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JP2008181968A - 半導体製造システムおよび半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体製造システムおよび半導体装置の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】より効率的にシロキサンを含む有機溶剤を除去するが可能な半導体製造システムを提供する。
【解決手段】半導体製造システムは、クリーンルーム内に配置され、クリーンルーム１００外より供給される気体からシロキサンを含む有機溶剤を除去するためのフィルタ５と、クリーンルーム１００内に配置され、フィルタ５を通過した気体を含む雰囲気中で光を使用する第１の半導体製造装置６と、クリーンルーム１００内に配置され、シロキサンを含む有機溶剤を含む気体を排出する排気口を有する第２の半導体製造装置７と、第２の半導体製造装置７の排気口７ａに配置され、排気口７ａから出力される排気からシロキサンを含む有機溶剤を濾過し、クリーンルーム１００外に排気を排出するための排気ダクト１へ濾過後の気体を排出する除去装置８と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、有機溶剤を含む排気を処理するための半導体製造システムおよび半導体装置の製造方法に関する。
従来、半導体ウェーハに紫外光等の光を照射する露光装置や光を使用した検査装置では、雰囲気中のシロキサンが光学系のレンズやミラー等に付着しＳｉＯ２が堆積し、いわゆる“曇り”が発生し得る。この“曇り”により該露光装置や該検査装置の照度劣化が問題となる。
例えば、リソグラフィプロセスで使用されているＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）が大気中でアンモニアとＴＭＳ（トリメチルシラノール）に分解され（式（１））、低分子シロキサンが生成される。この低分子シロキサン、その他のシロキサンを含む有機溶剤等が、該露光装置や該検査装置の照度劣化の原因となる。
Ｓｉ（ＣＨ３）３−ＮＨ−Ｓｉ（ＣＨ３）３＋２Ｈ２Ｏ→ＮＨ３＋２Ｓｉ（ＣＨ３）−ＯＨ・・・（１）
ＨＭＤＳは、例えば、レジスト塗布装置で使用されている。このレジスト塗布装置から排出された排気は、クリーンルームの排気ダクトを通って建屋のスクラバで処理されて屋外に排出される。
しかし、クリーンルーム全体の該スクラバは、排気量が多いため除去効率が悪い。すなわち、該スクラバの排出口のＴＭＳ濃度は、数百〜数千ｐｐｂ程度である。そして、クリーンルームの外気取り入れ口から、残留するＴＭＳを含んだ気体が、クリーンルームやクリーンルーム内の露光装置等に供給される。
また、ＴＭＳが影響し得る露光装置等のエアー取り入れ口には、ＴＭＳを除去する活性炭フィルタが搭載されている。しかし、クリーンルームの外調機によるＴＭＳの除去は、処理流量が多いため除去効率が悪い。これにより、該活性炭フィルタの寿命は、極端に短くなり、フィルタ交換作業頻度が増加して該露光装置の稼働率が低下する問題がある。
ここで、従来技術には、空気の温湿度を調節して送り出す温湿調整ユニットを備え、該温湿調整ユニットから供給された調整気流を装置上方から流しながら有機溶剤を用いて基板を処理する半導体製造装置（レジスト塗布装置）がある（例えば、特許文献１参照。）。
この半導体製造装置は、装置の周囲をカバー等で覆って密閉し、温湿調整ユニットからの調整気流を吸気ファン、配管等からなる回収手段でカバー下面の回収口から回収し、温湿調整ユニット内の調整部へ供給して循環させる。さらに、この半導体製造装置は、回収された調整気流に含まれる有機溶剤やパーティクルを、有機溶剤除去部やパーティクル除去フィルタにより除去する。
上記構成により、半導体製造装置における装置下方の部品の腐食や人体への悪影響を防止し、ランニングコストを低減し、さらに隣接する装置との間の気流の乱れを低減することができる。
しかし、上記従来技術は、クリーンルーム外に排出されるシロキサンを含む有機溶剤を含む排気を処理するものではなく、既述のような、露光装置等に搭載された活性炭フィルタへの負荷を低減するものではない。
特開平９−１４５１１２号公報
本発明は、より効率的にシロキサンを含む有機溶剤を除去することが可能な半導体製造システムおよび半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
本発明の一態様に係る半導体製造システムは、
クリーンルーム内に配置され、前記クリーンルーム外より供給される気体からシロキサンを含む有機溶剤を除去するためのフィルタと、
前記クリーンルーム内に配置され、前記フィルタを通過した気体を含む雰囲気中で光を使用する第１の半導体製造装置と、
前記クリーンルーム内に配置され、シロキサンを含む有機溶剤を含む気体を排出する排気口を有する第２の半導体製造装置と、
前記第２の半導体製造装置の前記排気口に配置され、前記排気口から出力される排気からシロキサンを含む有機溶剤を濾過し、前記クリーンルーム外に排気を排出するための排気ダクトへ濾過後の気体を排出する除去装置と、を備えることを特徴とする。
本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法は、
リーンルーム内に配置されたシロキサンを含む有機溶剤を含む気体を排出する排気口を有する第２の半導体製造装置の前記排気口に配置される除去装置によって、前記排気口から出力される排気からシロキサンを含む有機溶剤を濾過し、前記クリーンルーム外に排気を排出するための排気ダクトへ濾過後の気体を排出するシステムを有する半導体製造システムにおいて、
前記クリーンルーム内に配置された、前記クリーンルーム外より供給される気体からシロキサンを含む有機溶剤を除去するためのフィルタを通過した気体を含む雰囲気中で、前記クリーンルーム内に配置された第１の半導体製造装置を用いて光を使用することによって、半導体基板を処理することを特徴とする。
本発明の一態様に係る半導体製造システムによれば、より効率的にシロキサンを含む有機溶剤を除去することができる。
以下、本発明を適用した各実施例について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一態様である実施例１に係る半導体製造システムを含む構成を示す図である。
図１に示すように、クリーンルーム１００は、例えば、クリーンルームファブ階１００ａとクリーンルームサブファブ階１００ｂとに分けられている。クリーンルームファブ階１００ａは、例えば、一般クリーンルーム１０１とリソグラフィクリーンルーム１０２とに分けられている。
クリーンルーム１００内には、有機溶剤等の有機物を含む気体（排気）をクリーンルーム１００外に排出するための排気ダクト１が設けられている。この排気ダクト１の排気口側は、クリーンルーム１００の屋外に設置されたスクラバ２に接続されている。このスクラバ２により、クリーンルーム１００内の有機溶剤等の有機物を含む気体がある程度濾過され、排気口２ａからクリーンルーム１００外に排出されるようになっている。
また、クリーンルーム１００外には、外調機３が設置されている。この外調機３により、大気から不純物を濾過し、クリーンルーム１００内にメイクアップエアーとして吸入ダクト３ａを介して供給するようになっている。
また、一般クリーンルーム１０１およびリソグラフィクリーンルーム１０２の天井には、パーティクルフィルタ４が設置されている。このパーティクルフィルタ４により、一般クリーンルーム１０１およびリソグラフィクリーンルーム１０２に流入する気体からパーティクルが除去されるようになっている。
また、クリーンルームサブファブ階１００ｂには、クリーンルーム１００外より外調機３を介して供給される気体からシロキサンを含む有機溶剤を除去するためのフィルタ５が配置されている。このフィルタ５には、ケミカルフィルタ、活性炭フィルタが含まれる。
また、一般クリーンルーム１０１には、アッシング装置やイオンインプラ装置等の半導体製造装置（図示せず）等が配置されている。
また、リソグラフィクリーンルーム１０２内には、フィルタ５を通過した気体がダクト５ａを介して供給され、この気体を含む雰囲気中で光を使用する第１の半導体製造装置６が配置されている。この第１の半導体製造装置６には、例えば、半導体ウェーハ上に塗布されたレジストに紫外線等のレーザを照射して露光するための露光装置や、半導体ウェーハ上に形成されたパターンやレチクルを検査する検査装置等が該当する。
また、リソグラフィクリーンルーム１０２内には、シロキサンを含む有機溶剤を含む気体を排出する排気口を有する第２の半導体製造装置７が配置されている。この第２の半導体製造装置７には、例えば、半導体ウェーハにレジストを塗布するレジスト塗布装置等が該当する。
第２の半導体製造装置７の排気口７ａには、除去装置８が配置されている。この除去装置８の出力側は、排気ダクト１の吸気側に接続されている。この除去装置８は、排気口７ａから出力される排気からシロキサンを含む有機溶剤を濾過し、排気ダクト１へ濾過後の気体を排出するようになっている。この除去装置８には、例えば、スクラバが選択される。
この除去装置８における単位時間あたりの処理流量は、例えば、０．３ｍ３／ｍｉｎ程度である。一方、クリーンルーム１００の屋外に配置されるスクラバ２では、単位時間あたりの処理流量は、例えば、３００m３／ｍｉｎ程度である。
ここで、図２は、単位時間あたりのスクラバの処理流量に対するＴＭＳの除去率を示す図である。図２に示すように、スクラバの処理流量に対するＴＭＳの除去率は、単位時間あたりの処理流量が小さい方が高いことがわかる。
したがって、スクラバ２における処理流量よりも除去装置８における処理流量の方が大きいので、スクラバ２による除去効率よりも除去装置８による除去効率の方が高いと考えられる。
また、例えば、シロキサンを含む有機溶剤の濃度は、第２の半導体製造装置７であるレジスト塗布装置の排気口付近の方が排気ダクト１の排出側のよりも濃い。
以上より、第２の半導体製造装置７の排気口７ａに除去装置８を配置することにより、より効率的にシロキサンを含む有機溶剤を除去することができると考えられる。
なお、図１において、簡単のため、第１、第２の半導体製造装置６、７は、１台ずつしか記載していないが、通常は複数台設置されている。このように複数第設置されている場合は、例えば、除去装置８を各第２の半導体製造装置７に対し配置して、複数台をまとめて排気を処理してもよい。
また、フィルタ５は、第１の半導体製造装置６である、露光装置または検査装置に設けられていてもよい。
また、除去装置８は、既述のようにスクラバを用いて構成する以外にも、液体または固体の吸着剤、紫外線、または触媒の少なくとも何れかを用いてシロキサンを含む有機溶剤を含み得る排気から該有機溶剤を濾過するように構成してもよい。このように、液体または固体の吸着剤、紫外線、または触媒の少なくとも何れかを用いる場合も、図２に示すようなスクラバによるＴＭＳ除去率と同様な傾向があり、同様の効果が期待できる。
本実施例に係る半導体製造システムを適用することにより、気体中のＴＭＳ濃度は、例えば、レジスト塗布装置の排気口（除去装置の出口）では数ｐｐｂレベル、屋外のスクラバ排気出口では数１０ｐｐｂレベル以下、外調機の出力側で数１０ｐｐｔ〜サブｐｐｂレベルまで低減された。さらに、露光装置に供給されるＴＭＳ濃度は、数ｐｐｔ〜数１０ｐｐｔレベル以下となり、照度劣化（曇り）も大幅改善された。また、活性炭フィルタが長寿命になり、フィルタ交換作業頻度が減少して露光装置の稼働率が上昇した。
以上のように、本実施例に係る半導体製造システムによれば、より効率的にシロキサンを含む有機溶剤を除去することができる。
本発明は、以下の付記に記載されているような構成が考えられる。
（付記１）クリーンルーム内に配置されたシロキサンを含む有機溶剤を含む気体を排出する排気口を有する第２の半導体製造装置の前記排気口に配置される除去装置によって、前記排気口から出力される排気からシロキサンを含む有機溶剤を濾過し、前記クリーンルーム外に排気を排出するための排気ダクトへ濾過後の気体を排出するシステムを有する半導体製造システムにおいて、
前記クリーンルーム内に配置された、前記クリーンルーム外より供給される気体からシロキサンを含む有機溶剤を除去するためのフィルタを通過した気体を含む雰囲気中で、前記クリーンルーム内に配置された第１の半導体製造装置を用いて光を使用することによって、半導体基板を処理する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
本発明の一態様である実施例１に係る半導体製造システムを含む構成を示す図である。 単位時間あたりのスクラバの処理流量に対するＴＭＳの除去率を示す図である。
符号の説明
１ 排気ダクト
２ スクラバ
２ａ 排気口
３ 外調機
３ａ 吸入ダクト
４ パーティクルフィルタ
５ フィルタ
５ａ ダクト
６ 第１の半導体製造装置
７ 第２の半導体製造装置
７ａ 排気口
８ 除去装置
１００ クリーンルーム
１００ａ クリーンルームファブ階
１００ｂ クリーンルームサブファブ階
１０１ 一般クリーンルーム
１０２ リソグラフィクリーンルーム

Claims (5)

  1. クリーンルーム内に配置され、前記クリーンルーム外より供給される気体からシロキサンを含む有機溶剤を除去するためのフィルタと、
    前記クリーンルーム内に配置され、前記フィルタを通過した気体を含む雰囲気中で光を使用する第１の半導体製造装置と、
    前記クリーンルーム内に配置され、シロキサンを含む有機溶剤を含む気体を排出する排気口を有する第２の半導体製造装置と、
    前記第２の半導体製造装置の前記排気口に配置され、前記排気口から出力される排気からシロキサンを含む有機溶剤を濾過し、前記クリーンルーム外に排気を排出するための排気ダクトへ濾過後の気体を排出する除去装置と、を備える
    ことを特徴とする半導体製造システム。
  2. 前記除去装置は、液体または固体の吸着剤、紫外線、または触媒の少なくとも何れかを用いてシロキサンを含む有機溶剤を含み得る排気から前記有機溶剤を濾過する
    ことを特徴とする請求項１に記載の半導体製造システム。
  3. 前記第１の半導体製造装置は、露光装置または検査装置であることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体製造システム。
  4. 前記第２の半導体製造装置は、レジスト塗布装置であることを特徴とする請求項１ないし３の何れかに記載の半導体製造システム。
  5. クリーンルーム内に配置されたシロキサンを含む有機溶剤を含む気体を排出する排気口を有する第２の半導体製造装置の前記排気口に配置される除去装置によって、前記排気口から出力される排気からシロキサンを含む有機溶剤を濾過し、前記クリーンルーム外に排気を排出するための排気ダクトへ濾過後の気体を排出するシステムを有する半導体製造システムにおいて、
    前記クリーンルーム内に配置された、前記クリーンルーム外より供給される気体からシロキサンを含む有機溶剤を除去するためのフィルタを通過した気体を含む雰囲気中で、前記クリーンルーム内に配置された第１の半導体製造装置を用いて光を使用することによって、半導体基板を処理する
    ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
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