CN111092029A - 半导体制造装置及半导体制造方法 - Google Patents
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Abstract
涉及半导体制造装置及半导体制造方法。目的是提供即使在晶片的大口径化等物理极限严格的动作条件的范围中,也可确保药液处理中的充分的面内均匀性的技术。半导体制造装置具备卡盘台、工作台旋转机构、药液喷嘴、药液喷嘴扫描机构、将气体供给至晶片下表面侧的下表面气体喷嘴、对供给至下表面气体喷嘴的气体进行温度调节的气体温度调节器、能够以不通过气体温度调节器的状态将气体供给至下表面气体喷嘴的气体旁路绕过配管、以可将通过气体温度调节器进行温度调节后的气体及通过了气体旁路绕过配管的气体的任意一者供给至下表面气体喷嘴的方式开闭的第1、第2开闭阀。能够通过第1、第2开闭阀的操作对通过下表面气体喷嘴的气体的温度进行变更。
Description
技术领域
本发明涉及通过将药液喷出至半导体晶片而进行的湿处理技术。
背景技术
在半导体的制造工序中,在使用抗蚀剂而通过光刻法形成了有机材料的图案后,通过干蚀刻法将高频的输出施加于多种气体而赋予能量,由此进行氧化膜、金属材料的蚀刻加工。
之后,为了去除抗蚀剂,进行使用药液而使其溶解的方法。作为使用药液而去除抗蚀剂的方法,例如公开了专利文献1所记载的技术。
在现有的通常的半导体制造装置中,一边以规定的转速使半导体晶片旋转,并且一边以规定的速度使药液喷嘴扫描,一边以规定的流量喷出药液,由此使药液无遗漏地散布于半导体晶片的上表面而进行药液处理。下面,将“半导体晶片”仅表述为“晶片”。
专利文献1:日本特开2005-217226号公报
例如,在通过硫酸过氧化氢去除抗蚀剂等的反应限速的药液处理中,为了缩短处理时间,有时会升高药液温度而提高反应性。
但是,如上所述,由于一边以规定的转速使晶片旋转,并且一边以规定的速度使药液喷嘴扫描,一边以规定的流量喷出药液,因此晶片的上表面侧的环境一边夺取晶片上表面的药液的热量一边进行排气。而且,从卡盘台的下表面供给的常温气体经由导热良好的晶片,一边夺取晶片上表面的药液的热量一边进行排气。特别地,晶片周边部的晶片上表面的药液的温度会急剧降低。
为了抑制这样的药液的温度降低,增加药液的喷出流量,提高药液喷嘴的扫描速度而扩大扫描范围是有效的。但是,在动作条件的范围存在物理极限的情况下效果也是有限的,其结果,药液处理的面内均匀性也存在极限。另外,通过增加药液的流量,从而药液所包含的药液成分的挥发及分解加速,因此需要增加原液的补充量,原液的消耗量增加。
另外,在通过氢氟酸硝酸对Si晶片进行蚀刻等的供给限速的药液处理中,仅将晶片上表面的药液无遗漏地散布于晶片的上表面是不充分的,必须在晶片的上表面整个区域均匀地确保药液的活性。为此,需要将晶片的转速、药液的喷出流量、药液喷嘴的扫描速度、及药液喷嘴的扫描范围等动作条件优化。但是,在动作条件的范围存在物理极限的情况下优化也变得不充分。因此,特别是在通过氢氟酸硝酸对Si晶片进行蚀刻等产生反应热的药液处理的情况下,不能够采取使晶片的中心部分的周边部产生与容易在晶片的中心部分产生的取决于活性强弱的加速或减速反应相对应的反应等应对手段,其结果,药液处理的面内均匀性也存在极限。
另外,在专利文献1所记载的技术中,将晶片固定于设置台而进行直接加热,产生由晶片与设置台的紧密性不良导致的温度不均,因此不能够以均匀的温度对晶片整面进行药液处理,难以实现药液处理的面内均匀性。
发明内容
因此,本发明就是为了解决上述课题而提出的,其目的在于,提供即使在晶片的大口径化等物理极限严格的动作条件的范围中,也能够确保药液处理中的充分的面内均匀性的技术。
本发明涉及的半导体制造装置具备:卡盘台,其通过端部对晶片进行挟持;工作台旋转机构,其使所述卡盘台旋转;药液喷嘴,其将药液喷出至所述晶片的处理面;药液喷嘴扫描机构,其使所述药液喷嘴在所述晶片的处理面之上扫描;气体喷嘴,其将气体供给至所述晶片的与所述处理面相反侧的面侧;气体温度调节器,其对供给至所述气体喷嘴的所述气体进行温度调节;气体旁路绕过配管,其能够以不通过所述气体温度调节器的状态将所述气体供给至所述气体喷嘴;以及开闭阀,其以能够将由所述气体温度调节器进行温度调节后的所述气体、及通过了所述气体旁路绕过配管的所述气体的任意一者供给至所述气体喷嘴的方式进行开闭,该半导体制造装置能够通过所述开闭阀的操作对通过所述气体喷嘴的所述气体的温度进行变更。
发明的效果
根据本发明,由于能够以更均匀的温度对晶片整面进行药液处理,因此能够充分地确保药液处理的面内均匀性。
附图说明
图1是表示实施方式1涉及的半导体制造装置的处理室中的药液处理的剖视图。
图2是表示实施方式1涉及的半导体制造装置的处理室的控制功能的概略图。
图3是表示实施方式1涉及的半导体制造装置的处理室中的水洗处理的剖视图。
图4是表示实施方式1涉及的半导体制造装置的处理室中的干燥处理的剖视图。
图5是表示通过实施方式1涉及的半导体制造装置实施处理的工序的流程图。
图6是表示实施方式2涉及的半导体制造装置的处理室中的药液处理的剖视图。
图7是表示在产生反应热的药液处理中,在活性强的情况下在晶片的中心部分产生的加速反应的图。
图8是表示在产生反应热的药液处理中,在活性弱的情况下在晶片的中心部分产生的减速反应的图。
图9是表示前提技术涉及的半导体制造装置的处理室中的药液处理的剖视图。
图10是表示前提技术涉及的半导体制造装置的处理室的控制功能的概略图。
图11是表示通过前提技术涉及的半导体制造装置实施处理的工序的流程图。
标号的说明
1晶片,2工作台旋转机构,2b卡盘台,2c、2d下表面气体喷嘴,6药液喷嘴,7药液喷嘴扫描机构,11a气体温度调节器,11b气体旁路绕过配管,11c第1开闭阀,11d第2开闭阀。
具体实施方式
<前提技术>
在对本发明的实施方式进行说明前,对前提技术涉及的半导体制造装置进行说明。图9是表示前提技术涉及的半导体制造装置的处理室中的药液处理的剖视图。
如图9所示,前提技术涉及的半导体制造装置具备工作台旋转机构2、卡盘开闭机构3、平台4、杯筒升降机构5、药液喷嘴6、药液喷嘴扫描机构7、水喷嘴8、药液温度调节循环喷出机构9、及第1气液分离器10a。
工作台旋转机构2具备工作台旋转电动机2a、卡盘台2b、及喷出口位于晶片1的中心部分处的下表面气体喷嘴2c。卡盘台2b通过端部对晶片1进行挟持。工作台旋转电动机2a使卡盘台2b旋转。下表面气体喷嘴2c将气体供给至晶片1的处理面的反面侧。
卡盘开闭机构3具备卡盘销基座3a、卡盘销3b、及支撑销3c。杯筒升降机构5具备第1杯筒5a、第2杯筒5b、罩5c、及杯筒基座5d。
药液喷嘴6将药液14a喷出至晶片1的处理面。药液喷嘴扫描机构7具备扫描电动机7a、扫描轴7b及扫描臂7c,药液喷嘴扫描机构7使药液喷嘴6在晶片1的处理面之上扫描。药液温度调节循环喷出机构9具备药液循环罐9a、第1原液罐9b、第2原液罐9c、药液循环泵9d、及药液温度调节器9e。
这里,晶片1的处理面为晶片1的上表面。晶片1的处理面的反面是晶片1的与处理面相反侧的面,具体而言为晶片1的下表面。
图10是表示前提技术涉及的半导体制造装置的处理室的控制功能的概略图。如图10所示,操作用PC 103由触摸面板显示器等MM-IF(man machine interface)103a、PC(personal computer)103b构成。
控制用PLC 104由PLC(programmable logic controller)104a、对工作台旋转机构2进行控制的工作台旋转部104b、对卡盘开闭机构3进行控制的卡盘开闭部104c、对杯筒升降机构5进行控制的杯筒升降部104d、对药液喷嘴扫描机构7进行控制的喷嘴扫描部104e、对药液温度调节循环喷出机构9进行控制的药液温度调节循环喷出部104f、对水15的喷出进行控制的水喷出部104g、及对朝向下表面的常温气体16的喷出进行控制的下表面气体喷出部104h构成。
作业者将容纳有晶片1的载体(未图示)安装于装载口(未图示),在MM-IF 103a之上对预先登记于PC 103b的处理方法进行选择而作出处理开始的输入。PC 103b将处理方法所设定的处理参数提供给PLC 104a而启动PLC 104a的一系列控制动作。PLC 104a对输送机器人(未图示)和处理室等进行控制,通过输送机器人进行载体内的晶片安装槽的排布(mapping)、及载体与处理室之间的晶片1的输送,在处理室进行对晶片1的一系列处理。
接着,对药液温度调节循环喷出机构9中的药液14的准备进行说明。在该例子中从2种原液准备所期望的药液14。从第1原液罐9b将规定量的第1原液12供给至药液循环罐9a,从第2原液罐9c将规定量的第2原液13供给至药液循环罐9a,一边使药液循环泵9d进行工作而使药液14循环,一边通过药液温度调节器9e逐渐调节至规定温度。在药液14的循环流量和温度成为规定的范围时,药液14的准备完成。此外,通常进行如下动作,即,与药液成分的挥发、分解、及使用所造成的减少、液量的减少对应地,随时补充第1原液12和第2原液13。
下面,对处理室的动作进行说明。就晶片1而言,通过使卡盘开闭机构3的卡盘销基座3a旋转而使卡盘销3b开闭,能够将晶片1载置于工作台旋转机构2的卡盘台2b。通过由工作台旋转电动机2a使卡盘台2b旋转,能够使由卡盘销3b挟持的晶片1旋转。药液喷嘴6组装于药液喷嘴扫描机构7,通过扫描电动机7a的往复旋转,能够经由扫描轴7b和扫描臂7c使药液喷嘴6在晶片1的上表面扫描。通过一边以规定的转速使晶片1旋转,并且一边以规定的速度使药液喷嘴6扫描,一边以规定的流量喷出药液14,从而将晶片1的上表面的药液14a无遗漏地散布于晶片1的上表面而进行药液处理。
晶片1的上表面的药液14a通过晶片1的旋转而从晶片1的端部排出。但是,以包围卡盘台2b的周边的方式配置的杯筒升降机构5的第1杯筒5a已上升,从而成为被回收的药液14b而经由第1气液分离器10a返回到药液循环罐9a。
如果药液处理结束,则停止药液14的喷出,使药液喷嘴扫描机构7返回到待机位置,使第2杯筒5b上升而开始水洗处理。通过一边以规定的转速使晶片1旋转,一边以规定的流量从水喷嘴8将水15喷出至晶片1的中心部分,从而将水15无遗漏地散布于晶片1的上表面而进行水洗处理。
如果水洗处理结束,则停止水15的喷出,开始干燥处理。通过以规定的转速使晶片1旋转,从而进行甩干。
但是,从药液处理至干燥处理为止的处理中,为了对晶片1的上表面的药液14a和水15通过表面张力从晶片1的端部迂回到下表面进行抑制,从位于卡盘台2b的中心部分的下表面气体喷嘴2c供给常温气体16。晶片1的下表面的常温气体16a与晶片1的上表面的环境一起由杯筒回收而经由第1气液分离器10a成为被排气的常温气体16b。
图11是表示通过前提技术涉及的半导体制造装置实施处理的工序的流程图。
PLC 104a在步骤S201中,通过输送机器人的机器手从载体取出容纳于载体的晶片1,在步骤S202中,使卡盘销基座3a旋转而打开卡盘销3b。
PLC 104a在步骤S203中,使机器手定位于卡盘台2b上的交接位置,在步骤S204中,从机器手将晶片1交给卡盘台2b。
PLC 104a在步骤S205中,使卡盘销基座3a旋转而将卡盘销3b关闭,在步骤S206中,使机器手移动至处理室外。
PLC 104a在步骤S207中,升高第1杯筒5a,在步骤S208a中,如上所述,通过一边以规定的转速使晶片1旋转,并且一边以规定的速度使药液喷嘴6扫描,一边以规定的流量喷出药液14,从而将晶片1的上表面的药液14a无遗漏地散布于晶片1的上表面而进行药液处理。在处理中,为了对晶片1的上表面的药液14a通过表面张力从晶片1的端部迂回到下表面进行抑制,从位于卡盘台2b的中心部分的下表面气体喷嘴2c供给常温气体16。
PLC 104a在步骤S209中,升高第2杯筒5b,在步骤S210a中,如上所述,通过一边以规定的转速使晶片1旋转,一边以规定的流量使水15从水喷嘴8喷出至晶片1的中心部分,从而将水15无遗漏地散布于晶片1的上表面而进行水洗处理。在处理中,为了对晶片1的上表面的水15通过表面张力从晶片1的端部迂回到下表面进行抑制,从位于卡盘台2b的中心部分的下表面气体喷嘴2c供给常温气体16。
PLC 104a在步骤S211a中,通过以规定的转速使晶片1旋转,从而进行甩干。在处理中,为了对晶片1的上表面的水15通过表面张力从晶片1的端部迂回到下表面,亦或从第2杯筒5b反弹回的水花迂回到下表面进行抑制,从位于卡盘台2b的中心部分的下表面气体喷嘴2c供给常温气体16。
PLC 104a在步骤S212中,降低第1杯筒5a和第2杯筒5b,在步骤S213中,使机器手定位于交接位置,在步骤S214中,使卡盘销基座3a旋转而打开卡盘销3b。
PLC 104a在步骤S215中,从卡盘台2b将晶片1交给机器手,在步骤S216中,通过机器手将晶片1容纳于载体,在步骤S217中,使卡盘销基座3a旋转而关闭卡盘销3b。
此外,为了使说明变得简单,大致按顺序记述了各步骤,但实际上不言而喻,更为详细的动作步骤是并行地进行的,进行了与动作相关的各种输入输出。
例如,在通过硫酸过氧化氢去除抗蚀剂等的反应限速的药液处理中,为了缩短处理时间,大多是升高药液温度而提高反应性。但是,由于前提技术涉及的半导体制造装置以上述方式构成,因此即使通过一边以规定的转速使晶片1旋转,并且一边以规定的速度使药液喷嘴6扫描,一边以规定的流量喷出药液14,从而使晶片1的上表面的药液14a无遗漏地散布于晶片1的上表面而进行药液处理,晶片1的上表面侧的环境也一边夺取晶片1的上表面的药液14a的热量一边通过第1杯筒5a而进行排气。而且,从位于卡盘台2b的中心部分的下表面气体喷嘴2c供给的常温气体16经由导热良好的晶片1,一边夺取晶片1的上表面的药液14a的热量一边通过第1杯筒5a而进行排气,特别是在晶片1的周边部处的晶片1的上表面的药液14a的温度会急剧降低。
为了抑制这样的药液14a的温度降低,增加药液14的喷出流量,提高药液喷嘴6的扫描速度而扩大扫描范围是有效的。但是,在动作条件的范围存在物理极限的情况下效果也是有限的,其结果,药液处理的面内均匀性也存在极限。另外,通过增加药液14的流量,从而药液14所包含的药液成分的挥发、及分解加速,因此需要增加原液的补充量,原液的消耗量增加。
另外,在通过氢氟酸硝酸对Si晶片进行蚀刻等的供给限速的药液处理中,仅将晶片1的上表面的药液14a无遗漏地散布于晶片1的上表面是不充分的,必须在晶片1的上表面整个区域均匀地确保药液14a的活性。为此,需要将晶片1的转速、药液14的喷出流量、药液喷嘴6扫描速度、及药液喷嘴6扫描范围等动作条件优化。但是,在动作条件的范围存在物理极限的情况下优化也是不充分的,特别是在通过氢氟酸硝酸对Si晶片进行蚀刻等产生反应热的药液处理的情况下,由于前提技术涉及的半导体制造装置以上述方式构成,因此不能够采取使晶片1的中心部分的周边部产生与容易在晶片1的中心部分产生的取决于活性强弱的加速或减速反应相对应的反应等应对手段,其结果,药液处理的面内均匀性也存在极限。下面说明的本发明的实施方式用于解决这样的课题。
<实施方式1>
下面,使用附图,对本发明的实施方式1进行说明。此外,在实施方式1中,对与前提技术中说明过的结构要素相同的结构要素标注相同标号并省略说明。图1是表示实施方式1涉及的半导体制造装置的处理室中的药液处理的剖视图。
如图1所示,实施方式1涉及的半导体制造装置相对于图9所示的前提技术涉及的半导体制造装置,还具备下表面气体温度调节喷出机构11。由于实施方式1涉及的半导体制造装置的结构除了下表面气体温度调节喷出机构11之外大致与前提技术相同,因此这里对下表面气体温度调节喷出机构11进行说明。
下表面气体温度调节喷出机构11具备气体温度调节器11a、气体旁路绕过配管11b、第1开闭阀11c、及第2开闭阀11d。
气体温度调节器11a对常温气体16进行温度调节,将温度调节气体17供给至下表面气体喷嘴2c。气体旁路绕过配管11b是能够在没有通过气体温度调节器11a的状态下将常温气体16供给至下表面气体喷嘴2c的配管。
第1开闭阀11c及第2开闭阀11d是以能够将由气体温度调节器11a进行温度调节后的温度调节气体17、及通过了气体旁路绕过配管11b的常温气体16的任意一者供给至下表面气体喷嘴2c的方式进行开闭的开闭阀。
第1开闭阀11c配置于气体温度调节器11a的入口侧,第2开闭阀11d配置于气体旁路绕过配管11b的中途部。通过打开第1开闭阀11c、关闭第2开闭阀11d,常温气体16通过气体温度调节器11a进行温度调节而成为温度调节气体17,温度调节气体17被供给至下表面气体喷嘴2c。此时,常温气体16没有通过气体旁路绕过配管11b。
另一方面,通过关闭第1开闭阀11c、打开第2开闭阀11d,常温气体16经由气体旁路绕过配管11b而供给至下表面气体喷嘴2c。此时,常温气体16没有通过气体温度调节器11a。这样,通过第1开闭阀11c及第2开闭阀11d的操作能够在温度调节气体17和常温气体16之间对通过下表面气体喷嘴2c的气体进行切换,当然能够按处理方法对温度调节气体17的设定温度进行变更,因此能够任意地变更温度。上述操作是对供给的气体的温度进行变更的温度调节工序。
图2是表示处理室的控制功能的概略图。如图2所示,操作用PC 101由触摸面板显示器等MM-IF(man machine interface)101a、PC(personal computer)101b构成。控制用PLC 102由PLC(programmable logic controller)102a、对工作台旋转机构2进行控制的工作台旋转部102b、对卡盘开闭机构3进行控制的卡盘开闭部102c、对杯筒升降机构5进行控制的杯筒升降部102d、对药液喷嘴扫描机构7进行控制的喷嘴扫描部102e、对药液温度调节循环喷出机构9进行控制的药液温度调节循环喷出部102f、对水15的喷出进行控制的水喷出部102g、及对下表面气体温度调节喷出机构11进行控制的下表面气体温度调节喷出部102h构成。
作业者将容纳有晶片1的载体(未图示)安装于装载口(未图示),在MM-IF101a之上对预先登记于PC 101b的处理方法进行选择而作出处理开始的输入。PC 101b将处理方法所设定的处理参数提供给PLC 102a而启动PLC 102a的一系列控制动作。PLC 102a对输送机器人(未图示)和处理室等进行控制,通过输送机器人进行载体内的晶片安装槽的排布、及载体与处理室之间的晶片1的输送,在处理室进行对晶片1的一系列处理。
接着,对药液温度调节循环喷出机构9中的药液14的准备进行说明。在该例子中从2种原液准备所期望的药液14。从第1原液罐9b将规定量的第1原液12供给至药液循环罐9a,从第2原液罐9c将规定量的第2原液13供给至药液循环罐9a。一边使药液循环泵9d工作而使药液14循环,一边通过药液温度调节器9e逐渐调节至规定温度。在药液14的循环流量和温度成为规定的范围时,药液14的准备完成。此外,通常进行以下动作,即,与药液成分的挥发、分解、及使用所造成的减少、液量的减少对应地,随时补充第1原液12和第2原液13。
下面,对处理室的动作进行说明。就晶片1而言,通过使卡盘开闭机构3的卡盘销基座3a旋转而使卡盘销3b开闭,能够将晶片1载置于工作台旋转机构2的卡盘台2b。通过由工作台旋转电动机2a使卡盘台2b旋转,能够使由卡盘销3b挟持的晶片1旋转。药液喷嘴6组装于药液喷嘴扫描机构7,通过扫描电动机7a的往复旋转,能够经由扫描轴7b和扫描臂7c使药液喷嘴6在晶片1的上表面扫描。通过一边以规定的转速使晶片1旋转,并且一边以规定的速度使药液喷嘴6扫描,一边以规定的流量喷出药液14,从而将晶片1的上表面的药液14a无遗漏地散布于晶片1的上表面而进行药液处理。
晶片1的上表面的药液14a通过晶片1的旋转而从晶片1的端部排出,但以包围卡盘台2b的周边的方式配置的杯筒升降机构5的第1杯筒5a已上升,从而成为被回收的药液14b而经由第1气液分离器10a返回到药液循环罐9a。
在药液处理的处理中,为了对晶片1的上表面的药液14a通过表面张力从晶片1的端部迂回到下表面进行抑制,而且对晶片1的中心部分的周边部的温度变化进行抑制,从位于卡盘台2b的中心部分的下表面气体喷嘴2c供给通过气体温度调节器11a温度调节为与药液温度相对应的规定温度的温度调节气体17。由此,能够确保药液处理中的充分的面内均匀性。晶片1的下表面的温度调节气体17a与晶片1的上表面的环境一起由第1杯筒5a回收而经由第1气液分离器10a成为被排气的温度调节气体17b。
如果药液处理结束,则停止药液14的喷出,使药液喷嘴扫描机构7返回到待机位置,使第2杯筒5b上升而开始水洗处理。
图3是表示处理室中的水洗处理的剖视图。通过一边以规定的转速使晶片1旋转,一边以规定的流量从水喷嘴8将水15喷出至晶片1的中心部分,从而将水15无遗漏地散布于晶片1的上表面而进行水洗处理。
在水洗处理的处理中,为了对晶片1的上表面的水15a通过表面张力从晶片1的端部迂回到下表面进行抑制,从位于卡盘台2b的中心部分的下表面气体喷嘴2c供给通过了气体旁路绕过配管11b的常温气体16,但在水洗处理中如果有需要则也可以供给温度调节气体17。晶片1的下表面的常温气体16a与晶片1的上表面的环境一起由第2杯筒5b回收而经由第2气液分离器10b成为被排气的常温气体16b。此时,从第2气液分离器10b对水15b进行排水。如果水洗处理结束,则停止水15的喷出,开始干燥处理。
图4是表示处理室中的干燥处理的剖视图。如图4所示,通过以规定的转速使晶片1旋转,从而进行甩干。
在干燥处理的处理中,为了对晶片1的上表面的水15a(参照图3)通过表面张力从晶片1的端部迂回到下表面,亦或从第2杯筒5b反弹回的水花迂回到下表面进行抑制,而且对晶片1的干燥进行促进,从位于卡盘台2b的中心部分的下表面气体喷嘴2c供给通过气体温度调节器11a温度调节为与干燥相对应的规定温度的温度调节气体17。通过供给温度调节气体17,从而对晶片1进行加热。晶片1的下表面的温度调节气体17a与晶片1的上表面的环境一起由第2杯筒5b回收而经由第2气液分离器10b成为被排气的温度调节气体17b。例如,通过供给比常温高的温度的温度调节气体17,能够缩短干燥时间。
图5是表示通过实施方式1涉及的半导体制造装置实施处理的工序的流程图。
PLC 102a在步骤S201中,通过输送机器人的机器手从载体取出容纳于载体的晶片1,在步骤S202中,使卡盘销基座3a旋转而打开卡盘销3b。
PLC 102a在步骤S203中,使机器手定位于卡盘台2b上的交接位置,在步骤S204中,从机器手将晶片1交给卡盘台2b。
PLC 102a在步骤S205中,使卡盘销基座3a旋转而将卡盘销3b关闭,在步骤S206中,使机器手移动至处理室外,在步骤S207中,升高第1杯筒5a。
PLC 102a在步骤S208中,如上所述,通过一边以规定的转速使晶片1旋转,并且一边以规定的速度使药液喷嘴6扫描,一边以规定的流量喷出药液14,从而将晶片1的上表面的药液14a无遗漏地散布于晶片1的上表面而进行药液处理。在处理中,为了对晶片1的上表面的药液14a通过表面张力从晶片1的端部迂回到下表面进行抑制,而且对晶片1的中心部分的周边部的温度变化进行抑制,从位于卡盘台2b的中心部分的下表面气体喷嘴2c供给通过气体温度调节器11a温度调节为与药液温度相对应的规定温度的温度调节气体17。
PLC 102a在步骤S209中,升高第2杯筒5b,在步骤S210中,如上所述,通过一边以规定的转速使晶片1旋转,一边以规定的流量使水15从水喷嘴8喷出至晶片1的中心部分,从而将水15无遗漏地散布于晶片1的上表面而进行水洗处理。在处理中,为了对晶片1的上表面的水15a通过表面张力从晶片1的端部迂回到下表面进行抑制,从位于卡盘台2b的中心部分的下表面气体喷嘴2c供给通过了气体旁路绕过配管11b的常温气体16,但在水洗处理中如果有需要则也可以供给温度调节气体17。
PLC 102a在步骤S211中,通过以规定的转速使晶片1旋转,从而进行甩干。在干燥处理的处理中,为了对晶片1的上表面的水15a通过表面张力从晶片1的端部迂回,亦或从第2杯筒5b反弹回的水花迂回到下表面进行抑制,而且对晶片1的干燥进行促进,从位于卡盘台2b的中心部分的下表面气体喷嘴2c供给通过气体温度调节器11a温度调节为与干燥相对应的规定温度的温度调节气体17。
PLC 102a在步骤S212中,降低第1杯筒5a和第2杯筒5b,在步骤S213工序中,使机器手定位于交接位置。
PLC 102a在步骤S214中,使卡盘销基座3a旋转而将卡盘销3b打开,在步骤S215中,从卡盘台2b将晶片1交给机器手。
PLC 102a在步骤S216中,通过机器手将晶片1容纳于载体,在步骤S217中,使卡盘销基座3a旋转而关闭卡盘销3b。
此外,为了使说明变得简单,大致地按顺序记述了各步骤,但实际上不言而喻,更为详细的动作步骤是并行地进行的,进行了与动作相关的各种输入输出。
<效果>
如上所述,在实施方式1涉及的半导体制造装置中,通过第1开闭阀11c及第2开闭阀11d的操作能够在温度调节气体17和常温气体16之间对通过下表面气体喷嘴2c的气体进行切换,当然能够以处理方法对温度调节气体17的设定温度进行变更,因此能够任意地变更温度。例如,在通过硫酸过氧化氢去除抗蚀剂等的反应限速的药液处理中,为了缩短处理时间,大多是升高药液温度而提高反应性,但由于能够均匀地设为与药液的温度相同的温度,能够以更均匀的温度对晶片1整面进行药液处理,因此能够充分地确保药液处理的面内均匀性。
另外,在通过氢氟酸对氧化膜进行规定量蚀刻等的反应限速的药液处理中,通常供给没有被温度调节的常温气体16,但通过不供给没有被温度调节的常温气体16,而是供给温度调节为与温度调节为常温的药液的温度相同的温度的温度调节气体17,从而不会受室温等环境的变化影响,能够使包含中心部分的晶片1整面的温度均匀,能够以更均匀的温度对晶片1整面进行药液处理,因此能够充分地确保药液处理的面内均匀性。
<实施方式2>
下面,对实施方式2涉及的半导体制造装置进行说明。图6是表示实施方式2涉及的半导体制造装置的处理室中的药液处理的剖视图。此外,在实施方式2中,对实施方式1中说明过的结构要素相同的结构要素标注相同标号并省略说明。
如图6所示,实施方式2涉及的半导体制造装置替代下表面气体喷嘴2c而具备下表面气体喷嘴2d。下表面气体喷嘴2d的喷出口位于将晶片1的中心部分包围的部分。
下表面气体喷嘴2d与实施方式1所示出的喷出口位于晶片1的中心部分的下表面气体喷嘴2c构造不同,喷出口位于将晶片1的中心部分包围的位置,因此能够在晶片1的中心部分的周边部产生与容易在晶片1的中心部分产生的取决于活性强弱的加速或减速反应相对应的反应。
图7是表示在产生反应热的药液处理中,在活性强的情况下在晶片1的中心部分产生的加速反应的图。图8是表示在产生反应热的药液处理中,在活性弱的情况下在晶片1的中心部分产生的减速反应的图。此外,在图7和图8中,纵轴表示蚀刻量,横轴表示将晶片1的中心设为100的直径方向的位置。
如图7所示,由于在晶片1的中心部分的周边部产生与在晶片1的中心部分产生的加速反应相对应的反应,因此从喷出口位于将晶片1的中心部分包围的位置处的下表面气体喷嘴2d供给通过气体温度调节器11a温度调节为比药液温度高的规定温度的温度调节气体17。由于晶片1的下表面的温度调节气体17a使晶片1的中心部分的周边部的温度上升,因此以如下方式起作用,即,由晶片1的上表面的药液14a实现的蚀刻速率变高,如箭头所示蚀刻量增加。
另外,如图8所示,由于在晶片1的中心部分的周边部产生与在晶片1的中心部分产生的减速反应相对应的反应,因此从喷出口位于将晶片1的中心部分包围的位置处的下表面气体喷嘴2d供给通过气体温度调节器11a温度调节为比药液温度低的规定温度的温度调节气体17。由于晶片1的下表面的温度调节气体17a使晶片1的中心部分的周边部的温度下降,因此以如下方式起作用,即,由晶片1的上表面的药液14a实现的蚀刻速率变低,如箭头所示蚀刻量减少。
<效果>
如上所述,在实施方式2涉及的半导体制造装置中,下表面气体喷嘴2d的喷出口位于将晶片1的中心部分包围的部分。因此,在供给限速的药液处理等中,能够使晶片1的中心部分的周边部的温度均匀,能够确保充分的面内均匀性。
另外,在实施方式1、2涉及的半导体制造装置中存在如下效果,即,例如在晶片1的大口径化等物理极限严格的动作条件的范围中,也能够确保药液处理中的充分的面内均匀性,缩短处理时间,进一步使产品的成品率提高。
<其它变形例>
此外,在实施方式1中设为在水洗处理的处理中从下表面气体喷嘴2c供给常温气体16,但在为了提高水洗的置换效果而通过温水进行水洗处理的情况下,不言而喻,供给温度调节为与温水温度相对应的规定温度的温度调节气体17是适合的。
另外,在药液处理的处理中和干燥处理的处理中从下表面气体喷嘴2c供给的温度调节气体17的温度不需要相同,而且完全可以想到的是从处理的中途变更温度等,根据需要与处理的阶段对应地对气体的温度进行变更,理所当然也包含在本发明的实施方式中。
另外,作为药液的例子,举出将2种原液混合,但理所当然并不限于此,无论是只有原液,还是混合多种原液,无论是无机的,还是有机的,只要温度对处理造成影响,都能够成为本发明的实施方式的对象。
此外,本发明可以在其发明的范围内将各实施方式自由地组合,对各实施方式适当进行变形、省略。
Claims (8)
1.一种半导体制造装置,其具备:
卡盘台,其通过端部对半导体晶片进行挟持;
工作台旋转机构,其使所述卡盘台旋转;
药液喷嘴,其将药液喷出至所述半导体晶片的处理面;
药液喷嘴扫描机构,其使所述药液喷嘴在所述半导体晶片的处理面之上扫描;
气体喷嘴,其将气体供给至所述半导体晶片的与所述处理面相反侧的面侧;
气体温度调节器,其对供给至所述气体喷嘴的所述气体进行温度调节;
气体旁路绕过配管,其能够以不通过所述气体温度调节器的状态将所述气体供给至所述气体喷嘴;以及
开闭阀,其以能够将由所述气体温度调节器进行温度调节后的所述气体、及通过了所述气体旁路绕过配管的所述气体的任意一者供给至所述气体喷嘴的方式进行开闭,
该半导体制造装置能够通过所述开闭阀的操作对通过所述气体喷嘴的所述气体的温度进行变更。
2.根据权利要求1所述的半导体制造装置,其中,
所述气体喷嘴的喷出口位于所述半导体晶片的中心部分。
3.根据权利要求1所述的半导体制造装置,其中,
所述气体喷嘴的喷出口位于将所述半导体晶片的中心部分包围的部分。
4.一种半导体制造方法,其具备:
药液处理工序,使药液散布于半导体晶片的处理面;以及
温度调节工序,对供给的气体的温度进行变更,
在所述药液处理工序中,对所述半导体晶片的与所述处理面相反侧的面侧供给通过所述温度调节工序变更了温度的气体而对所述半导体晶片进行加热或冷却。
5.根据权利要求4所述的半导体制造方法,其中,
还具备在所述药液处理工序后对所述半导体晶片的所述处理面进行清洗的水洗处理工序,
在所述水洗处理工序中,对所述半导体晶片的与所述处理面相反侧的面侧供给通过所述温度调节工序变更了温度的气体而对所述半导体晶片进行加热或冷却。
6.一种半导体制造方法,其具备:
干燥处理工序,使半导体晶片的处理面干燥;以及
温度调节工序,对供给的气体的温度进行变更,
在所述干燥处理工序中,对所述半导体晶片的与所述处理面相反侧的面侧供给通过所述温度调节工序变更了温度的气体而对所述半导体晶片进行加热。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的半导体制造方法,其中,
对所述半导体晶片的与所述处理面相反侧的面侧的中心部分供给变更了温度的所述气体,对所述半导体晶片进行加热或冷却。
8.根据权利要求4至6中任一项所述的半导体制造方法,其中,
对所述半导体晶片的与所述处理面相反侧的面侧的将中心部分包围的部分供给变更了温度的所述气体,对所述半导体晶片的除了中心部分以外的部分进行加热或冷却。
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