JP2003168670A - Method for cleaning wafer - Google Patents

Method for cleaning wafer

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JP2003168670A
JP2003168670A JP2001367161A JP2001367161A JP2003168670A JP 2003168670 A JP2003168670 A JP 2003168670A JP 2001367161 A JP2001367161 A JP 2001367161A JP 2001367161 A JP2001367161 A JP 2001367161A JP 2003168670 A JP2003168670 A JP 2003168670A
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Japan
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wafer
cleaning
cleaning liquid
wiring
contact hole
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Application number
JP2001367161A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazumi Asada
和己 浅田
Isato Iwamoto
勇人 岩元
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for cleaning a wafer for inexpensively and sufficiently removing impurities such as polymer, particles, and resist residue existing on a wafer surface without any deformation of the surface shape of the wafer such as enlargement in the opening diameter of a contact hole. <P>SOLUTION: Cleaning liquid LQ such as demineralized water and an inorganic- or organic-based treatment chemical liquid is mixed with pressurized gas GS, a minute droplet SP of cleaning liquid is generated by being jetted from a two-fluid nozzle NZ, and the minute droplet of the cleaning liquid is sprayed to a wafer. In addition to a cleaning effect by normal cleaning liquid, impurities on the wafer surface can be physically removed by the minute droplet. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

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、ウェハの洗浄方法
に関し、特に、半導体装置の製造工程において、ウェハ
にパターンを形成したときにウェハ表面に発生する、ポ
リマー、レジスト残渣およびパーティクルなどの異物を
除去するためのウェハの洗浄方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for cleaning a wafer, and more particularly, to a foreign substance such as a polymer, a resist residue, and a particle generated on a surface of a wafer when a pattern is formed on the wafer in a semiconductor device manufacturing process. The present invention relates to a method of cleaning a wafer for removing.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年の半導体装置の微細化に伴って、配
線の微細化、配線ピッチの縮小化が必要とされている。
また、同時に、低消費電力化および高速化などの要求に
伴い、層間絶縁膜の低誘電率化も要求されている。微細
配線による抵抗上昇、配線容量の増加が半導体装置の動
作速度の劣化につながるため、上記の要求を満たすため
には微細でかつ低誘電率膜を層間絶縁膜とした多層配線
が必要不可欠である。
2. Description of the Related Art With the recent miniaturization of semiconductor devices, miniaturization of wiring and reduction of wiring pitch are required.
At the same time, along with the demand for lower power consumption and higher speed, lower dielectric constant of the interlayer insulating film is also required. Since the increase in resistance and the increase in wiring capacitance due to the fine wiring lead to the deterioration of the operating speed of the semiconductor device, in order to meet the above requirements, it is necessary to use fine wiring and a multi-layer wiring using a low dielectric constant film as an interlayer insulating film. .

【0003】上記の様々な要求を満たすために、配線間
や層間の絶縁膜材料として、従来より広く用いられてき
たCVD(Chemical Vapor Depos
ition)法などで成膜した酸化シリコン膜に代え
て、フッ素を含有する酸化シリコンやキセロゲルなどの
低誘電率材料(low−K材料ともいう)を用いること
が検討されている。以降、これらから構成される絶縁膜
を低誘電率膜(low−K膜)とも言う。
In order to satisfy the above various requirements, CVD (Chemical Vapor Depos) which has been widely used as an insulating film material between wirings and interlayers has been widely used.
It has been studied to use a low dielectric constant material (also referred to as a low-K material) such as silicon oxide containing fluorine or xerogel in place of the silicon oxide film formed by the ionization method or the like. Hereinafter, the insulating film composed of these is also referred to as a low dielectric constant film (low-K film).

【0004】また、配線材料としては、従来より広く用
いられてきたアルミニウムあるいはその合金などと比較
して、より電気抵抗の小さい銅を用いた配線が検討され
ている。上記の銅などの金属配線を形成する方法とし
て、ダマシン法と呼ばれる配線用溝の内部を銅などの配
線材料で埋め込んで形成する方法や、さらに、デュアル
ダマシン法と呼ばれる配線用溝とこれに連通するコンタ
クトホールを、同時に配線材料で埋め込み、コンタクト
プラグと配線を一体に形成する方法などが開発されてい
る。
As a wiring material, a wiring using copper, which has a smaller electric resistance than aluminum or its alloy, which has been widely used, has been studied. As a method of forming a metal wiring such as the above copper, a method of filling the inside of a wiring groove called a damascene method with a wiring material such as copper, or a wiring groove called a dual damascene method and communicating with this A method has been developed in which the contact holes are simultaneously filled with a wiring material to integrally form the contact plug and the wiring.

【0005】ここで、上記のデュアルダマシン法におい
ては、その製造工程上、コンタクトホールの底部にポリ
マーやレジスト残渣などの異物が残りやすくなってい
る。図11(a)は、デュアルダマシン法により、最初
にコンタクトホールを開口し、次にこれに連通する配線
用溝を形成する手順の製造工程の途中の段階における断
面図である。例えば、基板に形成された絶縁膜10上
に、窒化シリコンなどのエッチングストッパ11が形成
され、その上層に低誘電率膜12およびキャップ絶縁膜
13が積層されており、銅などからなる配線14が埋め
込まれている。この上層に、窒化シリコンなどからなる
エッチングストッパ15、低誘電率膜16、エッチング
ストッパ17、低誘電率膜18、キャップ絶縁膜19が
積層されている。
Here, in the above-mentioned dual damascene method, foreign substances such as polymers and resist residues tend to remain at the bottom of the contact hole due to the manufacturing process. FIG. 11A is a cross-sectional view in the middle of a manufacturing process of a procedure of first opening a contact hole and then forming a wiring groove communicating with the contact hole by the dual damascene method. For example, an etching stopper 11 made of silicon nitride or the like is formed on an insulating film 10 formed on a substrate, a low dielectric constant film 12 and a cap insulating film 13 are laminated thereon, and a wiring 14 made of copper or the like is formed. It is embedded. An etching stopper 15, which is made of silicon nitride, a low dielectric constant film 16, an etching stopper 17, a low dielectric constant film 18, and a cap insulating film 19 are laminated on the upper layer.

【0006】図11(a)に示す段階では、配線14に
達するコンタクトホールCHと、これに連通する配線用
溝TRが形成されており、製造工程上、コンタクトホー
ルCHの内部やキャップ絶縁膜19の上層にレジスト膜
(22,22a)の残渣RRが残されている。
At the stage shown in FIG. 11A, a contact hole CH reaching the wiring 14 and a wiring trench TR communicating with the contact hole CH are formed. In the manufacturing process, the inside of the contact hole CH and the cap insulating film 19 are formed. The residue RR of the resist film (22, 22a) is left on the upper layer.

【0007】また、図11(b)は、デュアルダマシン
法により、最初に配線用溝を形成し、次にこれに連通す
るコンタクトホールを開口する手順の製造工程の途中の
段階における断面図である。図11(a)と同様の構成
であって、配線14に達するコンタクトホールCHと、
これに連通する配線用溝TRが形成されており、この場
合においても製造工程上、コンタクトホールCHの底面
にドライエッチングで使用するエッチングガスの反応生
成物であるポリマーPMが残されており、また、配線用
溝TRの内部およびキャップ絶縁膜19の上層にレジス
ト膜(26,26a)の残渣RRが残されている。
Further, FIG. 11B is a sectional view in the middle of the manufacturing process of a procedure of first forming a wiring groove and then opening a contact hole communicating with the wiring groove by the dual damascene method. . A contact hole CH reaching the wiring 14 has the same structure as that of FIG.
A wiring trench TR communicating with this is formed, and in this case also, in the manufacturing process, the polymer PM, which is a reaction product of the etching gas used in the dry etching, remains on the bottom surface of the contact hole CH, and The residue RR of the resist film (26, 26a) is left inside the wiring trench TR and in the upper layer of the cap insulating film 19.

【0008】上記のレジスト残渣やポリマー、さらには
パーティクルなどの異物を除去するために、一般に、ア
ッシング工程とウェハ表面を洗浄する工程が行われてい
る。このような洗浄上程の対象となるのは、SiO2
材料、SiN系材料、Si系材料などが表面に存在する
配線前工程におけるウェハや、AlCu系材料、Ti系
材料、Ta系材料、W系材料、Cu系材料などが表面に
存在する配線工程におけるウェハなどである。
In order to remove the above-mentioned resist residue, polymer, and foreign matters such as particles, an ashing step and a step of cleaning the wafer surface are generally performed. The target of such a cleaning step is a wafer in the pre-wiring process in which a SiO 2 -based material, SiN-based material, Si-based material, etc. are present on the surface, AlCu-based material, Ti-based material, Ta-based material, W This is a wafer in a wiring process in which a system material, a Cu system material, etc. are present on the surface.

【0009】上記の洗浄工程は、例えば、硫酸と過酸化
水素水の混合液での洗浄処理(以下、SPM処理と称す
る)を行って、上記のレジスト残渣やポリマー、パーテ
ィクルなどの異物の除去を行っている。
In the above cleaning step, for example, cleaning treatment with a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide solution (hereinafter referred to as SPM treatment) is performed to remove foreign matters such as the resist residue, polymer and particles. Is going.

【0010】しかしながら、各処理におけるパーティク
ル数の変動を調べた結果を示す図12(a)によると、
SPM処理のみを行った場合の処理直後のパーティクル
数(B)は、0.15μmより大きなサイズ、0.2μ
mより大きなサイズともに、未加工シリコンウェハのパ
ーティクル数(A)と同レベルの個数にまで減っている
が、SPM処理後、そのまま処理装置内に2時間放置し
た場合のパーティクル数(B’)は大幅に増加してしま
う。これは、硫酸由来の残留硫黄が起因して、硫黄が水
分を吸着してパーティクルに成長してしまうからであ
る。
However, according to FIG. 12 (a) showing the result of examining the fluctuation of the number of particles in each processing,
The number of particles (B) immediately after the processing in the case of performing only the SPM processing is larger than 0.15 μm and is 0.2 μm.
The number of particles larger than m is reduced to the same level as the number of particles (A) of the unprocessed silicon wafer, but the number of particles (B ') when left in the processing apparatus as it is for 2 hours after SPM processing is It will increase significantly. This is because the residual sulfur derived from sulfuric acid causes the sulfur to adsorb moisture and grow into particles.

【0011】また、各処理におけるレジスト残渣数の変
動を調べた結果を示す図12(b)によると、SPM処
理のみを行った場合のレジスト残渣数(B)は、0.1
5μmより大きなサイズ、0.2μmより大きなサイズ
ともに、未加工シリコンウェハのレジスト残渣数(A)
に比べて非常に多く、十分なレジスト残渣の除去ができ
ていない状況となっている。例えば、レジスト膜を積層
させて用いるプロセスの場合、下層側のレジスト膜は、
より緻密な膜分布となって硬質な膜となっており、ま
た、ドライエッチング処理を経たレジスト膜はエッチン
グ処理の熱により硬化してしまい、通常のレジスト膜と
比べて除去が困難となる。
Further, according to FIG. 12B showing the result of investigating the variation of the number of resist residues in each process, the number of resist residues (B) when only the SPM process is performed is 0.1.
Number of resist residues (A) of unprocessed silicon wafer for both sizes larger than 5 μm and larger than 0.2 μm
The amount of resist residue is much larger than that of the above, and the resist residue cannot be removed sufficiently. For example, in the case of a process of stacking resist films, the resist film on the lower layer side is
The film has a denser film distribution and is a hard film, and the resist film that has undergone the dry etching process is hardened by the heat of the etching process, making it more difficult to remove than a normal resist film.

【0012】上記のようにレジスト膜の十分な除去がな
されていない場合、ウェハ表面に再付着して、コンタク
トホールなどの開口が不十分となったり、コンタクトホ
ールの内部の配線材料で埋め込むときに、埋め込み不良
が発生したりする。
When the resist film is not sufficiently removed as described above, the resist film reattaches to the surface of the wafer and the openings such as contact holes become insufficient, or when the wiring material inside the contact holes is filled. , A defective embedding may occur.

【0013】上記のようなSPM処理後のパーティクル
数の増加を防止し、レジスト残渣を十分に除去するため
に、アンモニア水と過酸化水素水の混合液での洗浄処理
(以下、APM処理と称する)をSPM処理後に行うこ
ともある。
In order to prevent an increase in the number of particles after the SPM treatment as described above and to sufficiently remove the resist residue, a cleaning treatment with a mixed liquid of ammonia water and hydrogen peroxide water (hereinafter referred to as APM treatment). ) May be performed after SPM processing.

【0014】図12(a)によると、SPM処理後にA
PM処理を行った場合のパーティクル数(C)は、0.
15μmより大きなサイズ、0.2μmより大きなサイ
ズともに、未加工シリコンウェハのパーティクル数
(A)と同レベルの個数にまで減っている。
According to FIG. 12A, after SPM processing, A
The number of particles (C) when the PM processing is performed is 0.
Both the size larger than 15 μm and the size larger than 0.2 μm are reduced to the same level as the particle number (A) of the unprocessed silicon wafer.

【0015】また、図12(b)によると、SPM処理
後にAPM処理を行った場合のレジスト残渣数(C)
も、未加工シリコンウェハのパーティクル数(A)と同
レベルの個数にまで減っている。
Further, according to FIG. 12B, the number of resist residues (C) when the APM process is performed after the SPM process.
However, the number has decreased to the same level as the number of particles (A) of the unprocessed silicon wafer.

【0016】また、上記のようなSPM処理後のパーテ
ィクル数の増加を防止し、レジスト残渣を十分に除去す
るために、上記のSPM処理の後に、PVAあるいはナ
イロンなどのブラシを用いたスクラブ処理(以下、SC
R処理と称する)を行う方法も知られている。
In order to prevent an increase in the number of particles after the above SPM treatment and to sufficiently remove the resist residue, after the above SPM treatment, a scrub treatment using a brush such as PVA or nylon ( Below, SC
A method of performing R processing) is also known.

【0017】図12(a)によると、SPM処理後にS
CR処理を行った場合のパーティクル数(D)は、0.
15μmより大きなサイズ、0.2μmより大きなサイ
ズともに、未加工シリコンウェハのパーティクル数
(A)と同レベルの個数にまで減っている。
According to FIG. 12 (a), after SPM processing, S
When the CR process is performed, the number of particles (D) is 0.
Both the size larger than 15 μm and the size larger than 0.2 μm are reduced to the same level as the particle number (A) of the unprocessed silicon wafer.

【0018】また、図12(b)によると、SPM処理
後にSCR処理を行った場合のレジスト残渣数(D)
も、未加工シリコンウェハのパーティクル数(A)と同
レベルの個数にまで減っている。
Further, according to FIG. 12B, the number of resist residues (D) when the SCR process is performed after the SPM process.
However, the number has decreased to the same level as the number of particles (A) of the unprocessed silicon wafer.

【0019】[0019]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
APM処理は、アルカリ成分を含有しているために、酸
化シリコンなどをエッチングしてしまうため、洗浄する
ウェハの表面の形状を変化させてしまうという問題があ
る。図13は、APM処理の処理時間に対して、(a)
熱酸化法による酸化シリコン、(b)減圧CVD法によ
る窒化シリコン、(c)ポリシリコン、(d,e)CV
D法による酸化シリコン(dとeではCVD条件により
膜質が異なる)の各材料のエッチング量を調べた結果を
示す。このように、APM処理により、特に酸化シリコ
ンやポリシリコンなどが大幅にエッチングされてしま
う。
However, since the above APM treatment etches silicon oxide and the like because it contains an alkaline component, it changes the shape of the surface of the wafer to be cleaned. There's a problem. FIG. 13 shows (a) with respect to the processing time of APM processing.
Silicon oxide by thermal oxidation method, (b) silicon nitride by low pressure CVD method, (c) polysilicon, (d, e) CV
The results of examining the etching amount of each material of silicon oxide (d and e have different film qualities depending on the CVD conditions) by the D method are shown. As described above, the APM process particularly greatly etches silicon oxide and polysilicon.

【0020】図14(a)は、酸化シリコンなどの積層
絶縁膜に理想的な形状でコンタクトホールを開口した装
置の断面図である。基板30上に、例えばポリシリコン
層31aとタングステンシリサイド層31bなどの積層
体であるポリサイド構造の1対の配線31が形成されて
おり、その上層に酸化シリコンのオフセット絶縁膜32
が形成されており、これらを被覆して減圧CVD法で形
成された窒化シリコンからなる第1絶縁膜33、CVD
法で形成された酸化シリコンからなる第2絶縁膜34お
よび第3絶縁膜35が形成されている。第2絶縁膜34
および第3絶縁膜35は、CVDの条件により膜質が異
なっている。上記第1〜第3絶縁膜(33,34,3
5)に対して、1対の配線31の間隙部に基板30に達
するコンタクトホールCHが開口されている。
FIG. 14A is a sectional view of a device in which a contact hole is opened in an ideal shape in a laminated insulating film such as silicon oxide. A pair of wirings 31 having a polycide structure, which is a laminated body of, for example, a polysilicon layer 31a and a tungsten silicide layer 31b, is formed on a substrate 30, and a silicon oxide offset insulating film 32 is formed on the wiring 31.
Is formed, and the first insulating film 33 made of silicon nitride formed by the low pressure CVD method to cover these, CVD
A second insulating film 34 and a third insulating film 35 made of silicon oxide are formed by the method. Second insulating film 34
The quality of the third insulating film 35 and the third insulating film 35 differ depending on the CVD conditions. The first to third insulating films (33, 34, 3
In contrast to 5), a contact hole CH reaching the substrate 30 is opened in the gap between the pair of wirings 31.

【0021】コンタクトホールCHは、理想的には上記
のように壁面が基板30に対して垂直になるように開口
されるが、このような場合でもAPM処理を行うことに
よって、図14(b)に示すように、特に第2および第
3絶縁膜(34,35)を構成する酸化シリコンのエッ
チングが生じてしまい、この部分のコンタクトホールC
Hの開口径を太くしてしまい(図中Zで示す)、コンタ
クト形状をボウイング(bowing)形状に変形させ
てしまう。さらに、このようなコンタクトホールの開口
径の拡大の結果、コンタクト間の短絡の危険性を高めて
しまうことになる。
The contact hole CH is ideally opened so that the wall surface is perpendicular to the substrate 30 as described above, but even in such a case, by performing the APM process, FIG. As shown in FIG. 3, the etching of the silicon oxide forming the second and third insulating films (34, 35) occurs, and the contact hole C at this portion
If the opening diameter of H is made large (indicated by Z in the drawing), the contact shape is transformed into a bowing shape. Further, as a result of such an increase in the opening diameter of the contact hole, the risk of short circuit between contacts is increased.

【0022】また、上記のSCR処理は、大がかりな装
置が必要となり、処理を行うためのコストが高いという
問題がある。
Further, the above-mentioned SCR processing requires a large-scale device, and there is a problem that the cost for performing the processing is high.

【0023】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、コンタクトホールの開口径の拡
大などのウェハの表面形状の変形をもたらさず、安価
に、ポリマー、パーティクルやレジスト残渣などのウェ
ハ表面に存在する異物を十分に除去できるウェハの洗浄
方法を提供することである。
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is not to bring about deformation of the surface shape of a wafer such as enlargement of an opening diameter of a contact hole and to inexpensively produce a polymer, particles or a resist residue. It is an object of the present invention to provide a wafer cleaning method capable of sufficiently removing foreign matter existing on the wafer surface such as.

【0024】[0024]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明のウェハの洗浄方法は、半導体装置の製造工
程において、ウェハにパターンを形成したときにウェハ
表面に発生する異物を除去するためのウェハの洗浄方法
であって、洗浄液と加圧された気体を混合して2流体ノ
ズルより噴射することで洗浄液の微小液滴を発生させる
工程と、上記ウェハに上記洗浄液の微小液滴を吹きつけ
る工程とを有する。
In order to achieve the above object, the wafer cleaning method of the present invention removes foreign matter generated on the surface of a wafer when a pattern is formed on the wafer in a semiconductor device manufacturing process. A method of cleaning a wafer, wherein a cleaning liquid and a pressurized gas are mixed and ejected from a two-fluid nozzle to generate fine droplets of the cleaning liquid; And the step of spraying.

【0025】上記の本発明のウェハの洗浄方法は、好適
には、上記ウェハに上記洗浄液の微小液滴を吹きつける
工程の前に、上記ウェハを無機系あるいは有機系の処理
薬液で洗浄する工程をさらに有する。
In the wafer cleaning method of the present invention, preferably, the step of cleaning the wafer with an inorganic or organic processing chemical solution is performed before the step of spraying fine droplets of the cleaning solution onto the wafer. Further has.

【0026】上記の本発明のウェハの洗浄方法は、好適
には、上記ウェハに上記洗浄液の微小液滴を吹きつける
工程の前に、上記ウェハを純水で洗浄する工程をさらに
有する。さらに好適には、上記ウェハが上記純水で濡れ
たままで、上記ウェハに上記洗浄液の微小液滴を吹きつ
ける工程を行う。あるいは好適には、上記ウェハに上記
洗浄液の微小液滴を吹きつける工程の後に、上記ウェハ
を純水で洗浄する工程をさらに有する。
The above-described wafer cleaning method of the present invention preferably further comprises a step of cleaning the wafer with pure water before the step of spraying fine droplets of the cleaning liquid onto the wafer. More preferably, the step of spraying fine droplets of the cleaning liquid onto the wafer is performed while the wafer remains wet with the pure water. Alternatively, preferably, the method further includes a step of cleaning the wafer with pure water after the step of spraying the minute droplets of the cleaning liquid on the wafer.

【0027】上記の本発明のウェハの洗浄方法は、好適
には、上記異物は、ポリマー、レジスト残渣およびパー
ティクルのうちの少なくともいずれかを含む。
In the above wafer cleaning method of the present invention, preferably, the foreign matter contains at least one of a polymer, a resist residue, and particles.

【0028】上記の本発明のウェハの洗浄方法は、好適
には、上記洗浄液として、純水を用いる。あるいは好適
には、上記洗浄液として、過酸化水素水などを含む無機
系の処理薬液、あるいは、アミン系溶剤、NH4 F系溶
剤、有機酸系溶剤などを含む有機溶剤などの有機系の処
理薬液を用いる。
In the above wafer cleaning method of the present invention, pure water is preferably used as the cleaning liquid. Alternatively, preferably, the cleaning liquid is an inorganic treatment liquid containing hydrogen peroxide water or the like, or an organic treatment liquid such as an organic solvent containing an amine-based solvent, an NH 4 F-based solvent, an organic acid-based solvent or the like. To use.

【0029】上記の本発明のウェハの洗浄方法は、好適
には、上記加圧された気体として、不活性ガスを用い
る。
In the above wafer cleaning method of the present invention, an inert gas is preferably used as the pressurized gas.

【0030】上記の本発明のウェハの洗浄方法は、純水
や無機系あるいは有機系の処理薬液などの洗浄液と、加
圧された気体を混合して、2流体ノズルより噴射するこ
とで洗浄液の微小液滴を発生させ、ウェハに洗浄液の微
小液滴を吹きつけることで、通常の洗浄液による洗浄効
果に加えて、ウェハ表面の異物を微小液滴により物理的
に除去する効果を有する。これにより、コンタクトホー
ルの開口径の拡大などのウェハの表面形状の変形をもた
らさず、大がかりな装置は不要で、安価に、ポリマー、
パーティクルやレジスト残渣などのウェハ表面に存在す
る異物を十分に除去できる。
In the above-described wafer cleaning method of the present invention, a cleaning liquid such as pure water or an inorganic or organic processing chemical liquid and a pressurized gas are mixed and sprayed from a two-fluid nozzle to form a cleaning liquid. By generating minute liquid droplets and spraying the minute liquid droplets of the cleaning liquid on the wafer, in addition to the cleaning effect of the normal cleaning liquid, it has the effect of physically removing foreign substances on the wafer surface by the minute liquid droplets. As a result, the surface shape of the wafer is not deformed such as the opening diameter of the contact hole is enlarged, a large-scale device is not required, and the cost of the polymer,
It is possible to sufficiently remove foreign substances such as particles and resist residues existing on the wafer surface.

【0031】[0031]

【発明の実施の形態】以下に、本実施形態のエッチング
方法およびエッチング装置の実施の形態について図面を
参照して説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of an etching method and an etching apparatus of this embodiment will be described below with reference to the drawings.

【0032】図1は、本実施形態におけるウェハの洗浄
工程において用いる2流体ノズルNZの断面図である。
例えば、洗浄液LQが供給される供給口Maと、加圧し
たガスGSが供給される供給口Mbと、これらが混合し
て噴出される噴出口Mcとを有している。洗浄液LQお
よびガスGSを所定の圧力で供給することで、ノズルN
Z内で洗浄液LQとガスGSが混合され、噴出口Mcよ
り噴射して、洗浄液の微小液滴(スプレーSP)とな
り、ウェハ表面に吹きつけられる。
FIG. 1 is a sectional view of a two-fluid nozzle NZ used in the wafer cleaning process in this embodiment.
For example, it has a supply port Ma to which the cleaning liquid LQ is supplied, a supply port Mb to which the pressurized gas GS is supplied, and an ejection port Mc from which these are mixed and ejected. By supplying the cleaning liquid LQ and the gas GS at a predetermined pressure, the nozzle N
The cleaning liquid LQ and the gas GS are mixed in Z and ejected from the ejection port Mc to form minute droplets (spray SP) of the cleaning liquid, which are sprayed onto the wafer surface.

【0033】図2は、上記の2流体ノズルNZを用いて
ウェハを洗浄する枚葉式の洗浄装置の模式図である。例
えば、回転モータSMに取り付けられたテーブルTB
と、2流体ノズルNZが設けられている。テーブルTB
上にウェハWFを固定して、2流体ノズルNZから洗浄
液スプレーSPを噴出させ、ウェハWFに吹きつける。
このとき、回転モータSMによりウェハWFを回転駆動
しながら、ノズルNZを内周から外周へ、または外周か
ら内周へ、あるいはこれを繰り返して移動させ、ウェハ
WFの表面の全面に洗浄液を吹きつける。また、洗浄液
の飛散を防ぐために、テーブルTBの外周部にカップC
Pが設けられている。
FIG. 2 is a schematic view of a single-wafer cleaning apparatus for cleaning a wafer using the above-mentioned two-fluid nozzle NZ. For example, the table TB attached to the rotary motor SM
A two-fluid nozzle NZ is provided. Table TB
The wafer WF is fixed on the upper surface, and the cleaning liquid spray SP is ejected from the two-fluid nozzle NZ and sprayed onto the wafer WF.
At this time, while rotating the wafer WF by the rotation motor SM, the nozzle NZ is moved from the inner circumference to the outer circumference, from the outer circumference to the inner circumference, or repeatedly, and the cleaning liquid is sprayed onto the entire surface of the wafer WF. . In addition, in order to prevent the scattering of the cleaning liquid, the cup C is attached to the outer peripheral portion of the table TB.
P is provided.

【0034】上記の洗浄液LQとしては、例えば、純
水、無機系あるいは有機系の処理薬液を用いる。この場
合の純水とは、イオン交換水などを含む。また、無機系
の処理薬液としては、過酸化水素水を用いることができ
る。また、有機系の処理薬液としては、アミン系溶剤、
NH4 F系溶剤、有機酸系溶剤などの有機溶剤を用いる
ことができる。さらに、上記のガスGSとしては、例え
ば、窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガスなどの不活
性ガスを用いる。
As the cleaning liquid LQ, for example, pure water, an inorganic or organic processing chemical liquid is used. Pure water in this case includes ion-exchanged water and the like. Further, hydrogen peroxide solution can be used as the inorganic processing chemical. Further, as the organic processing chemicals, amine-based solvents,
An organic solvent such as NH 4 F-based solvent or organic acid-based solvent can be used. Further, as the gas GS, for example, an inert gas such as nitrogen gas, argon gas, or helium gas is used.

【0035】半導体装置の製造工程において、ウェハに
パターンを形成したときにウェハ表面に発生する、ポリ
マー、レジスト残渣およびパーティクルなどの異物を除
去するために、上記の洗浄装置を用いてウェハを洗浄す
る。
In the process of manufacturing a semiconductor device, the above cleaning device is used to clean the wafer in order to remove foreign substances such as polymers, resist residues and particles generated on the wafer surface when a pattern is formed on the wafer. .

【0036】例えば、SiO2 系材料、SiN系材料、
Si系材料などが表面に存在する配線前工程におけるウ
ェハの洗浄には、図3(a)に示す手順の洗浄処理工程
Swを行うことができる。即ち、まず、第1ステップS
11として、過酸化水素水などの無機系の処理薬液、あ
るいは、アミン系溶剤、NH4 F系溶剤、有機酸系溶剤
などの有機溶剤など、有機系の処理薬液によりウェハ表
面を洗浄処理する。次に、第2ステップS12として、
純水でウェハ表面を洗浄処理する。次に、第3ステップ
S13として、上記の2流体ノズルを用いて純水のスプ
レーを生成し、これをウェハに吹きつけて洗浄する。こ
のとき、第2ステップS12において濡れたままで、ウ
ェハを乾燥させずに純水のスプレーを吹きつけることが
好ましい。次に、第4ステップS14として、純水でウ
ェハ表面を洗浄処理する。次に、第5ステップS15と
して、ウェハを乾燥させる。以降は、配線形成工程など
の次工程が行われる。
For example, SiO 2 type material, SiN type material,
For cleaning the wafer in the pre-wiring process in which the Si-based material or the like is present on the surface, the cleaning process Sw of the procedure shown in FIG. 3A can be performed. That is, first, the first step S
As 11, the wafer surface is cleaned with an inorganic processing chemical such as hydrogen peroxide solution or an organic processing chemical such as an amine solvent, an NH 4 F solvent, an organic acid solvent or the like. Next, as the second step S12,
The surface of the wafer is washed with pure water. Next, as a third step S13, a spray of pure water is generated using the above-mentioned two-fluid nozzle, and this is sprayed on the wafer for cleaning. At this time, in the second step S12, it is preferable to spray a pure water spray without drying the wafer while it remains wet. Next, as a fourth step S14, the wafer surface is washed with pure water. Next, as a fifth step S15, the wafer is dried. After that, the next process such as a wiring forming process is performed.

【0037】また、例えば、AlCu系材料、Ti系材
料、Ta系材料、W系材料、Cu系材料などが表面に存
在する配線工程におけるウェハの洗浄には、図3(b)
に示す手順の洗浄処理工程Swを行うことができる。即
ち、まず、第1ステップS21として、純水でウェハ表
面を洗浄処理する。次に、第2ステップS22として、
上記の2流体ノズルを用いて、アミン系溶剤、NH4
系溶剤、有機酸系溶剤などの有機溶剤など、有機系の処
理薬液(有機剥離液)のスプレーを生成し、これをウェ
ハに吹きつけて洗浄する。このとき、第1ステップS2
1において濡れたままで、ウェハを乾燥させずに上記の
スプレーを吹きつけることが好ましい。次に、第3ステ
ップS23として、純水でウェハ表面を洗浄処理する。
次に、第4ステップS24として、ウェハを乾燥させ
る。以降は、絶縁膜形成工程などの次工程が行われる。
Further, for example, for cleaning a wafer in a wiring process in which an AlCu-based material, a Ti-based material, a Ta-based material, a W-based material, a Cu-based material, etc. exist on the surface, FIG.
The cleaning process Sw of the procedure shown in can be performed. That is, first, as the first step S21, the wafer surface is cleaned with pure water. Next, as the second step S22,
Using the above two-fluid nozzle, amine solvent, NH 4 F
A spray of an organic processing chemical (organic stripping solution) such as an organic solvent such as an organic solvent or an organic acid solvent is generated, and sprayed on the wafer for cleaning. At this time, the first step S2
It is preferred that the spray is sprayed as above at 1 while remaining wet without drying the wafer. Next, as a third step S23, the wafer surface is washed with pure water.
Next, as a fourth step S24, the wafer is dried. After that, the next step such as an insulating film forming step is performed.

【0038】上記の本実施形態のウェハの洗浄方法は、
純水や無機系あるいは有機系の処理薬液などの洗浄液
と、加圧された気体を混合して、2流体ノズルより噴射
することで洗浄液の微小液滴を発生させ、ウェハに洗浄
液の微小液滴を吹きつけることで、通常の洗浄液による
洗浄効果に加えて、ウェハ表面の異物を微小液滴により
物理的に除去する効果を有する。これにより、コンタク
トホールの開口径の拡大などのウェハの表面形状の変形
をもたらさず、安価に、ポリマー、パーティクルやレジ
スト残渣などのウェハ表面に存在する異物を十分に除去
できる。
The wafer cleaning method of the present embodiment described above is
A cleaning liquid such as pure water, an inorganic or organic processing chemical liquid, and a pressurized gas are mixed and ejected from a two-fluid nozzle to generate minute liquid droplets of the cleaning liquid. In addition to the cleaning effect of a normal cleaning liquid, the foreign matter on the wafer surface is physically removed by the microdroplets by spraying. As a result, the deformation of the surface shape of the wafer such as the enlargement of the opening diameter of the contact hole is not brought about, and foreign matters such as polymers, particles and resist residues existing on the wafer surface can be sufficiently removed at a low cost.

【0039】例えば、上記の本実施形態のウェハの洗浄
方法は、デュアルダマシン法と呼ばれる、配線用溝とこ
れに連通するコンタクトホールを同時に配線材料で埋め
込み、コンタクトプラグと配線を一体に形成する工程に
好ましく適用できる。
For example, in the above-described wafer cleaning method of the present embodiment, a step called a dual damascene method in which a wiring groove and a contact hole communicating with the wiring groove are simultaneously filled with a wiring material to integrally form a contact plug and a wiring. Can be preferably applied to.

【0040】図4は、上記のデュアルダマシン法により
一体に形成した溝配線とコンタクトプラグを有する半導
体装置の断面図である。例えば、基板に形成された絶縁
膜10上に、窒化シリコンなどのエッチングストッパ1
1が形成され、その上層に低誘電率膜12およびキャッ
プ絶縁膜13が積層されており、銅などからなる配線1
4が埋め込まれている。この上層に、窒化シリコンなど
からなるエッチングストッパ15、低誘電率膜16、エ
ッチングストッパ17、低誘電率膜18、キャップ絶縁
膜19が積層されている。上記の積層された絶縁膜にお
いて、配線14に達するコンタクトホールCHと、これ
に連通する配線用溝TRが形成されている。コンタクト
ホールCHとこれに連通する配線用溝TR内に、銅など
の配線材料が埋め込まれ、コンタクトプラグ24aと溝
配線24bとが一体に形成されている。
FIG. 4 is a sectional view of a semiconductor device having a groove wiring and a contact plug integrally formed by the above dual damascene method. For example, an etching stopper 1 made of silicon nitride or the like is formed on the insulating film 10 formed on the substrate.
1 is formed, and the low dielectric constant film 12 and the cap insulating film 13 are laminated thereon, and the wiring 1 made of copper or the like is formed.
4 is embedded. An etching stopper 15, which is made of silicon nitride, a low dielectric constant film 16, an etching stopper 17, a low dielectric constant film 18, and a cap insulating film 19 are laminated on the upper layer. In the laminated insulating film, the contact hole CH reaching the wiring 14 and the wiring trench TR communicating with the contact hole CH are formed. A wiring material such as copper is embedded in the contact hole CH and the wiring trench TR communicating with the contact hole CH, and the contact plug 24a and the groove wiring 24b are integrally formed.

【0041】上記の半導体装置の製造方法について説明
する。まず、図5(a)に示すように、例えば、基板に
形成された絶縁膜10上に、例えば減圧CVD法などに
より窒化シリコンを堆積させてエッチングストッパ11
を形成し、その上層に例えばCVD法などにより低誘電
率膜12およびキャップ絶縁膜13を積層させる。次
に、低誘電率膜12およびキャップ絶縁膜13を配線パ
ターンに沿ってエッチングし、エッチングストッパ11
の表面でエッチングを停止させて、配線用溝をパターン
形成する。次に、例えばスパッタリング用により配線用
溝内を埋め込んで銅などの導電性の配線材料を堆積さ
せ、溝外に堆積した配線材料をCMP(Chemica
l Mechanical Polishing)法な
どにより除去し、配線14を形成する。次に、例えばC
VD法などにより、エッチングストッパ15、低誘電率
膜16、エッチングストッパ17、低誘電率膜18、キ
ャップ絶縁膜19、エッチングストッパ20を順に積層
して形成する。次に、フォトリソグラフィー工程によ
り、コンタクトホールの開口パターンP CHを有するレジ
スト膜21を形成する。
A method of manufacturing the above semiconductor device will be described.
To do. First, for example, as shown in FIG.
On the formed insulating film 10, for example, by a low pressure CVD method or the like.
Etching stopper 11 by depositing more silicon nitride
Is formed, and a low-dielectric
The rate film 12 and the cap insulating film 13 are laminated. Next
The low dielectric constant film 12 and the cap insulating film 13 on the wiring pattern.
Etching along the turn, etching stopper 11
Stop the etching on the surface of the
Form. Then, for example, for sputtering, for wiring
Fill the groove and deposit a conductive wiring material such as copper.
The wiring material deposited outside the groove by CMP (Chemical
l Mechanical Polishing) method
Then, the wiring 14 is formed. Then, for example, C
By the VD method, etc., etching stopper 15, low dielectric constant
Film 16, etching stopper 17, low dielectric constant film 18, key
Cap insulating film 19 and etching stopper 20 are laminated in this order.
To form. Next, the photolithography process
, The contact hole opening pattern P CHCash register with
The strike film 21 is formed.

【0042】次に、図5(b)に示すように、レジスト
膜21をマスクとして、例えばRIE(反応性イオンエ
ッチング)などのエッチングを施し、配線14に達する
コンタクトホールCHを開口する。このとき、コンタク
トホールCHの底面に、RIEなどのエッチングで使用
するエッチングガスの反応生成物であるポリマーPMが
残される。
Next, as shown in FIG. 5B, etching such as RIE (reactive ion etching) is performed using the resist film 21 as a mask to open a contact hole CH reaching the wiring 14. At this time, the polymer PM, which is a reaction product of the etching gas used for etching such as RIE, remains on the bottom surface of the contact hole CH.

【0043】次に、図6(a)に示すように、本実施形
態に係るウェハの洗浄処理を行って、レジスト膜21お
よびポリマーPMを除去し、さらにRIEなどによりエ
ッチングストッパ20を除去し、次に、コンタクトホー
ルCHの内部を埋め込んで下層レジスト膜22を形成
し、さらに上層レジスト膜23を形成する。ここで、下
層レジスト膜22は、より緻密な膜分布となって硬質な
膜となっている。また、上層レジスト膜23には、フォ
トリソグラフィー工程により、配線用溝の開口パターン
TRを形成する。
Next, as shown in FIG. 6A, the wafer cleaning process according to the present embodiment is performed to remove the resist film 21 and the polymer PM, and further the etching stopper 20 is removed by RIE or the like. Next, the lower layer resist film 22 is formed by filling the inside of the contact hole CH, and further the upper layer resist film 23 is formed. Here, the lower resist film 22 is a hard film with a denser film distribution. Further, the opening pattern P TR of the wiring trench is formed in the upper resist film 23 by a photolithography process.

【0044】次に、図6(b)に示すように、上層レジ
スト膜23をマスクとして、例えばRIEなどのエッチ
ングを施し、下層レジスト膜22に配線用溝の開口パタ
ーンPTRを転写する。このとき、下層レジスト膜22の
一部22aはコンタクトホールCH内に残される。
Next, as shown in FIG. 6B, etching such as RIE is performed using the upper layer resist film 23 as a mask to transfer the wiring groove opening pattern P TR to the lower layer resist film 22. At this time, a part 22a of the lower resist film 22 is left in the contact hole CH.

【0045】次に、図7(a)に示すように、下層レジ
スト膜22をマスクとして、例えばエッチングストッパ
17の表面で停止するRIEなどのエッチングを施し、
低誘電率膜18とキャップ絶縁膜19の膜厚に相当する
深さの配線用溝TRをコンタクトホールCHに連通して
形成する。このエッチングにより、上層レジスト膜23
は除去されるが、下層レジスト膜22とその一部22a
である残渣RRが残されている。
Next, as shown in FIG. 7A, etching such as RIE that stops on the surface of the etching stopper 17 is performed using the lower resist film 22 as a mask.
A wiring trench TR having a depth corresponding to the film thicknesses of the low dielectric constant film 18 and the cap insulating film 19 is formed in communication with the contact hole CH. By this etching, the upper resist film 23
Are removed, but the lower resist film 22 and its part 22a
Residue RR is left.

【0046】次に、図7(b)に示すように、本実施形
態に係るウェハの洗浄処理を行って、下層レジスト膜2
2とその一部22aである残渣RRを除去する。この洗
浄処理により、コンタクトホールの開口径は配線用溝の
幅の拡大などのウェハの表面形状の変形をもたらさず、
安価に、ポリマー、パーティクルやレジスト残渣などの
ウェハ表面に存在する異物を十分に除去できる。
Next, as shown in FIG. 7B, the lower layer resist film 2 is subjected to a cleaning process of the wafer according to the present embodiment.
2 and a part 22a of the residue RR are removed. With this cleaning process, the opening diameter of the contact hole does not cause deformation of the surface shape of the wafer such as expansion of the width of the wiring groove,
Foreign substances such as polymers, particles and resist residues existing on the wafer surface can be sufficiently removed at low cost.

【0047】以降の工程としては、例えばスパッタリン
グ用によりコンタクトホールCHおよび配線用溝TR内
を埋め込んで銅などの導電性の配線材料を堆積させ、溝
外に堆積した配線材料をCMP法などにより除去し、コ
ンタクトプラグ24aと溝配線24bとを一体に形成し
て、図4に示す構成に至る。
In the subsequent steps, for example, the contact hole CH and the wiring trench TR are filled by sputtering, a conductive wiring material such as copper is deposited, and the wiring material deposited outside the trench is removed by a CMP method or the like. Then, the contact plug 24a and the groove wiring 24b are integrally formed, resulting in the configuration shown in FIG.

【0048】上記では、最初にコンタクトホールを開口
し、次にこれに連通する配線用溝を形成する手順の製造
方法について説明したが、最初に配線用溝を形成し、次
にこれに連通するコンタクトホールを開口する手順の製
造方法にも適用できる。まず、上記の図5(a)に示す
工程と同様にして、図8(a)に示す構成とする。但
し、エッチングストッパ20上に形成するレジスト膜2
5には、配線用溝の開口パターンPTRを形成する。
In the above, the manufacturing method of the procedure of first opening the contact hole and then forming the wiring groove communicating therewith has been described. However, the wiring groove is formed first, and then the wiring groove is communicated therewith. It can also be applied to a manufacturing method in which a contact hole is opened. First, similar to the step shown in FIG. 5A, the structure shown in FIG. 8A is obtained. However, the resist film 2 formed on the etching stopper 20
At 5, an opening pattern P TR of a wiring groove is formed.

【0049】次に、図8(b)に示すように、レジスト
膜25をマスクとして、例えばエッチングストッパ17
の表面で停止するRIEなどのエッチングを施し、低誘
電率膜18とキャップ絶縁膜19の膜厚に相当する深さ
の配線用溝TRを形成する。
Next, as shown in FIG. 8B, using the resist film 25 as a mask, for example, an etching stopper 17 is used.
Etching such as RIE that stops on the surface of is performed to form the wiring trench TR having a depth corresponding to the film thicknesses of the low dielectric constant film 18 and the cap insulating film 19.

【0050】次に、図9(a)に示すように、本実施形
態に係るウェハの洗浄処理を行って、レジスト膜25の
残渣を除去し、さらにRIEなどによりエッチングスト
ッパ20を除去し、次に、配線用溝TRの内部を埋め込
んで下層レジスト膜26を形成し、さらに上層レジスト
膜27を形成する。ここで、下層レジスト膜26は、よ
り緻密な膜分布となって硬質な膜となっている。また、
上層レジスト膜27には、フォトリソグラフィー工程に
より、コンタクトホールの開口パターンPCHを形成す
る。
Next, as shown in FIG. 9A, the wafer cleaning process according to the present embodiment is performed to remove the residue of the resist film 25, and the etching stopper 20 is removed by RIE or the like. Then, the lower layer resist film 26 is formed by filling the inside of the wiring trench TR, and further the upper layer resist film 27 is formed. Here, the lower resist film 26 is a hard film with a denser film distribution. Also,
An opening pattern P CH of the contact hole is formed in the upper resist film 27 by a photolithography process.

【0051】次に、図9(b)に示すように、上層レジ
スト膜27をマスクとして、例えばRIEなどのエッチ
ングを施し、下層レジスト膜26にコンタクトホールの
開口パターンPCHを転写する。ここで、上層レジスト膜
27および下層レジスト膜26の開口部の壁面は斜めに
形成され、開口部の底部における開口径が所望のコンタ
クトホールの径となるように設計する。
Next, as shown in FIG. 9B, etching such as RIE is performed using the upper resist film 27 as a mask to transfer the opening pattern P CH of the contact hole to the lower resist film 26. Here, the wall surfaces of the openings of the upper-layer resist film 27 and the lower-layer resist film 26 are formed obliquely, and the opening diameter at the bottom of the opening is designed to be a desired contact hole diameter.

【0052】次に、図10(a)に示すように、下層レ
ジスト膜26をマスクとして、例えばRIEなどのエッ
チングを施し、配線14に達するコンタクトホールCH
を配線用溝TRに連通して形成する。このとき、コンタ
クトホールCHの底面に、RIEなどのエッチングで使
用するエッチングガスの反応生成物であるポリマーPM
が残される。また、このエッチングにより、上層レジス
ト膜27は除去されるが、下層レジスト膜26とその一
部26aである残渣RRが残されている。
Next, as shown in FIG. 10A, the lower resist film 26 is used as a mask to perform etching such as RIE, and the contact hole CH reaching the wiring 14 is reached.
Are formed so as to communicate with the wiring trench TR. At this time, polymer PM, which is a reaction product of an etching gas used in etching such as RIE, is formed on the bottom surface of the contact hole CH.
Is left. Further, although the upper layer resist film 27 is removed by this etching, the lower layer resist film 26 and the residue RR which is a part 26a thereof are left.

【0053】次に、図10(b)に示すように、本実施
形態に係るウェハの洗浄処理を行って、下層レジスト膜
26とその一部26aである残渣RRを除去する。この
洗浄処理により、コンタクトホールの開口径は配線用溝
の幅の拡大などのウェハの表面形状の変形をもたらさ
ず、安価に、ポリマー、パーティクルやレジスト残渣な
どのウェハ表面に存在する異物を十分に除去できる。
Next, as shown in FIG. 10B, the wafer cleaning process according to the present embodiment is performed to remove the lower resist film 26 and the residue RR which is a part 26a thereof. By this cleaning process, the opening diameter of the contact hole does not cause the deformation of the surface shape of the wafer such as the expansion of the width of the wiring groove, and the foreign substances such as polymer, particles and resist residues existing on the wafer surface can be sufficiently inexpensively prepared. Can be removed.

【0054】以降の工程としては、例えばスパッタリン
グ用によりコンタクトホールCHおよび配線用溝TR内
を埋め込んで銅などの導電性の配線材料を堆積させ、溝
外に堆積した配線材料をCMP法などにより除去し、コ
ンタクトプラグ24aと溝配線24bとを一体に形成し
て、図4に示す構成に至る。
In the subsequent steps, for example, the contact hole CH and the wiring trench TR are buried by sputtering to deposit a conductive wiring material such as copper, and the wiring material deposited outside the trench is removed by the CMP method or the like. Then, the contact plug 24a and the groove wiring 24b are integrally formed, resulting in the configuration shown in FIG.

【0055】本実施形態に係るウェハの洗浄方法によれ
ば、製造工程上、硬質な膜となって残ってしまうレジス
ト膜の残渣なども十分に除去することができる。
According to the wafer cleaning method of the present embodiment, it is possible to sufficiently remove the residue of the resist film that remains as a hard film in the manufacturing process.

【0056】本発明は上記の実施形態に限定されない。
例えば、洗浄されるウェハの表面形状は、デュアルダマ
シン法によりコンタクトホールと配線用溝を形成した状
態に限定されず、どのような状態でも適用できる。さら
に、2流体ノズルに導くガスは、不活性ガスに限らず、
空気などのその他のガスも用いることが可能である。そ
の他、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更が可
能である。
The present invention is not limited to the above embodiment.
For example, the surface shape of the wafer to be cleaned is not limited to the state in which the contact hole and the wiring groove are formed by the dual damascene method, and it can be applied in any state. Furthermore, the gas introduced to the two-fluid nozzle is not limited to the inert gas,
Other gases such as air can also be used. Besides, various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

【0057】[0057]

【発明の効果】以上説明したように、本発明のウェハの
洗浄方法によれば、純水や無機系あるいは有機系の処理
薬液などの洗浄液と、加圧された気体を混合して、2流
体ノズルより噴射することで洗浄液の微小液滴を発生さ
せ、ウェハに洗浄液の微小液滴を吹きつけることで、通
常の洗浄液による洗浄効果に加えて、ウェハ表面の異物
を微小液滴により物理的に除去する効果があり、コンタ
クトホールの開口径の拡大などのウェハの表面形状の変
形をもたらさず、安価に、ポリマー、パーティクルやレ
ジスト残渣などのウェハ表面に存在する異物を十分に除
去できる。
As described above, according to the wafer cleaning method of the present invention, a cleaning liquid such as pure water or an inorganic or organic processing chemical liquid is mixed with a pressurized gas to form a two-fluid liquid. By spraying from a nozzle, minute droplets of the cleaning liquid are generated, and by spraying the minute droplets of the cleaning liquid onto the wafer, in addition to the cleaning effect of the normal cleaning liquid, foreign substances on the wafer surface are physically removed by the minute droplets. It has an effect of removing, does not cause deformation of the surface shape of the wafer such as enlargement of the opening diameter of the contact hole, and can sufficiently remove foreign substances such as polymer, particles, and resist residues existing on the wafer surface at low cost.

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

【図1】図1は本発明の本実施形態に係るウェハの洗浄
工程において用いる2流体ノズルの断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a two-fluid nozzle used in a wafer cleaning process according to this embodiment of the present invention.

【図2】図2は本発明の本実施形態に係る枚葉式のウェ
ハの洗浄装置の模式図である。
FIG. 2 is a schematic diagram of a single wafer cleaning apparatus according to this embodiment of the present invention.

【図3】図3は本発明の本実施形態に係るウェハの洗浄
方法の手順を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a procedure of a wafer cleaning method according to the present embodiment of the present invention.

【図4】図4は本発明の本実施形態に係る半導体装置の
製造方法で製造する半導体装置の断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view of a semiconductor device manufactured by the method for manufacturing a semiconductor device according to this embodiment of the present invention.

【図5】図5は本発明の本実施形態に係る半導体装置の
製造方法の製造工程を示す断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the method for manufacturing the semiconductor device according to the embodiment of the present invention.

【図6】図6は本発明の本実施形態に係る半導体装置の
製造方法の製造工程を示す断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the method for manufacturing the semiconductor device according to the embodiment of the present invention.

【図7】図7は本発明の本実施形態に係る半導体装置の
製造方法の製造工程を示す断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the method for manufacturing the semiconductor device according to the embodiment of the present invention.

【図8】図8は本発明の本実施形態に係る半導体装置の
製造方法の製造工程を示す断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the method for manufacturing the semiconductor device according to the embodiment of the present invention.

【図9】図9は本発明の本実施形態に係る半導体装置の
製造方法の製造工程を示す断面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the method for manufacturing the semiconductor device according to the embodiment of the present invention.

【図10】図10は本発明の本実施形態に係る半導体装
置の製造方法の製造工程を示す断面図である。
FIG. 10 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the method for manufacturing the semiconductor device according to the embodiment of the present invention.

【図11】図11は従来例に係る半導体装置の製造方法
の問題点を説明する断面図である。
FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a problem in a method of manufacturing a semiconductor device according to a conventional example.

【図12】図12は従来例に係るウェハの洗浄方法の洗
浄効果を示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing a cleaning effect of a conventional wafer cleaning method.

【図13】図13は従来例に係るウェハの洗浄方法の問
題点を説明する図である。
FIG. 13 is a diagram for explaining a problem of the conventional wafer cleaning method.

【図14】図14は従来例に係る半導体装置の製造方法
の問題点を説明する断面図である。
FIG. 14 is a cross-sectional view illustrating a problem in a method of manufacturing a semiconductor device according to a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…絶縁膜、11,15,17,20…エッチングス
トッパ、12,16,18…低誘電率膜、13,19…
キャップ絶縁膜、14,24b…配線、21,25…レ
ジスト膜、22,22a,26,26a…下層レジスト
膜、23,27…上層レジスト膜、24a…コンタクト
プラグ、30…基板、31a…ポリシリコン層、31b
…タングステンシリサイド層、31…配線、32…オフ
セット絶縁膜、33…第1絶縁膜、34…第2絶縁膜、
35…第3絶縁膜、NZ…2流体ノズル、Ma,Mb…
供給口、Mc…噴出口、LQ…洗浄液、GS…ガス、S
P…スプレー、SM…回転モータ、TB…テーブル、W
F…ウェハ、CP…カップ、CH…コンタクトホール、
R…配線用溝、PM…ポリマー、RR…レジスト膜残
渣、PTR…配線用溝の開口パターン、PCH…コンタクト
ホールの開口パターン。
10 ... Insulating film, 11, 15, 17, 20 ... Etching stopper, 12, 16, 18 ... Low dielectric constant film, 13, 19 ...
Cap insulating film, 14, 24b ... Wiring 21, 25 ... Resist film, 22, 22a, 26, 26a ... Lower resist film, 23, 27 ... Upper resist film, 24a ... Contact plug, 30 ... Substrate, 31a ... Polysilicon Layer, 31b
... Tungsten silicide layer, 31 ... Wiring, 32 ... Offset insulating film, 33 ... First insulating film, 34 ... Second insulating film,
35 ... 3rd insulating film, NZ ... 2-fluid nozzle, Ma, Mb ...
Supply port, Mc ... Jet port, LQ ... Cleaning liquid, GS ... Gas, S
P ... Spray, SM ... Rotation motor, TB ... Table, W
F ... Wafer, CP ... Cup, CH ... Contact hole,
R ... wiring groove, PM ... polymer, RR ... resist Makuzan渣, P TR ... aperture pattern of the wiring trench, an opening pattern P CH ... contact hole.

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】半導体装置の製造工程において、ウェハに
パターンを形成したときにウェハ表面に発生する異物を
除去するためのウェハの洗浄方法であって、 洗浄液と加圧された気体を混合して2流体ノズルより噴
射することで洗浄液の微小液滴を発生させる工程と、 上記ウェハに上記洗浄液の微小液滴を吹きつける工程と
を有するウェハの洗浄方法。
1. A method of cleaning a wafer for removing foreign matters generated on a wafer surface when a pattern is formed on the wafer in a manufacturing process of a semiconductor device, which comprises mixing a cleaning liquid and a pressurized gas. A method for cleaning a wafer, comprising: a step of generating fine droplets of a cleaning liquid by jetting from a two-fluid nozzle; and a step of spraying the minute droplets of the cleaning liquid onto the wafer.
【請求項2】上記ウェハに上記洗浄液の微小液滴を吹き
つける工程の前に、上記ウェハを無機系あるいは有機系
の処理薬液で洗浄する工程をさらに有する請求項1に記
載のウェハの洗浄方法。
2. The method for cleaning a wafer according to claim 1, further comprising a step of cleaning the wafer with an inorganic or organic processing chemical solution before the step of spraying the minute droplets of the cleaning solution onto the wafer. .
【請求項3】上記ウェハに上記洗浄液の微小液滴を吹き
つける工程の前に、上記ウェハを純水で洗浄する工程を
さらに有する請求項1に記載のウェハの洗浄方法。
3. The method for cleaning a wafer according to claim 1, further comprising a step of cleaning the wafer with pure water before the step of spraying the minute droplets of the cleaning liquid on the wafer.
【請求項4】上記ウェハが上記純水で濡れたままで、上
記ウェハに上記洗浄液の微小液滴を吹きつける工程を行
う請求項3に記載のウェハの洗浄方法。
4. The method for cleaning a wafer according to claim 3, wherein the step of spraying fine droplets of the cleaning liquid onto the wafer is performed while the wafer remains wet with the pure water.
【請求項5】上記ウェハに上記洗浄液の微小液滴を吹き
つける工程の後に、上記ウェハを純水で洗浄する工程を
さらに有する請求項1に記載のウェハの洗浄方法。
5. The method for cleaning a wafer according to claim 1, further comprising a step of cleaning the wafer with pure water after the step of spraying the minute droplets of the cleaning liquid on the wafer.
【請求項6】上記異物は、ポリマー、レジスト残渣およ
びパーティクルのうちの少なくともいずれかを含む請求
項1に記載のウェハの洗浄方法。
6. The wafer cleaning method according to claim 1, wherein the foreign matter contains at least one of a polymer, a resist residue, and particles.
【請求項7】上記洗浄液として、純水を用いる請求項1
に記載のウェハの洗浄方法。
7. The pure water is used as the cleaning liquid.
The method for cleaning a wafer according to item 4.
【請求項8】上記洗浄液として、無機系あるいは有機系
の処理薬液を用いる請求項1に記載のウェハの洗浄方
法。
8. The wafer cleaning method according to claim 1, wherein an inorganic or organic processing chemical is used as the cleaning liquid.
【請求項9】上記洗浄液は無機系の処理薬液として過酸
化水素水を含む請求項8に記載のウェハの洗浄方法。
9. The method for cleaning a wafer according to claim 8, wherein the cleaning liquid contains hydrogen peroxide as an inorganic processing chemical.
【請求項10】上記洗浄液は有機系の処理薬液として有
機溶剤を含む請求項8に記載のウェハの洗浄方法。
10. The wafer cleaning method according to claim 8, wherein the cleaning liquid contains an organic solvent as an organic processing chemical.
【請求項11】上記洗浄液は上記有機溶剤としてアミン
系溶剤を含む請求項10に記載のウェハの洗浄方法。
11. The wafer cleaning method according to claim 10, wherein the cleaning liquid contains an amine solvent as the organic solvent.
【請求項12】上記洗浄液は上記有機溶剤としてNH4
F系溶剤を含む請求項10に記載のウェハの洗浄方法。
12. The cleaning solution comprises NH 4 as the organic solvent.
The method for cleaning a wafer according to claim 10, further comprising an F-based solvent.
【請求項13】上記洗浄液は上記有機溶剤として有機酸
系溶剤を含む請求項10に記載のウェハの洗浄方法。
13. The method for cleaning a wafer according to claim 10, wherein the cleaning liquid contains an organic acid solvent as the organic solvent.
【請求項14】上記加圧された気体として、不活性ガス
を用いる請求項1に記載のウェハの洗浄方法。
14. The method for cleaning a wafer according to claim 1, wherein an inert gas is used as the pressurized gas.
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