JP3464177B2 - 半導体製造装置および静電気除去方法 - Google Patents
半導体製造装置および静電気除去方法Info
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Description
を備えた半導体製造装置、特にホトリソグラフィ工程に
用いられる塗布装置または現像装置およびウェハ表面か
ら静電気を除去する方法に関する。
布装置若しくは現像装置のようなウェハ回転処理装置と
して、図5に示すような構造の装置がある。図5は、従
来のウェハ回転処理装置100の概略的な構造図で、断
面の切り口で示されている。図5によれば、カップと呼
ばれる筒状容器102内に、ウェハチャックと称され
る、ウェハ104を真空吸着によって支持する支持部1
06が設けられている。また、この装置100には、支
持部106に支持されたウェハ104の表面104aに
塗布液や現像用の薬液を滴下するためのノズル(吐出
部)108が設けられている。そして、ノズル108か
らウェハ表面104aに液体を滴下する際には、支持部
106を回転させて、ウェハ表面104aが同一平面内
で回転するようにする。これにより、滴下された液体1
10を均一にウェハ表面104aに塗布することができ
る。
104は高速で回転しているために、滴下された液体1
10とウェハ表面104aとの間には摩擦が生じる。こ
の摩擦によって静電気が発生して、滴下された液体11
0と接触しているウェハ表面104aはプラスの電荷を
帯びる。また、ウェハ104の周辺の雰囲気はマイナス
に帯電する(図5参照)。例えば、文献1(『BREAK TH
ROUGH 』東北大学大見教授、平成5年4月発行、(株)
リアライズ社、P.26表1)によれば、上述したと同
様の装置を用いてウェハ表面にレジストを塗布した後
に、ウェハ表面は+3000V以上の電位を有してい
る。このように、ホトリソグラフィ工程において生じる
静電気により、デバイスのトランジスタ破壊や、浮遊パ
ーティクルの付着によるデバイスの歩留り低下および品
質低下といった問題が生じるおそれがある。そして、近
年、デバイスは微細化する傾向がある。このデバイスの
微細化傾向に伴って、静電気のデバイスに与える悪影響
はさらに大きくなるおそれがある。
ることのできる機能を備えた半導体製造装置及び、ウェ
ハ表面からの静電気除去方法の出現が望まれていた。
導体製造装置によれば、ウェハを支持するウェハ支持部
を具え、このウェハ支持部に支持されるウェハの表面に
発生する静電気を接地電位に向かって放電させるよう
に、ウエハの表面に近づけることができる自己放電形除
電部を具えていることを特徴とする。
ェハの表面に発生した静電気を放電させることができ
る。よって、静電気を容易に除去することができる。
導体部材を用いるのがよい。そして、この針状導体部材
の一端を接地させておく。針状導体部材の接地させてい
ない他端をウェハの表面に近づけることによって、ウェ
ハ表面に発生した静電気を導体部材を通じて放電させる
ことができる。これにより、自己放電形除電部は接地さ
せた針状導体部材のみという簡単な構造の部材によって
構成されているため、従来の半導体製造装置に自己放電
形除電部を設置することにより、容易にかつ安価に静電
気除去機能を有する半導体製造装置を得ることができ
る。また、装置の省スペース化が図れる。
数の針状導体部材で以て構成してもよい。そして、この
針状導体部材は、静電気を除去すべきウェハの表面と略
同一の大きさの領域内に、針状導体部材の端部がウェハ
表面に対して垂直となるようにする。また、針状導体部
材同士の間が互いに等間隔となるように上記領域内に配
置するのがよい。また、各々の針状導体部材を接地して
おく。
静電気を除去することができる。よって、短時間に効率
よくウェハ表面の静電気を除去できる半導体製造装置が
得られる。
ば、ウェハの表面に発生する静電気を除去する場合にお
いて、ウェハの表面に近づけることができる位置に自己
放電形除電部を配置させ、この自己放電形除電部によっ
て、ウエハの表面に発生した静電気を接地電位に放電さ
せることを特徴とする。
去するに当たり、好ましくは、ウェハの表面に、接地さ
れている針状導体部材の接地されている側とは反対側の
端部を近づけることによって静電気を放電させるのが良
い。
ため、簡単に静電気を除去することができる。
材で構成されていて、これらの部材は、ウェハ表面と略
同一の大きさの面内にそれぞれの部材の端部がウェハ表
面に対して垂直となるように配置され、かつ部材間が互
いに等間隔となるように配置されているのがよい。
しているウェハ表面に近づけることによって、ウェハ表
面全体にわたって静電気を短時間に除去することができ
る。
施の形態につき説明する。なお、各図は発明を理解でき
る程度に各構成成分の形状、大きさおよび配置関係を概
略的に示してあるに過ぎず、したがってこの発明を図示
例に限定するものではない。また、図において、図を分
かり易くするために断面を示すハッチング(斜線)は一
部分を除き省略してある。
グラフィ工程におけるウェハ表面にレジスト膜を形成す
るスピンコータや、ウェハ上のフォトレジストの現像、
洗浄および乾燥を行うためのスピンデベロッパといった
ウェハ回転処理装置に、この発明を適用させた例につき
記載する。しかしながら、この発明はウェハ回転処理装
置にのみ適用されるものではなく、エッチング工程若し
くは膜付け工程等に用いられる枚葉処理装置またはバッ
チ処理装置への適用も可能である。
装置にこの発明を適用させた例につき説明する。
てのウェハ回転処理装置の概略的な構成図であり、断面
の切り口で示してある。
は、少なくとも、筒状容器12とウェハ支持部14と吐
出部(図示せず。)とを具えている。そして、筒状容器
12内にウェハ支持部14が設けられており、このウェ
ハ支持部14にはウェハ16が真空吸着によって支持さ
れている。また、吐出部はウェハ表面16aに薬液や純
水を滴下することができるような位置に設けられてい
る。また、この装置10は、ウェハ支持部14の周囲の
雰囲気が一定方向への流動性を有する雰囲気内に設けら
れている。一定方向への流動性を有する雰囲気とは例え
ば、吐出部側を上側としてウェハ支持部14側を下側と
位置づけた場合に、図中の矢印で示すように気流を上側
から下側へ流すダウンフローの雰囲気である。
囲気中にイオンを発生させるイオン発生部18を具えて
いる。そして、このイオン発生部18から発生するイオ
ンがウェハ支持部14に支持されるウェハ表面16aに
到達するようにする。
を針状電極とする。針状電極18は電源部20の一端2
0aに接続させ、また電源部20の他端20bは接地さ
せる。針状電極18は例えば直径1cmの針状の導電体
とし、例えば銅で形成する。そして針状電極18の電源
部20と接続されている側とは反対の先端18aがウェ
ハ16の真上に位置するように設ける。また、針状電極
18は、ウェハ回転処理装置10内の構成要素の側面等
にボルトなどを用いて取り付けることができる。そし
て、この針状電極18は、ウェハ表面16aの静電気除
去時に針状電極18の先端18aがウェハ表面16aの
上方に位置することができるように設置しておく。
体が滴下され、ウェハ支持部14を1000〜6000
rpmの回転速度で回転させると、ウェハ表面16aは
プラスの静電気を帯びる。このため、電源部20により
針状電極18にマイナスの電圧(例えば−200〜−5
00V程度)を印加する。これにより、針状電極18の
周囲の雰囲気が電離してコロナ放電が起きる。このコロ
ナ放電によってプラスイオン19aおよびマイナスイオ
ン19bが発生する。発生したイオンのうち大部分のプ
ラスイオン19aは針状電極18の周囲に集まる。そし
て、マイナスイオン19bはダウンフローによってウェ
ハ16の表面16aに運ばれる。ウェハ表面16aは静
電気によってプラスに帯電しているため、運ばれてきた
マイナスイオン19bとウェハ表面16aのプラスイオ
ンとが結合することによって、電荷を消滅させることが
できる。よって、ウェハ表面16aに発生した静電気を
除電することができる。
加えるだけで除電効果を得ることができるので、装置を
大型化することなくウェハ表面の静電気を除去する機能
を具えた半導体製造装置10を得ることができる。ま
た、針状電極18の先端18aをウェハ表面16aの真
上に設けているので、ダウンフローによって針状電極1
8の先端18a周辺に発生したイオンのほとんどを、ウ
ェハ表面16aに到達させることができる。よって、非
常に効果的にウェハ表面16aの静電気を除去すること
ができる。
を帯びている場合には、針状電極18がプラスの高電位
を持つように電圧を印加すればよい。
転処理装置において上下に移動可能であるため、ウェハ
支持部14を上に移動させて筒状容器12の外側にウェ
ハ表面16aを露出させて針状電極18による除電処理
を行っても良い。
にイオンを発生させて、このイオンを用いて静電気を除
去することが出来るので、ウェハが複数枚セットされた
状態で処理を行うバッチ処理装置に適用することが可能
である。
ほぼ同様のウェハ回転処理装置に、発生させたイオンの
運動速度を失速させるための対向電極が設けてある例に
つき説明する。図2は、この参考例のウェハ回転処理装
置の概略的な構成図であり、断面の切り口で示されてい
る。
明し、第1の参考例と同様の点についてはその詳細な説
明を省略する。
回転処理装置30は、第1の参考例のウェハ回転処理装
置10と同様に、筒状容器12とウェハ支持部14と吐
出部(図示せず。)とを具えている。そして、この装置
30もダウンフローの雰囲気内に設置されている。
側に針状電極22と対向電極24とを、針状電極22の
先端22aと対向電極24とが、ウェハ表面16aの上
側のイオン発生空間26を挟んで互いに向き合うように
設置する。また、対向電極24は、ここでは平板電極と
する。なお、この平板電極24は一方を接地させてある
対向電極用電源部に接続させるか、もしくは平板電極2
4を接地しておく。図2では、平板電極24を対向電極
用電源部25に接続させた例を示す。
気を帯びている場合、電源部20により針状電極22に
マイナスの電圧(例えば−200〜−500V程度)を
印加する。これにより、コロナ放電が生じて針状電極2
2の周辺の雰囲気が電離してイオンが発生する。発生し
たイオンのうち、プラスイオン19aは針状電極22の
周囲に集まる。一方、マイナスのイオン19bや電子
は、プラスの電圧(例えば100V以下)が印加された
平板電極24に集まることによって速度が失速する。こ
のとき、電子は主に酸素に付着してマイナスイオン19
bを形成する。このようにして、平板電極24を用いて
多くのマイナスイオン19bを得ることができる。この
後、ダウンフローによってマイナスイオン19bはウェ
ハ表面16aに達する。したがって、マイナスイオン1
9bとウェハ表面16aのプラスイオンとを結合させる
ことにより、ウェハ表面16aの静電気を効果的に除去
することができる。
部を具えた半導体製造装置に自己放電形除電部を設けた
例につき説明する。この実施の形態では、半導体製造装
置として第1および第2の参考例で説明したと同様のウ
ェハ回転処理装置を例に挙げて説明する。図3は、ウェ
ハ回転処理装置の概略的な構成図であり、断面の切り口
で示されている。このウェハ回転処理装置40は、筒状
容器12とウェハ支持部14と吐出部(図示せず。)と
を具えている。なお、この実施の形態では、ウェハ回転
処理装置40が一定方向への流動性を有する雰囲気内に
設置されている必要はない。
には自己放電形除電部28が設けられている。自己放電
形除電部28として、ここでは、針状導体部材が用いら
れている。この針状導体部材28は一端が接地されてい
る。また、針状導体部材28の他端28aは導電体と
し、例えば、銅、アルミニウムまたは鉄で構成する。
16の表面16aに静電気が発生している場合に、針状
導体部材28の他端28aを近づけることによって、静
電気は針状導体部材28を通って、放電される。これに
より、静電気をウェハ表面16aから除電することがで
きる。
28をウェハ表面16aから例えば約2mm離間した位
置まで近づける。これにより、デバイスに悪影響を及ぼ
さない程度の電位までウェハ表面16aの電位を下げる
ことができる。
己放電形除電部28を構成することができ、容易にかつ
安価に静電気除去機能を有する半導体製造装置40が得
られる。
面に発生する静電気を除去するために、半導体製造装置
に自己放電形除電部を設ける第1の実施の形態とは自己
放電形除電部の構成が異なる例につき説明する。
転処理装置の概略的な構成図であり、断面の切り口で示
してある。
2を、複数の針状導体部材32xで以て構成する。図4
によれば、この針状導体部材32xを、除電処理を行う
ウェハ表面16aと略同一の大きさの領域34内に、針
状導体部材32xの端部32xaがウェハ表面16aに
対して垂直となるように設ける。そして、それぞれの針
状導体部材32x同士の間は互いに等間隔となるように
配置する。この針状導体部材32x同士の間隔は、各部
材32xの有する電位の大きさ、除電するウェハ16と
部材32xとの間隔によって随時変化する。したがっ
て、実験により除電効果を確認しながら最適な間隔を適
宜設定する必要がある。また、第1の実施の形態と同様
に、各々の針状導体部材32xを接地しておく。また、
各々の針状導体部材32xは固定手段36を用いて固定
する。
と同様に、筒状容器12とウェハ支持部14と吐出部
(図示せず。)とを具えている。ウェハ支持部14は筒
状容器12内に設置されている。そして、ウェハ16を
真空吸着によって支持する。また、ウェハ16を支持す
るウェハ支持部14を回転することによって、ウェハ表
面16aに滴下された薬液や純水をウェハ表面16a全
体に均一に行き渡らせることができる。また、ウェハ支
持部14は上下に移動可能なように設置されている。よ
って、ウェハ支持部14を図4の矢印で示すように上に
移動させることによって、筒状容器12の外側にウェハ
16を出すことができる。自己放電形除電部32は筒状
容器12の上側であって、吐出部からの液体の吐出の妨
げとならないような位置に設置する。
態の自己放電形除電部32を用いて除電処理を行う工程
について説明する。
ハ16の表面16aに吐出部から薬液若しくは純水を滴
下した後、ウェハ支持部14を回転させることにより、
滴下された液体をウェハ表面16aに塗布する。これに
より、ウェハ表面16aには静電気が発生する。その
後、ウェハ支持部14を上昇させて筒状容器12の上側
にウェハ表面16aを露出させる。ここで、ウェハ16
の真上であって、ウェハ表面16aから例えば約2mm
離間した位置に、針状導体部材32xが複数配置された
自己放電形除電部32を設置する。この状態で数秒間、
自己放電形除電部32を静止させることによって、ウェ
ハ表面16aに発生した静電気を、針状導体部材32x
を通じて放電させることができる。この後自己放電形除
電部32をウェハ16の上方から移動させる。
複数の針状導体部材32xで自己放電形除電部32を構
成し、各々の針状導体部材32x同士の間隔もウェハ表
面16a全体の静電気を除電できるように最適化してい
るので、短時間で非常に効果的にウェハ表面16aに発
生する静電気を除去することができる。
て、ウェハがウェハ回転処理装置に搬送されてから送り
出されるまでの間、数回に分けて除電処理してもよい
し、常時除電処理してもよい。常時除電処理を行えば、
ウェハ表面の静電気をより効果的に除去することができ
る。
発明の半導体製造装置によれば、ウェハを支持するウェ
ハ支持部を具え、このウェハ支持部に支持されるウェハ
の表面に発生する静電気を接地電位に向かって放電させ
るように、ウエハの表面に近づけることができる自己放
電形除電部を具えていることを特徴とする。
ェハの表面に発生した静電気を放電させることができ
る。よって、静電気を容易に除去することができる。
的な構成図である。
的な構成図である。
概略的な構成図である。
概略的な構成図である。
ある。
製造装置) 12:筒状容器 14:ウェハ支持部 16,104:ウェハ 16a,104a:表面(ウェハ表面) 18:イオン発生部(針状電極) 18a,22a:先端 19a:プラスイオン 19b:マイナスイオン 20:電源部 20a:一端 20b:他端 22:針状電極 24:対向電極(平板電極) 25:対向電極用電源部 26:イオン発生空間(針状電極と平板電極との間) 28:自己放電形除電部(針状導体部材) 28a:他端 32:自己放電形除電部 32x:針状導体部材 32xa:端部 34:ウェハ表面と略同一の大きさの領域 36:固定手段 100:ウェハ回転処理装置 102:筒状容器(カップ) 106:支持部(ウェハチャック) 108:ノズル(吐出部) 110:液体
Claims (8)
- 【請求項1】 ウェハを支持するウェハ支持部を具える
半導体製造装置において、 前記ウェハ支持部に支持されるウェハの表面に発生する
静電気を接地電位に向かって放電させるように、該ウエ
ハの表面に近づけることができる自己放電形除電部を具
えていることを特徴とする半導体製造装置。 - 【請求項2】 請求項1に記載の半導体製造装置におい
て、 前記自己放電形除電部を針状導体部材とし、該針状導体
部材の一端が接地電位に接続されていることを特徴とす
る半導体製造装置。 - 【請求項3】 請求項1に記載の半導体製造装置におい
て、 前記自己放電形除電部を複数の針状導体部材によって構
成し、前記複数の針状導体部材は、前記ウェハの前記表
面上に配置され、かつ、それぞれ接地電位に接続されて
いることを特徴とする半導体製造装置。 - 【請求項4】 請求項3に記載の半導体製造装置におい
て、 前記複数の針状導体部材は、前記針状導体部材の端部が
前記ウエハの前記表面に対して垂直となるように配置さ
れていることを特徴とする半導体製造装置。 - 【請求項5】 請求項4に記載の半導体製造装置におい
て、 前記複数の針状導体部材は、前記ウエハの前記表面と略
同一の大きさの領域内に、前記針状導体部材の端部が該
針状導体部材同士の間が互いに等間隔となるように配置
されていることを特徴とする半導体製造装置。 - 【請求項6】 ウェハの表面に発生する静電気を除去す
る静電気除去方法において、 前記ウェハの前記表面に近づけることができる位置に自
己放電形除電部を配置させ、 前記自己放電形除電部によって、前記ウエハの前記表面
に発生した 前記静電気を接地電位に放電させることを特
徴とする静電気除去方法。 - 【請求項7】 請求項6に記載の静電気除去方法におい
て、 前記自己放電形除電部を複数の針状導体部材で構成し、前記複数の 針状導体部材は、それぞれ前記ウェハの前記
表面と略同一の大きさの領域内に、前記針状導体部材の
端部が前記ウェハ表面に対して垂直となるように配置
し、かつ該針状導体部材間が互いに等間隔となるように
配置されていることを特徴とする静電気除去方法。 - 【請求項8】 請求項6又は7に記載の静電気除去方法
において、前記自己放電形除電部は、前記ウエハの前記表面から約
2mm離間して配置されている ことを特徴とする静電気
除去方法。
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