KR20090097920A - 반도체 장치의 제조 방법, 반도체 제조 장치 및 기억 매체 - Google Patents

반도체 장치의 제조 방법, 반도체 제조 장치 및 기억 매체 Download PDF

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Abstract

반도체 장치의 제조 방법은 개구(개구부)(88)에 의한 소정의 패턴이 형성된 반도체 장치 제조용의 기판(W)에 대해, 에칭 처리 또는 성막 처리를 실행하는 방법이다. 반도체 장치의 제조 방법은 적어도 한쪽이 에칭 처리 또는 성막 처리에 관여하는 성분을 포함하는 액체 및 기체를 혼합하여, 상기 반도체 장치 제조용의 기판(W)에 형성된 상기 개구(88)의 치수보다 작은 직경으로 이루어지고, 액체와 기체의 혼합에 의해 대전한 나노 버블(85)을 상기 액체중에 발생시키는 공정과, 상기 나노 버블(85)을 상기 기판(W)의 표면에 인입하기 위해 전계를 형성하는 공정과, 상기 전계를 형성하면서 상기 나노 버블(85)을 포함하는 액체를 상기 기판(W)에 공급하여 처리를 실행하는 공정을 구비하고 있다.

Description

반도체 장치의 제조 방법, 반도체 제조 장치 및 기억 매체{SEMICONDUCTOR DEVICE MANUFACTURING METHOD, SEMICONDUCTOR MANUFACTURING APPARATUS AND STORAGE MEDIUM}
본 발명은 처리용기내의 기판에 대해, 적어도 한쪽이 에칭 처리 또는 성막 처리에 관여하는 성분을 포함하는 액체 및 기체를 공급하여, 상기 기판에 대해 성막 처리 또는 에칭 처리를 실행하는 반도체 장치의 제조 방법, 반도체 제조 장치 및 이 제조 방법을 기억한 기억 매체에 관한 것이다．
반도체 장치의 제조 방법에 있어서, 기판에 대해 성막 처리나 에칭 처리를 실행하기 위해서는 예를 들면 처리 가스를 플라즈마화하고, 이 플라즈마에 의해서 기판의 처리를 실행하는 드라이 프로세스(dry process)인 플라즈마 처리가 실행되고 있다. 이 플라즈마 처리에서는 처리 가스를 플라즈마화하고, 기판에 이 플라즈마를 인입함으로써, 높은 이방성을 얻을 수 있고, 또한 개구부가 좁은 패턴의 내부에 있어서도 처리를 실행할 수 있는 반면, 처리속도가 느려 프로세스에 장시간이 필요하여, 그 개선이 요망되고 있다. 또한, 이상 방전이나, 플라즈마에 의해 기판 이 대전하는 챠징 데미지(charging damage) 등에 의해서, 디바이스가 파괴되는 것이 심각한 문제로 되어 있다.
또한, 이러한 플라즈마 처리는 고진공의 처리용기내에 있어서 실행되므로, 드라이 펌프나 터보 분자 펌프 등의 고가인 주변 설비가 필요하다． 또한, 처리용기를 내압(耐壓) 구조로 할 필요가 있고, 기판의 면적의 증가에 수반해서, 처리용기가 대형화되기 때문에, 이후 점점 장치의 제조 비용이 증가한다.
또한, 기판의 대면적화에 의해서, 복수의 기판간 및 기판의 면내에 있어서의 처리의 균일성을 유지하는 것이 곤란하게 되고 있어, 플라즈마 처리 방법 등의 드라이 프로세스와는 다른 처리 방법의 검토가 필요하다．
한편, 예를 들면 처리액중에 기판을 침지(浸漬)해서 처리를 실행하는 웨트(습식) 프로세스(wet process)에서는 기판의 면내에 있어서 처리의 높은 균일성을 얻을 수 있는 동시에, 대전에 의한 디바이스의 파괴 등의 문제도 없다. 또한, 이러한 웨트 프로세스는 상압에서 실행되기 때문에, 설비를 저렴한 비용으로 제조할 수 있다는 이점도 있다. 그러나, 처리액에 의해 반응이 등방적으로 진행하기 때문에, 이방성이 필요하게 되는 처리 예를 들면 에칭에 의해서 높은 종횡비(aspect ratio)를 갖는 패턴을 형성하는 것은 곤란하다. 또한, 좁은 개구부내에 처리액을 통류(通流)시키는 것은 곤란하므로, 이러한 패턴내에 재료를 매립하는 바와 같은 성막 처리에 적용할 수 없었다.
한편, 일본국 특허공개공보 제2004-121962호((0031)∼(0037))에는 마이크로미터(micrometer)나 나노미터(nanometer)의 사이즈의 기포, 소위 마이크로 버블(나 노 버블(nano-bubble))을 이용하여, 공업기기 등을 세정하는 기술이 기재되어 있고, 또 일본국 특허공개공보 제2005-245817((0012)∼(0013))에는 이 나노 버블을 안정적으로 제조하는 기술이 기재되어 있지만, 모두 상술한 과제의 구체적인 해결 수단에 대해서는 하등 시사되어 있지 있다.
본 발명은 이러한 사정 하에 이루어진 것으로서, 그 목적은 반도체 장치 제조용의 기판에 대해 에칭 처리 또는 성막 처리를 실행함에 있어서, 드라이 프로세스의 장점을 살리면서, 웨트 프로세스의 장점을 얻을 수 있는 반도체 장치의 제조 방법, 반도체 제조 장치 및 이 제조 방법을 실시할 수 있는 프로그램을 저장한 기억 매체를 제공하는 것에 있다.
본 발명에 의한 반도체 장치의 제조 방법은 개구에 의한 소정의 패턴이 형성된 반도체 장치 제조용의 기판에 대해, 에칭 처리 또는 성막 처리를 실행하는 반도체 장치의 제조 방법에 있어서, 적어도 한쪽이 에칭 처리 또는 성막 처리에 관여하는 성분을 포함하는 액체 및 기체를 혼합하여, 상기 반도체 장치 제조용의 기판에 형성된 상기 개구의 치수보다 작은 직경으로 이루어지고, 액체와 기체의 혼합에 의해 대전한 나노 버블을 상기 액체 중에 발생시키는 공정과, 상기 나노 버블을 상기 기판의 표면에 인입(attract)하기 위해 전계를 형성하는 공정과, 상기 전계를 형성하면서 상기 나노 버블을 포함하는 액체를 상기 기판에 공급해서 처리를 실행하는 공정을 구비하고 있다.
상기 에칭 처리 또는 성막 처리에 관여하는 성분은 에칭 처리시 또는 성막 처리시에 활성종으로서 작용하는 물질을 생성하는 성분을 의미하고 있다. 또한, 상기 나노 버블을 상기 기판의 표면에 인입하기 위한 전계는 상기 기판측에서 보면, 기판측에 상기 나노 버블을 인입하기 위한 전계이며, 기판에 대향하는 측에서 보면, 기판에 대해 상기 나노 버블을 밀어 넣기 위한 전계이다.
본 발명에 의한 반도체 장치의 제조 방법에 있어서, 상기 처리를 실행하는 공정 후에 실행되고, 상기 기판에 세정액을 공급하여 상기 기판을 세정하는 공정을 더 구비하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 반도체 장치의 제조 방법에 있어서, 상기 세정하는 공정 후에 실행되고, 상기 기판에 건조용의 기체를 공급하여 상기 기판을 건조시키는 공정을 더 구비한 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 반도체 장치의 제조 방법에 있어서, 상기 처리를 실행하는 공정은 상기 액체에 초음파를 공급하는 공정을 갖는 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 반도체 장치의 제조 방법에 있어서, 상기 처리를 실행하는 공정은 상기 기판의 온도 조정을 실행하는 공정을 갖는 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 반도체 장치의 제조 방법에 있어서, 상기 에칭 처리가 실행되는 경우에 있어서의 상기 액체는 불화 수소를 포함하는 용액으로 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 반도체 장치의 제조 방법에 있어서, 상기 에칭 처리가 실행되는 경우에 있어서의 상기 기체는 탄소와 불소를 포함하는 가스로 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 반도체 장치의 제조 방법에 있어서, 상기 성막 처리가 실행되는 경우에 있어서의 상기 액체는 금속염, 착화제 및 환원제를 포함하는 용액으로 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 반도체 장치의 제조 방법에 있어서, 상기 처리를 실행하는 공정은 상기 기판의 피처리면을 아래쪽을 향해 실행되는 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 반도체 제조 장치는 개구에 의한 소정의 패턴이 형성된 반도체 장치 제조용의 기판에 대해, 에칭 처리 또는 성막 처리를 실행하기 위한 반도체 제조 장치에 있어서, 상기 기판을 탑재하는 탑재부가 내부에 마련된 처리용기와, 상기 처리용기에 일단이 접속된 액체 공급로와, 상기 액체 공급로에 개설되고, 해당 액체 공급로에 공급되는 액체에 기체를 혼합하여 대전한 나노 버블을 해당 액체중에 발생시키는 나노 버블 발생 장치와, 상기 액체 공급로로부터 상기 처리용기내에 공급된 액체중의 나노 버블을, 상기 탑재부에 탑재된 상기 기판의 표면에 인입하기 위해 전계를 형성하는 전계 형성 수단과, 상기 처리용기로부터 상기 액체를 배출하기 위한 액체 배출로를 구비하고, 상기 액체 및 상기 기체의 적어도 한쪽이 에칭 처리 또는 성막 처리에 관여하는 성분을 포함하고 있다.
이 경우에 있어서도 에칭 처리 또는 성막 처리에 관여하는 성분은 에칭 처리시 또는 성막 처리시에 활성종으로서 작용하는 물질을 생성하는 성분을 의미하고 있다. 또한, 상기 기판의 표면에 인입하기 위한 전계는 기판에 상기 나노 버블을 기판을 향해 인입하거나 혹은 기판에 밀어 넣는 전계이다.
본 발명에 의한 반도체 제조 장치에 있어서, 상기 처리용기에 연결되고, 상기 처리용기내의 탑재부에 탑재된 기판에 세정액을 공급하는 세정액 공급부를 더 구비한 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 반도체 제조 장치에 있어서, 상기 처리용기에 연결되고, 상기 세정액 공급부로부터 공급되는 세정액에 의해서 세정된 기판에, 건조용의 기체를 공급하는 기체 공급부를 더 구비한 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 반도체 제조 장치에 있어서, 상기 처리용기에, 상기 처리용기내에 공급된 액체에 초음파를 공급하기 위한 초음파 공급 수단이 마련되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 반도체 제조 장치에 있어서, 상기 처리용기내에, 상기 탑재부에 탑재된 기판의 온도를 조정하기 위한 온도 조절 수단이 마련되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 반도체 제조 장치에 있어서, 상기 처리용기와 상기 나노 버블 발생 장치의 사이에, 상기 나노 버블의 입경을 조정하기 위한 필터가 마련되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 기억 매체는 컴퓨터에, 개구에 의한 소정의 패턴이 형성된 반도체 장치 제조용의 기판에 대해, 에칭 처리 또는 성막 처리를 실행하는 방법을 실행시키기 위한 컴퓨터 프로그램을 저장한 기억 매체에 있어서, 해당 에칭 처리 또는 성막 처리를 실행하는 방법은 적어도 한쪽이 에칭 처리 또는 성막 처리에 관여하는 성분을 포함하는 액체 및 기체를 혼합하여, 상기 반도체 장치 제조용의 기판에 형성된 상기 개구의 치수보다도 작은 직경으로 이루어지고, 액체와 기체의 혼합에 의해 대전한 나노 버블을 상기 액체중에 발생시키는 공정과, 상기 나노 버블을 상기 기판의 표면에 인입하기 위해 전계를 형성하는 공정과, 상기 전계를 형성하면서 상기 나노 버블을 포함하는 액체를 상기 기판에 공급하여 처리를 실행하는 공정을 갖는 방법이다.
본 발명에서는 대전한 나노 버블을 분산시킨 액체를 기판에 공급하여 에칭 처리 또는 성막 처리를 실행하고, 이 처리중에 전계를 생성하여 나노 버블을 기판에 끌어당기고 있으므로, 나노 버블과 함께 액체가 기판 표면의 패턴내에 끌어당겨져, 이방성을 갖는 처리를 실시할 수 있다. 따라서, 웨트 프로세스이면서, 드라이 프로세스의 장점인 이방성 처리를 가능하게 하고, 또한 웨트 프로세스이기 때문에, 진공 분위기를 형성하지 않아도 좋다. 이와 같이, 드라이 프로세스 및 웨트 프로세스의 쌍방의 이점을 살릴 수 있으므로, 장치 및 주변 설비의 비용을 저렴화할 수 있고, 챠징 데미지의 문제가 없어지는 등, 아주 유익한 방법이다.
도 1은 본 발명의 반도체 제조 장치의 일예를 나타내는 구성도.
도 2는 상기의 제조 장치에 있어서의 처리용기의 일예를 나타내는 종단면도.
도 3a 및 도 3b는 상기의 제조 장치에 있어서의 나노 버블 발생 장치의 일예를 나타내는 사시도.
도 4는 본 발명의 반도체 장치의 제조 방법을 실시하기 위해 공정의 일예를 나타내는 흐름도.
도 5a 및 도 5b는 상기의 제조 방법이 적용되는 기판의 일예를 나타내는 기판의 종단면도.
도 6a 내지 도 6c는 상기의 처리용기에 기판이 반입될 때의 상태를 나타내는 상기 처리용기의 종단면도.
도 7은 상기의 처리용기내에 있어서의 나노 버블을 모식적으로 나타낸 상기 처리용기의 종단면도.
도 8a 내지 도 8f는 상기의 제조 방법에 있어서, 기판이 처리액에 의해서 에칭되어 갈 때의 상태의 일예를 나타낸 모식도.
도 9는 본 발명의 반도체 제조 장치의 일예를 나타내는 구성도.
도 10a 내지 도 10f는 상기의 제조 방법에 있어서, 기판이 나노 버블내의 처리 가스에 의해서 에칭되어 갈 때의 상태의 일예를 나타낸 모식도.
도 11은 본 발명의 반도체 제조 장치의 일예를 나타내는 구성도.
도 12는 본 발명의 반도체 제조 장치의 일예를 나타내는 구성도.
도 13a 내지 도 13f는 상기의 제조 방법에 있어서, 처리액에 의해서 기판상에 구리막이 성막되어 갈 때의 상태의 일예를 나타낸 모식도.
도 14는 상기의 제조 장치에 있어서의 처리용기의 일예를 나타내는 종단면도.
도 15a 내지 도 15c는 상기의 처리용기에 기판이 반입될 때의 상태를 나타내는 상기 처리용기의 종단면도.
(제 1 실시형태: 처리액에 의한 에칭)
본 발명의 반도체 장치의 제조 방법의 제 1 실시형태를 실시하기 위한 제조 장치의 일예에 대해, 도 1을 참조해서 설명한다. 도 1은 본 발명의 반도체 제조 장치(1)의 전체 구성을 나타낸 도면으로서, 혼합조(11), 탈포 장치(72), 가열기(73), 가압 펌프(P), 나노 버블 발생 장치(51), 필터(F1) 및 처리용기(21)가 액체 공급로인 처리액 공급로(28)에 의해서 이 순번으로 접속되고, 이 처리액 공급로(28)내를 처리액 등의 액체가 통류하도록 구성되어 있다. 또한, 처리용기(21)와 혼합조(混合槽)(11)는 필터(F2)를 거쳐 귀환로(71)에 의해서 접속되고, 처리용기(21)내로부터 처리액 등의 액체가 혼합조(11)로 되돌려지도록 구성되어 있다. 또한, 도 1중의 처리용기(21)는 간략화해서 나타내고 있다.
탈포 장치(72)는 예를 들면 증류(蒸留) 등에 의해서, 처리액중에 용해되어 있는 공기나 질소 가스 등을 제거하기 위한 장치로서, 후술하는 나노 버블 발생 장치(51)에 있어서 처리액중에 공급하는 나노 버블이 처리액중에 받아들여지기 쉽게 하기 위한 것이다.
가열기(73)는 처리액의 온도를 조정하여, 처리액과 웨이퍼(W)의 반응성을 제어하기 위한 것이다.
가압(加壓) 펌프(P)는 후술하는 나노 버블 발생 장치(51)에 처리액을 가압하여 공급하기 위한 것이고, 이 가압 펌프(P)에 의해서, 나노 버블 발생 장치(51)에 공급되는 처리액의 유량이 조정되도록 구성되어 있다.
다음에, 기판, 예를 들면 반도체 웨이퍼(이하「웨이퍼(W)」라 함)의 처리를 실행하기 위한 처리용기(21)에 대해, 도 2를 참조해서 설명한다. 이 처리용기(21)는 대략 원통형상의 하우징(22)과, 이 내부에 마련된 탑재부인 탑재대(31)를 구비하고 있다. 이 하우징(22)의 위쪽부위(23)는 아래쪽부위(24)보다도 내경(內徑)이 작게 형성된 원통형상을 이루고 있으며, 그 하부에 마련된 링형상의 절연체(25)가, 탑재대(31)의 상면의 둘레가장자리부와 밀착해서, 처리 영역(26)을 형성하도록 구성되어 있다. 이 위쪽부위(23)에는 측면에 처리액을 공급하기 위한 처리액 공급구(27)가 복수 개소 예를 들면 처리용기(21)의 직경 방향으로 서로 대향하도록 2개소 형성되어 있고, 처리액 공급로(28)를 거쳐서 후술하는 나노 버블 발생 장치(51)에 접속되어 있다.
또한, 위쪽부위(23)의 천장벽에는 세정액 공급로(43)를 거쳐서 세정액 공급부(44)가 접속되어 있고, 웨이퍼(W)의 처리 후, 처리 영역(26)내를 예를 들면 순수(純水)에 의해 치환하여, 웨이퍼(W)의 처리를 정지시키는 동시에, 웨이퍼(W)를 세정할 수 있도록 구성되어 있다. 또한, 위쪽부위(23)의 천장벽의 중앙부에는 가스 공급로(29)의 일단측이 접속되는 동시에, 이 가스 공급로(29)의 타단측에는 예를 들면 질소 가스를 공급하기 위한 기체 공급부인 가스 공급원(41)이 접속되어 있고, 예를 들면 세정후의 웨이퍼(W)에 대해 질소 가스를 공급하여, 배출되지 않고 웨이퍼(W)의 표면에 남은 순수를 불어 날리도록 구성되어 있다. 이 위쪽부위(23)의 천장벽에는 복수 개소 예를 들면 탑재대(31)에 탑재되는 웨이퍼(W)의 중심부와, 웨이퍼(W)의 둘레가장자리부의 원주 방향에 등간격으로 4개소에 대해 예를 들면 주파수 100㎑의 초음파를 공급하기 위한 초음파 공급 수단인 초음파 진동자(42)가 매설되어 있고, 전원(42a)에 접속되어, 웨이퍼(W)의 표면 근방의 처리액에 균등하게 초음파 진동을 부여하도록 구성되어 있다. 아래쪽부위(24)의 측벽에는 후술하는 탑재대(31)의 반송 위치에 대응하도록, 웨이퍼(W)의 반송을 실행하기 위한 반송구(22a)가 형성되어 있다.
상술한 탑재대(31)의 내부에는 표면에 다수의 개구부를 갖는 흡인로(32)가 형성되어 있고, 예를 들면 주름상자형상의 신축 가능한 흡인관(33)과 하우징(22)의 저면을 거쳐서 예를 들면 진공 펌프 등의 흡인 수단(61)에 접속되어, 웨이퍼(W)를 흡착 유지할 수 있도록 구성되어 있다. 탑재대(31)에는 탑재대(31)상의 웨이퍼(W)의 온도 조정을 실행하기 위해, 온도 검출 수단(도시하지 않음)과 히터나 냉각 기구로 이루어지는 온도 조절 수단(34)이 매설되어 있고, 전원(34a)에 접속되어 있다. 또한, 탑재대(31)에는 직류 또는 교류의 전원(62)에 접속된 전극(35)이 매설되어 있어, 탑재대(31)상의 웨이퍼(W)와 처리 영역(26)을 거쳐서, 위쪽부위(23)의 천장벽과의 사이에 예를 들면 10V 정도의 전위차를 발생시키기 위한 전계 형성 수단을 구성하고 있다. 또한, 이 전원(62)과 하우징(22)은 접지되어 있다. 탑재대(31)의 상면의 둘레가장자리부에는 링형상의 홈(36a)이 형성되어 있고, 이 내부에 끼워 넣어진 링형상의 시일(seal)체(36b)에 의해서, 상술한 절연체(25)와 밀착되어 처리 영역(26)을 기밀하게 구획하도록 구성되어 있다.
또한, 탑재대(31)에는 웨이퍼(W)의 탑재 영역에서 벗어난 영역과 연통하도록, 액체 배출로인 배출로(37)가 복수 개소 예를 들면 웨이퍼(W)의 둘레 방향에 걸 쳐 균등하게 4개소 형성되어 있고, 처리 영역(26)내에 공급된 처리액 등의 액체를 배출할 수 있도록 구성되어 있다. 이 배출로(37)는 신축 가능한 예를 들면 주름상자형상의 배출관(37a) 및 하우징(22)의 저면을 거쳐서 후술하는 귀환로(71)에 접속되어 있다. 이 귀환로(71)에는 처리 영역(26)으로부터 배출되는 처리액의 유량을 조정하기 위한 유량 제어부(71a)가 마련되어 있고, 처리 영역(26)내를 처리액으로 채우거나, 혹은 처리종료 후에 처리액을 전량 배출하도록 구성되어 있다.
이 위쪽부위(23)에는 천장벽부에 벤트 밸브(vent valve)(39a)를 거쳐서 공기배기관(39)이 접속되어 있고, 처리 영역(26)내에 처리액이 공급될 때에, 처리 영역(26)내의 가스 예를 들면 질소 가스 등을 외부로 방출하도록 구성되어 있다.
탑재대(31)의 아래쪽에는 승강축(63a)을 거쳐서 승강 기구(63b)가 접속되어 있고, 이 탑재대(31)가 하우징(22)내에서, 웨이퍼(W)의 처리를 실행하기 위한 처리 위치(위쪽위치)와, 처리용기(21)의 외부와의 사이에서 웨이퍼(W)의 수수를 실행하기 위한 반송 위치(아래쪽위치)의 사이에서 승강할 수 있도록 구성되어 있다. 또한, 승강 기구(63b)와 하우징(22)의 저면의 사이에는 절연체(64)가 개설되어 있다.
또한, 하우징(22)의 하면에는 웨이퍼(W)를 아래쪽으로부터 복수 개소 예를 들면 3개소에서 지지하기 위한 핀(65)이 설치되어 있고, 승강 기구(66)에 의해서, 탑재대(31)에 뚫린 지지 구멍(38)을 거쳐서 웨이퍼(W)를 승강시키도록 구성되어 있다.
다음에, 나노 버블 발생 장치(51)에 대해, 도 3a 및 도 3b를 참조해서 설명한다. 이 나노 버블 발생 장치(51)는 도 3a에 나타내는 바와 같이, 원통형상의 하 우징(52)을 구비하고, 이 하우징(52)의 측면(둘레면)과 하우징(52)의 일단측에는 기술(旣述)한 처리액 공급로(28)가 분기되어 접속되고, 하우징(52)의 타단측에는 질소 가스 공급로(53)가 접속되어 있다. 이 나노 버블 발생 장치(51)는 예를 들면 나노플라넷 연구소(Nanoplanet Research Institute Corporation)제의 마이크로 나노 버블 발생 장치 등이며, 후술하는 바와 같이, 하우징(52)의 둘레면에 접속된 처리액 공급로(28)로부터 공급되는 처리액 등의 액체와, 질소 가스 공급로(53)로부터 공급되는 처리 가스인 질소 가스 등의 기체를 혼합하여, 액체중에 부(負)전하를 갖는 기체의 소포(小泡)(마이크로미터 레벨에서 나노미터 레벨의 크기의 기포, 이하 「나노 버블」이라 함)를 생성하고, 이 나노 버블로 채워진 액체를 하우징(52)의 일단측의 처리액 공급로(28)로부터 배출하도록 구성된 장치이다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 이 질소 가스 공급로(53)에는 가스 공급 제어부(54)인 유량 제어부(55)와 밸브(56)를 거쳐서 예를 들면 질소 가스 등이 저장된 질소 가스원(57)에 접속되어 있다. 또한, 이 예에서는 질소 가스원(57)의 질소 가스는 웨이퍼(W)에 대해 실제의 처리를 실행하기 위한 가스가 아닌 나노 버블을 발생시키기 위해 사용하는 가스이지만, 후술하는 바와 같이, 나노 버블이 압괴(壓壞,crush)를 일으키는 것에 의해, 처리액과 웨이퍼(W)의 반응(웨이퍼(W)의 처리)이 촉진되기 때문에, 「처리 가스」로서 기재하고 있다.
이 나노 버블 발생 장치(51)와 처리용기(21)의 사이에 마련된 필터(F1)(도 1참조)은 나노 버블 발생 장치(51)에서 발생한 나노 버블의 입경을 조정하기 위한 것이고, 예를 들면 1㎛ 이상의 크기의 나노 버블을 제거하고, 그 이하의 크기의 나 노 버블을 처리용기(21)내에 공급하도록 구성되어 있다. 또한, 통상의 크기의 기포이면 표면장력에 의해서 기포끼리가 응집하여, 액체 중에서 큰 기체의 집합체를 형성하기 때문에, 필터(F1)에 의해서 입경의 조정을 실행하는 것은 곤란하지만, 이 나노 버블은 응집하지 않고, 또한 시간의 경과와 함께 수축하고, 그 후 소실되므로, 필터(F1)에 의해 그 입경을 조정할 수 있다. 즉, 이 필터(F1)에서 포착된 큰직경의 나노 버블은 그 후 수축되어 필터(F1)을 통과하거나, 혹은 더욱 수축하여 소멸된다. 이 필터(F1)로서는 예를 들면 섬유가 다수 짜 넣어진 섬유형상체가 이용된다.
또한, 도 1에 나타내는 바와 같이, 필터(F1)과 처리용기(21)의 사이의 처리액 공급로(28)에는 질소 가스의 농도를 측정하기 위한 가스 농도 측정기(58)가 마련되어 있고, 처리액 공급로(28)내를 통류하는 처리액중의 질소 가스의 농도, 즉 나노 버블의 밀도를 측정할 수 있도록 구성되어 있다. 질소 가스의 농도가 상한값을 초과하고 있거나 하한값을 하회하고 있는 경우에는 예를 들면 후술하는 제어부(2A)에 의해서 웨이퍼(W)의 처리가 정지되도록 구성되어 있다.
도 1중의 혼합조(11)는 처리액을 혼합하기 위한 것이며, 혼합조(11)내의 처리액을 혼합하기 위한 교반 수단(14) 예를 들면 교반 날개 등을 구비하고 있다. 이 혼합조(11)에는 불화 수소 수용액원(15a)과 순수원(純水源)(15b)이 각각 가스 공급 제어부(16a)인 밸브(17a) 및 유량 제어부(18a)와, 가스 공급 제어부(16b)인 밸브(17b) 및 가스 공급 제어부(18b)를 거쳐서 불화 수소 공급로(19a)와 순수 공급로(19b)에 의해서 접속되어 있다. 기술한 처리액 공급로(28)는 이 혼합조(11)의 하 면에 접속되어 있고, 충분히 혼합된 처리액이 하류를 향해 공급된다.
또한, 도 1에 나타내는 바와 같이, 이 혼합조(11)에는 기술한 귀환로(71)가 필터(F2)를 거쳐서 접속되어 있고, 처리용기(21)로부터 되돌려진 처리액은 불화 수소 수용액원(15a)과 순수원(15b)으로부터 공급되는 새로운 처리액과 혼합된다. 또한, 이 혼합조(11)에는 처리용기(21)에서 처리액에 용해된 성분의 1종, 예를 들면 실리콘의 농도를 측정하기 위한 실리콘 농도 측정기(12), 예를 들면 ICP-Mass(유도 결합 플라즈마 질량 분석 장치, Inductively Coupled Plasma Mass-spectrometer) 등이 마련되어 있고, 혼합조(11)내의 처리액에 용해된 실리콘의 농도를 소정의 간격으로 측정하도록 구성되어 있다. 이 실리콘의 농도가 미리 설정한 농도까지 상승한 경우에는 후술하는 제어부(2A)에 의해, 혼합조(11)의 아래쪽에 접속된 폐기로(13)로부터, 혼합조(11)에 저장된 처리액의 소정의 비율 예를 들면 50%를 폐기하도록, 폐기로(13)에 개설된 밸브(13a)의 개폐가 실행된다. 이러한 경우에는 그 후 폐기된 처리액과 같은 양의 새로운 처리액이 불화 수소 수용액원(15a)과 순수원(15b)으로부터 공급된다. 또한, 실리콘 농도 측정기(12)를 마련하지 않고, 소정의 처리 시간이 경과했을 때에, 상기와 마찬가지로 처리액의 교환을 실행하도록 해도 좋다. 필터(F2)는 처리용기(21)내 등에 있어서 생성한 생성물 등을 제거하기 위해 마련하고 있다. 또한, 이 혼합조(11)에도 기술한 처리용기(21)와 마찬가지로, 내부의 가스를 배출하기 위한 공기배기관이나 벤트 밸브가 접속되어 있지만, 여기서는 생략하고 있다.
또한, 이 반도체 제조 장치(1)에는 예를 들면 컴퓨터로 이루어지는 제어 부(2A)가 마련되어 있고, 이 제어부(2A)는 프로그램, 메모리, CPU로 이루어지는 데이터 처리부 등을 구비하고 있어, 상기 프로그램에는 제어부(2A)로부터 반도체 제조 장치(1)의 각 부에 제어 신호를 보내고, 후술하는 각 스텝을 진행시킴으로써 웨이퍼(W)의 처리나 반송을 실행하도록 명령이 포함되어 있다. 또한, 예를 들면 메모리에는 처리 압력, 처리 온도, 처리 시간, 가스 유량 또는 전력값 등의 처리 파라미터의 값이 기입되는 영역을 구비하고 있고, CPU가 프로그램의 각 명령을 실행할 때 이들 처리 파라미터가 읽어내어지고, 그 파라미터값에 따른 제어 신호가 이 반도체 제조 장치(1)의 각 부위로 보내지게 된다. 이 프로그램(처리 파라미터의 입력 조작이나 표시에 관한 프로그램도 포함)은 컴퓨터 기억 매체 예를 들면 플렉시블 디스크, 컴팩트 디스크, MO(광자기 디스크), 하드 디스크 등의 기억부(2B)에 저장되어 제어부(2A)에 인스톨된다.
다음에, 본 발명의 제 1 실시형태의 작용에 대해, 도 4를 참조하여 설명한다. 여기서, 웨이퍼(W)의 구성에 대해 설명한다. 웨이퍼(W)는 도 5a에 나타내는 바와 같이, 하측부터 실리콘층(81) 및 산화 실리콘층(82)이 성막되어 있고, 그 표면에 예를 들면 개구 치수가 0.5㎛의 원형의 개구부(개구)(84) 등의 소정의 패턴을 구비한 레지스트 마스크(83)가 형성되어 있다. 이하의 각 공정은 레지스트 마스크(83)를 이용하여, 산화 실리콘층(82)을 에칭하는 경우에 대한 설명이다.
(스텝 S41: 웨이퍼(W)의 반입)
우선, 도 6a에 나타내는 바와 같이, 미리 탑재대(31)가 승강 기구(63b)에 의해서 반송 위치에 설정되어 있고, 도시하지 않은 셔터가 열리면, 상술한 패턴이 형 성된 웨이퍼(W)가 반송구(22a)로부터 반송 기구(116)에 의해서 반입된다. 그리고, 핀(65)의 승강에 의해서 반송 기구(116)로부터 웨이퍼(W)가 탑재대(31)에 건네지는 동시에, 도 6b에 나타내는 바와 같이, 흡인로(32)의 흡인에 의해 흡착된다. 다음에, 도 6c에 나타내는 바와 같이, 탑재대(31)가 상승하여, 위쪽부위(23)의 링형상의 절연체(25)와 탑재대(31)의 둘레가장자리부가 밀착하고, 처리 영역(26)이 기밀하게 구성된다.
(스텝 S42: 처리액을 공급)
다음에, 미리 혼합조(11)에서, 불화 수소와 순수의 체적<부피>비율이 소정의 값 예를 들면 1:200으로 되도록, 불화 수소 수용액원(15a)과 순수원(15b)으로부터 불화 수소 수용액과 순수를 공급하여, 혼합해 둔다. 그리고, 탈포 장치(72)에서 처리액중의 기체를 제거한 후, 가열기(73)에서 소정의 온도 예를 들면 25℃로 되도록 처리액을 가열한다. 다음에, 가압 펌프(P)의 압력을 소정의 압력 예를 들면 90kPa(675Torr)로 설정하여, 나노 버블 발생 장치(51)와 필터(F1)을 거쳐서, 처리액을 20리터/min의 유량으로 처리액 공급로(28)로부터 처리용기(21)내에 공급하여, 처리 영역(26)을 처리액으로 채우는 동시에, 유량 제어부(71a)를 조정하여, 처리 영역(26)으로부터 흘러넘친 처리액을 귀환로(71)를 거쳐서 혼합조(11)로 되돌리고, 처리 영역(26)내의 처리액의 흐름이 정상(定常) 상태로 되도록 유지한다. 또한, 웨이퍼(W)의 온도가 소정의 온도 예를 들면 25℃로 되도록, 온도 조절 수단(34)을 조정한다.
이 처리에 의해 웨이퍼(W)의 표면이 처리액에 접촉하므로, 처리액이 레지스 트 마스크(83)의 개구부(84)를 거쳐서 산화 실리콘층(82)에 도달하여, 이 산화 실리콘층(82)이 약간 에칭된다. 그러나, 이 개구부(84)의 개구 치수는 기술한 바와 같이, 0.5㎛로 좁기 때문에, 처리액이 이 개구부(84)내에 있어서 순환하기 어려운 상태로 되어 있다. 따라서, 산화 실리콘층(82)의 근방의 처리액의 실리콘 농도가 높아지고, 에칭 속도가 매우 느려지므로, 산화 실리콘층(82)은 이 공정에서는 거의 에칭되지 않는다.
(스텝 S43: 나노 버블 생성)
다음에, 질소 가스원(57)으로부터 질소 가스를 예를 들면 5∼20리터/min의 유량으로 나노 버블 발생 장치(51)에 공급한다. 나노 버블 발생 장치(51)의 내부에서는 처리액이 한번 하우징(52)의 타단측(질소 가스 공급로(53)측)을 향해 흐른 후, 하우징(52)의 내면을 따라 심하게 선회하는 동시에 하우징(52)의 일단측을 향해 흘러, 소위 흡입기(aspirator)와 같이, 예를 들면 0.06MPa(450Torr)의 부압을 발생시켜 질소 가스 공급로(53)로부터 공급되는 질소 가스를 흡인한다. 질소 가스는 이 처리액의 선회류의 중심부에서 하우징(52)의 일단측을 향해 흐른다. 처리액의 선회류는 하우징(52)의 일단측을 향함에 따라 선회 반경이 서서히 좁아지도록 구성되어 있기 때문에, 하우징(52)의 일단측의 임의의 점에서, 도 3b에 나타내는 바와 같이, 처리액과 질소 가스가 심하게 혼합되어, 직경이 수백 나노미터에서 수십 마이크로미터인 나노 버블(85)이 생성된다. 이 나노 버블(85)은 처리액의 선회류와의 마찰에 의해서 예를 들면 40∼100mV의 부전하를 띠고 있다. (참조: 유이 츠나미, 히로후미 오오나리, 마이크로 버블의 수축 과정과 수축 패턴, 제1회 마이크 로·나노 버블 기술 심포지움)
(스텝S44: 처리용기(21)내에 나노 버블(85) 공급)
그리고, 기술한 필터(F1)에서, 예를 들면 1㎛ 이상의 나노 버블(85)을 제거한 후, 처리용기(21)내에 나노 버블(85)을 공급한다. 또한, 필터(F1)의 하류측의 가스 농도 측정기(58)에 있어서, 질소 가스의 농도가 소정의 범위 이내가 아닌 경우에는 기술한 바와 같이, 예를 들면 후술하는 제어부(2A)에 의해서 웨이퍼(W)의 처리가 정지된다.
(스텝 S45: 웨이퍼(W)의 처리)
다음에, 전원(62)으로부터 탑재대(31)내의 전극(35)에 정(正)의 직류 전압을 소정의 값 예를 들면 10V로 설정해서 인가한다. 또한, 초음파 진동자(42)로부터 예를 들면 100㎑의 주파수의 초음파를 발진시켜, 처리액을 진동시킨다. 기술한 바와 같이, 나노 버블(85)은 부(負)로 대전하고 있기 때문에, 도 7에 나타내는 바와 같이, 정의 전압에 의해서 웨이퍼(W)측에 수직으로 인입된다. 또한, 나노 버블(85)은 레지스트 마스크(83)의 개구부(84)의 개구 치수보다 작으므로, 개구부(84)내에까지 인입된다. 이 나노 버블(85)의 흐름에 의해서, 처리액에도 미소한 크기의 흐름이 발생하므로, 나노 버블(85)과 함께 처리액이 개구부(84)내에 인입된다. 여기서, 이 현상이 일어나는 조건에 대해 검토한 결과를 이하에 나타낸다.
도 7에 나타내는 바와 같이, 나노 버블(85)의 전하의 크기를 q[C], 반경을 r[m], 탑재대(31)의 표면과 처리 영역(26)을 구획하는 위쪽부위(23)의 하면의 사이의 거리를 L[m], 전원(62)으로부터 전극(35)에 인가하는 직류의 전압을 V[V], 처리 영역(26)내에 형성되는 전계의 강도를 E[V/m]으로 하면, 나노 버블(85)이 전계에 의해서 웨이퍼(W)측에 인입되는 힘 F[N]은
(식 1)
Figure 112009041856298-PCT00001
로 되고, 여기서 E는
(식 2)
Figure 112009041856298-PCT00002
이다.
또, 나노 버블(85)이 처리액으로부터 받는 항력 FD[N]은
(식 3)
Figure 112009041856298-PCT00003
로 된다. 여기서 CD, ρ, U는 각각 나노 버블(85)의 항력계수[-], 밀도[kg/m3], 유속[m/s]이다. 그리고, 처리 영역(26)내의 전계(電界)에 의해서 나노 버블(85)을 웨이퍼(W)측으로 끌어당기기 위해서는
(식 4)
Figure 112009041856298-PCT00004
로 될 필요가 있으므로, (1)∼(3)식으로부터, 전극(35)에 공급하는 전압은
(식 5)
Figure 112009041856298-PCT00005
로 할 필요가 있는 것을 알 수 있었다.
또한, CD는 처리 영역(26)내의 처리액의 흐름의 상태에 따라 다르며, 그 값은 처리액의 레이놀즈수[-](Rep로서 나타냄)에 의해서, 이하의 조건마다 변화한다.
(조건 1)
Figure 112009041856298-PCT00006
Figure 112009041856298-PCT00007
(조건 2)
Figure 112009041856298-PCT00008
Figure 112009041856298-PCT00009
(조건 3)
Figure 112009041856298-PCT00010
Figure 112009041856298-PCT00011
또한, 이 계산에 있어서는 나노 버블(85)이 받는 부력이나 중력에 대해서는 극히 작은 것으로서 무시하고 있다. 또한, 도 7에서는 초음파 진동자(42)나 웨이퍼(W)의 구성 등을 생략하여 나타내고 있다.
이 때의 개구부(84)의 바닥부에 있어서의 반응을 모식적으로 도 8a 내지 도 8f에 나타낸다. 전술한 바와 같이, 나노 버블(85)이 웨이퍼(W)에 수직으로 인입되고 있으므로, 처리액은 도 8a에 나타내는 바와 같이, 나노 버블(85)과 함께 수직으로 웨이퍼(W)상의 개구부에 인입된다. 나노 버블(85)은 도 8b에 나타내는 바와 같이, 시간의 경과와 함께 서서히 수축하므로, 이 수축에 수반하여 내부의 압력이나 온도가 상승한다. 그리고, 나노 버블(85)이 웨이퍼(W)에 도달하면, 이 나노 버블(85)과 함께 웨이퍼(W)에 도달한 불화 수소에 의해서, 도 8c에 나타내는 바와 같이, 산화 실리콘층(82)이 약간 에칭된다. 또한, 나노 버블(85)은 웨이퍼(W)와의 접촉에 의해 부전하를 소실한다. 이 때, 나노 버블(85)은 웨이퍼(W)와의 접촉(충돌)이 계기가 되어, 도 8d에 나타내는 바와 같이, 복수의 더욱 소경인 나노 버블(85)로 분열(압괴)하는 경우가 있으며, 그 때, 내부의 고온 고압의 에너지가 일부분 개방된다. 이 국소적으로 생긴 큰 에너지에 의해서, 예를 들면 웨이퍼(W) 근방의 불화 수소 수용액의 반응성이 높아지고, 불화 수소에 의한 산화 실리콘층(82)의 에칭이 크게 진행한다. 처리액에는 기술한 바와 같이, 초음파 진동을 부여하고 있기 때문에, 웨이퍼(W)와의 충돌시에 나노 버블(85)의 압괴가 일어날 빈도가 많아지고 있 으며, 또한 에칭이 신속하게 진행한다.
그리고, 계속해서 부전하를 갖는 나노 버블(85)이 웨이퍼(W)에 인입되어 있으므로, 웨이퍼(W)와의 접촉에 의해 부전하를 잃은 나노 버블(85)은 도 8e에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼(W)에 끌어당겨지는 나노 버블(85)에 의해 밀어 젖혀지도록, 산화 실리콘층(82)이 용해된 처리액과 함께 웨이퍼(W)상의 개구부로부터 압출되어, 그 후 도 8f에 나타내는 바와 같이, 소실(용해)된다.
이와 같이, 부전하를 갖는 나노 버블(85)이 웨이퍼(W)에 끌어당겨지고, 그 후 웨이퍼(W)와의 충돌에 의해 나노 버블(85)이 부전하를 잃으므로, 웨이퍼(W)에 대해 수직 방향의 나노 버블(85) 및 처리액의 순환류가 형성되어, 좁은 영역인 개구부(84)의 저면에 있어서도 새로운 처리액이 공급되는 동시에, 처리액내에 용해된 산화 실리콘 등이 웨이퍼(W)의 위쪽의 영역에 배출되어, 이방성 높게 산화 실리콘층(82)의 에칭이 실행된다. 또한, 이 나노 버블(85)(처리액)의 순환 속도는 상술한 (1)식 및 (2)식으로부터 명확한 바와 같이, 전극(35)에 공급하는 전압이 클수록 빨라지므로, 이 전압에 의해서 에칭 속도를 제어할 수 있다.
또한, 나노 버블(85)의 압괴는 웨이퍼(W)와의 충돌시에 일어난 경우에 대해 설명하고 있지만, 이 압괴는 나노 버블(85)의 생성 후, 시간의 경과에 따라서도 함께 일어나고 있으며, 그러한 경우에는 특히 웨이퍼(W)에 대한 처리에 영향을 주지 않으므로, 설명을 생략하고 있다.
이 상태를 소정의 시간 예를 들면 240초 유지하는 것에 의해 상술한 반응이 반복 실행되어, 개구부(84)의 바닥부에 있어서 산화 실리콘층(82)이 수직으로 소정 의 치수 예를 들면 300㎚ 에칭된다.
(스텝 S46: 에칭 처리의 정지)
소정의 에칭 처리가 종료한 경우에는 전원(62)에의 전압의 인가와 초음파 진동자(42)의 초음파 발진을 정지시키고, 질소 가스원(57)으로부터의 질소 가스의 공급을 정지시킨다. 또한, 불화 수소 수용액원(15a)으로부터의 처리액의 공급을 정지시킨다. 그리고, 세정액 공급부(44)로부터 처리 영역(26)내에 순수를 공급하여, 처리 영역(26)내의 불화 수소 수용액이 충분히 순수에 의해서 치환될 때까지 이 상태를 유지한다. 그 후, 순수의 공급을 정지시키고, 유량 제어부(71a)에 의해, 처리 영역(26)내의 순수를 전량 배출한다. 이 때, 웨이퍼(W)상에 순수가 남아 있는 경우에는 가스 공급원(41)으로부터 질소 가스를 웨이퍼(W)에 내뿜어, 웨이퍼(W)상의 순수를 제거한다. 이 질소 가스는 기술한 공기배기관(39)으로부터 외부로 배출된다. 그 후, 처리용기(21)내에 웨이퍼(W)를 반입한 순서와는 반대의 순서로 웨이퍼(W)를 반출한다.
기술한 바와 같이, 처리 영역(26)으로부터 귀환로(71)를 거쳐서 배출된 처리액은 혼합조(11)에서 새로운 처리액과 혼합되고, 순환한다. 또한, 혼합조(11)로 되돌려진 처리액중의 나노 버블(85)은 시간의 경과와 함께 압괴하고, 내부의 질소 가스가 처리액중에 용해하지만, 기술한 탈포 장치(72)를 통과할 때에 제거된다. 또한, 웨이퍼(W)의 세정중의 순수에 대해서는 귀환로(71)에 별도로 도시하지 않은 폐기관을 마련하여, 혼합조(11)내로 되돌리지 않도록 해도 좋다.
상술한 실시형태에 의하면, 처리액중에 레지스트 마스크(83)의 개구부(84)의 개구 치수보다도 작고, 부전하를 갖는 나노 버블(85)을 분산시키고, 처리액에 전계를 형성하여, 이 나노 버블(85)을 웨이퍼(W)에 인입하도록 하고 있으므로, 통상의 습식법이면 처리액이 순환되기 어려워, 에칭이 곤란하거나, 혹은 상당히 장시간을 요하는 좁은 영역(레지스트 마스크(83)의 개구부(84)내)에 있어서의 에칭이라도 신속하게 실행할 수 있고, 또한 이러한 습식법임에도 불구하고, 건식법(플라즈마 에칭 등)과 마찬가지로 이방성 높게 웨이퍼(W)의 에칭을 실행할 수 있다. 그 때, 웨이퍼(W)와의 충돌(접촉)에 의한 나노 버블(85)이 압괴할 때에 생성된다고 고려되는 에너지를 에칭에 이용하고 있으므로, 에칭 속도를 빠르게 할 수 있고, 또한 처리액에 초음파 진동을 부여하여, 웨이퍼(W)와 나노 버블(85)의 충돌시에 있어서의 나노 버블(85)이 압괴하는 빈도를 증가시키고 있으므로, 더욱 에칭 속도를 향상시킬 수 있다.
이 나노 버블(85)은 부전하를 갖고 있으므로, 서로 응집하지 않고, 처리액내에 균등하게 분산되어 있기 때문에, 상술한 웨이퍼(W)와의 접촉에 의한 압괴가 면내에 있어서 균일하게 일어나므로, 에칭 처리가 균등하게 진행한다.
또한, 이 에칭 처리는 처리액에 의해서 실행되므로, 웨이퍼(W)의 전체에 걸쳐 균일하게 처리를 실행할 수 있는 동시에, 디바이스가 데미지를 받는 바와 같은 온도까지의 과열이나, 플라즈마 등에 의한 챠징(charging) 데미지를 방지할 수 있다. 즉, 이 에칭 방법은 습식법의 장점(빠른 에칭 처리속도, 면내 균일성, 디바이스에의 저부하, 저렴한 장치, 저소비 에너지) 및 건식법의 장점(높은 이방성, 좁은 영역에서의 처리)의 양쪽이 얻어지는 방법이다.
또한, 필터(F1)에 의해서 나노 버블(85)의 입경을 조정하고 있으므로, 레지스트 마스크(83)의 개구부(84)의 개구 치수에 맞추어 나노 버블(85)의 입경을 선택할 수 있다. 예를 들면, 개구 치수가 넓은 경우에는 필터(F1)을 마련하지 않고 나노 버블(85)을 그대로 공급함으로써 나노 버블(85)의 양을 늘릴 수 있고, 개구 치수가 좁은 경우에는 나노 버블(85)의 입경이 더욱 작아지도록 필터(F1)을 선택하여, 고정밀도의 에칭을 실행할 수 있다.
이 에칭 처리를 실행하기 위한 처리용기(21)는 처리액이 누설하지 않을 정도로 기밀하게 구성하면 좋고, 통상의 플라즈마 처리에 필요하게 되는 고진공에 견딜 때까지의 기밀함이 불필요하므로, 장치를 저렴하게 제조할 수 있고, 예를 들면 진공 펌프 등의 주변 설비도 불필요하게 된다.
이 실시형태에서는 처리 가스로서 질소 가스를 이용했지만, 이러한 가스 이외에, 아르곤 가스, 산소 가스 또는 대기 등을 이용해도 좋다. 또한, 처리 가스로서, 통상의 플라즈마 에칭 처리에 이용되는 탄소와 불소를 포함하는 가스를 이용해도 좋다. 이 예에 대해, 이하에 설명한다.
(제 2 실시형태: 처리액 및 처리 가스에 의한 에칭)
도 9는 본 발명의 반도체 장치의 제조 방법의 제 2 실시형태를 실시하기 위한 일예인 반도체 제조 장치(3)를 나타내고 있다. 이 반도체 제조 장치(3)는 기술한 제 1 실시형태에 있어서의 반도체 제조 장치(1)와 대략 동일한 구성이지만, 나노 버블(85)을 형성하기 위한 가스로서, 탄소와 불소를 포함하는 가스 예를 들면 CF4 가스, 산소 가스 및 질소 가스가 이용되는 구성으로 되어 있다.
구체적으로는 도 9에 나타내는 바와 같이, 기술한 가압 펌프(P)의 하류측에 있어서, 처리액 공급로(28)는 3개로 분기되어, 각각 밸브(92a, 92b, 92c)와 유량 제어부(93a, 93b, 93c)를 거쳐서 나노 버블 발생 장치(51a, 51b, 51c)에 접속되어 있다. 또한, 이들 나노 버블 발생 장치(51a, 51b, 51c)는 각각 유량 제어부(55a, 55b, 55c)와 밸브(56a, 56b, 56c)를 거쳐서, 탄소와 불소를 포함하는 가스 예를 들면 CF4 가스가 저장된 CF계 가스원(57a), 산소 가스원(57b) 및 질소 가스원(57c)에 접속되어 있다. 그리고, 나노 버블 발생 장치(51a, 51b, 51c)의 하류측은 각각 필터(F1a, F1b, F1c)와 가스 농도 측정기(58a, 58b, 58c)를 거쳐서 혼합 용기(94)에 접속되어 있다. 이 혼합 용기(94)에는 처리액 공급로(28)를 거쳐서 기술한 처리용기(21)가 접속되어 있다. 이 예에 있어서, 질소 가스는 CF4 가스와 산소 가스를 희석하기 위한 가스이며, 다른 불활성 가스 예를 들면 아르곤 가스 등이어도 좋다.
또한, 밸브(92a, 92b, 92c)와 유량 제어부(93a, 93b, 93c)는 처리액 유량 제어부(91)를 이루고 있으며, 유량 제어부(55a, 55b, 55c)와 밸브(56a, 56b, 56c)는 가스 공급 제어부(54)를 이루고 있다. 또한, CF계 가스원(57a), 산소 가스원(57b) 및 질소 가스원(57c)으로부터 공급되는 가스는 처리 가스를 이루고, 이들 각 가스원(57a, 57b, 57c)은 처리 가스원(95)을 이루고 있다.
다음에, 이 제 2 실시형태의 작용에 대해 설명한다. 또한, 이 실시형태에 있어서의 각 스텝은 기술한 제 1 실시형태와 동일한 공정이므로, 이미 설명한 도 4의 흐름에 따라 설명한다. 또한, 기술한 설명과 동일한 공정 및 기재에 대해서는 생략한다.
(스텝 S42: 처리액을 공급)
혼합조(11)에 저장한 처리액을 소정의 압력 예를 들면 90kPa(675Torr)로 설정한 가압 펌프(P) 및 처리액 유량 제어부(91)를 거쳐서, 나노 버블 발생 장치(51a, 51b, 51c)에 공급한다. 이 때, 각 나노 버블 발생 장치(51a, 51b, 51c)에 공급하는 처리액의 유량을 각각 20, 20, 5리터/min으로 되도록, 처리액 유량 제어부(91)를 조정한다.
그리고, 처리액을 혼합 용기(94)에서 혼합한 후, 처리용기(21)내에 공급하여, 처리 영역(26)내에 있어서의 처리액의 흐름이 정상 상태로 될 때까지 유지한다. 이 경우에 있어서도 웨이퍼(W)는 약간 에칭된다.
(스텝 S43: 나노 버블 생성)
처리 가스원(95)으로부터 CF4 가스, 산소 가스 및 질소 가스의 유량이 각각 1, 1, 5리터/min으로 되도록 가스 공급 제어부(54)를 조정하여, 각 나노 버블 발생 장치(51a, 51b, 51c)에 공급한다. 이들 나노 버블 발생 장치(51a, 51b, 51c)에서 기술한 바와 같이, 처리액과 각 가스가 혼합되어 나노 버블(85)이 생성된다.
(스텝 S44: 처리용기(21)내에 나노 버블(85) 공급)
그리고, 각 필터(F1a, F1b, F1c)에서, 마찬가지로 직경이 큰 나노 버블(85)을 제거하여, 각 가스 농도(나노 버블(85)의 양)를 가스 농도 측정기(58a, 58b, 58c)에서 측정한 후, 처리용기(21)내에 처리 가스로 이루어지는 나노 버블(85)이 분산된 처리액을 공급한다.
(스텝 S45: 웨이퍼(W)의 처리)
그리고, 기술한 제 1 실시형태와 마찬가지로, 웨이퍼(W)에 대해 에칭 처리를 실행한다. 이 실시형태에 있어서도, 나노 버블(85)이 웨이퍼(W)로 끌어당겨지고, 이 나노 버블(85)과 함께 처리액이 웨이퍼(W)에 대해 수직으로 순환되어, 처리액에 의해 에칭이 실행된다. 또한, 나노 버블(85)에는 기술한 바와 같이, 내부에는 처리 가스로서 에칭 가스인 CF4 가스가 포함되어 있고, 이 처리 가스에 의해서도 에칭이 진행한다. 이 처리 가스에 의해서 웨이퍼(W)가 에칭되는 상태에 대해, 도 10a 내지 도 10f에 모식적으로 나타낸다. 또한, 처리액에 의한 에칭에 대해서는 기술한 제 1 실시형태에 있어서의 도 8a 내지 도 8f와 동일하며, 도면의 기재가 복잡하게 되기 때문에, 생략한다.
도 10a 및 도 10b에 나타내는 바와 같이, 나노 버블(85)이 웨이퍼(W)에 인입되어 감에 따라 수축하여, 내부의 온도나 압력이 상승한다. 그리고, 도 10c의 웨이퍼(W)와의 충돌에 의해, 부전하를 잃고, 도 10d에 나타내는 바와 같이, 나노 버블(85)이 압괴를 일으켜, 복수의 더욱 소경인 나노 버블(85)로 나누어진다. 이 때에 방출되는 에너지에 의해서 나노 버블(85)내의 처리 가스가 분해되어, CF이온이나 산소 이온 등의 활성종이 생성된다. 이 활성종에 의해, 산화 실리콘층(82)이 에칭되고, 생성된 부생성물 등은 처리액중으로 용해 혹은 확산한다. 그리고, 전하를 잃은 나노 버블(85)은 도 10e에 나타내는 바와 같이, 계속해서 웨이퍼(W)에 인입되어 오는 나노 버블(85)에 밀어 젖혀져, 에칭에 의해 생성된 부생성물 등과 함께 웨이퍼(W)의 위쪽으로 흘러가고, 그 후 도 10f와 같이 소멸된다. 이 실시형태에 있어서도, 초음파 진동자(42)로부터 처리액에 초음파 진동을 부여하고 있으므로, 웨이퍼(W)와의 충돌시에 압괴하는 나노 버블(85)의 양이 증가하여, 더욱 에칭이 신속하게 진행한다. 이 상태를 소정의 시간 예를 들면 300초 유지하는 것에 의해, 개구부(84)의 바닥부에 있어서 산화 실리콘층(82)이 소정의 치수 예를 들면 300㎚ 에칭된다.
(스텝 S46: 에칭 처리의 정지)
그리고, 상술한 실시형태와 마찬가지로, 에칭을 정지시킨다. 또한, 이 공정에 있어서도, 처리액중에 용해된 처리 가스는 귀환로(71)를 거쳐서 혼합조(11)로 되돌려진 후, 기술한 질소 가스와 마찬가지로, 탈포 장치(72)에서 제거된다.
상술한 실시형태에 의하면, 제 1 실시형태에서 얻어진 효과에 부가해서, 다음의 효과가 얻어진다. 즉, 산화 실리콘층(82)을 에칭 가능한 활성종을 생성하는 처리 가스에 의해서 나노 버블(85)을 형성하고 있으므로, 나노 버블(85)이 산화 실리콘층(82)에 충돌했을 때에 압괴하여 생성된 에너지에 의해, 처리 가스의 활성종이 생성되고, 이 활성종에 의해서도 산화 실리콘층(82)이 에칭되므로, 제 1 실시형태에 있어서의 처리액에 의한 에칭보다도 더욱 신속하게 에칭이 진행한다.
이 실시형태에 있어서는 상술한 바와 같이, 처리 가스와 처리액에 의해서 산화 실리콘층(82)의 에칭을 실행했지만, 제 1 실시형태에서 설명한 바와 같이, CF 가스 등의 에칭 가스를 이용하지 않아도, 불화 수소 수용액에 의해 에칭을 실행하는 것이 가능하고, 또한 불화 수소 수용액 등을 이용하지 않아도, 처리 가스로서 CF 가스를 이용하는 것에 의해 에칭을 실행하는 것이 가능하다. 이 예에 대해, 이하에 설명한다.
(제 3 실시형태: 처리 가스에 의한 에칭)
도 11은 본 발명의 반도체 장치의 제조 방법의 제 3 실시형태를 실시하기 위한 일예인 반도체 제조 장치(4)를 나타내고 있다. 이 반도체 제조 장치(4)는 기술한 제 2 실시형태에 있어서의 반도체 제조 장치(3)와 대략 동일한 구성이지만, 처리액으로서는 불화 수소를 공급하지 않고 순수를 공급하도록, 순수원(15b)이 접속되어 있다.
이 실시형태에 있어서도, 기술한 제 2 실시형태와 마찬가지로 각 공정이 실행되고, 도 10a 내지 도 10f의 반응 순서에 따라 에칭이 실행된다. 또한, 이 예에서는 가열기(73) 및 온도 조절 수단(34)은 에칭을 신속하게 진행시키기 위해, 예를 들면 130℃로 설정된다. 또한, 스텝 S46에서는 에칭이 300초 실행된다.
이 실시형태에 있어서도, 좁은 영역이라도 마찬가지로 이방성이 높은 에칭이 실행된다.
이상의 실시형태에 있어서 설명한 바와 같이, 나노 버블(85)이 분산된 처리액에 의해서 에칭 처리를 실행함에 있어서, 처리액 및 처리 가스의 적어도 한쪽에, 에칭에 관여하는 성분(에칭시에 활성종으로서 작용하는 물질을 생성하는 성분)을 포함시켜 두는 것에 의해, 웨트 프로세스 및 드라이 프로세스의 장점을 갖는 에칭 을 실행할 수 있다.
(제 4 실시형태: 처리액에 의한 성막)
다음에, 본 발명을 성막 처리에 적용한 실시형태에 대해 설명한다. 도 5b에는 이 성막 처리에 이용되는 피처리체인 웨이퍼(W)의 일예를 나타내고 있다. 이 웨이퍼(W)는 절연막(87)에 홀 혹은 홈으로 이루어지는 패턴인 개구부(88)가 형성되어 있다. 개구부(88)의 개구 치수 예를 들면 홀의 구멍 직경 혹은 홈부의 홈 폭은 10㎚∼5000㎚로 설정되어 있다. 또한, 절연막(87)의 하층측에는 하층 부분(86)이 형성되어 있다. 이 개구부(88)에 금속막 예를 들면 구리막을 매립하는 방법에 대해 이하에 설명한다.
도 12는 본 발명의 반도체 장치의 제조 방법의 제 4 실시형태를 실시하기 위한 일예인 반도체 제조 장치(5)를 나타내고 있다. 이 반도체 제조 장치(5)는 기술한 제 1 실시형태에 있어서의 반도체 제조 장치(1)와 대략 동일한 구성이지만, 처리액으로서 예를 들면 황산구리(CuSO4) 등의 금속염, 구 연산 등의 착화제, 포름알데히드 등의 환원제 및 시안 화합물(cyanide compound) 등의 안정제로 이루어지는 혼합 용액이 이용된다.
구체적으로는 도 12에 나타내는 바와 같이, 기술한 혼합조(11)에는 황산구리원(15c), 구연산원(15d), 포름알데히드원(15e) 및 시안 화합물원(15f)이 각각 유량 제어부(18c, 18d, 18e, 18f)와 밸브(17c, 17d, 17e, 17f)를 거쳐서, 공급로(19c, 19d, 19e, 19f)에 의해서 접속되어 있다. 황산구리원(15c), 구연산원(15d), 포름알 데히드원(15e) 및 시안 화합물원(15f)은 용액의 상태로 공급되도록 미리 순수 등에 용해된 상태에서 공급되지만, 분말의 상태로 공급하여 혼합조(11)에서 용해하도록 해도 좋다. 또한, 이 예에서는 금속염, 착화제, 환원제 및 안정제로서 상기의 화합물을 이용하였지만, 금속염으로서는 예를 들면 질산구리이나 염화구리 등을 이용해도 좋고, 착화제로서는 주석산이나 글루콘산 등을 이용해도 좋다. 또한, 환원제로서는 디메틸아민보란(dimethylamineborane)이나 차아인산나트륨(sodium hypophosphite) 등을 이용해도 좋고, 또한 안정제로서는 네오쿠프로인(neocuproine) 등을 이용해도 좋다. 즉, 통상의 무전해 도금법에 이용되는 액 조성으로 되도록, 상기와 같이 각 화합물을 선정하거나, 혹은 다른 안정제나 pH 조정제를 혼합해도 좋다. 황산구리원(15c), 구연산원(15d), 포름알데히드원(15e) 및 시안 화합물원(15f)은 처리액원(100)을 이루고 있으며, 유량 제어부(18c, 18d, 18e, 18f)와 밸브(17c, 17d, 17e, 17f)는 처리액 공급 제어부(16)를 이루고 있다.
또한, 혼합조(11)에는 히터 등의 온도 조절 수단(101), 예를 들면 구리 이온의 농도를 검출하기 위한 농도 검출기(102) 및 처리액의 pH와 온도를 검출 가능한 온도 검출 수단(103)이 마련되어 있어, 혼합조(11)내의 처리액의 온도가 임의의 소정의 값 예를 들면 상온에서 60℃의 범위로 되도록 조정되는 동시에, 구리 이온의 농도나 pH의 측정 결과로부터, 이들 값을 임의의 소정의 범위내로 조정하기 위해, 처리액원(100)으로부터 소정의 원료를 첨가하도록 구성되어 있다. 즉, 후술하는 성막 처리에 의해서 구리 이온 등이 소비되어, 처리액중의 구리 이온 농도가 저하되었을 때에는 처리액원(100)으로부터 구리 이온 등이 보충되도록 구성되어 있다.
또한, 농도 검출기(102)를 마련하지 않고, 온도 검출 수단(103)에 의해서 검출된 pH로부터, 처리액중의 구리 이온 농도 등을 산출하도록 구성해도 좋다. 기술한 가열기(73)는 처리액을 소정의 온도 예를 들면 실온에서 60℃의 범위내로 되도록 조정되어 있다. 또한, 가열기(73)와 가압 펌프(P)의 사이에는 필터(F3)가 마련되어 있고, 예를 들면 처리액중의 화합물이 석출된 경우에는 이 석출물을 제거하도록 구성되어 있다.
다음에, 이 실시형태에 있어서의 작용에 대해 설명한다. 이 실시형태에 있어서도, 상술한 도 4에 나타낸 각 스텝과 동일한 공정이기 때문에, 도 4를 참조하여 설명을 진행시키겠지만, 기술한 제 1 실시형태와 중복되는 개소에 대해서는 생략한다.
(스텝 S42: 처리액을 공급)
혼합조(11)에 처리액원(100)으로부터 황산구리, 구연산, 포름알데히드 및 시안 화합물이 각각 소정의 농도로 되도록, 처리액 공급 제어부(16)를 조정한다. 그리고, 혼합조(11)내의 교반 수단(14)과 온도 조절 수단(101)에 의해, 혼합조(11)내의 처리액을 충분히 교반하여 온도를 소정의 온도 예를 들면 실온∼60℃로 되도록 조정한다. 그리고, 탈포 장치(72), 필터(F3), 소정의 온도 예를 들면 실온∼60℃로 설정된 가열기(73), 처리액의 압력이 소정의 압력 예를 들면 90kPa로 되도록 설정된 가압 펌프(P), 나노 버블 발생 장치(51) 및 필터(F1)을 거쳐서, 처리액을 20리터/min 유량으로 처리액 공급로(28)로부터 처리용기(21)내에 공급한다. 또한, 웨이퍼(W)의 온도가 소정의 온도 예를 들면 실온∼60℃로 되도록, 온도 조절 수단(34) 을 조정한다. 이 처리에 의해서, 기술한 제 1 실시형태와 마찬가지로, 웨이퍼(W)의 표면이 처리액에 접촉하므로, 웨이퍼(W)의 표면에는 구리막이 성막되지만, 개구부(88)의 개구 치수가 좁으므로, 개구부(88)내에는 거의 성막되지 않는다.
(스텝 S43: 나노 버블 생성)
마찬가지로 질소 가스에 의해서 나노 버블(85)을 생성한다.
(스텝 S45: 나노 버블(85) 인입, 초음파 발진)
기술한 실시형태와 마찬가지로, 전극(35)에 전원(62)으로부터 정의 전압을 인가하는 동시에, 초음파 진동자(42)에 의해서 처리액에 초음파 진동을 부여한다. 그 결과, 나노 버블(85)은 웨이퍼(W)측에 인입되어, 개구부(88)내에 들어간다. 또한, 이 나노 버블(85)과 함께 처리액이 개구부(88)내에 인입되고, 구리막이 성막된다. 이 반응에 대해, 도 13a 내지 도 13f를 참조해서 설명한다. 또한, 구리 이온은 착체 등으로서 안정적으로 처리액중에 분산되어 있지만, 이 도 13a 내지 도 13f에 있어서는 구리 이온으로서 간략화해서 나타내었다. 도 13a 및 도 13b에 나타내는 바와 같이, 나노 버블(85)이 구리 이온과 함께 웨이퍼(W)측에 인입되고, 또 나노 버블(85)의 수축에 의해서 나노 버블(85)내의 온도와 압력이 상승한다. 그리고, 도 13c 및 도 13d에 나타내는 바와 같이, 나노 버블(85)이 웨이퍼(W)에 충돌하면, 전하가 소실된다. 또한, 웨이퍼(W)에 접촉한 구리 이온이 금속 구리로서 성막된다. 나노 버블(85)과 웨이퍼(W)가 충돌했을 때에, 나노 버블(85)이 압괴를 일으키고, 그 에너지(열)에 의해서 구리 이온이 금속 구리로 급격히 환원되어, 또한 구리막이 두껍게 형성된다. 그 후, 도 13e 및 도 13f와 같이, 부전하를 잃은 나노 버블(85) 이 구리 이온이 감소한 처리액이나 금속 구리의 석출과 함께 생성된 수소 가스 등과 함께 상승하고, 그 후 소멸된다.
이 상태를 소정의 시간 유지하는 것에 의해, 개구부(88)에 금속 구리가 매립된다.
(스텝 S46: 성막 처리의 정지)
그리고, 상술한 실시형태와 마찬가지로, 처리 영역(26)내를 순수에 의해 치환하여, 성막 처리를 정지시킨다. 웨이퍼(W)가 반출된 후, 웨이퍼(W)의 표면(절연막(87)의 표면)에 성막된 불필요한 구리막은 예를 들면 CMP 가공 등에 의해서 제거된다.
상술한 실시형태에 의하면, 제 1 실시형태에 있어서의 에칭 처리를 성막 처리로 변경했으므로, 웨이퍼(W)에 생기는 현상에 대해서는 웨이퍼(W)를 에칭하거나, 금속막을 성막하는 차이는 있어도, 마찬가지의 효과가 얻어진다.
그리고, 나노 버블(85)을 이용하지 않고, 마찬가지의 액 조성의 처리액중에서 성막 처리를 실행한 경우에는 개구부(88)내에는 거의 성막되지 않고, 웨이퍼(W)의 표면에 금속 구리가 성막되어, 개구부(88)내에는 공극이 남고, 디바이스의 통전 불량의 원인으로 될 우려가 있지만, 처리액을 나노 버블(85)과 함께 개구부(88)내에 끌어당기고 있으므로, 이방성 높게 성막이 실행되어, 즉 개구부(88)의 저면으로부터 서서히 금속 구리가 석출되어, 개구부(88)의 측벽으로부터의 구리막의 성장이 억제되고 있기 때문에, 개구부(88)내에도 웨이퍼(W)의 표면과 마찬가지로 구리막이 치밀하게 성막되어, 결함이 적은 구리 배선을 얻을 수 있다.
또한, 국소적(개구부(88)의 저면)으로 처리액의 온도를 상승시키고 있으므로, 원료의 쓸데 없는 낭비나 처리액의 분해를 억제하는 동시에, 성막속도를 향상시킬 수 있다고 하는 효과도 얻어진다. 즉, 처리액의 온도를 전체적으로 상승시키면, 처리액의 성막속도가 전체적으로 빨라지므로, 웨이퍼(W)의 표면뿐만 아니라, 처리액이 접촉하는 부분(처리용기(21)의 내벽 등)이나 처리액중에 있어서도 금속 구리가 석출되어, 원료의 낭비나 파티클이 발생할 우려가 생기는 동시에, 처리용기(21)내를 청소하는 빈도를 늘릴 필요가 있지만, 처리액의 온도를 실온∼60℃ 정도로 억제하여, 성막하고자 하는 부분(개구부(88)의 저면)에서, 처리액의 온도를 나노 버블(85)의 압괴에 의해 국소적으로 상승시키고 있으므로, 원료의 낭비나 처리용기(21)내의 청소의 시간이 억제되고, 또한 개구부(88)의 저면에서 빠른 성막속도로 구리막이 얻어진다. 또한, 처리액의 온도를 상승시키면, 처리액중에 용해되어 있는 기술한 화합물이 분해되어 처리액의 조성이 불안정하게 되고, 성막속도나 막의 성질(면조도, 밀도, 순도, 가소성 등)에 악영향을 미치지만, 이와 같이 국소적으로 처리액의 온도를 상승시키고 있으므로, 그러한 우려가 작다.
또한, 이 실시형태에 있어서도 기술한 제 2 실시형태와 마찬가지로, 처리액과 함께 처리 가스로서 예를 들면 구리를 포함하는 유기 가스를 이용하여 성막하는 구성으로 해도 좋고, 혹은 처리액으로서 순수를 이용하여, 구리를 포함하는 처리 가스에 의해서 성막하도록 해도 좋다. 또한, 이 예에서는 고체 표면상에 화학 반응(환원 반응)에 의해서 금속이 석출되는 무전해 도금법을 이용하여 구리막의 성막을 실행했지만, 예를 들면 미리 웨이퍼(W)의 표면(절연막(87)의 표면 및 개구 부(84)의 내부의 전체면)에 도전성을 갖는 예를 들면 두께 20㎚의 금속막 예를 들면 텅스텐(W)막을 예를 들면 스퍼터법 등에 의해 성막해 두고, 이 텅스텐막에 전극을 접속하여, 전기 도금(전해 도금)법에 의해 구리막을 성막하도록 해도 좋다.
이상의 성막 방법에 관한 실시형태에 있어서 설명한 바와 같이, 나노 버블(85)이 분산된 처리액에 의해서 성막 처리를 실행함에 있어서, 처리액 및 처리 가스의 적어도 한쪽에, 성막에 관여하는 성분(성막 처리시에 활성종으로서 작용하는 물질을 생성하는 성분)을 포함시켜 두는 것에 의해, 웨트 프로세스 및 드라이 프로세스의 장점을 갖는 성막 처리를 실행할 수 있다.
상술한 각 실시형태에 있어서는 처리용기(21)에 초음파 진동자(42)를 마련했지만, 기술한 바와 같이, 나노 버블(85)은 자연히 압괴를 일으키므로, 초음파 진동자(42)를 마련하지 않아도 좋다. 또한, 전원(62)으로부터 전극(35)에 직류 전압을 인가했지만, 교류 전압으로 해도 좋다. 이 경우에는 나노 버블(85)은 웨이퍼(W)에 대해 연직 방향으로 진동하도록 이동하므로, 개구부(84, 88)내에 있어서의 처리액의 치환이 신속하게 실행된다. 또한, 처리 영역(26)에 공급하는 액체로서, 순수나 순수에 용질을 용해시킨 처리액을 이용했지만, 용질이 석출되지 않는 것이면, 극성을 갖는 알코올이나, 유기용매 등을 이용해도 좋다.
웨이퍼(W)에 대해 에칭 처리나 성막 처리를 실행하기 위해, 도 2에 나타내는 처리용기(21)를 이용했지만, 다른 구성의 처리용기를 이용해도 좋다. 즉, 기술한 바와 같이, 나노 버블(85)은 작으며, 부력이나 중력의 영향을 받기 어렵다고 생각되지만, 예를 들면 불화 수소나 금속염 등이 용해된 처리액의 비중이 크고, 부력을 받는 경우 등에는 이하에 설명하는 처리용기(111)를 이용해도 좋다.
도 14에 나타내는 처리용기(111)는 기술한 도 2에 나타낸 처리용기(21)를 상하로 대조적으로 구성한 예를 나타내고 있다. 또한, 처리용기(21)와 동일한 구성부품에 대해서는 동일한 부호를 붙여 나타낸다.
이 처리용기(111)에 대해 개략적으로 설명하면, 웨이퍼(W)는 위쪽부위(23)의 천장벽에 매설된 흡인부(112)에 의해서, 표면측(레지스트 마스크(83)나 절연막(87) 등의 패턴이 형성된 면)이 하측이 되도록, 즉 웨이퍼(W)의 이면이 흡착되어, 처리 영역(26)내에 도 2의 처리용기(21)와는 상하 반대방향으로 되도록 유지되어 있고, 이 흡인부(112)와 함께, 승강하는 구성으로 되어 있다.
구체적으로는 흡인부(112)는 웨이퍼(W)보다도 작은 직경의 원통형상의 접촉부(112a)와, 이 접촉부(112a)의 위쪽에 접속되고 접촉부(112a)보다도 더욱 작은 직경의 구동축(112b)으로 이루어져 있다. 이 구동축(112b)은 하우징(22)의 외측(상측)에 마련된 구동 기구(113)의 중심부를 관통하도록 구동 기구(113)에 유지되어 있고, 이 구동 기구(113)에 의해서 승강 가능하게 구성되어 있다. 또한, 이 흡인부(112)의 내부에는 웨이퍼(W)의 대략 중앙 부근을 흡인하기 위한 흡인로(32)가 형성되어 있고, 구동 기구(113)를 거쳐서 예를 들면 진공 펌프 등의 흡인 수단(61)에 접속되어 있다. 접촉부(112a)의 상측에는 링형상의 홈(114a)이 형성되어 있고, 그 내부에 끼워 넣어진 링형상의 시일(seal)재(114b)에 의해서, 이 흡인부(112)와 하우징(22)이 밀접하여 처리액이 구동 가구(113)에 유입하지 않도록 구성되어 있다. 또한, 흡인부(112)에 의해 흡착되는 웨이퍼(W)에 근접하도록, 위쪽부위(23)에는 하 측부터 전극(35)과 온도 조절 수단(34)이 매설되어 있고, 각각 전원(62)과 전원(34a)에 접속되어 있다. 전극(35) 및 전원(62)은 전계 형성 수단을 구성하고 있다. 또한, 이들 전극(35)과 온도 조절 수단(34)은 흡인부(112)의 내측과 외측에서 분할되어 있고, 각각에 대해 전원(62)과 전원(34a)이 접속되어 있지만, 여기서는 생략해서 나타내고 있다.
또한, 웨이퍼(W)에 대향하도록, 기술한 도 2에 있어서의 처리용기(21)내의 탑재대(31)에 대응되는 위치에는 승강판(115)이 마련되어 있다. 이 승강판(115)에는 초음파 공급 수단으로서 초음파 진동자(42)가 복수 개소 마련되어 있고, 웨이퍼(W)의 근방의 처리액에 균등하게 초음파 진동을 부여하도록 구성되어 있다. 이 승강판(115)의 하면에는 승강축(63a)을 거쳐서 승강 기구(63b)가 접속되어 있고, 이 승강 기구(63b)에 의해 승강판(115)이 승강하여, 승강판(115)의 둘레가장자리부의 홈(36a)내의 시일체(36b)와 위쪽부위(23)의 하면에 마련된 링형상의 절연체(25)가 밀착해서 처리 영역(26)을 기밀하게 구성하거나, 혹은 웨이퍼(W)의 반송용의 반송구(22a)와 처리 영역(26)을 연통시키도록 구성되어 있다. 또한, 승강 기구(63b)와 하우징(22)의 하면의 사이에는 절연체(64)가 개설되어 있다.
승강축(63a), 승강 기구(63b) 및 절연체(64)내에는 가스 공급로(29)가 형성되어 있고, 처리후의 웨이퍼(W)에 부착된 순수를 불어 날리기 위한 청정 가스 예를 들면 질소 가스가 저장된 기체 공급부인 가스 공급원(41)에 접속되어 있다. 또한, 웨이퍼(W)를 세정하기 위한 세정액 예를 들면 순수가 저장된 세정액 공급부(44)가 위쪽부위(23)의 천장벽에 세정액 공급로(43)를 거쳐서 접속되어 있다. 승강판(115) 내에는 복수 개소 예를 들면 4개소의 액체 배출로로서 배출로(37)가 형성되어 있고, 신축 가능한 배출관(37a)과 하우징(22)의 하면을 거쳐서 귀환로(71)에 접속되어 있다.
위쪽부위(23)의 측면에는 처리 영역(26)내에 처리액을 공급하기 위한 처리액 공급구(27)가 형성되어 있고, 이 처리액 공급구(27)는 액체 공급로의 처리액 공급로(28)에 접속되어 있다.
또한, 전원(62)과 승강 기구(63b)는 접지되어 있다.
다음에, 이 처리용기(111)내에 웨이퍼(W)를 반입하는 경우에 대해, 도 15a 내지 도 15c를 참조해서 간단히 설명한다. 우선, 도 15a에 나타내는 바와 같이, 승강판(115)과 흡인부(112)가 하강한다. 다음에, 외부의 예를 들면 말굽형상의 아암(116a)을 구비한 반송 기구(116)에 의해서 이면이 흡인 유지되고, 표면이 아래쪽으로 향한 상태의 웨이퍼(W)가 반송구(22a)를 거쳐서 하우징(22)내에 반송된다. 이 때, 웨이퍼(W)는 둘레가장자리부만이 유지되어 있고, 중심부에 있어서의 흡인부(112)와 접촉하는 부위는 반송 기구(116)와 간섭하지 않는다. 그리고, 도 15b에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼(W)가 처리 영역(26)의 중심부까지 반송되면, 흡인부(112)가 약간 하강하여, 흡인부(112)와 웨이퍼(W)가 접촉한다. 그리고, 흡인 수단(61)에 의해 웨이퍼(W)를 흡인부(112)에 흡착 유지하는 동시에, 반송 기구(116)에 의한 웨이퍼(W)의 흡착을 해제하여, 도 15c에 나타내는 바와 같이, 반송 기구(116)가 퇴거한다. 그 후, 흡인부(112)와 승강판(115)이 상승하여, 처리 영역(26)을 기밀하게 구성한다.
그 후의 웨이퍼(W)의 처리에 대해서는 기술한 처리용기(21)와 마찬가지이므로, 여기서는 생략한다. 그리고, 처리가 종료하면, 웨이퍼(W)가 반입된 순서와 반대의 순서로 웨이퍼(W)가 반출되고, 기술한 반송 기구(116)가 상하 반전되고, 웨이퍼(W)의 방향이 원래로 되돌려진다.
이러한 처리용기(111)에서는 상술한 바와 같이, 처리액중에 있어서 나노 버블(85)에 가해지는 부력이 강한 경우에는 웨이퍼(W)에 대해 나노 버블(85)을 인입함에 있어서, 전극(35)에 인가하는 전압에 부가하여, 이 부력을 이용할 수 있으므로, 처리속도를 빠르게 할 수 있다. 또한, 전극(35)에 전압을 인가하지 않고, 나노 버블(85)의 부력만으로 웨이퍼(W)의 처리를 실행하도록 해도 좋다.
또한, 이 처리용기(111)에 있어서, 웨이퍼(W)의 표면(패턴이 형성된 면)에는 반송 기구(116)가 접촉하지 않도록 즉 웨이퍼(W)의 표면에 파티클 등이 부착되지 않도록, 웨이퍼(W)를 반송했지만, 특별히 문제없는 경우에는 웨이퍼(W)의 표면을 유지하여, 웨이퍼(W)의 반송을 실행하도록 해도 좋다.
또한, 상술한 각 예에서는 웨이퍼(W)측에 정의 전압을 인가하여, 부로 대전한 나노 버블(85)을 인입하도록 했지만, 웨이퍼(W)에 대향하는 면(위쪽 부위(23) 혹은 승강판(115))에 부의 전압을 인가하여, 나노 버블(85)을 웨이퍼(W)측으로 압출하도록 해도 좋다. 또한, 나노 버블(85)을 정으로 대전시켜, 부의 전압에 의해서 웨이퍼(W)측으로 인입하거나 혹은 압출하도록 해도 좋다.

Claims (16)

  1. 개구에 의한 소정의 패턴이 형성된 반도체 장치 제조용의 기판에 대해, 에칭 처리 또는 성막 처리를 실행하는 반도체 장치의 제조 방법에 있어서,
    적어도 한쪽이 에칭 처리 또는 성막 처리에 관여하는 성분을 포함하는 액체 및 기체를 혼합하여, 상기 반도체 장치 제조용의 기판에 형성된 상기 개구의 치수보다도 작은 직경으로 이루어지고, 액체와 기체의 혼합에 의해 대전한 나노 버블을 상기 액체중에 발생시키는 공정과,
    상기 나노 버블을 상기 기판의 표면에 인입하기 위해 전계를 형성하는 공정과,
    상기 전계를 형성하면서 상기 나노 버블을 포함하는 액체를 상기 기판에 공급해서 처리를 실행하는 공정을 구비한 것을 특징으로 하는
    반도체 장치의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 처리를 실행하는 공정 후에 실행되고, 상기 기판에 세정액을 공급하여 상기 기판을 세정하는 공정을 더 구비한 것을 특징으로 하는
    반도체 장치의 제조 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 세정하는 공정 후에 실행되고, 상기 기판에 건조용의 기체를 공급하여 상기 기판을 건조시키는 공정을 더 구비한 것을 특징이라고 하는
    반도체 장치의 제조 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 처리를 실행하는 공정은 상기 액체에 초음파를 공급하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는
    반도체 장치의 제조 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 처리를 실행하는 공정은 상기 기판의 온도 조정을 실행하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는
    반도체 장치의 제조 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 에칭 처리가 실행되는 경우에 있어서의 상기 액체는 불화 수소를 포함하는 용액으로 이루어지는 것을 특징으로 하는
    반도체 장치의 제조 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 에칭 처리가 실행되는 경우에 있어서의 상기 기체는 탄소와 불소를 포함하는 가스로 이루어지는 것을 특징으로 하는
    반도체 장치의 제조 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 성막 처리가 실행되는 경우에 있어서의 상기 액체는 금속염, 착화제 및 환원제를 포함하는 용액으로 이루어지는 것을 특징으로 하는
    반도체 장치의 제조 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 처리를 실행하는 공정은 상기 기판의 피처리면을 아래쪽을 향해 실행되는 것을 특징으로 하는
    반도체 장치의 제조 방법.
  10. 개구에 의한 소정의 패턴이 형성된 반도체 장치 제조용의 기판에 대해, 에칭 처리 또는 성막 처리를 실행하기 위한 반도체 제조 장치에 있어서,
    상기 기판을 탑재하는 탑재부가 내부에 마련된 처리용기와,
    상기 처리용기에 일단이 접속된 액체 공급로와,
    상기 액체 공급로에 개설되고, 해당 액체 공급로에 공급되는 액체에 기체를 혼합하여 대전한 나노 버블을 해당 액체중에 발생시키는 나노 버블 발생 장치와,
    상기 액체 공급로로부터 상기 처리용기내에 공급된 액체중의 나노 버블을, 상기 탑재부에 탑재된 상기 기판의 표면에 인입하기 위해 전계를 형성하는 전계 형성 수단과,
    상기 처리용기로부터 상기 액체를 배출하기 위한 액체 배출로를 구비하고,
    상기 액체 및 상기 기체의 적어도 한쪽이, 에칭 처리 또는 성막 처리에 관여하는 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는
    반도체 제조 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 처리용기에 연결되고, 상기 처리용기내의 탑재부에 탑재된 기판에 세정 액을 공급하는 세정액 공급부를 더 구비한 것을 특징으로 하는
    반도체 제조 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 처리용기에 연결되고, 상기 세정액 공급부로부터 공급되는 세정액에 의해서 세정된 기판에, 건조용의 기체를 공급하는 기체 공급부를 더 구비한 것을 특징으로 하는
    반도체 제조 장치.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 처리용기에, 상기 처리용기내에 공급된 액체에 초음파를 공급하기 위한 초음파 공급 수단이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는
    반도체 제조 장치.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 처리용기내에, 상기 탑재부에 탑재된 기판의 온도를 조정하기 위한 온도 조절 수단이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는
    반도체 제조 장치.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 처리용기와 상기 나노 버블 발생 장치의 사이에, 상기 나노 버블의 입경을 조정하기 위한 필터가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는
    반도체 제조 장치.
  16. 컴퓨터에, 개구에 의한 소정의 패턴이 형성된 반도체 장치 제조용의 기판에 대해, 에칭 처리 또는 성막 처리를 실행하는 방법을 실행시키기 위한 컴퓨터 프로그램을 저장한 기억 매체에 있어서,
    해당 에칭 처리 또는 성막 처리를 실행하는 방법은
    적어도 한쪽이 에칭 처리 또는 성막 처리에 관여하는 성분을 포함하는 액체 및 기체를 혼합하여, 상기 반도체 장치 제조용의 기판에 형성된 상기 개구의 치수보다 작은 직경으로 이루어지고, 액체와 기체의 혼합에 의해 대전한 나노 버블을 상기 액체중에 발생시키는 공정과,
    상기 나노 버블을 상기 기판의 표면에 인입하기 위해 전계를 형성하는 공정과,
    상기 전계를 형성하면서 상기 나노 버블을 포함하는 액체를 상기 기판에 공 급하여 처리를 실행하는 공정을 갖는 방법인 것을 특징으로 하는
    기억 매체.
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Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5104151B2 (ja) * 2007-09-18 2012-12-19 東京エレクトロン株式会社 気化装置、成膜装置、成膜方法及び記憶媒体
JP5408982B2 (ja) * 2008-12-09 2014-02-05 芝浦メカトロニクス株式会社 基板の帯電除去装置及び帯電除去方法
EP2360294B1 (de) * 2010-02-12 2013-05-15 Atotech Deutschland GmbH Verfahren zum Metallisieren von an der Oberfläche mindestens zwei verschiedene Kunststoffe aufweisenden Gegenständen
US9859142B2 (en) 2011-10-20 2018-01-02 Lam Research Corporation Edge seal for lower electrode assembly
US9869392B2 (en) 2011-10-20 2018-01-16 Lam Research Corporation Edge seal for lower electrode assembly
JP6029537B2 (ja) * 2013-05-14 2016-11-24 株式会社ハイビック平田 ワークの表面処理装置及び処理方法
US10090211B2 (en) 2013-12-26 2018-10-02 Lam Research Corporation Edge seal for lower electrode assembly
US9431262B2 (en) * 2014-03-14 2016-08-30 Fujikoshi Machinery Corp. Method for polishing work and work polishing apparatus
CN103903977A (zh) * 2014-03-20 2014-07-02 武汉新芯集成电路制造有限公司 一种刻蚀方法
US10219670B2 (en) 2014-09-05 2019-03-05 Tennant Company Systems and methods for supplying treatment liquids having nanobubbles
JP6541492B2 (ja) * 2015-07-29 2019-07-10 東京エレクトロン株式会社 液処理方法および液処理装置
CN111279454A (zh) * 2017-10-23 2020-06-12 朗姆研究公司 用于预防高深宽比结构的粘滞和/或修补高深宽比结构的系统和方法
CN108417490B (zh) * 2018-03-15 2021-01-19 京东方科技集团股份有限公司 蚀刻金属工件的方法和显示面板的制作方法
JP7406748B2 (ja) 2019-06-12 2023-12-28 国立大学法人九州工業大学 化学メッキ法
JP7355566B2 (ja) * 2019-09-11 2023-10-03 株式会社荏原製作所 めっき処理装置、前処理装置、めっき装置、めっき処理方法および前処理方法
JP2021069998A (ja) * 2019-10-31 2021-05-06 キヤノン株式会社 ウルトラファインバブルを含有するウルトラファインバブル含有液を生成する生成方法、ウルトラファインバブルを含有する液体の製造装置
KR102298084B1 (ko) 2019-12-31 2021-09-03 세메스 주식회사 액 공급 유닛, 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
JP7398292B2 (ja) * 2020-02-10 2023-12-14 株式会社荏原製作所 めっき方法
KR102622445B1 (ko) * 2020-04-24 2024-01-09 세메스 주식회사 기판 처리 장치 및 액 공급 방법
JP7484865B2 (ja) 2021-10-14 2024-05-16 トヨタ自動車株式会社 金属皮膜の成膜装置および金属皮膜の成膜方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6209855B1 (en) * 1999-05-10 2001-04-03 Canzone Limited Gas/liquid mixing apparatus and method
WO2003086615A1 (fr) * 2002-04-01 2003-10-23 Techno Network Shikoku Co., Ltd. Generateur de plasma immerge, procede de generation de plasma en liquide et procede de decomposition de substance toxique avec du plasma en liquide
JP2004121962A (ja) * 2002-10-01 2004-04-22 National Institute Of Advanced Industrial & Technology ナノバブルの利用方法及び装置
JP4144669B2 (ja) 2004-03-05 2008-09-03 独立行政法人産業技術総合研究所 ナノバブルの製造方法
US7981286B2 (en) 2004-09-15 2011-07-19 Dainippon Screen Mfg Co., Ltd. Substrate processing apparatus and method of removing particles
JP2006147617A (ja) * 2004-11-16 2006-06-08 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 基板処理装置およびパーティクル除去方法
JP4088630B2 (ja) * 2005-02-28 2008-05-21 シャープ株式会社 排水処理装置

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