JP2004022550A - Method for manufacturing semiconductor integrated circuit device - Google Patents

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丹沢 有備
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Shinichiro Umemura
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ultrasonic cleaning technique for LSIs giving reduced damage on LSI patterns, while maintaining high cleaning performance. <P>SOLUTION: To the tip of a quartz rod 204 arranged over a wafer stage 201 of an ultrasonic cleaning apparatus 200, an attenuating member 207 is attached for attenuating ultrasonic energy transmission to a cleaning liquid 208, with a structure so that no excessive ultrasonic energy is applied to the surface of a board 1 from the tip of the quartz rod 204. Since the peripheral side of a wafer chuck 202 attached to the wafer stage 201 is designed to be substantially flush with the surface of the board 1, the cleaning liquid 208 spreads to as far as the outermost of the wafer chuck 202, and the boundary between the cleaning liquid 208 and the air comes to be positioned at farther the outside of the periphery of the substrate 1, excessive ultrasonic energy will not be applied to the periphery of the substrate 1. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体集積回路装置の製造技術に関し、特に、超音波を利用した半導体ウエハの洗浄に適用して有効な技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
周波数1MHz前後のメガソニックと呼ばれる超音波を印加しながら半導体ウエハ(以下、ウエハという)の表面を純水または薬液で洗浄するメガソニック洗浄技術は、周波数数十KHzの超音波を利用する従来のキロソニック洗浄に比べてLSIパターンに与えるダメージが少なく、かつブラシ洗浄に比べてパーティクル除去能力が高いとされることから、素子や配線のパターンが微細化した最近のLSI製造工程に不可欠の洗浄技術となりつつある。
【0003】
「クリーンテクノロジー 2001年8月号」(日本工業出版(株)、平成13年7月25日発行)14頁〜18頁は、枚葉方式を採用したメガソニック洗浄技術の課題について論じている。この文献によれば、ウエハを水槽内に浸漬した状態でメガソニックを照射する浸漬方式では、メガソニックエネルギーによるLSI破壊の問題が生じ難いのに対し、回転ステージに搭載したウエハの上方に洗浄液ノズルを配置し、このノズル管内を通過する洗浄液にメガソニックを印加してウエハ表面に供給する枚葉方式の場合は、メガソニックがウエハ表面に直接印加されてLamb波振動(シリコンの薄板であるウエハがメガソニックに対して共振を起こす撓み運動)が発生するために、LSIのパターン破壊が発生するという問題点が指摘されている。
【0004】
特開2001−53047号公報(冨田ら)は、ウエハ表裏両面に同時に洗浄液を供給可能な洗浄液供給ノズルと、ウエハ表裏両面に超音波を同時に印加できる超音波振動子とを備え、ウエハ表裏両面への洗浄液の供給と超音波の印加を同時に行うことによって、洗浄時間の短縮を図った超音波洗浄装置を開示している。この公報に記載された超音波洗浄装置の一態様によれば、超音波洗浄装置は、洗浄対象となるウエハの外周端部近傍にウエハと離間して配置され、ウエハの表裏両面に洗浄液を供給する超音波発振ノズルと、ウエハの表裏両面に超音波を印加する超音波発振器と、ウエハの外周端部に接して配置され、ウエハの外周端部に押し付けられて回転することによりウエハを保持、回転させる複数個の駆動ローラから構成されている。また、超音波の望ましい振動周波数は200〜700KHzであり、400〜500KHzが最適であるとされている。
【0005】
特開平10−74724号公報(木下ら)は、超音波を利用してウエハの裏面を洗浄する際に、超音波エネルギーがウエハを透過して反対側の面(素子形成面)に達し、LSIパターンにダメージを与えるのを防止する技術を開示している。
【0006】
この公報に記載されたウエハ洗浄装置は、ヘッド部分に超音波振動子を取り付けたスプレイノズルを備えており、ウエハの回転中心軸の半径方向に沿ってヘッドを走査移動しながらウエハの上面(裏面)に超音波が伝播された洗浄水を供給する際に、ヘッドから噴出する洗浄水の照射角度がウエハの洗浄面に対して75゜〜90゜の範囲内となるようにスプレイノズルの角度を調整することによって、超音波のウエハ透過率を5%以下に低減している。
【0007】
特開平10−154677号公報(友澤ら)は、超音波を利用したウエハ洗浄装置において、単一の洗浄ユニットでウエハの両面を同時に洗浄することができる技術を開示している。
【0008】
この公報に記載されたウエハ洗浄装置は、ウエハの裏面(洗浄面)を上に向けた状態で回転ステージ上に固定し、超音波振動子を取り付けたスプレイノズルのヘッドからウエハの洗浄面に洗浄水を供給すると共に、ウエハの下面すなわち素子形成面にバックリンス処理用の純水を噴霧する構造になっている。ウエハの裏面を洗浄する際には、ヘッドの下端から噴出する洗浄水の入射角度が0°<θ≦30°の範囲内(θ=0°は、ウエハの洗浄面に対して直角方向)となるようにスプレイノズルの角度を調整すると共に、ウエハの下面(素子形成面)に純水を噴霧して水膜を形成する。このようにすると、超音波のウエハ透過率が最大となり、下面(素子形成面)と接している水が超音波によって振動する結果、ウエハの両面を同時に洗浄することが可能となる。
【0009】
特開平11−176786号公報(逢坂ら)は、ウエハ(基板)を略水平に保持して洗浄チャンバ内で回転させるウエハ保持手段と、ウエハの裏面側と対向して配置され、ウエハの略中心から外周方向に沿って形成された洗浄液流出口を有した洗浄用ノズルと、洗浄液流出口よりウエハの裏面に向けて供給する洗浄液供給手段と、洗浄液流出口より流出される洗浄液あるいは純水に超音波振動を与える超音波振動付与手段とを備えた超音波洗浄装置を開示している。この超音波洗浄装置によれば、ウエハと洗浄用ノズルの内側が洗浄液あるいは純水で満たされた後に、洗浄液あるいは純水を超音波振動させ、ウエハの裏面に振動を与えて洗浄するので、効果的な洗浄が可能になるとされる。
【0010】
特開平11−300301号公報(平得ら)は、一方の面が液膜で覆われたウエハ(基板)の他方の面に超音波を付与した洗浄液をノズルから供給して洗浄する際、超音波の周波数をf(MHz)、ウエハの厚さをt(mm)、ウエハ面の法線を基準とした洗浄液の入射角をθ(°)とした場合に、1<ft<5、かつ34<θ<70を満たす条件下で洗浄を行うことによって、ウエハの一方の面への超音波ダメージを抑制した洗浄方法を開示している。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者らは、半導体集積回路装置の製造工程で行われるウエハの洗浄方式として、メガソニックと呼ばれるMHzオーダーの周波数を有する超音波を印加しながらウエハの表面を純水または薬液で洗浄するメガソニック洗浄技術の導入を検討している。
【0012】
このメガソニック洗浄は、水平面内を所定の速度で回転するウエハステージ上に載置したウエハの主面に洗浄液(純水または薬液)を供給すると共に、超音波発生源であるトランスデューサに連結された石英ロッドを上記洗浄液に接触させ、洗浄液を介してウエハの主面全体に多方向に超音波を供給する非接触方式の洗浄技術であり、本発明らの検討によれば、超音波を印加した洗浄液をノズルの先端からビーム状に収束させてウエハの主面に局所的に供給するノズル洗浄とは異なり、ウエハの主面全体に多方向に超音波を印加できることから、ウエハの主面に形成されたLSIパターンへの超音波ダメージが少ないという評価が得られた。
【0013】
また、ブラシ洗浄とは異なり、ウエハに対して非接触で、かつウエハの主面に対してほぼ垂直な方向から超音波エネルギーを印加するので、表面に高アスペクト比の段差が形成されたウエハに対しても高い洗浄効果が得られ、かつブラシ洗浄では異物が発生する虞れのある疎水性の膜に対しても洗浄効果が得られるという評価が得られた。
【0014】
しかし、本発明者らの検討によれば、上記メガソニック洗浄は、ウエハの主面の特定の領域に局所的に強い超音波エネルギーが加わるために、この領域に形成されたLSIパターンがダメージを受け、パターンが倒れたり、変形したりするという現象が観察された。
【0015】
メガソニック洗浄がウエハの特定の領域に強い超音波エネルギーを与える原因の一つとして、石英ロッドの先端部は、他の部分に比べて強いエネルギーの超音波を発生するため、ウエハの主面のうち、石英ロッドの先端部近傍に位置する領域のLSIパターンに強い超音波エネルギーが加わることが考えられる。
【0016】
また、別の原因として、ウエハ上の洗浄液に印加された超音波は、空気中に殆ど伝達されないため、洗浄液と空気との界面、すなわちウエハの周縁部近傍に超音波のエネルギーが集中し、この領域のLSIパターンに強い超音波エネルギーが加わることが考えられる。
【0017】
本発明の目的は、高い洗浄能力を維持しつつ、LSIパターンへのダメージを低減した超音波洗浄技術を提供することにある。
【0018】
本発明の他の目的は、ウエハ表面に付着した異物を効率よく除去することのできる超音波洗浄技術を提供することにある。
【0019】
本発明の他の目的は、表面に高アスペクト比の段差が形成されたウエハに対しても高い洗浄効果が得られる超音波洗浄技術を提供することにある。
【0020】
本発明の他の目的は、高い洗浄能力を維持しつつ、素子特性への悪影響を低減した化学アシスト洗浄技術を提供することにある。
【0021】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【0022】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
(1)本発明の半導体集積回路装置の製造方法は、以下の工程を含んでいる。
(a)半導体ウエハの主面上の第1絶縁膜にアスペクト比が2以上の接続孔を形成する工程、
(b)前記接続孔が形成された前記半導体ウエハの主面を超音波洗浄する工程。
(2)本発明の半導体集積回路装置の製造方法は、以下の工程を含んでいる。
(a)前記半導体ウエハの主面上に親水性膜を形成する工程、
(b)前記親水性膜の表面をブラシ洗浄する工程、
(c)前記(a)工程に先立って、または前記(b)工程の後、前記半導体ウエハの主面上に疎水性膜を形成する工程、
(d)前記疎水膜の表面を超音波洗浄する工程。
(3)本発明の半導体集積回路装置の製造方法は、半導体ウエハの主面を、前記主面または前記主面上に形成された膜の化学反応を伴う洗浄液を用いて枚葉方式により超音波洗浄する工程を含んでいる。
【0023】
なお、本願において半導体集積回路装置というときは、特に単結晶シリコン基板上に作られるものだけでなく、特にそうでない旨が明示された場合を除き、SOI(Silicon On Insulator)基板やTFT(Thin Film Transistor)液晶製造用基板などといった他の基板上に作られるものを含むものとする。また、ウエハとは半導体集積回路装置の製造に用いる単結晶シリコン基板(一般にほぼ円盤形)、SOS基板、ガラス基板その他の絶縁、半絶縁または半導体基板などやそれらを複合した基板をいう。
【0024】
また、枚葉方式によってウエハを超音波洗浄するというときは、1枚のウエハの主面上に超音波が印加された洗浄液を供給して洗浄を行うことをいう。
【0025】
また、洗浄液というときは、洗浄成分を含む薬液のみならず、純水を含むものとする。
【0026】
また、化学アシスト洗浄というときは、ウエハの主面またはこの主面上に形成された膜の化学反応を伴う成分を含む薬液を用いた洗浄をいう。
【0027】
また、多方向メガソニック洗浄あるいは多方向超音波洗浄というときは、水平面内を所定の速度で回転するウエハステージ上に載置したウエハの主面に洗浄液を供給すると共に、超音波発生源に連結された石英ロッドのような超音波伝達手段を上記洗浄液に接触させ、上記洗浄液を介してウエハの主面全体に多方向に超音波を供給しながら洗浄を行う方式をいい、超音波を印加した洗浄液をノズルの先端からビーム状に収束させてウエハの主面に局所的に供給するノズル洗浄方式とは区別される。
【0028】
また、メガソニックというときは、周波数1MHz以上の超音波だけでなく、周波数1MHz前後の超音波を含むものとする。
【0029】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【0030】
以下の実施の形態では、便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらは互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明などの関係にある。
【0031】
また、以下の実施の形態において、要素の数など(個数、数値、量、範囲などを含む)に言及する場合、特に明示したときおよび原理的に明らかに特定の数に限定されるときを除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でもよい。さらに、以下の実施の形態において、その構成要素(要素ステップなどを含む)は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合を除き、必ずしも必須のものではないことはいうまでもない。
【0032】
同様に、以下の実施の形態において、構成要素などの形状、位置関係などに言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合を除き、実質的にその形状などに近似または類似するものなどを含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。
【0033】
本発明の実施の形態であるCMOS−LSIの製造方法を図1〜図26を用いて工程順に説明する。
【0034】
まず、図1に示すように、例えば1〜10Ωcm程度の比抵抗を有するp型の単結晶シリコンからなる半導体基板(以下、基板またはウエハという)1に素子分離溝2を形成する。素子分離溝2を形成するには、素子分離領域の基板1をエッチングして溝を形成した後、溝の内部を含む基板1上にCVD法で酸化シリコン膜3を堆積し、続いて溝の外部の酸化シリコン膜3を化学的機械研磨法によって除去する。
【0035】
次に、図2に示すように、基板1の一部にホウ素をイオン注入し、他の一部にリンをイオン注入した後、基板1を熱処理して上記不純物(ホウ素およびリン)を拡散させることにより、基板1の一部にp型ウエル4を形成し、他の一部にn型ウエル5を形成する。またこのとき、MISFETのしきい値電圧を制御するために、基板1の表面にホウ素をイオン注入する。
【0036】
次に、50℃〜80℃程度に加熱したアンモニアと過酸化水素の混合水溶液(以下、SC−1液という)中に基板1を浸漬することによって、基板1の表面の自然酸化膜と異物を除去し、単結晶シリコン部分を露出させる。
【0037】
次に、図3に示すように、基板1をスチーム酸化することによって、p型ウエル4およびn型ウエル5のそれぞれの表面に清浄なゲート酸化膜6を形成する。なお、この後、ゲート酸化膜6中の界面準位を低減するために、必要に応じてNOガスを含む雰囲気中で基板1を熱処理することによって、ゲート酸化膜6と基板1(p型ウエル4、n型ウエル5)との界面に窒素を偏析させてもよい。
【0038】
次に、図4に示すように、ゲート酸化膜6の上部にゲート電極用導電膜7aを堆積する。ゲート電極用導電膜7aは、例えばCVD法で堆積したn型多結晶シリコン膜とW(タングステン)シリサイド膜との積層膜(ポリサイド膜)、あるいはCVD法で堆積したn型多結晶シリコン膜とスパッタリング法で堆積した窒化タングステン(WN)膜とW膜との積層膜(ポリメタル膜)などで構成する。
【0039】
次に、図5に示すように、フォトレジスト膜30をマスクにしたドライエッチングでゲート電極用導電膜7aをパターニングすることにより、p型ウエル4およびn型ウエル5のそれぞれのゲート酸化膜6上にゲート電極7を形成する。
【0040】
次に、アッシング(灰化)処理などによってゲート電極7上のフォトレジスト膜30を除去する。このフォトレジスト膜30を除去すると、上記ドライエッチングによって生じたゲート電極用導電膜7aの残渣やアッシング処理によって生じたフォトレジスト膜30の残渣が基板1の表面に付着しているため、次の洗浄工程でこれらの異物を除去する。
【0041】
図6は、基板1の洗浄に用いる枚葉式超音波洗浄装置を示す概略側面図、図7は、同じく概略平面図である。
【0042】
超音波洗浄装置100は、水平面内で回転するウエハステージ101を備えている。ウエハ状態の基板1は、その主面(素子形成面)を上に向けた状態でウエハステージ101の上に載置され、ウエハチャック102によって保持、固定される。
【0043】
ウエハステージ101の上方には、一端にトランスデューサ103を取り付けた石英ロッド104が配置される。トランスデューサ103は、電気エネルギーを超音波エネルギーに変換する装置であり、ここで発生した周波数1.0MHz〜1.5MHz程度の超音波(メガソニック)が石英ロッド104に伝達される。石英ロッド104は、ウエハステージ101の上に基板1が載置されていないときには、ウエハステージ101の外側に後退して待機している。
【0044】
また、ウエハステージ101の上方には、基板1の表面に薬液や純水を供給する第1のノズル105と、石英ロッド104の根元付近およびウエハステージ101の周縁部付近に薬液や純水を供給する第2のノズル106が配置される。
【0045】
図8は、上記石英ロッド104の拡大平面図である。図示のように、石英ロッド104の先端部付近には、その外周に沿って溝107が設けられている。すなわち、この石英ロッド104は、溝107が設けられた部分の径が他の部分の径よりも小さい。
【0046】
石英ロッド104の一部に上記のような溝107を設けることにより、トランスデューサ103で発生し、石英ロッド104の先端部方向に進行する超音波と、石英ロッド104の先端部で反射した超音波とが溝107の内部で互いに干渉する。このとき、溝107の幅(w)を超音波の波長の二分の一にした場合は、溝107の内部で進行波の位相と反射波の位相とが逆になるので、超音波のエネルギーが最低になる。例えば、超音波の周波数を1.0MHz、水中の音速を1500m/秒とすると、溝107の幅(w)を、波長/2=1500/1000/2=1.5mmとする。このとき、石英ロッド104の先端部付近から洗浄液(または純水)に伝わる超音波のエネルギーは、音圧の2乗で比較した場合、溝107を設けないときの約17%になる。このように、石英ロッド104の先端部付近に超音波の波長の二分の一の幅(w)を有する溝107を設けることにより、石英ロッド104の先端部付近の超音波エネルギーを小さくすることができる。
【0047】
また、上記溝107の深さは、ウエハステージ101上の基板1の表面にノズル105、106を通じて洗浄液(または純水)を供給したときに、溝107の内部の石英ロッド104に洗浄液(または純水)が接触しない深さにする必要がある。溝107の内部の石英ロッド104が洗浄液(または純水)と接触すると、溝107の内部で進行波と反射波の干渉が起こらない。
【0048】
図9に示すように、上記石英ロッド104の先端部付近に設ける溝107は、2個(またはそれ以上)であってもよい。溝107の数を増やすと、超音波エネルギーの減衰量も多くなるので、溝107の数を調整することによって、石英ロッド104の先端部付近から洗浄液(または純水)に伝わる超音波のエネルギーを最適の値に制御することができる。
【0049】
上記超音波洗浄装置100を使った基板1の洗浄方法を図10、図11を用いて説明すると、まず、ウエハステージ101の上にロボットハンドなどを使ってウエハ状の基板1を載置し、ウエハチャック102で保持、固定する。続いて、ウエハステージ101を回転させると共に、ノズル105、106を通じて基板1の表面に洗浄液108を供給する。ウエハステージ101の回転速度は、基板1の表面に供給された洗浄液108が遠心力によって基板1の外側に飛散せず、基板1の表面で表面張力を保つことができる程度の速度、例えば毎分18回転程度とする。ノズル105、106から供給される洗浄液108は、前述したSC−1液(アンモニアと過酸化水素の混合水溶液)である。この洗浄液108は、特に加熱操作を加えず、室温で使用する。
【0050】
ウエハステージ101上で回転する基板1上に洗浄液108が供給され、その表面に洗浄液108の薄い層が形成されると、ウエハステージ101の外側に待機していた石英ロッド104がウエハステージ101の上方に移動して洗浄液108と接触すると共に、トランスデューサ103から発生した超音波が石英ロッド104に伝達される。このとき、石英ロッド104は、基板1の表面の洗浄液108と接触するが、基板1と直接接触することはない。
【0051】
上記の操作により、トランスデューサ103から石英ロッド104に伝達された超音波が洗浄液108を介して基板1の表面全体に亘って多方向に伝達され、SC−1液の化学的作用と超音波の機械的作用を併用した基板1の化学アシスト洗浄が行われる。このとき、超音波は、主として基板1の表面に対して垂直方向に印加される。
【0052】
前述したように、ウエハステージ101の上方に配置された二つのノズル105、106のうち、ノズル106からは、石英ロッド104の根元付近およびウエハステージ101の周縁部付近に洗浄液108が供給される。そのため、図10に示すように、石英ロッド104の根元付近に位置するウエハステージ101の周縁部では、洗浄液108と空気との界面、すなわち洗浄液108に伝達された超音波エネルギーが高くなる領域が基板1の周縁部よりも外側に移動する。これにより、基板1の周縁部に過剰な超音波エネルギーが印加されないので、基板1の周縁部に形成されたゲート電極7が倒れたり、変形したりする不良の発生を防止することができる。
【0053】
また、石英ロッド104の先端部近傍に前述した溝107を設け、石英ロッド104の先端部付近から洗浄液108に伝達される超音波エネルギーを小さくしたことにより、石英ロッド104の先端部付近の基板1に過剰な超音波エネルギーが印加されないので、この領域の基板1に形成されたゲート電極7が倒れたり、変形したりする不良の発生を防止することができる。
【0054】
次に、洗浄液108の組成をSC−1液から塩酸と過酸化水素の混合水溶液(以下、SC−2液という)に切り換えてさらに超音波洗浄を続け、最後にノズル105、106から純水を供給して基板1の表面を超音波洗浄することによって、基板1の表面に残った洗浄液108を除去する。SC−2液および純水は、特に加熱操作を加えず、室温で使用する。
【0055】
このように、基板1上にゲート電極7を形成した後、洗浄液108(SC−1液およびSC−2液)の化学的作用と超音波の機械的作用を併用して基板1を洗浄することにより、洗浄液108を加熱しなくとも、効率よく異物を除去することができる。また、洗浄液108を加熱しないことにより、ゲート酸化膜6の過剰なエッチングを防ぐことができるので、素子特性の劣化を防止することができる。さらに、上記した構造の超音波洗浄装置100を使用することにより、基板1の表面の一部に過剰な超音波エネルギーが印加されることがないので、基板1の表面の一部でゲート電極7が倒れたり、変形したりする不良の発生を防止することもできる。
【0056】
次に、図12に示すように、p型ウエル4にリンまたはヒ素をイオン注入することによって低不純物濃度のn型半導体領域8を形成し、n型ウエル5にホウ素をイオン注入することによって低不純物濃度のp型半導体領域9を形成する。
【0057】
次に、基板1上にCVD法で窒化シリコン膜を堆積し、続いてこの窒化シリコン膜を異方的にエッチングすることによって、ゲート電極7の側壁にサイドウォールスペーサ10を形成した後、p型ウエル4にリンまたはヒ素をイオン注入することによって高不純物濃度のn型半導体領域11(ソース、ドレイン)を形成し、n型ウエル5にホウ素をイオン注入することによって高不純物濃度のp型半導体領域12(ソース、ドレイン)を形成する。ここまでの工程で、nチャネル型MISFETQnおよびpチャネル型MISFETQpが完成する。
【0058】
上記工程では、フォトレジスト膜をマスクにして不純物をイオン注入したり、窒化シリコン膜をドライエッチングしたりするので、ソース、ドレイン(n型半導体領域11、p型半導体領域12)を形成した後の基板1の表面には、フォトレジスト膜の残渣やエッチングの残渣が付着する。そこで次に、SC−1液およびSC−2液を使って基板1の表面を化学アシスト洗浄する。このとき、上記超音波洗浄装置100を使用することにより、SC−1液およびSC−2液を加熱しなくとも、効率よく異物を除去することができる。
【0059】
次に、図13に示すように、基板1上にCVD法で酸化シリコン膜16を堆積し、続いて酸化シリコン膜16の上部にフォトレジスト膜31を形成した後、フォトレジスト膜31をマスクにしてn型半導体領域11(ソース、ドレイン)およびp型半導体領域12(ソース、ドレイン)のそれぞれの上部の酸化シリコン膜16およびゲート酸化膜6をドライエッチングすることにより、アスペクト比が2以上のコンタクトホール17を形成する。
【0060】
次に、図14に示すように、アッシング(灰化)処理などによって酸化シリコン膜16上のフォトレジスト膜31を除去する。このフォトレジスト膜31を除去すると、コンタクトホール17の内部には、酸化シリコン膜16およびゲート酸化膜6をドライエッチングしたときの残渣やフォトレジスト膜31を除去したときの残渣が付着する。また、酸化シリコン膜16の表面にもフォトレジスト膜31を除去したときの残渣が付着する。そこで、これらの異物を次の洗浄工程で除去する。
【0061】
上記異物の除去には、前記図6および図7に示した超音波洗浄装置100を使用してもよいが、図15および図16に示す枚葉式の超音波洗浄装置200を使用することもできる。
【0062】
超音波洗浄装置200は、水平面内で回転するウエハステージ201を備えている。ウエハ状態の基板1は、その主面(素子形成面)を上に向けた状態でウエハステージ201の上に載置され、ウエハステージ201の周縁部に沿って設けられたリング状のウエハチャック202によって保持、固定される。
【0063】
図15に示すように、上記ウエハチャック202の上面には、内周側が外周側よりも低い段差202aが設けられており、この段差202aの内周側に基板1が搭載されるようになっている。また、段差202aの内周側と外周側の高低差は、基板1の厚さとほぼ等しくなっており、段差202aの内周側に基板1を位置決めすると、基板1の表面の高さとウエハチャック202の外周側の高さがほぼ等しくなる。このウエハチャック202は、ウエハステージ201と一体に構成することもできる。
【0064】
ウエハステージ201の上方には、一端にトランスデューサ203を取り付けた石英ロッド204が配置される。この石英ロッド204は、ウエハステージ201の上に基板1が載置されていないときには、ウエハステージ201の外側に後退して待機している。
【0065】
上記石英ロッド204の先端部には、この先端部付近から基板1の表面の洗浄液に伝わる超音波のエネルギーを減衰させるための減衰部材207が取り付けてある。この減衰部材207は、石英ロッド204を構成する石英材料と比較して音響インピーダンスが著しく異なる材料で構成されている。物質の音響インピーダンスは、その物質の密度(ρ)とその物質中の音速(v)との積(ρv)に等しいので、減衰部材207としては、石英よりも著しく密度が小さい材料(例えばアクリル樹脂、フッ素樹脂などの合成樹脂)か、または石英よりも著しく密度が大きい材料(例えばタングステンなどの重金属)が好ましい。
【0066】
石英の密度(ρ)=2.3×10Kg/m、石英中の音速(v)=5500m/sから、石英の音響インピーダンス(ρv)=12.7×10Kg/msである。これに対し、アクリル樹脂の密度(ρ)=1.5×10Kg/m、石英中の音速(v)=2400m/sから、アクリル樹脂の音響インピーダンス(ρv)=3.6×10Kg/msである。従って、先端部にアクリル樹脂からなる減衰部材207が接着された石英ロッド204の場合、その先端部付近から洗浄液に伝わる超音波のエネルギーは、減衰部材207を取り付けない場合の約28%程度になる。
【0067】
一方、タングステンの密度(ρ)=19.1×10Kg/m、タングステン中の音速(v)=5400m/sから、タングステンの音響インピーダンス(ρv)=103.1×10Kg/msである。従って、先端部にタングステンからなる減衰部材207が接着された石英ロッド204の場合、その先端部付近から洗浄液に伝わる超音波のエネルギーは、減衰部材20を取り付けない場合の約12%程度まで減衰する。
【0068】
上記超音波洗浄装置200を使った基板1の洗浄方法を図17、図18を用いて説明すると、まず、ウエハステージ201の上にロボットハンドなどを使ってウエハ状の基板1を載置し、ウエハチャック202で保持、固定する。続いて、ウエハステージ201を回転させると共に、ウエハステージ201の外側に待機していたノズル205をウエハステージ201の上方に移動させ、基板1の表面に洗浄液208を供給する。洗浄液208は、前述したSC−1液である。この洗浄液208は、特に加熱操作を加えず、室温で使用する。
【0069】
ウエハステージ201上で回転する基板1上に洗浄液208が供給され、その表面に洗浄液208の薄い層が形成されると、ウエハステージ201の外側に待機していた石英ロッド204がウエハステージ201の上方に移動して洗浄液208と接触すると共に、トランスデューサ203から発生した超音波が石英ロッド204に伝達される。このとき、石英ロッド204は、基板1の表面の洗浄液208と接触するが、基板1と直接接触することはない。
【0070】
上記の操作により、トランスデューサ203から石英ロッド204に伝達された超音波が洗浄液208を介して基板1の表面全体に伝達され、SC−1液の化学的作用と超音波の機械的作用を併用した基板1の化学アシスト洗浄が行われる。
【0071】
前述したように、ウエハチャック202の外周側の高さは、基板1の表面の高さとほぼ等しいため、ノズル205を通じて基板1上に洗浄液208を供給すると、洗浄液208は、基板1の周縁部を越えてウエハチャック202の最外周部まで広がる。すなわち、洗浄液208と空気との界面は、基板1の周縁部よりも外側に位置する。これにより、基板1の周縁部に過剰な超音波エネルギーが印加されないので、基板1の周縁部に形成された素子が超音波エネルギーによってダメージを受けることがない。
【0072】
また、石英ロッド204の先端部に前述した減衰部材207を取り付け、石英ロッド204の先端部付近から洗浄液208に伝達される超音波エネルギーを小さくしたことにより、石英ロッド204の先端部付近の基板1に過剰な超音波エネルギーが印加されないので、この領域の基板1に形成された素子が超音波エネルギーによってダメージを受けることもない。その後、ノズル205から純水を供給して基板1の表面を超音波洗浄し、基板1の表面に残った洗浄液208を除去する。
【0073】
このように、基板1上の酸化シリコン膜16に高アスペクト比のコンタクトホール17を形成した後、洗浄液208(SC−1液)の化学的作用と超音波の機械的作用を併用して基板1を洗浄することにより、ブラシ洗浄では除去が困難な高アスペクト比のコンタクトホール17内に残留した異物を効率よく除去することができる。また、洗浄液208を加熱しないことにより、コンタクトホール17の底部に露出した基板1の表面が洗浄液208によって削れるのを防ぐことができるので、素子特性の劣化を防止することができる。さらに、上記した構造の超音波洗浄装置200を使用することにより、基板1の表面の一部に過剰な超音波エネルギーが印加されることがないので、基板1の表面の一部で素子がダメージを受けることもない。
【0074】
次に、図19に示すように、コンタクトホール17の内部を含む酸化シリコン膜16の上部にスパッタリング法などを用いて配線用メタル膜18aを堆積する。配線用メタル膜18aは、Al合金膜、またはAl合金膜の下層と上層にTi膜やTiN膜を積層した複合メタル膜で構成する。
【0075】
次に、上記スパッタリング工程で配線用メタル膜18aの表面に付着したメタル系異物などを除去するために、基板1の洗浄を行う。この洗浄は、配線用メタル膜18aの表面(最上層)がAl合金のような親水性のメタル材料である場合には、洗浄能力の高いブラシ洗浄が適している。洗浄液は、配線用メタル膜18aとの反応を防ぐため、主として純水を使用する。親水性が高いメタル材料としては、Alの他、Cu、W、Mo、Tiなどを例示することができる。なお、配線用メタル膜18aの表面(最上層)を親水性が高いメタル材料で構成した場合であっても、配線用メタル膜18aの表面段差が大きい場合、すなわち表面段差のアスペクト比が2以上であるような場合には、ブラシ洗浄に代えて超音波洗浄を行うほうがよい。
【0076】
他方、Al合金膜の下層と上層にTiN膜を積層した複合メタル膜のように、配線用メタル膜18aの表面(最上層)をTiN膜で構成したような場合、TiNは疎水性が高いので、ブラシ洗浄を行うと、ブラシの表面が削れて異物が発生し易い。従って、この場合は、前記図6および図7に示した超音波洗浄装置100や、前記図15および図16に示した超音波洗浄装置200を使用した方が、高い異物除去効果が得られる。なお、メタル材料ではないが、多結晶シリコンも疎水性が高いので、多結晶シリコン膜で構成した電極配線の表面を洗浄する場合も、前記図6および図7に示した超音波洗浄装置100や、前記図15および図16に示した超音波洗浄装置200を使用した方が、ブラシ洗浄に比べて高い異物除去効果が得られる。
【0077】
次に、図20に示すように、配線用メタル膜18aの上部にフォトレジスト膜32を形成した後、フォトレジスト膜32をマスクにして配線用メタル膜18aをドライエッチングすることにより、酸化シリコン膜16の上部に配線用メタル膜18aからなる第1層目のメタル配線18を形成する。
【0078】
次に、図21に示すように、アッシング処理などによってメタル配線18上のフォトレジスト膜32を除去する。このフォトレジスト膜32を除去すると、酸化シリコン膜16の表面には、配線用メタル膜18aをドライエッチングしたときの残渣が付着する。また、酸化シリコン膜16の表面やメタル配線18の表面には、フォトレジスト膜32を除去したときの残渣が付着する。
【0079】
そこで、前記図6および図7に示した超音波洗浄装置100や、前記図15および図16に示した超音波洗浄装置200を使用することによって、これらの異物を除去する。
【0080】
次に、図22に示すように、メタル配線18の上部にCVD法で酸化シリコン膜19を堆積し、続いて、この酸化シリコン膜19の表面の異物を除去するための洗浄を行う。酸化シリコンは親水性であるため、この洗浄は、異物除去効率の高いブラシ洗浄方式によって行う。親水性が高い絶縁膜材料としては、酸化シリコンの他、HSQ(hydrogen silsesquioxane)、MSQ(methyl silsesquioxane)などの有機ガラス系絶縁材料、BPSG、S0Gなどの酸化シリコン系絶縁材料、あるいは炭化シリコンを例示することができる。なお、層間絶縁膜を親水性が高い絶縁材料で構成した場合であっても、膜の表面段差が大きい場合、すなわち表面段差のアスペクト比が2以上であるような場合には、ブラシ洗浄に代えて超音波洗浄を行うほうがよい。
【0081】
他方、窒化シリコンや、誘電率を下げるために内部を多孔質にした低誘電率絶縁材料(Low−k膜)のような疎水性の膜は、表面段差のアスペクト比が2未満の平坦な膜であっても、超音波洗浄を行うほうがよい。
【0082】
次に、図23に示すように、酸化シリコン膜19の上部にフォトレジスト膜33を形成した後、フォトレジスト膜33をマスクにしてメタル配線18の上部の酸化シリコン膜19をドライエッチングすることにより、メタル配線18の上部にスルーホール20を形成する。
【0083】
次に、図24に示すように、アッシング(灰化)処理などによって酸化シリコン膜19上のフォトレジスト膜33を除去する。このフォトレジスト膜33を除去すると、スルーホール20の内部には、酸化シリコン膜19をドライエッチングしたときの残渣やフォトレジスト膜33を除去したときの残渣が付着する。また、酸化シリコン膜19の表面にもフォトレジスト膜33を除去したときの残渣が付着する。このとき、前記超音波洗浄装置100や超音波洗浄装置200を使用して洗浄を行うことにより、スルーホール20の内部を含む酸化シリコン膜19の表面の異物を効率よく除去することができる。
【0084】
次に、図25に示すように、スルーホール20の内部を含む酸化シリコン膜19の上部にスパッタリング法などを用いて配線用メタル膜21aを堆積する。配線用メタル膜21aは、Al合金膜、またはAl合金膜の下層と上層にTi膜やTiN膜を積層した複合メタル膜で構成する。
【0085】
次に、上記スパッタリング工程で配線用メタル膜21aの表面に付着したメタル系異物などを除去するために、基板1の洗浄を行う。この洗浄は、前記配線用メタル膜18aと同様、配線用メタル膜21aの表面が親水性である場合には、洗浄能力の高いブラシ洗浄が適しており、疎水性である場合には、前記超音波洗浄装置100や超音波洗浄装置200を使用する。
【0086】
次に、図26に示すように、配線用メタル膜21aの上部にフォトレジスト膜34を形成した後、フォトレジスト膜34をマスクにして配線用メタル膜21aをドライエッチングすることにより、酸化シリコン膜19の上部に配線用メタル膜21aからなる第2層目のメタル配線21を形成する。
【0087】
その後、前記第1層目のメタル配線18を形成したときと同様の洗浄、すなわち前記超音波洗浄装置100や超音波洗浄装置200を使用した洗浄により、配線用メタル膜21aをドライエッチングしたときの残渣やフォトレジスト膜33を除去したときの残渣を除去する。
【0088】
以下、上記工程の繰り返しにより、第2層目のメタル配線21の上部に層間絶縁膜と配線とを交互に形成することにより、本実施の形態のCMOS−LSIが完成する。
【0089】
以上、本発明者によってなされた発明を発明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【0090】
前記実施の形態1では、石英ロッド104の先端部近傍に溝107を設けることによって、先端部付近から洗浄液108に伝達される超音波エネルギーを小さくしたが、例えば図27に示すように、石英ロッド104の先端部を基板1の外側まで延在させることによって、石英ロッド104の先端部で発生する強い超音波エネルギーが基板1に及ばないようにしてもよい。
【0091】
また、本願で開示した石英ロッド104の先端部の超音波エネルギーを弱める手段および基板1の周縁部の超音波エネルギーを弱める手段は、それらの組合せを適宜変更したり、単独で使用したりしてもよい。
【0092】
その他、本発明の主旨を逸脱しない範囲で超音波洗浄装置(100または200)の細部の構成を変更することは任意であり、例えば図28に示すように、前記実施の形態の超音波洗浄装置100において、石英ロッド104の根元付近の下方に洗浄液108を溜めるダム109を取り付けると、洗浄液108に伝達された超音波エネルギーが高くなる領域が基板1の周縁部よりもさらに外側に移動すると共に、基板1の周縁部に充分な量の洗浄液108を供給できるので、基板1の周縁部に過剰な超音波エネルギーが印加されるのを防ぐと同時に、基板1の側面も同時に洗浄することができる。また、図示は省略するが、ウエハステージ101の裏面側に洗浄液供給手段を設け、基板の表面側で除去された異物が裏面側に付着するのを防止したりしてもよい。
【0093】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。
【0094】
基板の主面の特定の領域で超音波エネルギーが強くなるのを防ぐことにより、高い洗浄能力を維持しつつ、LSIパターンへのダメージを低減した超音波洗浄が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態である半導体集積回路装置の製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【図2】本発明の一実施の形態である半導体集積回路装置の製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【図3】本発明の一実施の形態である半導体集積回路装置の製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【図4】本発明の一実施の形態である半導体集積回路装置の製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【図5】本発明の一実施の形態である半導体集積回路装置の製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【図6】本発明の一実施の形態で使用する枚葉式超音波洗浄装置を示す概略側面図である。
【図7】本発明の一実施の形態で使用する第1の枚葉式超音波洗浄装置を示す概略平面図である。
【図8】図6に示す第1の枚葉式超音波洗浄装置の一部を拡大して示す平面図である。
【図9】図6に示す枚葉式超音波洗浄装置の一部を拡大して示す平面図である。
【図10】図6に示す枚葉式超音波洗浄装置を用いた洗浄方法を説明する概略側面図である。
【図11】図6に示す枚葉式超音波洗浄装置を用いた洗浄方法を説明する概略平面図である。
【図12】本発明の一実施の形態である半導体集積回路装置の製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【図13】本発明の一実施の形態である半導体集積回路装置の製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【図14】本発明の一実施の形態である半導体集積回路装置の製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【図15】本発明の一実施の形態で使用する第2の枚葉式超音波洗浄装置を示す概略側面図である。
【図16】本発明の一実施の形態で使用する第2の枚葉式超音波洗浄装置を示す概略平面図である。
【図17】図15に示す枚葉式超音波洗浄装置を用いた洗浄方法を説明する概略側面図である。
【図18】図15に示す枚葉式超音波洗浄装置を用いた洗浄方法を説明する概略平面図である。
【図19】本発明の一実施の形態である半導体集積回路装置の製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【図20】本発明の一実施の形態である半導体集積回路装置の製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【図21】本発明の一実施の形態である半導体集積回路装置の製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【図22】本発明の一実施の形態である半導体集積回路装置の製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【図23】本発明の一実施の形態である半導体集積回路装置の製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【図24】本発明の一実施の形態である半導体集積回路装置の製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【図25】本発明の一実施の形態である半導体集積回路装置の製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【図26】本発明の一実施の形態である半導体集積回路装置の製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【図27】本発明で使用する他の枚葉式超音波洗浄装置を示す概略平面図である。
【図28】本発明で使用する他の枚葉式超音波洗浄装置を示す概略側面図である。
【符号の説明】
1 半導体基板(ウエハ)
2 素子分離溝
3 酸化シリコン膜
4 p型ウエル
5 n型ウエル
6 ゲート酸化膜
7a ゲート電極用導電膜
7 ゲート電極
8 n型半導体領域
9 p型半導体領域
10 サイドウォールスペーサ
11 n型半導体領域(ソース、ドレイン)
12 p型半導体領域(ソース、ドレイン)
16 酸化シリコン膜
17 コンタクトホール
18a 配線用メタル膜
18 メタル配線
19 酸化シリコン膜
20 スルーホール
21a 配線用メタル膜
21 メタル配線
30〜34 フォトレジスト膜
100 超音波洗浄装置
101 ウエハステージ
102 ウエハチャック
103 トランスデューサ
104 石英ロッド
105、106 ノズル
107 溝
108 洗浄液
109 ダム
200 超音波洗浄装置
201 ウエハステージ
202 ウエハチャック
202a 段差
203 トランスデューサ
204 石英ロッド
205 ノズル
207 減衰部材
208 洗浄液
Qn nチャネル型MISFET
Qp pチャネル型MISFET
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a technology for manufacturing a semiconductor integrated circuit device, and more particularly to a technology that is effective when applied to cleaning of a semiconductor wafer using ultrasonic waves.
[0002]
[Prior art]
A megasonic cleaning technique of cleaning the surface of a semiconductor wafer (hereinafter, referred to as a wafer) with pure water or a chemical solution while applying ultrasonic waves called megasonic having a frequency of about 1 MHz is a conventional technique using ultrasonic waves having a frequency of several tens KHz. Since the damage to the LSI pattern is less than that of kilosonic cleaning and the particle removal ability is higher than that of brush cleaning, cleaning technology that is indispensable in recent LSI manufacturing processes in which element and wiring patterns have become finer It is becoming.
[0003]
“Clean Technology, August 2001” (Nippon Kogyo Publishing Co., Ltd., issued on July 25, 2001), pp. 14-18, discusses issues of megasonic cleaning technology employing a single-wafer method. According to this document, the immersion method of irradiating megasonics with the wafers immersed in a water tank hardly causes the problem of LSI destruction due to megasonic energy, whereas the cleaning liquid nozzle is mounted above the wafers mounted on the rotary stage. In the case of a single wafer system in which megasonic is applied to the cleaning liquid passing through the nozzle tube and supplied to the surface of the wafer, the megasonic is directly applied to the surface of the wafer, and the Lamb wave vibration (the wafer which is a thin silicon plate) is applied. However, it has been pointed out that a pattern movement of an LSI occurs due to the occurrence of a bending motion which causes resonance with respect to megasonic.
[0004]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-53047 (Tomita et al.) Has a cleaning liquid supply nozzle capable of simultaneously supplying a cleaning liquid to both front and back surfaces of a wafer, and an ultrasonic vibrator capable of simultaneously applying ultrasonic waves to both front and back surfaces of the wafer. An ultrasonic cleaning apparatus that shortens the cleaning time by simultaneously supplying the cleaning liquid and applying the ultrasonic wave is disclosed. According to one aspect of the ultrasonic cleaning apparatus described in this publication, the ultrasonic cleaning apparatus is arranged near the outer peripheral edge of the wafer to be cleaned and separated from the wafer, and supplies the cleaning liquid to both front and back surfaces of the wafer. An ultrasonic oscillation nozzle to be applied, an ultrasonic oscillator for applying ultrasonic waves to both the front and back surfaces of the wafer, and placed in contact with the outer peripheral edge of the wafer, holding the wafer by being pressed against the outer peripheral edge of the wafer and rotating, It is composed of a plurality of drive rollers to be rotated. Further, a desirable vibration frequency of the ultrasonic wave is 200 to 700 KHz, and 400 to 500 KHz is considered to be optimal.
[0005]
Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-74724 (Kinoshita et al.) Discloses that when ultrasonic waves are used to clean the back surface of a wafer, ultrasonic energy penetrates the wafer and reaches the opposite surface (device forming surface). A technique for preventing a pattern from being damaged is disclosed.
[0006]
The wafer cleaning apparatus described in this publication is provided with a spray nozzle having an ultrasonic vibrator attached to a head portion, and scans and moves the head along the radial direction of the rotation center axis of the wafer while the upper surface (rear surface) of the wafer is moved. ), The angle of the spray nozzle is adjusted so that the irradiation angle of the cleaning water ejected from the head is in the range of 75 ° to 90 ° with respect to the cleaning surface of the wafer when supplying the cleaning water in which the ultrasonic wave is propagated. By adjusting, the transmittance of the ultrasonic wave to the wafer is reduced to 5% or less.
[0007]
Japanese Patent Laying-Open No. 10-154677 (Tomozawa et al.) Discloses a technique in which a single cleaning unit can simultaneously clean both surfaces of a wafer in a wafer cleaning apparatus using ultrasonic waves.
[0008]
The wafer cleaning apparatus described in this publication fixes a wafer to a cleaning surface of a wafer from a spray nozzle head to which an ultrasonic vibrator is fixed while the rear surface (cleaning surface) of the wafer is fixed on a rotary stage with the back surface facing upward. The structure is such that water is supplied and pure water for back rinsing is sprayed on the lower surface of the wafer, that is, the element formation surface. When cleaning the back surface of the wafer, the incident angle of the cleaning water ejected from the lower end of the head is within a range of 0 ° <θ ≦ 30 ° (θ = 0 ° is a direction perpendicular to the cleaning surface of the wafer). In addition to adjusting the angle of the spray nozzle so as to achieve the above, pure water is sprayed on the lower surface (element formation surface) of the wafer to form a water film. By doing so, the transmittance of the ultrasonic wave to the wafer is maximized, and the water in contact with the lower surface (element formation surface) is vibrated by the ultrasonic wave, so that both surfaces of the wafer can be cleaned at the same time.
[0009]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-176786 (Osaka et al.) Discloses a wafer holding means for holding a wafer (substrate) substantially horizontally and rotating it in a cleaning chamber, and a wafer holding means arranged opposite to the back side of the wafer and substantially at the center of the wafer. A cleaning nozzle having a cleaning liquid outlet formed along the outer peripheral direction from the cleaning liquid supply means for supplying the cleaning liquid from the cleaning liquid outlet toward the back surface of the wafer; and a cleaning liquid or pure water flowing out of the cleaning liquid outlet. An ultrasonic cleaning apparatus including an ultrasonic vibration applying means for applying ultrasonic vibration is disclosed. According to this ultrasonic cleaning apparatus, the cleaning liquid or pure water is ultrasonically vibrated after the inside of the wafer and the cleaning nozzle is filled with the cleaning liquid or pure water, and the back surface of the wafer is vibrated for cleaning. It is said that effective cleaning becomes possible.
[0010]
Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-300301 (Heira et al.) Discloses that when cleaning is performed by supplying, from a nozzle, a cleaning liquid applied with ultrasonic waves to the other surface of a wafer (substrate) having one surface covered with a liquid film, for cleaning. When the frequency of the sound wave is f (MHz), the thickness of the wafer is t (mm), and the incident angle of the cleaning liquid with respect to the normal to the wafer surface is θ (°), 1 <ft <5 and 34 A cleaning method that suppresses ultrasonic damage to one surface of a wafer by performing cleaning under a condition satisfying <θ <70 is disclosed.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
The present inventors have proposed, as a method of cleaning a wafer performed in a manufacturing process of a semiconductor integrated circuit device, a megasonic which cleans the surface of the wafer with pure water or a chemical solution while applying ultrasonic waves having a frequency on the order of MHz called megasonic. We are considering introducing sonic cleaning technology.
[0012]
In this megasonic cleaning, a cleaning liquid (pure water or chemical liquid) is supplied to a main surface of a wafer placed on a wafer stage rotating at a predetermined speed in a horizontal plane, and connected to a transducer which is an ultrasonic generation source. This is a non-contact cleaning technique in which a quartz rod is brought into contact with the cleaning liquid and ultrasonic waves are supplied in multiple directions to the entire main surface of the wafer through the cleaning liquid. According to the study of the present invention, ultrasonic waves were applied. Unlike nozzle cleaning, in which the cleaning liquid is converged in a beam form from the tip of the nozzle and locally supplied to the main surface of the wafer, ultrasonic waves can be applied to the entire main surface of the wafer in multiple directions, so it is formed on the main surface of the wafer It was evaluated that the ultrasonic damage to the performed LSI pattern was small.
[0013]
Also, unlike brush cleaning, ultrasonic energy is applied from a direction that is not in contact with the wafer and is substantially perpendicular to the main surface of the wafer, so that a step with a high aspect ratio is formed on the surface of the wafer. In addition, it was evaluated that a high cleaning effect was obtained, and that a cleaning effect was obtained even for a hydrophobic film in which foreign matter might be generated by brush cleaning.
[0014]
However, according to the study of the present inventors, the megasonic cleaning locally applies strong ultrasonic energy to a specific region on the main surface of the wafer, so that the LSI pattern formed in this region may cause damage. As a result, a phenomenon in which the pattern fell or was deformed was observed.
[0015]
One of the reasons that megasonic cleaning gives strong ultrasonic energy to a specific area of the wafer is that the tip of the quartz rod generates ultrasonic waves with higher energy than other parts, so that the main surface of the wafer Of these, it is conceivable that strong ultrasonic energy is applied to the LSI pattern in the region located near the tip of the quartz rod.
[0016]
Another reason is that the ultrasonic waves applied to the cleaning liquid on the wafer are hardly transmitted into the air, so that the energy of the ultrasonic waves concentrates on the interface between the cleaning liquid and the air, that is, near the periphery of the wafer. It is conceivable that strong ultrasonic energy is applied to the LSI pattern in the region.
[0017]
An object of the present invention is to provide an ultrasonic cleaning technique that reduces damage to an LSI pattern while maintaining high cleaning performance.
[0018]
Another object of the present invention is to provide an ultrasonic cleaning technique capable of efficiently removing foreign substances adhering to a wafer surface.
[0019]
Another object of the present invention is to provide an ultrasonic cleaning technique capable of obtaining a high cleaning effect even on a wafer having a surface with a step having a high aspect ratio.
[0020]
It is another object of the present invention to provide a chemically assisted cleaning technique in which an adverse effect on device characteristics is reduced while maintaining high cleaning performance.
[0021]
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.
[0022]
[Means for Solving the Problems]
The following is a brief description of an outline of typical inventions disclosed in the present application.
(1) A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention includes the following steps.
(A) forming a connection hole having an aspect ratio of 2 or more in a first insulating film on a main surface of a semiconductor wafer;
(B) a step of ultrasonic cleaning the main surface of the semiconductor wafer in which the connection holes are formed.
(2) The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention includes the following steps.
(A) forming a hydrophilic film on the main surface of the semiconductor wafer;
(B) brush cleaning the surface of the hydrophilic film;
(C) forming a hydrophobic film on the main surface of the semiconductor wafer prior to (a) or after (b);
(D) a step of ultrasonically cleaning the surface of the hydrophobic film.
(3) In the method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention, the main surface of the semiconductor wafer is subjected to ultrasonic wave cleaning by a single wafer method using a cleaning liquid involving a chemical reaction of the main surface or a film formed on the main surface. Including a washing step.
[0023]
In the present application, the term “semiconductor integrated circuit device” means not only a device formed on a single crystal silicon substrate, but also a SOI (Silicon On Insulator) substrate or a TFT (Thin Film) unless otherwise specified. Transistor: A substrate manufactured on another substrate such as a liquid crystal manufacturing substrate. In addition, a wafer refers to a single crystal silicon substrate (generally a disk shape), an SOS substrate, a glass substrate, other insulating, semi-insulating, or semiconductor substrates, or a substrate obtained by combining them, used for manufacturing a semiconductor integrated circuit device.
[0024]
Further, when ultrasonic cleaning of a wafer is performed by a single wafer method, cleaning is performed by supplying a cleaning liquid to which ultrasonic waves are applied onto the main surface of one wafer.
[0025]
Further, the term “cleaning solution” includes not only a chemical solution containing a cleaning component but also pure water.
[0026]
The term "chemically assisted cleaning" refers to cleaning using a chemical solution containing a component accompanied by a chemical reaction of a main surface of a wafer or a film formed on the main surface.
[0027]
In the case of multi-directional megasonic cleaning or multi-directional ultrasonic cleaning, a cleaning liquid is supplied to the main surface of a wafer placed on a wafer stage rotating at a predetermined speed in a horizontal plane, and connected to an ultrasonic generation source. A method in which an ultrasonic wave transmitting means such as a quartz rod is brought into contact with the cleaning liquid, and cleaning is performed while supplying ultrasonic waves in multiple directions to the entire main surface of the wafer via the cleaning liquid. This is distinguished from the nozzle cleaning method in which the cleaning liquid is converged in a beam form from the tip of the nozzle and locally supplied to the main surface of the wafer.
[0028]
The term “megasonic” includes not only an ultrasonic wave having a frequency of 1 MHz or more but also an ultrasonic wave having a frequency of about 1 MHz.
[0029]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In all the drawings for describing the embodiments, the same members are denoted by the same reference numerals, and a repeated description thereof will be omitted.
[0030]
In the following embodiments, when necessary for the sake of convenience, the description will be made by dividing into a plurality of sections or embodiments, but unless otherwise specified, they are not unrelated to each other, and one is the other. Some or all of the modifications, details, supplementary explanations, and the like are provided.
[0031]
Further, in the following embodiments, when referring to the number of elements (including the number, numerical value, amount, range, etc.), unless otherwise specified, and unless the number is clearly limited to a specific number in principle, The number is not limited to the specific number, and may be more than or less than the specific number. Furthermore, in the embodiments described below, the constituent elements (including element steps and the like) are not necessarily essential unless otherwise specified and considered to be indispensable in principle. Not even.
[0032]
Similarly, in the following embodiments, when referring to the shape of components and the like, the positional relationship, etc., the shape and the like of the components and the like are substantially excluded, unless otherwise specified and when it is considered that it is not clearly apparent in principle. And those similar to or similar to This is the same for the above numerical values and ranges.
[0033]
A method of manufacturing a CMOS-LSI according to an embodiment of the present invention will be described in the order of steps with reference to FIGS.
[0034]
First, as shown in FIG. 1, an element isolation groove 2 is formed in a semiconductor substrate (hereinafter, referred to as a substrate or wafer) 1 made of p-type single crystal silicon having a specific resistance of, for example, about 1 to 10 Ωcm. In order to form the element isolation groove 2, the substrate 1 in the element isolation region is etched to form a groove, and then a silicon oxide film 3 is deposited on the substrate 1 including the inside of the groove by a CVD method. The external silicon oxide film 3 is removed by a chemical mechanical polishing method.
[0035]
Next, as shown in FIG. 2, boron is ion-implanted into a part of the substrate 1 and phosphorus is ion-implanted into another part, and then the substrate 1 is heat-treated to diffuse the impurities (boron and phosphorus). Thereby, the p-type well 4 is formed in a part of the substrate 1 and the n-type well 5 is formed in the other part. At this time, boron is ion-implanted into the surface of the substrate 1 in order to control the threshold voltage of the MISFET.
[0036]
Next, the substrate 1 is immersed in a mixed aqueous solution of ammonia and hydrogen peroxide (hereinafter referred to as SC-1 solution) heated to about 50 ° C. to 80 ° C. to remove the natural oxide film and foreign matter on the surface of the substrate 1. Removed to expose the single crystal silicon portion.
[0037]
Next, as shown in FIG. 3, a clean gate oxide film 6 is formed on each surface of the p-type well 4 and the n-type well 5 by subjecting the substrate 1 to steam oxidation. After that, in order to reduce the interface state in the gate oxide film 6, the substrate 1 is heat-treated as necessary in an atmosphere containing NO gas, so that the gate oxide film 6 and the substrate 1 (p-type well) are formed. 4. Nitrogen may be segregated at the interface with the n-type well 5).
[0038]
Next, as shown in FIG. 4, a gate electrode conductive film 7a is deposited on the gate oxide film 6. The conductive film 7a for a gate electrode is formed by, for example, a laminated film (polycide film) of an n-type polycrystalline silicon film and a W (tungsten) silicide film deposited by a CVD method or an n-type polycrystalline silicon film deposited by a CVD method. It is composed of a laminated film (polymetal film) of a tungsten nitride (WN) film and a W film deposited by a method.
[0039]
Next, as shown in FIG. 5, the conductive film 7a for a gate electrode is patterned by dry etching using the photoresist film 30 as a mask, so that the gate oxide film 6 on each of the p-type well 4 and the n-type well 5 is formed. Then, a gate electrode 7 is formed.
[0040]
Next, the photoresist film 30 on the gate electrode 7 is removed by ashing (ashing) or the like. When the photoresist film 30 is removed, the residue of the conductive film 7a for the gate electrode generated by the dry etching and the residue of the photoresist film 30 generated by the ashing process adhere to the surface of the substrate 1, so that the next cleaning is performed. These foreign substances are removed in the process.
[0041]
FIG. 6 is a schematic side view showing a single-wafer ultrasonic cleaning apparatus used for cleaning the substrate 1, and FIG. 7 is a schematic plan view thereof.
[0042]
The ultrasonic cleaning apparatus 100 includes a wafer stage 101 that rotates in a horizontal plane. The substrate 1 in a wafer state is placed on a wafer stage 101 with its main surface (element formation surface) facing upward, and is held and fixed by a wafer chuck 102.
[0043]
Above the wafer stage 101, a quartz rod 104 having a transducer 103 attached to one end is disposed. The transducer 103 is a device that converts electric energy into ultrasonic energy. Ultrasonic waves (megasonic) having a frequency of about 1.0 MHz to 1.5 MHz generated here are transmitted to the quartz rod 104. When the substrate 1 is not mounted on the wafer stage 101, the quartz rod 104 is retracted outside the wafer stage 101 and stands by.
[0044]
Above the wafer stage 101, a first nozzle 105 for supplying a chemical or pure water to the surface of the substrate 1, and a chemical or pure water for supplying near the base of the quartz rod 104 and near the periphery of the wafer stage 101. A second nozzle 106 is disposed.
[0045]
FIG. 8 is an enlarged plan view of the quartz rod 104. As shown, a groove 107 is provided near the distal end of the quartz rod 104 along the outer periphery thereof. That is, in the quartz rod 104, the diameter of the portion where the groove 107 is provided is smaller than the diameter of the other portion.
[0046]
By providing the groove 107 as described above in a part of the quartz rod 104, an ultrasonic wave generated by the transducer 103 and traveling toward the distal end of the quartz rod 104 and an ultrasonic wave reflected by the distal end of the quartz rod 104. Interfere with each other inside the groove 107. At this time, if the width (w) of the groove 107 is set to one half of the wavelength of the ultrasonic wave, the phase of the traveling wave and the phase of the reflected wave are reversed inside the groove 107, so that the energy of the ultrasonic wave is reduced. Be the lowest. For example, assuming that the frequency of the ultrasonic wave is 1.0 MHz and the sound speed in water is 1500 m / sec, the width (w) of the groove 107 is set to wavelength / 2 = 1500/1000/2 = 1.5 mm. At this time, the energy of the ultrasonic wave transmitted from the vicinity of the tip of the quartz rod 104 to the cleaning liquid (or pure water) is about 17% as compared with the case where the groove 107 is not provided, when compared by the square of the sound pressure. As described above, by providing the groove 107 having a width (w) that is a half of the wavelength of the ultrasonic wave near the tip of the quartz rod 104, the ultrasonic energy near the tip of the quartz rod 104 can be reduced. it can.
[0047]
When the cleaning liquid (or pure water) is supplied to the surface of the substrate 1 on the wafer stage 101 through the nozzles 105 and 106, the cleaning liquid (or pure water) is supplied to the quartz rod 104 inside the groove 107. (Water) must be at a depth that does not make contact. When the quartz rod 104 inside the groove 107 comes into contact with the cleaning liquid (or pure water), interference between the traveling wave and the reflected wave does not occur inside the groove 107.
[0048]
As shown in FIG. 9, the number of grooves 107 provided near the tip of the quartz rod 104 may be two (or more). When the number of the grooves 107 is increased, the attenuation amount of the ultrasonic energy is also increased. Therefore, by adjusting the number of the grooves 107, the energy of the ultrasonic waves transmitted from the vicinity of the tip of the quartz rod 104 to the cleaning liquid (or pure water) can be reduced. It can be controlled to the optimal value.
[0049]
A method of cleaning the substrate 1 using the ultrasonic cleaning apparatus 100 will be described with reference to FIGS. 10 and 11. First, the wafer-like substrate 1 is placed on the wafer stage 101 using a robot hand or the like. The wafer is held and fixed by the wafer chuck 102. Subsequently, the cleaning liquid 108 is supplied to the surface of the substrate 1 through the nozzles 105 and 106 while rotating the wafer stage 101. The rotation speed of the wafer stage 101 is such a speed that the cleaning liquid 108 supplied to the surface of the substrate 1 does not scatter to the outside of the substrate 1 due to centrifugal force and the surface tension can be maintained on the surface of the substrate 1, for example, every minute. It is about 18 rotations. The cleaning liquid 108 supplied from the nozzles 105 and 106 is the aforementioned SC-1 liquid (a mixed aqueous solution of ammonia and hydrogen peroxide). This cleaning liquid 108 is used at room temperature without any particular heating operation.
[0050]
When the cleaning liquid 108 is supplied onto the substrate 1 rotating on the wafer stage 101 and a thin layer of the cleaning liquid 108 is formed on the surface, the quartz rod 104 waiting outside the wafer stage 101 is moved above the wafer stage 101. The ultrasonic wave generated from the transducer 103 is transmitted to the quartz rod 104 while being moved to the cleaning liquid 108. At this time, the quartz rod 104 contacts the cleaning liquid 108 on the surface of the substrate 1 but does not directly contact the substrate 1.
[0051]
By the above operation, the ultrasonic wave transmitted from the transducer 103 to the quartz rod 104 is transmitted in multiple directions over the entire surface of the substrate 1 via the cleaning liquid 108, and the chemical action of the SC-1 liquid and the mechanical Chemically assisted cleaning of the substrate 1 is performed by using the mechanical action. At this time, the ultrasonic wave is mainly applied in a direction perpendicular to the surface of the substrate 1.
[0052]
As described above, of the two nozzles 105 and 106 disposed above the wafer stage 101, the cleaning liquid 108 is supplied from the nozzle 106 to the vicinity of the base of the quartz rod 104 and the vicinity of the peripheral edge of the wafer stage 101. Therefore, as shown in FIG. 10, at the periphery of the wafer stage 101 located near the base of the quartz rod 104, the interface between the cleaning liquid 108 and the air, that is, the region where the ultrasonic energy transmitted to the cleaning liquid 108 is high 1 moves outward from the periphery. Accordingly, since excessive ultrasonic energy is not applied to the peripheral portion of the substrate 1, it is possible to prevent the gate electrode 7 formed on the peripheral portion of the substrate 1 from falling or deforming.
[0053]
Further, the above-described groove 107 is provided near the tip of the quartz rod 104 to reduce the ultrasonic energy transmitted from the vicinity of the tip of the quartz rod 104 to the cleaning liquid 108, so that the substrate 1 near the tip of the quartz rod 104 is reduced. Since excessive ultrasonic energy is not applied to the substrate 1, it is possible to prevent the gate electrode 7 formed on the substrate 1 in this region from falling or deforming.
[0054]
Next, the composition of the cleaning liquid 108 is switched from the SC-1 liquid to a mixed aqueous solution of hydrochloric acid and hydrogen peroxide (hereinafter referred to as SC-2 liquid), and ultrasonic cleaning is further continued. Finally, pure water is supplied from the nozzles 105 and 106. The cleaning liquid 108 remaining on the surface of the substrate 1 is removed by supplying and ultrasonically cleaning the surface of the substrate 1. The SC-2 solution and pure water are used at room temperature without any particular heating operation.
[0055]
After the gate electrode 7 is formed on the substrate 1 as described above, the substrate 1 is cleaned using both the chemical action of the cleaning liquid 108 (SC-1 liquid and SC-2 liquid) and the mechanical action of ultrasonic waves. Accordingly, foreign substances can be efficiently removed without heating the cleaning liquid 108. Further, since the gate oxide film 6 can be prevented from being excessively etched by not heating the cleaning liquid 108, deterioration of element characteristics can be prevented. Furthermore, by using the ultrasonic cleaning apparatus 100 having the above-described structure, excessive ultrasonic energy is not applied to a part of the surface of the substrate 1. It is also possible to prevent the occurrence of a defect such as falling down or deformation.
[0056]
Next, as shown in FIG. 12, phosphorus or arsenic is ion-implanted into the p-type The semiconductor region 8 is formed, and boron is ion-implanted into the n-type well 5 to form a low impurity concentration p-type region. A type semiconductor region 9 is formed.
[0057]
Next, a silicon nitride film is deposited on the substrate 1 by the CVD method, and subsequently, the silicon nitride film is anisotropically etched to form a sidewall spacer 10 on the side wall of the gate electrode 7, and then a p-type By ion-implanting phosphorus or arsenic into the well 4, a high impurity concentration n + The semiconductor region 11 (source, drain) is formed, and boron is ion-implanted into the n-type well 5 to form a high impurity concentration p-type region. + A type semiconductor region 12 (source, drain) is formed. Through the steps so far, the n-channel MISFET Qn and the p-channel MISFET Qp are completed.
[0058]
In the above process, the impurity is ion-implanted using the photoresist film as a mask, or the silicon nitride film is dry-etched. + Type semiconductor region 11, p + The residue of the photoresist film and the residue of etching adhere to the surface of the substrate 1 after the formation of the mold semiconductor region 12). Therefore, next, the surface of the substrate 1 is chemically assisted cleaned using the SC-1 solution and the SC-2 solution. At this time, by using the ultrasonic cleaning device 100, foreign substances can be efficiently removed without heating the SC-1 solution and the SC-2 solution.
[0059]
Next, as shown in FIG. 13, a silicon oxide film 16 is deposited on the substrate 1 by the CVD method, and a photoresist film 31 is formed on the silicon oxide film 16, and then the photoresist film 31 is used as a mask. T + Semiconductor region 11 (source, drain) and p + The contact holes 17 having an aspect ratio of 2 or more are formed by dry-etching the silicon oxide film 16 and the gate oxide film 6 on each of the type semiconductor regions 12 (source and drain).
[0060]
Next, as shown in FIG. 14, the photoresist film 31 on the silicon oxide film 16 is removed by ashing (ashing) or the like. When the photoresist film 31 is removed, a residue when the silicon oxide film 16 and the gate oxide film 6 are dry-etched and a residue when the photoresist film 31 is removed adhere to the inside of the contact hole 17. In addition, the residue obtained by removing the photoresist film 31 adheres to the surface of the silicon oxide film 16. Therefore, these foreign substances are removed in the next cleaning step.
[0061]
For removing the foreign matter, the ultrasonic cleaning device 100 shown in FIGS. 6 and 7 may be used. Alternatively, the single-wafer ultrasonic cleaning device 200 shown in FIGS. 15 and 16 may be used. it can.
[0062]
The ultrasonic cleaning device 200 includes a wafer stage 201 that rotates in a horizontal plane. The substrate 1 in a wafer state is mounted on the wafer stage 201 with its main surface (element formation surface) facing upward, and a ring-shaped wafer chuck 202 provided along the peripheral portion of the wafer stage 201. Held and fixed by
[0063]
As shown in FIG. 15, a step 202a whose inner peripheral side is lower than the outer peripheral side is provided on the upper surface of the wafer chuck 202, and the substrate 1 is mounted on the inner peripheral side of this step 202a. I have. The height difference between the inner peripheral side and the outer peripheral side of the step 202a is almost equal to the thickness of the substrate 1. When the substrate 1 is positioned on the inner peripheral side of the step 202a, the height of the surface of the substrate 1 and the wafer chuck 202 Are almost equal on the outer peripheral side. The wafer chuck 202 can be formed integrally with the wafer stage 201.
[0064]
Above the wafer stage 201, a quartz rod 204 having a transducer 203 attached to one end is disposed. When the substrate 1 is not placed on the wafer stage 201, the quartz rod 204 retreats outside the wafer stage 201 and stands by.
[0065]
An attenuating member 207 for attenuating the energy of the ultrasonic wave transmitted to the cleaning liquid on the surface of the substrate 1 from the vicinity of the tip is attached to the tip of the quartz rod 204. The damping member 207 is made of a material whose acoustic impedance is significantly different from the quartz material forming the quartz rod 204. Since the acoustic impedance of a substance is equal to the product (ρv) of the density (ρ) of the substance and the speed of sound (v) in the substance, the damping member 207 is made of a material (for example, acrylic resin) having a significantly lower density than quartz. , A synthetic resin such as a fluorine resin) or a material (for example, a heavy metal such as tungsten) having a significantly higher density than quartz.
[0066]
Quartz density (ρ) = 2.3 × 10 3 Kg / m 3 From the speed of sound in quartz (v) = 5500 m / s, the acoustic impedance (ρv) of quartz = 12.7 × 10 3 Kg / m 2 s. On the other hand, the density (ρ) of the acrylic resin = 1.5 × 10 3 Kg / m 3 , The acoustic impedance (ρv) of the acrylic resin is 3.6 × 10 from the speed of sound (v) in quartz = 2400 m / s. 3 Kg / m 2 s. Therefore, in the case of the quartz rod 204 in which the attenuation member 207 made of acrylic resin is adhered to the tip, the energy of the ultrasonic wave transmitted from the vicinity of the tip to the cleaning liquid is about 28% of the case where the attenuation member 207 is not attached. .
[0067]
On the other hand, the density (ρ) of tungsten = 19.1 × 10 3 Kg / m 3 , The acoustic impedance (ρv) of tungsten = 103.1 × 10 from the speed of sound (v) in tungsten = 5400 m / s. 3 Kg / m 2 s. Therefore, in the case of the quartz rod 204 to which the attenuation member 207 made of tungsten is adhered at the tip, the ultrasonic energy transmitted from the vicinity of the tip to the cleaning liquid is attenuated to about 12% of that when the attenuation member 20 is not attached. .
[0068]
A method of cleaning the substrate 1 using the ultrasonic cleaning apparatus 200 will be described with reference to FIGS. 17 and 18. First, the wafer-shaped substrate 1 is placed on the wafer stage 201 using a robot hand or the like. The wafer is held and fixed by the wafer chuck 202. Subsequently, while rotating the wafer stage 201, the nozzle 205 waiting on the outside of the wafer stage 201 is moved above the wafer stage 201, and the cleaning liquid 208 is supplied to the surface of the substrate 1. The cleaning liquid 208 is the SC-1 liquid described above. This cleaning liquid 208 is used at room temperature without any particular heating operation.
[0069]
When the cleaning liquid 208 is supplied onto the substrate 1 rotating on the wafer stage 201 and a thin layer of the cleaning liquid 208 is formed on the surface thereof, the quartz rod 204 waiting outside the wafer stage 201 is moved above the wafer stage 201. The ultrasonic wave generated from the transducer 203 is transmitted to the quartz rod 204 while contacting with the cleaning liquid 208. At this time, the quartz rod 204 comes into contact with the cleaning liquid 208 on the surface of the substrate 1, but does not come into direct contact with the substrate 1.
[0070]
By the above operation, the ultrasonic wave transmitted from the transducer 203 to the quartz rod 204 is transmitted to the entire surface of the substrate 1 via the cleaning liquid 208, and the chemical action of the SC-1 liquid and the mechanical action of the ultrasonic wave are used together. Chemically assisted cleaning of the substrate 1 is performed.
[0071]
As described above, since the height of the outer peripheral side of the wafer chuck 202 is almost equal to the height of the surface of the substrate 1, when the cleaning liquid 208 is supplied onto the substrate 1 through the nozzle 205, the cleaning liquid 208 And spreads to the outermost peripheral portion of the wafer chuck 202. That is, the interface between the cleaning liquid 208 and the air is located outside the peripheral edge of the substrate 1. As a result, excessive ultrasonic energy is not applied to the peripheral portion of the substrate 1, so that elements formed on the peripheral portion of the substrate 1 are not damaged by the ultrasonic energy.
[0072]
Further, the above-described damping member 207 is attached to the tip of the quartz rod 204 to reduce the ultrasonic energy transmitted from the vicinity of the tip of the quartz rod 204 to the cleaning liquid 208, so that the substrate 1 near the tip of the quartz rod 204 is reduced. Since excessive ultrasonic energy is not applied to the substrate 1, the elements formed on the substrate 1 in this region are not damaged by the ultrasonic energy. Thereafter, pure water is supplied from the nozzle 205 to ultrasonically clean the surface of the substrate 1 to remove the cleaning liquid 208 remaining on the surface of the substrate 1.
[0073]
As described above, after the contact hole 17 having a high aspect ratio is formed in the silicon oxide film 16 on the substrate 1, the chemical action of the cleaning liquid 208 (SC-1 solution) and the mechanical action of the ultrasonic wave are used together to form the substrate 1. By cleaning, it is possible to efficiently remove foreign matter remaining in the contact hole 17 having a high aspect ratio, which is difficult to remove by brush cleaning. In addition, since the cleaning liquid 208 is not heated, the surface of the substrate 1 exposed at the bottom of the contact hole 17 can be prevented from being shaved by the cleaning liquid 208, so that deterioration of element characteristics can be prevented. Furthermore, by using the ultrasonic cleaning apparatus 200 having the above-described structure, excessive ultrasonic energy is not applied to a part of the surface of the substrate 1, so that the element is damaged by a part of the surface of the substrate 1. I do not receive it.
[0074]
Next, as shown in FIG. 19, a wiring metal film 18a is deposited on the silicon oxide film 16 including the inside of the contact hole 17 by using a sputtering method or the like. The wiring metal film 18a is composed of an Al alloy film or a composite metal film in which a Ti film or a TiN film is stacked below and above an Al alloy film.
[0075]
Next, the substrate 1 is cleaned in order to remove metal-based foreign substances and the like attached to the surface of the wiring metal film 18a in the above-described sputtering process. When the surface (uppermost layer) of the wiring metal film 18a is made of a hydrophilic metal material such as an Al alloy, brush cleaning with high cleaning ability is suitable for this cleaning. As the cleaning liquid, pure water is mainly used to prevent a reaction with the wiring metal film 18a. Examples of the metal material having high hydrophilicity include Cu, W, Mo, and Ti in addition to Al. Even when the surface (uppermost layer) of the wiring metal film 18a is made of a highly hydrophilic metal material, the wiring metal film 18a has a large surface step, that is, the aspect ratio of the surface step is 2 or more. In such a case, it is better to perform ultrasonic cleaning instead of brush cleaning.
[0076]
On the other hand, when the surface (uppermost layer) of the wiring metal film 18a is composed of a TiN film, such as a composite metal film in which a TiN film is laminated on a lower layer and an upper layer of an Al alloy film, TiN has high hydrophobicity. When brush cleaning is performed, the surface of the brush is shaved and foreign matter is easily generated. Accordingly, in this case, the use of the ultrasonic cleaning device 100 shown in FIGS. 6 and 7 or the ultrasonic cleaning device 200 shown in FIGS. 15 and 16 can obtain a higher foreign matter removing effect. Although not a metal material, polycrystalline silicon is also highly hydrophobic. Therefore, even when cleaning the surface of an electrode wiring formed of a polycrystalline silicon film, the ultrasonic cleaning apparatus 100 shown in FIGS. The use of the ultrasonic cleaning device 200 shown in FIGS. 15 and 16 can achieve a higher foreign matter removing effect than brush cleaning.
[0077]
Next, as shown in FIG. 20, after forming a photoresist film 32 on the wiring metal film 18a, the wiring metal film 18a is dry-etched using the photoresist film 32 as a mask, thereby forming a silicon oxide film. A first-layer metal wiring 18 made of a wiring metal film 18a is formed on the upper part of the metal wiring 18.
[0078]
Next, as shown in FIG. 21, the photoresist film 32 on the metal wiring 18 is removed by ashing or the like. When the photoresist film 32 is removed, a residue obtained when the wiring metal film 18a is dry-etched adheres to the surface of the silicon oxide film 16. In addition, residues from the removal of the photoresist film 32 adhere to the surface of the silicon oxide film 16 and the surface of the metal wiring 18.
[0079]
Therefore, these foreign substances are removed by using the ultrasonic cleaning apparatus 100 shown in FIGS. 6 and 7 and the ultrasonic cleaning apparatus 200 shown in FIGS. 15 and 16.
[0080]
Next, as shown in FIG. 22, a silicon oxide film 19 is deposited on the metal wiring 18 by the CVD method, and subsequently, cleaning for removing foreign substances on the surface of the silicon oxide film 19 is performed. Since silicon oxide is hydrophilic, this cleaning is performed by a brush cleaning method with high foreign matter removal efficiency. Examples of the insulating film material having high hydrophilicity include, in addition to silicon oxide, an organic glass-based insulating material such as HSQ (hydrogen silsesquioxane) or MSQ (methyl silsesquioxane), a silicon oxide-based insulating material such as BPSG, SOG, or silicon carbide. can do. Note that even when the interlayer insulating film is formed of an insulating material having high hydrophilicity, if the surface step of the film is large, that is, if the aspect ratio of the surface step is 2 or more, instead of brush cleaning, It is better to perform ultrasonic cleaning.
[0081]
On the other hand, a hydrophobic film such as silicon nitride or a low-dielectric-constant insulating material (Low-k film) having a porous inside to lower the dielectric constant is a flat film having an aspect ratio of a surface step of less than 2. Even so, it is better to perform ultrasonic cleaning.
[0082]
Next, as shown in FIG. 23, after a photoresist film 33 is formed on the silicon oxide film 19, the silicon oxide film 19 on the metal wiring 18 is dry-etched by using the photoresist film 33 as a mask. Then, a through hole 20 is formed above the metal wiring 18.
[0083]
Next, as shown in FIG. 24, the photoresist film 33 on the silicon oxide film 19 is removed by ashing (ashing) or the like. When the photoresist film 33 is removed, a residue obtained when the silicon oxide film 19 is dry-etched or a residue obtained when the photoresist film 33 is removed adheres to the inside of the through hole 20. In addition, a residue from the removal of the photoresist film 33 adheres to the surface of the silicon oxide film 19. At this time, by performing cleaning using the ultrasonic cleaning device 100 or the ultrasonic cleaning device 200, foreign substances on the surface of the silicon oxide film 19 including the inside of the through hole 20 can be efficiently removed.
[0084]
Next, as shown in FIG. 25, a wiring metal film 21a is deposited on the silicon oxide film 19 including the inside of the through hole 20 by using a sputtering method or the like. The wiring metal film 21a is composed of an Al alloy film or a composite metal film in which a Ti film or a TiN film is stacked below and above an Al alloy film.
[0085]
Next, the substrate 1 is cleaned in order to remove metal-based foreign matter and the like attached to the surface of the wiring metal film 21a in the above-described sputtering process. In this cleaning, like the wiring metal film 18a, if the surface of the wiring metal film 21a is hydrophilic, brush cleaning having a high cleaning ability is suitable, and if the surface is hydrophobic, the brush cleaning is performed. An ultrasonic cleaning device 100 or an ultrasonic cleaning device 200 is used.
[0086]
Next, as shown in FIG. 26, after a photoresist film 34 is formed on the wiring metal film 21a, the wiring metal film 21a is dry-etched using the photoresist film 34 as a mask to form a silicon oxide film. A second-layer metal wiring 21 composed of a wiring metal film 21a is formed on the upper part of the metal wiring 21.
[0087]
Thereafter, when the wiring metal film 21a is dry-etched by the same cleaning as that when the first-layer metal wiring 18 is formed, that is, cleaning using the ultrasonic cleaning device 100 or the ultrasonic cleaning device 200. The residue and the residue when the photoresist film 33 is removed are removed.
[0088]
Thereafter, by repeating the above steps, an interlayer insulating film and a wiring are alternately formed above the second-layer metal wiring 21, thereby completing the CMOS-LSI of the present embodiment.
[0089]
As described above, the invention made by the inventor has been specifically described based on the embodiment of the invention. However, the invention is not limited to the embodiment, and can be variously modified without departing from the gist of the invention. Needless to say, there is.
[0090]
In the first embodiment, the ultrasonic energy transmitted from the vicinity of the distal end portion to the cleaning liquid 108 is reduced by providing the groove 107 near the distal end portion of the quartz rod 104. For example, as shown in FIG. By extending the tip of the quartz rod 104 to the outside of the substrate 1, the strong ultrasonic energy generated at the tip of the quartz rod 104 may not reach the substrate 1.
[0091]
The means for weakening the ultrasonic energy at the distal end of the quartz rod 104 and the means for weakening the ultrasonic energy at the peripheral portion of the substrate 1 disclosed in the present application may be modified by appropriately changing the combination thereof or used alone. Is also good.
[0092]
In addition, it is optional to change the detailed configuration of the ultrasonic cleaning apparatus (100 or 200) without departing from the gist of the present invention. For example, as shown in FIG. In 100, when a dam 109 for storing the cleaning liquid 108 is attached below the vicinity of the base of the quartz rod 104, the region where the ultrasonic energy transmitted to the cleaning liquid 108 becomes higher moves further outward than the peripheral edge of the substrate 1, Since a sufficient amount of the cleaning liquid 108 can be supplied to the peripheral portion of the substrate 1, it is possible to prevent excessive ultrasonic energy from being applied to the peripheral portion of the substrate 1 and simultaneously clean the side surface of the substrate 1. Although not shown, a cleaning liquid supply unit may be provided on the back side of the wafer stage 101 to prevent foreign matter removed on the front side of the substrate from adhering to the back side.
[0093]
【The invention's effect】
The effects obtained by typical aspects of the invention disclosed in the present application will be briefly described as follows.
[0094]
By preventing the ultrasonic energy from becoming strong in a specific region of the main surface of the substrate, it becomes possible to perform ultrasonic cleaning with reduced damage to the LSI pattern while maintaining high cleaning performance.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a fragmentary cross-sectional view of a semiconductor substrate, illustrating a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the semiconductor integrated circuit device according to one embodiment of the present invention;
FIG. 3 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the semiconductor integrated circuit device according to one embodiment of the present invention;
FIG. 4 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the semiconductor integrated circuit device according to one embodiment of the present invention;
FIG. 5 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the semiconductor integrated circuit device according to one embodiment of the present invention;
FIG. 6 is a schematic side view showing a single-wafer ultrasonic cleaning apparatus used in one embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a schematic plan view showing a first single-wafer ultrasonic cleaning apparatus used in one embodiment of the present invention.
8 is an enlarged plan view showing a part of the first single-wafer ultrasonic cleaning apparatus shown in FIG. 6;
FIG. 9 is an enlarged plan view showing a part of the single-wafer ultrasonic cleaning apparatus shown in FIG. 6;
10 is a schematic side view illustrating a cleaning method using the single-wafer ultrasonic cleaning apparatus shown in FIG.
11 is a schematic plan view illustrating a cleaning method using the single-wafer ultrasonic cleaning apparatus shown in FIG.
FIG. 12 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the semiconductor integrated circuit device according to one embodiment of the present invention;
FIG. 13 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the semiconductor integrated circuit device according to one embodiment of the present invention;
FIG. 14 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the semiconductor integrated circuit device according to one embodiment of the present invention;
FIG. 15 is a schematic side view showing a second single-wafer ultrasonic cleaning apparatus used in one embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a schematic plan view showing a second single-wafer ultrasonic cleaning apparatus used in one embodiment of the present invention.
17 is a schematic side view illustrating a cleaning method using the single-wafer ultrasonic cleaning apparatus shown in FIG.
18 is a schematic plan view illustrating a cleaning method using the single-wafer ultrasonic cleaning apparatus shown in FIG.
FIG. 19 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the semiconductor integrated circuit device according to one embodiment of the present invention;
FIG. 20 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the semiconductor integrated circuit device according to one embodiment of the present invention;
FIG. 21 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the semiconductor integrated circuit device according to one embodiment of the present invention;
FIG. 22 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the semiconductor integrated circuit device according to one embodiment of the present invention;
FIG. 23 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the semiconductor integrated circuit device according to one embodiment of the present invention;
FIG. 24 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the semiconductor integrated circuit device according to one embodiment of the present invention;
FIG. 25 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the semiconductor integrated circuit device according to one embodiment of the present invention;
FIG. 26 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the semiconductor integrated circuit device according to one embodiment of the present invention;
FIG. 27 is a schematic plan view showing another single-wafer ultrasonic cleaning apparatus used in the present invention.
FIG. 28 is a schematic side view showing another single-wafer ultrasonic cleaning apparatus used in the present invention.
[Explanation of symbols]
1 semiconductor substrate (wafer)
2 Element isolation groove
3 Silicon oxide film
4 p-type wells
5 n-type well
6 Gate oxide film
7a Conductive film for gate electrode
7 Gate electrode
8 n Semiconductor region
9 p Semiconductor region
10 Sidewall spacer
11 n + Semiconductor region (source, drain)
12 p + Semiconductor region (source, drain)
16 Silicon oxide film
17 Contact hole
18a Metal film for wiring
18 metal wiring
19 silicon oxide film
20 Through hole
21a Metal film for wiring
21 Metal wiring
30-34 Photoresist film
100 Ultrasonic cleaning equipment
101 wafer stage
102 Wafer chuck
103 transducer
104 quartz rod
105, 106 nozzles
107 grooves
108 cleaning liquid
109 Dam
200 Ultrasonic cleaning equipment
201 wafer stage
202 Wafer chuck
202a step
203 transducer
204 quartz rod
205 nozzle
207 Damping member
208 cleaning liquid
Qn n-channel type MISFET
Qp p-channel type MISFET

Claims (16)

以下の工程を含む半導体集積回路装置の製造方法:
(a)半導体ウエハの主面上の第1絶縁膜にアスペクト比が2以上の接続孔を形成する工程、
(b)前記接続孔が形成された前記半導体ウエハの主面を超音波洗浄する工程。
A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device including the following steps:
(A) forming a connection hole having an aspect ratio of 2 or more in a first insulating film on a main surface of a semiconductor wafer;
(B) a step of ultrasonic cleaning the main surface of the semiconductor wafer in which the connection holes are formed.
前記(a)工程に先立って、または前記(b)工程の後、
(c)前記半導体ウエハの主面上にアスペクト比が2未満の表面段差を有する親水性膜を形成する工程、
(d)前記親水性膜の表面をブラシ洗浄する工程、
をさらに含むことを特徴とする請求項1記載の半導体集積回路装置の製造方法。
Prior to the step (a) or after the step (b),
(C) forming a hydrophilic film having a surface step having an aspect ratio of less than 2 on the main surface of the semiconductor wafer;
(D) brush cleaning the surface of the hydrophilic film,
2. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 1, further comprising:
前記半導体ウエハの主面を枚葉方式により超音波洗浄することを特徴とする請求項1記載の半導体集積回路装置の製造方法。2. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the main surface of the semiconductor wafer is subjected to ultrasonic cleaning by a single wafer method. 半導体ウエハの主面を、前記主面または前記主面上に形成された膜の化学反応を伴う洗浄液を用いて枚葉方式により超音波洗浄する工程を含む半導体集積回路装置の製造方法。A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device, comprising: a step of ultrasonically cleaning a main surface of a semiconductor wafer by a single wafer method using a cleaning liquid involving a chemical reaction of the main surface or a film formed on the main surface. 前記半導体ウエハの主面の全面に超音波エネルギーを印加することを特徴とする請求項4記載の半導体集積回路装置の製造方法。5. The method according to claim 4, wherein ultrasonic energy is applied to the entire main surface of the semiconductor wafer. 以下の工程を含む半導体集積回路装置の製造方法:
(a)半導体ウエハの主面上の第1絶縁膜にアスペクト比が2以上の接続孔を形成する工程、
(b)前記接続孔が形成された前記半導体ウエハの主面を、前記主面の全面に超音波エネルギーを印加しながら超音波洗浄する工程。
A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device including the following steps:
(A) forming a connection hole having an aspect ratio of 2 or more in a first insulating film on a main surface of a semiconductor wafer;
(B) a step of ultrasonically cleaning the main surface of the semiconductor wafer in which the connection holes are formed while applying ultrasonic energy to the entire main surface.
前記半導体ウエハの主面を枚葉方式により超音波洗浄することを特徴とする請求項6記載の半導体集積回路装置の製造方法。7. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 6, wherein the main surface of the semiconductor wafer is subjected to ultrasonic cleaning by a single wafer method. 以下の工程を含む半導体集積回路装置の製造方法:
(a)前記半導体ウエハの主面上に親水性膜を形成する工程、
(b)前記親水性膜の表面をブラシ洗浄する工程、
(c)前記(a)工程に先立って、または前記(b)工程の後、前記半導体ウエハの主面上に疎水性膜を形成する工程、
(d)前記疎水性膜の表面を超音波洗浄する工程。
A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device including the following steps:
(A) forming a hydrophilic film on the main surface of the semiconductor wafer;
(B) brush cleaning the surface of the hydrophilic film;
(C) forming a hydrophobic film on the main surface of the semiconductor wafer prior to (a) or after (b);
(D) ultrasonic cleaning the surface of the hydrophobic film.
前記疎水性膜の表面は、アスペクト比が2以上の段差を有することを特徴とする請求項8記載の半導体集積回路装置の製造方法。9. The method according to claim 8, wherein the surface of the hydrophobic film has a step having an aspect ratio of 2 or more. 前記親水性膜の表面は、アスペクト比が2未満の段差を有することを特徴とする請求項8記載の半導体集積回路装置の製造方法。9. The method according to claim 8, wherein the surface of the hydrophilic film has a step having an aspect ratio of less than 2. 前記半導体ウエハの主面を枚葉方式により超音波洗浄することを特徴とする請求項8記載の半導体集積回路装置の製造方法。9. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 8, wherein the main surface of the semiconductor wafer is subjected to ultrasonic cleaning by a single wafer method. 半導体ウエハを水平に支持するウエハステージと、前記ウエハステージに支持された前記半導体ウエハの主面上に洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、超音波発生源を備えた超音波伝達手段とを備え、前記半導体ウエハの主面上に供給された前記洗浄液に前記超音波伝達手段を接触させることにより、前記洗浄液を介して前記半導体ウエハの主面に超音波エネルギーを印加する超音波洗浄装置を用いて前記半導体ウエハの主面を超音波洗浄する工程を含む半導体集積回路装置の製造方法であって、
前記超音波洗浄装置は、前記ウエハステージに支持された前記半導体ウエハの周縁部近傍と、前記周縁部近傍に位置する前記超音波伝達手段とに前記洗浄液を供給する第2の洗浄液供給手段を備えていることを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
A wafer stage that horizontally supports the semiconductor wafer, a cleaning liquid supply unit that supplies a cleaning liquid onto a main surface of the semiconductor wafer supported by the wafer stage, and an ultrasonic transmission unit that includes an ultrasonic generation source; By contacting the ultrasonic transmission means with the cleaning liquid supplied on the main surface of the semiconductor wafer, using an ultrasonic cleaning apparatus that applies ultrasonic energy to the main surface of the semiconductor wafer through the cleaning liquid. A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device including a step of ultrasonically cleaning a main surface of the semiconductor wafer,
The ultrasonic cleaning apparatus includes a second cleaning liquid supply unit that supplies the cleaning liquid to the vicinity of the peripheral portion of the semiconductor wafer supported by the wafer stage and the ultrasonic transmission unit located near the peripheral portion. A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device.
半導体ウエハを水平に支持するウエハステージと、前記ウエハステージに支持された前記半導体ウエハの主面上に洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、超音波発生源を備えた超音波伝達手段とを備え、前記半導体ウエハの主面上に供給された前記洗浄液に前記超音波伝達手段を接触させることにより、前記洗浄液を介して前記半導体ウエハの主面に超音波を印加する超音波洗浄装置を用いて前記半導体ウエハの主面を超音波洗浄する工程を含む半導体集積回路装置の製造方法であって、
前記超音波伝達手段の先端部に、前記超音波伝達手段本体を構成する材料とは音響インピーダンスが異なる材料からなる超音波エネルギー減衰手段を取り付けたことを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
A wafer stage that horizontally supports the semiconductor wafer, a cleaning liquid supply unit that supplies a cleaning liquid onto a main surface of the semiconductor wafer supported by the wafer stage, and an ultrasonic transmission unit that includes an ultrasonic generation source; By contacting the ultrasonic transmission means with the cleaning liquid supplied on the main surface of the semiconductor wafer, using an ultrasonic cleaning device that applies ultrasonic waves to the main surface of the semiconductor wafer through the cleaning liquid. A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device including a step of ultrasonically cleaning a main surface of a semiconductor wafer,
A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device, comprising: attaching an ultrasonic energy attenuating means made of a material having an acoustic impedance different from a material constituting the ultrasonic transmitting means main body to a tip portion of the ultrasonic transmitting means.
半導体ウエハを水平に支持するウエハステージと、前記ウエハステージに支持された前記半導体ウエハの主面上に洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、超音波発生源を備えた超音波伝達手段とを備え、前記半導体ウエハの主面上に供給された前記洗浄液に前記超音波伝達手段を接触させることにより、前記洗浄液を介して前記半導体ウエハの主面に超音波を印加する超音波洗浄装置を用いて前記半導体ウエハの主面を超音波洗浄する工程を含む半導体集積回路装置の製造方法であって、
前記超音波伝達手段の先端部近傍に、前記先端部近傍から前記洗浄液に印加される超音波のエネルギーを低減するための溝を設けたことを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
A wafer stage that horizontally supports the semiconductor wafer, a cleaning liquid supply unit that supplies a cleaning liquid onto a main surface of the semiconductor wafer supported by the wafer stage, and an ultrasonic transmission unit that includes an ultrasonic generation source; By contacting the ultrasonic transmission means with the cleaning liquid supplied on the main surface of the semiconductor wafer, using an ultrasonic cleaning device that applies ultrasonic waves to the main surface of the semiconductor wafer through the cleaning liquid. A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device including a step of ultrasonically cleaning a main surface of a semiconductor wafer,
A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device, characterized in that a groove for reducing the energy of ultrasonic waves applied to the cleaning liquid from the vicinity of the tip is provided near the tip of the ultrasonic transmission means.
半導体ウエハを水平に支持するウエハステージと、前記ウエハステージに支持された前記半導体ウエハの主面上に洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、超音波発生源を備えた超音波伝達手段とを備え、前記半導体ウエハの主面上に供給された前記洗浄液に前記超音波伝達手段を接触させることにより、前記洗浄液を介して前記半導体ウエハの主面に超音波を印加する超音波洗浄装置を用いて前記半導体ウエハの主面を超音波洗浄する工程を含む半導体集積回路装置の製造方法であって、
前記ウエハステージの周縁部を、前記ウエハステージに支持された前記半導体ウエハの周縁部よりも外方に延在させると共に、前記ウエハステージの周縁部の表面の高さを、前記ウエハステージに支持された前記半導体ウエハの主面の高さとほぼ等しくしたことを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
A wafer stage that horizontally supports the semiconductor wafer, a cleaning liquid supply unit that supplies a cleaning liquid onto a main surface of the semiconductor wafer supported by the wafer stage, and an ultrasonic transmission unit that includes an ultrasonic generation source; By contacting the ultrasonic transmission means with the cleaning liquid supplied on the main surface of the semiconductor wafer, using an ultrasonic cleaning device that applies ultrasonic waves to the main surface of the semiconductor wafer through the cleaning liquid. A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device including a step of ultrasonically cleaning a main surface of a semiconductor wafer,
The peripheral edge of the wafer stage extends outward from the peripheral edge of the semiconductor wafer supported by the wafer stage, and the height of the surface of the peripheral edge of the wafer stage is supported by the wafer stage. A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device, wherein the height of the semiconductor wafer is substantially equal to the height of the main surface of the semiconductor wafer.
半導体ウエハを水平に支持するウエハステージと、前記ウエハステージに支持された前記半導体ウエハの主面上に洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、超音波発生源を備えた超音波伝達手段とを備え、前記半導体ウエハの主面上に供給された前記洗浄液に前記超音波伝達手段を接触させることにより、前記洗浄液を介して前記半導体ウエハの主面に超音波を印加する超音波洗浄装置を用いて前記半導体ウエハの主面を超音波洗浄する工程を含む半導体集積回路装置の製造方法であって、
前記半導体ウエハの主面上に供給された前記洗浄液に前記超音波伝達手段を接触させる際、前記超音波伝達手段の先端部を、前記半導体ウエハの周縁部よりも外方に位置させることを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
A wafer stage that horizontally supports the semiconductor wafer, a cleaning liquid supply unit that supplies a cleaning liquid onto a main surface of the semiconductor wafer supported by the wafer stage, and an ultrasonic transmission unit that includes an ultrasonic generation source; By contacting the ultrasonic transmission means with the cleaning liquid supplied on the main surface of the semiconductor wafer, using an ultrasonic cleaning device that applies ultrasonic waves to the main surface of the semiconductor wafer through the cleaning liquid. A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device including a step of ultrasonically cleaning a main surface of a semiconductor wafer,
When the ultrasonic transmission means is brought into contact with the cleaning liquid supplied on the main surface of the semiconductor wafer, the tip of the ultrasonic transmission means is located outside the peripheral edge of the semiconductor wafer. Of manufacturing a semiconductor integrated circuit device.
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