JP2002373879A - 洗浄水及びウエハの洗浄方法 - Google Patents
洗浄水及びウエハの洗浄方法Info
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- G03F7/26—Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
- G03F7/42—Stripping or agents therefor
- G03F7/422—Stripping or agents therefor using liquids only
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ウエハ中央部におけるゲート酸化膜の破壊、
パーティクルの集中並びにウエハ上に形成された配線及
び電極等を構成する金属膜の溶出を防止することができ
るウエハの洗浄水及びウエハの洗浄方法を提供する。 【解決手段】 ウエハ１を回転させながら、ウエハ１の
表面にノズル２により還元水を噴射する。還元水は、水
に１乃至２．５ｐｐｍの水素ガスを溶解し、少量の水酸
化アンモニウムを添加した水溶液とする。還元水のｐＨ
は７．５乃至８．０、酸化還元電位は−０．６乃至−
０．４５Ｖ、比抵抗は１ＭΩ・ｃｍ以下とする。
パーティクルの集中並びにウエハ上に形成された配線及
び電極等を構成する金属膜の溶出を防止することができ
るウエハの洗浄水及びウエハの洗浄方法を提供する。 【解決手段】 ウエハ１を回転させながら、ウエハ１の
表面にノズル２により還元水を噴射する。還元水は、水
に１乃至２．５ｐｐｍの水素ガスを溶解し、少量の水酸
化アンモニウムを添加した水溶液とする。還元水のｐＨ
は７．５乃至８．０、酸化還元電位は−０．６乃至−
０．４５Ｖ、比抵抗は１ＭΩ・ｃｍ以下とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置が形成
されるウエハを洗浄するための洗浄水及びこの洗浄水を
使用するウエハの洗浄方法に関し、特に、ウエハの最終
リンスに使用する洗浄水及びウエハの洗浄方法に関す
る。
されるウエハを洗浄するための洗浄水及びこの洗浄水を
使用するウエハの洗浄方法に関し、特に、ウエハの最終
リンスに使用する洗浄水及びウエハの洗浄方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置の製造においては、各工程に
おいてウエハに付着したパーティクル及び微量不純物を
除去するために、各工程間にウエハの洗浄工程が設けら
れている。近時、半導体装置の微細化に伴い、問題とな
るパーティクルのサイズ及び濃度が小さくなっているた
め、洗浄技術の重要性は益々高まっている。なお、問題
となるパーティクルのサイズは、近年、０．１μｍ以上
であり、このようなサイズのパーティクル（ちり）に対
して管理が行われるようになってきている。ウエハ上に
パーティクルが多量に存在すると、パターン欠陥等の欠
陥を引き起こし、素子の歩留を低下させる。
おいてウエハに付着したパーティクル及び微量不純物を
除去するために、各工程間にウエハの洗浄工程が設けら
れている。近時、半導体装置の微細化に伴い、問題とな
るパーティクルのサイズ及び濃度が小さくなっているた
め、洗浄技術の重要性は益々高まっている。なお、問題
となるパーティクルのサイズは、近年、０．１μｍ以上
であり、このようなサイズのパーティクル（ちり）に対
して管理が行われるようになってきている。ウエハ上に
パーティクルが多量に存在すると、パターン欠陥等の欠
陥を引き起こし、素子の歩留を低下させる。
【０００３】図１２は従来の枚葉スピン方式によるウエ
ハの洗浄方法を示す斜視図である。図１２に示すよう
に、ウエハ１を回転させながらウエハ１の表面の中央部
に、ノズル２により純水（図示せず）を噴射する。ウエ
ハ１の表面の中央部に落下した純水は、ウエハ１の回転
に伴う遠心力によりウエハ１の外縁方向に移動し、この
移動に伴ってウエハ１の表面を洗浄する。なお、純水は
ＤＩＷ（deionized water:脱イオン水）又は超純水とも
呼ばれる。
ハの洗浄方法を示す斜視図である。図１２に示すよう
に、ウエハ１を回転させながらウエハ１の表面の中央部
に、ノズル２により純水（図示せず）を噴射する。ウエ
ハ１の表面の中央部に落下した純水は、ウエハ１の回転
に伴う遠心力によりウエハ１の外縁方向に移動し、この
移動に伴ってウエハ１の表面を洗浄する。なお、純水は
ＤＩＷ（deionized water:脱イオン水）又は超純水とも
呼ばれる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来の技術には以下に示すような問題点がある。純水を
使用してウエハ１を洗浄する場合、洗浄後のウエハ１の
中央部において、薄いゲート酸化膜が破壊されることが
ある。また、ウエハ１に形成された大面積のＣｕが露出
している配線部から引き出した細いＣｕ配線は、露出部
の面積が大きくなるほど溶出しやすいという問題があ
る。更に、パーティクルが中央部に集まりやすいという
問題点もある。更にまた、ウエハの周辺部においてＣｕ
が酸化又は溶出しやすくなるという問題点がある。従
来、これらの問題点の原因は不明であった。
従来の技術には以下に示すような問題点がある。純水を
使用してウエハ１を洗浄する場合、洗浄後のウエハ１の
中央部において、薄いゲート酸化膜が破壊されることが
ある。また、ウエハ１に形成された大面積のＣｕが露出
している配線部から引き出した細いＣｕ配線は、露出部
の面積が大きくなるほど溶出しやすいという問題があ
る。更に、パーティクルが中央部に集まりやすいという
問題点もある。更にまた、ウエハの周辺部においてＣｕ
が酸化又は溶出しやすくなるという問題点がある。従
来、これらの問題点の原因は不明であった。
【０００５】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、ウエハ中央部におけるゲート酸化膜の破
壊、パーティクルの集中並びにウエハ上に形成された金
属膜の酸化及び溶出を防止することができる洗浄水及び
ウエハの洗浄方法を提供することを目的とする。
のであって、ウエハ中央部におけるゲート酸化膜の破
壊、パーティクルの集中並びにウエハ上に形成された金
属膜の酸化及び溶出を防止することができる洗浄水及び
ウエハの洗浄方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明に係る洗浄水は、
枚葉スピン方式のウエハのリンス工程にて前記ウエハを
洗浄する洗浄水において、比抵抗が１ＭΩ・ｃｍ以下、
ｐＨが７．５乃至９であり、水酸化アンモニウム、テト
ラメチルアンモニウムハイドロオキサイド又はコリンを
含有し、還元性であることを特徴とする。
枚葉スピン方式のウエハのリンス工程にて前記ウエハを
洗浄する洗浄水において、比抵抗が１ＭΩ・ｃｍ以下、
ｐＨが７．５乃至９であり、水酸化アンモニウム、テト
ラメチルアンモニウムハイドロオキサイド又はコリンを
含有し、還元性であることを特徴とする。
【０００７】本発明においては、洗浄水の比抵抗を１Ｍ
Ω・ｃｍ以下とすることにより、枚葉スピン方式の洗浄
工程において洗浄水とウエハとの摩擦により静電気が発
生することを防止できる。これにより、この静電気に起
因するウエハ中央部におけるゲート酸化膜の破壊及びウ
エハ中央部へのパーティクルの集中を防止することがで
きる。また、洗浄水をｐＨが７．５乃至９の弱アルカリ
性とし、且つ還元性とすることにより、Ｃｕの酸化及び
溶出を抑制することができる。更に、前記洗浄水は水酸
化アンモニウム（ＮＨ４ＯＨ）、テトラメチルアンモニ
ウムハイドロオキサイド又はコリンを含有することによ
り、洗浄水をアルカリ性にすることができると共に、ウ
エハを洗浄後、乾燥させたときに、ウエハ上に残留物が
残ることを抑制できる。このため、この洗浄水を純水の
代替として最終リンスに使用することができる。特に、
揮発性が極めて高く、最も残留しにくい水酸化アンモニ
ウムが前記洗浄水に含有されていることが好ましい。
Ω・ｃｍ以下とすることにより、枚葉スピン方式の洗浄
工程において洗浄水とウエハとの摩擦により静電気が発
生することを防止できる。これにより、この静電気に起
因するウエハ中央部におけるゲート酸化膜の破壊及びウ
エハ中央部へのパーティクルの集中を防止することがで
きる。また、洗浄水をｐＨが７．５乃至９の弱アルカリ
性とし、且つ還元性とすることにより、Ｃｕの酸化及び
溶出を抑制することができる。更に、前記洗浄水は水酸
化アンモニウム（ＮＨ４ＯＨ）、テトラメチルアンモニ
ウムハイドロオキサイド又はコリンを含有することによ
り、洗浄水をアルカリ性にすることができると共に、ウ
エハを洗浄後、乾燥させたときに、ウエハ上に残留物が
残ることを抑制できる。このため、この洗浄水を純水の
代替として最終リンスに使用することができる。特に、
揮発性が極めて高く、最も残留しにくい水酸化アンモニ
ウムが前記洗浄水に含有されていることが好ましい。
【０００８】更に、前記洗浄水の酸化還元電位は−０．
７乃至−０．２Ｖであり、濃度が０．２乃至５ｐｐｍの
水素ガスを含有することが好ましい。これにより、Ｃｕ
の溶出をより少なくすることができる。より好ましく
は、前記洗浄水の酸化還元電位は−０．６乃至−０．４
５Ｖであり、水素ガスの濃度は１乃至２．５ｐｐｍであ
る。
７乃至−０．２Ｖであり、濃度が０．２乃至５ｐｐｍの
水素ガスを含有することが好ましい。これにより、Ｃｕ
の溶出をより少なくすることができる。より好ましく
は、前記洗浄水の酸化還元電位は−０．６乃至−０．４
５Ｖであり、水素ガスの濃度は１乃至２．５ｐｐｍであ
る。
【０００９】本発明に係るウエハの洗浄方法は、枚葉ス
ピン方式のリンス工程にてウエハを洗浄する方法におい
て、ウエハをこのウエハの表面に垂直な軸を中心として
回転させながら、比抵抗が１ＭΩ・ｃｍ以下、ｐＨが
７．５乃至９であり、水酸化アンモニウム、テトラメチ
ルアンモニウムハイドロオキサイド又はコリンを含有
し、還元性である洗浄水を前記ウエハの表面に噴射して
前記表面を洗浄する工程を有することを特徴とする。な
お、前記ウエハの表面とは、半導体装置等が形成されて
いる面及びその反対面の双方を含むものとする。
ピン方式のリンス工程にてウエハを洗浄する方法におい
て、ウエハをこのウエハの表面に垂直な軸を中心として
回転させながら、比抵抗が１ＭΩ・ｃｍ以下、ｐＨが
７．５乃至９であり、水酸化アンモニウム、テトラメチ
ルアンモニウムハイドロオキサイド又はコリンを含有
し、還元性である洗浄水を前記ウエハの表面に噴射して
前記表面を洗浄する工程を有することを特徴とする。な
お、前記ウエハの表面とは、半導体装置等が形成されて
いる面及びその反対面の双方を含むものとする。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明者等は前述の課題を解決す
るために鋭意実験研究を行った結果、純水によりウエハ
を洗浄する際に、ウエハ中央部においてゲート酸化膜の
破壊、金属膜の溶出及びパーティクルの集中が発生する
理由について、以下に示す知見を得た。純水は比抵抗が
１８ＭΩ・ｃｍと極めて高く、高抵抗物質である。この
ため、図１２に示すように、純水（図示せず）によりウ
エハ１の表面を洗浄する場合、純水とウエハ１との間で
摩擦が発生することにより、純水とウエハ１との間に静
電気が発生し、純水は正に帯電し、ウエハ１は負に帯電
する（チャージアップ）。特に、ウエハ１の中央部にお
いては、ウエハ１の周辺部と比較して純水に加わる遠心
力が弱いため、純水との衝突による摩擦で発生したチャ
ージは、ウエハ１の中央部に局所的に蓄積されることに
なる。従って、ウエハ１の中央部は周辺部よりも大きく
負に帯電し、ウエハ１の中央部と周辺部との間で大きな
電位差が発生する。
るために鋭意実験研究を行った結果、純水によりウエハ
を洗浄する際に、ウエハ中央部においてゲート酸化膜の
破壊、金属膜の溶出及びパーティクルの集中が発生する
理由について、以下に示す知見を得た。純水は比抵抗が
１８ＭΩ・ｃｍと極めて高く、高抵抗物質である。この
ため、図１２に示すように、純水（図示せず）によりウ
エハ１の表面を洗浄する場合、純水とウエハ１との間で
摩擦が発生することにより、純水とウエハ１との間に静
電気が発生し、純水は正に帯電し、ウエハ１は負に帯電
する（チャージアップ）。特に、ウエハ１の中央部にお
いては、ウエハ１の周辺部と比較して純水に加わる遠心
力が弱いため、純水との衝突による摩擦で発生したチャ
ージは、ウエハ１の中央部に局所的に蓄積されることに
なる。従って、ウエハ１の中央部は周辺部よりも大きく
負に帯電し、ウエハ１の中央部と周辺部との間で大きな
電位差が発生する。
【００１１】この結果、ウエハ１の中央部において、薄
いゲート酸化膜が帯電した負電荷により絶縁破壊される
ことがある。近時、ゲート酸化膜の厚さは１．５乃至
２．０ｎｍ程度と極めて薄いため、微量の静電気により
容易に破壊される。また、ウエハ１の中央部と周辺部と
の間に電位差が発生することにより、大面積のＣｕが露
出している配線部から引き出した細いＣｕ配線の露出部
においてＣｕ等の金属膜が溶出しやすくなる。更に、こ
の電位差により、パーティクルが中央部に集まりやすく
なる。
いゲート酸化膜が帯電した負電荷により絶縁破壊される
ことがある。近時、ゲート酸化膜の厚さは１．５乃至
２．０ｎｍ程度と極めて薄いため、微量の静電気により
容易に破壊される。また、ウエハ１の中央部と周辺部と
の間に電位差が発生することにより、大面積のＣｕが露
出している配線部から引き出した細いＣｕ配線の露出部
においてＣｕ等の金属膜が溶出しやすくなる。更に、こ
の電位差により、パーティクルが中央部に集まりやすく
なる。
【００１２】チャージアップを低減するためには、洗浄
水の比抵抗を低下させればよく、このため、純水の代わ
りにＣＯ２を溶解させて比抵抗を低減させた水溶液（以
下、ＣＯ２水という）を使用してウエハを洗浄する方法
も考えられる。ＣＯ２水を使用すると、ＣＯ２水は純水
と比較して比抵抗が小さいため、ウエハとＣＯ２水との
間に発生する静電気が少ない。このため、前述のゲート
酸化膜の破壊及びパーティクルの集中といった問題点を
ある程度回避できる。
水の比抵抗を低下させればよく、このため、純水の代わ
りにＣＯ２を溶解させて比抵抗を低減させた水溶液（以
下、ＣＯ２水という）を使用してウエハを洗浄する方法
も考えられる。ＣＯ２水を使用すると、ＣＯ２水は純水
と比較して比抵抗が小さいため、ウエハとＣＯ２水との
間に発生する静電気が少ない。このため、前述のゲート
酸化膜の破壊及びパーティクルの集中といった問題点を
ある程度回避できる。
【００１３】しかしながら、ＣＯ２水はｐＨが４．０乃
至５．５程度の弱酸性であるため、ＣｕがＣＯ２水に接
触するとイオン化する。このため、ＣＯ２水がウエハに
接触すると、ウエハ上に形成された配線及び電極等を構
成するＣｕが溶出してしまう。
至５．５程度の弱酸性であるため、ＣｕがＣＯ２水に接
触するとイオン化する。このため、ＣＯ２水がウエハに
接触すると、ウエハ上に形成された配線及び電極等を構
成するＣｕが溶出してしまう。
【００１４】そこで、本発明においては、洗浄水の比抵
抗を１ＭΩ・ｃｍ以下とし、ｐＨを７．５乃至９とし、
且つ洗浄水を還元性とする。洗浄水の比抵抗を１ＭΩ・
ｃｍ以下とすることにより、洗浄水とウエハの間で静電
気が発生することを防止する。また、洗浄水のｐＨを
７．５乃至９とし、洗浄水を還元性とすることにより、
Ｃｕの溶出を防止することができる。
抗を１ＭΩ・ｃｍ以下とし、ｐＨを７．５乃至９とし、
且つ洗浄水を還元性とする。洗浄水の比抵抗を１ＭΩ・
ｃｍ以下とすることにより、洗浄水とウエハの間で静電
気が発生することを防止する。また、洗浄水のｐＨを
７．５乃至９とし、洗浄水を還元性とすることにより、
Ｃｕの溶出を防止することができる。
【００１５】以下、本発明の実施例について添付の図面
を参照して具体的に説明する。先ず。本発明の第１の実
施例について説明する。図１は本実施例に係るウエハの
洗浄方法を示す斜視図である。図１に示すように、本実
施例においては、ウエハ１を回転させながらウエハ１の
表面の中央部に、ノズル２により還元性の洗浄水（以
下、還元水という）を噴射する。ウエハ１の回転数は２
００乃至１５００ｒｐｍとし、ノズル２から噴出される
還元水（図示せず）の流量は０．５乃至１．５リットル
／分とする。なお、ノズル２はウエハ１の表面に垂直な
方向に沿って延びていてもよく、前記垂直な方向に対し
て傾いていてもよい。また、ノズル２は還元水がウエハ
１の中央部に落下するような位置に配置される。
を参照して具体的に説明する。先ず。本発明の第１の実
施例について説明する。図１は本実施例に係るウエハの
洗浄方法を示す斜視図である。図１に示すように、本実
施例においては、ウエハ１を回転させながらウエハ１の
表面の中央部に、ノズル２により還元性の洗浄水（以
下、還元水という）を噴射する。ウエハ１の回転数は２
００乃至１５００ｒｐｍとし、ノズル２から噴出される
還元水（図示せず）の流量は０．５乃至１．５リットル
／分とする。なお、ノズル２はウエハ１の表面に垂直な
方向に沿って延びていてもよく、前記垂直な方向に対し
て傾いていてもよい。また、ノズル２は還元水がウエハ
１の中央部に落下するような位置に配置される。
【００１６】還元水は、水に１乃至２．５ｐｐｍの水素
ガスが溶解し、少量の水酸化アンモニウム（ＮＨ４Ｏ
Ｈ）が添加された水溶液である。還元水のｐＨは７．５
乃至８．０とし、ＯＲＰ（酸化還元電位）は−０．６乃
至−０．４５Ｖとし、比抵抗は１ＭΩ・ｃｍ以下とす
る。還元水は、例えは、水を電気分解して陰極側からカ
ソード水を採取し、このカソード水に水酸化アンモニウ
ムを添加することによって得ることができる。この他、
純水に水酸化アンモニウムを添加した水溶液を電気分解
して陰極側から取り出すこともできる。又は、前記陰極
側から発生する水素のみを採取して、この水素を他のモ
ジュールにおいて水に溶解させて水素水を作製し、この
水素水に水酸化アンモニウムを添加して得ることもでき
る。
ガスが溶解し、少量の水酸化アンモニウム（ＮＨ４Ｏ
Ｈ）が添加された水溶液である。還元水のｐＨは７．５
乃至８．０とし、ＯＲＰ（酸化還元電位）は−０．６乃
至−０．４５Ｖとし、比抵抗は１ＭΩ・ｃｍ以下とす
る。還元水は、例えは、水を電気分解して陰極側からカ
ソード水を採取し、このカソード水に水酸化アンモニウ
ムを添加することによって得ることができる。この他、
純水に水酸化アンモニウムを添加した水溶液を電気分解
して陰極側から取り出すこともできる。又は、前記陰極
側から発生する水素のみを採取して、この水素を他のモ
ジュールにおいて水に溶解させて水素水を作製し、この
水素水に水酸化アンモニウムを添加して得ることもでき
る。
【００１７】ノズル２より噴出され、ウエハ１表面の中
央部に落下した還元水は、ウエハ１の回転に伴う遠心力
によりウエハ１の外縁方向に移動し、この移動に伴って
ウエハ１の表面を洗浄する。
央部に落下した還元水は、ウエハ１の回転に伴う遠心力
によりウエハ１の外縁方向に移動し、この移動に伴って
ウエハ１の表面を洗浄する。
【００１８】その後、還元水の供給を停止し、ウエハ１
の表面をスピン乾燥する。スピン乾燥は、Ｎ２ガス又は
ＣＯ２ガスを使用して行う。ウエハ１のスピン乾燥は、
ウエハ１を洗浄したチャンバをそのまま使用し、ウエハ
１を回転させつつ還元水の供給を停止して、ウエハ１の
回転に伴う遠心力によりウエハ１の表面から還元水を除
去し乾燥させてもよく、また、ウエハ１を乾燥専用のチ
ャンバに移し替えて行ってもよい。前者の方法によれ
ば、ウエハ１を他のチャンバに移し替える工程を省略で
き、効率的にウエハ１を乾燥させることができる。ま
た、後者の方法によれば、洗浄に使用した薬液が存在し
ない雰囲気中において乾燥を行うことができ、乾燥中に
前記薬液がウエハに再付着することを確実に防止でき
る。
の表面をスピン乾燥する。スピン乾燥は、Ｎ２ガス又は
ＣＯ２ガスを使用して行う。ウエハ１のスピン乾燥は、
ウエハ１を洗浄したチャンバをそのまま使用し、ウエハ
１を回転させつつ還元水の供給を停止して、ウエハ１の
回転に伴う遠心力によりウエハ１の表面から還元水を除
去し乾燥させてもよく、また、ウエハ１を乾燥専用のチ
ャンバに移し替えて行ってもよい。前者の方法によれ
ば、ウエハ１を他のチャンバに移し替える工程を省略で
き、効率的にウエハ１を乾燥させることができる。ま
た、後者の方法によれば、洗浄に使用した薬液が存在し
ない雰囲気中において乾燥を行うことができ、乾燥中に
前記薬液がウエハに再付着することを確実に防止でき
る。
【００１９】本実施例に係るウエハの洗浄方法によれ
ば、還元水の比抵抗が１ＭΩ・ｃｍ以下であるため、還
元水とウエハ１との間の摩擦により静電気が発生するこ
とを防止できる。これにより、ウエハ１の中央部に形成
されたゲート酸化膜の絶縁破壊及びウエハ１の中央部へ
のパーティクルの集中を防止することができる。
ば、還元水の比抵抗が１ＭΩ・ｃｍ以下であるため、還
元水とウエハ１との間の摩擦により静電気が発生するこ
とを防止できる。これにより、ウエハ１の中央部に形成
されたゲート酸化膜の絶縁破壊及びウエハ１の中央部へ
のパーティクルの集中を防止することができる。
【００２０】また、還元水のｐＨが７．５乃至８．０で
あり還元水が還元性であることから、ウエハ１の表面に
形成された配線及び電極等を構成するＣｕの酸化及び溶
出を抑制することができる。
あり還元水が還元性であることから、ウエハ１の表面に
形成された配線及び電極等を構成するＣｕの酸化及び溶
出を抑制することができる。
【００２１】以下、還元水の状態とＣｕの溶出との関係
について詳細に説明する。図２は横軸に水溶液のｐＨを
とり、縦軸に酸化還元電位をとって水溶液中におけるＣ
ｕの状態を示すＣｕ−水溶液系のｐＨ−電位図である。
図２に示すように、溶液のｐＨが７以下、即ち酸性であ
り、酸化還元電位が０Ｖ以上、即ち酸化雰囲気であると
き、水溶液中のＣｕはイオン化されやすくなる。純水は
ｐＨが約７、酸化還元電位が約０．２Ｖであるため、純
水中のＣｕはＣｕ２＋領域にあり、弱くイオン化される
傾向にある。また、ＣＯ２水はｐＨが４乃至６、酸化還
元電位が０．２５乃至０．４Ｖ程度であるため、ＣＯ２
水中のＣｕはＣｕ２＋領域にあり純水中よりも強くイオ
ン化され溶出する。これに対して、本実施例で使用する
還元水は、ｐＨが７．５乃至８．０、酸化還元電位が−
０．６乃至−０．４５Ｖであるため、還元水中のＣｕは
Ｃｕ領域にありイオン化しない。即ち、Ｃｕは単体とし
て存在し、還元水中に溶出しない。
について詳細に説明する。図２は横軸に水溶液のｐＨを
とり、縦軸に酸化還元電位をとって水溶液中におけるＣ
ｕの状態を示すＣｕ−水溶液系のｐＨ−電位図である。
図２に示すように、溶液のｐＨが７以下、即ち酸性であ
り、酸化還元電位が０Ｖ以上、即ち酸化雰囲気であると
き、水溶液中のＣｕはイオン化されやすくなる。純水は
ｐＨが約７、酸化還元電位が約０．２Ｖであるため、純
水中のＣｕはＣｕ２＋領域にあり、弱くイオン化される
傾向にある。また、ＣＯ２水はｐＨが４乃至６、酸化還
元電位が０．２５乃至０．４Ｖ程度であるため、ＣＯ２
水中のＣｕはＣｕ２＋領域にあり純水中よりも強くイオ
ン化され溶出する。これに対して、本実施例で使用する
還元水は、ｐＨが７．５乃至８．０、酸化還元電位が−
０．６乃至−０．４５Ｖであるため、還元水中のＣｕは
Ｃｕ領域にありイオン化しない。即ち、Ｃｕは単体とし
て存在し、還元水中に溶出しない。
【００２２】更に、本実施例においては還元水に水酸化
アンモニウムを添加してｐＨを調製している。水酸化ア
ンモニウムは揮発性が高いため、次工程のプロセスに影
響を及ぼすような残留は生じない。このため、本実施例
の還元水は純水の代替として最終リンス工程に使用する
ことができる。
アンモニウムを添加してｐＨを調製している。水酸化ア
ンモニウムは揮発性が高いため、次工程のプロセスに影
響を及ぼすような残留は生じない。このため、本実施例
の還元水は純水の代替として最終リンス工程に使用する
ことができる。
【００２３】更にまた、従来、純水を使用してウエハを
洗浄する場合においても、ウエハの周辺部においてＣｕ
が溶出しやすくなるという問題点があった。本願発明者
等は実験研究の結果、噴出された純水がウエハの中央部
から外縁まで移動する間に雰囲気中の酸素及び二酸化炭
素を溶解してＣＯ２水に変化してしまい、ウエハの周辺
部においてＣｕが溶出しやすくなることを突き止めた。
純水がウエハの中央部から外縁まで移動する時間は０．
１乃至１秒間程度であるが、Ｃｕからなる電極及び配線
の厚さが極めて薄いため、この純水のＣＯ２水化による
Ｃｕの溶出は実用上問題になる。しかしながら、本実施
例においては、還元水が還元性であるため、還元水がウ
エハの中央部から外縁に向けて移動する間に雰囲気中の
酸素及び二酸化炭素を溶解した場合においても、還元水
が酸化性に容易に変化することがない。このため、洗浄
水として純水を使用した場合に認められるように、洗浄
水が雰囲気中の酸素及び二酸化炭素を溶解することによ
り酸化性になり、Ｃｕが洗浄水中に溶出すること及びＣ
ｕが酸化されることを抑制できる。
洗浄する場合においても、ウエハの周辺部においてＣｕ
が溶出しやすくなるという問題点があった。本願発明者
等は実験研究の結果、噴出された純水がウエハの中央部
から外縁まで移動する間に雰囲気中の酸素及び二酸化炭
素を溶解してＣＯ２水に変化してしまい、ウエハの周辺
部においてＣｕが溶出しやすくなることを突き止めた。
純水がウエハの中央部から外縁まで移動する時間は０．
１乃至１秒間程度であるが、Ｃｕからなる電極及び配線
の厚さが極めて薄いため、この純水のＣＯ２水化による
Ｃｕの溶出は実用上問題になる。しかしながら、本実施
例においては、還元水が還元性であるため、還元水がウ
エハの中央部から外縁に向けて移動する間に雰囲気中の
酸素及び二酸化炭素を溶解した場合においても、還元水
が酸化性に容易に変化することがない。このため、洗浄
水として純水を使用した場合に認められるように、洗浄
水が雰囲気中の酸素及び二酸化炭素を溶解することによ
り酸化性になり、Ｃｕが洗浄水中に溶出すること及びＣ
ｕが酸化されることを抑制できる。
【００２４】なお、本実施例においては、還元水を弱ア
ルカリ性とするために水酸化アンモニウムを添加する例
を示したが、還元水を弱アルカリ性にして且つ乾燥後に
残留しない成分であれば、水酸化アンモニウムの代わり
に他の成分を添加してもよい。例えば、テトラメチルア
ンモニウムハイドロオキサイド又はコリンを添加しても
よい。
ルカリ性とするために水酸化アンモニウムを添加する例
を示したが、還元水を弱アルカリ性にして且つ乾燥後に
残留しない成分であれば、水酸化アンモニウムの代わり
に他の成分を添加してもよい。例えば、テトラメチルア
ンモニウムハイドロオキサイド又はコリンを添加しても
よい。
【００２５】以下、本発明の各構成要件における数値限
定理由について説明する。
定理由について説明する。
【００２６】洗浄水の比抵抗：１ＭΩ・ｃｍ以下 洗浄水の比抵抗が１ＭΩ・ｃｍを超えると、洗浄水の導
電性が低下する。この結果、ウエハと洗浄水との間の摩
擦により、洗浄水が正にチャージアップし、ウエハが負
にチャージアップする。また、特にウエハの中央部は洗
浄水が長時間滞留するために周辺部よりも大きくチャー
ジアップし、ウエハの中央部と周辺部との間に電位差が
発生する。これにより、前述の如く、ゲート酸化膜の絶
縁破壊、パーティクルの集中及び金属膜の溶出が発生す
る。従って、洗浄水の比抵抗は１ＭΩ・ｃｍ以下とす
る。
電性が低下する。この結果、ウエハと洗浄水との間の摩
擦により、洗浄水が正にチャージアップし、ウエハが負
にチャージアップする。また、特にウエハの中央部は洗
浄水が長時間滞留するために周辺部よりも大きくチャー
ジアップし、ウエハの中央部と周辺部との間に電位差が
発生する。これにより、前述の如く、ゲート酸化膜の絶
縁破壊、パーティクルの集中及び金属膜の溶出が発生す
る。従って、洗浄水の比抵抗は１ＭΩ・ｃｍ以下とす
る。
【００２７】洗浄水のｐＨ：７．５乃至９ 洗浄水のｐＨが７．５未満であると、洗浄水の導電性が
低下する。一方、洗浄水のｐＨが９を超えると、洗浄水
中に含まれる水酸化アンモニウムが多くなり過ぎ、洗浄
後のウエハ上に残留物が残るようになる。また、ｐＨが
９のとき、Ｃｕの溶出量が最小になり、ｐＨが９を超え
るとＣｕが溶出しやすくなる。従って、洗浄水のｐＨは
７．５乃至９とする。好ましくは７．５乃至８である。
低下する。一方、洗浄水のｐＨが９を超えると、洗浄水
中に含まれる水酸化アンモニウムが多くなり過ぎ、洗浄
後のウエハ上に残留物が残るようになる。また、ｐＨが
９のとき、Ｃｕの溶出量が最小になり、ｐＨが９を超え
るとＣｕが溶出しやすくなる。従って、洗浄水のｐＨは
７．５乃至９とする。好ましくは７．５乃至８である。
【００２８】洗浄水の酸化還元電位：−０．７乃至−
０．２Ｖ 洗浄水の酸化還元電位が−０．２Ｖより高いと、洗浄水
中のＣｕがイオン化しやすくなる。一方、水への水素ガ
スの溶解量の限界から、酸化還元電位を−０．７Ｖ未満
とすることは困難である。従って、洗浄水の酸化還元電
位は−０．７乃至−０．２Ｖであることが好ましい。よ
り好ましくは、−０．６乃至−０．４５Ｖである。
０．２Ｖ 洗浄水の酸化還元電位が−０．２Ｖより高いと、洗浄水
中のＣｕがイオン化しやすくなる。一方、水への水素ガ
スの溶解量の限界から、酸化還元電位を−０．７Ｖ未満
とすることは困難である。従って、洗浄水の酸化還元電
位は−０．７乃至−０．２Ｖであることが好ましい。よ
り好ましくは、−０．６乃至−０．４５Ｖである。
【００２９】洗浄水中の水素ガスの濃度：０．２乃至５
ｐｐｍ 洗浄水中の水素ガスの濃度が０．２ｐｐｍ未満では、洗
浄水の還元性が弱く、Ｃｕのイオン化を抑制する効果が
不十分となる。一方、水素ガスを加圧して水に溶解させ
る場合においても、水素ガスを水に５ｐｐｍを超えて溶
解させることは困難である。従って、洗浄水中の水素ガ
スの濃度は０．２乃至５ｐｐｍであることが好ましい。
また、洗浄水中の水素ガスの濃度が１ｐｐｍ以上であれ
ば、洗浄水を十分に還元性にすることができる。更に、
水素ガスを加圧せずに水中に溶解させる場合は、水中の
水素ガスの濃度は２．５ｐｐｍが上限である。従って、
洗浄水中の水素ガスの濃度は１乃至２．５ｐｐｍとする
ことがより好ましい。
ｐｐｍ 洗浄水中の水素ガスの濃度が０．２ｐｐｍ未満では、洗
浄水の還元性が弱く、Ｃｕのイオン化を抑制する効果が
不十分となる。一方、水素ガスを加圧して水に溶解させ
る場合においても、水素ガスを水に５ｐｐｍを超えて溶
解させることは困難である。従って、洗浄水中の水素ガ
スの濃度は０．２乃至５ｐｐｍであることが好ましい。
また、洗浄水中の水素ガスの濃度が１ｐｐｍ以上であれ
ば、洗浄水を十分に還元性にすることができる。更に、
水素ガスを加圧せずに水中に溶解させる場合は、水中の
水素ガスの濃度は２．５ｐｐｍが上限である。従って、
洗浄水中の水素ガスの濃度は１乃至２．５ｐｐｍとする
ことがより好ましい。
【００３０】ウエハの回転数：２０乃至４０００ｒｐｍ ウエハの回転数が２０ｒｐｍ未満ではウエハ上の洗浄水
の流速が低下して洗浄効率が低下する。一方、ウエハの
回転数が４０００ｒｐｍを超えると、洗浄水がウエハ上
に留まる時間が短くなるため、やはり洗浄効率が低下す
る。従って、ウエハの回転数は２０乃至４０００ｒｐｍ
であることが好ましい。より好ましくは、２００乃至１
５００ｒｐｍである。
の流速が低下して洗浄効率が低下する。一方、ウエハの
回転数が４０００ｒｐｍを超えると、洗浄水がウエハ上
に留まる時間が短くなるため、やはり洗浄効率が低下す
る。従って、ウエハの回転数は２０乃至４０００ｒｐｍ
であることが好ましい。より好ましくは、２００乃至１
５００ｒｐｍである。
【００３１】洗浄水の流量：０．２乃至５リットル／分 洗浄水の流量が０．２リットル／分未満であると、洗浄
効率が低下する。一方、洗浄水の流量が５リットル／分
を超えると、洗浄水の流量に対して洗浄効率が飽和す
る。従って、洗浄水の流量は０．２乃至５リットル／分
であることが好ましい。より好ましくは、０．５乃至
１．５リットルである。
効率が低下する。一方、洗浄水の流量が５リットル／分
を超えると、洗浄水の流量に対して洗浄効率が飽和す
る。従って、洗浄水の流量は０．２乃至５リットル／分
であることが好ましい。より好ましくは、０．５乃至
１．５リットルである。
【００３２】次に、本発明の第２の実施例について説明
する。図３は本実施例の工程を示すフローチャート図で
ある。図３に示すように、本実施例は本発明に係るウエ
ハの洗浄方法をＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishin
g：化学的機械研磨）後の洗浄工程に適用した例であ
る。先ず、図３のステップＳ１１に示すように、ウエハ
の表面をＣＭＰにより平坦化した後、ステップＳ１２に
示すように、このウエハの表面に対して、薬液を使用す
るブラシスクラブを行う。次に、ステップＳ１３に示す
ように、純水によりブラシスクラブを行う。なお、この
とき、還元水によってブラシスクラブを行ってもよい。
次に、ステップＳ１４に示すように、ウエハを回転させ
ながら薬液をウエハ表面の中央部に噴射して薬液スピン
リンスを行う。次に、ステップＳ１５に示すように、還
元水を使用してスピンリンスを行い、ステップＳ１４に
おいて使用した薬液を除去する。その後、ステップＳ１
６に示すように、このウエハをスピン乾燥する。還元水
の組成並びにステップＳ１５及びＳ１６に示す工程は、
前述の第１の実施例におけるウエハの洗浄工程と同一で
ある。このような方法により、ＣＭＰ後の洗浄工程にお
いて、静電気に起因するゲート酸化膜の破壊、パーティ
クルの集中及びＣｕの溶出を抑制することができる。
する。図３は本実施例の工程を示すフローチャート図で
ある。図３に示すように、本実施例は本発明に係るウエ
ハの洗浄方法をＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishin
g：化学的機械研磨）後の洗浄工程に適用した例であ
る。先ず、図３のステップＳ１１に示すように、ウエハ
の表面をＣＭＰにより平坦化した後、ステップＳ１２に
示すように、このウエハの表面に対して、薬液を使用す
るブラシスクラブを行う。次に、ステップＳ１３に示す
ように、純水によりブラシスクラブを行う。なお、この
とき、還元水によってブラシスクラブを行ってもよい。
次に、ステップＳ１４に示すように、ウエハを回転させ
ながら薬液をウエハ表面の中央部に噴射して薬液スピン
リンスを行う。次に、ステップＳ１５に示すように、還
元水を使用してスピンリンスを行い、ステップＳ１４に
おいて使用した薬液を除去する。その後、ステップＳ１
６に示すように、このウエハをスピン乾燥する。還元水
の組成並びにステップＳ１５及びＳ１６に示す工程は、
前述の第１の実施例におけるウエハの洗浄工程と同一で
ある。このような方法により、ＣＭＰ後の洗浄工程にお
いて、静電気に起因するゲート酸化膜の破壊、パーティ
クルの集中及びＣｕの溶出を抑制することができる。
【００３３】次に、本発明の第３の実施例について説明
する。図４は本実施例の工程を示すフローチャート図で
ある。図４に示すように、本実施例は本発明に係るウエ
ハの洗浄方法をウエハの裏面洗浄に適用した例である。
先ず、ステップＳ２１に示すように、ウエハをスピンさ
せながら、ウエハの裏面に薬液を噴射して洗浄する。通
常、このウエハ裏面の洗浄は、金属汚染及び粒子汚染の
除去等を目的として行う。このとき、同時にウエハの表
面に還元水を噴射してウエハ表面を保護する。このウエ
ハの保護は、前記薬液の跳ね返りにより前記薬液がウエ
ハ表面に付着することを防止すると共に、ウエハ表面の
雰囲気を保護するために行う。次に、ステップＳ２２に
示すように、ウエハの表面及び裏面に還元水を噴射して
スピンリンスを行い、裏面から前記薬液を除去する。そ
の後、ステップＳ２３に示すように、ウエハをスピン乾
燥する。ステップＳ２１における表面の保護方法、ステ
ップＳ２２における表面及び裏面のリンス方法、並びに
ステップＳ２３におけるスピン乾燥方法は、前述の第１
の実施例に示すウエハの洗浄方法と同一である。本実施
例によれば、ウエハの裏面を洗浄する際に、ウエハの表
面がこの薬液により汚染されることを防止すると共に、
裏面洗浄後のリンス工程において、静電気に起因するゲ
ート酸化膜の破壊、パーティクルの集中及びＣｕの溶出
を抑制することができる。
する。図４は本実施例の工程を示すフローチャート図で
ある。図４に示すように、本実施例は本発明に係るウエ
ハの洗浄方法をウエハの裏面洗浄に適用した例である。
先ず、ステップＳ２１に示すように、ウエハをスピンさ
せながら、ウエハの裏面に薬液を噴射して洗浄する。通
常、このウエハ裏面の洗浄は、金属汚染及び粒子汚染の
除去等を目的として行う。このとき、同時にウエハの表
面に還元水を噴射してウエハ表面を保護する。このウエ
ハの保護は、前記薬液の跳ね返りにより前記薬液がウエ
ハ表面に付着することを防止すると共に、ウエハ表面の
雰囲気を保護するために行う。次に、ステップＳ２２に
示すように、ウエハの表面及び裏面に還元水を噴射して
スピンリンスを行い、裏面から前記薬液を除去する。そ
の後、ステップＳ２３に示すように、ウエハをスピン乾
燥する。ステップＳ２１における表面の保護方法、ステ
ップＳ２２における表面及び裏面のリンス方法、並びに
ステップＳ２３におけるスピン乾燥方法は、前述の第１
の実施例に示すウエハの洗浄方法と同一である。本実施
例によれば、ウエハの裏面を洗浄する際に、ウエハの表
面がこの薬液により汚染されることを防止すると共に、
裏面洗浄後のリンス工程において、静電気に起因するゲ
ート酸化膜の破壊、パーティクルの集中及びＣｕの溶出
を抑制することができる。
【００３４】次に、本発明の第４の実施例について説明
する。図５は本実施例の工程を示すフローチャート図で
ある。図５に示すように、本実施例は本発明に係るウエ
ハの洗浄方法をウエハの表面から有機膜を剥離する有機
剥離工程後の洗浄工程に適用した例である。なお、有機
膜とは例えば、レジスト及び反射防止膜等である。先
ず、図５のステップＳ３１に示すように、レジスト等の
有機膜が形成されたウエハ表面に対してドライエッチン
グを行った後、ステップＳ３２に示すように、有機系薬
液を使用してウエハ表面の有機膜を剥離する。このと
き、薬液がアミン系有機剥離液である場合は、バッチス
プレー式の剥離装置を使用することが多い。また、薬液
がフッ素系有機剥離液の場合は、枚葉スピン式の剥離装
置を使用することが多い。なお、現状では後者の方が多
く使用されている。次に、ステップＳ３３に示すよう
に、ウエハを回転させながらその表面に還元水を噴射し
てスピンリンスを行い、前記有機系薬液を除去する。次
に、ステップＳ３４に示すように、ウエハをスピン乾燥
する。ステップＳ３３に示す洗浄方法及びステップＳ３
４に示すスピン乾燥方法は、前述の第１の実施例と同様
である。本実施例によれば、ウエハの表面を薬液剥離し
た後のリンス工程において、ゲート酸化膜の破壊、パー
ティクルの集中及びＣｕの溶出を防止することができ
る。
する。図５は本実施例の工程を示すフローチャート図で
ある。図５に示すように、本実施例は本発明に係るウエ
ハの洗浄方法をウエハの表面から有機膜を剥離する有機
剥離工程後の洗浄工程に適用した例である。なお、有機
膜とは例えば、レジスト及び反射防止膜等である。先
ず、図５のステップＳ３１に示すように、レジスト等の
有機膜が形成されたウエハ表面に対してドライエッチン
グを行った後、ステップＳ３２に示すように、有機系薬
液を使用してウエハ表面の有機膜を剥離する。このと
き、薬液がアミン系有機剥離液である場合は、バッチス
プレー式の剥離装置を使用することが多い。また、薬液
がフッ素系有機剥離液の場合は、枚葉スピン式の剥離装
置を使用することが多い。なお、現状では後者の方が多
く使用されている。次に、ステップＳ３３に示すよう
に、ウエハを回転させながらその表面に還元水を噴射し
てスピンリンスを行い、前記有機系薬液を除去する。次
に、ステップＳ３４に示すように、ウエハをスピン乾燥
する。ステップＳ３３に示す洗浄方法及びステップＳ３
４に示すスピン乾燥方法は、前述の第１の実施例と同様
である。本実施例によれば、ウエハの表面を薬液剥離し
た後のリンス工程において、ゲート酸化膜の破壊、パー
ティクルの集中及びＣｕの溶出を防止することができ
る。
【００３５】次に、本発明の第５の実施例について説明
する。図６は本実施例の工程を示すフローチャート図で
ある。図６に示すように、本実施例は本発明に係るウエ
ハの洗浄方法を、ウエハ表面にマルチオキサイドのゲー
ト酸化膜を形成する際のウエットプロセスにおける洗浄
工程に適用した例である。先ず、ステップＳ４１に示す
ように、ウエハの表面に第１の酸化膜を例えば３．０ｎ
ｍの厚さに形成する。次に、ステップＳ４２に示すよう
に、この第１の酸化膜上にレジストを形成し、このレジ
ストをマスクとしてＨＦ系溶液により前記第１の酸化膜
をエッチングして前記第１の酸化膜を選択的に除去す
る。次に、ステップＳ４３に示すように、前記ウエハを
還元水を使用してリンスし、ＨＦ系溶液を除去する。こ
のリンス工程はスピン乾燥工程を含み、前述の第１の実
施例に示すスピン洗浄工程及びスピン乾燥工程と同一の
方法により行う。
する。図６は本実施例の工程を示すフローチャート図で
ある。図６に示すように、本実施例は本発明に係るウエ
ハの洗浄方法を、ウエハ表面にマルチオキサイドのゲー
ト酸化膜を形成する際のウエットプロセスにおける洗浄
工程に適用した例である。先ず、ステップＳ４１に示す
ように、ウエハの表面に第１の酸化膜を例えば３．０ｎ
ｍの厚さに形成する。次に、ステップＳ４２に示すよう
に、この第１の酸化膜上にレジストを形成し、このレジ
ストをマスクとしてＨＦ系溶液により前記第１の酸化膜
をエッチングして前記第１の酸化膜を選択的に除去す
る。次に、ステップＳ４３に示すように、前記ウエハを
還元水を使用してリンスし、ＨＦ系溶液を除去する。こ
のリンス工程はスピン乾燥工程を含み、前述の第１の実
施例に示すスピン洗浄工程及びスピン乾燥工程と同一の
方法により行う。
【００３６】その後、ステップＳ４４に示すように、硫
酸過酸化水素水の混合液を使用して前記レジストを除去
する。次に、ステップＳ４５に示すように、前記ウエハ
を還元水によりリンスし、硫酸過酸化水素水の混合液を
除去する。このリンス工程はスピン乾燥工程を含み、前
述の第１の実施例に示すスピン洗浄工程及びスピン乾燥
工程と同一の方法により行う。次に、ステップＳ４６に
示すように、前記ウエハを酸性又はアルカリ性の薬液に
より洗浄する。次に、ステップＳ４７に示すように、前
記ウエハを還元水によりリンスし、前記薬液を除去す
る。このリンス工程はスピン乾燥工程を含み、前述の第
１の実施例に示すスピン洗浄工程及びスピン乾燥工程と
同一の方法により行う。その後、ステップＳ４８に示す
ように、第２の酸化膜を例えば２．０ｎｍの厚さに形成
する。これにより、ウエハ上にマルチオキサイドのゲー
ト酸化膜の形成することができる。本実施例によれば、
ウエハ表面にマルチオキサイドのゲート酸化膜を形成す
る際の洗浄工程において、静電気に起因するパーティク
ルの集中を抑制することができる。
酸過酸化水素水の混合液を使用して前記レジストを除去
する。次に、ステップＳ４５に示すように、前記ウエハ
を還元水によりリンスし、硫酸過酸化水素水の混合液を
除去する。このリンス工程はスピン乾燥工程を含み、前
述の第１の実施例に示すスピン洗浄工程及びスピン乾燥
工程と同一の方法により行う。次に、ステップＳ４６に
示すように、前記ウエハを酸性又はアルカリ性の薬液に
より洗浄する。次に、ステップＳ４７に示すように、前
記ウエハを還元水によりリンスし、前記薬液を除去す
る。このリンス工程はスピン乾燥工程を含み、前述の第
１の実施例に示すスピン洗浄工程及びスピン乾燥工程と
同一の方法により行う。その後、ステップＳ４８に示す
ように、第２の酸化膜を例えば２．０ｎｍの厚さに形成
する。これにより、ウエハ上にマルチオキサイドのゲー
ト酸化膜の形成することができる。本実施例によれば、
ウエハ表面にマルチオキサイドのゲート酸化膜を形成す
る際の洗浄工程において、静電気に起因するパーティク
ルの集中を抑制することができる。
【００３７】次に、本発明の第６の実施例について説明
する。図７は本実施例の工程を示すフローチャート図で
ある。図７に示すように、本実施例は本発明に係るウエ
ハの洗浄方法をウエハのゲート電極形成後の洗浄工程に
適用した例である。先ず、ステップＳ５１に示すよう
に、ウエハ上に所定のパターンを有するレジストを形成
し、このレジストをマスクとしてゲート電極層をドライ
エッチングする。次に、ステップＳ５２に示すように、
前記レジストを剥離する。次に、ステップＳ５３に示す
ように、枚葉式の洗浄装置を使用して酸性又はアルカリ
性の薬液によりウエハ表面を薬液洗浄する。次に、ステ
ップＳ５４に示すように、ウエハの表面に還元水を噴射
してスピンリンスを行い、前記薬液を除去する。次に、
ステップＳ５５に示すように、ウエハをスピン乾燥す
る。ステップＳ５４におけるウエハのスピンリンス方法
及びステップＳ５５に示すスピン乾燥方法は、前述の第
１の実施例と同様に行う。本実施例によれば、ゲート電
極形成後の洗浄工程において、静電気に起因するパーテ
ィクルの集中及びＣｕの溶出を抑制することができる。
する。図７は本実施例の工程を示すフローチャート図で
ある。図７に示すように、本実施例は本発明に係るウエ
ハの洗浄方法をウエハのゲート電極形成後の洗浄工程に
適用した例である。先ず、ステップＳ５１に示すよう
に、ウエハ上に所定のパターンを有するレジストを形成
し、このレジストをマスクとしてゲート電極層をドライ
エッチングする。次に、ステップＳ５２に示すように、
前記レジストを剥離する。次に、ステップＳ５３に示す
ように、枚葉式の洗浄装置を使用して酸性又はアルカリ
性の薬液によりウエハ表面を薬液洗浄する。次に、ステ
ップＳ５４に示すように、ウエハの表面に還元水を噴射
してスピンリンスを行い、前記薬液を除去する。次に、
ステップＳ５５に示すように、ウエハをスピン乾燥す
る。ステップＳ５４におけるウエハのスピンリンス方法
及びステップＳ５５に示すスピン乾燥方法は、前述の第
１の実施例と同様に行う。本実施例によれば、ゲート電
極形成後の洗浄工程において、静電気に起因するパーテ
ィクルの集中及びＣｕの溶出を抑制することができる。
【００３８】次に、本発明の第７の実施例について説明
する。図８は本実施例の工程を示すフローチャート図で
ある。図８に示すように、本実施例は本発明に係るウエ
ハの洗浄方法をレジスト現像後の洗浄工程に適用した例
である。先ず、ステップＳ６１に示すように、ウエハ上
に所定のパターンを有するレジストを形成し、このレジ
スト露光する。次に、ステップＳ６２に示すように、所
定の現像液により前記レジストを現像して所定のパター
ンを形成する。次に、ステップＳ６３に示すように、ウ
エハの表面に還元水を噴射してスピンリンスを行い、前
記現像液を除去する。次に、ステップＳ６４に示すよう
に、ウエハをスピン乾燥する。ステップＳ６３における
ウエハのスピンリンス方法及びステップＳ６４に示すス
ピン乾燥方法は、前述の第１の実施例に示す方法と同一
である。本実施例によれば、レジスト現像後の洗浄工程
において、パーティクルの集中及びＣｕの溶出を抑制す
ることができる。
する。図８は本実施例の工程を示すフローチャート図で
ある。図８に示すように、本実施例は本発明に係るウエ
ハの洗浄方法をレジスト現像後の洗浄工程に適用した例
である。先ず、ステップＳ６１に示すように、ウエハ上
に所定のパターンを有するレジストを形成し、このレジ
スト露光する。次に、ステップＳ６２に示すように、所
定の現像液により前記レジストを現像して所定のパター
ンを形成する。次に、ステップＳ６３に示すように、ウ
エハの表面に還元水を噴射してスピンリンスを行い、前
記現像液を除去する。次に、ステップＳ６４に示すよう
に、ウエハをスピン乾燥する。ステップＳ６３における
ウエハのスピンリンス方法及びステップＳ６４に示すス
ピン乾燥方法は、前述の第１の実施例に示す方法と同一
である。本実施例によれば、レジスト現像後の洗浄工程
において、パーティクルの集中及びＣｕの溶出を抑制す
ることができる。
【００３９】
【実施例】以下、本発明の実施例方法によりウエハを洗
浄し、その効果について、その特許請求の範囲から外れ
る比較例と比較して具体的に説明する。先ず、直径が２
００ｍｍであり、表面にＣｕからなる配線及び膜厚が約
１００ｎｍである熱酸化膜が形成されたウエハを３枚用
意した。次に、このウエハをスピン洗浄した。このと
き、１枚のウエハは純水によりスピン洗浄を行い、他の
１枚のウエハはＣＯ２水によりスピン洗浄を行い、更に
他のウエハは前述の第１の実施例に示す還元水によりス
ピン洗浄した。その後、これらのウエハをスピン乾燥さ
せた。これらの３枚のウエハのスピン洗浄工程及びスピ
ン乾燥工程において、洗浄水の種類以外の条件は前述の
第１の実施例に示す条件と同一とした。
浄し、その効果について、その特許請求の範囲から外れ
る比較例と比較して具体的に説明する。先ず、直径が２
００ｍｍであり、表面にＣｕからなる配線及び膜厚が約
１００ｎｍである熱酸化膜が形成されたウエハを３枚用
意した。次に、このウエハをスピン洗浄した。このと
き、１枚のウエハは純水によりスピン洗浄を行い、他の
１枚のウエハはＣＯ２水によりスピン洗浄を行い、更に
他のウエハは前述の第１の実施例に示す還元水によりス
ピン洗浄した。その後、これらのウエハをスピン乾燥さ
せた。これらの３枚のウエハのスピン洗浄工程及びスピ
ン乾燥工程において、洗浄水の種類以外の条件は前述の
第１の実施例に示す条件と同一とした。
【００４０】次に、スピン乾燥後のウエハの表面電位を
測定した。図９は、横軸に洗浄水の種類をとり縦軸に表
面電位の最大値をとって、各ウエハの表面電位を示すグ
ラフ図である。なお、表面電位は酸化膜の膜厚により異
なり、図９に示す表面電位は、ウエハ表面に膜厚が約１
００ｎｍである熱酸化膜が形成されている場合の値であ
る。また、ウエハに帯電する電荷は負であるが、図９に
おいては正の値として示している。図９に示すように、
純水により洗浄したウエハの表面電位は約３０Ｖと最も
高かった。ＣＯ２水により洗浄したウエハの表面電位は
約５Ｖと純水を使用する場合と比較して低かった。ま
た、還元水により洗浄したウエハの表面電位は、ＣＯ２
水により洗浄したウエハよりも更に低かった。
測定した。図９は、横軸に洗浄水の種類をとり縦軸に表
面電位の最大値をとって、各ウエハの表面電位を示すグ
ラフ図である。なお、表面電位は酸化膜の膜厚により異
なり、図９に示す表面電位は、ウエハ表面に膜厚が約１
００ｎｍである熱酸化膜が形成されている場合の値であ
る。また、ウエハに帯電する電荷は負であるが、図９に
おいては正の値として示している。図９に示すように、
純水により洗浄したウエハの表面電位は約３０Ｖと最も
高かった。ＣＯ２水により洗浄したウエハの表面電位は
約５Ｖと純水を使用する場合と比較して低かった。ま
た、還元水により洗浄したウエハの表面電位は、ＣＯ２
水により洗浄したウエハよりも更に低かった。
【００４１】図１０（ａ）及び（ｂ）は、横軸、即ちＸ
軸及びＹ軸にウエハ表面の位置をとり、縦軸、即ちＺ軸
に表面電位をとって洗浄後のウエハにおける表面電位分
布の測定結果を示すグラフ図であり、（ａ）は純水によ
り洗浄したウエハの表面電位分布、（ｂ）は還元水によ
り洗浄したウエハの表面電位分布を示す。図１０（ａ）
に示すように、純水によりスピン洗浄した場合は、ウエ
ハ中央部に電位が低い領域が発生した。これに対して、
図１０（ｂ）に示すように、還元水によりスピン洗浄し
た場合は、ウエハの表面電位が面内で均一となった。
軸及びＹ軸にウエハ表面の位置をとり、縦軸、即ちＺ軸
に表面電位をとって洗浄後のウエハにおける表面電位分
布の測定結果を示すグラフ図であり、（ａ）は純水によ
り洗浄したウエハの表面電位分布、（ｂ）は還元水によ
り洗浄したウエハの表面電位分布を示す。図１０（ａ）
に示すように、純水によりスピン洗浄した場合は、ウエ
ハ中央部に電位が低い領域が発生した。これに対して、
図１０（ｂ）に示すように、還元水によりスピン洗浄し
た場合は、ウエハの表面電位が面内で均一となった。
【００４２】また、スピン洗浄中におけるＣｕの溶出量
を測定した。図１１は横軸に洗浄水の種類をとり縦軸に
Ｃｕ配線の膜厚の減少量をとって、スピン洗浄中におけ
るＣｕの溶出量を示すグラフ図である。図１１に示すよ
うに、還元水を使用した場合のスピン洗浄中におけるＣ
ｕの溶出量は、ＣＯ２水を使用した場合の約１／２０、
純水を使用した場合の約１／２であった。
を測定した。図１１は横軸に洗浄水の種類をとり縦軸に
Ｃｕ配線の膜厚の減少量をとって、スピン洗浄中におけ
るＣｕの溶出量を示すグラフ図である。図１１に示すよ
うに、還元水を使用した場合のスピン洗浄中におけるＣ
ｕの溶出量は、ＣＯ２水を使用した場合の約１／２０、
純水を使用した場合の約１／２であった。
【００４３】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
ウエハのスピン洗浄工程において、ウエハ上に電荷が蓄
積することを抑制でき、ウエハ中央部におけるゲート酸
化膜の破壊及びパーティクルの集中を防止することがで
きる。また、ウエハ上に形成された配線及び電極等を構
成する金属膜の溶出を防止することができる。
ウエハのスピン洗浄工程において、ウエハ上に電荷が蓄
積することを抑制でき、ウエハ中央部におけるゲート酸
化膜の破壊及びパーティクルの集中を防止することがで
きる。また、ウエハ上に形成された配線及び電極等を構
成する金属膜の溶出を防止することができる。
【図１】本発明の第１の実施例に係るウエハの洗浄方法
を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
【図２】横軸に水溶液のｐＨをとり、縦軸に酸化還元電
位をとって水溶液中におけるＣｕの状態を示すＣｕ−水
溶液系のｐＨ−電位図である。
位をとって水溶液中におけるＣｕの状態を示すＣｕ−水
溶液系のｐＨ−電位図である。
【図３】本発明の第２の実施例における工程を示すフロ
ーチャート図である。
ーチャート図である。
【図４】本発明の第３の実施例における工程を示すフロ
ーチャート図である。
ーチャート図である。
【図５】本発明の第４の実施例における工程を示すフロ
ーチャート図である。
ーチャート図である。
【図６】本発明の第５の実施例における工程を示すフロ
ーチャート図である。
ーチャート図である。
【図７】本発明の第６の実施例における工程を示すフロ
ーチャート図である。
ーチャート図である。
【図８】本発明の第７の実施例における工程を示すフロ
ーチャート図である。
ーチャート図である。
【図９】横軸に洗浄水の種類をとり縦軸に表面電位の最
大値をとって、各ウエハの表面電位を示すグラフ図であ
る。
大値をとって、各ウエハの表面電位を示すグラフ図であ
る。
【図１０】（ａ）及び（ｂ）は、Ｘ軸及びＹ軸にウエハ
表面の位置をとりＺ軸に表面電位をとって洗浄後のウエ
ハにおける表面電位分布の測定結果を示すグラフ図であ
り、（ａ）は純水により洗浄したウエハの表面電位分
布、（ｂ）は還元水により洗浄したウエハの表面電位分
布を示す。
表面の位置をとりＺ軸に表面電位をとって洗浄後のウエ
ハにおける表面電位分布の測定結果を示すグラフ図であ
り、（ａ）は純水により洗浄したウエハの表面電位分
布、（ｂ）は還元水により洗浄したウエハの表面電位分
布を示す。
【図１１】横軸に洗浄水の種類をとり縦軸にＣｕ配線の
膜厚の減少量をとって、スピン洗浄中におけるＣｕの溶
出量を示すグラフ図である。
膜厚の減少量をとって、スピン洗浄中におけるＣｕの溶
出量を示すグラフ図である。
【図１２】従来の枚葉スピン方式によるウエハの洗浄方
法を示す斜視図である。
法を示す斜視図である。
１；ウエハ ２；ノズル
Claims (15)
- 【請求項１】 枚葉スピン方式のウエハのリンス工程に
て前記ウエハを洗浄する洗浄水において、比抵抗が１Ｍ
Ω・ｃｍ以下、ｐＨが７．５乃至９であり、水酸化アン
モニウム、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイ
ド又はコリンを含有し、還元性であることを特徴とする
洗浄水。 - 【請求項２】 酸化還元電位が−０．７乃至−０．２Ｖ
であることを特徴とする請求項１に記載の洗浄水。 - 【請求項３】 水素ガスを０．２乃至５ｐｐｍの濃度で
含有することを特徴とする請求項１又は２に記載の洗浄
水。 - 【請求項４】 枚葉スピン方式のリンス工程にてウエハ
を洗浄する方法において、ウエハをこのウエハの表面に
垂直な軸を中心として回転させながら、比抵抗が１ＭΩ
・ｃｍ以下、ｐＨが７．５乃至９であり、水酸化アンモ
ニウム、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド
又はコリンを含有し、還元性である洗浄水を前記ウエハ
の表面に噴射して前記表面を洗浄する工程を有すること
を特徴とするウエハの洗浄方法。 - 【請求項５】 前記洗浄水の酸化還元電位が−０．７乃
至−０．２Ｖであることを特徴とする請求項４に記載の
ウエハの洗浄方法。 - 【請求項６】 前記洗浄水が水素ガスを０．２乃至５ｐ
ｐｍの濃度で含有することを特徴とする請求項４又は５
に記載のウエハの洗浄方法。 - 【請求項７】 前記ウエハの回転数が２０乃至４０００
ｒｐｍであることを特徴とする請求項４乃至６のいずれ
か１項に記載のウエハの洗浄方法。 - 【請求項８】 前記洗浄水の流量が０．２乃至５リット
ル／分であることを特徴とする請求項４乃至７のいずれ
か１項に記載のウエハの洗浄方法。 - 【請求項９】 前記洗浄水により洗浄されたウエハをス
ピン乾燥する工程を有することを特徴とする請求項４乃
至８のいずれか１項に記載のウエハの洗浄方法。 - 【請求項１０】 前記ウエハを洗浄する工程は、前記ウ
エハの表面をＣＭＰにより平坦化した後のウエハの洗浄
工程であって、前記ウエハに対してＣＭＰによる平坦化
処理を行い、前記平坦化処理後のウエハを薬液を使用し
たブラシスクラブにより洗浄し、更にウエハを純水又は
前記洗浄水を使用したブラシスクラブにより洗浄し、そ
の後ウエハを薬液によるスピンリンスにより洗浄した後
に行われることを特徴とする請求項４乃至８のいずれか
１項に記載のウエハの洗浄方法。 - 【請求項１１】 前記ウエハを洗浄する工程は前記ウエ
ハの裏面洗浄工程における表面保護工程であって、前記
ウエハの裏面を薬液により洗浄しながらこのウエハの表
面に対して行われることを特徴とする請求項４乃至８の
いずれか１項に記載のウエハの洗浄方法。 - 【請求項１２】 前記ウエハを洗浄する工程は前記ウエ
ハの表面から有機膜を剥離する有機剥離工程後の洗浄工
程であって、表面に有機膜が形成された前記ウエハをド
ライエッチングし、前記ドライエッチング後のウエハか
ら前記有機膜を有機系薬液により剥離した後に行われる
ことを特徴とする請求項４乃至８のいずれか１項に記載
のウエハの洗浄方法。 - 【請求項１３】 前記ウエハを洗浄する工程は、前記ウ
エハの表面にマルチオキサイドのゲート酸化膜を形成す
る際の洗浄工程であって、前記ウエハの表面に第１の酸
化膜を形成し、この第１の酸化膜上にレジストを形成
し、このレジストをマスクとして前記第１の酸化膜をウ
エットエッチングすることにより前記第１の酸化膜を選
択的に除去し、前記ウエハに対して第１のリンス洗浄を
行い、前記レジストを除去し、前記ウエハに対して第２
のリンス洗浄を行い、前記ウエハを酸性又はアルカリ性
の薬液により洗浄し、前記ウエハに対して第３のリンス
洗浄を行って前記薬液を除去し、第２の酸化膜を形成す
るマルチオキサイドのゲート酸化膜の形成工程における
前記第１乃至第３のリンス洗浄のうち少なくとも１のリ
ンス洗浄であることを特徴とする請求項４乃至８のいず
れか１項に記載のウエハの洗浄方法。 - 【請求項１４】 前記ウエハを洗浄する工程は前記ウエ
ハの表面にゲート電極を形成した後の洗浄工程であっ
て、前記ウエハ上にレジストを形成しこのレジストをマ
スクとしてゲート電極層をドライエッチングを行うこと
によりゲート電極を形成し、前記レジストを前記ウエハ
から剥離し、前記ウエハを酸性又はアルカリ性の薬液に
より洗浄した後に行われることを特徴とする請求項４乃
至８のいずれか１項に記載のウエハの洗浄方法。 - 【請求項１５】 前記ウエハを洗浄する工程は前記ウエ
ハ上に形成されたレジストを現像した後の洗浄工程であ
って、前記ウエハ上にレジストを形成し、形成された前
記レジストを露光し、前記露光されたレジストを現像し
た後に行われることを特徴とする請求項４乃至８のいず
れか１項に記載のウエハの洗浄方法。
Priority Applications (5)
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|---|---|---|---|
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| CNB021230102A CN1177355C (zh) | 2001-06-13 | 2002-06-13 | 用于清洗晶片的清洗水和清洗晶片的方法 |
| US10/167,442 US6797648B2 (en) | 2001-06-13 | 2002-06-13 | Cleaning water for cleaning a wafer and method of cleaning a wafer |
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|---|---|---|---|
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|---|---|
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|---|---|---|---|
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