JPH09115873A

JPH09115873A - 半導体の製造装置および半導体の製造方法

Info

Publication number: JPH09115873A
Application number: JP27270195A
Authority: JP
Inventors: Etsushi Adachi; 悦志足立; Haruhisa Fujii; 治久藤井
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1995-10-20
Filing date: 1995-10-20
Publication date: 1997-05-02

Abstract

(57)【要約】【課題】爆発の防止された半導体の製造装置を得る。【解決手段】被エッチング材を設けた半導体基板４
と、吐出部に導電体２が設けられたエッチング用ノズル
１と、半導体基板４およびエッチング用ノズル１を内設
するカップ８とを備え、エッチング用ノズル１から供給
されるエッチング液で、被エッチング材をエッチング除
去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体の製造装置
および半導体の製造方法に関し、特に塗布液の半導体基
板への塗布と湿式エッチングを行う装置並びにこの装置
を用いた半導体の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図７は例えば特開昭６４―８１２２３号
公報に示された従来のレジスト等を半導体基板に塗布す
る塗布装置の断面図であり、図中３、１４は塗布用ノズ
ル、４は半導体基板、５は半導体基板４を固定し回転す
るスピンチャック、８はカップ、７はレジスト進入防止
部、６はスピンチャック駆動部、２４はカップ洗浄（エ
チルベンゼン吐出）用ノズル、９は廃出口開閉部であ
る。上述した従来の塗布装置は、ノズル３、１４やカッ
プ８の材料としてポリ塩化ビニルやテトラフルオロエチ
レンが用いられていた。半導体製造において、例えばレ
ジスト塗布、スピンオングラス（ＳＯＧ）塗布など湿式
プロセスに有機溶剤が用いられるので、ノズル３、１４
やカップ８の材料は用いる有機溶剤に対する耐性(耐溶
剤性)を考慮して選択されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来、半導体製造装置
において用いられる有機溶剤が可燃性であり、また用い
たノズルやカップの材料は耐溶剤性に優れるのみなら
ず、電気絶縁性が高いため、特に導電性が低く、時には
爆発や火災などの事故が発生していた。これは、溶剤
（またはこれを含む塗布液）を滴下およびスピンコート
するプロセス中に、また湿式エッチングであれば、溶剤
の噴出および乾燥プロセス中に装置内に静電気による電
荷が帯電しこれが放電する際、着火源となり溶剤蒸気
（空気混合物）が爆発的に燃焼するためであると考えら
れるが、同一装置、同一プロセス条件であっても爆発の
再現性が無く、具体的対策は取られていなかった。

【０００４】本発明はかかる課題を解消するためになさ
れたもので、帯電した静電気の放電による爆発を防止で
きるとともに、使用材料・圧力などの条件を広範囲に選
べ、安全に塗布あるいはエッチングできる半導体製造装
置を得ることを目的とする。また、エッチングあるいは
塗布中における帯電による静電気が原因で発生する半導
体の歩留り低下を防止したり、塗布時に基板裏面に回り
込む塗布膜の残さに起因する半導体の歩留り低下を防止
することのできる半導体の製造方法を得ることを目的と
する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に係る第１の半導
体の製造装置は、被エッチング材を設けた半導体基板を
固定するスピンチャックと、吐出部が導電性で接地さ
れ、上記被エッチング材をエッチングして除去するエッ
チング液を吐出するエッチング用ノズルと、飛散する被
エッチング材およびエッチング液を捕捉するように上記
スピンチャックおよびエッチング用ノズルを包設するカ
ップと、上記カップの内壁を洗浄するカップ洗浄液を吐
出するカップ洗浄用ノズルとを備えたものである。

【０００６】本発明に係る第２の半導体の製造装置は、
第１の半導体の製造装置のエッチング用ノズルに、エッ
チング液中のパーティクルを除去するフィルタを設けた
ものである。

【０００７】本発明に係る第３の半導体の製造装置は、
半導体基板を固定するスピンチャックと、上記半導体基
板に塗布液を供給して塗膜を形成する塗布用ノズルと、
飛散する塗布液を捕捉するように上記スピンチャックお
よび塗布用ノズルを包設するカップと、吐出部が導電性
で接地され、上記カップの内壁を洗浄するカップ洗浄液
を吐出するカップ洗浄用ノズルとを備えたものである。

【０００８】本発明に係る第４の半導体の製造装置は、
半導体基板を固定するスピンチャックと、上記半導体基
板に塗布液を供給して塗膜を形成する塗布用ノズルと、
上記スピンチャックに固定した半導体基板の反塗膜側に
設けられ、吐出部が導電性で接地されており半導体基板
の反塗膜側の塗布液を除去するリンス液を吐出するバッ
クリンス用ノズルと、飛散する塗布液を捕捉するように
上記スピンチャック、塗布用ノズルおよびバックリンス
用ノズルを包設するカップと、上記カップの内壁を洗浄
する洗浄液を吐出するカップ洗浄用ノズルとを備えたも
のである。

【０００９】本発明に係る第５の半導体の製造装置は、
第１、第２または第４の半導体の製造装置のカップ洗浄
用ノズルの吐出部が導電性であり接地されているもので
ある。

【００１０】本発明に係る第６の半導体の製造装置は、
第３または第４の半導体の製造装置の塗布用ノズルに液
中のパーティクルを除去するフィルタが設けられ、導電
性で接地されているものである。

【００１１】本発明に係る第７の半導体の製造装置は、
第４の半導体の製造装置のバックリンス用ノズルに液中
のパーティクルを除去するフィルタが設けられているも
のである。

【００１２】本発明に係る第８の半導体の製造装置は、
第１ないし第７の何れかの半導体の製造装置のカップが
導電性であり接地されているものである。

【００１３】本発明に係る第９の半導体の製造装置は、
半導体基板を固定するスピンチャックと、上記半導体基
板に塗布液を供給して塗膜を形成する塗布用ノズルと、
導電性で接地され、飛散する塗布液を捕捉するように上
記スピンチャックおよび塗布用ノズルを包設する導電性
カップと、上記カップの内壁を洗浄するカップ洗浄液を
吐出するカップ洗浄用ノズルとを備えたものである。

【００１４】本発明に係る第１０の半導体の製造装置
は、第１ないし第９の何れかの半導体の製造装置のカッ
プ内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段を備え
るものである。

【００１５】本発明に係る第１の半導体の製造方法は、
半導体基板上に設けた被エッチング材に、吐出部が導電
性で接地されたエッチング用ノズルからエッチング液を
吐出し、上記被エッチング材をエッチングする方法であ
る。

【００１６】本発明に係る第２の半導体の製造方法は、
第１の半導体の製造方法において、エッチング用ノズル
に、エッチング液中のパーティクルを除去するフィルタ
を設けた方法である。

【００１７】本発明に係る第３の半導体の製造方法は、
半導体基板上に、塗布用ノズルから塗布液を供給して塗
膜を形成し、上記半導体基板の反塗膜側から、吐出部が
導電性で接地されたバックリンス用ノズルからリンス液
を吐出して上記反塗膜側の塗布液を除去する方法であ
る。

【００１８】本発明に係る第４の半導体の製造方法は、
第３の半導体の製造方法において、バックリンス用ノズ
ルに、リンス液中のパーティクルを除去するフィルタが
設けられている方法である。

【００１９】本発明に係る第５の半導体の製造方法は、
第３または第４の半導体の製造方法において、塗布用ノ
ズルに液中のパーティクルを除去するフィルタが設けら
れ、の吐出部が導電性で接地されている方法である。

【００２０】本発明に係る第６の半導体の製造方法は、
半導体基板上に、液中のパーティクルを除去するフィル
タが設けられ、導電性で接地されている塗布用ノズルか
ら塗布液を供給して塗膜を形成する方法である。

【００２１】

【発明の実施の形態】図７に示した従来の半導体製造装
置を用い、プロセス中の蒸気濃度（例えばメタノール）
を爆発限界濃度とし、放電の起き易さについて検討し
た。帯電箇所を詳細に検討した結果、液ノズル部３、１
４、カップ８（特に回転基板から液が飛散することによ
る帯電）が大きな電荷を示し、プロセス中はもちろん長
時間帯電が保持されることも確かめた。

【００２２】しかし、一定の爆発性（爆発限界濃度）雰
囲気、一定の帯電量であっても、上記雰囲気の誘電率に
より、爆発が起こったり起こらなかったりすることが解
った。つまり、電束密度（Ｄ）は一定でも、上記雰囲気
の誘電率（ε）によって、電界（Ｅ）は変化する｛Ｄ＝
εＥ＝ε₀ε_r（ε₀：真空中の誘電率，ε_r：比誘電
率）｝からである。そこで、エッチング装置のプロセス
雰囲気に電極を設けキャパシタを形成して静電容量を測
定することにより比誘電率（ε_r）を求めた。メタノー
ルを用いて実験した結果、ノズル３、１４より噴出中は
比誘電率（ε_r）は比較的大きく１０程度であったが、
噴出を止め、乾燥中は比誘電率（ε_r）は２以下と小さ
くなり、メタノールを用いた場合、噴出中は電界が弱め
られて放電が抑制され、乾燥（空回転）中では爆発の危
険性が増大することが解った。

【００２３】しかし、半導体の製造に用いられる有機溶
剤は、被エッチング材や塗布膜の種類によって特定さ
れ、例えば下記実施例で用いたベンゼン系有機溶剤では
噴出中であっても比誘電率（ε_r）１．５となるだけで
乾燥中だけでなく、噴出中も爆発の危険性が増大するこ
とがわかった。従って、安全に作業を行うにはプロセス
中（噴出中および乾燥を含めた全工程で）、大きな電荷
を示す液ノズル部３、１４、カップ８の帯電を抑制する
必要がある。

【００２４】また、ノズル部３、１４およびカップ８の
帯電を抑制することによって、半導体基板に作り込まれ
た半導体素子が電荷によって破壊されるのを防止し、歩
留まりを大幅に向上することができる。一方、爆発の要
因である溶剤蒸気濃度を爆発限界濃度以下としたり、ま
たは酸化剤（酸素）を除けば、たとえ電荷の蓄積があっ
ても爆発が生じないことから、プロセス雰囲気内に不活
性ガスを導入して溶剤蒸気濃度を爆発限界濃度以下とし
たり、また酸素を除くことにより爆発を防止することが
できる。また、上記帯電の抑制と同時に行っても効果が
ある。

【００２５】本発明の実施の形態に係わる各ノズルはこ
れを導電性とし、接地するもので、例えばステンレス製
のはめ込みタイプ、アルミニウム箔および銅箔等が用い
られる。しかし、使用する上記各液の求められる純度が
高い場合は、アルカリイオン、金属イオン濃度にも制限
があり、アルミニウムおよび鉄等は望ましくなく、ノズ
ル部の直接液と触れる箇所の導電体には高純度カーボン
を用いる。これは良導体であり、金属不純物を含有しな
いため望ましい。さらに、各ノズルをアルゴンなどの不
活性ガスのプラズマで処理することにより表面抵抗を下
げ、銅テープなどを介して接地することが用いられる。
これは、イオン衝撃により炭素の共役結合を表面に形成
させ、低抵抗化するもので、ノズル材がテトラフルオロ
エチレンでは特に顕著な効果がある。また、ノズル表面
に非晶質シリコン膜をプラズマ化学気相成長法で形成し
て表面抵抗を下げることが用いられる。プラズマ処理あ
るいはプラズマ化学気相成長法の場合、電気伝導に寄与
する電子(またはホール)を供給するドナー(アクセプタ)
となるドーパントを添加すると一層抵抗が低下する。

【００２６】本発明の実施の形態に係わる不活性ガスと
しては例えばＮ₂、Ａｒ、Ｈｅ、Ｎｅなどを用いること
ができ、塗布時またはエッチング時の爆発限界濃度に希
釈させることができ、着火源が仮に存在しても爆発を防
止することができる。

【００２７】本発明の実施の形態に係わるバックリンス
用ノズルは半導体基板裏面に回り込む塗布膜の残さを取
り除くもので、導電性を付与し接地する。この残さ除去
に使用するバックリンス液は、塗布膜の種類により適し
たものを用いる必要があり、その種類を変えてリンス効
果を調べた。塗布膜がシリコーン系ポリマーである場
合、バックリンス液がメタノール、エタノールなどのア
ルコール系や酢酸ｎ―ブチルなどのエステル系溶剤では
リンス時間を９０秒と長くしても基板裏面への回り込み
がみられた。用いたシリコーン系ポリマーは分子量が大
きいため上述の有機溶剤には溶解しないためリンス効果
がみられない。調査の結果、ベンゼン系溶剤が良溶媒と
して働くことが明らかとなった。トルエン、キシレン、
アニソールなどが好ましい。これらの混合液であっても
同様な効果を呈する。その場合、アニソール濃度が１０
ｖｏｌ％以上である方がリンス時間を短くできる。な
お、バックリンス用ノズルに導電性を付与し接地してい
るので、上記のどの溶剤を用いても帯電はみられなかっ
た。

【００２８】実施の形態１．図１は本発明の第１の実施
の形態の半導体の製造装置の断面図であり、図におい
て、４は被エッチング材が設けられた半導体基板、１は
被エッチング材を除去するエッチング液を供給するエッ
チング用ノズルで材質はポリ塩化ビニルである。２はエ
ッチング用ノズル１の吐出部に取り付けられた導電体で
ステンレス製のはめ込みタイプであり、接地電位に保持
してある。５はスピンチャック、６はスピンチャック駆
動部、７はエッチング液の進入防止部、８は飛散する被
エッチング材およびエッチング液を捕捉するカップ、９
は廃出口(開閉部)、２４はカップ洗浄用ノズルである。

【００２９】即ち、まず、膜厚１μｍのポジ型レジスト
膜｛商品名：ＯＦＰＲ，東京応化工業（株）製｝が形成
された直径６インチのシリコン基板４をスピンチャック
５に固定し、駆動部６により５００ｒｐｍで回転させ
た。次に、所定の流速で酢酸ｎ―ブチルをエッチング液
として、エッチング用ノズル１より吐出させレジスト膜
を除去した。なお、処理中はカップ洗浄液ノズル２４か
ら酢酸ｎ―ブチルを流し、カップを洗浄した。エッチン
グ用ノズル１の酢酸ｎ―ブチルの流速を変えたときのレ
ジスト膜を除去するのにかかる時間を調べた。また、処
理後にエッチング用ノズル１、半導体基板４およびカッ
プ８表面の電位をエレクトロスタティックメータを用い
て測定した。流速が大きいほど除去にかかる時間は短く
なった。流速が２０ｃｃ／ｍｉｎでは３分間処理しても
レジスト塗布膜の残さがみられた。実用的である２０〜
３０秒で除去するには１００ｃｃ／ｍｉｎ以上の流速が
必要であった。電位から見積った電荷量については各流
速ともカップ８において１０^-7Ｃ／ｍ²〜１０^-6Ｃ／ｍ²
に帯電したが、他は０Ｖであり帯電はみられなかった。
これは、エッチング用ノズル１が接地電位に保持してあ
るため吐出時に流動帯電が起きても電荷が逃がされ、エ
ッチング液が除電されているからである。上記程度のカ
ップ８における帯電は後述する放電に至るしきい値と比
べると安全性裕度は大きい。

【００３０】実施の形態２．図２は本発明の第２の実施
の形態の半導体の製造装置の断面図であり、図におい
て、２７はカップ洗浄用ノズル２４を接地する導電体で
あり、実施の形態１で示した洗浄用ノズル２４に、実施
の形態１と同様、ステンレス製のはめ込みタイプで接地
電位に保持して導電体２７を接地している。実施の形態
１と同様にして半導体基板上のレジスト膜を、各流速の
酢酸ｎ―ブチルでエッチング処理した。その時のエッチ
ング用ノズル１、半導体基板４およびカップ８表面の電
位をエレクトロスタティックメータを用いて測定したと
ころ、電位については各流速とも各箇所において０Ｖで
あり帯電はみられなかった。電荷の蓄積がなければ、こ
れによる放電もなく、このエッチングの系から着火源を
取り除くことが可能となった。したがって、この系が可
燃性ガス雰囲気であっても爆発する危険性はない。

【００３１】実施の形態３．実施の形態２に示した半導
体の製造装置を用い、エッチング用液がテトラフルオロ
エチレンのものを用いた。シリコン基板４上の膜厚１μ
ｍのシリコーン系ポリマーであるポリフェニルシルセス
キオキサンをフォトリソグラフィによりレジストをマス
クにしてアニソールとキシレンの１：３混合液を用いて
エッチングした。処理中はカップ洗浄液ノズル２４から
アニソールを流し、カップ８を洗浄した。実施の形態２
と同様に、流速を変えたときのシリコーン系ポリマー膜
をエッチングするのにかかる時間を調べた。また、処理
後にノズル１、半導体基板４、そしてカップ８表面の電
位をエレクトロスタティックメータを用いて測定した。
その結果、流速が大きいほど膜除去にかかる時間は短く
なった。流速が２０ｃｃ／ｍｉｎでは３分間処理しても
シリコーン系ポリマー塗布膜の残さがみられた。また、
レジストの膨潤によるエッチング形状の劣化がみられ
た。実用的である２０〜３０秒で除去するには１２０ｃ
ｃ／ｍｉｎ以上の流速が必要であった。このとき、エッ
チング形状も優れ、垂直に近いエッジ角度であった。電
位については各流速とも各箇所において０Ｖであり、帯
電はみられなかった。このことは、実施の形態２と同
様、エッチング中に爆発する危険性はないことを示して
いる。

【００３２】実施の形態４．実施の形態２に示した半導
体の製造装置において、エッチング用ノズル１の配管の
途中にフィルタ(図示せず)を挿入した。フィルタは孔径
０．２μｍのテトラフルオロエチレン製で、エッチング
液である酢酸ｎ―ブチル中のパーティクルを除去する役
割をはたす。実施の形態１に示したと同様に、各流速の
酢酸ｎ―ブチルでの帯電を測定したところ、いずれの場
合も帯電はみられなかった。半導体の歩留まりはフィル
タなしの場合に比べて、０．３％向上した。これはフィ
ルタによって、半導体に残存する異物を除去できるため
である。

【００３３】実施の形態５．実施の形態４に示した半導
体の製造装置(フィルタ付)で、実施の形態３と同様にし
て、シリコン基板上のポリマーをフォトリソグラフィに
よりレジストをマスクにしてアニソール/キシレン混合
液を用いてエッチングした。各流速における混合液でエ
ッチング後の帯電を測定したところ、いずれの場合も帯
電はみられなかった。

【００３４】実施の形態６．図３は本発明の第６の実施
の形態の半導体の製造装置の断面図であり、図におい
て、４は塗膜を形成する半導体基板、３は塗布液を供給
する塗布用ノズル、７は塗布液の進入防止部、２４はカ
ップ洗浄液ノズル、２７はカップ洗浄液ノズル２４を接
地する導電体である。まず、直径６インチの半導体基板
４をスピンチャック５に固定し、シリコーン系ポリマー
であるポリフェニルシルセスキオキサンのアニソール溶
液を塗布用ノズル３から滴下した。駆動部６により５０
０ｒｐｍで１０秒、２０００ｒｐｍで２０秒回転させ、
シリコン基板４に膜厚５μｍのシリコーン系ポリマーを
回転塗布した。処理中はカップ洗浄液ノズル２４からア
ニソールを流し、カップを洗浄した。また、処理後に半
導体基板４およびカップ８表面の電位をエレクトロスタ
ティックメータを用いて測定した。電位は各箇所におい
て０Ｖであり帯電はみられず、このことは、実施の形態
２と同様、エッチング中に爆発する危険性はないことを
示している。しかし、半導体基板裏面に塗布膜の残さが
見られ、塗布後の工程(フォトリソグラフィ、化学気相
成長など)で使用する装置を汚し、これによる半導体装
置の歩留りが低下するという問題点を残す。

【００３５】実施の形態７．図４は本発明の第７の実施
の形態の半導体の製造装置の断面図であり、図におい
て、１０はバックリンス用ノズル、１１はバックリンス
用ノズル１０の吐出部に取り付けられた導電体で接地電
位に保持してある。バックリンス用ノズル１０の材質は
テトラフルオロエチレンである。導電体１１は、ステン
レス製のはめ込みタイプを用いた。実施の形態６と同様
に、シリコン基板４に膜厚５μｍのシリコーン系ポリマ
ーを回転塗布した。次に、２０００ｒｐｍで回転させな
がら１０秒間所定の流速でアニソールをバックリンス用
ノズル１０より噴出させ、基板裏面に回り込んだシリコ
ーン系ポリマーを除去した。さらに１０秒間回転させる
ことにより裏面を乾燥させた。処理中はカップ洗浄液ノ
ズル２４からアニソールを流し、カップ８を洗浄した。
ノズル１０のアニソールの流速を変えたときのバックリ
ンス効果を調べた。また、処理後にノズル１０、基板
４、そしてカップ８表面の電位をエレクトロスタティッ
クメータを用いて測定した。流速が２０ｃｃ／ｍｉｎで
は基板裏面にシリコーン系ポリマー塗布膜の残さがみら
れた。完全除去するには６０ｃｃ／ｍｉｎ以上の流速が
必要であった。電位については各流速とも各箇所におい
て０Ｖであり、帯電はみられなかった。上記の方法によ
り回り込み残さが除去され半導体装置の歩留りが向上し
た。なお、本実施の形態において、カップ洗浄用ノズル
を導電性とせずに、本実施の形態と同様に塗布したとこ
ろ、カップに帯電が見られた安全性に問題が残るが半導
体の歩留まりは向上した。

【００３６】実施の形態８．図５は本発明の第８の実施
の形態の半導体の製造装置の断面図であり、図におい
て、１８は導電性カップで接地電位に保持してある。塗
布用ノズル３の材質はテトラフルオロエチレンであり、
導電性カップ１８はステンレス製を用いた。まず、直径
６インチの基板４をスピンチャック５に固定し、シリコ
ーン系ポリマーのアニソール溶液を塗布用ノズル３から
滴下した。駆動部６により５００ｒｐｍで１０秒、２０
００ｒｐｍで４０秒回転させ、シリコン基板４に膜厚５
μｍのシリコーン系ポリマーを回転塗布した。処理中は
カップ洗浄液ノズル２４からアニソールを流し導電性カ
ップ１８を洗浄した。また、処理後に基板４およびカッ
プ１８表面の電位をエレクトロスタティックメータを用
いて測定した。電位は各箇所において０Ｖであり帯電は
みられなかった。なお、導電性のカップ１８を用いる
と、回転中に基板から飛散した塗液が上記カップに当た
って帯電するのを防止することができ帯電防止がより確
実になる。本実施の形態では半導体基板への塗布膜形成
に導電性カップ１８を用いたが実施の形態１〜５のエッ
チングに際しても効果がある。また、導電体で接地した
カップ洗浄液ノズル２４（実施の形態６、７）と併用し
てもさらに帯電防止がより確実になる。

【００３７】実施の形態９．実施の形態４に用いたフィ
ルタを実施の形態７および実施の形態８の半導体の製造
装置の塗布用ノズル３の途中に挿入し、塗布用ノズル３
にも実施の形態１〜８に用いたと同様の導電体を設けこ
れを接地して、実施の形態６と同様にしてシリコン基板
４に膜厚５μｍのシリコーン系ポリマーを回転塗布し
た。フィルタなしの場合に比べて、膜中の異物が除去さ
れるため半導体の歩留まりは０．４％向上した。実施の
形態６〜８において、塗布用ノズルの場合、特に接地電
位に保持しなくても帯電が観察されなかったが、これは
塗布液を滴下するのに大きな流速を必要としないためで
ある。しかし、本実施の形態のようにフィルタを併用し
た場合、流速が小さくても帯電量が大きくなることがあ
るので、塗布用ノズルにも導電体を設けこれを接地した
のである。また、処理後に基板４およびカップ８、導電
性カップ１８表面の電位をエレクトロスタティックメー
タを用いて測定したが、電位は各箇所において０Ｖであ
り帯電はみられなかった。

【００３８】実施の形態１０．図６は本発明の第１０の
実施の形態の半導体の製造装置の断面図であり、図にお
いて、１３はＮ₂ガス供給口である。Ｎ₂ガスを５００ｃ
ｃ／ｍｉｎ流し、実施の形態８と同じ条件でシリコン基
板に膜厚５μｍのシリコーン系ポリマーを回転塗布し
た。なお、窒息防止のために上部を排気するようにし
た。可燃性ガス検知器を用いて塗布雰囲気のアニソール
濃度を測定した。その結果、処理中も濃度が０．０５ｖ
ｏｌ％以下であるのに対し、実施の形態６の条件で塗布
を行ったときの塗布雰囲気のアニソール濃度を測定した
ところ、処理中に濃度が最大０．５ｖｏｌ％程度となり
爆発限界濃度を下回っているものの本実施のに比べ安全
性裕度が小さい。本実施例においてアニソール濃度が爆
発限界濃度を下回っていたことは、仮に放電などの着火
源が存在したとしても爆発の危険性がないことを示して
いる。また、Ｎ₂ガスを加圧状態で供給することは、放
電防止に加え、塗膜の乾燥を遅らせ、塗膜の膜厚を均一
化することができるため望ましい。なお、この例では、
塗布時にＮ₂ガスを適用したが、エッチング時に適用し
てもよく、同様な効果を呈する。

【００３９】なお、上記実施例の形態１〜１０におい
て、帯電による半導体素子の破壊が防止され、帯電に起
因する静電破壊による不良が防止され、歩留まりが大幅
に向上した。

【００４０】比較例１．図２において導電体２を取り除
き、他は実施の形態２と全く同じ条件でレジストを除去
する実験を行った。ノズル１の表面電位は酢酸ｎ―ブチ
ル流速が大きくなるほど増大し、帯電量を見積ると１０
０ｃｃ／ｍｉｎで処理後には、１０^-5Ｃ／ｍ²となっ
た。空気中では、約２．７×１０^-5Ｃ／ｍ²で放電し、
そのときのエネルギは約４０ｍＪ／ｍｍ³となる。数ｍ
ｍのアークが発生したとき、有機溶剤の最小点火エネル
ギ０．２〜数ｍＪを越え爆発に至る。実施の形態２の帯
電ゼロと比較すると安全性裕度が小さくなり危険性が高
いことがわかる。半導体基板４の帯電はノズル１の３０
％程度であった。なお、カップ８には帯電はみられなか
った。

【００４１】比較例２．図２において導電体２を取り除
き、他は実施の形態３と全く同じ条件でシリコーン系ポ
リマー膜をエッチングする実験を行った。ノズル１の表
面電位はアニソール流速が大きくなるほど増大し、帯電
量を見積もると１２０ｃｃ／ｍｉｎで処理後には、１．
４×１０^-5Ｃ／ｍ²となった。実施の形態３の帯電ゼロ
と比較すると安全性裕度が小さくなり危険性が高いこと
がわかる。基板４の帯電はノズル１の３０％程度であっ
た。この実験に用いた基板に作り込まれた半導体素子の
歩留りは、実施の形態３のものと比較すると０．５％低
かった。これは、静電気による悪影響であると考えられ
る。なお、カップ８には帯電はみられなかった。

【００４２】比較例３．実施の形態４の条件から導電体
２のみを取り除き、レジストを除去する実験を行った。
ノズル１は酢酸ｎ―ブチル流速が１００ｃｃ／ｍｉｎで
は、１．５×１０^-5Ｃ／ｍ²となった。フィルタでの摩
擦が帯電に寄与するため比較例１より帯電量が大きい。
実施の形態４の帯電ゼロと比較すると安全性裕度が小さ
くなり危険性が高いことがわかる。基板４の帯電はノズ
ル１の３０％程度であった。なお、カップ８には帯電は
みられなかった。

【００４３】比較例４．実施の形態５の条件から導電体
２のみを取り除き、シリコーン系ポリマー膜をエッチン
グする実験を行った。ノズル１はアニソール流速が１２
０ｃｃ／ｍｉｎでは、１．８×１０^-5Ｃ／ｍ²となっ
た。実施の形態５の帯電ゼロと比較すると安全性裕度が
小さくなり危険性が高いことがわかる。基板４の帯電は
ノズル１の３０％程度であった。この実験に用いた基板
に作り込まれた半導体素子の歩留りは、実施の形態５の
ものと比較すると０．１％低かった。これは、静電気に
よる悪影響であると考えられる。なお、カップ８には帯
電はみられなかった。

【００４４】比較例５．実施の形態６において、カップ
洗浄液ノズル２４を接地する導電体２７を除く他は、実
施の形態６と同様の条件でシリコン基板に塗布した。そ
の結果、カップ８において８×１０^-6Ｃ／ｍ²の帯電が
みられ、安全性裕度が小さいことが示される。

【００４５】なお、上記実施の形態において、スピンチ
ャック駆動部６に用いられている電動機としては直流モ
ータが廉価で多用されているが、整流子でのスパークが
着火源となり得る。無接点であるブラシレスモータでも
起動時には過渡的に高電圧が発生する。これが帯電した
電荷に影響して放電を誘起する可能性は高い。このこと
は、サイリスタなどの半導体装置で制御する交流モータ
についても同様にあてはまる。また、後者は高価である
問題点がある。

【００４６】

【発明の効果】本発明の第１の半導体の製造装置によれ
ば、被エッチング材を設けた半導体基板を固定するスピ
ンチャックと、吐出部が導電性で接地され、上記被エッ
チング材をエッチングして除去するエッチング液を吐出
するエッチング用ノズルと、飛散する被エッチング材お
よびエッチング液を捕捉するように上記スピンチャック
およびエッチング用ノズルを包設するカップと、上記カ
ップの内壁を洗浄するカップ洗浄液を吐出するカップ洗
浄用ノズルとを備えることにより、帯電した静電気によ
る爆発を防止でき、安全にエッチングすることができ
る。

【００４７】本発明の第２の半導体の製造装置によれ
ば、第１の半導体の製造装置のエッチング用ノズルに、
エッチング液中のパーティクルを除去するフィルタを設
けることにより歩留まりを向上することができる。

【００４８】本発明の第３の半導体の製造装置によれ
ば、半導体基板を固定するスピンチャックと、上記半導
体基板に塗布液を供給して塗膜を形成する塗布用ノズル
と、飛散する塗布液を捕捉するように上記スピンチャッ
クおよび塗布用ノズルを包設するカップと、吐出部が導
電性で接地され、上記カップの内壁を洗浄するカップ洗
浄液を吐出するカップ洗浄用ノズルとを備えることによ
り、帯電した静電気による爆発を防止でき、安全に塗布
することができる。

【００４９】本発明の第４の半導体の製造装置によれ
ば、半導体基板を固定するスピンチャックと、上記半導
体基板に塗布液を供給して塗膜を形成する塗布用ノズル
と、上記スピンチャックに固定した半導体基板の反塗膜
側に設けられ、吐出部が導電性で接地されており半導体
基板の反塗膜側の塗布液を除去するリンス液を吐出する
バックリンス用ノズルと、飛散する塗布液を捕捉するよ
うに上記スピンチャック、塗布用ノズルおよびバックリ
ンス用ノズルを包設するカップと、上記カップの内壁を
洗浄する洗浄液を吐出するカップ洗浄用ノズルとを備え
ることにより、帯電した静電気による爆発を防止でき、
安全に塗布することができ、半導体基板裏面に回り込む
塗布膜残さに起因する歩留まり低下を防止することがで
きる。

【００５０】本発明の第５の半導体の製造装置によれ
ば、第１、第２または第４の半導体の製造装置のカップ
洗浄用ノズルの吐出部が導電性であり接地することによ
り、帯電した静電気による爆発をさらに防止でき、安全
に製造することができる。

【００５１】本発明の第６の半導体の製造装置によれ
ば、第３または第４の半導体の製造装置の塗布用ノズル
に液中のパーティクルを除去するフィルタが設けられ、
導電性で接地されていることにより、安全に塗布するこ
とができ、歩留まりを向上することができる。

【００５２】本発明の第７の半導体の製造装置によれ
ば、第４の半導体の製造装置のバックリンス用ノズルに
液中のパーティクルを除去するフィルタが設けられてい
ることにより、さらに歩留まりを向上することができ
る。

【００５３】本発明の第８の半導体の製造装置によれ
ば、第１ないし第７の何れかの半導体の製造装置のカッ
プが導電性であり接地されていることにより、帯電した
静電気による爆発をさらに確実に防止でき、安全に製造
することができる。

【００５４】本発明の第９の半導体の製造装置によれ
ば、半導体基板を固定するスピンチャックと、上記半導
体基板に塗布液を供給して塗膜を形成する塗布用ノズル
と、導電性で接地され、飛散する塗布液を捕捉するよう
に上記スピンチャックおよび塗布用ノズルを包設するカ
ップと、上記カップの内壁を洗浄するカップ洗浄液を吐
出するカップ洗浄用ノズルとを備えることにより、帯電
した静電気による爆発を防止でき、安全に製造すること
ができる。

【００５５】本発明の第１０の半導体の製造装置によれ
ば、第１ないし第９の何れかの半導体の製造装置のカッ
プ内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段を備え
ることにより、爆発物の濃度を低下させ爆発を防止で
き、安全に製造することができる。

【００５６】本発明の第１の半導体の製造方法によれ
ば、半導体基板上に設けた被エッチング材に、吐出部が
導電性で接地されたエッチング用ノズルからエッチング
液を吐出し、上記被エッチング材をエッチングすること
により、帯電による静電気が原因で発生する半導体の歩
留り低下を防止することができる。

【００５７】本発明の第２の半導体の製造方法によれ
ば、第１の半導体の製造方法において、エッチング用ノ
ズルに、エッチング液中のパーティクルを除去するフィ
ルタを設けたることにより、歩留まりを向上することが
できる。

【００５８】本発明の第３の半導体の製造方法によれ
ば、半導体基板上に、塗布用ノズルから塗布液を供給し
て塗膜を形成し、上記半導体基板の反塗膜側から、吐出
部が導電性で接地されたバックリンス用ノズルからリン
ス液を吐出して上記反塗膜側の塗布液を除去することに
より、半導体基板裏面に回り込む塗布膜残さに起因する
歩留まり低下を防止することができる。

【００５９】本発明の第４の半導体の製造方法によれ
ば、第３の半導体の製造方法において、バックリンス用
ノズルに、リンス液中のパーティクルを除去するフィル
タが設けることにより、歩留まりを向上することができ
る。

【００６０】本発明の第５の半導体の製造方法によれ
ば、第３または第４の半導体の製造方法において、塗布
用ノズルの吐出部が導電性で接地され、液中のパーティ
クルを除去するフィルタが設けられていることにより、
歩留まりを向上することができる。

【００６１】本発明の第６の半導体の製造方法によれ
ば、半導体基板上に、吐出部が導電性で接地され、液中
のパーティクルを除去するフィルタが設けられている塗
布用ノズルから塗布液を供給して塗膜を形成することに
より、帯電による静電気が原因で発生する半導体の歩留
り低下を防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の実施の形態の半導体の製造装
置の断面図である。

【図２】本発明の第２、第３、第４および第５の実施
の形態の半導体の製造装置の断面図である。

【図３】本発明の第６の実施の形態の半導体の製造装
置の断面図である。

【図４】本発明の第７の実施の形態の半導体の製造装
置の断面図である。

【図５】本発明の第８の実施の形態の半導体の製造装
置の断面図である。

【図６】本発明の第１０の実施の形態の半導体の製造
装置の断面図である。

【図７】従来の半導体の製造装置の断面図である。

【符号の説明】

１エッチング用ノズル、２導電体、３塗布用ノズ
ル、４半導体基板、５スピンチャック、８カッ
プ、１０バックリンス用ノズル、１１導電体、１８
導電性カップ、１３Ｎ₂ガス供給口、２４カップ
洗浄用ノズル、２７導電体。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被エッチング材を設けた半導体基板を固
定するスピンチャックと、吐出部が導電性で接地され、
上記被エッチング材をエッチングして除去するエッチン
グ液を吐出するエッチング用ノズルと、飛散する被エッ
チング材およびエッチング液を捕捉するように上記スピ
ンチャックおよびエッチング用ノズルを包設するカップ
と、上記カップの内壁を洗浄するカップ洗浄液を吐出す
るカップ洗浄用ノズルとを備えた半導体の製造装置。
【請求項２】請求項１に記載のものにおいて、エッチ
ング用ノズルにエッチング液中のパーティクルを除去す
るフィルタを設けることを特徴とする半導体の製造装
置。
【請求項３】半導体基板を固定するスピンチャック
と、上記半導体基板に塗布液を供給して塗膜を形成する
塗布用ノズルと、飛散する塗布液を捕捉するように上記
スピンチャックおよび塗布用ノズルを包設するカップ
と、吐出部が導電性で接地され、上記カップの内壁を洗
浄するカップ洗浄液を吐出するカップ洗浄用ノズルとを
備えた半導体の製造装置。
【請求項４】半導体基板を固定するスピンチャック
と、上記半導体基板に塗布液を供給して塗膜を形成する
塗布用ノズルと、上記スピンチャックに固定した半導体
基板の反塗膜側に設けられ、吐出部が導電性で接地され
ており半導体基板の反塗膜側の塗布液を除去するリンス
液を吐出するバックリンス用ノズルと、飛散する塗布液
を捕捉するように上記スピンチャック、塗布用ノズルお
よびバックリンス用ノズルを包設するカップと、上記カ
ップの内壁を洗浄する洗浄液を吐出するカップ洗浄用ノ
ズルとを備えた半導体の製造装置。
【請求項５】請求項１、２または４に記載のものにお
いて、上記カップ洗浄用ノズルの吐出部が導電性で接地
されていることを特徴とする半導体の製造装置。
【請求項６】請求項３または４に記載のものにおい
て、塗布用ノズルに液中のパーティクルを除去するフィ
ルタが設けられ、導電性で接地されていることを特徴と
する半導体の製造装置。
【請求項７】請求項４に記載のものにおいて、バック
リンス用ノズルに液中のパーティクルを除去するフィル
タが設けられていることを特徴とする半導体の製造装
置。
【請求項８】請求項１ないし７の何れかに記載のもの
において、上記カップが導電性で接地されていることを
特徴とする半導体の製造装置。
【請求項９】半導体基板を固定するスピンチャック
と、上記半導体基板に塗布液を供給して塗膜を形成する
塗布用ノズルと、導電性で接地され、飛散する塗布液を
捕捉するように上記スピンチャックおよび塗布用ノズル
を包設する導電性カップと、上記カップの内壁を洗浄す
るカップ洗浄液を吐出するカップ洗浄用ノズルとを備え
た半導体の製造装置。
【請求項１０】請求項１ないし９の何れかに記載のも
のにおいて、カップ内に不活性ガスを供給する不活性ガ
ス供給手段を備えることを特徴とする半導体の製造装
置。
【請求項１１】半導体基板上に設けた被エッチング材
に、吐出部が導電性で接地されたエッチング用ノズルか
らエッチング液を吐出し、上記被エッチング材をエッチ
ングする半導体の製造方法。
【請求項１２】請求項１１に記載のものにおいて、エ
ッチング用ノズルに、エッチング液中のパーティクルを
除去するフィルタが設けられていることを特徴とする半
導体の製造方法。
【請求項１３】半導体基板上に、塗布用ノズルから塗
布液を供給して塗膜を形成し、上記半導体基板の反塗膜
側から、吐出部が導電性で接地されたバックリンス用ノ
ズルからリンス液を吐出して上記反塗膜側の塗布液を除
去する半導体の製造方法。
【請求項１４】請求項１３に記載のものにおいて、バ
ックリンス用ノズルに、リンス液中のパーティクルを除
去するフィルタが設けられていることを特徴とする半導
体の製造方法。
【請求項１５】請求項１３または１４に記載のものに
おいて、塗布用ノズルに液中のパーティクルを除去する
フィルタが設けられ、吐出部が導電性で接地されている
ことを特徴とする半導体の製造方法。
【請求項１６】半導体基板上に、液中のパーティクル
を除去するフィルタが設けられ、吐出部が導電性で接地
されている塗布用ノズルから塗布液を供給して塗膜を形
成する半導体の製造方法。