(57)【要約】【課題】静電吸着型のウエハステージを備えた半導体製造装置において、ウエハステージのウエハ載置面からの半導体ウエハの浮きを防ぐ。【解決手段】半導体ウエハＳＷをロードカセット４からロードロック室３ａへ搬送し、さらに半導体ウエハＳＷをロードロック室３ａから処理室２へ搬送して、半導体ウエハＳＷの回路形成面に形成された被エッチング材を処理室２でエッチングする際、半導体ウエハＳＷを処理室２へ搬入する前に、半導体ウエハＳＷの裏面に付着した異物を除去して、処理室２に備わるウエハステージ２ａのウエハ載置面と半導体ウエハＳＷの裏面とを静電吸着により接触させる。【選択図】図１
2006324450.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウエハをロードカセットからロードロック室へ搬送し、さらに前記半導体ウエハを前記ロードロック室から処理室へ搬送して、前記処理室に備わる静電吸着型のウエハステージのウエハ載置面に前記半導体ウエハを載せて前記半導体ウエハを処理する工程を有する半導体装置の製造方法であって、
前記半導体ウエハを前記処理室へ搬入する前に、前記半導体ウエハの裏面に付着した異物を除去して、前記処理室に備わる前記ウエハステージのウエハ載置面と前記半導体ウエハの裏面とを静電吸着により接触させることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
半導体ウエハをロードカセットからクリーニング機構を備えたクリーニング室へ搬送し、前記半導体ウエハを前記クリーニング室からロードロック室へ搬送し、さらに前記半導体ウエハを前記ロードロック室から処理室へ搬送して、前記処理室に備わる静電吸着型のウエハステージのウエハ載置面に前記半導体ウエハを載せて前記半導体ウエハを処理する工程を有する半導体装置の製造方法であって、
前記クリーニング室において、前記クリーニング機構を用いて前記半導体ウエハの裏面に付着した異物を除去し、前記処理室に備わる前記ウエハステージのウエハ載置面と前記半導体ウエハの裏面とを静電吸着により接触させることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３】
半導体ウエハをロードカセットからロードロック室へ搬送し、前記半導体ウエハを前記ロードロック室からクリーニング機構を備えたクリーニング室へ搬送し、さらに前記半導体ウエハを前記クリーニング室から処理室へ搬送して、前記処理室に備わる静電吸着型のウエハステージのウエハ載置面に前記半導体ウエハを載せて前記半導体ウエハを処理する工程を有する半導体装置の製造方法であって、
前記クリーニング室において、前記クリーニング機構を用いて前記半導体ウエハの裏面に付着した異物を除去し、前記処理室に備わる前記ウエハステージのウエハ載置面と前記半導体ウエハの裏面とを静電吸着により接触させることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項４】
半導体ウエハをロードカセットからロードロック室へ搬送し、さらに前記半導体ウエハを前記ロードロック室から処理室へ搬送して、前記処理室に備わる静電吸着型のウエハステージのウエハ載置面に前記半導体ウエハを載せて前記半導体ウエハを処理する半導体装置の製造方法であって、
前記ロードロック室にクリーニング機構が組み込まれており、前記ロードロック室の真空引きを行っている間に、前記クリーニング機構を用いて前記半導体ウエハの裏面に付着した異物を除去し、前記処理室に備わる前記ウエハステージのウエハ載置面と前記半導体ウエハの裏面とを静電吸着により接触させることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法であって、前記処理室は、ドライエッチング装置またはイオン注入装置に備わる処理室であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造技術に関し、特に、静電吸着型のウエハステージを備えた半導体製造装置に適用して有効な技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエハの裏面に付着した異物を低減する方法として、例えばウエハを半導体露光装置、成膜装置あるいは他の装置のウエハ載置台に載置する際に、スクラバーと、移動機構と、異物の吸引手段とから構成され、ウエハ裏面をスクラバーによりクリーニングするクリーニング手段を備えた異物除去装置が特開２０００−２９４５２９号公報（特許文献１）に開示されている。
【０００３】
また、露光処理前の半導体ウエハを収納する治具と露光ステージとの間に、半導体ウエハの裏面に付着した異物の有無を検知する異物検知手段および異物除去手段とを設けた半導体製造装置が特開平７−５０２４６号公報（特許文献２）に開示されている。
【０００４】
また、ダミーウエハの裏面に粘着性を持たせることにより、処理装置内におけるウエハ裏面との接触部に発生した異物を除去する技術が特開平１０−３２１４８８号公報（特許文献３）に記載されている。
【０００５】
また、静電吸着装置のウエハ裏面が接触する部位を覆える面積を有する板状部材を、吸着部上の異物の帯電極性と逆極性の電圧を印加して吸着させて、搬送、固定する動作を行う機構が特開平１１−８７４５７号公報（特許文献４）に記載されている。
【０００６】
また、水平に保持したウエハの裏面に粘着テープを接触させ、次いでこれを剥離することにより、ウエハの裏面に付着した微小な異物を除去する技術が特開平６−２３２１０８号公報（特許文献５）に記載されている。
【０００７】
また、半導体ウエハの吸着および搬送を行う搬送用チャックの洗浄を行う洗浄室と、洗浄室内に設けられ、搬送用チャックを洗浄する洗浄手段とを設けた半導体ウエハ搬送装置が特開平７−３０２８２７号公報（特許文献６）に記載されている。
【特許文献１】特開２０００−２９４５２９号公報
【特許文献２】特開平７−５０２４６号公報
【特許文献３】特開平１０−３２１４８８号公報
【特許文献４】特開平１１−８７４５７号公報
【特許文献５】特開平６−２３２１０８号公報
【特許文献６】特開平７−３０２８２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ドライエッチング装置では、半導体ウエハの保持に静電吸着型のウエハステージを使用しているが、半導体ウエハの裏面に付着した異物は、ドライエッチング時に半導体ウエハのウエハステージへの密着不良要因物質として作用し、被エッチング材上に形成されるレジストパターンの形状不良やウエハステージの破損などのトラブルの原因となっている。
【０００９】
一般に、プラズマとの表面反応またはプラズマ中のイオン衝突による反応によってレジストパターンは昇温する。このため、ドライエッチング装置では、半導体ウエハを搭載するウエハステージを水で冷却することにより半導体ウエハの昇温を防いでいる。しかし、半導体ウエハの裏面とウエハステージのウエハ載置面との間に異物があると、半導体ウエハが浮いて半導体ウエハが冷却されずにウエハ温度が上がり、フォトリソグラフィ技術によって得られた良好なレジストパターンの形状が維持できなくなる。これにより、被エッチング材の正確なパターン形成ができなくなる。場合によっては、レジストパターンが炭化して除去が困難となることもあり、製品の製造歩留まりを著しく低下させてしまう。
【００１０】
また、半導体ウエハを搭載するウエハステージは、アルミニウムまたはチタンなどの金属材料からなり、その表面は、例えばアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）などの絶縁膜によって覆われている。しかし、半導体ウエハの裏面とウエハステージのウエハ載置面との間に異物があると、半導体ウエハが浮いて異常放電が起こり、ウエハステージの表面を覆う上記した絶縁膜が剥がれて、ウエハステージの破損を招くことがある。ウエハステージが破損すると、ドライエッチング装置の稼働を止めてウエハステージの交換が必要となり、稼働率の低下や部品代などの経費の増加が生ずる。
【００１１】
本発明の目的は、静電吸着型のウエハステージを備えた半導体製造装置において、ウエハステージのウエハ載置面からの半導体ウエハの浮きを防ぐことのできる技術を提供することにある。
【００１２】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００１４】
本発明は、半導体ウエハを半導体製造装置の処理室へ搬入する前に、半導体ウエハの裏面に付着した異物を除去して、処理室に備わるウエハステージのウエハ載置面と半導体ウエハの裏面とを静電吸着により接触させるものである。
【００１５】
以下に、本願に開示された発明のその他の概要を項に分けて説明する。
１．半導体ウエハをロードカセットからロードロック室へ搬送し、さらに半導体ウエハをロードロック室から処理室へ搬送して、処理室に備わる静電吸着型のウエハステージのウエハ載置面に半導体ウエハを載せて半導体ウエハを処理する半導体装置の製造方法であって、半導体ウエハを処理室へ搬入する前に、半導体ウエハの裏面に付着した異物を除去して、処理室に備わるウエハステージのウエハ載置面と半導体ウエハの裏面とを静電吸着により接触させる。
２．半導体ウエハをロードカセットからクリーニング機構を備えたクリーニング室へ搬送し、半導体ウエハをクリーニング室からロードロック室へ搬送し、さらに半導体ウエハをロードロック室から処理室へ搬送して、処理室に備わる静電吸着型のウエハステージのウエハ載置面に半導体ウエハを載せて半導体ウエハを処理する半導体装置の製造方法であって、クリーニング室において、クリーニング機構を用いて半導体ウエハの裏面に付着した異物を除去し、処理室に備わるウエハステージのウエハ載置面と半導体ウエハの裏面とを静電吸着により接触させる。
３．半導体ウエハをロードカセットからロードロック室へ搬送し、半導体ウエハをロードロック室からクリーニング機構を備えたクリーニング室へ搬送し、さらに半導体ウエハをクリーニング室から処理室へ搬送して、処理室に備わる静電吸着型のウエハステージのウエハ載置面に半導体ウエハを載せて半導体ウエハを処理する半導体装置の製造方法であって、クリーニング室において、クリーニング機構を用いて半導体ウエハの裏面に付着した異物を除去し、処理室に備わるウエハステージのウエハ載置面と半導体ウエハの裏面とを静電吸着により接触させる。
４．半導体ウエハをロードカセットからロードロック室へ搬送し、さらに半導体ウエハをロードロック室から処理室へ搬送して、処理室に備わる静電吸着型のウエハステージのウエハ載置面に半導体ウエハを載せて半導体ウエハを処理する半導体装置の製造方法であって、ロードロック室にクリーニング機構が組み込まれており、ロードロック室の真空引きを行っている間に、クリーニング機構を用いて半導体ウエハの裏面に付着した異物を除去し、処理室に備わるウエハステージのウエハ載置面と半導体ウエハの裏面とを静電吸着により接触させる。
５．前記項１〜４のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法において、前記処理室はドライエッチング装置またはイオン注入装置に備わる。
６．前記項２〜４のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法において、前記クリーニング機構は、テープ基材の一面に粘着剤を塗布した粘着テープを備える。
７．前記項２〜４のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法において、前記クリーニング機構は、半導体ウエハの裏面に接触する刷毛がその表面に設けられたブラシと、刷毛により取り除かれた異物を吸引する吸引部および排気処置部に連通する接続部から構成される真空掃除機と、ブラシと真空掃除機の吸引部とを囲む保持部とを備える。
【発明の効果】
【００１６】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。
【００１７】
半導体ウエハの裏面に付着した異物を除去することにより、静電吸着型のウエハステージを備えた半導体装置において、ウエハステージのウエハ載置面からの半導体ウエハの浮きを防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本実施の形態においては、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良い。さらに、本実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。同様に、本実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。
【００１９】
また、本実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２０】
本発明の一実施の形態によるドライエッチング装置におけるウエハ裏面の異物除去方法について図１〜図５を用いて説明する。図１は、本発明の一実施の形態によるクリーニング機構を備えたドライエッチング装置の全体的概略平面図、図２および図３は、それぞれ本発明の一実施の形態による第１のクリーニング機構の概略側面図および概略上面図、図４および図５は、それぞれ本発明の一実施の形態による第２のクリーニング機構の概略側面図および概略下面図である。
【００２１】
図１に示すように、ドライエッチング装置１は、主として、処理室２、ロードロック室３ａ，３ｂ、ロードカセット４、アンロードカセット５およびクリーニング室６によって構成される。処理室２は、半導体ウエハＳＷの主面（回路形成面）上に形成された被エッチング材を加工する真空室、ロードロック室３ａ，３ｂは、処理室２を大気に開放しないことを目的に設けられた真空室であり、処理室２とロードロック室３ａ，３ｂとはゲートバルブで仕切られている。ロードカセット４は、クリーニング室６へ搬入する半導体ウエハＳＷを収納するカセット、アンロードカセット５は、ロードロック室３ｂから搬出した半導体ウエハＳＷを収納するカセットである。
【００２２】
まず、１枚の半導体ウエハＳＷが搬送アームによりロードカセット４から取り出され、クリーニング室６へ搬入される。ここで、半導体ウエハＳＷの裏面（回路形成面の反対の面）に付着した異物が、後述する第１または第２のクリーニング機構により除去される。次に、半導体ウエハＳＷをクリーニング室６から搬送アームにより取り出し、ロードロック室３ａへと搬送してロードロック室３ａ内のウエハステージのウエハ載置面に載せる。ロードロック室３ａ内を所定の圧力まで真空引きした後、半導体ウエハＳＷをロードロック室３ａから搬送アームにより取り出し、ゲートバルブを通して処理室２へと搬送して処理室２内の静電吸着型のウエハステージ２ａのウエハ載置面に載せる。被エッチング材のドライエッチングが終わると、半導体ウエハＳＷを処理室２から搬送アームにより取り出し、ゲートバルブを通してロードロック室３ｂへと搬送し、ロードロック室３ｂ内のウエハステージのウエハ載置面に載せる。ロードロック室３ｂ内を大気圧とした後、半導体ウエハＳＷをロードロック室３ｂから搬送アームにより取り出し、アンロードカセット５へ収納する。
【００２３】
処理室２へ半導体ウエハＳＷを搬送する前に、クリーニング室６において半導体ウエハＳＷの裏面の異物を除去していることから、処理室２に設けられたウエハステージ２ａのウエハ載置面と半導体ウエハＳＷの裏面との間で隙間がなくなり、両者の良好な接触を得ることができる。これにより、ウエハステージのウエハ載置面からの半導体ウエハＳＷの浮きを防ぐことができる。
【００２４】
従って、半導体ウエハＳＷの昇温を防いで所定の温度まで冷却できるので、フォトリソグラフィ技術によって得られた良好なレジストパターンの形状がドライエッチング中も維持できて、被エッチング材の正確なパターン形成ができ、さらにレジストパターンの炭化を防ぐことができる。また、異常放電が無くなるので、ウエハステージを覆う絶縁膜が剥がれ難くなり、ウエハステージの破損を防ぐことができる。
【００２５】
なお、ウエハステージのウエハ載置面からの半導体ウエハＳＷの剥離を容易とするまたは真空引きなどのために、実際にはウエハステージ２ａのウエハ載置面には同心円状の溝または孔などが形成されている。このため、これら溝または孔などが形成されていない部位で半導体ウエハＳＷの裏面とウエハステージ２ａのウエハ載置面との間に隙間がない場合でも、これら溝または孔などが形成された部位では、半導体ウエハＳＷの裏面とウエハステージ２ａのウエハ載置面との間に隙間が生じている。
【００２６】
次に、図２および図３を用いてクリーニング室６に備わる第１のクリーニング機構について説明する。第１のクリーニング機構はブラシと真空掃除機とを併用したタイプである。
【００２７】
半導体ウエハＳＷの中心を回転の中心として、半導体ウエハＳＷを回転させながら、その裏面にブラシ８を接触させる。ブラシ８は、例えば回転機構を備えた円筒状の軸９の表面に刷毛１０が設けられたもので、その軸９と半導体ウエハＳＷの半径とを合わせて、半導体ウエハＳＷと軸９とをそれぞれ所定の速度で回転させる。刷毛１０は静電気が発生せずに、かつ、異物の除去が確実に除去できる素材で構成されている。ブラシ８の長さは、例えば半導体ウエハＳＷの半径よりもやや大きい。
【００２８】
さらに、ブラシ８で取り除いた異物は、真空掃除機１１により吸引される。この真空掃除機１１は、吸引部１１ａと、排気処理部に連通する接続部１１ｂとから構成され、吸引部１１ａの先端（吸い口）はブラシ８を構成する円筒状の軸９の中に差し込まれている。すなわち、半導体ウエハＳＷの裏面に付着した異物を刷毛１０により取り除いた後、その異物を軸９の中に吸引し、軸９と連通した吸引部１１ａおよび吸引部１１ａと連通した接続部１１ｂを通して、接続部１１ｂと連通した排気処理部へと排除する。ブラシ８と吸引部１１ａとは、保持部１２により囲まれており、刷毛１０により取り除かれた異物がクリーニング室６内に飛び散るのを防ぐことができる。
【００２９】
次に、図４および図５を用いてクリーニング室６に備わる第２のクリーニング機構について説明する。第２のクリーニング機構は粘着フィルムを用いたタイプである。
【００３０】
半導体ウエハＳＷを水平に保持し、一方向に水平移動させながら、その裏面に粘着テープ１３を接触させる。粘着テープ１３は織布などのテープ基材の一面に粘着剤を塗布したもので、その幅は、半導体ウエハＳＷの直径よりもやや大きい。この粘着テープ１３を半導体ウエハＳＷの裏面に接触させるには、一例としてローラ１４を使用する。ローラ１４を所定の速度で回転させ、半導体ウエハＳＷを水平移動させることにより、ローラ１４を半導体ウエハＳＷの一端から他端へと接触させる。また、粘着テープ１３はロール式であり、粘着力が低下したら、表の１枚を剥がすことにより繰り返し使用することができる。また、ロール１４に半導体ウエハＳＷを押し上げる力を調整する機能を設けてもよく、これにより粘着テープ１３の接着力を調整することができる。
【００３１】
なお、本実施の形態では、クリーニング室６をドライエッチング装置１に組み込んだが、ドライエッチング装置１に組み込まずにスタンドアローンとすることもできる。
【００３２】
また、本実施の形態では、クリーニング機構を有するクリーニング室６をロードカセット４とロードロック室３ａとの間に置いたが、ロードロック室３ａにクリーニング機構を組み込む、あるいはロードロック室３ａと処理室２との間にクリーニング機構を有するクリーニング室６を置いてもよい。ロードロック室３ａにクリーニング機構を組み込む場合は、ロードロック室３ａに備わるウエハステージにクリーニング機構を付加することによって、ロードロック室３ａの真空引きを行っている間に半導体ウエハ１の裏面に付着した異物を除去することが可能であり、異物の除去に係る時間を省くことができる。また、ロードロック室３ａと処置室２との間にクリーニング機構を有するクリーニング室６を置く場合は、処理室２のウエハステージ２ａのウエハ載置面に半導体ウエハＳＷを置く直前に半導体ウエハＳＷの裏面に付着した異物を除去することができるので、ロードロック室３ａへ搬入する前に異物を除去する前述した実施の形態よりも、より良好なウエハステージ２ａのウエハ載置面と半導体ウエハＳＷとの接触が得られる。
【００３３】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００３４】
例えば前記実施の形態では、本発明をドライエッチング装置に適用した場合について説明したが、静電吸着型のウエハステージが備わり、半導体ウエハの昇温が生ずる半導体製造装置、例えばイオン注入装置などにも適用することができる。
【００３５】
また、前記実施の形態では、クリーニング機構として、ブラシと真空掃除機とを併用した第１のクリーニング機構および粘着フィルムを用いた第２のクリーニング機構を例示したが、これに限定されるものではなく、半導体ウエハの裏面の異物が除去できる機能を備えたいかなるクリーニング機構をも用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は、静電吸着型のウエハステージを備えた半導体製造装置を用いた半導体装置の製造に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の一実施の形態によるクリーニング機構を備えたドライエッチング装置の全体的概略平面図である。
【図２】本発明の一実施の形態による第１のクリーニング機構の概略側面図である。
【図３】本実施の一実施の形態による第１のクリーニング機構の概略上面図である。
【図４】本発明の一実施の形態による第２のクリーニング機構の概略側面図である。
【図５】本発明の一実施の形態による第２のクリーニング機構の概略下面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１  ドライエッチング装置
２  処理室
２ａ  ウエハステージ
３ａ  ロードロック室
３ｂ  ロードロック室
４  ロードカセット
５  アンロードカセット
６  クリーニング室
８  ブラシ
９  軸
１０  刷毛
１１  真空掃除機
１１ａ  吸引部
１１ｂ  接続部
１２  保持部
１３  粘着テープ
１４  ローラ
ＳＷ  半導体ウエハ
【図１】
2006324450.tif 000003
【図２】
2006324450.tif 000004
【図３】
2006324450.tif 000005
【図４】
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【図５】
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