JP3161521B2 - 半導体装置の製造方法および洗浄装置 - Google Patents
半導体装置の製造方法および洗浄装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
方法およびその方法に用いる洗浄装置に関する。
方法およびその方法に用いる洗浄装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置の製造方法において、従来、
配線パターンの形成工程後にこの工程で発生する異物や
残渣を除去するために洗浄をおこなっている。
配線パターンの形成工程後にこの工程で発生する異物や
残渣を除去するために洗浄をおこなっている。
【０００３】通常、この配線パターンの形成工程は次の
ように行われている。まず、半導体素子が形成された半
導体基板上に配線材料からなる金属膜を形成し、次いで
この金属膜上にレジスト膜を形成した後、フォトリソグ
ラフィーにより微細なパターンを形成し、続いてこのレ
ジストパターンをマスクとして金属膜をドライエッチン
グし、その後、金属膜上のレジストをプラズマ剥離等に
より除去して配線パターンを形成している。しかし、こ
のような配線パターン形成工程において、金属膜のドラ
イエッチングやレジストの除去の際に異物や残渣が発生
し、これらが金属配線に付着する。この金属配線に付着
した異物や残渣は種々の配線欠陥を引き起こし、製造に
おける歩留まりの低下や、最終的な製品である半導体装
置の性能および信頼性の低下を招く。そのため、このよ
うな異物や残渣を除去するために配線パターンの形成工
程後に洗浄を行っている。
ように行われている。まず、半導体素子が形成された半
導体基板上に配線材料からなる金属膜を形成し、次いで
この金属膜上にレジスト膜を形成した後、フォトリソグ
ラフィーにより微細なパターンを形成し、続いてこのレ
ジストパターンをマスクとして金属膜をドライエッチン
グし、その後、金属膜上のレジストをプラズマ剥離等に
より除去して配線パターンを形成している。しかし、こ
のような配線パターン形成工程において、金属膜のドラ
イエッチングやレジストの除去の際に異物や残渣が発生
し、これらが金属配線に付着する。この金属配線に付着
した異物や残渣は種々の配線欠陥を引き起こし、製造に
おける歩留まりの低下や、最終的な製品である半導体装
置の性能および信頼性の低下を招く。そのため、このよ
うな異物や残渣を除去するために配線パターンの形成工
程後に洗浄を行っている。
【０００４】異物や残渣を除去するための洗浄として
は、通常、有機系洗浄液、酸性洗浄液、アルカリ性洗浄
液などを用いたウェット洗浄が行われ、この洗浄の後に
最終的に純水によるリンス処理が行われる。
は、通常、有機系洗浄液、酸性洗浄液、アルカリ性洗浄
液などを用いたウェット洗浄が行われ、この洗浄の後に
最終的に純水によるリンス処理が行われる。
【０００５】洗浄液としては、配線パターンが微細であ
る場合の洗浄には、金属配線の腐食性が比較的小さい有
機系洗浄液が主として用いられている。しかし、通常の
有機系洗浄液は、その洗浄力が低いため、この洗浄前に
腐食性のあるアルカリ系溶液による処理を行う必要があ
ったり、洗浄後、純水リンス前にイソプロピルアルコー
ル等の引火性の高い有機溶媒によるプレリンスを行う必
要があったり種々の問題を有している。
る場合の洗浄には、金属配線の腐食性が比較的小さい有
機系洗浄液が主として用いられている。しかし、通常の
有機系洗浄液は、その洗浄力が低いため、この洗浄前に
腐食性のあるアルカリ系溶液による処理を行う必要があ
ったり、洗浄後、純水リンス前にイソプロピルアルコー
ル等の引火性の高い有機溶媒によるプレリンスを行う必
要があったり種々の問題を有している。
【０００６】そこで、これに代わる洗浄液として、フッ
化アンモニウム等のフッ素化合物を含有する有機系洗浄
液を用いた洗浄が行われている。この有機系洗浄液は、
フッ化アンモニウム等のフッ素化合物、ジメチルスルホ
キシド等の溶剤および水からなり、これらは所定の配合
比で混合されてる。この洗浄液に含まれるフッ化アンモ
ニウムは、溶剤により除去できない金属系の異物あるい
は残渣物であっても、配線と付着した異物等との間に自
然形成された酸化膜を微少エッチングして配線から異物
等を取り除く作用がある。一方、樹脂系の異物あるいは
残渣は、洗浄液中の溶剤成分により溶解除去される。こ
のため、フッ素化合物を含む有機系洗浄液は、金属系お
よび樹脂系のいずれの異物および残渣を十分に除去で
き、腐食性のあるアルカリ系溶液による処理を行う必要
がない。さらにこの洗浄液は、室温（２５℃）程度の比
較的低温環境下でこのような優れた洗浄力を発揮する。
しかも、金属配線の腐食性もほとんど無いと考えられて
いたため、プレリンスを行うことなく洗浄直後に純水リ
ンスを行っていた。なお、プレリンスを行うと、新たな
プレリンス溶剤の使用によりコストが増大し、またプレ
リンス工程が一段階増えるとともに廃液処理工程も必要
となるためプロセス的に不利になる上、フッ素化合物と
プレリンス溶剤とが反応して問題が生じたりすることな
どから、プレリンスは行わないことが好ましい。その他
のフッ素化合物を含有する洗浄液としては、特開平７−
２７１０５６号公報に開示されているものがある。この
公報には、特定の有機カルボン酸アンモニウム塩又は有
機カルボン酸アミン塩、及びフッ素化合物をそれぞれ所
定量含有する水溶液からなるフォトレジスト用剥離液、
並びに特定の有機カルボン酸アンモニウム塩又は有機カ
ルボン酸アミン塩、フッ素化合物、及び特定の有機溶媒
をそれぞれ所定量含有する水溶液からなるフォトレジス
ト用剥離液が開示されている。
化アンモニウム等のフッ素化合物を含有する有機系洗浄
液を用いた洗浄が行われている。この有機系洗浄液は、
フッ化アンモニウム等のフッ素化合物、ジメチルスルホ
キシド等の溶剤および水からなり、これらは所定の配合
比で混合されてる。この洗浄液に含まれるフッ化アンモ
ニウムは、溶剤により除去できない金属系の異物あるい
は残渣物であっても、配線と付着した異物等との間に自
然形成された酸化膜を微少エッチングして配線から異物
等を取り除く作用がある。一方、樹脂系の異物あるいは
残渣は、洗浄液中の溶剤成分により溶解除去される。こ
のため、フッ素化合物を含む有機系洗浄液は、金属系お
よび樹脂系のいずれの異物および残渣を十分に除去で
き、腐食性のあるアルカリ系溶液による処理を行う必要
がない。さらにこの洗浄液は、室温（２５℃）程度の比
較的低温環境下でこのような優れた洗浄力を発揮する。
しかも、金属配線の腐食性もほとんど無いと考えられて
いたため、プレリンスを行うことなく洗浄直後に純水リ
ンスを行っていた。なお、プレリンスを行うと、新たな
プレリンス溶剤の使用によりコストが増大し、またプレ
リンス工程が一段階増えるとともに廃液処理工程も必要
となるためプロセス的に不利になる上、フッ素化合物と
プレリンス溶剤とが反応して問題が生じたりすることな
どから、プレリンスは行わないことが好ましい。その他
のフッ素化合物を含有する洗浄液としては、特開平７−
２７１０５６号公報に開示されているものがある。この
公報には、特定の有機カルボン酸アンモニウム塩又は有
機カルボン酸アミン塩、及びフッ素化合物をそれぞれ所
定量含有する水溶液からなるフォトレジスト用剥離液、
並びに特定の有機カルボン酸アンモニウム塩又は有機カ
ルボン酸アミン塩、フッ素化合物、及び特定の有機溶媒
をそれぞれ所定量含有する水溶液からなるフォトレジス
ト用剥離液が開示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】近年の半導体装置の小
型化・高集積化に伴い、配線パターンもいっそうの微細
化が要求され、配線幅や配線ピッチのサイズはますます
微小になってきている。このような微細配線パターンの
洗浄においては、従来の洗浄では問題とならなかったよ
うなごく僅かな腐食によっても、配線パターンのサイズ
が大きく変わってしまう。これにより設計寸法と異なる
配線パターンとなるため、接触不良や短絡など種々の配
線欠陥が生じるようになる。
型化・高集積化に伴い、配線パターンもいっそうの微細
化が要求され、配線幅や配線ピッチのサイズはますます
微小になってきている。このような微細配線パターンの
洗浄においては、従来の洗浄では問題とならなかったよ
うなごく僅かな腐食によっても、配線パターンのサイズ
が大きく変わってしまう。これにより設計寸法と異なる
配線パターンとなるため、接触不良や短絡など種々の配
線欠陥が生じるようになる。
【０００８】このようなことから、上記のフッ素化合物
を含む洗浄剤を用いた洗浄であっても、その洗浄後の純
水リンス処理において配線が腐食されるという問題が生
じるようになった。この純水リンス処理における配線の
腐食は、特に、複数のウェハーを所定の間隔で配列して
一度に洗浄およびリンス処理する方法において顕著であ
る。複数のウェハーを一度に処理することは、製造工程
の簡略化や低コスト化のためには必須の方法であり、こ
のような方法において腐食が顕著に発生することは、半
導体装置の低価格化の要請がますます高まっている現状
では非常に大きな問題である。そこで本発明の目的は、
金属配線を腐食することなく、発生した異物や残渣を除
去でき、品質の高い半導体装置を低コストで提供可能に
する半導体装置の製造方法、及びその方法に用いる洗浄
装置を提供することである。
を含む洗浄剤を用いた洗浄であっても、その洗浄後の純
水リンス処理において配線が腐食されるという問題が生
じるようになった。この純水リンス処理における配線の
腐食は、特に、複数のウェハーを所定の間隔で配列して
一度に洗浄およびリンス処理する方法において顕著であ
る。複数のウェハーを一度に処理することは、製造工程
の簡略化や低コスト化のためには必須の方法であり、こ
のような方法において腐食が顕著に発生することは、半
導体装置の低価格化の要請がますます高まっている現状
では非常に大きな問題である。そこで本発明の目的は、
金属配線を腐食することなく、発生した異物や残渣を除
去でき、品質の高い半導体装置を低コストで提供可能に
する半導体装置の製造方法、及びその方法に用いる洗浄
装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、半導体ウェハ
ーにアルミニウム系金属配線パターンを形成する工程
と、該半導体ウェハーを複数配列して、樹脂溶解性の有
機溶剤と水とフッ素化合物を含む洗浄液により洗浄する
洗浄工程と、付着した洗浄液を除去できるように、不活
性ガスを吹き付けながら該複数配列された半導体ウェハ
ーを高速回転させて洗浄液を振り切る振切工程と、該複
数配列された半導体ウェハーを純水でリンスするリンス
工程を有し、該リンス工程後に前記アルミニウム系金属
配線パターンが腐食されていないことを特徴とする半導
体装置の製造方法に関する。また本発明は、半導体ウェ
ハーにアルミニウム系金属配線パターンを形成する工程
と、該半導体ウェハーを複数配列して、樹脂溶解性の有
機溶剤と水とフッ素化合物を含む洗浄液により洗浄する
洗浄工程と、付着した洗浄液を除去できるように、不活
性ガスを吹き付けながら該複数配列された半導体ウェハ
ーを１０００〜２０００ｒｐｍ或いはより高速で回転さ
せて洗浄液を振り切る振切工程と、該複数配列された半
導体ウェハーを純水でリンスするリンス工程を有するこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法に関する。
ーにアルミニウム系金属配線パターンを形成する工程
と、該半導体ウェハーを複数配列して、樹脂溶解性の有
機溶剤と水とフッ素化合物を含む洗浄液により洗浄する
洗浄工程と、付着した洗浄液を除去できるように、不活
性ガスを吹き付けながら該複数配列された半導体ウェハ
ーを高速回転させて洗浄液を振り切る振切工程と、該複
数配列された半導体ウェハーを純水でリンスするリンス
工程を有し、該リンス工程後に前記アルミニウム系金属
配線パターンが腐食されていないことを特徴とする半導
体装置の製造方法に関する。また本発明は、半導体ウェ
ハーにアルミニウム系金属配線パターンを形成する工程
と、該半導体ウェハーを複数配列して、樹脂溶解性の有
機溶剤と水とフッ素化合物を含む洗浄液により洗浄する
洗浄工程と、付着した洗浄液を除去できるように、不活
性ガスを吹き付けながら該複数配列された半導体ウェハ
ーを１０００〜２０００ｒｐｍ或いはより高速で回転さ
せて洗浄液を振り切る振切工程と、該複数配列された半
導体ウェハーを純水でリンスするリンス工程を有するこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法に関する。
【００１０】また本発明は、上記の半導体装置の製造方
法に用いられる洗浄装置であって、アルミニウム系配線
パターンが形成された複数の半導体ウェハーを配列して
保持し且つ回転させる保持回転手段と、樹脂溶解性の有
機溶剤と水とフッ素化合物を含有する洗浄液を半導体ウ
ェハーに吹き付ける洗浄液供給手段と、純水を半導体ウ
ェハーに吹き付ける純水供給手段と、不活性ガスを半導
体ウェハーに吹き付ける不活性ガス供給手段を有する洗
浄装置に関する。
法に用いられる洗浄装置であって、アルミニウム系配線
パターンが形成された複数の半導体ウェハーを配列して
保持し且つ回転させる保持回転手段と、樹脂溶解性の有
機溶剤と水とフッ素化合物を含有する洗浄液を半導体ウ
ェハーに吹き付ける洗浄液供給手段と、純水を半導体ウ
ェハーに吹き付ける純水供給手段と、不活性ガスを半導
体ウェハーに吹き付ける不活性ガス供給手段を有する洗
浄装置に関する。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を挙げ
て詳細に説明する。
て詳細に説明する。
【００１２】本発明の方法における配線パターンの形成
は、常法に従い、例えば次のようにして形成する。ま
ず、拡散層や絶縁膜等が形成されたウェハー上に配線材
料からなる金属膜を蒸着法等により形成する。次いでこ
の金属膜上にレジスト膜を塗布した後、フォトリソグラ
フィーにより微細なパターンを形成する。続いてこのレ
ジストパターンをマスクとして金属膜をドライエッチン
グし、その後、金属膜上のレジストをプラズマ剥離等に
より除去して配線パターンを形成する。
は、常法に従い、例えば次のようにして形成する。ま
ず、拡散層や絶縁膜等が形成されたウェハー上に配線材
料からなる金属膜を蒸着法等により形成する。次いでこ
の金属膜上にレジスト膜を塗布した後、フォトリソグラ
フィーにより微細なパターンを形成する。続いてこのレ
ジストパターンをマスクとして金属膜をドライエッチン
グし、その後、金属膜上のレジストをプラズマ剥離等に
より除去して配線パターンを形成する。
【００１３】本発明の方法は、アルミニウム系の配線材
料を用いた配線パターン（アルミニウム系配線パター
ン）を形成する場合に特に有効である。アルミニウム系
配線材料としては、Ａｌや、Ａｌ−Ｓｉ、Ａｌ−Ｃｕ、
Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ等のアルミニウム合金が挙げられる。
料を用いた配線パターン（アルミニウム系配線パター
ン）を形成する場合に特に有効である。アルミニウム系
配線材料としては、Ａｌや、Ａｌ−Ｓｉ、Ａｌ−Ｃｕ、
Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ等のアルミニウム合金が挙げられる。
【００１４】アルミニウム系配線材料からなる金属膜の
ドライエッチングには、三塩化ホウ素、四塩化炭素、塩
素、塩化水素、四塩化ケイ素等の塩素化合物を含有する
ガスが用いられる。
ドライエッチングには、三塩化ホウ素、四塩化炭素、塩
素、塩化水素、四塩化ケイ素等の塩素化合物を含有する
ガスが用いられる。
【００１５】以上のようにして配線パターンが形成され
たウェハーは例えば次のようにして洗浄される。
たウェハーは例えば次のようにして洗浄される。
【００１６】ウェハーの洗浄は、スプレー式ウェット処
理やＤＩＰ式ウェット処理等により行うことができる。
まず、洗浄装置に、複数のウェハーを所定の間隔で載置
して、洗浄液を用いて、室温付近で５〜１０分程度洗浄
を行う（洗浄工程）。この後、ウェハーに付着した洗浄
液を振り切れるようにウェハーを高速回転させる（振切
工程）。次いで、室温で５〜１０分程度、純水でリンス
処理を行い（リンス工程）、最終的にスピン乾燥等によ
りウェハーを乾燥させる（乾燥工程）。
理やＤＩＰ式ウェット処理等により行うことができる。
まず、洗浄装置に、複数のウェハーを所定の間隔で載置
して、洗浄液を用いて、室温付近で５〜１０分程度洗浄
を行う（洗浄工程）。この後、ウェハーに付着した洗浄
液を振り切れるようにウェハーを高速回転させる（振切
工程）。次いで、室温で５〜１０分程度、純水でリンス
処理を行い（リンス工程）、最終的にスピン乾燥等によ
りウェハーを乾燥させる（乾燥工程）。
【００１７】本発明の方法の洗浄工程では、フッ素化合
物を含む洗浄液を用いることが好ましい。より好ましく
は、フッ素化合物、溶剤および水を含む洗浄液を用い
る。
物を含む洗浄液を用いることが好ましい。より好ましく
は、フッ素化合物、溶剤および水を含む洗浄液を用い
る。
【００１８】洗浄液に含まれるフッ素化合物としては、
フッ化アンモニウム、フッ化水素アンモニウム、フッ化
水素酸、ホウフッ化アンモニウム等が挙げられるが、中
でもフッ化アンモニウムが好ましい。フッ素化合物の含
有量は、０．１〜１０重量％が好ましく、０．５〜５重
量％がより好ましい。含有量が少なすぎると洗浄力が低
下し、多すぎると洗浄時に配線を腐食してしまう。
フッ化アンモニウム、フッ化水素アンモニウム、フッ化
水素酸、ホウフッ化アンモニウム等が挙げられるが、中
でもフッ化アンモニウムが好ましい。フッ素化合物の含
有量は、０．１〜１０重量％が好ましく、０．５〜５重
量％がより好ましい。含有量が少なすぎると洗浄力が低
下し、多すぎると洗浄時に配線を腐食してしまう。
【００１９】洗浄液に含まれる溶剤としては、樹脂溶解
性の有機溶剤が用いられ、ジメチルスルホキシド等のス
ルホキシド、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトア
ミド、Ｎ−メチルピロリドン等のアミド類、γ−ブチロ
ラクトン等のラクトン、アセトニトリル、ベンゾニトリ
ル等のニトリル等が挙げられる。中でもジメチルスルホ
キシドが好ましい。洗浄液中の溶剤の含有量は、樹脂系
の異物や残渣が除去できる程度含有されていれば特に制
限はない。溶剤の含有量が少なすぎると洗浄力が低下す
るとともに、洗浄液中の水の含有量が増えるため、洗浄
液の腐食性が高まる。本実施の形態では洗浄液中の溶剤
の含有量は３０〜９０重量％が好ましく、５０〜８０重
量％であることがより好ましい。
性の有機溶剤が用いられ、ジメチルスルホキシド等のス
ルホキシド、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトア
ミド、Ｎ−メチルピロリドン等のアミド類、γ−ブチロ
ラクトン等のラクトン、アセトニトリル、ベンゾニトリ
ル等のニトリル等が挙げられる。中でもジメチルスルホ
キシドが好ましい。洗浄液中の溶剤の含有量は、樹脂系
の異物や残渣が除去できる程度含有されていれば特に制
限はない。溶剤の含有量が少なすぎると洗浄力が低下す
るとともに、洗浄液中の水の含有量が増えるため、洗浄
液の腐食性が高まる。本実施の形態では洗浄液中の溶剤
の含有量は３０〜９０重量％が好ましく、５０〜８０重
量％であることがより好ましい。
【００２０】洗浄の方式としては、スプレー式ウェット
処理やＤＩＰ式ウェット処理等により行うことができ
る。スプレー式ウェット処理では、洗浄液を吐出してウ
ェハーに吹き付けた際、異物や残渣に対して洗浄液の吐
出圧の物理的な力が働き、除去効果が向上する。このた
め、スプレー式ウェット処理で洗浄を行うことが好まし
い。
処理やＤＩＰ式ウェット処理等により行うことができ
る。スプレー式ウェット処理では、洗浄液を吐出してウ
ェハーに吹き付けた際、異物や残渣に対して洗浄液の吐
出圧の物理的な力が働き、除去効果が向上する。このた
め、スプレー式ウェット処理で洗浄を行うことが好まし
い。
【００２１】洗浄時の温度は、常温付近の温度で十分で
あるが、洗浄液の成分が分解して洗浄力が低下する等の
問題が生じない程度に温度を高くしてもよい。また、洗
浄時間は特に制限されるものではなく、洗浄方式、配線
材料やレジストの種類、異物や残渣の量、洗浄液の成
分、洗浄温度等に応じて適宜選択する。
あるが、洗浄液の成分が分解して洗浄力が低下する等の
問題が生じない程度に温度を高くしてもよい。また、洗
浄時間は特に制限されるものではなく、洗浄方式、配線
材料やレジストの種類、異物や残渣の量、洗浄液の成
分、洗浄温度等に応じて適宜選択する。
【００２２】上記の振切工程においては、窒素やヘリウ
ム等の不活性ガスを吹き付けることが好ましい。これに
より、ウェハーに付着した洗浄液の除去効果が向上す
る。気流による物理的な除去効果の他、洗浄容器内のウ
ェハー周囲の雰囲気をＤＲＹな状態に置換する効果もあ
る。この不活性ガスの流量は、本実施の形態の場合、８
０〜１００Ｌ／ｍｉｎで十分な効果が得られる。
ム等の不活性ガスを吹き付けることが好ましい。これに
より、ウェハーに付着した洗浄液の除去効果が向上す
る。気流による物理的な除去効果の他、洗浄容器内のウ
ェハー周囲の雰囲気をＤＲＹな状態に置換する効果もあ
る。この不活性ガスの流量は、本実施の形態の場合、８
０〜１００Ｌ／ｍｉｎで十分な効果が得られる。
【００２３】さらに、この不活性ガスは１００〜１５０
℃程度の温度に加温したものであることが好ましい。こ
れにより、洗浄液中の溶剤や水、その他の揮発性成分が
気化しやすくなるため、洗浄液の除去効果が向上する。
℃程度の温度に加温したものであることが好ましい。こ
れにより、洗浄液中の溶剤や水、その他の揮発性成分が
気化しやすくなるため、洗浄液の除去効果が向上する。
【００２４】上記の振切工程における回転数は、洗浄液
が振り切れる回転数であれば特に制限はなく、比較的短
時間で処理するためには高速であるほど好ましいが、本
実施の形態では、１０００〜２０００ｒｐｍ程度で十分
な効果が得られる。また、この振切工程の時間について
も特に制限はなく、上記の回転数や、下記の不活性ガス
の導入量およびその温度に応じて適宜設定されるが、１
〜１０分程度行うことが好ましい。
が振り切れる回転数であれば特に制限はなく、比較的短
時間で処理するためには高速であるほど好ましいが、本
実施の形態では、１０００〜２０００ｒｐｍ程度で十分
な効果が得られる。また、この振切工程の時間について
も特に制限はなく、上記の回転数や、下記の不活性ガス
の導入量およびその温度に応じて適宜設定されるが、１
〜１０分程度行うことが好ましい。
【００２５】リンス工程は、常法にしたがって行われる
が、洗浄工程でスプレー式ウェット処理を行った場合
は、ウェハーに純水を吹き付けてリンスを行うことが好
ましい。なお、このリンス工程の前に、弱酸性水溶液で
プレリンスを行ってもよい。
が、洗浄工程でスプレー式ウェット処理を行った場合
は、ウェハーに純水を吹き付けてリンスを行うことが好
ましい。なお、このリンス工程の前に、弱酸性水溶液で
プレリンスを行ってもよい。
【００２６】乾燥工程も常法にしたがって行われるが、
洗浄工程でスプレー式ウェット処理を行った場合は、所
望の温度および回転数でスピン乾燥を行うことが好まし
い。
洗浄工程でスプレー式ウェット処理を行った場合は、所
望の温度および回転数でスピン乾燥を行うことが好まし
い。
【００２７】図１に本発明の洗浄装置の一実施形態の処
理チャンバーの概略構成図を示す。処理チャンバー内は
ＳＵＳ製であり、キャリア１を保持し回転させるロータ
ー２が設けられている。このキャリア１には、複数のウ
ェハー３が所定の間隔で載置されている。そしてキャリ
ア１の周囲にはスプレーノズル４が複数設置され、各ノ
ズルから、それぞれ洗浄液、窒素、純水、所望により弱
酸酸性水溶液が吐出されるようになっている。これらの
ノズルは、吐出物ごとに別々に設けられていていてもよ
いし、一つのノズルで２種以上を共用させてもよい。例
えば、純水用ノズルから窒素を吐出させるようにすれば
窒素用ノズルと共に複数のノズルから窒素を吹き付ける
ことができる。また、スプレーノズルに接続された供給
ラインに切り替えバルブを設け、弱酸性水溶液を吐出し
た後、バルブを切り替えて純水を吐出できるようにして
もよい。以上のようにして吐出されウェハーに吹き付け
られた洗浄液や純水等は廃液として廃液口５から処理チ
ャンバー外へ排出される。
理チャンバーの概略構成図を示す。処理チャンバー内は
ＳＵＳ製であり、キャリア１を保持し回転させるロータ
ー２が設けられている。このキャリア１には、複数のウ
ェハー３が所定の間隔で載置されている。そしてキャリ
ア１の周囲にはスプレーノズル４が複数設置され、各ノ
ズルから、それぞれ洗浄液、窒素、純水、所望により弱
酸酸性水溶液が吐出されるようになっている。これらの
ノズルは、吐出物ごとに別々に設けられていていてもよ
いし、一つのノズルで２種以上を共用させてもよい。例
えば、純水用ノズルから窒素を吐出させるようにすれば
窒素用ノズルと共に複数のノズルから窒素を吹き付ける
ことができる。また、スプレーノズルに接続された供給
ラインに切り替えバルブを設け、弱酸性水溶液を吐出し
た後、バルブを切り替えて純水を吐出できるようにして
もよい。以上のようにして吐出されウェハーに吹き付け
られた洗浄液や純水等は廃液として廃液口５から処理チ
ャンバー外へ排出される。
【００２８】
【実施例】上記の処理チャンバーを備えた洗浄装置を用
いて、配線幅０．４４μｍ、配線間隔が０．３２μｍの
アルミ配線パターンが形成されたウェハーを次のように
して洗浄した。
いて、配線幅０．４４μｍ、配線間隔が０．３２μｍの
アルミ配線パターンが形成されたウェハーを次のように
して洗浄した。
【００２９】洗浄液は、フッ化アンモニウム１重量％、
ジメチルスルホキシド６９重量％、水３０重量％を含有
する洗浄液を用いた。
ジメチルスルホキシド６９重量％、水３０重量％を含有
する洗浄液を用いた。
【００３０】２５枚のウェハーを載置したキャリアを処
理チャンバー内に装着し、ローターを回転数３５ｒｐｍ
で回転させながら、２３℃で、洗浄液をスプレーノズル
から吐出してウェハーへ５分間吹き付けた。
理チャンバー内に装着し、ローターを回転数３５ｒｐｍ
で回転させながら、２３℃で、洗浄液をスプレーノズル
から吐出してウェハーへ５分間吹き付けた。
【００３１】次に、ローターの回転数を１５００ｒｐｍ
に上げて洗浄液を振り切りながら、１２０℃の窒素ガス
を２つのスプレーノズルから１分間吹き付けた。
に上げて洗浄液を振り切りながら、１２０℃の窒素ガス
を２つのスプレーノズルから１分間吹き付けた。
【００３２】続いて、常法に従い、ローターの回転数を
適宜制御しながら、２３℃で、純水を２つのスプレーノ
ズルから吹き付けてトータル１０分間程度リンスを行っ
た。その後、常法に従ってスピン乾燥を行った。
適宜制御しながら、２３℃で、純水を２つのスプレーノ
ズルから吹き付けてトータル１０分間程度リンスを行っ
た。その後、常法に従ってスピン乾燥を行った。
【００３３】スピン乾燥後、キャリアの端から１３番目
のウェハーの断面をＳＥＭ観察したところ、配線サイズ
の変化はなく腐食は認められず、異物や残渣も存在しな
かった。一方、比較として、振切工程を行わなかった以
外は同様に処理したウェハーを同様にＳＥＭ観察したと
ころ、配線幅が０．１μｍ小さくなっていた。すなわ
ち、洗浄前の配線幅の２３％もサイズが変化していた。
のウェハーの断面をＳＥＭ観察したところ、配線サイズ
の変化はなく腐食は認められず、異物や残渣も存在しな
かった。一方、比較として、振切工程を行わなかった以
外は同様に処理したウェハーを同様にＳＥＭ観察したと
ころ、配線幅が０．１μｍ小さくなっていた。すなわ
ち、洗浄前の配線幅の２３％もサイズが変化していた。
【００３４】本発明者は、上記の効果を検討するため、
本実施例に用いた洗浄液のアルミニウムに対する腐食性
試験を行った。図２は、洗浄液の濃度に対するアルミニ
ウムのエッチングレートの変化を示すグラフである。横
軸の洗浄液濃度は洗浄液量／（洗浄液量＋添加水量）で
表され、洗浄液濃度１００％のプロットは本実施例で用
いた洗浄液のエッチングレートであり、濃度が低い領域
のプロットはこの洗浄液を水で希釈したもののエッチン
グレートである。
本実施例に用いた洗浄液のアルミニウムに対する腐食性
試験を行った。図２は、洗浄液の濃度に対するアルミニ
ウムのエッチングレートの変化を示すグラフである。横
軸の洗浄液濃度は洗浄液量／（洗浄液量＋添加水量）で
表され、洗浄液濃度１００％のプロットは本実施例で用
いた洗浄液のエッチングレートであり、濃度が低い領域
のプロットはこの洗浄液を水で希釈したもののエッチン
グレートである。
【００３５】このグラフから、洗浄液自体には腐食性は
無くても、水で希釈されることにより腐食性が発現する
ことがわかる。このことから、洗浄工程では配線の腐食
が起こらなくても、リンス工程においてウェハー上に洗
浄液が残留していると、残留した洗浄液が洗浄水で希釈
されて腐食性が発現し、その結果、配線が腐食されると
考えられる。本願発明の方法によれば、前述したような
振切工程を行うため、洗浄工程でウェハー上に付着した
洗浄液をほぼ完全に除去することができ、洗浄液が残留
することが無いため、次のリンス工程において配線は腐
食されないと考えられる。
無くても、水で希釈されることにより腐食性が発現する
ことがわかる。このことから、洗浄工程では配線の腐食
が起こらなくても、リンス工程においてウェハー上に洗
浄液が残留していると、残留した洗浄液が洗浄水で希釈
されて腐食性が発現し、その結果、配線が腐食されると
考えられる。本願発明の方法によれば、前述したような
振切工程を行うため、洗浄工程でウェハー上に付着した
洗浄液をほぼ完全に除去することができ、洗浄液が残留
することが無いため、次のリンス工程において配線は腐
食されないと考えられる。
【００３６】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば、金属配線を腐食することなく、発生した異物や
残渣を除去でき、品質の高い半導体装置を低コストで提
供できる。また、振切工程でほぼ完全に洗浄剤を除去で
きるため、溶剤を用いた従来のプレリンス工程を行う必
要が全くなく、リンス工程を簡略化でき、さらに、洗浄
液の残留に起因する半導体装置の品質や信頼性の低下を
防ぐことができる。
よれば、金属配線を腐食することなく、発生した異物や
残渣を除去でき、品質の高い半導体装置を低コストで提
供できる。また、振切工程でほぼ完全に洗浄剤を除去で
きるため、溶剤を用いた従来のプレリンス工程を行う必
要が全くなく、リンス工程を簡略化でき、さらに、洗浄
液の残留に起因する半導体装置の品質や信頼性の低下を
防ぐことができる。
【図１】本発明の洗浄装置の一実施形態の処理チャンバ
ーの概略構成図である。
ーの概略構成図である。
【図２】本発明の実施例に用いた洗浄液の濃度に対する
アルミニウムのエッチングレートの変化を示すグラフで
ある。
アルミニウムのエッチングレートの変化を示すグラフで
ある。
１ キャリア ２ ローター ３ ウェハー ４ スプレーノズル ５ 廃液口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−31941（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−347293（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−39531（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−69509（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−221064（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−59685（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−74742（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/304 B08B 3/00 - 3/14
Claims (12)
- 【請求項１】 半導体ウェハーにアルミニウム系金属配
線パターンを形成する工程と、該半導体ウェハーを複数
配列して、樹脂溶解性の有機溶剤と水とフッ素化合物を
含む洗浄液により洗浄する洗浄工程と、付着した洗浄液
を除去できるように、不活性ガスを吹き付けながら該複
数配列された半導体ウェハーを高速回転させて洗浄液を
振り切る振切工程と、該複数配列された半導体ウェハー
を純水でリンスするリンス工程を有し、該リンス工程後
に前記アルミニウム系金属配線パターンが腐食されてい
ないことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項２】 半導体ウェハーにアルミニウム系金属配
線パターンを形成する工程と、該半導体ウェハーを複数
配列して、樹脂溶解性の有機溶剤と水とフッ素化合物を
含む洗浄液により洗浄する洗浄工程と、付着した洗浄液
を除去できるように、不活性ガスを吹き付けながら該複
数配列された半導体ウェハーを１０００〜２０００ｒｐ
ｍ或いはより高速で回転させて洗浄液を振り切る振切工
程と、該複数配列された半導体ウェハーを純水でリンス
するリンス工程を有することを特徴とする半導体装置の
製造方法。 - 【請求項３】 前記振切工程において、加温した不活性
ガスを吹き付けながら前記複数配列された半導体ウェハ
ーを高速回転させる請求項１又は２記載の半導体装置の
製造方法。 - 【請求項４】 前記の洗浄液が、フッ素化合物として、
フッ化アンモニウム、フッ化水素アンモニウム、フッ化
水素酸、又はホウフッ化アンモニウムを含有する請求項
１、２又は３記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項５】 前記の洗浄液が、樹脂溶解性の有機溶剤
として、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミ
ド、ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドン、γ
−ブチロラクトン、アセトニトリル、又はベンゾニトリ
ルを含有する請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導
体装置の製造方法。 - 【請求項６】 前記振切工程後リンス工程前に、前記複
数配列された半導体ウェハーを弱酸性溶液でリンスする
プレリンス工程を含む請求項１〜５のいずれか１項に記
載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項７】 前記洗浄工程において、前記複数配列さ
れた半導体ウェハー を回転させながら、前記複数配列さ
れた半導体ウェハーに前記洗浄液を吹き付けて洗浄する
請求項１〜６のいずれか１項に記載の半導体装置の製造
方法。 - 【請求項８】 前記リンス工程において、前記複数配列
された半導体ウェハーを回転させながら、前記複数配列
された半導体ウェハーに純水を吹き付けてリンスする請
求項１〜７のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方
法。 - 【請求項９】 請求項１又は２記載の半導体装置の製造
方法に用いられる洗浄装置であって、アルミニウム系配
線パターンが形成された複数の半導体ウェハーを配列し
て保持し且つ回転させる保持回転手段と、樹脂溶解性の
有機溶剤と水とフッ素化合物を含有する洗浄液を半導体
ウェハーに吹き付ける洗浄液供給手段と、純水を半導体
ウェハーに吹き付ける純水供給手段と、不活性ガスを半
導体ウェハーに吹き付ける不活性ガス供給手段を有する
洗浄装置。 - 【請求項１０】 不活性ガスを加温して吹き付ける手段
を有する請求項９記載の洗浄装置。 - 【請求項１１】 弱酸性溶液を半導体ウェハーに吹き付
ける弱酸性溶液供給手段を有する請求項９又は１０記載
の洗浄装置。 - 【請求項１２】 前記純水供給手段が、弱酸性水溶液を
供給し、次いで純水を供給できるように供給液切り替え
手段を備えた請求項９又は１０記載の洗浄装置。
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|---|---|---|---|
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| GB9905302A GB2335309B (en) | 1998-03-13 | 1999-03-08 | Process for production of semiconductor device and cleaning device used therein |
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|---|---|---|---|
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| JPH11260789A JPH11260789A (ja) | 1999-09-24 |
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ID=13219468
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| KR100604051B1 (ko) * | 2004-06-30 | 2006-07-24 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 게이트 산화막의 전세정방법 |
| CA2525205C (en) | 2004-11-08 | 2013-06-25 | Ecolab Inc. | Foam cleaning and brightening composition, and methods |
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| CN103035491B (zh) * | 2012-12-28 | 2015-11-18 | 浙江正邦电力电子有限公司 | 一种电力半导体芯片台面处理方法 |
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| CN109273383B (zh) * | 2018-08-28 | 2021-04-13 | 长江存储科技有限责任公司 | 化学液槽装置 |
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|---|---|---|---|---|
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| JPS63185029A (ja) * | 1987-01-28 | 1988-07-30 | Hitachi Ltd | ウエハ処理装置 |
| JPH01111337A (ja) * | 1987-10-26 | 1989-04-28 | Toshiba Corp | ウエーハ洗浄装置 |
| JP2606726B2 (ja) * | 1988-07-29 | 1997-05-07 | 東京エレクトロン株式会社 | 回転処理装置及び回転処理方法 |
| JP2653511B2 (ja) * | 1989-03-30 | 1997-09-17 | 株式会社東芝 | 半導体装置の洗浄方法及びその洗浄装置 |
| US5158100A (en) * | 1989-05-06 | 1992-10-27 | Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd. | Wafer cleaning method and apparatus therefor |
| NL9000484A (nl) * | 1990-03-01 | 1991-10-01 | Philips Nv | Werkwijze voor het in een centrifuge verwijderen van een vloeistof van een oppervlak van een substraat. |
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- 1999-03-05 TW TW088103471A patent/TW420850B/zh not_active IP Right Cessation
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