JP2002504760A - 半導体ウエハを洗浄する装置と方法 - Google Patents

半導体ウエハを洗浄する装置と方法

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JP2002504760A JP2000533235A JP2000533235A JP2002504760A JP 2002504760 A JP2002504760 A JP 2002504760A JP 2000533235 A JP2000533235 A JP 2000533235A JP 2000533235 A JP2000533235 A JP 2000533235A JP 2002504760 A JP2002504760 A JP 2002504760A
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、超純乾燥蒸気を使用してポストエッチ半導体ウエハ（２３０）を洗浄する装置と方法に関する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 （発明の分野） 本発明の分野は、より詳しくは半導体ウエハを洗浄する装置と方法を含む半導
体処理の方法と装置に関する。
【０００２】 （技術的背景） 半導体ウエハの製造は、しばしば１００を越える多くの工程を必要とする。こ
れらの内、３０以上は、処理工程間のウエハの洗浄に関するものである。これら
の洗浄工程の内で最も重要なのは、ポストエッチ洗浄に関する。
【０００３】 ウエハ製造の工程順序において、エッチングは典型的にはマスキングの後に起
こる。マスキングの一方法は、感光性ポリマーである「フォトレジスト」の薄膜
をウエハ表面上の前もって処理した層に張り、次に、エッチング工程で作製され
るべき形態の写真像にすぎない「マスク」を介して強い光にさらす作業で行われ
る。露光後、フォトレジストは現像され、現像されていないフォトレジストが除
去される。典型的にはこの後に、残りのフォトレジストを硬化するベーキング工
程が続く。それから、ウエハはエッチング工程の準備ができている。
【０００４】 エッチング工程中、硬化されたフォトレジストで保護されていないウエハの層
のの材料が除去される。あるエッチング工程の目標は、材料のエッチングが異方
性である、即ち、それが一方向、典型的にはウエハの表面の平面に直角に起こる
ことである。半導体製造で使用される二つの公知の型式のエッチングは、化学的
エッチングと物理的又はドライエッチングである。化学的エッチング工程は異方
性ではない、即ち、エッチング薬品は、直角にエッチングされるべき層の保護さ
れていない材料を溶解すると共に、作製されているキャビティの側壁からエッチ
ングされるべき層の材料も溶解して、垂直でない側壁を作製する。換言すれば、
それは、硬化されたフォトレジストの下方から材料を浸食する。一方、エッチン
グされるべき層の材料が高エネルギーイオンで衝撃される作業である物理的エッ
チングは、はるかに異方性が強いと共に、現在、異方性エッチングが望ましい時
に高密度ウエハ製造を選択する手段である。
【０００５】 しかしながら、物理的エッチングは別の問題を引き起こす。ウエハが受けるイ
オンの極端に高いエネルギーのために、ウエハを構成する層の金属及び他の材料
と高エネルギーイオンの反応によって望ましくない化合物が形成され得る。形成
されるこれらの化合物の性質は、ウエハを衝撃するのに使用されるイオンの型式
と、製造するデバイスの特定の層を構成するのに使用される材料とに依存する。
例えば、弗素及び塩素化学は現代の半導体製造における一般的な高エネルギーイ
オン源であり、多くの型式の半導体ウエハの層は、典型的に、チタン、アルミニ
ウム、タングステンとシリコン等の材料を含む。
【０００６】 よって、チタン、アルミニウム、タングステンとシリコンの弗化物又は塩化物
が、これらの元素を含有するウエハの物理的エッチング中に形成され得る。形成
される塩化物と弗化物の多くは、エッチング条件下で揮発性であるので、エッチ
ング領域から直ちに移動して問題を生じない。しかしながら、これらの揮発性化
合物と共に、ある不揮発性自然金属も、高エネルギーイオンでエッチングされる
層の望んでいない領域内にスパッターされることが知られている。不揮発性であ
るので、これらのスパッターされた金属は、エッチング中に作製されるキャビテ
ィの内面に付着しがちである。
【０００７】 エッチング中の揮発性化合物の形成とスパッターされる自然金属に加えて、多
種の不揮発性化合物が上記元素と高エネルギーイオンの反応によって形成される
ことが知られている。自然金属のように、これらの不揮発性化合物も、エッチン
グ工程中に作製されるキャビティの内面に堆積又は付着しがちである。ウエハ製
造作業をエッチングの後に続ける前に、これらの無用の金属及び不揮発性化合物
の残留物を除去することが望ましい。
【０００８】 一例としてこれに限定されるものでないが、残留物形成を伴う三つの型式のド
ライエッチング法は、ビアエッチング、パターンエッチングとスモールコンタク
トホールエッチングである。 ビアは、ウエハ上の金属層間にエッチングされた穴で、後でビアに導電性材料
を充填することによって層間の電気的接続が図られる。ビア中の無用の残留物は
、電気的接続を妨害して、作製される回路の動作に悪影響を及ぼす。
【０００９】 パターンエッチングは、従来の電気回路の配線に相当する回路を形成するよう
に金属層にチャネルをエッチングする作業である。無用の残留物は、チャネルに
詰って、例えば、チャネル内に不連続部（断線と等価）を形成したり、２個以上
のチャネル間にブリッジを形成（実質的に短絡を形成）する。
【００１０】 金属層間の接触を与えるために形成されるというよりも、スモールコンタクト
ホールが、トランジスタの形成に典型的に使用される手順である珪化物の層間の
物理的接触を提供する点を除いて、スモールコンタクトホールエッチングはビア
エッチングに類似している。スモールコンタクトホールエッチングの間、フォト
レジストポリマーの層は、しばしば、エッチングされたキャビティの底に形成さ
れる。このポリマーは典型的に非導電性である、即ち、それは絶縁物であるから
、所定位置に残されると、パッケージングされたデバイスの故障の原因になる。
【００１１】 殆どの半導体製作技術において、エッチングが一旦完了すると、硬化されたフ
ォトレジストをウエハの表面から事実上燃焼するために高エネルギープラズマを
使用するドライアッシングによって、残りのフォトレジストが除去される。アッ
シングの後に残るものは、ビア、パターンエッチとスモールコンタクトホール内
の無用の自然金属と不揮発性化合物の残留物と共に、エッチング中にフォトレジ
スト形態の縁部に付着した自然金属及び不揮発性化合物によるこれらの領域の縁
部における無用の残留物のマウンドを含有するエッチングされたウエハである。
【００１２】 エッチングされた表面から残留物を除去する一般に知られた方法は化学的湿式
洗浄である。しかしながら、化学的湿式洗浄は問題を抱える。使用される薬品が
、極端に高純度でなければならないため、非常に高価である。更に、使用される
薬品の多くは、人間の健康と安全に対してだけでなく環境に対しても極めて危険
である。例えば、一般に使用される湿式洗浄手順は、硫酸、硝酸、弗化水素酸、
塩酸、燐酸、水酸化アンモニウム、過酸化水素と多種の有機溶剤等の薬品を用い
る。これらの薬品は、作業者と環境に危険であるばかりなく、非常に大きな処理
問題を提起する。更に、化学的湿式洗浄手順は、巨大な量の水を使用しがちで、
例えば、殆どの場合、各化学的洗浄工程の間に水洗が必要である上、洗浄が完了
した時には非常に完全な最終的な水洗が必要となる。典型的な半導体メーカーは
、１日当り６００万ガロンもの水を使用し、水洗手順は使用されるその水の多く
を占めると推定されている。
【００１３】 湿式洗浄の別の問題は処理量である。即ち、湿式洗浄は、典型的に、いくつか
の化学的洗浄と水洗のサイクルを含む時間のかかる多工程作業である。例えば、
ＲＣＡ洗浄として知られる湿式洗浄手順は、１０以上の工程を有し、硫酸、過酸
化水素と水酸化アンモニウムを使用すると共に、全洗浄サイクルを完了するのに
１時間以上かかる。洗浄と水洗がされた後のウエハ乾燥工程だけで１０〜１５分
消費する。
【００１４】 特に面倒な問題が、ウエハを水洗するのに使用される水が熱い時にビアの湿式
洗浄中に起こる。その問題は、又、残留物が水溶性である時に採用し得る手法で
ある熱水浸漬が残留物を除去する唯一の方法として使用される時にも生じる。そ
の問題は、ベーマイトや酸化アルミニウムの生成である。ウエハを１００℃の水
に１−２秒間浸漬するだけで、ビアを完全に充填するベーマイトを生成するのに
十分である。ベーマイトは、非導電性、即ち、絶縁物であるので、これは半導体
デバイスの故障の原因になる。ベーマイトの生成に加えて、熱水浸漬の使用は、
上述したように非常に時間のかかる工程であるウエハ乾燥工程を必要とする。
【００１５】 最後に、半導体が回路でより高密度に詰め込まれると共に、エッチングされた
チャネル及び穴がより微小になるにつれて、洗浄手順は、より小さい残留物粒子
を除去できなければならない。大きさが０．１ミクロンより小さい残留物の除去
が、通例として望ましくなっている。しかしながら、湿式洗浄法は、大きさが約
０．２ミクロンの粒子で効用限界に到達すると言われてきた。
【００１６】 いくつかの乾式洗浄法が知られているが、それらにも問題が無いわけではない
。例えば、前述したように、スモールコンタクトホールエッチングの間、ポリマ
ー絶縁層が、エッチングされたキャビティの底で珪化物の表面にしばしば形成さ
れる。このポリマーは、不揮発性で、且つ、耐火性であると共に、除去するのに
かなりのエネルギーを必要とする。このポリマー残留物を除去するのに今日使用
されている乾式洗浄法は、エネルギーを与えたアルゴンイオンでその酸化物を珪
化物から吹き飛ばすことから成る。しかしながら、コンタクトホールの直径が非
常に一般的になっている０．２５ミクロンより小さい時、この方法は、得られる
イオンビームの入射角の限界により非効果的となる。
【００１７】 更に、既存の乾式洗浄法は、一般に、相対的に反応性のある種を使用する。例
えば、ＣｌＦ3とＨＦ等のプロセスガスから形成される反応性気体状ラジカルの 使用が提案されている。他の手順では、レーザー光と窒素及びアルゴン等の推進
ガスが、吹き飛ばされた残留物を除去するのに使用される。これらの方法と材料
のエネルギーは十分に高く、それらに対する反応性は、エッチングされた表面の
側壁と金属層を攻撃するから、ウエハを洗浄しながらウエハを損傷する。
【００１８】 それと反対に、本発明の装置と方法は、安全で、迅速で、効率的で相対的に低
エネルギーで残留物をポストエッチウエハから乾式洗浄する。
【００１９】 （発明の概要） 本発明は、気化液体を使用して半導体ウエハからポストエッチ残留物を洗浄す
る装置と方法である。液体はチャンバー内に配置されることが好ましい。好まし
くは、このチャンバーは、洗浄すべきウエハを収容するプロセスチャンバーから
分離される。好ましくは、洗浄作業は、液体を選択温度まで加熱することを備え
る。その作業のある時点で、プロセスチャンバー内の圧力が選択圧力まで下げら
れる。選択圧力と選択温度において液体が気化状態で存在するように、液体の温
度とプロセスチャンバー内の圧力が設定される。
【００２０】 液体とプロセスチャンバーの間の連通が設立された時、液体の圧力はプロセス
チャンバー内の圧力と等しくなり、液体は気化状態に変換される。本発明の好ま
しい実施形態において、プロセスチャンバー内の圧力と液体が平衡する時、残留
圧力が、液体を蒸気状態に単に維持するのに必要なものよりまだ低いように、プ
ロセスチャンバー内に生じさせる圧力が選択される。即ち、形成される蒸気は、
過熱されるので、選択圧力で気化状態を維持するのに必要なものより多くの熱エ
ネルギーを有する。過熱された蒸気は、実質的に全く液体を含有せず、乾燥して
いる。
【００２１】 液体の揮発の間、いくつかの液滴が解放された蒸気に運ばれれ、蒸気が乾燥し
ていないことがあり得る。そこで、本発明の一態様において、装置は、このよう
に運ばれる液滴を遮断及び除去するそらせ板を備える。
【００２２】 乾燥蒸気は、好ましくは、液体を保持するチャンバーとプロセスチャンバーの
間の差圧によって、プロセスチャンバーに導入されて、ウエハの表面に衝突し、
熱エネルギーと運動エネルギーの組合せで無用の残留物をウエハから除去すると
考えられる。プロセスチャンバー内の圧力は、実際の洗浄中に蒸気がたとえ冷却
されても確実に乾燥されたままであるのに十分に低く維持されることが好ましい
。即ち、蒸気は液体に凝縮しない。
【００２３】 一旦実際の洗浄が完了すると、チャンバー間の連通は終了される。残りの蒸気
と残留物はプロセスチャンバーから排出される。残りの蒸気と残留物がプロセス
チャンバーから除去された時、プロセスチャンバー内の圧力は大気圧まで上げら
れて、プロセスチャンバーが開放され、清浄な乾燥ウエハが取外される。
【００２４】 本発明の別の態様において、ウエハホルダは、ドライバに接続されたチャック
であり、チャック（と止着されたウエハ）は洗浄作業中に回転させることができ
る。
【００２５】 本発明の別の態様において、液体供給溜めは液体供給ラインによって液体チャ
ンバーに接続される。液体供給ラインは、閉鎖された時に液体供給溜めを液体チ
ャンバーから隔離する弁を有する。
【００２６】 本発明の更に別の態様は、液体の加熱と液体チャンバー内の圧力の付随する増
加を監視する圧力センサーと温度センサーを液体チャンバー内に備える。
【００２７】 本発明の別の態様において、プロセスチャンバー内の圧力と、プロセスチャン
バーと液体チャンバーの間の連通が設立された時の両チャンバー内の圧力は、エ
バクタによって大気圧より低く減少及び維持される。
【００２８】 気化液体をプロセスチャンバーからより効果的に除去し、エバクタを最適効率
で操作すると共に、エバクタを気化液体及び／又は液体自身から保護するために
、プロセスチャンバーとエバクタの間に配置されたコールドトラップは本発明の
更に別の態様を構成する。
【００２９】 本発明の更に別の態様において、洗浄すべきウエハと蒸気が接触する前及び間
に液体又は蒸気と接触する装置の全ての部品が非汚染材料で形成される。そこで
、本発明の好ましい実施形態において、液体供給溜めと、液体供給溜めを液体チ
ャンバーに接続する管及び弁と、液体チャンバー自身と、液体チャンバーをプロ
セスチャンバーに接続するコネクタ管及び弁と、液体チャンバー内の温度センサ
ー及び圧力センサーと、ウエハホルダーと、プロセスチャンバーの壁とが全て非
汚染材料で形成される。
【００３０】 本発明の別の態様において、蒸気はプロセスチャンバーにノズルを介して入り
、又、ノズルは、プロセスチャンバー内に配置され、蒸気をプロセスチャンバー
に導入する管の端に接続されていると共に、洗浄すべきウエハの表面に蒸気を分
散させ得る。本発明の好ましい実施形態において、ノズルは非汚染材料で形成さ
れる。
【００３１】 本発明の別の好ましい実施形態において、液体は超純水であり、又、蒸気は超
純乾燥蒸気である。
【００３２】 （発明の詳細な説明） 超純乾燥蒸気を使用してポストエッチ半導体ウエハを洗浄する装置と方法をこ
こに説明する。ポストエッチウエハ２３０が、ウエハホルダ２００に止着されて
、プロセスチャンバー２２０内に配置される。ポストエッチウエハ２３０は、エ
ッチングを受けてから、残留フォトレジストを除去した半導体ウエハである。製
造される特定の半導体に応じて、ポストエッチウエハ２３０は、数サイクルのエ
ッチング、従って、残留物形成を受けていることもあることが理解されるだろう
。本発明の装置と方法は、半導体製造のいかなる段階でのエッチング後に残るポ
ストエッチ残留物も安全に、且つ、効果的に除去する。
【００３３】 本発明の好ましい実施形態において、ウエハホルダ２００は、圧力パッド、拘
束フィンガー等によりポストエッチウエハ２３０を所定位置に止着する機械的チ
ャックである。ポストエッチウエハ２３０は、洗浄作業を通してウエハホルダ２
００と当接したままであるようにウエハホルダ２００に止着される。圧力パッド
又はフィンガーがウエハ２３０から離隔移動する時、ウエハ２３０をウエハホル
ダ２００から取外すことができる。
【００３４】 弁２４０と２４１を開放して、エバクタ２６０の電源を入れると共に、超純水
１２０が不図示の水溜めから給水管１７０を介して水チャンバー１５０に導入さ
れる。弁２４０は、水チャンバー１５０とプロセスチャンバー２２０の間の流体
と気体の流れを規制し得る一方、弁２４１は、水チャンバー１５０と不図示の水
溜めの間の流体と気体の流れを規制し得る。本発明の好ましい実施形態において
、弁２４０はポペット弁である。 エバクタ２６０は、プロセスチャンバー２２０内に、弁２４０が開放されてい
る時はプロセスチャンバー２２０と水チャンバー１５０の両方内に大気圧より低
い圧力を作製及び維持し得る。本発明の好ましい実施形態において、エバクタ２
６０はルーツブロアである。
【００３５】 水チャンバー１５０は、水を保持すると共に、約室温から約１８０℃までの温
度を収容でき、且つ、約２００ｐｓｉまでの圧力に耐え得る。不図示の水溜め、
給水管１７０と水チャンバー１５０は非汚染材料から成る。限定されるものでは
ないが、本発明で有用な非汚染材料の例は、石英、テフロン（Ｔｅｆｌｏｎ）又
はポリ弗化ビニリデン等のフルオロカーボンポリマーと、フルオロカーボン被覆
金属等のフルオロカーボン被覆材料である。本発明の好ましい実施形態において
、水チャンバーは石英容器から成り、水溜めはフルオロカーボンポリマー被覆金
属容器から成り、又、給水管はフルオロカーボンポリマーから成る。
【００３６】 超純水１２０は、極めて微小な量のイオン材料を含有する。水の超純度の典型
的な尺度はその抵抗率であり、即ち、含有されるイオン材料がより少なくなるに
つれて、それは電気をより流すことができなくなる。本発明の好ましい実施形態
において、超純水１２０は、約１０ＭΩ（メガオーム）から約１６ＭΩの抵抗率
を有する。
【００３７】 所望の量の超純水１２０が水チャンバー１５０に導入された時、弁２４０と弁
２４１は閉鎖される。エバクタ２６０はプロセスチャンバー２２０内の圧力を大
気圧より低く下げる作業を開始する。作業者が発生した蒸気に付与したい熱エネ
ルギー及び運動エネルギーに応じて、水温が作業者によって選択される。選択さ
れる温度は、約２５℃と約１５０℃の間、より好ましくは約７０℃と約１２５℃
の間、又は、本発明の好ましい実施形態では、約９５℃と約１０５℃の間であり
得る。水チャンバー１５０内の超純水１２０の温度は、水チャンバー１５０に連
結された温度センサー１１０によって測定される。温度センサー１１０は、測定
温度を直接表示してもよいし、別個の温度表示モニターに接続されてもよい。本
発明の好ましい実施形態において、温度変化を検知すると共に、次に、選択温度
を維持するように、直接又は間接的にヒーター１４０を制御し得る熱電対から温
度センサー１１０は成る。
【００３８】 水チャンバー１５０を加熱するヒーター１４０、コネクタ管１２１と１２２、
弁２４０とプロセスチャンバー２２０を加熱するヒーター１４１と、ウエハホル
ダ２００を加熱するヒーター１４２が、電源入りにされると共に、同じ予備選択
温度に設定される。ヒーター１４０、１４１と１４２の各々は、約室温から約１
８０℃までの温度を生成及び維持し得る。ヒーター１４０、１４１と１４２は同
じ型式でも異なる型式でもよい。本発明の好ましい実施形態において、ヒーター
１４０、１４１と１４２は同じ型式であり、各々は、オハイオ州、サークルビル
のデュポンハイパフォーマンスフィルムズ社（Ｄｕｐｏｎｔ Ｈｉｇｈ Ｐｅｒ
ｆｏｒｍａｎｃｅ Ｆｉｌｍｓ）から販売されているケプトン（Ｋｅｐｔｏｎ）
ヒーター等のシリコンゴムヒーターから成る。
【００３９】 コールドトラップ２５０は、約+２０℃から約−７８℃、より好ましくは約+２
０から約−１０℃、又は、本発明の好ましい実施形態では約+１０℃から約+５℃
の温度に冷却される。本発明の好ましい実施形態において、コールドトラップ２
５０は、限定されるわけでないが冷却されたエチレングリコール等の冷却された
液体が壁の間の空間内を循環される二重壁容器から成る。
【００４０】 プロセスチャンバー２２０内でエバクタ２６０によって生成されるべき適当な
減圧は、予備選択された温度において超純水１２０が気体状態で存在する圧力を
決定することによって選択される。プロセスチャンバー２２０内の圧力は圧力セ
ンサー１８１によって選択される。圧力センサー１８１は、プロセスチャンバー
２２０内で測定された圧力を直接表示してもよいし、別個の表示モニターに接続
されてもよい。本発明の好ましい実施形態において、圧力センサー１８１は半導
体圧力変換器である。超純水１２０の加熱に起因する水チャンバー１５０内の圧
力を測定する圧力センサー１８０も、本発明の好ましい実施形態において、半導
体圧力変換器である。圧力センサー１８０は、水チャンバー１５０内の圧力を直
接表示してもよいし、別個の表示モニターに接続されてもよい。
【００４１】 作業中に装置内に生成及び維持されるべき適当な圧力の決定は、超純水１２０
を気体状態に変換及び維持するためにどれだけの圧力を達成すべきかを直接読取
れる圧力／温度関係の刊行された表及び図表を参照して容易になされる。プロセ
スチャンバー２２０内の圧力は、超純水１２０を気体状態に丁度維持すると計算
されものより低く下げることが好ましい、即ち、弁２４０が開放されている時、
プロセスチャンバー２２０と水チャンバー１５０の平衡圧力により、生成される
蒸気が、過熱されて、単に気体状態を維持するために必要なものより多くの熱エ
ネルギーを持つ。本発明の好ましい実施形態において、弁２４０が開放される前
に圧力センサー１８１によって指示されるプロセスチャンバー２２０内の圧力は
、予備選択温度において超純水１２０を蒸気に丁度変換させると計算されたもの
より約５トルから約１０トル低く調節される。
【００４２】 ウエハ２３０が止着されたウエハホルダ２００は、ドライバ２１０によって回
転させられる。本発明の好ましい実施形態において、ウエハホルダ２００に止着
されたウエハ２３０の平面に垂直な軸心の回りでウエハホルダ２００を回転させ
得るドライバ２１０は、直接駆動モーターである。
【００４３】 弁２４０が開放される。水チャンバー１５０内の超純水１２０は超純蒸気に変
換する。蒸気は、連行された水滴を捕捉するそらせ板１６０の回りを通過する。
本発明の好ましい実施形態において、水チャンバー１５０内の超純水１２０のレ
ベルの上方に置かれて、水チャンバー１５０を弁２４０に接続するコネクタ管１
２１への超純水１２０から形成される蒸気の直接の通路を妨害し、且つ、上述し
たような非汚染材料から成る中実板からそらせ板１６０は成る。
【００４４】 次に、乾燥蒸気は、コネクタ管１２１、弁２４０、コネクタ管１２２と蒸気ノ
ズル１９０を通過して、ポストエッチウエハ２３０に衝突する。本発明の好まし
い実施形態において、一端が封止されていると共に、蒸気をプロセスチャンバー
２２０に導入するコネクタ管１２２に他端が接続され、且つ、上述したような非
汚染材料から成る偏平管から蒸気ノズル１９０は成る。蒸気ノズル１９０は、ポ
ストエッチウエハ２３０の直径より少し長いと共に、ポストエッチウエハ２３０
に対向する偏平側の長さに沿って孔あけされている。
【００４５】 約５−約３０秒、より好ましくは約５−２０秒、又は、本発明の好ましい実施
形態では、約５−約１０秒の後に、弁２４０が閉鎖される。エバクタ２６０は、
プロセスチャンバー２２０から蒸気と除去された残留物粒子を引込み続ける。約
１０−約６０、より好ましくは約１５−約３０、又は、本発明の好ましい実施形
態では、約２０−約３０秒が経過した後、エバクタ２６０の電源が切られて、プ
ロセスチャンバー２２０内の圧力が大気圧に戻される。プロセスチャンバー２２
０が開放されて、清浄な乾燥ポストエッチウエハが装置から取外される。
【００４６】 （結論） 超純乾燥蒸気を使用してポストエッチ半導体ウエハから残留物を洗浄する装置
と方法を上述した。いくつかの実施形態と例が本発明を説明するために用いられ
たけれども、実施形態と例に対する変更を本発明の範囲と精神から逸脱すること
無しになし得ることは、当業者には明らかであるだろう。本発明の他の実施形態
は以下の請求項内に含まれている。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の超純乾燥蒸気ウエハ洗浄装置を示す。
【図２】 ドライエッチング法でビアの入り口の回りに吹き飛ばされた残留
物を示すビアの走査型電子顕微鏡写真である。
【図３】 本発明の方法を使用して残留物の除去を示すビアの走査型電子顕
微鏡写真である。
【図４】 本発明の方法を使用する洗浄前のビアの断面の走査型電子顕微鏡
写真である。
【図５】 本発明の方法を使用する洗浄後のビアの断面の走査型電子顕微鏡
写真である。
【図６】 本発明の装置と方法で洗浄されたアルミニウムパターンの断面の
走査型電子顕微鏡写真である。この顕微鏡写真は、本発明の装置と方法を使用し
てベーマイトが全く形成されないことを示す。
【符号の説明】
１２０ 超純水 １４０ ヒーター １５０ 水チャンバー １６０ そらせ板 １９０ 蒸気ノズル ２００ ウエハホルダ ２２０ プロセスチャンバー ２３０ ポストエッチウエハ ２５０ コールドトラップ ２６０ エバクタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ， ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ， ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，Ｌ Ｖ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ， ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，Ｕ Ｚ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims (30)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 水チャンバーと、水チャンバーに連結されたヒーターと、水
    チャンバーと操作上連係されたプロセスチャンバーと、水チャンバーに接続され
    た入力とプロセスチャンバーに接続された出力を有する弁と、プロセスチャンバ
    ー内に配置されたウエハホルダーと、プロセスチャンバーに連結されたエバクタ
    とを備える、ポストエッチ半導体ウエハを洗浄する装置。
  2. 【請求項２】 ウエハホルダが機械的チャックから成る請求項１に記載の装
    置。
  3. 【請求項３】 ウエハホルダに連結されていると共に、ウエハホルダを回転
    し得るドライバを備える請求項１に記載の装置。
  4. 【請求項４】 プロセスチャンバー内に配置された蒸気ノズルを備える請求
    項１に記載の装置。
  5. 【請求項５】 水チャンバー内に配置されたそらせ板を備える請求項１に記
    載の装置。
  6. 【請求項６】 水チャンバーに連結された圧力センサーと、水チャンバーに
    連結された温度センサーとを備える請求項１に記載の装置。
  7. 【請求項７】 プロセスチャンバーに連結された入力とエバクタに接続され
    た出力を有するコールドトラップを備える請求項１に記載の装置。
  8. 【請求項８】 エバクタがルーツブロアから成る請求項１に記載の装置。
  9. 【請求項９】 弁の入力を水チャンバーに連結する第１コネクタ管を備え、
    又、第１コネクタ管は、弁の入力に連結された第１端と水チャンバーに連結され
    た第２端を有する請求項１に記載の装置。
  10. 【請求項１０】 弁の出力をプロセスチャンバーに連結する第２コネクタ管
    を備え、又、第２コネクタ管は、弁の出力に連結された第１端とプロセスチャン
    バーに連結された第２端を有する請求項１に記載の装置。
  11. 【請求項１１】 弁に連結された第２ヒーターを備える請求項１に記載の装
    置。
  12. 【請求項１２】 第２ヒーターがプロセスチャンバーにも連結されている請
    求項１１に記載の装置。
  13. 【請求項１３】 第２ヒーターが第１コネクタ管にも連結されている請求項
    １２に記載の装置。
  14. 【請求項１４】 第２ヒーターが第２コネクタ管にも接続されている請求項
    １３に記載の装置。
  15. 【請求項１５】 コールドトラップの入力をプロセスチャンバーに連結する
    第３管を備え、又、第３管は、コールドトラップの入力に連結された第１端とプ
    ロセスチャンバーに連結された第２端を有する請求項７に記載の装置。
  16. 【請求項１６】 コールドトラップの出力をエバクタに連結する第４管を備
    え、又、第４管は、コールドトラップの出力に連結された第１端とエバクタに連
    結された第２端を有する請求項７に記載の装置。
  17. 【請求項１７】 水チャンバーが非汚染材料から成る請求項１に記載の装置
    。
  18. 【請求項１８】 非汚染材料が石英である請求項１７に記載の装置。
  19. 【請求項１９】 弁と、ウエハホルダと、プロセスチャンバーの内壁とが非
    汚染材料から成る請求項１に記載の装置。
  20. 【請求項２０】 弁と、ウエハホルダと、プロセスチャンバーの内壁とが、
    フルオロカーボンポリマーとフルオロカーボンポリマー被覆金属から成る群から
    独立して選択した非汚染材料で形成された請求項１に記載の装置。
  21. 【請求項２１】 蒸気ノズル、そらせ板、圧力センサー、温度センサー、第
    1コネクタ管と第２コネクタ管が非汚染材料から成る請求項４、５、６、９と１ ０のいずれかに記載の装置。
  22. 【請求項２２】 蒸気ノズル、そらせ板、圧力センサー、温度センサー、第
    1コネクタ管と第２コネクタ管が、フルオロカーボンポリマーとフルオロカーボ ンポリマー被覆金属から成る群から独立して選択した非汚染材料で形成された請
    求項４、５、６、９と１０のいずれかに記載の装置。
  23. 【請求項２３】 ポストエッチ半導体ウエハを超純乾燥蒸気に接触させる工
    程を備える、ポストエッチ半導体ウエハを洗浄する方法。
  24. 【請求項２４】 ポストエッチ半導体ウエハを超純乾燥蒸気に接触させる工
    程が、プロセスチャンバーに連結されているが閉鎖弁によってプロセスチャンバ
    ーから隔離された水チャンバー内で超純水を予備選択温度まで加熱する工程と、
    プロセスチャンバー内に配置された回転自在のウエハホルダに洗浄すべきポスト
    エッチ半導体ウエハを止着する工程と、プロセスチャンバー内の圧力を、予備選
    択温度において超純水を超純乾燥蒸気に変換させると計算された圧力まで下げる
    工程と、弁を開放することにより、水チャンバー内の超純水を超純乾燥蒸気に変
    換させる工程と、プロセスチャンバー内で回転自在のウエハホルダに止着された
    ポストエッチ半導体ウエハの洗浄すべき表面に対して超純乾燥蒸気を送る工程と
    を備える請求項２３に記載の方法。
  25. 【請求項２５】 予備選択温度が約３０℃から約１５０℃までである請求項
    ２４に記載の方法。
  26. 【請求項２６】 予備選択温度が約７０℃から約１２５℃までである請求項
    ２４に記載の方法。
  27. 【請求項２７】 予備選択温度が約９５℃から約１０５℃までである請求項
    ２４に記載の方法。
  28. 【請求項２８】 ポストエッチ半導体ウエハを回転自在のウエハホルダに止
    着する工程が機械的チャックを備える請求項２４に記載の方法。
  29. 【請求項２９】 プロセスチャンバー内の圧力が、予備選択温度において水
    を蒸気に変換させると計算された圧力よりも約５−１０トル低く下げられる請求
    項２４に記載の方法。
  30. 【請求項３０】 ポストエッチ半導体ウエハの洗浄すべき表面に対して超純
    乾燥蒸気を送る工程が蒸気ノズルを備える請求項２４に記載の方法。
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