(57)【要約】【課題】従来と比べて処理効率を向上させることができる半導体基板処理装置を提供する。【解決手段】本発明に係る半導体基板処理装置は、半導体基板１の下面の縁を支持することにより、半導体基板１の下に空間１０ｂが生じた状態で半導体基板１を保持する基板保持部１０，１２と、空間１０ｂに配置され、半導体基板１を下から加熱する加熱部２０と、基板保持部１０が保持している半導体基板１の上面に、昇温された薬液を供給する薬液供給部４０とを具備する。基板保持部１０の下面に取り付けられた中空の回転軸１４と、回転軸１４を回転させるモータ１６とを具備してもよい。そして、基板保持部１０は、上下に貫通していて空間１０ｂと回転軸１４の中空部分１４ａを繋げる孔１０ａを設け、回転軸１４の中空部分１４ａ及び孔１０ａの内部に、加熱部２０を基板保持部１０から離間した状態で支持する支持軸３０を配置してもよい。【選択図】図１
2007173432.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板の下面の縁を支持することにより、該半導体基板の下に空間が生じた状態で
該半導体基板を保持する基板保持部と、
前記空間に配置され、前記半導体基板を下から加熱する加熱部と、
前記基板保持部が保持している半導体基板の上面に、昇温された薬液を供給する薬液供
給部と、
を具備する半導体基板処理装置。
【請求項２】
前記基板保持部の下面に取り付けられた中空の回転軸と、
前記回転軸を回転させるモータと、
を具備し、
前記基板保持部は、上下に貫通していて前記空間と前記回転軸の中空部分を繋げる孔を
有し、
更に、前記回転軸の中空部分及び前記孔の内部を上下に延伸し、前記加熱部を基板保持
部から離間した状態で支持する支持軸を具備する請求項１に記載の半導体基板処理装置。
【請求項３】
前記加熱部は、前記基板保持部の上面のうち前記半導体基板の下方に位置する部分に載
置されている請求項１に記載の半導体基板処理装置。
【請求項４】
前記加熱部は、上面及び側面が前記薬液に対して耐食性がある物質で被覆されている請
求項１〜３のいずれか一項に記載の半導体基板処理装置。
【請求項５】
半導体基板の下面の縁を支持することにより、該半導体基板の下に空間が生じた状態で
該半導体基板を保持する基板保持部と、
前記空間に加熱した気体又は液体を供給することにより前記半導体基板を下から加熱す
る加熱部と、
前記基板保持部を回転させる回転手段と、
前記基板保持部が保持している半導体基板の上面に、昇温された薬液を供給する薬液供
給部と、
を具備する半導体基板処理装置。
【請求項６】
前記基板保持部が保持している半導体基板の温度を測定する温度測定部と、
前記温度測定部の測定結果に基づいて前記加熱部を制御する制御部と、
を具備する請求項１〜５のいずれか一項に記載の半導体基板処理装置。
【請求項７】
前記薬液はアンモニア水、塩酸、及び過酸化水素水の少なくとも一つを含む請求項１〜
６のいずれか一項に記載の半導体基板処理装置。
【請求項８】
半導体素子が形成される半導体基板の下面の縁を支持することにより、該半導体基板の
下に空間が生じた状態で該半導体基板を保持し、
前記空間に熱源を配置し、該熱源で前記半導体基板を下から加熱しつつ、昇温された薬
液を前記半導体基板の上面に供給することにより、前記半導体基板の上面を処理する半導
体装置の製造方法。
【請求項９】
半導体素子が形成される半導体基板の下面の縁を支持することにより、該半導体基板の
下に空間が生じた状態で該半導体基板を保持し、
前記空間内に加熱された気体又は液体を供給することにより前記半導体基板を加熱しつ
つ、昇温された薬液を前記半導体基板の上面に供給することにより、前記半導体基板の上
面を処理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、半導体基板処理装置及び半導体装置の製造方法に関する。特に本発明は、従
来と比べて処理効率を向上させることができる半導体基板処理装置及び半導体装置の製造
方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図６は、従来の半導体基板処理装置の構成を説明する為の概略図である。この半導体基
板処理装置は、シリコンウェハ１０１の上面を薬液で処理する装置である。シリコンウェ
ハ１０１は、チャック１１０の上面に設けられたチャックピン１１２によって支持されて
いる。チャック１１０の下面には回転軸１１４が取り付けられている。回転軸１１４はモ
ータ１１６を動力源として回転する。
【０００３】
薬液は、薬液保持部１４４によって、処理効率が上がるように一定の温度に昇温されて
いる。シリコンウェハ１０１の上面を処理するとき、薬液は配管１４２を介して薬液保持
部１４４からノズル１４０に供給される。ノズル１４０は、供給された薬液をシリコンウ
ェハ１０１の上面に供給する（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開昭６１−７１６３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記したように薬液は、処理効率が上がるように昇温された状態で半導体基板の上面に
供給される。しかし、半導体基板が室温の場合、供給された薬液が半導体基板によって冷
却されてしまうため、薬液による処理効率が低下してしまう。
本発明は上記のような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、従来と比べて
処理効率を向上させることができる半導体基板処理装置及び半導体装置の製造方法を提供
することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明に係る半導体基板処理装置は、半導体基板の下面の縁
を支持することにより、該半導体基板の下に空間が生じた状態で該半導体基板を保持する
基板保持部と、
前記空間に配置され、前記半導体基板を下から加熱する加熱部と、
前記基板保持部が保持している半導体基板の上面に、昇温された薬液を供給する薬液供
給部とを具備する。
【０００６】
この半導体基板処理装置によれば、前記加熱部が前記半導体基板を加熱するため、前記
半導体基板の上面に供給された薬液が、該半導体基板によって冷却されることを防止でき
る。従って、従来と比較して、前記薬液による前記半導体基板の処理効率を向上させるこ
とができる。また、前記加熱部を、前記半導体基板と前記基板保持部の間の空間に配置し
たため、加熱効率が高くなる。
【０００７】
前記基板保持部の下面に取り付けられた中空の回転軸と、前記回転軸を回転させるモー
タとを具備し、前記基板保持部は、上下に貫通していて前記空間と前記回転軸の中空部分
を繋げる孔を有し、更に、前記回転軸の中空部分及び前記孔の内部を上下に延伸し、前記
加熱部を基板保持部から離間した状態で支持する支持軸を具備するようにしてもよい。ま
た、前記加熱部は、前記基板保持部の上面のうち前記半導体基板の下方に位置する部分に
載置されていてもよい。
【０００８】
前記加熱部は、上面及び側面が前記薬液に対して耐食性がある物質で被覆されているの
が好ましい。このようにすると、加熱部が前記薬液によって劣化することを抑制できる。
【０００９】
本発明に係る他の半導体基板処理装置は、半導体基板の下面の縁を支持することにより
、該半導体基板の下に空間が生じた状態で該半導体基板を保持する基板保持部と、
前記空間に加熱した気体又は液体を供給することにより前記半導体基板を下から加熱す
る加熱部と、
前記基板保持部を回転させる回転手段と、
前記基板保持部が保持している半導体基板の上面に、昇温された薬液を供給する薬液供
給部とを具備する。
【００１０】
この半導体基板処理装置によれば、前記気体又は液体が前記半導体基板を加熱するため
、前記半導体基板の上面に供給された薬液が、該半導体基板によって冷却されることを防
止できる。従って、従来と比較して、前記薬液による前記半導体基板の処理効率を向上さ
せることができる。
【００１１】
上記した各半導体基板処理装置において、前記基板保持部が保持している半導体基板の
温度を測定する温度測定部と、前記温度測定部の測定結果に基づいて前記加熱部を制御す
る制御部とを具備してもよい。
また、前記薬液は、例えばアンモニア水、塩酸、及び過酸化水素水の少なくとも一つを
含んでいる。
【００１２】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、半導体素子が形成される半導体基板の下面の縁
を支持することにより、該半導体基板の下に空間が生じた状態で該半導体基板を保持し、
前記空間に熱源を配置し、該熱源で前記半導体基板を下から加熱しつつ、昇温された薬
液を前記半導体基板の上面に供給することにより、前記半導体基板の上面を処理するもの
である。
【００１３】
本発明に係る他の半導体装置の製造方法は、半導体素子が形成される半導体基板の下面
の縁を支持することにより、該半導体基板の下に空間が生じた状態で該半導体基板を保持
し、
前記空間内に加熱された気体又は液体を供給することにより前記半導体基板を加熱しつ
つ、昇温された薬液を前記半導体基板の上面に供給することにより、前記半導体基板の上
面を処理するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は本発明の第１の実施
形態に係る半導体基板処理装置の構成を説明する為の概略図であり、一部が断面で示され
ている。この半導体基板処理装置は、半導体素子が形成されるシリコンウェハ１の上面を
薬液で処理又は洗浄する装置であり、例えば半導体基板のエッチング処理工程、又はエッ
チング処理後の洗浄工程で使用される。使用される薬液は、例えばアンモニア水、塩酸、
及び過酸化水素水を含んでおり、６０℃以上７０℃以下に昇温された状態で使用される。
【００１５】
この半導体基板処理装置は、シリコンウェハ１を保持するチャック１０を有している。
チャック１０の下面の中心部分には回転軸１４が取り付けられている。回転軸１４は中空
の回転軸である。回転軸１４の中空部分１４ａは、チャック１０の中心を上下に貫通する
貫通孔１０ａに繋がっている。回転軸１４は、モータ１６を動力源として回転する。回転
軸１４が回転することにより、チャック１０及びシリコンウェハ１が回転する。
【００１６】
シリコンウェハ１は、チャック１０の上面に設けられたチャックピン１２によって保持
される。チャックピン１２の上面は、チャック１０の中心側に位置する部分が他の部分よ
り低くなっており、この低くなっている部分にシリコンウェハ１の縁が載置される。この
ように、チャックピン１２はシリコンウェハ１の縁を支持するため、シリコンウェハ１の
下面とチャック１０の上面の間には空間１０ｂが生じる。空間１０ｂは、貫通孔１０ａを
介して回転軸１４の中空部分１４ａに繋がっている。
【００１７】
空間１０ｂの内部には、シリコンウェハ１を加熱するヒータ２０が配置されている。ヒ
ータ２０は、例えばラバーヒータである。ヒータ２０は、中空の支持軸３０によって空間
１０ｂの内部で浮くように支持されており、シリコンウェハ１及びチャック１０の双方か
ら離間している。支持軸３０の中空部分には、ヒータ２０に電力を供給する配線２４ａが
配線されている。配線２４ａに供給される電力は制御部２４によって制御されている。
【００１８】
尚、支持軸３０は、回転軸１４の中心部分１４ａ及び貫通孔１０ａの内部に配置されて
いるため、回転軸１４及びチャック１０が回転しても、支持軸３０、配線２４ａ及びヒー
タ２０は回転しない。
【００１９】
シリコンウェハ１の上方には、放射温度計２２及びノズル４０が配置されている。放射
温度計２２はシリコンウェハ１の温度を測定し、測定結果を制御部２４に出力する。制御
部２４は  放射温度計２２の測定結果に基づいて、配線２４ａに供給する電力を制御し、
シリコンウェハ１の温度を薬液と同じ温度に保つ。
【００２０】
ノズル４０は、配管４２を介して薬液保持部４４に繋がっている。薬液保持部４４は、
薬液を一定の温度に昇温した状態で保持しており、配管４２を介してノズル４０に薬液を
供給する。ノズル４０は、回転しているシリコンウェハ１の上面に薬液を供給する。
【００２１】
上記したように、シリコンウェハ１は薬液と同じ温度に保たれている。従って、シリコ
ンウェハ１の上面に供給された薬液が、シリコンウェハ１によって冷却されることを防止
できる。従って、従来と比較して、薬液によるシリコンウェハ１の処理効率を向上させる
ことができる。
【００２２】
尚、シリコンウェハ１の上面に供給された薬液は、遠心力によってシリコンウェハ１の
縁部分から飛散する。飛散した薬液はカップ５０によって受け止められる。
【００２３】
図２は、ヒータ２０の構成を説明する為の断面図である。ヒータ２０は、上面及び側面
が保護膜２０ａによって被覆されている。保護膜２０ａは薬液に対して耐食性がある物質
（例えばテフロン（登録商標））で形成されているため、薬液がヒータ２０に付着しても
、ヒータ２０が劣化することを抑制できる。
【００２４】
以上、本発明の第１の実施形態によれば、シリコンウェハ１が薬液と同じ温度に保たれ
ているため、シリコンウェハ１の上面に供給された薬液が、シリコンウェハ１によって冷
却されることを防止できる。従って、従来と比較して、薬液によるシリコンウェハ１の処
理効率を向上させることができる。また、シリコンウェハ１を加熱するためのヒータ２０
を、シリコンウェハ１とチャック１０の間の空間１０ｂに配置したため、加熱効率が高く
、またシリコンウェハ１の温度を精度よく制御できる。
【００２５】
図３は、本発明の第２の実施形態に係る半導体基板処理装置の構成を説明する為の概略
図であり、一部が断面で示されている。図４は、本実施形態におけるヒータ２０の構成を
説明する為の断面図である。この半導体基板処理装置は、ヒータ２０がチャック１０の上
面に固定されている点、ヒータ２０の形状が異なる点、及び支持軸３０が設けられていな
い点を除いて、第１の実施形態に係る半導体基板処理装置と同様の構成である。以下、第
１の実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、説明を省略する。
【００２６】
図３及び図４に示すように、ヒータ２０の下面は、縁部分が下方に凸になっており、該
縁部分がチャック１０の上面に固定されている。このため、ヒータ２０はチャック１０及
びシリコンウェハ１と共に回転する。また、ヒータ２０の下面の縁部分は、貫通孔１０ａ
を囲むように配置されているため、ヒータ２０の下面は貫通孔１０ａの上方に位置する。
また，配線２４ａは回転軸１４の中空部分１４ａに配線されており、回転軸１４とともに
回転する。尚、ヒータ２０は、上面、側面、及び下面の縁部分が保護膜２０ａによって被
覆されている。
本実施形態によっても第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００２７】
図５は、本発明の第３の実施形態に係る半導体基板処理装置の構成を説明する為の概略
図であり、一部が断面で示されている。この半導体基板処理装置は、ヒータ２０、配線２
４ａ、及び支持軸３０が設けられていない点、並びにシリコンウェハ１とチャック１０の
間の空間１０ｂに蒸気を供給する蒸気源２６及び配管２６ａを有する点を除いて、第１の
実施形態に係る半導体基板処理装置と同様の構成である。以下、第１の実施形態と同様の
構成については同一の符号を付し、説明を省略する。
【００２８】
蒸気源２６は、配管２６ａを介して回転軸１４の中空部分１４ａに繋がっており、配管
２６ａ，中空部分１４ａ及び貫通孔１０ａを介して空間１０ｂに蒸気を供給する。空間１
０ｂに蒸気が供給されることにより、シリコンウェハ１は加熱される。尚、蒸気源２６は
制御部２４によって制御されている。制御部２４は、シリコンウェハ１の温度が薬液と同
じ温度に保たれるように、蒸気源２６を制御する。
【００２９】
尚、空間１０ｂには蒸気以外の気体又は液体が加熱された状態で供給されてもよい。ま
た、回転軸１４の中空部分１４ａに配管を２つ設け、この２つの配管を介して蒸気等の気
体又は液体が空間１０ｂと熱源の間を循環するようにしてもよい。
以上、本実施形態によっても第３の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００３０】
尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない
範囲内で種々変更して実施することが可能である。例えば薬液はエッチング液であっても
よい。また、第１及び第２の実施形態において、ヒータ２０の構成は上記した例に限定さ
れず、耐腐食性及び耐熱性のある材料の中に発熱抵抗体を配置する構成であってもよい。
【００３１】
また、放射温度計２２の代わりに熱電対をヒータ２０、チャックピン１２、又はチャッ
ク１０に埋め込んでもよい。この場合、熱電対による測定結果は、配線を介して制御部２
４に出力される。この配線は、第１の実施形態においては支持軸３０の中空部分に配置さ
れ、第２及び第３の実施形態においては回転軸１４の中空部分１４ａに配置される。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】第１の実施形態に係る半導体基板処理装置の構成を説明する為の概略図。
【図２】ヒータ２０の構成を説明する為の断面図。
【図３】第２の実施形態に係る半導体基板処理装置の構成を説明する為の概略図。
【図４】ヒータ２０の構成を説明する為の断面図。
【図５】第３の実施形態に係る半導体基板処理装置の構成を説明する為の概略図。
【図６】従来の半導体基板処理装置の構成を説明する為の概略図。
【符号の説明】
【００３３】
１，１０１…シリコンウェハ、１０，１１０…チャック、１０ａ…貫通孔、１０ｂ…空間
、１２，１１２…チャックピン、１４，１１４…回転軸、１４ａ…中心部分、１６，１１
６…モータ、２０…ヒータ、２０ａ…保護膜、２２…放射温度計、２４…制御部、２４ａ
…配線、２６…蒸気源、２６ａ…配管、３０…支持軸、４０，１４０…ノズル、４２，１
４２…配管、４４，１４４…薬液保持部、５０…カップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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