JPH04257223A - 半導体デバイスプロセッサー及び処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体デバイスの製造
分野で使用されている半導体デバイスプロセッサーに関
する。より詳しく言えば、本発明は、半導体デバイスを
製造する過程において、被処理物上に薬液を滴下して行
われるエッチングや現像処理を実施するための半導体デ
バイスプロセッサーに関する。

【０００２】近年の半導体デバイスの微細化に伴い、デ
バイスのパターン寸法制御が重要になりつつある。その
ため、寸法制御に優れたプロセッサーが求められている
。

【０００３】

【従来の技術】エッチングや現像処理に利用される従来
の半導体デバイスプロセッサーは、被処理物を水平面上
に保持して回転させるためのスピナーチャックと、被処
理物を処理するための薬液を被処理物の上に滴下するた
めのノズルとを具備する。この薬液滴下ノズルは、一般
に、被処理物の中央に位置する。被処理物（例えば５イ
ンチ（１２７ｍｍ）　四方の正方形や、直径６インチ（
１５２．４ｍｍ）　の円形のもの）の中心部に滴下され
た薬液は、スピナーによる回転によって被処理物の中心
部からその面内全体に拡げられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の半導体デバイス
プロセッサーでは、固定されたノズルから薬液、例えば
エッチング液を滴下すると、滴下部分とそのすぐ近くの
被処理物のエッチングが他の部分のエッチングよりも速
く進んでしまい、被処理物の面内バラツキが悪くなって
しまうのが欠点であった。例えば、エッチング液として
第二セリウムアンモニウム溶液を使って、石英基板上の
マスキングしたクロムをエッチングした場合のオーバー
エッチ寸法を示す図４から明らかなように、薬液滴下部
を中心とする直径約１ｃｍの部分では最高約０．０５μ
ｍ　ほどのオーバーエッチが認められる。

【０００５】そのため、最近では複数のノズルを使う多
点タイプのものが開発され、薬液を分散して供給する試
みがなされているが、それでもやはりノズル直下部の寸
法はオーバーエッチされてしまう。

【０００６】このように、従来の半導体デバイスプロセ
ッサーの場合にオーバーエッチされる部分は、半導体デ
バイスの製作に欠くことのできない中央部のような内側
の領域に生じ、デバイスの歩留りを低下させる要因とな
っていた。

【０００７】本発明は、被処理物の半導体デバイスの製
作に有効な内側の領域の薬液による加工寸法を安定して
制御することを可能にする半導体デバイスプロセッサー
を提供することを目的とする。被処理物の内側の領域の
薬液による加工寸法を安定に制御することができる半導
体デバイスの処理方法を提供することも、本発明の目的
である。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の半導体デバイス
プロセッサーは、被処理物を保持しそしてこれを回転さ
せるためのスピナーチャックと、被処理物を処理するた
めの薬液を該被処理物上に滴下するための少なくとも一
つのノズルとを具備してなる半導体デバイスプロセッサ
ーにおいて、当該スピナーチャックをその回転軸を斜め
に傾けて回転させること、且つ、当該ノズルを、その薬
液供給端部がスピナーチャックにより回転される被処理
物の傾斜した回転面のうちの上方部分の周縁部の上方に
位置するように配置したことを特徴とする半導体デバイ
スプロセッサーである。

【０００９】本発明の半導体デバイスの処理方法は、被
処理物を保持しそして回転させて、この被処理物の回転
面のうちの少なくとも１箇所に薬液を滴下してそれを被
処理物の全面に拡げてこれを処理する半導体デバイスの
処理方法において、当該被処理物の回転面を水平面に対
して斜めに傾け、且つ、当該薬液を被処理物の傾斜した
回転面のうちの上方部分の周縁部に滴下することを特徴
とする方法である。

【００１０】図１に、本発明の半導体デバイスプロセッ
サー及び処理方法の概要図を示す。この図において、１
はスピナーチャック、２は薬液滴下ノズル、３は薬液、
４は被処理物、５はスピナーチャック１を回転させるた
めの回転駆動機、６はスピナーチャック回転軸、７は支
持具である。

【００１１】本発明の半導体デバイスプロセッサーのス
ピナーチャック１は、その回転軸６が斜めに傾いている
ため、水平面から斜めに傾けられている。スピナーチャ
ックの傾斜表面と水平面とのなす角度、すなわち被処理
物４の回転面と水平面とのなす角度θ（図１）は、１０
〜２０度程度が適当である。この範囲を外れると、薬液
３の均一分布が損われやすくなって、被処理物４の半導
体デバイスとして有効な部分の均一な処理が困難になる
。一般には、この角度θは１５度前後であるのが好まし
い。

【００１２】スピナーチャック１の回転速度は、水平面
で回転する従来のプロセッサーのスピナーチャックの通
常の回転速度（例えば　４００〜５００ｒｐｍ）　より
もかなり遅く、　１５０〜２５０ｒｐｍ程度でよい。こ
の範囲外の回転速度では、被処理物４の半導体デバイス
として有効な部分の均一な処理が困難になる。回転速度
は、例えば直径６インチの円形の被処理物の場合、２０
０ｒｐｍ程度であるのが好ましい。

【００１３】このように、回転面が傾斜していることと
回転速度が比較的ゆっくりであることを除いて、スピナ
ーチャック１は従来の半導体デバイスプロセッサーのそ
れと同様である。

【００１４】薬液滴下ノズル２は、従来の半導体デバイ
スプロセッサーにおいて用いられているものと同一のも
のでよいが、それの設けられる位置が従来のものと異な
る。すなわち、従来のプロセッサーでは、ノズルは被処
理物の中心部の上方（又は多点タイプのノズルの場合に
は被処理物の半導体デバイスとして有効な部分の上方の
複数の位置）にあるのに対して、本発明のプロセッサー
では、ノズルはその薬液供給端部が被処理物４の傾斜し
た回転面のうちの上方部分の周縁部の上方に位置するよ
うに配置される。こうすることによって、薬液の滴下に
直接さらされることにより他の部分よりも速く進行する
エッチング等を、被処理物の半導体デバイスとして有効
である部分以外の領域すなわち被処理物の周縁部に限定
することが可能になる。

【００１５】薬液滴下ノズル２は、図２に示すように、
それからの薬液３の滴下点８が被処理物４の傾斜した回
転面のうちの上方部分の周縁部、好ましくは傾斜回転面
の最も高い部分の周縁部又はその近傍に位置するのが有
利である。図２（ａ）は、滴下ノズル２　が一つである
場合の好ましい薬液滴下点８を示し、図２（ｂ）は、滴
下ノズル２が三つの場合の好ましい薬液滴下点８′を示
す。

【００１６】このように、薬液滴下ノズル２は一つであ
ってもよく、あるいは二つ以上の複数であっても差支え
ない。複数のノズルを使用する方が、寸法制御性がよい
。複数のノズルを使用する場合には、それらのノズル径
を単一ノズルの場合のノズル径よりも小さくすることが
できる。

【００１７】本発明の半導体デバイスプロセッサーの回
転駆動機５及び支持具７は、従来のプロセッサーにおい
て用いられているものと同様のものであって、ここで特
に詳しく説明する必要はない。

【００１８】本発明の半導体デバイスプロセッサーにお
いては、スピナーチャック１の回転軸６（図１）の傾斜
角度を変えることができるようにして、被処理物の傾斜
角度θを調整可能にすることができる。またスピナーチ
ャック１の回転速度を調整可能にすることもできる。

【００１９】

【作用】斜めに傾いたスピナーチャックは、従来のプロ
セッサーの場合と同じように真空吸着によって被処理物
を保持し、そしてこれを斜めの平面で回転させる。薬液
滴下ノズルは、被処理物の斜めの回転面のうちの上方部
分の周縁部に処理薬液を滴下する。滴下された薬液のエ
ッチング速度は、被処理物の周縁部ではそれより内側の
領域でのエッチング速度よりも速くなるが、滴下点から
被処理物の回転による作用で拡散しながら流下してゆく
内側の領域、すなわち半導体デバイスとして有効な部分
では、その被処理面上を通過する薬液の速度が一様にな
るため均一となる。すなわち、斜めの回転面上を流れて
ゆく薬液は、半導体デバイスとして有効な領域を均一に
処理して、その加工寸法を安定して制御する。

【００２０】この明細書の説明は、主として半導体デバ
イスのエッチングに関してなされてはいるが、やはり基
板上の不要材料をマスクと薬液を使って除去するアルカ
リ現像や有機現像のような現像処理においても上記と同
様の作用を示し、同じように有効であることを理解すべ
きである。

【００２１】

【実施例】次に実施例により本発明を更に詳しく説明す
る。

【００２２】実施例 図１に示したような本発明の半導体デバイスプロセッサ
ー使って、次に述べるように石英ウェーハ上のクロムを
エッチングした。

【００２３】直径６インチ（１５２．４ｍｍ）　の石英
ウェーハ上に厚さ１０００オングストロームのクロム層
を有し、その上に所望パターンのレジストを有する被処
理物を用意した。この被処理物を本発明のプロセッサー
の斜めのスピナーチャックに真空吸着により固定した。 被処理物の傾斜面の水平面からの角度は１５度であった
。

【００２４】次に、スピナーチャックの回転軸につなが
る電動機を作動させて、被処理物を２００ｒｐｍの回転
速度で回転させた。そして被処理物の傾斜回転面の最も
高い周縁部に、第二セリウムアンモニウムのエッチング
液を単一の滴下ノズルから２００ｍｌ　／ｍｉｎ　の流
量で滴下した。約５０秒後に薬液の供給を停止し、被処
理物の回転も停止した。

【００２５】こうして処理した被エッチング物のオーバ
ーエッチ寸法を調べたところ、図３に示すように、滴下
された薬液が直接当る周縁部の幅約０．５ｃｍの領域で
０．０４μｍ　前後のオーバーエッチが認められたが、
これより内側の有効チップ領域のエッチング寸法は一様
に制御されていた。

【００２６】比較例 実施例で用いたのと同様の被処理物を従来のプロセッサ
を使って処理した。この場合の被処理物の回転速度は５
００ｒｐｍ、薬液滴下時間は約３０秒であった。

【００２７】処理した被エッチング物のオーバーエッチ
寸法を調べたところ、滴下された薬液が直接当る中心部
に直径約１ｃｍのオーバーエッチ領域が認められ、その
オーバーエッチ寸法は最大で約０．０５μｍ　であった
。

【００２８】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、半導体
デバイスの製作に有効な被処理物の領域の薬液による加
工寸法を安定して制御することができ、デバイスの歩留
りを向上させることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の半導体デバイスプロセッサー及び処理
方法を説明する概要図である。

【図２】本発明における薬液滴下点を例示する図であっ
て、（ａ）は単一ノズルの場合の滴下点を示す図、（ｂ
）はノズルが三つの場合の滴下点を示す図である。

【図３】本発明に従って処理された被エッチング物のオ
ーバーエッチ寸法を示すグラフである。

【図４】従来技術に従って処理された被エッチング物の
オーバーエッチ寸法を示すグラフである。

【符号の説明】

１…スピナーチャック ２…薬液滴下ノズル ３…薬液 ４…被処理物 ５…回転駆動機 ６…回転軸 ８，８′…薬液滴下点

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　被処理物を保持しそしてこれを回転さ
   せるためのスピナーチャックと、被処理物を処理するた
   めの薬液を該被処理物上に滴下するための少なくとも一
   つのノズルを具備してなる半導体デバイスプロセッサー
   において、当該スピナーチャックをその回転軸を斜めに
   傾けて回転させること、且つ、当該ノズルを、その薬液
   供給端部がスピナーチャックにより回転される被処理物
   の傾斜した回転面のうちの上方部分の周縁部の上方に位
   置するように配置したことを特徴とする半導体デバイス
   プロセッサー。
2. 【請求項２】　　被処理物を保持しそして回転させて、
   この被処理物の回転面のうちの少なくとも１箇所に薬液
   を滴下してそれを被処理物の全面に拡げてこれを処理す
   る半導体デバイスの処理方法において、当該被処理物の
   回転面を水平面に対して斜めに傾け、且つ、当該薬液を
   被処理物の傾斜した回転面のうちの上方部分の周縁部に
   滴下することを特徴とする方法。