JP4094323B2 - 基板洗浄方法および半導体装置の製造方法 - Google Patents
基板洗浄方法および半導体装置の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4094323B2 JP4094323B2 JP2002101662A JP2002101662A JP4094323B2 JP 4094323 B2 JP4094323 B2 JP 4094323B2 JP 2002101662 A JP2002101662 A JP 2002101662A JP 2002101662 A JP2002101662 A JP 2002101662A JP 4094323 B2 JP4094323 B2 JP 4094323B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hydrochloric acid
- aqueous solution
- cleaning
- pure water
- cleaning method
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、基板洗浄方法および半導体装置の製造方法に関し、特に、希釈塩酸水溶液を用いた半導体ウエハの洗浄および乾燥を行う基板洗浄方法および半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体の製造過程において、従来の半導体ウエハの洗浄には、酸やアルカリの洗浄液が用いられており、例えば、酸性の洗浄液として、フッ酸水溶液（ＤＨＦ）や、硫酸と過酸化水素水との混合液（ＳＰＭ）、塩酸と過酸化水素水と水との混合液（ＨＰＭ）は、ウエハ表面に付着している金属不純物を除去する効果が高いため、一般的にゲート酸化工程の前洗浄に使用されている。これらの洗浄液の処理方法は、例えば、バッチ式ディップ処理装置の場合、洗浄液が入った処理槽（薬液槽）にウエハを浸漬し、その後、純水が連続供給されている水洗槽にウエハを浸漬し、最後にスピン乾燥やＩＰＡ（イソプロピルアルコール）の蒸気による乾燥等の乾燥処理を行っている。また、バッチ式スプレー処理装置や、枚葉式処理装置の場合も、洗浄液の処理と乾燥処理との間には、通常、純水による処理が行われる。
【０００３】
図５は、従来の半導体ウエハの洗浄方法を示す洗浄工程図である。また、図６は従来のバッチ式ディップ処理を行う洗浄乾燥装置を示す摸式図である。
図６において、従来の洗浄乾燥装置は、洗浄液の処理槽（薬液槽）１と、純水リンスを行う水洗槽２と、乾燥処理部３とを備えており、ウエハを搬送するロボット（図示せず）によって、ウエハ複数枚を順次搬送する。
【０００４】
次に、図５および図６を参照して、従来の半導体ウエハの洗浄方法について説明する。
洗浄液の処理は、パーティクル除去フィルターや温度調節器、ボンプ等を備えた循環ろ過システム（図示せず）を有する薬液槽１に、予めＤＨＦやＨＰＭ等の薬液を入れ、所望の温度に安定させた状態で、この中にウエハを所望の時間浸漬させる（ステップＳ１）。
次に、ウエハを水洗槽２に移動し、純水流水による浸漬処理（オーバーフローリンス）即ち水洗処理を行い、ウエハ表面に付着している洗浄液を希釈、除去する（ステップＳ２）。次に、ウエハを乾燥処理部３に移動し、ウエハを高速回転させるスピン乾燥、または、IＰＡ蒸気を用いたIＰＡ蒸気乾燥方式等の乾燥処理が行われる（ステップＳ３）。
【０００５】
図６には薬液槽１と水洗槽２とが各１槽の構成になっているが、薬液槽１と水洗槽２とが対になって、複数の薬液槽と水洗槽とを備えている場合もある。また、薬液槽１の後に複数の水洗槽が備えている場合もある。最近の洗浄乾燥装置では、洗浄液の処理と水洗処理を一つの処理槽で行うものもあり、更に、本処理槽を囲むようなチャンバーを設けて、その中でＩＰＡ蒸気による乾燥処理を行う装置もある。いずれの場合も、洗浄液による処理の後、乾燥処理の前には、水洗処理を行っている。
【０００６】
通常、上記のようなＤＨＦやＳＰＭ、ＨＰＭ等の酸性の洗浄液は、高い金属不純物の除去性能を有しているが、ウエハ表面にパーティクルを付着しやすいという特性がある。特に、ＤＨＦ等のフッ酸を含む洗浄液を用いた処理によってシリコン基板表面の酸化膜が除去された疎水性表面が露出している場合には、パーティクルが付着しやすい状態となっている。一方、アルカリ性の洗浄液として、アンモニアと過酸化水素水と水との混合液（ＡＰＭ）が使用されており、パーティクル除去性能は高いが、逆にウエハ表面に金属不純物を付着させやすい欠点がある。半導体装置の製造過程において、ゲート酸化工程の前洗浄には、特にゲート酸化膜の特性に大きな影響を与える金属不純物を極力少なくする必要があるため、上記従来例のように最終処理には酸性の洗浄液を使用するのが一般的である。
【０００７】
次に、従来の半導体ウエハの洗浄方法における酸性の洗浄液を用いた問題を以下に述べる。
最終洗浄に酸性洗浄液を用いた場合、酸性洗浄液はパーティクルが付着しやすいため、半導体装置の歩留り低下を引き起こしてしまうという問題がある。特に、最近のデバイスでは微細化が進み、０．１μｍ以下の微小パーティクルが歩留り低下の原因となっている。
【０００８】
酸性洗浄液（薬液槽）の中には、ウエハを処理することによって、ウエハ表面、および裏面に付着していた金属不純物が溶けこみ、ウエハ処理を重ねていくと、洗浄液中の金属不純物の濃度は高くなる。薬液槽から持ち出されたウエハ表面上には洗浄液が付着しており、この洗浄液中には金属不純物が存在する。その後、純水による水洗処理中に、洗浄液と、その中の金属不純物は純水によって希釈されるが、この希釈される過渡的な状態でウエハ表面に金属不純物が付着することが確認されている。
【０００９】
酸性の洗浄液がある濃度以上含んでいる水溶液の状態では、水溶液中の金属不純物はウエハ表面へ付着しにくいが、洗浄液が低濃度になると金属不純物は極端にウエハ表面へ付着する傾向がある。例えば、ＨＰＭの中に数１０ｐｐｂのＣａが存在する場合、ＨＰＭの処理後に１５分間の水洗を行ったウエハ表面には、１×Ｅｌ０ａｔｏｍｓ／ｃｍ２以上のＣａが付着し、水洗時間を５分以下に短くした場合は、ウエハ表面のＣａ付着量は１×Ｅｌ０ａｔｏｍｓ／ｃｍ２未満になることが確認されている。上記のように、水洗処理の時間を短くすると、ウエハ表面上の金属不純物は少なくなるが、水洗不足により元々酸性洗浄液中に含まれていたパーティクルが除去されず、その結果、ウエハ表面上にパーティクルが付着し、半導体装置の歩留り低下を引き起こしてしまうという問題がある。
【００１０】
また、水洗処理中に純水中の不純物が付着し、ゲート酸化膜の特性劣化等の問題が確認されている。半導体製造過程で使用されている純水は、不純物を極力除去するような純水製造システムによって生成されているが、その中には微量な金属不純物や有機物が含まれており、水洗処理中にウエハ表面に付着することが確認されている。特に、ＤＨＦを用いた処理によってシリコン基板表面の酸化膜が除去された疎水性表面が露出している場合には、純水中の不純物がシリコン表面に付着し、ゲート酸化膜の特性を著しく劣化させることが確認されている。
【００１１】
ウエハ表面に付着する純水中不純物の量は、水洗時間が長いほど多く、更に乾燥処理方法や処理条件によって助長される。水洗処理後に水洗槽からウエハを引上げた状態では、ウエハ表面上に純水が付着しており、乾燥処理部への搬送ロボットによるウエハの移動中に水分の蒸発によって、その中の不純物が凝集し、ウエハ表面に付着する。また、例えばＩＰＡ蒸気乾燥の場合、ＩＰＡ蒸気乾燥の処理中に、ウエハ表面上の純水がＩＰＡと置換、除去されるが、純水中の不純物の一部は除去されずに、ウエハ表面上に凝集、付着する。この場合、局所的に高濃度の不純物が付着されるため、ゲート酸化膜の特性を著しく劣化させる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
従来の半導体ウエハの洗浄方法および洗浄乾燥装置は、上記のような洗浄工程を用いているので、被洗浄物表面に金属不純物やパーティクル、あるいは純水中の不純物を付着させ、半導体装置の特性劣化や歩留り低下を引き起こすという問題点があった。
【００１３】
この発明は、被洗浄物表面に金属不純物やパーティクルあるいは純水中の不純物が付着するのを抑制し、清浄な洗浄を行うことができる基板洗浄方法および半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明に係る基板洗浄方法は、被洗浄物表面を酸化する処理の後の最終洗浄工程に、純水に塩酸を添加した希釈塩酸水溶液で洗浄する工程を含み、上記希釈塩酸水溶液の塩酸濃度が、１０ｗｔ ｐｐｍ以上、１０００ｗｔ ｐｐｍ以下の範囲であるものである。
【００１５】
請求項２の発明に係る基板洗浄方法は、被洗浄物表面を酸化する処理の後の最終洗浄工程に、純水に塩酸を添加した希釈塩酸水溶液で洗浄する工程を含み、上記希釈塩酸水溶液で洗浄した後、連続して乾燥処理を行うものである。
【００１６】
請求項３の発明に係る基板洗浄方法は、上記被洗浄物表面を酸化する処理が、過酸化水素水およびオゾン添加純水のうち、少なくともどちらか一方を含む洗浄液で処理を行うものである。
【００１８】
請求項４の発明に係る基板洗浄方法は、上記希釈塩酸水溶液の洗浄が、被洗浄物を入れた洗浄槽へ純水を供給すると共に塩酸水を供給するものである。
【００１９】
請求項５の発明に係る基板洗浄方法は、上記希釈塩酸水溶液の洗浄処理と上記乾燥処理とを同一チャンバー内で連続して行うものである。
【００２０】
請求項６の発明に係る基板洗浄方法は、上記乾燥処理が、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）の蒸気を用いた乾燥処理を行うものである。
【００２１】
請求項７の発明に係る基板洗浄方法は、上記乾燥処理が、非水溶性の有機溶剤の蒸気を用いた乾燥処理を行うものである。
【００２２】
請求項８の発明に係る基板洗浄方法は、上記非水溶性の有機溶剤が、ハイドロフルオロエーテル（ＨＦＥ）およびヘキサメチルジシロキサンのうち、少なくともどちらか一方を含んでいるものである。
【００２３】
請求項９の発明に係る基板洗浄方法は、上記希釈塩酸水溶液の洗浄処理と上記乾燥処理が、基板１枚を単独で処理する枚葉処理を行うものである。
【００２４】
請求項１０の発明に係る基板洗浄方法は、上記乾燥処理が、基板の高速回転による乾燥処理または有機溶剤を用いた乾燥処理の少なくとも一方を行うものである。
【００２５】
請求項１１の発明に係る基板洗浄方法は、上記純水に塩酸を添加した希釈塩酸水溶液の代わりに、塩酸およびフッ酸の少なくともどちらか一方と、水と、有機溶剤との混合液を用いるものである。
【００２６】
請求項１２の発明に係る基板洗浄方法は、上記純水に塩酸を添加した希釈塩酸水溶液の代わりに、純水にオゾンと塩酸を混合したオゾン添加希釈塩酸水溶液を用いるものである。
【００２７】
請求項１３の発明に係る半導体装置の製造方法は、上記請求項１〜１２のいずれかに記載の基板洗浄方法を用いた半導体装置の製造方法である。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を、洗浄する基板の一例として例えば半導体ウエハの場合を例にとり、図に基づいて説明する
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る、希釈塩酸水溶液を用いた半導体ウエハの洗浄方法を示す洗浄工程図である。
図１において、ステップＳ１１でウエハ表面である被洗浄物表面を酸化する洗浄液の処理を行い、次に、ステップＳ１２で希釈塩酸水溶液の処理を行い、その後、ステップＳ１３で乾燥処理を行う。上記の例では、洗浄液の処理後に希釈塩酸水溶液の処理を行っているが、希釈塩酸水溶液の処理の前に、一旦、水洗処理を行ってもよい。このように、本実施の形態では、希釈塩酸水溶液の処理後に、水洗処理なしで、乾燥処理を行っていることが特徴である。被洗浄物表面を酸化する洗浄液は、過酸化水素水およびオゾン（Ｏ３）添加純水のうち、少なくともどちらか一方を含む液であり、例えば、アンモニアと過酸化水素水と水との混合液（ＡＰＭ）や、純水にオゾンガスを混入させたオゾン水等が用いられる。
【００３４】
被洗浄物表面が酸化されていない、シリコン基板が露出した状態では、そこに金属不純物が付着し、直接シリコンと反応することで、例えば、ゲート酸化膜の特性劣化を招きやすいため、希釈塩酸水溶液の処理前には、被洗浄物表面を酸化する洗浄液の処理を行うことが望ましい。特に、ＡＰＭは、ウエハ表面上に付着したパーティクルを除去する効果が高いため、希釈塩酸水溶液の処理前に好ましく適用される。
【００３５】
希釈塩酸水溶液の処理は、ウエハ表面上に付着している金属不純物を除去する作用があり、例えば、被洗浄物表面を酸化する洗浄液にＡＰＭを用いた場合には、ＡＰＭ処理後に多少の金属不純物がウエハ表面上に付着するが、その後の希釈塩酸水溶液の処理によって除去される。また、希釈塩酸水溶液は、希釈塩酸水溶液中に含まれる不純物、つまり、純水中に含まれる不純物と、希釈する前の塩酸水の中に存在する不純物とが、ウエハ表面に付着するのを防止する作用がある。
【００３６】
希釈塩酸水溶液中の塩酸濃度は、１０〜１０００ｗｔ ｐｐｍの範囲が望ましい。塩酸濃度が１０ｗｔ ｐｐｍより薄い場合は、ウエハ表面上に付着した金属不純物の除去効果が低くなり、また、希釈塩酸水溶液中の不純物がウエハ表面上に付着しやすくなる。つまり、純水による処理と同等の問題が生じる。一方、塩酸濃度が１０００ｗｔ ｐｐｍより濃い場合は、ＤＨＦやＨＰＭ等の酸性洗浄液と同様、ウエハ表面上にパーティクルが付着しやすくなる。
【００３７】
図２は、この発明の実施の形態１に係る、希釈塩酸水溶液を用いた洗浄乾燥装置を示す模式図である。
図２において、１１は第１の処理槽としての洗浄液処理槽（薬液槽）、１２は第２の処理槽としての希釈塩酸水溶液の処理槽、１３は乾燥処理部、１４は供給される塩酸と純水の混合部である。
本装置は、バッチ式ディップ処理を行うもので、複数枚のウエハを搬送するロボット（図示せず）を備えており、洗浄液の処理と希釈塩酸水溶液の処理と乾燥処理とが順次行われる。図２には洗浄液の処理槽（薬液槽）１１と希釈塩酸水溶液の処理槽１２とが各１槽の構成になっているが、これ以前の処理として、薬液槽と水洗槽とが対になって、複数の薬液槽と水洗槽とを備えていてもよい。希釈塩酸水溶液の処理槽１２には、純水と塩酸とを混合する混合部１４が接続されており、所望の塩酸濃度（１０〜１０００ｗｔ ｐｐｍ）に制御した希釈塩酸水溶液が供給され、ウエハを所定時間浸漬させる。上記のように、処理中は常に混合部１４から純水と塩酸とを混合して希釈塩酸水溶液の処理槽１２に供給することで、慣用の水洗処理と同様、洗浄液中のパーティクルや不純物を除去する効果が高い。
【００３８】
また、本処理槽での処理の初期、つまり、洗浄液の処理後に、一旦、一定時間の水洗を行い、洗浄液を除去した後に、塩酸を混合した希釈塩酸水溶液の処理を行ってもよく、この場合は塩酸の使用量を少なくできる。なお、この水洗処理の際、純水中の不純物がウエハ表面に付着するが、その後の希釈塩酸水溶液の処理によって、付着した不純物が除去されることを確認している。なお、ウエハの乾燥処理は、ウエハを高速回転させるスピン乾燥、または、ＩＰＡ蒸気を用いたＩＰＡ蒸気乾燥方式等の乾燥処理が行われる。
【００３９】
このようにして、本実施の形態では、被洗浄物表面を酸化する処理の後の最終洗浄工程に、純水に塩酸を添加した希釈塩酸水溶液で洗浄する工程を実質的に含むので、希釈塩酸水溶液はウエハ表面に付着した金属不純物を除去し、また、純水中に含まれる金属不純物や有機物がウエハ表面上に付着するのを防止し、更に、パーティクルがウエハ表面上に付着しにくいため、清浄なウエハ表面が実現できる。
【００４０】
実施の形態２．
図３は、この発明の実施の形態２に係る、希釈塩酸水溶液を用いた洗浄乾燥装置を示す模式図である。なお、図３において、図２と対応する部分には同一符号を付して説明する。
図３において、１５はチャンバー、１６はこのチャンバーに取り付けられたノズルである。
本装置は、上記実施の形態１と同様のバッチ式ディップ処理を行うもので、複数枚のウエハを搬送するロボット（図示せず）を備えている。希釈塩酸水溶液の処理とＩＰＡの蒸気による乾燥処理を同一チャンバー１５内で行うことが特徴である。チャンバー１５は大気から分断した密閉構造であり、希釈塩酸水溶液の処理槽１２と、ＩＰＡの蒸気を供給するノズル１６を備えている。
【００４１】
上記実施の形態１と同様に被洗浄物表面を酸化する洗浄液の処理後、ウエハを希釈塩酸水溶液の処理槽１２に移動し、その中に純水と塩酸とを混合する混合部１４から希釈塩酸水溶液が供給される。その後、ノズル１６からＩＰＡの蒸気が供給され、チャンバー１５内にＩＰＡ蒸気を充満させる。同時に、またはその後に、ウエハを処理槽１２の上へ移動する。希釈塩酸水溶液から出たウエハ表面は、ＩＰＡ蒸気が付着（結露）して、瞬時に乾燥される。
【００４２】
上記のように、本実施の形態では、希釈塩酸水溶液の処理後、ウエハ表面は大気に暴露させることがなく、瞬時に乾燥することが可能であるため、希釈塩酸水溶液中に含まれる不純物がウエハ表面へ凝集、付着することが抑制される。
【００４３】
なお、乾燥処理に使用する有機溶剤として、非水溶性の有機溶剤を用いてもよい。沸点や表面張力等の物性を考慮して、非水溶性の有機溶剤として、好ましくは、ハイドロフルオロエーテル（ＨＦＥ）およびヘキサメチルジシロキサンのうち、少なくともどちらか一方を含んだものが選ばれる。ＩＰＡは水溶性であるため、乾燥処理の際、ウェハ表面の希釈塩酸水溶液とＩＰＡとが混合し、希釈塩酸水溶液中に含まれる不純物が、ＩＰＡの蒸発から取り残された蒸発残留物となり、ウエハ表面上に少量付着する。非水溶性の有機溶剤を用いた場合には、希釈塩酸水溶液と混ざり合いにくいため、ウエハ表面はより瞬時に乾燥され、不純物がウエハ表面上に付着することが、より抑制される。
【００４４】
また、希釈塩酸水溶液の処理槽１２に、被洗浄物表面を酸化する洗浄液を供給できるように構成してもよい。この場合、洗浄液の処理と希釈塩酸水溶液の処理と乾燥処理とが同一チャンバー内で行われることになり、装置をコンパクトにできるという利点がある。
【００４５】
実施の形態３
図４は、この発明の実施の形態３に係る、希釈塩酸水溶液を用いた洗浄乾燥装置を示す模式図である。
図４において、２１はウエハ、２２はステージ、２３はモータ、２４，２５はノズル、２６は洗浄カップである。
本装置は、ウエハ１枚の処理を行う枚葉処理装置で、ウエハ２１を保持するステージ２２と、ステージ２２を回転させるモータ２３と、被洗浄物表面を酸化する洗浄液や希釈塩酸水溶液や純水をウエハ表面に塗布するノズル２４と、ＩＰＡ等の有機溶剤の液体または蒸気をウエハ表面に塗布するノズル２５と、洗浄カップ２６とを備えている。
なお、本実施の形態では、被洗浄物表面を酸化する洗浄液と希釈塩酸水溶液と純水とが同一ノズルから吐出されているが、洗浄液の混合による化学反応等の弊害をなくすために、各々個別にノズルを設けてもよい。また、ステージ２２でのウエハ２１の保持方法としては、ウエハの裏面をバキューム吸着する方式や、ウエハの端面を保持するメカニカルチャック方式等が用いられる。
【００４６】
ウエハ洗浄方法は、上記実施の形態１の図１と同じであり、被洗浄物表面を酸化する洗浄液の処理を行い、次に、希釈塩酸水溶液の処理を行い、その後、乾燥処理を行う。
乾燥処理は、ウエハ２１の高速回転によるスピン乾燥、または、ノズル２５からＩＰＡ等の有機溶剤の液体または蒸気をウエハ表面に塗布する乾燥、または、この２つを併用した乾燥が行われる。
【００４７】
上記実施の形態１および２のように、バッチ式ディップ処理の場合は、希釈塩酸水溶液の処理の際、ウエハ表面上に付着している洗浄液が希釈塩酸水溶液に置換、除去される時間が長く、また、希釈塩酸水溶液の使用量が多いが、本実施の形態のように、枚葉処理の場合、希釈塩酸水溶液の処理時にウエハ表面上に付着した洗浄液を置換、除去する効果が高く、希釈塩酸水溶液の処理時間を短縮でき、希釈塩酸水溶液の使用量を少なくできるという利点がある。また、乾燥処理時間も短時間で行われるため、ウエハ表面上から希釈塩酸水溶液を瞬時に除去でき、この中の不純物がウエハ表面上に付着することが抑制される。
【００４８】
実施の形態４．
なお、上記実施の形態１〜３では、乾燥処理の前の最終洗浄工程に、希釈塩酸水溶液を用いているが、塩酸およびフッ酸の少なくともどちらか一方と水と有機溶剤との混合液を用いてもよい。この混合液は有機溶剤を含んでいるため、有機溶剤の蒸気を用いた乾燥処理の際、混合液中の水分をより素早く除去し、水分に含まれる不純物がウエハ表面上に付着することを抑制する。
【００４９】
更に、乾燥処理に非水溶性の有機溶剤を用いた場合、混合液中の有機溶剤との溶解（混合）が速やかに行われ、同時に水分は溶けずにウエハ表面上から除去されるため、不純物のウエハ表面上への付着がより抑制される。
【００５０】
実施の形態５
なお、上記実施の形態１〜３では、乾燥処理の前の最終洗浄工程に、希釈塩酸水溶液を用いているが、純水にオゾンと塩酸を混合したオゾン添加希釈塩酸水溶液を用いてもよい。オゾンを混合することで、酸化還元電位が高くなるため、金属の溶解性が向上し、ウエハ表面に付着した金属不純物の除去性能が高く、また、純水中に含まれる不純物がウエハ表面に付着することを抑制する効果が高い。純水にオゾンを混合する方法は、オゾンガスを純水中に混入する方法や、電解イオン水と呼ばれる純水に電解を印加して生成する方法などがあり、いずれの方法でも好ましく用いられる。
【００５１】
なお、上記実施の形態１〜５では、洗浄する基板の一例として半導体ウエハの場合に付いて説明したが、これに限定されることなく、その他の基板例えばＬＣＤ（液晶パネル）の場合にも同様に適用でき、同様の効果を奏する。
【００５２】
【発明の効果】
以上のように、請求項１の発明によれば、被洗浄物表面を酸化する処理の後の最終洗浄工程に、純水に塩酸を添加した希釈塩酸水溶液で洗浄する工程を含むので、被洗浄物表面に金属不純物やパーティクルあるいは純水中の不純物が付着するのを抑制し、清浄な洗浄を行うことができ、もって、半導体装置の特性や歩留りを向上できるという効果がある。
また、上記希釈塩酸水溶液の塩酸濃度が、１０ｗｔ ｐｐｍ以上、１０００ｗｔ ｐｐｍ以下の範囲であるので、被洗浄物表面に付着した金属不純物やパーティクルを効率よく除去できるという効果がある。
【００５３】
また、請求項２の発明によれば、被洗浄物表面を酸化する処理の後の最終洗浄工程に、純水に塩酸を添加した希釈塩酸水溶液で洗浄する工程を含むので、被洗浄物表面に金属不純物やパーティクルあるいは純水中の不純物が付着するのを抑制し、清浄な洗浄を行うことができ、もって、半導体装置の特性や歩留りを向上できるという効果がある。
また、上記希釈塩酸水溶液で洗浄した後、連続して乾燥処理を行うので、通常行われている水洗処理を省くことができ、洗浄工程の簡略化を図ることができるという効果がある。
【００５４】
また、請求項３の発明によれば、上記被洗浄物表面を酸化する処理は、過酸化水素水およびオゾン添加純水のうち、少なくともどちらか一方を含む洗浄液で処理を行うので、特に被洗浄物表面に付着した金属不純物やパーティクルを効果的に除去できるという効果がある。
【００５６】
また、請求項４の発明によれば、上記希釈塩酸水溶液の洗浄は、被洗浄物を入れた洗浄槽へ純水を供給すると共に塩酸水を供給するので、洗浄液のパーティクルや不純物を効率よく除去できるという効果がある。
【００５７】
また、請求項５の発明によれば、上記希釈塩酸水溶液の洗浄処理と上記乾燥処理とを同一チャンバー内で連続して行うので、希釈塩酸水溶液中に含まれる不純物が基板表面へ凝集、付着することが抑制されるという効果がある。
【００５８】
また、請求項６の発明によれば、上記乾燥処理は、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）の蒸気を用いた乾燥処理であるので、不純物が基板表面へ凝集、付着するのを抑制できるという効果がある。
【００５９】
また、請求項７の発明によれば、上記乾燥処理は、非水溶性の有機溶剤の蒸気を用いた乾燥処理であるので、不純物が基板表面上に付着するのを抑制できるという効果がある。
【００６０】
また、請求項８の発明によれば、上記非水溶性の有機溶剤は、ハイドロフルオロエーテル（ＨＦＥ）およびヘキサメチルジシロキサンのうち、少なくともどちらか一方を含んでいるので、不純物が基板表面上に付着することをより抑制できるという効果がある。
【００６１】
また、請求項９の発明によれば、上記希釈塩酸水溶液の洗浄処理と上記乾燥処理は、基板１枚を単独で処理する枚葉処理であるので、希釈塩酸水溶液の処理時に基板表面上に付着した洗浄液を置換、除去する効果が高く、希釈塩酸水溶液の処理時間を短縮でき、希釈塩酸水溶液の使用量を少なくでき、また、乾燥処理時間も短時間で行われるため、基板表面上から希釈塩酸水溶液を瞬時に除去でき、希釈塩酸水溶液中の不純物がウエハ表面上に付着することが抑制されるという効果がある。
【００６２】
また、請求項１０の発明によれば、上記乾燥処理は、基板の高速回転による乾燥処理または有機溶剤を用いた乾燥処理の少なくとも一方を用いて行うので、乾燥処理時間を短縮し、基板表面上から希釈塩酸水溶液を瞬時に除去して、不純物がウエハ表面上に付着するのを抑制できるという効果がある。
【００６３】
また、請求項１１の発明によれば、上記純水に塩酸を添加した希釈塩酸水溶液の代わりに、塩酸およびフッ酸の少なくともどちらか一方と、水と、有機溶剤との混合液を用いるので、混合液中の水分をより素早く除去し、水分に含まれる不純物が基板表面上に付着することを抑制できるという効果がある。
【００６４】
また、請求項１２の発明によれば、上記純水に塩酸を添加した希釈塩酸水溶液の代わりに、純水にオゾンと塩酸を混合したオゾン添加希釈塩酸水溶液を用いるので、基板表面に付着した金属不純物の除去性能が高く、また、純水中に含まれる不純物がウエハ表面に付着することを抑制できるという効果がある．
【００６５】
また、請求項１３の発明によれば、上記請求項１〜１２のいずれかに記載の基板洗浄方法を用いた半導体装置の製造方法であるので、品質の優れた半導体装置が得られるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１に係る希釈塩酸水溶液を用いた半導体ウエハの洗浄方法を示す洗浄工程図である。
【図２】 この発明の実施の形態１に係る希釈塩酸水溶液を用いた洗浄乾燥装置を示す模式図である。
【図３】 この発明の実施の形態２に係る希釈塩酸水溶液を用いた洗浄乾燥装置を示す模式図である。
【図４】 この発明の実施の形態３に係る希釈塩酸水溶液を用いた洗浄乾燥装置を示す模式図である。
【図５】 従来の半導体ウエハの洗浄方法を示す洗浄工程図である。
【図６】 従来の洗浄乾燥装置を示す模式図である。
【符号の説明】
１１ 洗浄液処理槽（薬液槽）、 １２ 希釈塩酸水溶液の処理槽、 １３ 乾燥処理部、 １４ 塩酸と純水の混合部、 １５ チャンバー、 １６ ノズル、 ２１ ウエハ、 ２２ ステージ、 ２３ モータ、 ２４，２５ ノズル、 ２６ 洗浄カップ。
【発明の属する技術分野】
この発明は、基板洗浄方法および半導体装置の製造方法に関し、特に、希釈塩酸水溶液を用いた半導体ウエハの洗浄および乾燥を行う基板洗浄方法および半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体の製造過程において、従来の半導体ウエハの洗浄には、酸やアルカリの洗浄液が用いられており、例えば、酸性の洗浄液として、フッ酸水溶液（ＤＨＦ）や、硫酸と過酸化水素水との混合液（ＳＰＭ）、塩酸と過酸化水素水と水との混合液（ＨＰＭ）は、ウエハ表面に付着している金属不純物を除去する効果が高いため、一般的にゲート酸化工程の前洗浄に使用されている。これらの洗浄液の処理方法は、例えば、バッチ式ディップ処理装置の場合、洗浄液が入った処理槽（薬液槽）にウエハを浸漬し、その後、純水が連続供給されている水洗槽にウエハを浸漬し、最後にスピン乾燥やＩＰＡ（イソプロピルアルコール）の蒸気による乾燥等の乾燥処理を行っている。また、バッチ式スプレー処理装置や、枚葉式処理装置の場合も、洗浄液の処理と乾燥処理との間には、通常、純水による処理が行われる。
【０００３】
図５は、従来の半導体ウエハの洗浄方法を示す洗浄工程図である。また、図６は従来のバッチ式ディップ処理を行う洗浄乾燥装置を示す摸式図である。
図６において、従来の洗浄乾燥装置は、洗浄液の処理槽（薬液槽）１と、純水リンスを行う水洗槽２と、乾燥処理部３とを備えており、ウエハを搬送するロボット（図示せず）によって、ウエハ複数枚を順次搬送する。
【０００４】
次に、図５および図６を参照して、従来の半導体ウエハの洗浄方法について説明する。
洗浄液の処理は、パーティクル除去フィルターや温度調節器、ボンプ等を備えた循環ろ過システム（図示せず）を有する薬液槽１に、予めＤＨＦやＨＰＭ等の薬液を入れ、所望の温度に安定させた状態で、この中にウエハを所望の時間浸漬させる（ステップＳ１）。
次に、ウエハを水洗槽２に移動し、純水流水による浸漬処理（オーバーフローリンス）即ち水洗処理を行い、ウエハ表面に付着している洗浄液を希釈、除去する（ステップＳ２）。次に、ウエハを乾燥処理部３に移動し、ウエハを高速回転させるスピン乾燥、または、IＰＡ蒸気を用いたIＰＡ蒸気乾燥方式等の乾燥処理が行われる（ステップＳ３）。
【０００５】
図６には薬液槽１と水洗槽２とが各１槽の構成になっているが、薬液槽１と水洗槽２とが対になって、複数の薬液槽と水洗槽とを備えている場合もある。また、薬液槽１の後に複数の水洗槽が備えている場合もある。最近の洗浄乾燥装置では、洗浄液の処理と水洗処理を一つの処理槽で行うものもあり、更に、本処理槽を囲むようなチャンバーを設けて、その中でＩＰＡ蒸気による乾燥処理を行う装置もある。いずれの場合も、洗浄液による処理の後、乾燥処理の前には、水洗処理を行っている。
【０００６】
通常、上記のようなＤＨＦやＳＰＭ、ＨＰＭ等の酸性の洗浄液は、高い金属不純物の除去性能を有しているが、ウエハ表面にパーティクルを付着しやすいという特性がある。特に、ＤＨＦ等のフッ酸を含む洗浄液を用いた処理によってシリコン基板表面の酸化膜が除去された疎水性表面が露出している場合には、パーティクルが付着しやすい状態となっている。一方、アルカリ性の洗浄液として、アンモニアと過酸化水素水と水との混合液（ＡＰＭ）が使用されており、パーティクル除去性能は高いが、逆にウエハ表面に金属不純物を付着させやすい欠点がある。半導体装置の製造過程において、ゲート酸化工程の前洗浄には、特にゲート酸化膜の特性に大きな影響を与える金属不純物を極力少なくする必要があるため、上記従来例のように最終処理には酸性の洗浄液を使用するのが一般的である。
【０００７】
次に、従来の半導体ウエハの洗浄方法における酸性の洗浄液を用いた問題を以下に述べる。
最終洗浄に酸性洗浄液を用いた場合、酸性洗浄液はパーティクルが付着しやすいため、半導体装置の歩留り低下を引き起こしてしまうという問題がある。特に、最近のデバイスでは微細化が進み、０．１μｍ以下の微小パーティクルが歩留り低下の原因となっている。
【０００８】
酸性洗浄液（薬液槽）の中には、ウエハを処理することによって、ウエハ表面、および裏面に付着していた金属不純物が溶けこみ、ウエハ処理を重ねていくと、洗浄液中の金属不純物の濃度は高くなる。薬液槽から持ち出されたウエハ表面上には洗浄液が付着しており、この洗浄液中には金属不純物が存在する。その後、純水による水洗処理中に、洗浄液と、その中の金属不純物は純水によって希釈されるが、この希釈される過渡的な状態でウエハ表面に金属不純物が付着することが確認されている。
【０００９】
酸性の洗浄液がある濃度以上含んでいる水溶液の状態では、水溶液中の金属不純物はウエハ表面へ付着しにくいが、洗浄液が低濃度になると金属不純物は極端にウエハ表面へ付着する傾向がある。例えば、ＨＰＭの中に数１０ｐｐｂのＣａが存在する場合、ＨＰＭの処理後に１５分間の水洗を行ったウエハ表面には、１×Ｅｌ０ａｔｏｍｓ／ｃｍ２以上のＣａが付着し、水洗時間を５分以下に短くした場合は、ウエハ表面のＣａ付着量は１×Ｅｌ０ａｔｏｍｓ／ｃｍ２未満になることが確認されている。上記のように、水洗処理の時間を短くすると、ウエハ表面上の金属不純物は少なくなるが、水洗不足により元々酸性洗浄液中に含まれていたパーティクルが除去されず、その結果、ウエハ表面上にパーティクルが付着し、半導体装置の歩留り低下を引き起こしてしまうという問題がある。
【００１０】
また、水洗処理中に純水中の不純物が付着し、ゲート酸化膜の特性劣化等の問題が確認されている。半導体製造過程で使用されている純水は、不純物を極力除去するような純水製造システムによって生成されているが、その中には微量な金属不純物や有機物が含まれており、水洗処理中にウエハ表面に付着することが確認されている。特に、ＤＨＦを用いた処理によってシリコン基板表面の酸化膜が除去された疎水性表面が露出している場合には、純水中の不純物がシリコン表面に付着し、ゲート酸化膜の特性を著しく劣化させることが確認されている。
【００１１】
ウエハ表面に付着する純水中不純物の量は、水洗時間が長いほど多く、更に乾燥処理方法や処理条件によって助長される。水洗処理後に水洗槽からウエハを引上げた状態では、ウエハ表面上に純水が付着しており、乾燥処理部への搬送ロボットによるウエハの移動中に水分の蒸発によって、その中の不純物が凝集し、ウエハ表面に付着する。また、例えばＩＰＡ蒸気乾燥の場合、ＩＰＡ蒸気乾燥の処理中に、ウエハ表面上の純水がＩＰＡと置換、除去されるが、純水中の不純物の一部は除去されずに、ウエハ表面上に凝集、付着する。この場合、局所的に高濃度の不純物が付着されるため、ゲート酸化膜の特性を著しく劣化させる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
従来の半導体ウエハの洗浄方法および洗浄乾燥装置は、上記のような洗浄工程を用いているので、被洗浄物表面に金属不純物やパーティクル、あるいは純水中の不純物を付着させ、半導体装置の特性劣化や歩留り低下を引き起こすという問題点があった。
【００１３】
この発明は、被洗浄物表面に金属不純物やパーティクルあるいは純水中の不純物が付着するのを抑制し、清浄な洗浄を行うことができる基板洗浄方法および半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明に係る基板洗浄方法は、被洗浄物表面を酸化する処理の後の最終洗浄工程に、純水に塩酸を添加した希釈塩酸水溶液で洗浄する工程を含み、上記希釈塩酸水溶液の塩酸濃度が、１０ｗｔ ｐｐｍ以上、１０００ｗｔ ｐｐｍ以下の範囲であるものである。
【００１５】
請求項２の発明に係る基板洗浄方法は、被洗浄物表面を酸化する処理の後の最終洗浄工程に、純水に塩酸を添加した希釈塩酸水溶液で洗浄する工程を含み、上記希釈塩酸水溶液で洗浄した後、連続して乾燥処理を行うものである。
【００１６】
請求項３の発明に係る基板洗浄方法は、上記被洗浄物表面を酸化する処理が、過酸化水素水およびオゾン添加純水のうち、少なくともどちらか一方を含む洗浄液で処理を行うものである。
【００１８】
請求項４の発明に係る基板洗浄方法は、上記希釈塩酸水溶液の洗浄が、被洗浄物を入れた洗浄槽へ純水を供給すると共に塩酸水を供給するものである。
【００１９】
請求項５の発明に係る基板洗浄方法は、上記希釈塩酸水溶液の洗浄処理と上記乾燥処理とを同一チャンバー内で連続して行うものである。
【００２０】
請求項６の発明に係る基板洗浄方法は、上記乾燥処理が、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）の蒸気を用いた乾燥処理を行うものである。
【００２１】
請求項７の発明に係る基板洗浄方法は、上記乾燥処理が、非水溶性の有機溶剤の蒸気を用いた乾燥処理を行うものである。
【００２２】
請求項８の発明に係る基板洗浄方法は、上記非水溶性の有機溶剤が、ハイドロフルオロエーテル（ＨＦＥ）およびヘキサメチルジシロキサンのうち、少なくともどちらか一方を含んでいるものである。
【００２３】
請求項９の発明に係る基板洗浄方法は、上記希釈塩酸水溶液の洗浄処理と上記乾燥処理が、基板１枚を単独で処理する枚葉処理を行うものである。
【００２４】
請求項１０の発明に係る基板洗浄方法は、上記乾燥処理が、基板の高速回転による乾燥処理または有機溶剤を用いた乾燥処理の少なくとも一方を行うものである。
【００２５】
請求項１１の発明に係る基板洗浄方法は、上記純水に塩酸を添加した希釈塩酸水溶液の代わりに、塩酸およびフッ酸の少なくともどちらか一方と、水と、有機溶剤との混合液を用いるものである。
【００２６】
請求項１２の発明に係る基板洗浄方法は、上記純水に塩酸を添加した希釈塩酸水溶液の代わりに、純水にオゾンと塩酸を混合したオゾン添加希釈塩酸水溶液を用いるものである。
【００２７】
請求項１３の発明に係る半導体装置の製造方法は、上記請求項１〜１２のいずれかに記載の基板洗浄方法を用いた半導体装置の製造方法である。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を、洗浄する基板の一例として例えば半導体ウエハの場合を例にとり、図に基づいて説明する
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る、希釈塩酸水溶液を用いた半導体ウエハの洗浄方法を示す洗浄工程図である。
図１において、ステップＳ１１でウエハ表面である被洗浄物表面を酸化する洗浄液の処理を行い、次に、ステップＳ１２で希釈塩酸水溶液の処理を行い、その後、ステップＳ１３で乾燥処理を行う。上記の例では、洗浄液の処理後に希釈塩酸水溶液の処理を行っているが、希釈塩酸水溶液の処理の前に、一旦、水洗処理を行ってもよい。このように、本実施の形態では、希釈塩酸水溶液の処理後に、水洗処理なしで、乾燥処理を行っていることが特徴である。被洗浄物表面を酸化する洗浄液は、過酸化水素水およびオゾン（Ｏ３）添加純水のうち、少なくともどちらか一方を含む液であり、例えば、アンモニアと過酸化水素水と水との混合液（ＡＰＭ）や、純水にオゾンガスを混入させたオゾン水等が用いられる。
【００３４】
被洗浄物表面が酸化されていない、シリコン基板が露出した状態では、そこに金属不純物が付着し、直接シリコンと反応することで、例えば、ゲート酸化膜の特性劣化を招きやすいため、希釈塩酸水溶液の処理前には、被洗浄物表面を酸化する洗浄液の処理を行うことが望ましい。特に、ＡＰＭは、ウエハ表面上に付着したパーティクルを除去する効果が高いため、希釈塩酸水溶液の処理前に好ましく適用される。
【００３５】
希釈塩酸水溶液の処理は、ウエハ表面上に付着している金属不純物を除去する作用があり、例えば、被洗浄物表面を酸化する洗浄液にＡＰＭを用いた場合には、ＡＰＭ処理後に多少の金属不純物がウエハ表面上に付着するが、その後の希釈塩酸水溶液の処理によって除去される。また、希釈塩酸水溶液は、希釈塩酸水溶液中に含まれる不純物、つまり、純水中に含まれる不純物と、希釈する前の塩酸水の中に存在する不純物とが、ウエハ表面に付着するのを防止する作用がある。
【００３６】
希釈塩酸水溶液中の塩酸濃度は、１０〜１０００ｗｔ ｐｐｍの範囲が望ましい。塩酸濃度が１０ｗｔ ｐｐｍより薄い場合は、ウエハ表面上に付着した金属不純物の除去効果が低くなり、また、希釈塩酸水溶液中の不純物がウエハ表面上に付着しやすくなる。つまり、純水による処理と同等の問題が生じる。一方、塩酸濃度が１０００ｗｔ ｐｐｍより濃い場合は、ＤＨＦやＨＰＭ等の酸性洗浄液と同様、ウエハ表面上にパーティクルが付着しやすくなる。
【００３７】
図２は、この発明の実施の形態１に係る、希釈塩酸水溶液を用いた洗浄乾燥装置を示す模式図である。
図２において、１１は第１の処理槽としての洗浄液処理槽（薬液槽）、１２は第２の処理槽としての希釈塩酸水溶液の処理槽、１３は乾燥処理部、１４は供給される塩酸と純水の混合部である。
本装置は、バッチ式ディップ処理を行うもので、複数枚のウエハを搬送するロボット（図示せず）を備えており、洗浄液の処理と希釈塩酸水溶液の処理と乾燥処理とが順次行われる。図２には洗浄液の処理槽（薬液槽）１１と希釈塩酸水溶液の処理槽１２とが各１槽の構成になっているが、これ以前の処理として、薬液槽と水洗槽とが対になって、複数の薬液槽と水洗槽とを備えていてもよい。希釈塩酸水溶液の処理槽１２には、純水と塩酸とを混合する混合部１４が接続されており、所望の塩酸濃度（１０〜１０００ｗｔ ｐｐｍ）に制御した希釈塩酸水溶液が供給され、ウエハを所定時間浸漬させる。上記のように、処理中は常に混合部１４から純水と塩酸とを混合して希釈塩酸水溶液の処理槽１２に供給することで、慣用の水洗処理と同様、洗浄液中のパーティクルや不純物を除去する効果が高い。
【００３８】
また、本処理槽での処理の初期、つまり、洗浄液の処理後に、一旦、一定時間の水洗を行い、洗浄液を除去した後に、塩酸を混合した希釈塩酸水溶液の処理を行ってもよく、この場合は塩酸の使用量を少なくできる。なお、この水洗処理の際、純水中の不純物がウエハ表面に付着するが、その後の希釈塩酸水溶液の処理によって、付着した不純物が除去されることを確認している。なお、ウエハの乾燥処理は、ウエハを高速回転させるスピン乾燥、または、ＩＰＡ蒸気を用いたＩＰＡ蒸気乾燥方式等の乾燥処理が行われる。
【００３９】
このようにして、本実施の形態では、被洗浄物表面を酸化する処理の後の最終洗浄工程に、純水に塩酸を添加した希釈塩酸水溶液で洗浄する工程を実質的に含むので、希釈塩酸水溶液はウエハ表面に付着した金属不純物を除去し、また、純水中に含まれる金属不純物や有機物がウエハ表面上に付着するのを防止し、更に、パーティクルがウエハ表面上に付着しにくいため、清浄なウエハ表面が実現できる。
【００４０】
実施の形態２．
図３は、この発明の実施の形態２に係る、希釈塩酸水溶液を用いた洗浄乾燥装置を示す模式図である。なお、図３において、図２と対応する部分には同一符号を付して説明する。
図３において、１５はチャンバー、１６はこのチャンバーに取り付けられたノズルである。
本装置は、上記実施の形態１と同様のバッチ式ディップ処理を行うもので、複数枚のウエハを搬送するロボット（図示せず）を備えている。希釈塩酸水溶液の処理とＩＰＡの蒸気による乾燥処理を同一チャンバー１５内で行うことが特徴である。チャンバー１５は大気から分断した密閉構造であり、希釈塩酸水溶液の処理槽１２と、ＩＰＡの蒸気を供給するノズル１６を備えている。
【００４１】
上記実施の形態１と同様に被洗浄物表面を酸化する洗浄液の処理後、ウエハを希釈塩酸水溶液の処理槽１２に移動し、その中に純水と塩酸とを混合する混合部１４から希釈塩酸水溶液が供給される。その後、ノズル１６からＩＰＡの蒸気が供給され、チャンバー１５内にＩＰＡ蒸気を充満させる。同時に、またはその後に、ウエハを処理槽１２の上へ移動する。希釈塩酸水溶液から出たウエハ表面は、ＩＰＡ蒸気が付着（結露）して、瞬時に乾燥される。
【００４２】
上記のように、本実施の形態では、希釈塩酸水溶液の処理後、ウエハ表面は大気に暴露させることがなく、瞬時に乾燥することが可能であるため、希釈塩酸水溶液中に含まれる不純物がウエハ表面へ凝集、付着することが抑制される。
【００４３】
なお、乾燥処理に使用する有機溶剤として、非水溶性の有機溶剤を用いてもよい。沸点や表面張力等の物性を考慮して、非水溶性の有機溶剤として、好ましくは、ハイドロフルオロエーテル（ＨＦＥ）およびヘキサメチルジシロキサンのうち、少なくともどちらか一方を含んだものが選ばれる。ＩＰＡは水溶性であるため、乾燥処理の際、ウェハ表面の希釈塩酸水溶液とＩＰＡとが混合し、希釈塩酸水溶液中に含まれる不純物が、ＩＰＡの蒸発から取り残された蒸発残留物となり、ウエハ表面上に少量付着する。非水溶性の有機溶剤を用いた場合には、希釈塩酸水溶液と混ざり合いにくいため、ウエハ表面はより瞬時に乾燥され、不純物がウエハ表面上に付着することが、より抑制される。
【００４４】
また、希釈塩酸水溶液の処理槽１２に、被洗浄物表面を酸化する洗浄液を供給できるように構成してもよい。この場合、洗浄液の処理と希釈塩酸水溶液の処理と乾燥処理とが同一チャンバー内で行われることになり、装置をコンパクトにできるという利点がある。
【００４５】
実施の形態３
図４は、この発明の実施の形態３に係る、希釈塩酸水溶液を用いた洗浄乾燥装置を示す模式図である。
図４において、２１はウエハ、２２はステージ、２３はモータ、２４，２５はノズル、２６は洗浄カップである。
本装置は、ウエハ１枚の処理を行う枚葉処理装置で、ウエハ２１を保持するステージ２２と、ステージ２２を回転させるモータ２３と、被洗浄物表面を酸化する洗浄液や希釈塩酸水溶液や純水をウエハ表面に塗布するノズル２４と、ＩＰＡ等の有機溶剤の液体または蒸気をウエハ表面に塗布するノズル２５と、洗浄カップ２６とを備えている。
なお、本実施の形態では、被洗浄物表面を酸化する洗浄液と希釈塩酸水溶液と純水とが同一ノズルから吐出されているが、洗浄液の混合による化学反応等の弊害をなくすために、各々個別にノズルを設けてもよい。また、ステージ２２でのウエハ２１の保持方法としては、ウエハの裏面をバキューム吸着する方式や、ウエハの端面を保持するメカニカルチャック方式等が用いられる。
【００４６】
ウエハ洗浄方法は、上記実施の形態１の図１と同じであり、被洗浄物表面を酸化する洗浄液の処理を行い、次に、希釈塩酸水溶液の処理を行い、その後、乾燥処理を行う。
乾燥処理は、ウエハ２１の高速回転によるスピン乾燥、または、ノズル２５からＩＰＡ等の有機溶剤の液体または蒸気をウエハ表面に塗布する乾燥、または、この２つを併用した乾燥が行われる。
【００４７】
上記実施の形態１および２のように、バッチ式ディップ処理の場合は、希釈塩酸水溶液の処理の際、ウエハ表面上に付着している洗浄液が希釈塩酸水溶液に置換、除去される時間が長く、また、希釈塩酸水溶液の使用量が多いが、本実施の形態のように、枚葉処理の場合、希釈塩酸水溶液の処理時にウエハ表面上に付着した洗浄液を置換、除去する効果が高く、希釈塩酸水溶液の処理時間を短縮でき、希釈塩酸水溶液の使用量を少なくできるという利点がある。また、乾燥処理時間も短時間で行われるため、ウエハ表面上から希釈塩酸水溶液を瞬時に除去でき、この中の不純物がウエハ表面上に付着することが抑制される。
【００４８】
実施の形態４．
なお、上記実施の形態１〜３では、乾燥処理の前の最終洗浄工程に、希釈塩酸水溶液を用いているが、塩酸およびフッ酸の少なくともどちらか一方と水と有機溶剤との混合液を用いてもよい。この混合液は有機溶剤を含んでいるため、有機溶剤の蒸気を用いた乾燥処理の際、混合液中の水分をより素早く除去し、水分に含まれる不純物がウエハ表面上に付着することを抑制する。
【００４９】
更に、乾燥処理に非水溶性の有機溶剤を用いた場合、混合液中の有機溶剤との溶解（混合）が速やかに行われ、同時に水分は溶けずにウエハ表面上から除去されるため、不純物のウエハ表面上への付着がより抑制される。
【００５０】
実施の形態５
なお、上記実施の形態１〜３では、乾燥処理の前の最終洗浄工程に、希釈塩酸水溶液を用いているが、純水にオゾンと塩酸を混合したオゾン添加希釈塩酸水溶液を用いてもよい。オゾンを混合することで、酸化還元電位が高くなるため、金属の溶解性が向上し、ウエハ表面に付着した金属不純物の除去性能が高く、また、純水中に含まれる不純物がウエハ表面に付着することを抑制する効果が高い。純水にオゾンを混合する方法は、オゾンガスを純水中に混入する方法や、電解イオン水と呼ばれる純水に電解を印加して生成する方法などがあり、いずれの方法でも好ましく用いられる。
【００５１】
なお、上記実施の形態１〜５では、洗浄する基板の一例として半導体ウエハの場合に付いて説明したが、これに限定されることなく、その他の基板例えばＬＣＤ（液晶パネル）の場合にも同様に適用でき、同様の効果を奏する。
【００５２】
【発明の効果】
以上のように、請求項１の発明によれば、被洗浄物表面を酸化する処理の後の最終洗浄工程に、純水に塩酸を添加した希釈塩酸水溶液で洗浄する工程を含むので、被洗浄物表面に金属不純物やパーティクルあるいは純水中の不純物が付着するのを抑制し、清浄な洗浄を行うことができ、もって、半導体装置の特性や歩留りを向上できるという効果がある。
また、上記希釈塩酸水溶液の塩酸濃度が、１０ｗｔ ｐｐｍ以上、１０００ｗｔ ｐｐｍ以下の範囲であるので、被洗浄物表面に付着した金属不純物やパーティクルを効率よく除去できるという効果がある。
【００５３】
また、請求項２の発明によれば、被洗浄物表面を酸化する処理の後の最終洗浄工程に、純水に塩酸を添加した希釈塩酸水溶液で洗浄する工程を含むので、被洗浄物表面に金属不純物やパーティクルあるいは純水中の不純物が付着するのを抑制し、清浄な洗浄を行うことができ、もって、半導体装置の特性や歩留りを向上できるという効果がある。
また、上記希釈塩酸水溶液で洗浄した後、連続して乾燥処理を行うので、通常行われている水洗処理を省くことができ、洗浄工程の簡略化を図ることができるという効果がある。
【００５４】
また、請求項３の発明によれば、上記被洗浄物表面を酸化する処理は、過酸化水素水およびオゾン添加純水のうち、少なくともどちらか一方を含む洗浄液で処理を行うので、特に被洗浄物表面に付着した金属不純物やパーティクルを効果的に除去できるという効果がある。
【００５６】
また、請求項４の発明によれば、上記希釈塩酸水溶液の洗浄は、被洗浄物を入れた洗浄槽へ純水を供給すると共に塩酸水を供給するので、洗浄液のパーティクルや不純物を効率よく除去できるという効果がある。
【００５７】
また、請求項５の発明によれば、上記希釈塩酸水溶液の洗浄処理と上記乾燥処理とを同一チャンバー内で連続して行うので、希釈塩酸水溶液中に含まれる不純物が基板表面へ凝集、付着することが抑制されるという効果がある。
【００５８】
また、請求項６の発明によれば、上記乾燥処理は、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）の蒸気を用いた乾燥処理であるので、不純物が基板表面へ凝集、付着するのを抑制できるという効果がある。
【００５９】
また、請求項７の発明によれば、上記乾燥処理は、非水溶性の有機溶剤の蒸気を用いた乾燥処理であるので、不純物が基板表面上に付着するのを抑制できるという効果がある。
【００６０】
また、請求項８の発明によれば、上記非水溶性の有機溶剤は、ハイドロフルオロエーテル（ＨＦＥ）およびヘキサメチルジシロキサンのうち、少なくともどちらか一方を含んでいるので、不純物が基板表面上に付着することをより抑制できるという効果がある。
【００６１】
また、請求項９の発明によれば、上記希釈塩酸水溶液の洗浄処理と上記乾燥処理は、基板１枚を単独で処理する枚葉処理であるので、希釈塩酸水溶液の処理時に基板表面上に付着した洗浄液を置換、除去する効果が高く、希釈塩酸水溶液の処理時間を短縮でき、希釈塩酸水溶液の使用量を少なくでき、また、乾燥処理時間も短時間で行われるため、基板表面上から希釈塩酸水溶液を瞬時に除去でき、希釈塩酸水溶液中の不純物がウエハ表面上に付着することが抑制されるという効果がある。
【００６２】
また、請求項１０の発明によれば、上記乾燥処理は、基板の高速回転による乾燥処理または有機溶剤を用いた乾燥処理の少なくとも一方を用いて行うので、乾燥処理時間を短縮し、基板表面上から希釈塩酸水溶液を瞬時に除去して、不純物がウエハ表面上に付着するのを抑制できるという効果がある。
【００６３】
また、請求項１１の発明によれば、上記純水に塩酸を添加した希釈塩酸水溶液の代わりに、塩酸およびフッ酸の少なくともどちらか一方と、水と、有機溶剤との混合液を用いるので、混合液中の水分をより素早く除去し、水分に含まれる不純物が基板表面上に付着することを抑制できるという効果がある。
【００６４】
また、請求項１２の発明によれば、上記純水に塩酸を添加した希釈塩酸水溶液の代わりに、純水にオゾンと塩酸を混合したオゾン添加希釈塩酸水溶液を用いるので、基板表面に付着した金属不純物の除去性能が高く、また、純水中に含まれる不純物がウエハ表面に付着することを抑制できるという効果がある．
【００６５】
また、請求項１３の発明によれば、上記請求項１〜１２のいずれかに記載の基板洗浄方法を用いた半導体装置の製造方法であるので、品質の優れた半導体装置が得られるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１に係る希釈塩酸水溶液を用いた半導体ウエハの洗浄方法を示す洗浄工程図である。
【図２】 この発明の実施の形態１に係る希釈塩酸水溶液を用いた洗浄乾燥装置を示す模式図である。
【図３】 この発明の実施の形態２に係る希釈塩酸水溶液を用いた洗浄乾燥装置を示す模式図である。
【図４】 この発明の実施の形態３に係る希釈塩酸水溶液を用いた洗浄乾燥装置を示す模式図である。
【図５】 従来の半導体ウエハの洗浄方法を示す洗浄工程図である。
【図６】 従来の洗浄乾燥装置を示す模式図である。
【符号の説明】
１１ 洗浄液処理槽（薬液槽）、 １２ 希釈塩酸水溶液の処理槽、 １３ 乾燥処理部、 １４ 塩酸と純水の混合部、 １５ チャンバー、 １６ ノズル、 ２１ ウエハ、 ２２ ステージ、 ２３ モータ、 ２４，２５ ノズル、 ２６ 洗浄カップ。
Claims (13)
- 被洗浄物表面を酸化する処理の後の最終洗浄工程に、純水に塩酸を添加した希釈塩酸水溶液で洗浄する工程を含み、
上記希釈塩酸水溶液の塩酸濃度が、１０ｗｔ ｐｐｍ以上、１０００ｗｔ ｐｐｍ以下の範囲であることを特徴とする基板洗浄方法。 - 被洗浄物表面を酸化する処理の後の最終洗浄工程に、純水に塩酸を添加した希釈塩酸水溶液で洗浄する工程を含み、
上記希釈塩酸水溶液で洗浄した後、連続して乾燥処理を行うことを特徴とする基板洗浄方法。 - 上記被洗浄物表面を酸化する処理は、過酸化水素水およびオゾン添加純水のうち、少なくともどちらか一方を含む洗浄液で処理を行うことを特徴とする請求項１または２記載の基板洗浄方法。
- 上記希釈塩酸水溶液の洗浄は、被洗浄物を入れた洗浄槽へ純水を供給すると共に塩酸水を供給することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の基板洗浄方法。
- 上記希釈塩酸水溶液の洗浄処理と上記乾燥処理とを同一チャンバー内で連続して行うことを特徴とする請求項２に記載の基板洗浄方法。
- 上記乾燥処理は、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）の蒸気を用いた乾燥処理であることを特徴とする請求項５記載の基板洗浄方法。
- 上記乾燥処理は、非水溶性の有機溶剤の蒸気を用いた乾燥処理であることを特徴とする請求項５記載の基板洗浄方法。
- 上記非水溶性の有機溶剤は、ハイドロフルオロエーテル（ＨＦＥ）およびヘキサメチルジシロキサンのうち、少なくともどちらか一方を含んでいることを特徴とする請求項７記載の基板洗浄方法。
- 上記希釈塩酸水溶液の洗浄処理と上記乾燥処理は、基板１枚を単独で処理する枚葉処理であることを特徴とする請求項５記載の基板洗浄方法。
- 上記乾燥処理は、基板の高速回転による乾燥処理または有機溶剤を用いた乾燥処理の少なくとも一方を用いて行うことを特徴とする請求項２，５〜９のいずれかに記載の基板洗浄方法。
- 上記純水に塩酸を添加した希釈塩酸水溶液の代わりに、塩酸およびフッ酸の少なくともどちらか一方と、水と、有機溶剤との混合液を用いることを特徴とする請求項２，５〜１０のいずれかに記載の基板洗浄方法。
- 上記純水に塩酸を添加した希釈塩酸水溶液の代わりに、純水にオゾンと塩酸を混合したオゾン添加希釈塩酸水溶液を用いることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の基板洗浄方法。
- 上記請求項１〜１２のいずれかに記載の基板洗浄方法を用いた半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002101662A JP4094323B2 (ja) | 2002-04-03 | 2002-04-03 | 基板洗浄方法および半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002101662A JP4094323B2 (ja) | 2002-04-03 | 2002-04-03 | 基板洗浄方法および半導体装置の製造方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2007260198A Division JP4620714B2 (ja) | 2007-10-03 | 2007-10-03 | 洗浄乾燥装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003297792A JP2003297792A (ja) | 2003-10-17 |
| JP4094323B2 true JP4094323B2 (ja) | 2008-06-04 |
Family
ID=29388741
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002101662A Expired - Fee Related JP4094323B2 (ja) | 2002-04-03 | 2002-04-03 | 基板洗浄方法および半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4094323B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101232249B1 (ko) | 2004-08-10 | 2013-02-12 | 간또 가가꾸 가부시끼가이샤 | 반도체 기판 세정액 및 반도체 기판 세정방법 |
| JP4744228B2 (ja) * | 2004-08-10 | 2011-08-10 | 株式会社東芝 | 半導体基板洗浄液及び半導体基板洗浄方法 |
| JP4767767B2 (ja) * | 2006-06-19 | 2011-09-07 | 大日本スクリーン製造株式会社 | 基板処理方法および基板処理装置 |
| US8211846B2 (en) | 2007-12-14 | 2012-07-03 | Lam Research Group | Materials for particle removal by single-phase and two-phase media |
| JP6967951B2 (ja) * | 2017-11-30 | 2021-11-17 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板処理方法および基板処理装置 |
-
2002
- 2002-04-03 JP JP2002101662A patent/JP4094323B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2003297792A (ja) | 2003-10-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2581268B2 (ja) | 半導体基板の処理方法 | |
| KR101463997B1 (ko) | 기판의 세정 방법 및 세정 장치 | |
| US7838425B2 (en) | Method of treating surface of semiconductor substrate | |
| JP3185753B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| KR980010639A (ko) | 세정방법 및 세정장치 | |
| JPH08187475A (ja) | スクラバ中の金属を除去する方法 | |
| US20020119245A1 (en) | Method for etching electronic components containing tantalum | |
| JPH09251969A (ja) | 研磨処理後の洗浄用洗浄液及び研磨処理方法 | |
| TWI388657B (zh) | 利用清潔溶液清潔半導體晶圓的方法 | |
| JPH09275084A (ja) | 半導体基板の洗浄方法 | |
| JP4763756B2 (ja) | 半導体ウェハを洗浄、乾燥及び親水化する方法 | |
| JP4094323B2 (ja) | 基板洗浄方法および半導体装置の製造方法 | |
| JP2002118085A (ja) | 基板処理方法および基板処理装置 | |
| JP7195084B2 (ja) | 基板処理方法及び基板処理装置 | |
| JP4620714B2 (ja) | 洗浄乾燥装置 | |
| JP2007214412A (ja) | 半導体基板洗浄方法 | |
| KR101044409B1 (ko) | 기판 세정 방법 | |
| JP4357456B2 (ja) | 半導体基板の洗浄方法 | |
| US6517636B1 (en) | Method for reducing particle contamination during the wet processing of semiconductor substrates | |
| JP2004510573A (ja) | 電子デバイスの清浄方法 | |
| JPH11265867A (ja) | 基板処理方法および基板処理装置 | |
| JP3595681B2 (ja) | エピタキシャルウェーハの製造方法 | |
| US20030119331A1 (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
| JP2005183627A (ja) | 未反応チタン膜の除去方法及び半導体装置の製造方法、未反応チタン膜の除去装置 | |
| KR20020030742A (ko) | 구리함유 표면을 갖는 전자부품의 습가공 방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050331 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070803 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070807 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20071003 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080304 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080305 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110314 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110314 Year of fee payment: 3 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110314 Year of fee payment: 3 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110314 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120314 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130314 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130314 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140314 Year of fee payment: 6 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |