JP2003068691A - Semiconductor substrate cleaning method and semiconductor substrate cleaning system - Google Patents

Semiconductor substrate cleaning method and semiconductor substrate cleaning system

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JP2003068691A
JP2003068691A JP2001252930A JP2001252930A JP2003068691A JP 2003068691 A JP2003068691 A JP 2003068691A JP 2001252930 A JP2001252930 A JP 2001252930A JP 2001252930 A JP2001252930 A JP 2001252930A JP 2003068691 A JP2003068691 A JP 2003068691A
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JP
Japan
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semiconductor substrate
spraying
performance
spray
polymer
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JP2001252930A
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Japanese (ja)
Inventor
Mitsuhide Abe
充秀 阿部
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem in a removing liquid spraying type polymer removing method in a conventional technique, of the difficulty in removing a residual substance, after dry etching completely and this substance degrades the removing performance of the removing liquid and causes the generation of particles resulting in concerned deterioration of the production yield. SOLUTION: In this method, functional water such as ozone water or hydrogen water is used, and each chemical liquid discharge spray body 6 is provided with an ultrasonic vibration propagating bar 2, thereby adding a physical performance for removing polymer with ultrasonic energy, in addition to a chemical removing performance with a chemical liquid, and thus, the polymer-removing performance can be improved. Also, by making ultrasonic vibration propagate to a chemical liquid having performance of removing an organic matter or a metal, this performance which the functional water such as ozone water or hydrogen water has, thereby can improve the particle removal performance.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製品製造に
おけるドライエッチ後の反応生成物などを除去するのに
適している半導体基板洗浄方法および半導体基板洗浄装
置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor substrate cleaning method and a semiconductor substrate cleaning apparatus suitable for removing reaction products after dry etching in the manufacture of semiconductor products.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、半導体製造工程、特に配線層間を
電気的につなぐための層間絶縁膜のコンタクトドライエ
ッチにはCF系のプロセスガスを使用するため、エッチ
ングガスと絶縁膜材料との反応生成物は、コンタクトド
ライエッチ後のコンタクト内にカーボンリッチなCF系
のポリマーとして残っていた。このようなドライエッチ
ング後のポリマーを除去するために、例えば、半導体基
板をフッ酸系剥離液の噴霧ノズルとリンス用純水噴霧ノ
ズルを有する洗浄装置のチャンバ内にセットし、低速で
ウェハカセットを回転させながら、フッ酸系剥離液を噴
霧してポリマーを除去した後、純水を噴霧して剥離液リ
ンスを行っていた。
2. Description of the Related Art Conventionally, since a CF type process gas is used in a semiconductor manufacturing process, particularly in a contact dry etching of an interlayer insulating film for electrically connecting wiring layers, a reaction generation of an etching gas and an insulating film material is performed. The product remained as a carbon-rich CF-based polymer in the contact after the contact dry etching. In order to remove the polymer after such dry etching, for example, a semiconductor substrate is set in a chamber of a cleaning device having a hydrofluoric acid-based stripping solution spray nozzle and a rinse pure water spray nozzle, and a wafer cassette is set at a low speed. While rotating, a hydrofluoric acid-based stripping solution was sprayed to remove the polymer, and then pure water was sprayed to rinse the stripping solution.

【0003】図3は、上記の剥離洗浄を行うチャンバ内
に薬液および薬液リンス用純水を与えることのできる従
来の噴霧式半導体基板洗浄装置の断面概略図である。こ
の噴霧式半導体基板洗浄装置は筒状をしており、19は
剥離液噴霧部、20は剥離液リンス用純水の噴霧部、2
1は半導体基板を固定するリテーナ、22は回転可能な
基板カセット設置プレート、23は半導体基板、24は
チャンバ、25は基板を縦に並べて支持する基板カセッ
トである。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a conventional spray type semiconductor substrate cleaning apparatus capable of supplying a chemical liquid and pure water for chemical liquid rinsing into the chamber for peeling and cleaning. This spray type semiconductor substrate cleaning apparatus has a cylindrical shape, and 19 is a stripping solution spraying section, 20 is a spraying section for pure water for stripping solution rinsing, and 2
Reference numeral 1 is a retainer for fixing a semiconductor substrate, 22 is a rotatable substrate cassette installation plate, 23 is a semiconductor substrate, 24 is a chamber, and 25 is a substrate cassette for vertically arranging and supporting substrates.

【0004】図4は、図3に示した19および20の噴
霧部の概略図である。図4の噴霧ノズル18は、図3に
示したチャンバ24の外側面についており(図3参
照)、噴霧部本体16は細長い配管の形状をしている。
そしてその側面には多数の噴霧ノズル18(純水噴霧の
場合は純水ノズル)が設置され、薬液供給部17から噴
霧部本体16中に入った薬液は、ここから噴霧されるよ
うになっている。
FIG. 4 is a schematic view of the spray portions 19 and 20 shown in FIG. The spray nozzle 18 shown in FIG. 4 is attached to the outer surface of the chamber 24 shown in FIG. 3 (see FIG. 3), and the spray unit body 16 has the shape of an elongated pipe.
A large number of spray nozzles 18 (pure water nozzles in the case of pure water spray) are installed on the side surface, and the chemical liquid that has entered the spray unit main body 16 from the chemical liquid supply unit 17 is sprayed from here. There is.

【0005】以上のように構成された噴霧式半導体基板
洗浄装置を用いた、ドライエッチング後の反応生成物で
あるポリマーを除去する動作を説明する。ドライエッチ
処理した半導体基板23が入っている基板カセット25
を基板カセット設置プレート22にセットし、しかる
後,処理を開始する。まず、剥離液噴霧部19の噴霧ノ
ズル18より加圧されたフッ酸系剥離液が噴霧され、ポ
リマー除去が開始される。この時,基板カセット設置プ
レート22は30rpm〜50rpmの低速回転を行っ
ている。所定の処理時間後、フッ酸系剥離液の噴霧がス
トップするとともに、基板カセット設置プレート22を
600rpmの中速回転させて、リンス用純水の噴霧部
20の噴霧ノズル18より加圧されたリンス用純水を噴
霧し、半導体基板23に付着しているフッ酸系剥離液を
除去する。次に、基板カセット設置プレート22を20
00rpmに上げ、N2ガスを噴霧して半導体基板23
を乾燥する。
The operation of removing the polymer, which is the reaction product after dry etching, using the spray type semiconductor substrate cleaning apparatus configured as described above will be described. Substrate cassette 25 containing semiconductor substrate 23 that has been dry-etched
Is set on the substrate cassette installation plate 22, and thereafter the processing is started. First, the hydrofluoric acid-based stripping solution under pressure is sprayed from the spray nozzle 18 of the stripping solution spraying section 19 to start the polymer removal. At this time, the substrate cassette installation plate 22 is rotating at a low speed of 30 rpm to 50 rpm. After a predetermined processing time, the spraying of the hydrofluoric acid-based stripping solution is stopped, the substrate cassette installation plate 22 is rotated at a medium speed of 600 rpm, and the rinse is pressurized by the spray nozzle 18 of the spray unit 20 of the rinse pure water. Pure water is sprayed to remove the hydrofluoric acid-based peeling liquid adhering to the semiconductor substrate 23. Next, the substrate cassette installation plate 22 is set to 20
The speed is increased to 00 rpm, N 2 gas is sprayed, and the semiconductor substrate 23
To dry.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記のような加圧され
た剥離液の噴霧式のポリマー除去方法では、ドライエッ
チ後の半導体基板表面に付着しているポリマーなどの残
渣物が完全に除去されにくく、特にコンタクト内部に形
成された反応生成物であるポリマーにおいては、この残
渣物が半導体基板表面上に残って障害物となるため、コ
ンタクト内に剥離液が浸透しにくい。そのため、残渣物
によりポリマーの除去性能を阻害するとともに、残渣物
がパーティクルの発生要因となり、歩留まり低下も懸念
されるという問題点があった。
SUMMARY OF THE INVENTION In the above-described spray-type polymer removing method of a pressurized stripping solution, residues such as a polymer adhering to the surface of a semiconductor substrate after dry etching are completely removed. In particular, in the case of a polymer, which is a reaction product formed inside the contact, this residue remains on the surface of the semiconductor substrate and becomes an obstacle, so that the stripping solution hardly penetrates into the contact. Therefore, there is a problem that the removal performance of the polymer is hindered by the residue, and the residue becomes a factor of generating particles, which may cause a decrease in yield.

【0007】本発明の目的は、以上のようなポリマー除
去性能およびパーティクル除去性能の課題を解決して歩
留まりの向上を図ることのできる半導体基板洗浄方法お
よび半導体基板洗浄装置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a semiconductor substrate cleaning method and a semiconductor substrate cleaning apparatus capable of solving the above-mentioned problems of polymer removing performance and particle removing performance and improving the yield.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】以上の問題点を解決する
ため、請求項1記載の半導体基板洗浄方法は、半導体基
板に機能水を噴霧する第1の工程と、半導体基板にフッ
酸系薬液を噴霧する第2の工程と、半導体基板に純水を
噴霧する第3の工程とを含むことを特徴とする。
In order to solve the above problems, a method for cleaning a semiconductor substrate according to claim 1 comprises a first step of spraying functional water onto the semiconductor substrate, and a hydrofluoric acid chemical solution on the semiconductor substrate. Is sprayed, and a third step of spraying pure water on the semiconductor substrate is included.

【0009】請求項1記載の発明によれば、洗浄能力の
高い機能水を用いるため、ドライエッチング工程で半導
体基板表面に生じた反応生成物による残渣物やパーティ
クルを効率的に除去するのに適している。第1の工程に
よって残渣物を除去した後は、残渣物の妨害なく、剥離
性のフッ酸系薬液をコンタクト内部などに容易に侵入さ
せることができるようになるので、ドライエッチング工
程でコンタクト内部などに生じたポリマーを除去できる
ようになる。その結果、歩留まりの向上を図ることがで
きる。この方法により、ポリマー除去工程による半導体
製品の品質低下を低減させ、再現性に優れた半導体製品
の製造が実現できる。
According to the first aspect of the present invention, since functional water having a high cleaning ability is used, it is suitable for efficiently removing residues and particles due to the reaction products generated on the surface of the semiconductor substrate in the dry etching process. ing. After removing the residue by the first step, the peelable hydrofluoric acid-based chemical can easily enter the inside of the contact without disturbing the residue. It becomes possible to remove the polymer generated in. As a result, the yield can be improved. By this method, it is possible to reduce the deterioration of the quality of the semiconductor product due to the polymer removal step and realize the manufacture of the semiconductor product with excellent reproducibility.

【0010】請求項2記載の半導体基板洗浄方法は、請
求項1記載の半導体基板洗浄方法において、機能水,フ
ッ酸系薬液または純水のうち少なくとも1つに超音波エ
ネルギーを与えながら噴霧することを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of cleaning a semiconductor substrate according to the first aspect, wherein at least one of functional water, hydrofluoric acid-based chemical solution or pure water is sprayed while applying ultrasonic energy. Is characterized by.

【0011】請求項2記載の発明によれば、請求項1記
載の発明と同様の効果を発揮するほか、超音波エネルギ
ーによる物理的な除去性能を加味することにより、ポリ
マー除去性能およびパーティクル除去性能等を向上させ
ることができ、その結果、歩留まりの向上を図ることが
できる。
According to the second aspect of the present invention, in addition to exhibiting the same effects as the first aspect of the invention, the polymer removing performance and the particle removing performance can be obtained by adding the physical removing performance by ultrasonic energy. Etc. can be improved, and as a result, the yield can be improved.

【0012】請求項3記載の半導体基板洗浄方法は、請
求項2記載の半導体基板洗浄方法において、超音波は、
周波数1.5MHz,出力20W〜30Wであることを
特徴とする。
A method of cleaning a semiconductor substrate according to a third aspect is the method of cleaning a semiconductor substrate according to the second aspect, wherein the ultrasonic wave is
It is characterized by a frequency of 1.5 MHz and an output of 20 W to 30 W.

【0013】請求項3記載の発明によれば、請求項2記
載の発明と同様の効果を発揮するほか、超音波の出力を
通常の半導体洗浄で使用される出力より弱くしているた
め、半導体基板に形成されたパターンへ悪影響を及ぼす
ことなく、ポリマー除去性能およびパーティクル除去性
能等を向上させることができ、その結果、歩留まりの向
上を図ることができる。
According to the invention of claim 3, the same effect as that of the invention of claim 2 is exhibited, and the output of ultrasonic waves is made weaker than the output used in normal semiconductor cleaning. Polymer removal performance and particle removal performance can be improved without adversely affecting the pattern formed on the substrate, and as a result, the yield can be improved.

【0014】請求項4記載の半導体基板洗浄方法は、請
求項1,2または3記載の半導体基板洗浄方法におい
て、半導体基板はドライエッチング処理されたものであ
ることを特徴とする。
The method for cleaning a semiconductor substrate according to claim 4 is the method for cleaning a semiconductor substrate according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the semiconductor substrate is dry-etched.

【0015】請求項4記載の発明によれば、請求項1,
2または3記載の発明と同様の効果を発揮する。
According to the invention described in claim 4,
The same effect as the invention described in 2 or 3 is exhibited.

【0016】請求項5記載の半導体基板洗浄装置は、半
導体基板設置部と、その半導体基板設置部に向けて機能
水を噴霧する第1の噴霧部と、フッ酸系薬液を噴霧する
第2の噴霧部と、純水を噴霧する第3の噴霧部とを有す
ることを特徴とする。
According to another aspect of the semiconductor substrate cleaning apparatus of the present invention, a semiconductor substrate installation section, a first spray section for spraying functional water toward the semiconductor substrate installation section, and a second spray section for spraying a hydrofluoric acid chemical solution. It is characterized by having a spray section and a third spray section for spraying pure water.

【0017】請求項5記載の発明によれば、機能水を噴
霧する第1の噴霧部を備えているため、ドライエッチン
グ工程で半導体基板表面に生じた反応生成物による残渣
物やパーティクルを機能水によって効率的に除去するの
に適している。さらに、フッ酸系薬液を噴霧する第2の
噴霧部を備えているため、残渣物を除去した後は、残渣
物の妨げなく剥離性のフッ酸系薬液をコンタクト内部な
どに容易に侵入させることができるため、ドライエッチ
ング工程でコンタクト内部などに生じたポリマーを除去
することができる。その結果、歩留まりの向上を図るこ
とができる。この方法により、ポリマー除去工程による
半導体製品の品質低下を低減させ、再現性に優れた半導
体製品の製造が実現できる。
According to the fifth aspect of the present invention, since the first spraying section for spraying the functional water is provided, residues and particles due to the reaction product generated on the surface of the semiconductor substrate in the dry etching step are treated as the functional water. Suitable for efficient removal by. Further, since the second spraying section for spraying the hydrofluoric acid-based chemical is provided, after the residue is removed, the peelable hydrofluoric acid-based chemical can be easily penetrated into the contact or the like without disturbing the residue. Therefore, the polymer generated inside the contact or the like in the dry etching step can be removed. As a result, the yield can be improved. By this method, it is possible to reduce the deterioration of the quality of the semiconductor product due to the polymer removal step and realize the manufacture of the semiconductor product with excellent reproducibility.

【0018】請求項6記載の半導体基板洗浄装置は、請
求項5記載の半導体基板洗浄装置において、第1,第2
または第3の噴霧部のうち少なくとも1つが超音波振動
伝幡手段を備えたことを特徴とする。
A semiconductor substrate cleaning apparatus according to a sixth aspect is the semiconductor substrate cleaning apparatus according to the fifth aspect, wherein the first and second semiconductor substrate cleaning apparatuses are provided.
Alternatively, at least one of the third spraying sections is provided with ultrasonic vibration transmitting means.

【0019】請求項6記載の発明によれば、請求項5記
載の発明と同様の効果を発揮するほか、超音波振動伝播
手段を備えていることにより、超音波エネルギーによる
物理的な除去性能を加味することができるため、ポリマ
ー除去性能およびパーティクル除去性能等を向上させる
ことができ、その結果、歩留まりの向上を図ることがで
きる。
According to the sixth aspect of the present invention, the same effect as that of the fifth aspect of the invention is exhibited, and since the ultrasonic vibration propagating means is provided, the physical removal performance by the ultrasonic energy is improved. Since it can be added, the polymer removal performance and the particle removal performance can be improved, and as a result, the yield can be improved.

【0020】請求項7記載の半導体基板洗浄装置は、請
求項6記載の半導体基板洗浄装置において、超音波振動
伝播手段は、第1,第2または第3の噴霧部に内蔵され
ていることを特徴とする。
A semiconductor substrate cleaning apparatus according to a seventh aspect is the semiconductor substrate cleaning apparatus according to the sixth aspect, wherein the ultrasonic vibration propagating means is built in the first, second or third spraying section. Characterize.

【0021】請求項7記載の発明によれば、請求項6記
載の発明と同様の効果を発揮するほか、超音波伝播手段
が噴霧部に内蔵されているため、効率よく超音波のエネ
ルギーを薬液等に与えることができる。また、実際のウ
ェハにおける物理的な作用を調整することができる。
According to the invention of claim 7, in addition to exhibiting the same effect as the invention of claim 6, since the ultrasonic wave propagating means is incorporated in the spraying section, the energy of ultrasonic wave is efficiently transferred to the chemical liquid. And so on. It is also possible to adjust the physical action on the actual wafer.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。図1は、本発明の噴
霧式半導体基板洗浄装置に付属する噴霧部の概略図であ
る。図1において、1は噴霧部本体内の薬液ライン、2
は超音波を薬液に伝える超音波伝播棒、3は超音波発生
装置、4は薬液を供給する薬液ライン、5は噴霧部の下
部に置かれた半導体基板で縦に平行に並べられている。
6は噴霧部本体、7は薬液等を半導体基板に噴霧するた
めの噴霧ノズルである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view of a spraying unit attached to the spraying type semiconductor substrate cleaning apparatus of the present invention. In FIG. 1, 1 is a chemical liquid line in the spray unit main body, 2
Is an ultrasonic wave transmission rod for transmitting ultrasonic waves to the chemical liquid, 3 is an ultrasonic wave generation device, 4 is a chemical liquid line for supplying the chemical liquid, and 5 is a semiconductor substrate placed below the spraying section and arranged in parallel in the vertical direction.
Reference numeral 6 is a spray unit main body, and 7 is a spray nozzle for spraying a chemical solution or the like onto a semiconductor substrate.

【0023】図2は、本発明の噴霧式半導体洗浄装置の
概略断面図である。図2において、8はフッ酸系剥離液
噴霧部、9はオゾン水(溶存オゾン水)等機能水噴霧
部、10はリンス用純水噴霧部、11は半導体基板を支
えるリテーナリング、12は回転可能な基板カセット設
置プレート、13はチャンバ、14は半導体基板カセッ
トである。機能水をさらに説明すると、超純水にガス
(O3,H2,塩素)を溶解して酸化性ならびに還元性を持
たせ、あるいはこのガス溶解水に微量の酸またはアルカ
リを添加してpH調整した洗浄能力の高い水である。図
2において、図1に示した噴霧部本体6は、噴霧部8,
9,10の位置に長手方向が紙面に垂直になるように取
り付けられている。この噴霧式半導体基板洗浄装置は、
図1に示した噴霧ノズル7をチャンバ本体の側壁に装着
することにより、超音波による物理エネルギーを薬液及
び薬液リンスに与え、ポリマー除去等に使用できる噴霧
式半導体基板洗浄装置であり、基板サイズが8インチの
サイズのものに適している。
FIG. 2 is a schematic sectional view of the spray type semiconductor cleaning apparatus of the present invention. In FIG. 2, 8 is a hydrofluoric acid-based stripping liquid spraying unit, 9 is a functional water spraying unit such as ozone water (dissolved ozone water), 10 is a pure water spraying unit for rinsing, 11 is a retainer ring for supporting a semiconductor substrate, and 12 is a rotation. A possible substrate cassette installation plate, 13 is a chamber, and 14 is a semiconductor substrate cassette. To further explain functional water, gas is added to ultrapure water.
(O 3 , H 2 , chlorine) is dissolved to have oxidizing and reducing properties, or a small amount of acid or alkali is added to this gas-dissolved water to adjust the pH, and the water has high cleaning ability. In FIG. 2, the spray unit main body 6 shown in FIG.
They are attached at positions 9 and 10 so that the longitudinal direction is perpendicular to the paper surface. This spray type semiconductor substrate cleaning device
By mounting the spray nozzle 7 shown in FIG. 1 on the side wall of the chamber body, it is a spray type semiconductor substrate cleaning apparatus that can apply physical energy by ultrasonic waves to chemicals and chemical rinses, and can be used for polymer removal etc. Suitable for 8 inch size.

【0024】次に本発明の噴霧式半導体基板洗浄装置を
用いてドライエッチング後の反応生成物を除去するとき
の動作を概説する。まず、噴霧部8,9,10から薬液
を半導体基板5に噴霧するとき、薬液ライン4から噴霧
部本体6に薬液を供給する。この時、超音波発生装置3
により超音波が超音波伝播棒2を介して薬液に伝播す
る。超音波伝播棒2の目的は、バッチ内のウェハに対
し、超音波振動によるエネルギーが均一に与えられた薬
液およびリンス水を噴霧させることにあり、そのため棒
状の石英を用いている。この超音波振動の伝播により、
薬液は超音波振動のエネルギーを持ち、噴霧ノズル7よ
り飛び出し、半導体基板5上に達する。このときの超音
波周波数は、基板に形成されたパターンへの影響を考慮
して、周波数1.5MHz,通常半導体洗浄用のスクラ
バー等で使用される超音波出力より弱い20W〜30W
で処理するのが最適である。この方法により薬液は、超
音波振動のエネルギーを持っているから従来の超音波振
動なしの場合に比べ、格段に半導体基板表面上の反応生
成物除去性能および残渣物ポリマー除去性能を向上させ
ている。
Next, the operation of removing the reaction product after dry etching using the spray type semiconductor substrate cleaning apparatus of the present invention will be outlined. First, when the chemical solution is sprayed onto the semiconductor substrate 5 from the spray sections 8, 9 and 10, the chemical solution is supplied from the chemical solution line 4 to the spray section body 6. At this time, the ultrasonic generator 3
Thereby, the ultrasonic wave propagates to the drug solution via the ultrasonic wave propagation rod 2. The purpose of the ultrasonic wave propagation rod 2 is to spray the chemical liquid and the rinse water to which the energy is uniformly given by the ultrasonic vibration to the wafers in the batch, and therefore, rod-shaped quartz is used. By the propagation of this ultrasonic vibration,
The chemical liquid has the energy of ultrasonic vibration, jumps out from the spray nozzle 7, and reaches the semiconductor substrate 5. The ultrasonic frequency at this time is a frequency of 1.5 MHz in consideration of the influence on the pattern formed on the substrate, and is 20 W to 30 W, which is weaker than the ultrasonic output normally used in a scrubber for cleaning semiconductors.
It is best to process in. By this method, the chemical solution has the energy of ultrasonic vibration, so that the reaction product removal performance and residue polymer removal performance on the surface of the semiconductor substrate are significantly improved as compared with the conventional case without ultrasonic vibration. .

【0025】具体的に本実施の形態における噴霧式半導
体基板洗浄装置の動作を説明すると、ドライエッチ後の
半導体基板5に超音波振動エネルギーを与え、かつ、加
圧したオゾン水を噴霧部9より噴霧し、残渣物を除去す
る。この時,基板カセット設置プレート12は、回転ロ
ータにより半導体基板5を30〜50rpmの低速と6
00rpmの中速で回転させている。これを数回繰り返
す。次に同じく超音波振動エネルギーを与え、かつ、加
圧されたフッ酸系剥離液を噴霧部8より噴霧し、ポリマ
ーを除去する。ここでフッ酸系剥離液は、アミン系の剥
離液にHFを1〜10wt%加えた有機剥離液である。
この時の回転ロータは半導体基板5を30rpm〜50
rpmの低速と600rpmの中速で回転させている。
これを数回繰り返す。これにより、ポリマー残差は化学
的および物理的作用により完全に除去される。
The operation of the spray type semiconductor substrate cleaning apparatus according to the present embodiment will be described in detail. Ultrasonic vibration energy is applied to the semiconductor substrate 5 after dry etching, and pressurized ozone water is supplied from the spray section 9. Spray to remove residue. At this time, the substrate cassette installation plate 12 rotates the semiconductor substrate 5 at a low speed of 30 to 50 rpm by a rotating rotor.
It is rotating at a medium speed of 00 rpm. Repeat this several times. Next, ultrasonic vibration energy is also applied, and a hydrofluoric acid-based stripping solution under pressure is sprayed from the spraying section 8 to remove the polymer. Here, the hydrofluoric acid-based stripping solution is an organic stripping solution obtained by adding 1 to 10 wt% of HF to an amine-based stripping solution.
At this time, the rotating rotor moves the semiconductor substrate 5 from 30 rpm to 50 rpm.
It is rotating at a low speed of rpm and a medium speed of 600 rpm.
Repeat this several times. This completely removes the polymer residuals by chemical and physical action.

【0026】この後に薬液と同じく超音波振動エネルギ
ーを与え、かつ、加圧されたリンス用純水を噴霧部10
より噴霧し、半導体基板5に付着しているフッ酸系剥離
液を完全に除去する。しかる後、回転ロータを2000
rpmの高速回転させながらN2ガスを噴霧し、半導体
基板5を乾燥する。この装置において、半導体基板5を
基板のセンターを中心に回転させるため、リテーナリン
グ11を基板セット時に設けることにより、速やかな回
転および基板のセンターを中心にした処理を可能とす
る。
After that, the same ultrasonic pure energy as the chemical liquid is applied and pressurized pure water for rinsing is sprayed on the spray section 10.
Further spraying is performed to completely remove the hydrofluoric acid-based stripping solution adhering to the semiconductor substrate 5. After that, rotate the rotor to 2000
The semiconductor substrate 5 is dried by spraying N 2 gas while rotating at high speed of rpm. In this apparatus, since the semiconductor substrate 5 is rotated around the center of the substrate, the retainer ring 11 is provided at the time of setting the substrate, which enables swift rotation and processing centered on the center of the substrate.

【0027】この方法では、薬液に超音波をかけること
と洗浄能力の高い機能水による処理とで、ドライエッチ
後の基板表面に付着した残渣物を取り除いた後にドライ
エッチにより生じたポリマー除去を行うため、例えば、
アスペクト比の高いコンタクトホール内部に生じたポリ
マーを、残渣物に剥離液が阻止されずに除去することが
でき、フッ酸系剥離液によるポリマー除去性能を向上さ
せることができる。また、薬液リンス時に超音波を使用
してリンスを行うため、パーティクル除去性能も向上さ
せることが可能となり、歩留まり向上が図れる。
In this method, ultrasonic waves are applied to the chemical solution and treatment with functional water having a high cleaning ability is performed to remove the residue adhering to the substrate surface after the dry etching and then remove the polymer generated by the dry etching. So, for example,
The polymer generated inside the contact hole with a high aspect ratio can be removed without the stripping solution being blocked by the residue, and the polymer removal performance by the hydrofluoric acid-based stripping solution can be improved. In addition, since ultrasonic waves are used for rinsing the chemical liquid, particle removal performance can be improved and yield can be improved.

【0028】なお、機能水、フッ酸系薬液または純水の
うち少なくとも1つに超音波エネルギーを与えても差し
支えない。
Note that ultrasonic energy may be applied to at least one of the functional water, the hydrofluoric acid type chemical solution, and the pure water.

【0029】[0029]

【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、洗浄能力
の高い機能水を用いるため、ドライエッチング工程で半
導体基板表面に生じた反応生成物による残渣物やパーテ
ィクルを効率的に除去するのに適している。第1の工程
によって残渣物を除去した後は、残渣物の妨害なく、剥
離性のフッ酸系薬液をコンタクト内部などに容易に侵入
させることができるようになるので、ドライエッチング
工程でコンタクト内部などに生じたポリマーを除去でき
るようになる。その結果、歩留まりの向上を図ることが
できる。この方法により、ポリマー除去工程による半導
体製品の品質低下を低減させ、再現性に優れた半導体製
品の製造が実現できる。
According to the first aspect of the present invention, since functional water having a high cleaning ability is used, residues and particles due to the reaction products generated on the surface of the semiconductor substrate in the dry etching step can be efficiently removed. Suitable for After removing the residue by the first step, the peelable hydrofluoric acid-based chemical can easily enter the inside of the contact without disturbing the residue. It becomes possible to remove the polymer generated in. As a result, the yield can be improved. By this method, it is possible to reduce the deterioration of the quality of the semiconductor product due to the polymer removal step and realize the manufacture of the semiconductor product with excellent reproducibility.

【0030】請求項2記載の発明によれば、請求項1記
載の発明と同様の効果を発揮するほか、超音波エネルギ
ーによる物理的な除去性能を加味することにより、ポリ
マー除去性能およびパーティクル除去性能等を向上させ
ることができ、その結果、歩留まりの向上を図ることが
できる。
According to the invention of claim 2, in addition to exhibiting the same effect as that of the invention of claim 1, polymer removal performance and particle removal performance are obtained by adding physical removal performance by ultrasonic energy. Etc. can be improved, and as a result, the yield can be improved.

【0031】請求項3記載の発明によれば、請求項2記
載の発明と同様の効果を発揮するほか、超音波の出力を
通常の半導体洗浄で使用される出力より弱くしているた
め、半導体基板に形成されたパターンへ悪影響を及ぼす
ことなく、ポリマー除去性能およびパーティクル除去性
能等を向上させることができ、その結果、歩留まりの向
上を図ることができる。
According to the third aspect of the invention, the same effect as that of the second aspect of the invention is exhibited, and the output of ultrasonic waves is made weaker than the output used in normal semiconductor cleaning. Polymer removal performance and particle removal performance can be improved without adversely affecting the pattern formed on the substrate, and as a result, the yield can be improved.

【0032】請求項4記載の発明によれば、請求項1,
2または3記載の発明と同様の効果を発揮する。
According to the invention of claim 4, claim 1,
The same effect as the invention described in 2 or 3 is exhibited.

【0033】請求項5記載の発明によれば、機能水を噴
霧する第1の噴霧部を備えているため、ドライエッチン
グ工程で半導体基板表面に生じた反応生成物による残渣
物やパーティクルを機能水によって効率的に除去するの
に適している。さらに、フッ酸系薬液を噴霧する第2の
噴霧部を備えているため、残渣物を除去した後は、残渣
物の妨げなく剥離性のフッ酸系薬液をコンタクト内部な
どに容易に侵入させることができるため、ドライエッチ
ング工程でコンタクト内部などに生じたポリマーを除去
することができる。その結果、歩留まりの向上を図るこ
とができる。この方法により、ポリマー除去工程による
半導体製品の品質低下を低減させ、再現性に優れた半導
体製品の製造が実現できる。
According to the fifth aspect of the present invention, since the first spraying section for spraying the functional water is provided, residues and particles due to the reaction product generated on the surface of the semiconductor substrate in the dry etching step are treated as the functional water. Suitable for efficient removal by. Further, since the second spraying section for spraying the hydrofluoric acid-based chemical is provided, after the residue is removed, the peelable hydrofluoric acid-based chemical can be easily penetrated into the contact without disturbing the residue. Therefore, the polymer generated inside the contact or the like in the dry etching step can be removed. As a result, the yield can be improved. By this method, it is possible to reduce the deterioration of the quality of the semiconductor product due to the polymer removal step and realize the manufacture of the semiconductor product with excellent reproducibility.

【0034】請求項6記載の発明によれば、請求項5記
載の発明と同様の効果を発揮するほか、超音波振動伝播
手段を備えていることにより、超音波エネルギーによる
物理的な除去性能を加味することができるため、ポリマ
ー除去性能およびパーティクル除去性能を向上させるこ
とができ、その結果、歩留まりの向上を図ることができ
る。
According to the invention described in claim 6, in addition to exhibiting the same effect as the invention described in claim 5, the ultrasonic vibration propagating means is provided, whereby the physical removal performance by ultrasonic energy is improved. Since it can be added, the polymer removal performance and the particle removal performance can be improved, and as a result, the yield can be improved.

【0035】請求項7記載の発明によれば、請求項6記
載の発明と同様の効果を発揮するほか、超音波伝播手段
が噴霧部に内蔵されているため、効率よく超音波のエネ
ルギーを薬液等に与えることができる。また、実際のウ
ェハにおける物理的な作用を調整することができる。
According to the invention described in claim 7, in addition to exhibiting the same effect as the invention described in claim 6, since the ultrasonic wave propagating means is incorporated in the spray section, the ultrasonic wave energy is efficiently transferred to the chemical liquid. And so on. It is also possible to adjust the physical action on the actual wafer.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本実施の形態における半導体基板洗浄装置の噴
霧部の概略図。
FIG. 1 is a schematic view of a spray unit of a semiconductor substrate cleaning apparatus according to this embodiment.

【図2】本実施の形態における半導体基板洗浄装置の断
面概略図。
FIG. 2 is a schematic sectional view of the semiconductor substrate cleaning apparatus according to the present embodiment.

【図3】従来例における半導体基板洗浄装置の断面概略
図。
FIG. 3 is a schematic sectional view of a semiconductor substrate cleaning apparatus in a conventional example.

【図4】従来例における半導体基板洗浄装置の噴霧部の
概略図。
FIG. 4 is a schematic view of a spray unit of a semiconductor substrate cleaning apparatus in a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 噴霧部本体内の薬液ライン 2 超音波伝播棒 3 超音波発生装置 4 薬液ライン 5 半導体基板 6 噴霧部本体 7 噴霧ノズル 8 フッ酸系剥離液噴霧部 9 オゾン水等機能水噴霧部 10 リンス用純水噴霧部 11 リテーナリング 12 基板カセット設置プレート 13 チャンバ 14 半導体基板カセット 16 噴霧部本体 17 薬液供給部 18 噴霧ノズル 19 剥離液噴霧部 20 リンス用純水の噴霧部 21 リテーナ 22 基板カセット設置プレート 23 半導体基板 24 チャンバ 25 基板カセット 1 Chemical liquid line in the spray unit body 2 Ultrasonic propagation rod 3 Ultrasonic generator 4 Chemical line 5 Semiconductor substrate 6 spray unit body 7 spray nozzle 8 Hydrofluoric acid-based stripping solution sprayer 9 Ozone water and other functional water sprayers 10 Pure water spray for rinsing 11 Retainer ring 12 Substrate cassette installation plate 13 chambers 14 Semiconductor substrate cassette 16 Spray unit body 17 Chemical supply unit 18 spray nozzle 19 Stripping solution sprayer 20 Pure water spray for rinsing 21 retainer 22 Substrate cassette installation plate 23 Semiconductor substrate 24 chambers 25 board cassette

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板に機能水を噴霧する第1の工
程と、前記半導体基板にフッ酸系薬液を噴霧する第2の
工程と、前記半導体基板に純水を噴霧する第3の工程と
を含む半導体基板洗浄方法。
1. A first step of spraying functional water onto a semiconductor substrate, a second step of spraying a hydrofluoric acid-based chemical solution onto the semiconductor substrate, and a third step of spraying pure water onto the semiconductor substrate. A method for cleaning a semiconductor substrate, comprising:
【請求項2】 機能水,フッ酸系薬液または純水のうち
少なくとも1つに超音波エネルギーを与えながら噴霧す
る請求項1記載の半導体基板洗浄方法。
2. The method of cleaning a semiconductor substrate according to claim 1, wherein at least one of the functional water, the hydrofluoric acid-based chemical solution, and the pure water is sprayed while applying ultrasonic energy.
【請求項3】 超音波は周波数1.5MHz,出力20
W〜30Wである請求項2記載の半導体基板洗浄方法。
3. The ultrasonic wave has a frequency of 1.5 MHz and an output of 20.
The semiconductor substrate cleaning method according to claim 2, wherein W to 30 W.
【請求項4】 半導体基板はドライエッチング処理され
たものであることを特徴とする、請求項1,2または3
記載の半導体基板洗浄方法。
4. The semiconductor substrate, which has been dry-etched, according to claim 1, 2, or 3.
The method for cleaning a semiconductor substrate described.
【請求項5】 半導体基板設置部と、前記半導体基板設
置部に向けて、機能水を噴霧する第1の噴霧部と、フッ
酸系薬液を噴霧する第2の噴霧部と、純水を噴霧する第
3の噴霧部とを有する半導体基板洗浄装置。
5. A semiconductor substrate installation section, a first spray section for spraying functional water toward the semiconductor substrate installation section, a second spray section for spraying a hydrofluoric acid based chemical solution, and pure water spray A semiconductor substrate cleaning apparatus having a third spraying section.
【請求項6】 前記第1,第2または第3の噴霧部のう
ち少なくとも1つが超音波振動伝幡手段を備えた請求項
5記載の半導体基板洗浄装置。
6. The semiconductor substrate cleaning apparatus according to claim 5, wherein at least one of the first, second or third spraying section is provided with ultrasonic vibration transfer means.
【請求項7】 超音波振動伝播手段は、前記第1,第2
または第3の噴霧部に内蔵されていることを特徴とする
請求項6記載の半導体基板洗浄装置。
7. The ultrasonic vibration propagation means comprises the first and second ultrasonic wave propagation means.
7. The semiconductor substrate cleaning apparatus according to claim 6, which is incorporated in the third spray unit.
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KR100830750B1 (en) 2006-09-15 2008-05-20 주식회사 실트론 Method for cleaning silicon wafer

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