JP2004152946A

JP2004152946A - 半導体装置の洗浄方法

Info

Publication number: JP2004152946A
Application number: JP2002315689A
Authority: JP
Inventors: Naoki Miwa; 直樹三輪
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-10-30
Filing date: 2002-10-30
Publication date: 2004-05-27

Abstract

【課題】枚葉式洗浄装置による高アスペクト比の微細孔の洗浄過程において、半導体基板の回転による遠心力の影響と、洗浄薬液と微細孔の側壁との間に作用する表面張力の影響とで薬液が孔内に入り込むことが難しく洗浄が困難である。
【解決手段】枚葉式洗浄装置による半導体基板の洗浄過程において、薬液処理直前に界面活性剤による前処理工程を含むことによって、高アスペクト比の微細孔内部を確実に洗浄し、清浄な半導体基板表面を提供することができる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子デバイスの洗浄方法に関し、特に製造途中における半導体基板や半導体デバイスなどの半導体装置の洗浄技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置の微細化および高集積化に伴い、素子パターンの微細化は高まる一方である。したがって、半導体装置の製造工程では小さな埃やよごれについてもパターン精度の劣化の原因となるため、入念な清浄化処理が必要となる。さらにまた、金属イオンの残留や水分の残留などによって、半導体表面が劣化したりするなどさまざまな領域でさまざまな問題が生じるため、半導体装置の製造工程において、半導体基板の洗浄および乾燥は極めて重要な課題となっている。
【０００３】
最近、従来の多槽式洗浄装置の大型化に伴うクリーンルーム内の設置面積増大を抑制し、大口径半導体基板表面を均一に洗浄する方法の一つとして枚葉式洗浄装置が登場してきた（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
上記の枚葉式洗浄装置を用いた洗浄方法について図面を参照して説明する。図３は従来の半導体装置の洗浄方法の概略図である。
【０００５】
まず、半導体基板１を回転させながら半導体基板１に洗浄ノズルから薬液３を供給し、洗浄する洗浄過程において、半導体基板表面が疎水性でかつ高アスペクト比の微細孔２を有する場合、図３に示すように、微細孔２の内部は部分的にしか薬液３で満たされず、十分な洗浄が行われない。
【０００６】
すなわち、枚葉式洗浄装置による高アスペクト比の微細孔の洗浄工程において、半導体基板の回転による遠心力の影響と、洗浄薬液と微細孔の側壁や底部との間に作用する表面張力の影響とで薬液が孔内に入り込むことが難しく洗浄が困難であった。そこで、界面活性剤が含まれる薬液を使用して表面張力を低減させて洗浄を行っている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１０−７０１０１号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の洗浄では使用したい薬液に対して、その都度界面活性剤を含有する新薬液を開発する必要に迫られ、使用する薬液が限定される問題点があった。
【０００９】
本発明は上記の課題を鑑みて創作されたものであって、その目的は、枚葉式洗浄装置による半導体基板の洗浄方法において、高アスペクト比の微細孔内部を確実に洗浄し、清浄な半導体基板表面を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明の半導体装置の洗浄方法は、半導体基板上に形成された半導体装置の洗浄方法において、薬液処理直前に界面活性剤による前処理工程とを含むことを特徴とする。
【００１１】
この構成により、高アスペクト比の微細孔内部を確実に洗浄し、清浄な半導体基板表面を得ることができる。
【００１２】
また、上記の前処理工程において、半導体基板の回転数は２０ｒｐｍから１００ｒｐｍの範囲であることを特徴とする。
【００１３】
この構成により、適度な量の界面活性剤を半導体基板表面に残留させ、その後の薬液への置換をスムーズかつ確実に行なうことができる。
【００１４】
上記の半導体装置の洗浄方法において、洗浄方法は枚葉処理で行なうことが好ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
本発明による第１の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は本実施形態に係わる枚葉式洗浄装置による半導体装置の洗浄方法を示す概略図である。
【００１６】
まず、半導体基板１を回転させながら半導体基板１に洗浄ノズルから薬液３を供給し、洗浄する洗浄過程において、半導体基板表面が疎水性でかつ高アスペクト比の微細孔２を有する場合、図１（ａ）に示すように、薬液処理直前に界面活性剤による前処理工程を施すことによって、半導体基板１表面を覆うように界面活性剤で満たす。
【００１７】
その後、図１（ｂ）に示すように、薬液処理を行なうことによって、界面活性剤を薬液３にスムーズに置換し、高アスペクト比の微細孔内部を確実に洗浄し、清浄な半導体基板表面を得ることができる。
【００１８】
上記の界面活性剤としては、カルボキシル基、スルホ基、硫酸基を有し、水中で解離して陰イオンとなるアルキルベンゼンスルホン酸塩、ジアルキルスルホコハク酸塩、アルキル硫酸エステル塩などのアニオン系界面活性剤、水中で解離して陽イオンとなるアルキルアミン塩、第４級アンモニウム塩、パーフルオロアルキルアミン化合物などのカチオン系界面活性剤、もしくは、アルキルベタイン、イミダゾニウムベタインなどのノニオン系界面活性剤などを使用する。
【００１９】
（第２の実施形態）
本発明による第２の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図２は本実施形態に係わる界面活性剤の処理時における半導体基板の回転数と半導体基板上の接触角との関係を示す図である。
【００２０】
半導体基板の回転数が１０ｒｐｍ以下の範囲では、半導体基板内に均一に界面活性剤を覆わせることは困難である。また、図２に示すように、半導体基板の回転数が１５０ｒｐｍ以上の範囲では接触角が急激に大きくなることから、界面活性剤は半導体基板の遠心力により振り切られてしまう可能性がある。
【００２１】
一方、回転数が２０ｒｐｍから１００ｒｐｍの範囲では、接触角は１５°以下とかなり低いことが分かる。これは半導体基板表面に界面活性剤が残っていることを示す。つまり、適度な量の界面活性剤を半導体基板表面に残留させ、その後の薬液への置換をスムーズかつ確実に行なうために、半導体基板の回転数は２０ｒｐｍから１００ｒｐｍの範囲であることが好ましい。
【００２２】
以上のように、界面活性剤による前処理工程時の半導体基板の回転数を最適化することにより、適度な量の界面活性剤を半導体基板表面に残留させ、その後の薬液への置換をスムーズかつ確実に行なうことができる。
【００２３】
なお、第１の実施形態のみでも本発明特有の効果を有するが、第１の実施形態と第２の実施形態を組み合わせた方が良いことは言うまでもない。
【００２４】
また、本発明は枚葉式洗浄装置による半導体装置の洗浄方法について説明したが、枚葉処理以外の他の方式による洗浄方法に適用しても本効果は得られる。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の半導体装置の洗浄方法によれば、枚葉式洗浄装置による半導体基板の洗浄過程において、薬液処理直前に界面活性剤による前処理工程を施すことによって、高アスペクト比の微細孔内部を確実に洗浄し、清浄な半導体基板表面を得ることができる。また、界面活性剤による前処理工程時の半導体基板の回転数を２０ｒｐｍから１００ｒｐｍの範囲に設定することにより、適度な量の界面活性剤を半導体基板表面に残留させ、その後の薬液への置換をスムーズかつ確実に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態における半導体装置の洗浄方法を示す概略図
【図２】本発明の第２の実施形態における半導体基板の回転数と半導体基板上の接触角との関係を示す図
【図３】従来の半導体装置の洗浄方法を示す概略図
【符号の説明】
１半導体基板
２微細孔
３薬液
４界面活性剤

Claims

半導体基板上に形成された半導体装置の洗浄方法において、
薬液処理直前に界面活性剤による前処理工程とを含むことを特徴とする半導体装置の洗浄方法。
前記前処理工程において、前記半導体基板の回転数は２０ｒｐｍから１００ｒｐｍの範囲であることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の洗浄方法。
前記洗浄方法は、枚葉処理で行なうことを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置の洗浄方法。