JP2002231676A - ウェハ洗浄方法及びウェハ洗浄装置 - Google Patents
ウェハ洗浄方法及びウェハ洗浄装置Info
- Publication number
- JP2002231676A JP2002231676A JP2001021400A JP2001021400A JP2002231676A JP 2002231676 A JP2002231676 A JP 2002231676A JP 2001021400 A JP2001021400 A JP 2001021400A JP 2001021400 A JP2001021400 A JP 2001021400A JP 2002231676 A JP2002231676 A JP 2002231676A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wafer
- etching
- chemical
- processing
- cleaning method
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 title claims abstract description 68
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 42
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 67
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims abstract description 61
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 28
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims abstract description 25
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 68
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 33
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 32
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 claims description 32
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 19
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 16
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 16
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 14
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 12
- QBEGYEWDTSUVHH-UHFFFAOYSA-P diazanium;cerium(3+);pentanitrate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[Ce+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O QBEGYEWDTSUVHH-UHFFFAOYSA-P 0.000 claims description 11
- 238000000059 patterning Methods 0.000 claims description 8
- 230000033116 oxidation-reduction process Effects 0.000 claims description 7
- 239000002585 base Substances 0.000 claims description 5
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 5
- 238000012993 chemical processing Methods 0.000 claims description 2
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 abstract description 115
- 238000011109 contamination Methods 0.000 abstract description 14
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 abstract description 14
- 238000012864 cross contamination Methods 0.000 abstract description 13
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- HKVFISRIUUGTIB-UHFFFAOYSA-O azanium;cerium;nitrate Chemical compound [NH4+].[Ce].[O-][N+]([O-])=O HKVFISRIUUGTIB-UHFFFAOYSA-O 0.000 abstract description 2
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 6
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- HSJPMRKMPBAUAU-UHFFFAOYSA-N cerium(3+);trinitrate Chemical compound [Ce+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O HSJPMRKMPBAUAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 4
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 3
- WOCIAKWEIIZHES-UHFFFAOYSA-N ruthenium(iv) oxide Chemical compound O=[Ru]=O WOCIAKWEIIZHES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004506 ultrasonic cleaning Methods 0.000 description 3
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 2
- VYLVYHXQOHJDJL-UHFFFAOYSA-K cerium trichloride Chemical compound Cl[Ce](Cl)Cl VYLVYHXQOHJDJL-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 2
- OKJMLYFJRFYBPS-UHFFFAOYSA-J tetraazanium;cerium(4+);tetrasulfate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[NH4+].[NH4+].[Ce+4].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O OKJMLYFJRFYBPS-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 2
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 2
- 239000004734 Polyphenylene sulfide Substances 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce] ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OEYIOHPDSNJKLS-UHFFFAOYSA-N choline Chemical compound C[N+](C)(C)CCO OEYIOHPDSNJKLS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960001231 choline Drugs 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- VLDGUKKPJUHGMR-UHFFFAOYSA-N diazanium cerium sulfate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[Ce].[O-]S([O-])(=O)=O VLDGUKKPJUHGMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 1
- 229920000069 polyphenylene sulfide Polymers 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Chemical group [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Cleaning In General (AREA)
- Cleaning By Liquid Or Steam (AREA)
- Weting (AREA)
- Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 今後ウェハに多用されるＲｕ膜によりウェハ
に生じるＲｕ汚染を除いて他のウェハへのクロスコンタ
ミネーションを抑制するウェハ洗浄方法及びウェハ洗浄
装置を提供する。 【解決手段】 半導体素子が作り込まれたウェハ１の裏
面、ベベル部及び表面側周辺カット領域（具体的にはエ
ッジから１〜５ｍｍ程度の領域）に汚染されているＲｕ
を処理薬液によりエッチングして除去する。処理薬液に
は硝酸二アンモニウムセリウム（ＡＣＮ:Ammonium Ceri
um Nitrate）水溶液や強い酸化剤と強アルカリとの混合
液などが用いられる。キャパシタ電極などに用いられる
Ｒｕ膜を形成する際に生じるＲｕ汚染を除いて他のウェ
ハへのクロスコンタミネーションを効果的に抑制するこ
とができる。
に生じるＲｕ汚染を除いて他のウェハへのクロスコンタ
ミネーションを抑制するウェハ洗浄方法及びウェハ洗浄
装置を提供する。 【解決手段】 半導体素子が作り込まれたウェハ１の裏
面、ベベル部及び表面側周辺カット領域（具体的にはエ
ッジから１〜５ｍｍ程度の領域）に汚染されているＲｕ
を処理薬液によりエッチングして除去する。処理薬液に
は硝酸二アンモニウムセリウム（ＡＣＮ:Ammonium Ceri
um Nitrate）水溶液や強い酸化剤と強アルカリとの混合
液などが用いられる。キャパシタ電極などに用いられる
Ｒｕ膜を形成する際に生じるＲｕ汚染を除いて他のウェ
ハへのクロスコンタミネーションを効果的に抑制するこ
とができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ルテニウム（Ｒ
ｕ）膜が、例えば、キャパシタ電極として形成されてい
る半導体ウェハを洗浄してウェハ裏面、ベベル部及び表
面側周辺カット領域側面などの周辺部の存在するＲｕを
除去するウェハ洗浄方法及びウェハ洗浄装置に関するも
のである。
ｕ）膜が、例えば、キャパシタ電極として形成されてい
る半導体ウェハを洗浄してウェハ裏面、ベベル部及び表
面側周辺カット領域側面などの周辺部の存在するＲｕを
除去するウェハ洗浄方法及びウェハ洗浄装置に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体装置には、例えば、図４に
示すＤＲＡＭメモリの様にキャパシタが作り込まれてい
るものがある。今後半導体装置の微細化が進むにつれて
新規材料の導入も種々考えられている。ＤＲＡＭなどの
キャパシタを含むウェハの有望なものの１つにキャパシ
タ電極に用いられるＲｕが或る。Ｒｕは、酸化され難
く、また酸化されてルテニウム酸化物（ＲｕＯ2 ）とな
っても良い導電性を示すために、電極の酸化により絶縁
体膜厚が大きくなって実効的なキャパシタ容量の低減と
いう問題が解決される。Ｒｕなどのキャパシタ電極は、
通常ＣＶＤ(Chemical Vapor Deposition) により形成さ
れる。Ｒｕ膜を形成するＲｕ−ＣＶＤ技術は、これまで
枚葉式が中心であったが、スループット向上のためには
数十枚同時成膜が可能なバッチ式で行うことが望まし
い。
示すＤＲＡＭメモリの様にキャパシタが作り込まれてい
るものがある。今後半導体装置の微細化が進むにつれて
新規材料の導入も種々考えられている。ＤＲＡＭなどの
キャパシタを含むウェハの有望なものの１つにキャパシ
タ電極に用いられるＲｕが或る。Ｒｕは、酸化され難
く、また酸化されてルテニウム酸化物（ＲｕＯ2 ）とな
っても良い導電性を示すために、電極の酸化により絶縁
体膜厚が大きくなって実効的なキャパシタ容量の低減と
いう問題が解決される。Ｒｕなどのキャパシタ電極は、
通常ＣＶＤ(Chemical Vapor Deposition) により形成さ
れる。Ｒｕ膜を形成するＲｕ−ＣＶＤ技術は、これまで
枚葉式が中心であったが、スループット向上のためには
数十枚同時成膜が可能なバッチ式で行うことが望まし
い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、バッチ式ＣＶ
Ｄ方式ではウェハ裏面にもＲｕが付着してしまうため
に、ウェハ裏面は大量のＲｕによって汚染されることに
なる。裏面にＲｕが付着した状態でウェハを次工程に進
めてしまうと、半導体装置を汚染させ、ひいては他のウ
ェハへのクロスコンタミネーションの原因となる。この
Ｒｕ汚染は、ゲート耐圧不良やゲート及びキャパシタリ
ークといったデバイスへの影響が懸念されてる。これま
でＲｕ−ＣＭＰのスラリへの添加剤として硝酸二アンモ
ニウムセリウム水溶液が用いられている（特開平２００
０−１６７７６４号公報参照）。しかし、この方法では
ＣＭＰとしての荷重を掛けることができる平面部のみを
対象にしたものであり、ウェハの鏡面研磨していない裏
面、ベベル部及び表面側周辺カット領域に対してはＲｕ
の剥離洗浄することができない。本発明は、このような
事情によりなされたものであり、これからウェハに多用
されるＲｕ膜によりウェハに生じるＲｕ汚染を除いて他
のウェハへのクロスコンタミネーションを抑制するウェ
ハ洗浄方法及びウェハ洗浄装置を提供する。
Ｄ方式ではウェハ裏面にもＲｕが付着してしまうため
に、ウェハ裏面は大量のＲｕによって汚染されることに
なる。裏面にＲｕが付着した状態でウェハを次工程に進
めてしまうと、半導体装置を汚染させ、ひいては他のウ
ェハへのクロスコンタミネーションの原因となる。この
Ｒｕ汚染は、ゲート耐圧不良やゲート及びキャパシタリ
ークといったデバイスへの影響が懸念されてる。これま
でＲｕ−ＣＭＰのスラリへの添加剤として硝酸二アンモ
ニウムセリウム水溶液が用いられている（特開平２００
０−１６７７６４号公報参照）。しかし、この方法では
ＣＭＰとしての荷重を掛けることができる平面部のみを
対象にしたものであり、ウェハの鏡面研磨していない裏
面、ベベル部及び表面側周辺カット領域に対してはＲｕ
の剥離洗浄することができない。本発明は、このような
事情によりなされたものであり、これからウェハに多用
されるＲｕ膜によりウェハに生じるＲｕ汚染を除いて他
のウェハへのクロスコンタミネーションを抑制するウェ
ハ洗浄方法及びウェハ洗浄装置を提供する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、半導体素子が
作り込まれたウェハ裏面、ベベル部及び表面側周辺カッ
ト領域（具体的にはエッジから１〜５ｍｍ程度の領域）
に汚染されているＲｕを処理薬液によりエッチングして
除去することに特徴がある。処理薬液には硝酸二アンモ
ニウムセリウム（ＡＣＮ:Ammonium Cerium Nitrate）水
溶液や強い酸化剤と強アルカリとの混合液などが用いら
れる。キャパシタ電極などに用いられるＲｕ膜を形成す
る際に生じるＲｕ汚染を除いて他のウェハへのクロスコ
ンタミネーションを効果的に抑制することができる。
作り込まれたウェハ裏面、ベベル部及び表面側周辺カッ
ト領域（具体的にはエッジから１〜５ｍｍ程度の領域）
に汚染されているＲｕを処理薬液によりエッチングして
除去することに特徴がある。処理薬液には硝酸二アンモ
ニウムセリウム（ＡＣＮ:Ammonium Cerium Nitrate）水
溶液や強い酸化剤と強アルカリとの混合液などが用いら
れる。キャパシタ電極などに用いられるＲｕ膜を形成す
る際に生じるＲｕ汚染を除いて他のウェハへのクロスコ
ンタミネーションを効果的に抑制することができる。
【０００５】すなわち、本発明のウェハ洗浄方法は、ウ
ェハ主面上にルテニウム膜を形成し、これをパターニン
グして形成されたキャパシタ電極を有するウェハの裏
面、ベベル部及び表面側周辺カット領域に付着したルテ
ニウムを処理薬液を用いて、化学反応によりエッチング
除去する工程を備えたことを特徴としている。前記ウェ
ハ主面は、チップが形成される領域とチップが形成され
ず、チップ形成時にカットされる周辺カット領域から構
成され、且つ前記エッチング除去する工程においてさら
に前記周辺カット領域に付着したルテニウムも除去され
るようにしても良い。前記処理薬液は、高い酸化還元電
位を有する金属を含む化合物の水溶液からなるようにし
ても良い。前記エッチングに用いられる前記高い酸化還
元電位を有する金属を含む化合物の水溶液は、硝酸二ア
ンモニウムセリウム水溶液であるようにしても良い。高
い酸化還元電位を有する金属を含む化合物は、硝酸二ア
ンモニウムセリウムの他に硫酸アンモニウムセリウムや
塩化セリウムなどがある。高い酸化還元電位を有する金
属にはセリウムがある。
ェハ主面上にルテニウム膜を形成し、これをパターニン
グして形成されたキャパシタ電極を有するウェハの裏
面、ベベル部及び表面側周辺カット領域に付着したルテ
ニウムを処理薬液を用いて、化学反応によりエッチング
除去する工程を備えたことを特徴としている。前記ウェ
ハ主面は、チップが形成される領域とチップが形成され
ず、チップ形成時にカットされる周辺カット領域から構
成され、且つ前記エッチング除去する工程においてさら
に前記周辺カット領域に付着したルテニウムも除去され
るようにしても良い。前記処理薬液は、高い酸化還元電
位を有する金属を含む化合物の水溶液からなるようにし
ても良い。前記エッチングに用いられる前記高い酸化還
元電位を有する金属を含む化合物の水溶液は、硝酸二ア
ンモニウムセリウム水溶液であるようにしても良い。高
い酸化還元電位を有する金属を含む化合物は、硝酸二ア
ンモニウムセリウムの他に硫酸アンモニウムセリウムや
塩化セリウムなどがある。高い酸化還元電位を有する金
属にはセリウムがある。
【０００６】前記処理薬液は、強い酸化剤と強アルカリ
の混合液からなるようにしても良い。前記処理薬液は、
ＫＯＨとＫＮＯ3 の混合液、ＫＯＨとＫＣｌＯ3 の混合
液、ＫＯＨとＫＭｎＯ4 の混合液のいずれかを用いるよ
うにしても良い。図１に示したＤｉｐによるエッチング
レートから前記処理薬液は、６５℃以上に昇温して用い
ることが好ましい。前記処理薬液に超音波振動を印加す
るようにしても良い。前記処理薬液にキャビティを印加
するようにしても良い。前記ウェハに荷重をかけるよう
にしても良い。前記ウェハにロールをこすりつけるよう
にしても良い。本発明のウェハ洗浄方法は、ウェハ主面
上にルテニウム膜を形成し、これをパターニングして形
成されたキャパシタ電極を有するウェハの裏面、ベベル
部及び表面側周辺カット領域に付着したルテニウムを第
１の処理薬液を用いて、化学反応によりエッチング除去
する第１の工程と、第２の処理薬液を用いて、前記エッ
チング除去工程により発生するＲｕＯ2 粒子を化学反応
により除去する第２の工程とを備えたことを特徴として
いる。前記第２の処理薬液は、アルカリ性薬液であるよ
うにしても良い。前記第２の処理薬液に超音波振動を印
加するようにしても良い。前記第２の処理薬液にキャビ
ティを印加するようにしても良い。前記ウェハにロール
をこすりつけるようにしても良い。
の混合液からなるようにしても良い。前記処理薬液は、
ＫＯＨとＫＮＯ3 の混合液、ＫＯＨとＫＣｌＯ3 の混合
液、ＫＯＨとＫＭｎＯ4 の混合液のいずれかを用いるよ
うにしても良い。図１に示したＤｉｐによるエッチング
レートから前記処理薬液は、６５℃以上に昇温して用い
ることが好ましい。前記処理薬液に超音波振動を印加す
るようにしても良い。前記処理薬液にキャビティを印加
するようにしても良い。前記ウェハに荷重をかけるよう
にしても良い。前記ウェハにロールをこすりつけるよう
にしても良い。本発明のウェハ洗浄方法は、ウェハ主面
上にルテニウム膜を形成し、これをパターニングして形
成されたキャパシタ電極を有するウェハの裏面、ベベル
部及び表面側周辺カット領域に付着したルテニウムを第
１の処理薬液を用いて、化学反応によりエッチング除去
する第１の工程と、第２の処理薬液を用いて、前記エッ
チング除去工程により発生するＲｕＯ2 粒子を化学反応
により除去する第２の工程とを備えたことを特徴として
いる。前記第２の処理薬液は、アルカリ性薬液であるよ
うにしても良い。前記第２の処理薬液に超音波振動を印
加するようにしても良い。前記第２の処理薬液にキャビ
ティを印加するようにしても良い。前記ウェハにロール
をこすりつけるようにしても良い。
【０００７】本発明のウェハ洗浄方法は、ウェハ主面上
にルテニウム膜を形成し、これをパターニングして形成
されたキャパシタ電極を有するウェハの裏面及び側面に
付着したルテニウムを第１の処理薬液を用いて、化学反
応によりエッチング除去する第１の工程と、第２の処理
薬液を用いて、前記エッチング除去工程により発生する
ＲｕＯ2 粒子を物理的、化学反応により除去する第２の
工程と、前記ＲｕＯ2粒子を除去後、第３の処理薬液を
用いて、前記ウェハ裏面に形成された下地膜をエッチン
グ除去する第３の工程とを備えたことを特徴としてい
る。前記第３の処理薬液は、酸性薬液でも良い。本発明
のウェハ洗浄装置は、主面上にルテニウム膜がキャパシ
タ電極として形成されたウェハを支持し、且つ回転させ
る複数の支持具と、前記支持具により回転されているウ
ェハに、回転しながら接触してこれを洗浄する処理薬液
が含まれたロールと、前記ロールに前記処理薬液が供給
されるパイプとを備え、前記ウェハの裏面及び側面に付
着したルテニウムを前記処理薬液を用いて化学反応によ
りエッチング除去することを特徴としている。前記支持
具は、前記ウェハの周辺部を保持し、前記ウェハ周辺部
と前記支持具との接触部には前記支持具表面に形成され
たスポンジが介在されているようにしても良い。
にルテニウム膜を形成し、これをパターニングして形成
されたキャパシタ電極を有するウェハの裏面及び側面に
付着したルテニウムを第１の処理薬液を用いて、化学反
応によりエッチング除去する第１の工程と、第２の処理
薬液を用いて、前記エッチング除去工程により発生する
ＲｕＯ2 粒子を物理的、化学反応により除去する第２の
工程と、前記ＲｕＯ2粒子を除去後、第３の処理薬液を
用いて、前記ウェハ裏面に形成された下地膜をエッチン
グ除去する第３の工程とを備えたことを特徴としてい
る。前記第３の処理薬液は、酸性薬液でも良い。本発明
のウェハ洗浄装置は、主面上にルテニウム膜がキャパシ
タ電極として形成されたウェハを支持し、且つ回転させ
る複数の支持具と、前記支持具により回転されているウ
ェハに、回転しながら接触してこれを洗浄する処理薬液
が含まれたロールと、前記ロールに前記処理薬液が供給
されるパイプとを備え、前記ウェハの裏面及び側面に付
着したルテニウムを前記処理薬液を用いて化学反応によ
りエッチング除去することを特徴としている。前記支持
具は、前記ウェハの周辺部を保持し、前記ウェハ周辺部
と前記支持具との接触部には前記支持具表面に形成され
たスポンジが介在されているようにしても良い。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して発明の実施
の形態を説明する。まず、図乃至図４を参照して第１の
実施例を説明する。図１は、ウェハ洗浄装置を用いてＲ
ｕ膜を形成したウェハのエッチング洗浄を行ったときの
エッチングレートとエッチング温度との関係を示す特性
図、図２は、ウェハ洗浄装置を用いてＲｕ膜を形成した
ウェハのエッチング洗浄を行ったときのエッチング処理
時間と処理温度との関係を示す特性図、図３は、キャパ
シタが形成されたＤＲＡＭメモリが作り込まれた半導体
基板の断面図、図４は、ＤＲＡＭメモリの回路図であ
る。縦軸は、洗浄処理におけるエッチングレート(Etchi
ng rate)（ｎｍ／ｍｉｎ）を表し、横軸は、エッチング
温度（℃）を表している。
の形態を説明する。まず、図乃至図４を参照して第１の
実施例を説明する。図１は、ウェハ洗浄装置を用いてＲ
ｕ膜を形成したウェハのエッチング洗浄を行ったときの
エッチングレートとエッチング温度との関係を示す特性
図、図２は、ウェハ洗浄装置を用いてＲｕ膜を形成した
ウェハのエッチング洗浄を行ったときのエッチング処理
時間と処理温度との関係を示す特性図、図３は、キャパ
シタが形成されたＤＲＡＭメモリが作り込まれた半導体
基板の断面図、図４は、ＤＲＡＭメモリの回路図であ
る。縦軸は、洗浄処理におけるエッチングレート(Etchi
ng rate)（ｎｍ／ｍｉｎ）を表し、横軸は、エッチング
温度（℃）を表している。
【０００９】図１に示されたエッチングレート−温度曲
線は、本発明の処理薬液（濃度２０ｗｔ％の硝酸二アン
モニウムセリウム水溶液）でウェハを洗浄し、その際ウ
ェハを処理薬液が含まれたロールでウェハに荷重を加え
た場合の特性曲線（−■−）（Ｒｏｌｌ）、本発明のウ
ェハ洗浄方法において、同じ処理薬液に超音波振動を与
えた場合の特性曲線（−◆−）、ウェハを同じ処理薬液
中へディップして洗浄する場合の特性曲線（Ｄｉｐ）
（−▲−）を表している。例えば、キャパシタ電極とし
てＲｕ膜を形成したウェハには図３に示すＤＲＡＭメモ
リなどがある。ＳＴＩなどの素子分離領域１１３が形成
されたシリコンなどの半導体基板１０１にはＭＯＳトラ
ンジスタＴｒとキャパシタＣが形成されている。これ
は、図４に示すＤＲＡＭメモリセルの回路構成を有して
いる。
線は、本発明の処理薬液（濃度２０ｗｔ％の硝酸二アン
モニウムセリウム水溶液）でウェハを洗浄し、その際ウ
ェハを処理薬液が含まれたロールでウェハに荷重を加え
た場合の特性曲線（−■−）（Ｒｏｌｌ）、本発明のウ
ェハ洗浄方法において、同じ処理薬液に超音波振動を与
えた場合の特性曲線（−◆−）、ウェハを同じ処理薬液
中へディップして洗浄する場合の特性曲線（Ｄｉｐ）
（−▲−）を表している。例えば、キャパシタ電極とし
てＲｕ膜を形成したウェハには図３に示すＤＲＡＭメモ
リなどがある。ＳＴＩなどの素子分離領域１１３が形成
されたシリコンなどの半導体基板１０１にはＭＯＳトラ
ンジスタＴｒとキャパシタＣが形成されている。これ
は、図４に示すＤＲＡＭメモリセルの回路構成を有して
いる。
【００１０】半導体基板（ウェハ）１０１の表面領域に
はｎ−ソース／ドレイン領域１０２が形成され、ソース
／ドレイン領域１０２の間の上にはゲート酸化膜１０３
を介してポリシリコンなどからなり、ワード線につなが
るトランジスタＴｒのゲート電極１０４が形成されてい
る。ゲート電極１０４を被覆するようにシリコン酸化膜
などの絶縁膜１０５が半導体基板１０１上に形成されて
いる。絶縁膜１０５の表面は平坦化され、ソース及びド
レイン領域１０２を露出するようなコンタクト孔を形成
し、この中にポリシリコン（Ｓｉ）又はタングステン
（Ｗ）が埋め込まれて接続プラグ１０６、１０６′が形
成される。接続プラグ１０６′は、ビット線に接続され
るように形成される。シリコン酸化膜などからなる絶縁
膜１１０が形成される。絶縁膜１１０にはコンタクト孔
が形成され、シリコンもしくはタングステンなどを材料
とする接続プラグ１１２が形成されている。接続プラグ
１１２は、接続プラグ１０６に接続されている。接続プ
ラグ１１２に接するように、絶縁膜１１０上にキャパシ
タＣのＲｕ膜からなる下部電極１０７が形成されてい
る。下部電極１０７の上にはＴａ2 Ｏ5 誘電体膜１０８
が形成されている。
はｎ−ソース／ドレイン領域１０２が形成され、ソース
／ドレイン領域１０２の間の上にはゲート酸化膜１０３
を介してポリシリコンなどからなり、ワード線につなが
るトランジスタＴｒのゲート電極１０４が形成されてい
る。ゲート電極１０４を被覆するようにシリコン酸化膜
などの絶縁膜１０５が半導体基板１０１上に形成されて
いる。絶縁膜１０５の表面は平坦化され、ソース及びド
レイン領域１０２を露出するようなコンタクト孔を形成
し、この中にポリシリコン（Ｓｉ）又はタングステン
（Ｗ）が埋め込まれて接続プラグ１０６、１０６′が形
成される。接続プラグ１０６′は、ビット線に接続され
るように形成される。シリコン酸化膜などからなる絶縁
膜１１０が形成される。絶縁膜１１０にはコンタクト孔
が形成され、シリコンもしくはタングステンなどを材料
とする接続プラグ１１２が形成されている。接続プラグ
１１２は、接続プラグ１０６に接続されている。接続プ
ラグ１１２に接するように、絶縁膜１１０上にキャパシ
タＣのＲｕ膜からなる下部電極１０７が形成されてい
る。下部電極１０７の上にはＴａ2 Ｏ5 誘電体膜１０８
が形成されている。
【００１１】この誘電体膜１０８の表面には、Ｒｕから
なる上部電極１０９が形成されている。下部電極１０
７、誘電体膜１０８及び上部電極１０９は、電荷蓄積キ
ャパシタＣを構成している。キャパシタＣを被覆するよ
うに絶縁膜１１０上にシリコン酸化膜などからなる絶縁
膜１１１が形成されている。上部電極１０９は、絶縁膜
１１１上の任意の配線（図示せず）に電気的に接続され
ている。この実施例では、前述のＲｕ電極を有するキャ
パシタが形成されたＤＲＡＭが作りこまれたウェハ裏面
をエッチングする処理薬液として硝酸二アンモニウムセ
リウム水溶液を用いる。硝酸二アンモニウムセリウム水
溶液中は、４価Ｃｅイオンが３価イオンに変化するとき
に非常に大きな酸化還元電位を示す溶液（１．７２Ｖ）
であり、この大きな酸化還元電位の影響により、Ｒｕが
酸化され溶解した後ＲｕＯ2 となって溶液中に浮遊す
る。処理薬液には、この硝酸二アンモニウムセリウム水
溶液以外にエッチング処理に用いる処理薬液としては、
硫酸アンモニウムセリウム水溶液、塩化セリウム、ＫＯ
ＨとＫＮＯ3 の混合液、ＫＯＨとＫＣｌＯ3 の混合液、
ＫＯＨとＫＭｎＯ4の混合液がある。
なる上部電極１０９が形成されている。下部電極１０
７、誘電体膜１０８及び上部電極１０９は、電荷蓄積キ
ャパシタＣを構成している。キャパシタＣを被覆するよ
うに絶縁膜１１０上にシリコン酸化膜などからなる絶縁
膜１１１が形成されている。上部電極１０９は、絶縁膜
１１１上の任意の配線（図示せず）に電気的に接続され
ている。この実施例では、前述のＲｕ電極を有するキャ
パシタが形成されたＤＲＡＭが作りこまれたウェハ裏面
をエッチングする処理薬液として硝酸二アンモニウムセ
リウム水溶液を用いる。硝酸二アンモニウムセリウム水
溶液中は、４価Ｃｅイオンが３価イオンに変化するとき
に非常に大きな酸化還元電位を示す溶液（１．７２Ｖ）
であり、この大きな酸化還元電位の影響により、Ｒｕが
酸化され溶解した後ＲｕＯ2 となって溶液中に浮遊す
る。処理薬液には、この硝酸二アンモニウムセリウム水
溶液以外にエッチング処理に用いる処理薬液としては、
硫酸アンモニウムセリウム水溶液、塩化セリウム、ＫＯ
ＨとＫＮＯ3 の混合液、ＫＯＨとＫＣｌＯ3 の混合液、
ＫＯＨとＫＭｎＯ4の混合液がある。
【００１２】しかし、図１に示すように、処理薬液が室
温であり、しかも静水下の条件におけるエッチングレー
トは小さいものであり、実用的ではあるものの十分なプ
ロセスと言い難い。処理温度をあげてロール処理を行う
実施例が最も洗浄効果が高い。図１の縦軸は、エッチン
グレート(Etching rate)（ｎｍ／ｍｉｎ）を表し、横軸
は、処理温度(Temperature) （℃）を表している。ま
た、図２に示すように、静水下（Ｄｉｐ）の処理速度が
一番遅く、ロール処理（Ｒｏｌｌ）が一番処理速度が速
い。また、処理速度は、温度が上がるにしたがって処理
速度が上がる。とくにＤｉｐの場合、６０℃を越えると
エッチングレートが著しく向上し、６５℃以上では飛躍
的に向上する。超音波洗浄（ＭＨｚ）洗浄では処理温度
が４０℃以上でエッチングレートが著しく向上する。ま
た、ロール洗浄では室温以上でエッチングレートが著し
く向上する。図２の縦軸は、処理時間（ｍｉｎ）を表
し、横軸は、処理温度(Temperature)（℃）を表してい
る。図２に示されたエッチングレート−温度曲線は、図
２に示す処理薬液でウェハを洗浄し、その際ウェハを処
理薬液が含まれたロールでウェハに荷重を加えた場合の
特性曲線（−■−）（Ｒｏｌｌ）、同じ処理薬液に超音
波振動を与えた場合の特性曲線（−◆−）、ウェハを同
じ処理薬液中へディップして洗浄する場合の特性曲線
（Ｄｉｐ）（−▲−）を表している。
温であり、しかも静水下の条件におけるエッチングレー
トは小さいものであり、実用的ではあるものの十分なプ
ロセスと言い難い。処理温度をあげてロール処理を行う
実施例が最も洗浄効果が高い。図１の縦軸は、エッチン
グレート(Etching rate)（ｎｍ／ｍｉｎ）を表し、横軸
は、処理温度(Temperature) （℃）を表している。ま
た、図２に示すように、静水下（Ｄｉｐ）の処理速度が
一番遅く、ロール処理（Ｒｏｌｌ）が一番処理速度が速
い。また、処理速度は、温度が上がるにしたがって処理
速度が上がる。とくにＤｉｐの場合、６０℃を越えると
エッチングレートが著しく向上し、６５℃以上では飛躍
的に向上する。超音波洗浄（ＭＨｚ）洗浄では処理温度
が４０℃以上でエッチングレートが著しく向上する。ま
た、ロール洗浄では室温以上でエッチングレートが著し
く向上する。図２の縦軸は、処理時間（ｍｉｎ）を表
し、横軸は、処理温度(Temperature)（℃）を表してい
る。図２に示されたエッチングレート−温度曲線は、図
２に示す処理薬液でウェハを洗浄し、その際ウェハを処
理薬液が含まれたロールでウェハに荷重を加えた場合の
特性曲線（−■−）（Ｒｏｌｌ）、同じ処理薬液に超音
波振動を与えた場合の特性曲線（−◆−）、ウェハを同
じ処理薬液中へディップして洗浄する場合の特性曲線
（Ｄｉｐ）（−▲−）を表している。
【００１３】エッチングレートを上昇させるには、
（１）処理薬液の温度を上昇させること、（２）超音波
を印加させること及び（３）ウェハをロールなどにより
荷重を与えることなどが効果的である。図１は、前述の
通り、静水洗浄（Ｄｉｐ）、超音波洗浄（ＭＨｚ）、ロ
ール洗浄（Ｒｏｌｌ）における処理薬液の温度依存性を
示したものであり、エッチングレートは、処理薬液温度
が約２３℃の場合、静水洗浄に比較して超音波を印加す
ることにより約３倍、ロール洗浄により約３０倍早くす
ることができる。この実施例では硝酸二アンモニウムセ
リウム水溶液の濃度は、２０ｗｔ％であるが、本発明で
は特に濃度は限定されない。しかし、硝酸二アンモニウ
ムセリウム水溶液を昇温すると２０ｗｔ％未満の濃度で
は溶液の自己分解が発生する。したがって、昇温する場
合には２０ｗｔ％以上の濃度にすることが必要である。
超音波周波数、ロール材質などは特に限定されない。温
度に対してエッチングレートは指数関数的に上昇するが
実際にプロセスに適用するためには６５℃以上であるこ
とが望ましい。現実的なプロセス時間は、５分以内であ
るが、処理温度が６５℃以上にすると５分以内（具体的
には１〜２分）の処理が可能になる。これはＤｉｐ方式
に言えることであり、ロール方式なら室温以上でこのよ
うな５分以内の処理が可能である。また、超音波方式な
ら５０℃以上でこのような５分以内の処理が可能であ
る。
（１）処理薬液の温度を上昇させること、（２）超音波
を印加させること及び（３）ウェハをロールなどにより
荷重を与えることなどが効果的である。図１は、前述の
通り、静水洗浄（Ｄｉｐ）、超音波洗浄（ＭＨｚ）、ロ
ール洗浄（Ｒｏｌｌ）における処理薬液の温度依存性を
示したものであり、エッチングレートは、処理薬液温度
が約２３℃の場合、静水洗浄に比較して超音波を印加す
ることにより約３倍、ロール洗浄により約３０倍早くす
ることができる。この実施例では硝酸二アンモニウムセ
リウム水溶液の濃度は、２０ｗｔ％であるが、本発明で
は特に濃度は限定されない。しかし、硝酸二アンモニウ
ムセリウム水溶液を昇温すると２０ｗｔ％未満の濃度で
は溶液の自己分解が発生する。したがって、昇温する場
合には２０ｗｔ％以上の濃度にすることが必要である。
超音波周波数、ロール材質などは特に限定されない。温
度に対してエッチングレートは指数関数的に上昇するが
実際にプロセスに適用するためには６５℃以上であるこ
とが望ましい。現実的なプロセス時間は、５分以内であ
るが、処理温度が６５℃以上にすると５分以内（具体的
には１〜２分）の処理が可能になる。これはＤｉｐ方式
に言えることであり、ロール方式なら室温以上でこのよ
うな５分以内の処理が可能である。また、超音波方式な
ら５０℃以上でこのような５分以内の処理が可能であ
る。
【００１４】この実施例ではこのような処理薬液をエッ
チングに用いることによりウェハ裏面に広がるＲｕ汚染
を十分除去することができる。さらに、処理薬液温度を
６５℃以上にし、あるいは超音波を印加し、あるいはロ
ールによりウェハに荷重を与えることによりエッチング
レートを向上させる（レート速度を上げる）ことができ
る。ウェハのＲｕ汚染が十分取り除かれた結果、他のウ
ェハへのクロスコンタミネーションを効果的に抑制する
ことができる。
チングに用いることによりウェハ裏面に広がるＲｕ汚染
を十分除去することができる。さらに、処理薬液温度を
６５℃以上にし、あるいは超音波を印加し、あるいはロ
ールによりウェハに荷重を与えることによりエッチング
レートを向上させる（レート速度を上げる）ことができ
る。ウェハのＲｕ汚染が十分取り除かれた結果、他のウ
ェハへのクロスコンタミネーションを効果的に抑制する
ことができる。
【００１５】次に、図５を参照して第２の実施例を説明
する。図５は、洗浄プロセスの各工程後のＲｕ汚染濃度
を示す特性図である。この実施例におけるウェハ洗浄方
法は、ウェハ主面上にルテニウム膜を形成し、これをパ
ターニングして形成されたキャパシタ電極を有するウェ
ハの裏面及び側面に付着したルテニウムを第１の処理薬
液を用いて、化学反応によりエッチング除去する第１の
工程と、第２の処理薬液、例えば、０．５ｗｔ％コリン
水溶液を用いて、前記エッチング除去工程により発生す
るＲｕＯ2 粒子を化学反応によりエッチング除去する第
２の工程と、前記ＲｕＯ2 粒子を除去後、第３の処理薬
液、例えば、５０ｗｔ％弗酸を用いて、前記ウェハ裏面
に形成された下地膜をエッチング除去する第３の工程と
を備えている。Ｒｕは、薬液処理によって第１の処理薬
液中に溶解すると、第１の処理薬液中でルテニウム二酸
化物（ＲｕＯ2 ）に変化する。ＲｕＯ2 は、この処理薬
液には溶解せず、粒子となって析出する。ＲｕＯ2 粒子
は、ウェハに再び付着してウェハを汚染する。したがっ
て、この粒子も除去しなければウェハを清浄にすること
はできない。
する。図５は、洗浄プロセスの各工程後のＲｕ汚染濃度
を示す特性図である。この実施例におけるウェハ洗浄方
法は、ウェハ主面上にルテニウム膜を形成し、これをパ
ターニングして形成されたキャパシタ電極を有するウェ
ハの裏面及び側面に付着したルテニウムを第１の処理薬
液を用いて、化学反応によりエッチング除去する第１の
工程と、第２の処理薬液、例えば、０．５ｗｔ％コリン
水溶液を用いて、前記エッチング除去工程により発生す
るＲｕＯ2 粒子を化学反応によりエッチング除去する第
２の工程と、前記ＲｕＯ2 粒子を除去後、第３の処理薬
液、例えば、５０ｗｔ％弗酸を用いて、前記ウェハ裏面
に形成された下地膜をエッチング除去する第３の工程と
を備えている。Ｒｕは、薬液処理によって第１の処理薬
液中に溶解すると、第１の処理薬液中でルテニウム二酸
化物（ＲｕＯ2 ）に変化する。ＲｕＯ2 は、この処理薬
液には溶解せず、粒子となって析出する。ＲｕＯ2 粒子
は、ウェハに再び付着してウェハを汚染する。したがっ
て、この粒子も除去しなければウェハを清浄にすること
はできない。
【００１６】ＲｕＯ2 の除去には第２の処理薬液として
アルカリ薬液を用いたアルカリ洗浄が効果的である。さ
らに、このアルカリ洗浄に加えて超音波洗浄もしくはロ
ール洗浄を行うと洗浄効果がさらに上がる。アルカリ薬
液は、アルカリ性を有するものならどの様な材料でも良
い。また、超音波の周波数やロールの材質はとくに限定
されない。次に、ウェハに生じるＲｕ汚染は、シリコン
酸化膜（ＳｉＯ2 ）やシリコン窒化膜（ＳｉＮ）などの
下地膜中にこの下地膜を形成するときのＣＶＤ(Chemica
lVapor Deposition) の際に拡散する。したがって、ウ
ェハのＲｕ汚染を清浄にするためにはこれら下地膜をエ
ッチングすることが効果的である。下地膜がＳｉＯ 2 や
ＳｉＮなどの場合には第３の処理薬液として弗酸（Ｈ
Ｆ）による処理が有効である。Ｒｕをエッチングする第
１の処理薬液にはＫ、Ｍｎ、Ｃｅなどのメタルが含まれ
ており、ウェハに残るこれらメタルは、前記ＨＦによる
処理の際に同時に除去が可能である。
アルカリ薬液を用いたアルカリ洗浄が効果的である。さ
らに、このアルカリ洗浄に加えて超音波洗浄もしくはロ
ール洗浄を行うと洗浄効果がさらに上がる。アルカリ薬
液は、アルカリ性を有するものならどの様な材料でも良
い。また、超音波の周波数やロールの材質はとくに限定
されない。次に、ウェハに生じるＲｕ汚染は、シリコン
酸化膜（ＳｉＯ2 ）やシリコン窒化膜（ＳｉＮ）などの
下地膜中にこの下地膜を形成するときのＣＶＤ(Chemica
lVapor Deposition) の際に拡散する。したがって、ウ
ェハのＲｕ汚染を清浄にするためにはこれら下地膜をエ
ッチングすることが効果的である。下地膜がＳｉＯ 2 や
ＳｉＮなどの場合には第３の処理薬液として弗酸（Ｈ
Ｆ）による処理が有効である。Ｒｕをエッチングする第
１の処理薬液にはＫ、Ｍｎ、Ｃｅなどのメタルが含まれ
ており、ウェハに残るこれらメタルは、前記ＨＦによる
処理の際に同時に除去が可能である。
【００１７】下地膜がシリコンの場合には下地膜のエッ
チングとしてアルカリ性溶液を用いたアルカリ処理が有
効であるが、この場合新たに酸性薬液を第３の処理薬液
に追加してメタル除去を行う必要がある。図５の縦軸
は、各洗浄プロセス（第１の工程〜第３の工程）後のＲ
ｕ汚染濃度（Ｒｕ ｃｏｎｓｅｎｔｒａｔｉｏｎ）（ａ
ｔｏｍｓ／ｃｍ2 ）を表し、横軸は、洗浄前（Ｉｎｉｔ
ｉａｌ）及び各工程（第１の工程（Ｒｕ Ｅｔ′ｇ）、
第２の工程（パーティクル除去）及び第３の工程（下地
膜Ｅｔ′ｇ））後を表示している。図５に示すように、
各工程を経る毎に残留Ｒｕ濃度が著しく減少していくこ
とがわかる。この実施例のように、ウェハの裏面Ｒｕ洗
浄にはＲｕエッチング、ＲｕＯ2 粒子の除去、下地膜エ
ッチング及びメタル除去という一連のプロセスが重要で
ある。ウェハのＲｕ汚染が十分取り除かれた結果、他の
ウェハへのクロスコンタミネーションを効果的に抑制す
ることができる。
チングとしてアルカリ性溶液を用いたアルカリ処理が有
効であるが、この場合新たに酸性薬液を第３の処理薬液
に追加してメタル除去を行う必要がある。図５の縦軸
は、各洗浄プロセス（第１の工程〜第３の工程）後のＲ
ｕ汚染濃度（Ｒｕ ｃｏｎｓｅｎｔｒａｔｉｏｎ）（ａ
ｔｏｍｓ／ｃｍ2 ）を表し、横軸は、洗浄前（Ｉｎｉｔ
ｉａｌ）及び各工程（第１の工程（Ｒｕ Ｅｔ′ｇ）、
第２の工程（パーティクル除去）及び第３の工程（下地
膜Ｅｔ′ｇ））後を表示している。図５に示すように、
各工程を経る毎に残留Ｒｕ濃度が著しく減少していくこ
とがわかる。この実施例のように、ウェハの裏面Ｒｕ洗
浄にはＲｕエッチング、ＲｕＯ2 粒子の除去、下地膜エ
ッチング及びメタル除去という一連のプロセスが重要で
ある。ウェハのＲｕ汚染が十分取り除かれた結果、他の
ウェハへのクロスコンタミネーションを効果的に抑制す
ることができる。
【００１８】次に、図６を参照して第３の実施例を説明
する。図６は、ウェハ洗浄装置の概略斜視図である。こ
の実施例では、ロール洗浄が行えるように構成されてい
る。この洗浄装置は、主面上にルテニウム膜がキャパシ
タ電極として形成されたウェハ１を支持、回転させる複
数の支持具２と、この支持具２により回転されているウ
ェハ１に、回転しながら接触してこれを洗浄する処理薬
液が含まれたポリフェニレンサルファイドなどからなる
ロール３と、ロール３に処理薬液が供給されるパイプ４
とを備えている。支持具２は、例えば、コロであり、ウ
ェハ１の周辺部に噛み合うように回転するコロ２がウェ
ハ１を支持している。この回転するウェハ１の裏面にス
ポンジ状のロール３が回転しながら裏面に押し付けるよ
うに当接して表面を洗浄していく。処理薬液供給パイプ
４は、薬液タンク（図示しない）に接続されており、適
宜処理薬液が供給されるようになっている。
する。図６は、ウェハ洗浄装置の概略斜視図である。こ
の実施例では、ロール洗浄が行えるように構成されてい
る。この洗浄装置は、主面上にルテニウム膜がキャパシ
タ電極として形成されたウェハ１を支持、回転させる複
数の支持具２と、この支持具２により回転されているウ
ェハ１に、回転しながら接触してこれを洗浄する処理薬
液が含まれたポリフェニレンサルファイドなどからなる
ロール３と、ロール３に処理薬液が供給されるパイプ４
とを備えている。支持具２は、例えば、コロであり、ウ
ェハ１の周辺部に噛み合うように回転するコロ２がウェ
ハ１を支持している。この回転するウェハ１の裏面にス
ポンジ状のロール３が回転しながら裏面に押し付けるよ
うに当接して表面を洗浄していく。処理薬液供給パイプ
４は、薬液タンク（図示しない）に接続されており、適
宜処理薬液が供給されるようになっている。
【００１９】ロール洗浄の場合は、ロール３が処理薬液
を保持する能力を有し、洗浄しながら処理薬液を供給パ
イプ４からロール３に供給できるようになっている。こ
の実施例で用いられる処理薬液は、２０ｗｔ％の硫酸二
アンモニウムセリウム（ＡＣＮ）水溶液であり、その供
給方法は、例えば、この実施例のように、ロールの中か
らウェハに供給しても良いが、ロールに繋がっていない
処理薬液供給パイプを通じてその先端のノズルからウェ
ハに供給しても良い。また、ウェハを回転させるには処
理薬液がウェハ表面のデバイス面に飛び散らず、且つ素
早く拡散するような速度を設定する必要がある。その最
適な回転数は、１０ｒｐｍ〜１００ｒｐｍが望ましい。
この実施例ではこのような洗浄装置でＲｕエッチングを
行うことによりウェハ裏面に広がるＲｕ汚染を十分除去
することができる。さらに、ロールによりウェハに、例
えば、１５０ｇｆ／ｃｍ2 荷重を与えることによりエッ
チングレートを向上させることができる。ウェハのＲｕ
汚染が十分取り除かれた結果、他のウェハへのクロスコ
ンタミネーションを効果的に抑制することができる。
を保持する能力を有し、洗浄しながら処理薬液を供給パ
イプ４からロール３に供給できるようになっている。こ
の実施例で用いられる処理薬液は、２０ｗｔ％の硫酸二
アンモニウムセリウム（ＡＣＮ）水溶液であり、その供
給方法は、例えば、この実施例のように、ロールの中か
らウェハに供給しても良いが、ロールに繋がっていない
処理薬液供給パイプを通じてその先端のノズルからウェ
ハに供給しても良い。また、ウェハを回転させるには処
理薬液がウェハ表面のデバイス面に飛び散らず、且つ素
早く拡散するような速度を設定する必要がある。その最
適な回転数は、１０ｒｐｍ〜１００ｒｐｍが望ましい。
この実施例ではこのような洗浄装置でＲｕエッチングを
行うことによりウェハ裏面に広がるＲｕ汚染を十分除去
することができる。さらに、ロールによりウェハに、例
えば、１５０ｇｆ／ｃｍ2 荷重を与えることによりエッ
チングレートを向上させることができる。ウェハのＲｕ
汚染が十分取り除かれた結果、他のウェハへのクロスコ
ンタミネーションを効果的に抑制することができる。
【００２０】次に、図７を参照して第４の実施例を説明
する。図７は、ウェハの断面図及びコロに支持されたウ
ェハの断面図である。シリコンなどのウェハ１は、デバ
イス面と裏面と側面とからなる。デバイス面は、チップ
毎に分割され、デバイスが形成される中央部分のチップ
形成領域と、チップ形成領域と側面との間にあり、ウェ
ハがチップ毎に分割されるときに切り捨てられる周辺カ
ット領域からなる。側面は、ベベル形状になっており、
通常ベベル部と称されている。ベベル部は、多くの半導
体製造装置において、搬送系が接触する部分なので、こ
の部分がメタルによって汚染されると、搬送系にメタル
が残留し、他のウェハへのクロスコンタミネーションの
原因となる。したがって、クロスコンタミネーションを
防止するためにはベベル部及びベベル部につながるウェ
ハのデバイス面の周辺部分２ｍｍ程度の領域（周辺カッ
ト部）を洗浄することが重要なプロセスとなる。
する。図７は、ウェハの断面図及びコロに支持されたウ
ェハの断面図である。シリコンなどのウェハ１は、デバ
イス面と裏面と側面とからなる。デバイス面は、チップ
毎に分割され、デバイスが形成される中央部分のチップ
形成領域と、チップ形成領域と側面との間にあり、ウェ
ハがチップ毎に分割されるときに切り捨てられる周辺カ
ット領域からなる。側面は、ベベル形状になっており、
通常ベベル部と称されている。ベベル部は、多くの半導
体製造装置において、搬送系が接触する部分なので、こ
の部分がメタルによって汚染されると、搬送系にメタル
が残留し、他のウェハへのクロスコンタミネーションの
原因となる。したがって、クロスコンタミネーションを
防止するためにはベベル部及びベベル部につながるウェ
ハのデバイス面の周辺部分２ｍｍ程度の領域（周辺カッ
ト部）を洗浄することが重要なプロセスとなる。
【００２１】そのため、この実施例に示したコロ２は、
Ｒｕ膜がパターニングされたウェハ１の周辺部のベベル
部が当接する部分にスポンジ５が形成されている。この
コロ２で支持され、回転しているウェハ１を洗浄する。
まず、ウェハ１の裏面及び側面に付着したルテニウム
を、例えば、濃度２０ｗｔ％の硝酸二アンモニウムセリ
ウム水溶液の第１の処理薬液を用いて化学反応によりエ
ッチング除去する。次に、硝酸二アンモニウムセリウム
水溶液による洗浄が終了してから、この洗浄装置内でこ
のエッチング除去により発生するＲｕＯ2粒子をアルカ
リ性薬液である第２の処理薬液を用いて物理的、化学的
反応により除去する。ＲｕＯ2 粒子をエッチング除去し
てから後、さらに、この洗浄装置内において第３の処理
薬液により、ウェハ裏面に形成されたシリコン酸化膜や
シリコン窒化膜などの下地膜をエッチング除去する。
Ｒｕ膜がパターニングされたウェハ１の周辺部のベベル
部が当接する部分にスポンジ５が形成されている。この
コロ２で支持され、回転しているウェハ１を洗浄する。
まず、ウェハ１の裏面及び側面に付着したルテニウム
を、例えば、濃度２０ｗｔ％の硝酸二アンモニウムセリ
ウム水溶液の第１の処理薬液を用いて化学反応によりエ
ッチング除去する。次に、硝酸二アンモニウムセリウム
水溶液による洗浄が終了してから、この洗浄装置内でこ
のエッチング除去により発生するＲｕＯ2粒子をアルカ
リ性薬液である第２の処理薬液を用いて物理的、化学的
反応により除去する。ＲｕＯ2 粒子をエッチング除去し
てから後、さらに、この洗浄装置内において第３の処理
薬液により、ウェハ裏面に形成されたシリコン酸化膜や
シリコン窒化膜などの下地膜をエッチング除去する。
【００２２】ウェハ周辺のベベル部は、多くの半導体製
造装置で搬送系が接触する部分であるので、ウェハのこ
の部分がメタルに汚染されていると、搬送系にメタルが
残留し他のウェハへのクロスコンタミネーションの原因
となっている。したがって、このクロスコンタミネーシ
ョンを防止するためにはベベル部及びウェハ表面の周辺
部分２ｍｍ程度の領域（周辺カット領域）を洗浄するこ
とが重要なプロセスとなる。そのこの実施例では図６に
示すコロ２の部分にスポンジ５を取り付けている（図７
参照）。洗浄中ウェハ１は、回転しているが、ウェハ１
の回転中においては表面張力のために薬液がコロ２の部
分まで自然に回り込んで、この薬液がスポンジ５に染み
込んでベベル部のエッチングが可能になる。また、コロ
内部から積極的に薬液を供給しても良い。
造装置で搬送系が接触する部分であるので、ウェハのこ
の部分がメタルに汚染されていると、搬送系にメタルが
残留し他のウェハへのクロスコンタミネーションの原因
となっている。したがって、このクロスコンタミネーシ
ョンを防止するためにはベベル部及びウェハ表面の周辺
部分２ｍｍ程度の領域（周辺カット領域）を洗浄するこ
とが重要なプロセスとなる。そのこの実施例では図６に
示すコロ２の部分にスポンジ５を取り付けている（図７
参照）。洗浄中ウェハ１は、回転しているが、ウェハ１
の回転中においては表面張力のために薬液がコロ２の部
分まで自然に回り込んで、この薬液がスポンジ５に染み
込んでベベル部のエッチングが可能になる。また、コロ
内部から積極的に薬液を供給しても良い。
【００２３】
【発明の効果】本発明によれば、ウェハ裏面に付着した
Ｒｕを除去することができ、他のウェハへのクロスコン
タミネーションが抑制され、デバイス特性及び歩留まり
の工場が可能になる。
Ｒｕを除去することができ、他のウェハへのクロスコン
タミネーションが抑制され、デバイス特性及び歩留まり
の工場が可能になる。
【図１】本発明のウェハ洗浄装置を用いてＲｕ膜を形成
したウェハのエッチング洗浄を行ったときのエッチング
レートとエッチング温度との関係を示す特性図。
したウェハのエッチング洗浄を行ったときのエッチング
レートとエッチング温度との関係を示す特性図。
【図２】本発明のウェハ洗浄装置を用いてＲｕ膜を形成
したウェハのエッチング洗浄を行ったときのエッチング
処理時間と処理温度との関係を示す特性図。
したウェハのエッチング洗浄を行ったときのエッチング
処理時間と処理温度との関係を示す特性図。
【図３】本発明の洗浄処理が適用されるキャパシタが形
成されたＤＲＡＭメモリが作り込まれた半導体基板の断
面図。
成されたＤＲＡＭメモリが作り込まれた半導体基板の断
面図。
【図４】本発明及び従来のＤＲＡＭメモリの回路図。
【図５】本発明の洗浄プロセスの各工程後のＲｕ汚染濃
度を示す特性図。
度を示す特性図。
【図６】本発明のウェハ洗浄装置の概略斜視図。
【図７】本発明のウェハの断面図及びコロに支持された
ウェハの断面図。
ウェハの断面図。
１・・・ウェハ、 ２・・・コロ、 ３・・・ロー
ル、４・・・処理薬液供給パイプ、 ５・・・スポン
ジ、１０１・・・半導体基板、 １０２・・・ソース
／ドレイン領域、１０３・・・ゲート絶縁膜、 １０
４・・・ゲート電極、１０５、１１０、１１１・・・絶
縁膜、１０６、１０６′、１１２・・・接続プラグ、１
０７・・・下部電極、 １０８・・・誘電体膜、１０
９・・・上部電極、 １１３・・・素子分離領域。
ル、４・・・処理薬液供給パイプ、 ５・・・スポン
ジ、１０１・・・半導体基板、 １０２・・・ソース
／ドレイン領域、１０３・・・ゲート絶縁膜、 １０
４・・・ゲート電極、１０５、１１０、１１１・・・絶
縁膜、１０６、１０６′、１１２・・・接続プラグ、１
０７・・・下部電極、 １０８・・・誘電体膜、１０
９・・・上部電極、 １１３・・・素子分離領域。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/306 Ｈ０１Ｌ 21/306 Ｆ Ｊ (72)発明者 灘原 壮一 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内 Ｆターム(参考） 3B116 AA03 AB01 AB34 AB42 BA08 BA14 BB03 BB82 BB83 3B201 AA03 AB01 AB34 AB42 BA08 BA14 BB05 BB82 BB83 BB92 CB11 CB22 5F043 AA26 BB18 DD07 DD19 EE08 GG02 GG10
Claims (15)
- 【請求項１】 ウェハ主面上にルテニウム膜を形成し、
これをパターニングして形成されたキャパシタ電極を有
するウェハの裏面、ベベル部及び表面側周辺カット領域
に付着したルテニウムを処理薬液を用いて、化学反応に
よりエッチング除去する工程を備えたことを特徴とする
ウェハ洗浄方法。 - 【請求項２】 前記処理薬液は、高い酸化還元電位を有
する金属を含む化合物の水溶液からなることを特徴とす
る請求項１に記載のウェハ洗浄方法。 - 【請求項３】 前記エッチングに用いられる前記高い酸
化還元電位を有する金属を含む化合物の水溶液は、硝酸
二アンモニウムセリウム水溶液であることを特徴とする
請求項２に記載のウェハ洗浄方法。 - 【請求項４】 前記処理薬液は、強い酸化剤と強アルカ
リの混合液からなることを特徴とする請求項１に記載の
ウェハ洗浄方法。 - 【請求項５】 前記処理薬液は、ＫＯＨとＫＮＯ3 の混
合液、ＫＯＨとＫＣｌＯ3 の混合液、ＫＯＨとＫＭｎＯ
4 の混合液のいずれかを用いることを特徴とする請求項
４に記載のウェハ洗浄方法。 - 【請求項６】 前記処理薬液は、６５℃以上に昇温して
用いることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれ
かに記載のウェハ洗浄方法。 - 【請求項７】 前記処理薬液に超音波振動を印加するこ
とを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載
のウェハ洗浄方法。 - 【請求項８】 前記処理薬液にキャビティを印加するこ
とを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載
のウェハ洗浄方法。 - 【請求項９】 前記ウェハに荷重をかけることを特徴と
する請求項１乃至請求項８のいずれかに記載のウェハ洗
浄方法。 - 【請求項１０】 ウェハ主面上にルテニウム膜を形成
し、これをパターニングして形成されたキャパシタ電極
を有するウェハの裏面、ベベル部及び表面側周辺カット
領域に付着したルテニウムを裏面、側面を各々別々に第
１の処理薬液を用いて、化学反応により除去する第１の
工程と、第２の処理薬液を用いて、前記エッチング除去
工程により発生するＲｕＯ2 粒子を物理的、化学反応に
より除去する第２の工程とを備えたことを特徴とするウ
ェハ洗浄方法。 - 【請求項１１】 ウェハ主面上にルテニウム膜を形成
し、これをパターニングして形成されたキャパシタ電極
を有するウェハの裏面、ベベル部及び表面側周辺カット
領域に付着したルテニウムを裏面、側面を一度に第１の
処理薬液を用いて、化学反応によりエッチング除去する
第１の工程と、 第２の処理薬液を用いて、前記エッチング除去工程によ
り発生するＲｕＯ2 粒子を物理的、化学反応により除去
する第２の工程とを備えたことを特徴とするウェハ洗浄
方法。 - 【請求項１２】 ウェハ主面上にルテニウム膜を形成
し、これをパターニングして形成されたキャパシタ電極
を有するウェハの裏面、ベベル部及び表面側周辺カット
領域に付着したルテニウムを第１の処理薬液を用いて、
化学反応によりエッチング除去する第１の工程と、 第２の処理薬液を用いて、前記エッチング除去工程によ
り発生するＲｕＯ2 粒子を物理的、化学反応により除去
する第２の工程と、 前記ＲｕＯ2 粒子を除去後、第３の処理薬液を用いて、
前記ウェハ裏面、ベベル部及び表面側周辺カット領域に
形成された下地膜をエッチング除去する第３の工程とを
備えたことを特徴とするウェハ洗浄方法。 - 【請求項１３】 前記第２の処理薬液はアルカリ性水溶
液であること特徴とするウェハ洗浄方法。 - 【請求項１４】 主面上にルテニウム膜がキャパシタ電
極として形成されたウェハを支持し、且つ回転させる複
数の支持具と、 前記支持具により回転されているウェハに、回転しなが
ら接触してこれを洗浄する処理薬液が含まれたロール
と、 前記ロールに前記処理薬液が供給されるパイプとを備
え、 前記ウェハの裏面、ベベル部及び表面側周辺カット領域
に付着したルテニウムを前記処理薬液を用いて化学反応
により一度にエッチング除去することを特徴とするウェ
ハ洗浄装置。 - 【請求項１５】 前記支持具は、前記ウェハの周辺部を
保持し、前記ウェハ周辺部と前記支持具との接触部には
前記支持具表面に形成されたスポンジが介在されている
ことを特徴とする請求項１４に記載のウェハ洗浄装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001021400A JP2002231676A (ja) | 2001-01-30 | 2001-01-30 | ウェハ洗浄方法及びウェハ洗浄装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001021400A JP2002231676A (ja) | 2001-01-30 | 2001-01-30 | ウェハ洗浄方法及びウェハ洗浄装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002231676A true JP2002231676A (ja) | 2002-08-16 |
Family
ID=18886966
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001021400A Pending JP2002231676A (ja) | 2001-01-30 | 2001-01-30 | ウェハ洗浄方法及びウェハ洗浄装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002231676A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003158115A (ja) * | 2001-08-08 | 2003-05-30 | Agilent Technol Inc | 埋め込み強誘電体デバイス製作プロセスのための汚染コントロール方法 |
| JP2007019213A (ja) * | 2005-07-07 | 2007-01-25 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 基板洗浄ブラシ、ならびにこれを用いた基板処理装置および基板処理方法 |
| JP2008034643A (ja) * | 2006-07-28 | 2008-02-14 | Clean Venture 21:Kk | 光電変換装置の製造方法 |
| JP2008084934A (ja) * | 2006-09-26 | 2008-04-10 | Mitsumi Electric Co Ltd | 半導体基板の洗浄方法 |
| US8211800B2 (en) | 2010-08-23 | 2012-07-03 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Ru cap metal post cleaning method and cleaning chemical |
| JP2016174077A (ja) * | 2015-03-17 | 2016-09-29 | 株式会社東芝 | 基板洗浄装置および基板洗浄方法 |
| JP2016184661A (ja) * | 2015-03-26 | 2016-10-20 | 株式会社ディスコ | 洗浄スポンジ |
| US10147619B2 (en) | 2015-08-27 | 2018-12-04 | Toshiba Memory Corporation | Substrate treatment apparatus, substrate treatment method, and etchant |
| WO2021005980A1 (ja) * | 2019-07-05 | 2021-01-14 | 富士フイルム株式会社 | 組成物、キット、基板の処理方法 |
| US11732365B2 (en) | 2018-11-14 | 2023-08-22 | Kanto Kagaku Kabushiki Kaisha | Composition for removing ruthenium |
-
2001
- 2001-01-30 JP JP2001021400A patent/JP2002231676A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003158115A (ja) * | 2001-08-08 | 2003-05-30 | Agilent Technol Inc | 埋め込み強誘電体デバイス製作プロセスのための汚染コントロール方法 |
| JP2007019213A (ja) * | 2005-07-07 | 2007-01-25 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 基板洗浄ブラシ、ならびにこれを用いた基板処理装置および基板処理方法 |
| JP4486003B2 (ja) * | 2005-07-07 | 2010-06-23 | 大日本スクリーン製造株式会社 | 基板洗浄ブラシ、ならびにこれを用いた基板処理装置および基板処理方法 |
| JP2008034643A (ja) * | 2006-07-28 | 2008-02-14 | Clean Venture 21:Kk | 光電変換装置の製造方法 |
| JP2008084934A (ja) * | 2006-09-26 | 2008-04-10 | Mitsumi Electric Co Ltd | 半導体基板の洗浄方法 |
| US8211800B2 (en) | 2010-08-23 | 2012-07-03 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Ru cap metal post cleaning method and cleaning chemical |
| JP2016174077A (ja) * | 2015-03-17 | 2016-09-29 | 株式会社東芝 | 基板洗浄装置および基板洗浄方法 |
| JP2016184661A (ja) * | 2015-03-26 | 2016-10-20 | 株式会社ディスコ | 洗浄スポンジ |
| US10147619B2 (en) | 2015-08-27 | 2018-12-04 | Toshiba Memory Corporation | Substrate treatment apparatus, substrate treatment method, and etchant |
| US11732365B2 (en) | 2018-11-14 | 2023-08-22 | Kanto Kagaku Kabushiki Kaisha | Composition for removing ruthenium |
| WO2021005980A1 (ja) * | 2019-07-05 | 2021-01-14 | 富士フイルム株式会社 | 組成物、キット、基板の処理方法 |
| JPWO2021005980A1 (ja) * | 2019-07-05 | 2021-01-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3177973B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP2000315670A (ja) | 半導体基板の洗浄方法 | |
| JP3189892B2 (ja) | 半導体基板の洗浄方法及び洗浄液 | |
| KR100445790B1 (ko) | 반도체장치 제조방법 | |
| JP2002231676A (ja) | ウェハ洗浄方法及びウェハ洗浄装置 | |
| JP4010819B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| US6199567B1 (en) | Method and apparatus for manufacturing semiconductor device | |
| US6877518B2 (en) | Chemical solution treatment apparatus for semiconductor substrate | |
| JPH09246221A (ja) | 半導体基板の洗浄液及びこれを使用する洗浄方法 | |
| KR100342641B1 (ko) | 반도체 장치의 제조 방법 | |
| JP4292502B2 (ja) | ルテニウムシリサイド処理方法 | |
| US6828193B2 (en) | Methods of forming hemispherical grained silicon on a template on a semiconductor work object | |
| JP3159257B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP2002016053A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP4054887B2 (ja) | ケイ化ルテニウムのウェットエッチング方法及びエッチング液 | |
| JP3185732B2 (ja) | 基板表面金属汚染除去方法 | |
| JP2001068463A (ja) | 半導体集積回路装置の量産方法 | |
| JP2002353182A (ja) | 半導体装置の洗浄方法および洗浄装置、ならびに半導体装置の製造方法 | |
| US6174817B1 (en) | Two step oxide removal for memory cells | |
| JP3384879B2 (ja) | シリコンのエッチング方法 | |
| US7151026B2 (en) | Semiconductor processing methods | |
| US20050026452A1 (en) | Etching method for manufacturing semiconductor device | |
| KR100468691B1 (ko) | 화학적및물리적방법을동시에사용하는웨이퍼세정방법 | |
| JP2003332465A (ja) | 半導体メモリデバイスの製造方法 | |
| JP2004031521A (ja) | 半導体装置の製造方法及び半導体装置 |