではない。
【００１２】
必要とされるのは、半導体製造ラインに適用可能な、超臨界二酸化炭素を用いたフォトレジストの現像方法である。
必要とされるのは、半導体製造ラインに適用可能な、超臨界二酸化炭素を用いたフォトレジストの除去方法である。
必要とされるのは、半導体基盤を取扱うために構成された超臨界式プロセス装置である。
必要とされるのは、プロセスチャンバ内で流体流れを発生するために、プロセスチャンバから超臨界ＣＯ₂ と溶剤とを排出する必要のない超臨界式プロセス装置である。
必要とされるのは、半導体製造ラインにおける要求処理能力を満たす超臨界式プロセス装置である。
必要とされるのは、安全な半導体基盤の取扱いを提供する超臨界式プロセス装置である。
必要とされるのは、経済的な半導体基盤プロセスを提供する超臨界式プロセス装置である。
必要とされるのは、エッチングプロセスと超臨界式プロセスとを組合せた装置である。
必要とされるのは、蒸着プロセスと超臨界式プロセスとを組合せた装置である。
必要とされるのは、超臨界式プロセスと未超臨界式プロセスとを組合せた装置である。
【００１３】
概要
本発明は、製作品の超臨界式プロセスと未超臨界式プロセスのための装置である。装置は、トランスファモジュール、超臨界式プロセスモジュール、未超臨界式プロセスモジュール及びロボットを含んでいる。トランスファモジュールは入口を含んでいる。超臨界式プロセスモジュールと未超臨界式プロセスモジュールとはトランスファモジュールへ連結されている。ロボットは、好ましくはトランスファモジュール内に配置されている。操作において、ロボットが製作品をトランスファモジュールの入口から超臨界式プロセスモジュールへ移動する。超臨界式プロセス後に、ロボットが製作品を超臨界式プロセスモジュールから未超臨界式プロセスモジュールへ移動する。未超臨界式プロセス後に、ロボットは製作品をトランスファモジュールの入口へもどす。代りに、未超臨界式プロセスが超臨界式プロセスの前に実行される。
【００１４】
好適な実施の形態の詳細な説明
本発明における半導体のエッチングプロセス及びメタライゼーションプロセスを、ブロック図として図２に示す。半導体のエッチングプロセス及びメタライゼーションプロセス３０が、フォトレジスト塗布段階３２と、フォトレジスト露光段階３４と、フォトレジスト現像段階３６と、誘電エッチング段階３８と、超臨界式除去段階４０と、メタル蒸着段階４２とを含んでいる。フォトレジスト塗布段階３２において、フォトレジストが露光された酸化層を有しているウェーハに塗布される。フォトレジスト露光段階３４においてフォトレジストはマスクで部分的にブロックされた光に露光される。
【００１５】
フォトレジストがポジフォトレジスト又はネガフォトレジストかによって、露光したフォトレジストあるいは露光しないフォトレジストのどちらかが、それぞれ、フォトレジスト現像段階３６において酸化層上に露光パターンを残して除去される。誘電エッチング段階３８において、酸化層上の露光パターンが、好ましくはＲＩＥ（活性イオンエッチング（reactiue ion etch)）プロセスにおいてエッチングされていて、そのＲＩＥプロセスは露光パターンを酸化層にエッチングし、一方でフォトレジストを部分的にエッチングもする。このことが、エッチング形状の側壁面を覆う残留物を発生し、その一方でフォトレジストを固化してもいる。
【００１６】
超臨界式除去段階４０において、超臨界二酸化炭素及び溶剤がフォトレジスト及び残留物を除去するために使用される。メタル蒸着段階４２において、メタル層が、エッチングされたパターンを埋めかつエッチングされていない部分を覆って、ウェーハ上に沈積する。続くプロセスにおいて、少なくともエッチングされていない部分を覆っているメタル部分が、回路を形成するために除去される。
【００１７】
本発明における超臨界式除去プロセス４０をブロック図として図３に示す。超臨界式除去プロセス４０は第一プロセス段階５２において、ウェーハ上にフォトレジスト及び残留物を有するウェーハを圧力チャンバ内に置いて、かつ圧力チャンバをシールすることにより開始される。第二プロセス段階５４において、圧力チャンバは二酸化炭素により、二酸化炭素が超臨界二酸化炭素（ＳＣＣＯ₂ ）になるまで加圧される。第三プロセス段階５６において、超臨界二酸化炭素が溶剤をプロセスチャンバ内へ送り込む。第四プロセス段階５８において、超臨界二酸化炭素及び溶剤は、フォトレジストと残留物とがウェーハから除去されるまで、ウェーハへの接触を維持する。第四プロセス段階５８において、溶剤は少なくともフォトレジスト及び残留物を部分的に溶解する。第五プロセス段階６０において、圧力チャンバは部分的に排気される。第六プロセス段階６２において、ウェーハが洗浄される。第七プロセス段階６４において、臨界式除去プロセス４０は、圧力チャンバを減圧し、ウェーハを取り出して終了となる。
【００１８】
誘電エッチング段階３８、超臨界式除去段階４０及びメタル蒸着段階４２が、好ましくは本発明における好適な半導体プロセス装置による半導体製造ラインにおいて実行されていて、図４に示されている。好適な半導体製造装置７０は、トランスファモジュール７２、エッチングモジュール７４、超臨界式プロセスモジュール７６、副室７７、副室用ロボット７９、蒸着モジュール７８、トランスファモジュールロボット８０及び制御用エレクトロニクス８２を含んでいる。トランスファモジュール７２は、第一〜第三プロセスポート８４〜８６とトランスファモジュール入口９０とを含んでいる。トランスファモジュール入口９０は、第一及び第二ハンドオフステーション９２及び９４と、第一及び第二入口ポート９６及び９８とを含んでいる。
【００１９】
エッチングモジュール７４、副室７７を介しての超臨界式プロセスモジュール７６及び蒸着モジュール７８が、好ましくはそれぞれ第一〜第三ポート８４〜８６を介してトランスファモジュール７０へ連結している。好ましくは、トランスファモジュールロボット８０は、トランスファモジュール７２の中心においてトランスファモジュール７２へ連結している。第一及び第二ハンドオフステーション９２及び９４は、それぞれ第一及び第二入口ポート９６及び９８を介してトランスファモジュールへ連結している。好ましくは第一及び第二ハンドオフステーション９２及び９４が、それぞれ第一及び第二ロードロックを備えている。制御用エレクトロニクス８２はトランスファモジュール７２へ接続している。
【００２０】
好ましくは、トランスファモジュール７２が低真空度から高真空度において運転される。好ましくは、エッチングモジュール７４はＲＩＥ（活性イオンエッチング（reactiue ion etch)）モジュールである。ＲＩＥモジュールは、好ましくは高真空度において運転される。好ましくは、蒸着モジュール７８はＰＶＤ（物理的蒸着（physical vapor deposition)）モジュールである。ＰＶＤモジュールは、好ましくは高真空度あるいは超高真空度において運転される。
【００２１】
ＲＩＥモジュールをプラズマエッチングモジュールのような代りのエッチングモジュールに置きかえてもよいことは、当業者において容易に理解されるであろう。さらに、ＰＶＤモジュールをＣＶＤ（化学的蒸着（chemical vapor diposition)）のような代りの蒸着モジュールに置きかえてもよいことは、当業者において容易に理解されるであろう。さらに好適な半導体プロセス装置７０が、エッチングモジュール７４及び超臨界式プロセスモジュール７６とにより、又は超臨界式プロセスモジュール７６と蒸着モジュール７８とにより形成されていてもよいことは、当業者において容易に理解されるであろう。
【００２２】
トランスファモジュール８０が、好ましくはロボットベース１００、ロボットアーム１０２及びエンドエフェクタ１０４を含んでいる。ロボットベースはトランスファモジュール７２へ連結されている。ロボットアーム１０２は、好ましくは二節式ロボットアームであって、エンドエフェクタ１０４をロボットベース１００へ連結している。エンドエフェクタ１０４は製作品を取り上げ置くべく形成されている。好ましくは、エンドエフェクタ１０４はウェーハを取り上げ置くべく形成されている。代りに、エンドエフェクタ１０４はパック又は他の基盤を取り上げ置くべく形成されている。代りに、二重式アームロボットがトランスファモジュールロボット８０と置き換えられ、二重式アームロボットは二つのアームと二つのエンドエフェクタを含んでいる。
【００２３】
超臨界式プロセスモジュール７６が、好ましくは第一ゲート弁１０６を含んでいる。第一ゲート弁１０６は製作品キャビティ１１２を副室７７へ連結している。副室７７が、好ましくは第二ゲート弁１０８を含んでいる。第二ゲート弁１０８は副室７７をトランスファモジュール７２へ連結している。
【００２４】
運転において、好ましくはトランスファモジュールロボット８０が製作品１１８を第一ハンドオフステーション９２からエッチングモジュール７４へ移動していて、誘電エッチング段階３８が実行される。続いて、トランスファモジュールロボット８０はウェーハ１１８をエッチングモジュール７４から超臨界式プロセスモジュール７６における副室７７へ移動する。第二ゲート弁１０８が続いて閉となり、さらに副室７７は好ましくは二酸化炭素により加圧される。続いて、副室ロボット７９は製作品１１８を副室７７から超臨界式プロセスモジュール７６へ移動し、超臨界式除去プロセス４０が実行される。続いて、製作品が副室ロボット７９により超臨界式プロセスモジュール７６から副室７７へ移動される。続いて、副室が真空ポンプ（図示されていない）により真空引きされる。好ましくは、真空ポンプはターボポンプである。続いて、第二ゲート弁１０８が開かれ、トランスファモジュールロボット８０が製作品１１８を超臨界式プロセスモジュール７６から蒸着モジュール７８へ移動し、メタル蒸着段階４２が実行される。続いて、トランスファモジュールロボット８０が製作品１１８をメタル蒸着モジュール７８から第二ハンドオフステーション９４へ移動する。
【００２５】
好ましくは、製作品はウェーハである。好ましくはウェーハは、トランスファモジュールロボット８０がウェーハをエッチングモジュール７４へ移動する以前に、第一ハンドオフステーション９２において他のウェーハと共に第一カセットの中にある。多少の他のウェーハがそのウェーハと同時に処理されてもよいことは、当業者において容易に理解されるであろう。例えば、ウェーハが蒸着モジュール７８にあり、第二ウェーハが超臨界式モジュール７６にあってもよくて、さらに第三ウェーハがエッチングモジュール７４にあってもよい。
【００２６】
好ましくは、ウェーハはメタル蒸着段階に引き続いて、トランスファモジュールロボット８０により第二ハンドオフステーション９４における第二カセットの中に置かれる。代りに、ウェーハが他のウェーハと共に第一ハンドオフステーション９２における第一カセット内で操作を開始しかつ終了する。一方で、ウェーハの第二群が、第二ハンドオフステーション９４における第二カセット内で操作を開始しかつ終了する。
【００２７】
第二ハンドオフステーション９４が省かれてもよいこと、あるいは追加のハンドオフステーションが好適な半導体プロセス装置７０に対し付加されてもよいことは、当業者において容易に理解されるであろう。さらにトランスファモジュールロボット８０が製作品１１８を移動するべく形成されたトランスファ機構により置きかえられてもよいことは、当業者において容易に理解されるであろう。さらに、第一及び第二カセットが、標準の機械式インターフェースを使用している前方開口式ユニファイポッドであって、ウェーハが周囲の環境から隔離されたクリーンな環境に保持されてもよいことは、当業者において容易に理解されるであろう。
【００２８】
本発明における超臨界式プロセスモジュール７６を図５に示す。超臨界式プロセスモジュール７６は、二酸化炭素供給容器１３２、二酸化炭素ポンプ１３４、圧力チャンバ１３６、薬品供給容器１３８、循環ポンプ１４０及び排ガス収集容器１４４を含んでいる。二酸化炭素供給容器１３２は、二酸化炭素ポンプ１３４と二酸化炭素配管１４６とを介して圧力容器１３６に接続している。二酸化炭素配管１４６は、二酸化炭素ポンプ１３４と圧力チャンバ１３６との間に配置された二酸化炭素ヒータ１４８を含んでいる。圧力チャンバ１３６は圧力チャンバヒータ１５０を含んでいる。循環ポンプ１４０は、入口１５４と出口１５６とにおいて圧力チャンバ１３６へ接続している循環ライン１５２に取りつけられている。薬品供給容器１３８は、第一インジェクションポンプ１５９を含んでいる薬品供給ライン１５８を介して、循環ライン１５２へ接続している。洗剤供給容器１６０が、第二インジェクションポンプ１６３を含んでいる洗剤供給ライン１６２を介して循環ライン１５２へ接続している。排ガス収集容器１４４は排ガス配管１６４を介して圧力チャンバ１３６へ接続している。
【００２９】
二酸化炭素供給容器１３２、二酸化炭素ポンプ１３４及び二酸化炭素ヒータ１４８が、二酸化炭素供給装置１４９を構成している。薬品供給容器１３８、第一インジェクションポンプ１５９、洗剤供給容器１６０及び第二インジェクションポンプ１６３が薬品及び洗剤供給装置１６５を構成している。
【００３０】
超臨界式プロセスモジュール７６が、弁、制御用エレクトロニクス、フィルタ及び通常の超臨界流体装置において一般的であるユティリティ設備を含んでいることは、当業者において容易に理解されるであろう。
【００３１】
図３，４及び５において、超臨界式除去方法４０は第一プロセス段階５２で始まり、フォトレジスト若しくは残留物（又は、フォトレジスト及び残留物）を有するウェーハが、副室ロボット７９により圧力チャンバ１３６のウェーハキャビティ１１２の中へ挿入され、続いて圧力チャンバ１３６はゲート弁１０６を閉とすることによりシールされる。第二プロセス段階５４において圧力チャンバ１３６は、二酸化炭素ポンプ１３４により二酸化炭素供給容器１３２からの二酸化炭素を用いて加圧される。第二プロセス段階５４の間、二酸化炭素は二酸化炭素ヒータ１４８により加熱され、圧力チャンバ１３６は圧力チャンバヒータ１５０により加熱されていて、圧力チャンバ１３６における二酸化炭素の温度は臨界温度以上であることを確実にしている。二酸化炭素の臨界温度は３１℃である。好ましくは、圧力チャンバ１３６における二酸化炭素の温度は４５℃〜７５℃の範囲である。代りに、圧力チャンバ１３６における二酸化炭素の温度が３１℃から約１００℃の範囲に保たれてもよい。
【００３２】
初期超臨界状態とするために、第一インジェクションポンプ１５９が溶剤を薬品供給容器１３８から圧力チャンバ１３６の中へ循環ライン１５２を介して送り込み、さらに第三プロセス５６において二酸化炭素ポンプが超臨界二酸化炭素を加圧する。溶剤の注入初期において、圧力チャンバ１３６における圧力は、好ましくは約７．５８〜８．２７MPa（約１，１００〜１，２００psi）である。所定量の溶剤が圧力チャンバ１３６の中へ送り込まれ、所望する超臨界状態が達成されると、二酸化炭素ポンプ１３４は圧力チャンバ１３６の加圧を停止し、第一インジェクションポンプ１５９は溶剤の圧力チャンバ１３６への送り込みを停止し、さらに第四プロセス段階５８において循環ポンプ１４０が超臨界二酸化炭素と溶剤との循環を開始する。好ましくは、この時点における圧力は約１８．６２〜１９．３１MPa （約２，７００〜２，８００psi.）である超臨界二酸化炭素と溶剤との循環により、超臨界二酸化炭素は溶剤のウェーハへの接触を維持する。さらに、超臨界二酸化炭素と溶剤との循環により、流体流れがウェーハからのフォトレジストと残留物との除去を強化している。
【００３３】
好ましくは、ウェーハは第四プロセス段階５８を通して圧力チャンバ１３６の中へ静止して保持されている。代りに、ウェーハが第四プロセス段階５８を通して圧力チャンバ１３６内部に吊り下げられてもよい。
【００３４】
フォトレジスト及び残留物がウェーハから除去された後第五プロセス段階において、圧力チャンバ１３６は、超臨界二酸化炭素と、溶剤と、除去されたフォトレジストと、除去された残留物との一部を排ガス収集タンク１４４へ排気することとにより部分的に減圧され、圧力チャンバ１３６の状態を初期超臨界状態近傍に復帰する。好ましくは、圧力チャンバ１３６における圧力は、この時点において圧力を上昇し続いて再度圧力チャンバ１３６を部分的に排気することにより、少なくとも一回の繰返しが行なわれる。このことが圧力チャンバ１３６における清浄度を高めている。第五プロセス段階６０において、圧力チャンバは、好ましくは臨界温度を上廻り、臨界圧力を上廻る状態に保持されている。二酸化炭素の臨界圧力は約７．３８MPa（約１，０７０psi）である。
【００３５】
第六プロセス段階６２において、第二噴射ポンプ１６３が洗剤を洗剤供給容器１６０から循環ラインを介して圧力チャンバ１３６へ送り込んでいて、二酸化炭素ポンプ１３４は圧力チャンバ１３６を所望する超臨界状態近傍に加圧しており、さらに循環ポンプ１４０が超臨界二酸化炭素及び洗剤を循環しウェーハを洗浄している。好ましくは、洗剤は水、アルコール、アセトン及びそれらの混合体で構成される一群から選択されている。より好ましくは、洗剤はアルコールと水との混合体である。好ましくは、アルコールはイソプロピルアルコール、エタノール及び他の低分子量アルコールで構成される一群から選択されている。より好ましくは、アルコールはイソプロピルアルコールとエタノールとで構成されている一群から選択されている。最も好ましくは、アルコールはエタノールである。
【００３６】
好ましくは、ウェーハが第六プロセス段階６２を通して圧力チャンバ１３６の中に静止して保持されている。代りに、ウェーハが第六プロセス段階６２を通して圧力チャンバ１３６の中に吊り下げられていてもよい。
【００３７】
第七プロセス段階６４において、圧力チャンバ１３６が圧力チャンバ１３６から排ガス収集容器１４４へ排気することにより減圧され、ゲート弁１０６が開かれ、ウェーハが副室ロボット７７により圧力チャンバ１３６から取り出される。
【００３８】
本発明における代りの超臨界式除去プロセスが以下の特許書面に教示されていてここに参考として提示するもので：２０００年１０月２５日付出願の米国特許出願第０９／６９７２２７号（２０００年１１月１日付特許出願のＰＣＴ／ＵＳ００／３０２１８で、２００１年５月１０日付国際公開第０１／３３６１３号（ＷＯ１／３３６１３））と；１９９８年５月２７日付出願の米国特許出願第０９／０８５３９１号（２００１年１０月２３日付公付の米国特許第６３０６５６４号）と；１９９７年５月２７日付出願の米国特許仮出願第６０／０４７７３９号（米国特許第６３０６５６４号として優先権のある）とである。
【００３９】
本発明における第一代案の半導体プロセス装置を図６に示す。第一代案の半導体プロセス装置１７０は、好適な半導体プロセス装置７０から副室７７と副室ロボット７９との両方を取り除いたものである。第一代案の半導体プロセス装置１７０において、超臨界式プロセスモジュール７６は、好ましくは第二プロセスポート８５へ直結していて、真空ポンプが超臨界式プロセスモジュール７６へ接続している。従って、第一代案の半導体製造装置１７０において、超臨界式プロセスモジュール７６は真空と超臨界状態との間で運転される。
【００４０】
本発明における第二代案の半導体プロセス装置を図７に示す。第二代案の半導体プロセス装置２２０は、好適な半導体プロセス装置７０に第三ハンドオフステーション２２２と第二トランスファモジュール２２４と第二トランスファモジュールロボット２２６とを付加したものである。第二代案の半導体プロセス装置２２０において、第三ハンドオフステーション２２２がトランスファモジュール７２を第二トランスファモジュール２２４へ連結している。第二トランスファモジュールロボット２２６は、好ましくは第二トランスファモジュール２２４に備わっている。エッチングモジュール７４及び蒸着モジュール７８は、好ましくはトランスファモジュール７２へ連結されていて、超臨界式プロセスモジュール７６が、好ましくは第二トランスファモジュール２２４へ連結されている。従って、第二代案の半導体プロセス装置２２０は、好ましくは超臨界式プロセスモジュール７６を、真空下で運転されるエッチングモジュール７４及び蒸着モジュール７８から隔離している。このような方法で、プロセスにおける洗浄度が高められている。代りに、第二代案の半導体プロセス装置２２０において、第四ハンドオフステーションがトランスファモジュール７２と第二トランスファモジュール２２４との間に付加されている。
【００４１】
本発明における第三代案の半導体プロセス装置を図８に示す。第三代案の半導体プロセス装置２００がトランスファモジュール７２、超臨界式プロセスモジュール７６、トランスファモジュールロボット８０及び未臨界式プロセスモジュール２０２を含んでいる。未臨界式プロセスモジュールは、好ましくは半導体プロセスモジュールである。半導体プロセスモジュールは、好ましくはエッチングモジュールと物理式蒸着モジュールと化学式蒸着モジュールと電気鍍金モジュールと化学機械式プラナライゼイションモジュールとフォトライグラフィモジュールと灰化モジュールとスクラビングモジュールと他の半導体プロセスモジュールとを構成する一群から選択される。
【００４２】
本発明における第四代案の半導体プロセス装置において、好適な半導体プロセス装置７０におけるトランスファモジュール７２は真空状態で運転されずに、第一及び第二ハンドオフステーション９２及び９４は好ましくはロードロック式ではない。むしろ、トランスファモジュール７２は大気圧下あるいは周囲循環より僅かに正圧下において運転されていて、その僅かな正圧は不活性ガス注入装置により発生される。不活性ガス注入装置は、Ａｒ，ＣＯ₂ 又はＮ₂ のような不活性ガスをトランスファモジュール７２へ注入する。このことは、もしトランスファモジュールが真空下で運転されない場合でも、トランスファモジュール７２内部の清浄なプロセス環境を保証している。
【００４３】
本発明における第五代案の半導体プロセス装置は、第四代案の半導体プロセス装置におけるトランスファモジュール７２を取り除いたものである。第五代案の半導体プロセス装置において、トランスファモジュールロボット８０は簡単なロボットであって、そのロボットは、トランスファモジュール７２により提供される効果を利用することなく、製作品を第一及び第二ハンドオフステーション９２及び９４と、エッチングモジュール７４、超臨界式プロセスモジュール７６及び蒸着モジュール７８との間で移動するべく形成されている。
【００４４】
本発明における第六代案の半導体プロセス装置は、好適な半導体プロセス装置７０に検査ステーションを付加したものである。第六代案の半導体プロセス装置において、製作品１１８は、蒸着モジュール７８へ移動されるのに先立って、検査ステーションへ運搬される。検査ステーションにおいて、製作品１１８の検査はフォトレジスト及び残留物が製作品から除去されたことを保証する。好ましくは、検査ステーションは製作品を検査するために分光器を使用している。代りに、検査ステーションは超臨界式プロセスモジュール７６に組み込まれてもよい。
【００４５】
代りに、第六代案の半導体プロセス装置の運転において、フォトレジストが完全にエッチングされている事が予想され、かつ残留物が付着していないことが予想される場合、製作品１１８はエッチングモジュール７４から直接検査ステーションへ移動される。従って、検査ステーションにおいて、フォトレジストの残留及び残留物が発見されない場合、超臨界式除去プロセス４０はスキップされる。
【００４６】
本発明における第七代案の半導体プロセス装置は、好適な半導体プロセス装置７０に前置きロボットを付加している。第七代案の半導体プロセス装置において、前置きロボットがトランスファモジュール７２への入口の外側にあって、第一及び第二カセットは第一及び第二ハンドオフステーション９２及び９４から離間して配置されている。前置きロボットは、好ましくはウェーハを第一カセットから第一ハンドオフステーションへ移動するべく形成されていて、かつ好ましくはウェーハを第二ハンドオフステーション９４から第二カセットへ移動するべく形成されている。
【００４７】
本発明における第八代案の半導体プロセス装置を図９に示す。第八代案の半導体プロセス装置２１０は代りのトランスファモジュール２１２とロボットトラック２１４とを備えている。
【００４８】
本発明における第九代案の半導体プロセス装置は好適な半導体プロセス装置７０にウェーハ方位機構を付加している。ウェーハ方位機構は、ウェーハをフラット、ノッチ又は他の方向指示器により方位決めする。好ましくは、ウェーハは第一ハンドオフステーション９２において方位決めされる。代りにウェーハが第二ハンドオフステーション９４において方位決めされてもよい。
【００４９】
本発明における第一代案の超臨界式プロセスモジュールは、圧力チャンバ１３６とゲート弁１０６とを代りの圧力チャンバへ置きかえる。代りの圧力チャンバはチャンバハウジングと油圧駆動式ウェーハプラテンとを備えている。チャンバハウジングは底部において開口している円筒状キャビティを備えている。油圧駆動式ウェーハプラテンは円筒状キャビティの外側でチャンバハウジングをシールするべく形成されている。運転にあたって、ウェーハが油圧駆動式ウェーハプラテンに置かれる。続いて、油圧駆動式プラテンが上向きに移動し、チャンバハウジングをシールする。ウェーハが処理されると、油圧駆動式ウェーハプラテンが下降され、ウェーハが取り出される。
【００５０】
本発明における第二代案の超臨界式プロセスモジュールが、ウェーハキャビティ１１２の周囲においてウェーハキャビティ１１２へ入るために循環ライン１５２用の代りの入口を配置し、かつウェーハキャビティ１１２の頂部中心において代りの出口を配置している。代りの入口は、好ましくは超臨界二酸化炭素をウェーハキャビティ１１２により画成された平面に注入するべく形成されている。好ましくは、代りの入口は、ウェーハキャビティ１１２の半径方向に対して角度を有していて、運転において、代りの入口と出口とがウェーハキャビティ１１２内部において渦を発生する。
【００５１】
前述の特許請求の範囲により規定される本発明における精神と範囲とから逸脱することなく、好適な実施の形態に対して種々の修正が行なわれてもよいことは、当業者において容易に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、従来技術における半導体のエッチングプロセス及びメタライゼーションプロセスのプロセスフローを示すブロック図である。
【図２】 図２は、本発明における半導体のエッチングプロセス及びメタライゼーションプロセスのプロセスフローを示すブロック図である。
【図３】 図３は、本発明における超臨界式除去プロセスを示すブロック図である。
【図４】 図４は、本発明における好適な半導体プロセス装置を示す。
【図５】 図５は、本発明における好適な半導体プロセスモジュールを示す。
【図６】 図６は、本発明における第一代案の半導体プロセス装置を示す。
【図７】 図７は、本発明における第二代案の半導体プロセス装置を示す。
【図８】 図８は、本発明における第三代案の半導体プロセス装置を示す。
【図９】 図９は、本発明における第八代案の半導体プロセス装置を示す。

Claims (4)

1. 半導体基板処理装置であって、
   ａ．入口を有するトランスファモジュール（７２，２１２）と；
   ｂ．該トランスファモジュールへ連結され、超臨界流体により基板を処理する超臨界式プロセスモジュール（７６）と；
   ｃ．該トランスファモジュールへ連結した非超臨界式プロセスモジュール（７４，７８，２０２）と；
   ｄ．該トランスファモジュールと該超臨界式プロセスモジュール（７６）との間に配置され、その他のプロセスモジュールには接続されない副室（７７）と；
   ｅ．該トランスファモジュール内部に配置され、該非超臨界式プロセスモジュールに半導体基板の出し入れを行うトランスファモジュールロボット（８０）と；
   ｆ．該副室の内部に配置され、該超臨界式プロセスモジュールに半導体基板の出し入れを行う副室用ロボット（７９）と；
   を有し、
   該トランスファモジュールロボット（８０）と該副室用ロボット（７９）とが半導体基板の受け渡しを行う構成であり、
   該副室（７７）には、該超臨界式プロセスモジュール内部に混入しても問題にならないガスを供給する構成としている、ことを特徴とする半導体基板処理装置。
2. 請求項１に記載の半導体基板処理装置であって、該ガスは該超臨界流体と同一成分の気体である、ことを特徴とする半導体基板処理装置。
3. 請求項１、又は請求項２に記載の半導体基板処理装置であって、該超臨界流体は二酸化炭素である、ことを特徴とする半導体基板処理装置。
4. 請求項１乃至請求項３に記載の半導体基板処理装置であって、該副室は密閉可能であり、該ガスにより該副室内の圧力を高めることが可能である、ことを特徴とする半導体基板処理装置。

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