JPH09275087A - 半導体処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体ウェハ等の不処理物の処理を、その洗
浄処理も含めて１台の装置で行うことができ、かつ十分
なダスト除去効果を得ることができる半導体処理装置を
提供する。 【解決手段】 装置本体内に処理室と共に後処理室が一
体的に設けられている。処理室においてエッチング等の
処理がなされた半導体ウェハ１９は、後処理室内に設置
されたウェハホルダ２０により例えば１０００ｒｐｍ程
度の速度で回転される。洗浄ノズル２１Ａは、モータ２
４およびリンク機構２５からなる揺動機構２６の動作に
より半導体ウェハ１９の中心部と周縁部との間を移動し
ながら、洗浄液放出口２１ａから高圧（２０〜４０ｋｇ
／ｃｍ² 程度）で洗浄液（薬液または純水）２２を放出
する。これにより半導体ウェハ１９の表面全面のダスト
が除去される。同時に、半導体ウェハ１９の裏面におい
ても洗浄ノズル２１Ｂにより全面に付着したダストが除
去される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウェハ等の
被処理物の処理を行うための半導体処理装置に係り、特
にドライエッチング装置等の処理室内において被処理物
に対して雰囲気ガス中のダストが付着する虞れのある半
導体処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体デバイスは微細化が進み、
それに伴い、回路の動作不良を引き起こすダストの除去
方法が特に問題となっている。例えば、ドライエッチン
グ装置では、プラズマ雰囲気の処理室において処理を行
うために、半導体ウェハにダストが付着しやすく、その
ため回路の動作不良を引き起こすことが少なくない。こ
れはプラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition:化学
的気相成長 )装置やスパッタリング装置等においても同
様である。

【０００３】従来、この種の処理装置では、図４に示し
たように、例えばドライエッチング装置１００において
半導体ウェハ１１０を処理した後に、別装置として設け
られた洗浄器１２０の設置場所へ搬送し、純水または薬
液を半導体ウェハ１１０にかけることによりダストを除
去していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述のように従来にお
いては、ダスト除去のための洗浄手段を処理装置と別体
に設けていたため、作業効率が悪いという問題があっ
た。また、ドライエッチング装置１００においては半導
体ウェハ１１０の表面だけでなく、裏面にもダストは付
着する。装置によって異なるが、表面の数十倍〜数百倍
のダストが裏面に付着している場合もあり、ウェハ裏面
のダストも効果的に除去できることが必要である。

【０００５】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、半導体ウェハ等の被処理物の処理
を、その洗浄処理も含めて１台の装置で行うことがで
き、かつ十分なダスト除去効果を得ることができる半導
体処理装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明による半導体処理
装置は、被処理物をガス雰囲気中において処理するため
の処理手段を有する処理室およびこの処理室において処
理が施された被処理物を洗浄するための洗浄手段を有す
る後処理室とを一体的に備えたものである。

【０００７】この半導体処理装置においては、処理室お
よび後処理室を１の装置内に一体的に備えているため、
処理室において処理がなされた被処理物の後処理（洗
浄）を連続的に行うことができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。

【０００９】図１は本発明の一実施の形態に係る半導体
処理装置の概略構成を表すものである。ここでは、処理
装置の一例として、ドライエッチング装置について説明
する。

【００１０】このドライエッチング装置は、装置本体１
０内に、プラズマエッチングを行う処理手段１１Ａを有
する処理室１１、この処理室１１の前段に設けられたロ
ードロック室（真空予備室）１２、処理室１１の後段に
設けられたアンロードロック室１３、およびアンロード
ロック室（真空予備室）１３の後段に設けられた後処理
室１４の４室を備えている。

【００１１】処理室１１，ロードロック室１２およびア
ンロードロック室１３にはそれぞれ排気ポンプ１５が接
続されており、各室内をそれぞれ真空に保つようになっ
ている。ロードロック室１２およびアンロードロック室
１３はそれぞれ処理室１１の前後に図示しないバルブを
介して配置されており、バルブと排気ポンプ１５の動作
の組み合わせにより処理室１１を常に真空に保持し、処
理室１１を大気中に開放することなく半導体ウェハ１９
の装置本体１０内への取り入れおよび取り出しを行うよ
うになっている。

【００１２】処理室１１にはエッチングガスを供給する
ためのガス供給装置１６が接続されており、このガス供
給装置１６により供給されたガスを処理手段１１Ａによ
るプラズマ放電により励起させて半導体ウェハ１９の表
面のエッチング処理を行うようになっている。

【００１３】後処理室１４には洗浄手段としての洗浄液
供給装置１７が接続されており、この洗浄液供給装置１
７からエッチング処理後の半導体ウェハ１９に対して洗
浄液（薬液または純水）を供給するようになっている。
更に、後処理室１４にはＮ₂供給装置１７が接続されて
おり、後処理室１４の内部雰囲気を大気圧より若干負圧
側にし、洗浄液供給装置１７により供給された洗浄液が
装置外へ拡散することを防止するようになっている。

【００１４】図２は洗浄液供給装置１７を含む後処理室
１４内の具体的構成を表すものである。後処理室１４内
には、半導体ウェハ１９を保持すると共に所定の速度
（例えば１０００ｒｐｍ程度）で回転させるためのウェ
ハホルダ２０が設置されている。このウェハホルダ２０
に保持された半導体ウェハ１９の表面には前述の洗浄液
供給装置１７を構成する洗浄ノズル２１Ａが配設されて
いる。半導体ウェハ１９の裏面側にも同じく洗浄液供給
装置１７を構成する洗浄ノズル２１Ｂが配設されてい
る。洗浄ノズル２１Ａは洗浄液放出口２１ａより高圧
（例えば２０〜４０ｋｇ／ｃｍ² 程度）で洗浄液（薬液
または純水）２２を半導体ウェハ１９の表面に供給する
ものである。

【００１５】洗浄ノズル２１Ａは、図３に示したよう
に、その中間部の揺動軸２３に連結されたリンク機構２
５およびモータ２４からなる揺動機構２６により基端部
２７を中心に揺動可能となっており、その先端の洗浄液
放出口２１ａが半導体ウェハ１９の中心部から周縁部に
かけて移動可能となっている。なお、半導体ウェハ１９
の裏面側に配設された洗浄ノズル２１Ｂも洗浄ノズル２
１Ａと同様であるので、その説明は省略する。なお、図
示しないが後処理室１４内のウェハホルダ２０の下部に
は洗浄後の廃液を受けるための受皿が配設されている。

【００１６】なお、洗浄液としての薬液の種類は、処理
室１１における処理（本実施の形態では、ドライエッチ
ング）の対象となる膜種に適したものとし、一例とし
て、半導体基板上のＡｌ−Ｃｕ膜をエッチングした場合
の後処理には、トリクレン，キシレン，アセトン，フレ
オン，イソプロピルアルコール等の有機洗浄液が用いら
れる。また、酸化膜（ＳｉＯ₂ ）の後処理では純水が用
いられる。

【００１７】次に、上記構成の本実施の形態に係る半導
体処理装置（ドライエッチング装置）の作用について説
明する。

【００１８】このドライエッチング装置では、被処理物
としての半導体ウェハ１９は、まずロードロック室１２
に搬送される。続いて、ロードロック室１２の内部が排
気ポンプ１５により真空に保持されたのち、半導体ウェ
ハ１９は排気ポンプ１５により真空（約１mTorr 以下）
に保持された処理室１１内に送り込まれる。この処理室
１１内に送り込まれた半導体ウェハ１９は処理手段１１
Ａにより処理（プラズマエッチング）された後、アンロ
ードロック室１３に送り込まれる。続いて、このエッチ
ング処理が施された半導体ウェハ１９はアンロードロッ
ク室１３から後処理室１４に送り込まれ、ここで後処理
（洗浄）が行われる。

【００１９】すなわち、後処理室１４に送り込まれた半
導体ウェハ１９は、ウェハホルダ２０により保持され、
例えば１０００ｒｐｍ程度の速度で回転される。一方、
洗浄ノズル２１Ａは、モータ２４およびリンク機構２５
からなる揺動機構２６の動作により半導体ウェハ１９の
中心部と周縁部との間を移動しながら洗浄液放出口２１
ａから高圧（２０〜４０ｋｇ／ｃｍ² 程度）で洗浄液
（薬液または純水）２２を放出する。これにより半導体
ウェハ１９の表面全面のダストが除去される。同時に、
半導体ウェハ１９の裏面においても洗浄ノズル２１Ｂに
より全面に付着したダストが除去される。洗浄後の廃液
はウェハホルダ２０の下に設置された受皿（図示せず）
に収容された後、図示しない廃液処理装置へ送られ処理
される。

【００２０】洗浄ノズル２１Ａ，２１Ｂによる洗浄が終
了すると、次に、ウェハホルダ２０が高速で回転すると
同時に、Ｎ₂ 供給装置１８から窒素ガス（Ｎ₂ ）が吹き
付けられ、これにより半導体ウェハ１９の表面および裏
面が乾燥する。その後、この半導体ウェハ１９は装置本
体１０から取り出され、次工程へ搬送される。

【００２１】以上のように本実施の形態による半導体処
理装置（ドライエッチング装置）では、処理室１１にお
けるエッチング処理に続いて、後処理（洗浄）までも１
台の装置で連続的に行うことができ、作業効率が向上す
る。

【００２２】また、半導体ウェハ１９をウェハホルダ２
０により回転させると共に、洗浄手段としての洗浄ノズ
ル１１Ａ，１１Ｂをそれぞれ揺動機構２６により半導体
ウェハ１９の半径方向に移動可能としているので、半導
体ウェハ１９の全面に洗浄液が行き渡り十分にダストを
除去することができる。更に、２つの洗浄ノズル１１
Ａ，１１Ｂにより半導体ウェハ１９の表面および裏面を
同時に洗浄する構成となっているため、特に、裏面側に
ダストが付着しやすい処理装置の場合に効率的に洗浄を
行うことができ、半導体デバイスの歩留りを著しく向上
させることができる。

【００２３】以上実施の形態を挙げて本発明を説明した
が、本発明は上記実施の形態に限定されるものではな
く、その均等の範囲で種々変形可能である。例えば、上
記実施の形態においては、洗浄液として薬液または純水
を用いるとして説明したが、その他の液体を用いるよう
にしても良い。更に、窒素（Ｎ₂ ）等の気体を高圧でふ
きかけるようにしてもダストの除去効果があり、この場
合には廃液の処理および乾燥処理が不要であるため、装
置全体として簡単な構造となる。

【００２４】また、上記実施の形態では本発明の半導体
処理装置としてドライエッチング装置を挙げて説明した
が、その他の処理装置、例えばＣＶＤ装置やスパッタリ
ング装置においても適用できることはいうまでもない。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように本発明の半導体処理
装置によれば、処理室および後処理室を１の装置内に一
体的に備えているため、処理室において処理がなされた
半導体ウェハ等の被処理物の洗浄を１台の装置で連続的
に行うことができ、作業効率が向上すると共に、十分な
ダストの除去が可能となり、半導体デバイス等の製造歩
留りが向上するという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る半導体処理装置の
概略構成を表すブロック図である。

【図２】図１の半導体処理装置の後処理室に用いられる
洗浄液供給装置の具体的構成をを表す斜視図である。

【図３】図２の洗浄液供給装置の具体的構成を表す平面
図である。

【図４】従来の半導体処理装置と洗浄器と関係を説明す
るためのブロック図である。

【符号の説明】

１０…装置本体、１１…処理室、１２…ロードロック
室、１３…アンロードロック室、１４…後処理室、１５
…排気ポンプ、１６…ガス供給装置、１７…洗浄液供給
装置、１８…Ｎ₂ 供給装置、１９…半導体ウェハ、２０
…ウェハホルダ、２１Ａ，２１Ｂ…洗浄ノズル、２２…
洗浄液、２６…揺動機構

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被処理物をガス雰囲気中において処理す
   るための処理手段を有する処理室と、 この処理室において処理が施された被処理物を洗浄する
   ための洗浄手段を有する後処理室とを備えたことを特徴
   とする半導体処理装置。
2. 【請求項２】 前記洗浄手段は、後処理室内の被処理物
   に対して洗浄媒体を高圧で供給する洗浄ノズルであるこ
   とを特徴とする請求項１記載の半導体処理装置。
3. 【請求項３】 前記洗浄ノズルは、洗浄媒体を２０〜４
   ０ｋｇ／ｃｍ² の範囲の高圧で被処理物の表面に供給す
   ることを特徴とする請求項２記載の半導体処理装置。
4. 【請求項４】 前記洗浄ノズルは、洗浄媒体として薬液
   または純水を用いることを特徴とする請求項１記載の半
   導体処理装置。
5. 【請求項５】 前記洗浄ノズルによる洗浄処理ののちに
   前記被処理物を乾燥させるための乾燥手段を更に後処理
   室内に備えたことを特徴とする請求項４記載の半導体処
   理装置。
6. 【請求項６】 被処理物が半導体ウェハであり、かつ前
   記洗浄ノズルの放出口を前記半導体ウェハの半径方向に
   揺動させるための揺動機構を有することを特徴とする請
   求項２記載の半導体処理装置。
7. 【請求項７】 前記半導体ウェハの表裏両面それぞれに
   対応して前記洗浄ノズルを有することを特徴とする請求
   項６記載の半導体処理装置。
8. 【請求項８】 前記処理手段は半導体ウェハに対してプ
   ラズマエッチングを行うドライエッチング装置であるこ
   とを特徴とする請求項１記載の半導体処理装置。