JP4758799B2 - 半導体基板の洗浄装置及び半導体装置の製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、大口径基板を用いた半導体装置の製造に好適な半導体基板の洗浄装置及び半導体装置の製造方法に関する。
近年、半導体装置の高集積化に伴い、ゲート電極の高さを維持しながら幅が狭められている。この結果、ゲート電極のアスペクト比が大きくなっている。また、メタル配線の間隔も狭められている。更に、配線間容量を低減するために、層間絶縁膜として低誘電率膜が多用されている。また、配線抵抗を低く抑えるために、銅配線が採用され、また、幅が狭められた分だけ高く設計されている。従って、銅配線のアスペクト比も大きくなっている。
銅配線の形成に当たって、ダマシン法が採用されている。ダマシン法では、低誘電率膜等の層間絶縁膜に、ドライエッチングにより配線溝を形成した後に、配線溝内に銅配線を埋め込む。なお、ドライエッチングが終了した後には、酸化銅、フッ素化合物、有機ポリマー、無機ポリマー等の付着物を除去するために、洗浄としてウェット後処理が行われる。この洗浄では、フッ化アンモニウム系薬液（ｐＨ１〜ｐＨ１０）、又は燐酸アンモニウム系薬液（ｐＨ１〜ｐＨ１０）が使用されている。これらの薬液は、劇物及び毒物が含まれておらず、危険物に属さないため、作業環境の面及び安全面で好ましい。また、有機物の含有量が比較的少ないので、廃液の処理も容易である。
また、近年、収量の向上等を目的として、半導体基板の大口径化が進められている。このため、直径が８インチ程度の半導体基板の洗浄（ウェット後処理）ではバッチ式後処理装置が用いられているが、大口径の半導体基板の洗浄では枚葉後処理装置が用いられるようになっている。図１２は、従来の枚葉後処理装置を示す模式図である。従来の枚葉後処理装置においては、処理槽１０５内に、基板１０９が載置されるステージ１０６が配置されている。また、薬液を収納したタンク１０４、タンク１０４から薬液を吸い上げるポンプ１０３、ポンプ１０３により吸い上げられた薬液を温めるヒータ１０２、及びヒータ１０２により温められた薬液を基板１０９に吹き付ける薬液用のノズル１０１が設けられている。更に、水洗用のノズル等（図示せず）も設けられている。
そして、このような枚葉後処理装置を用いた洗浄により、半導体装置のコンタクト抵抗の上昇が抑制されている。
しかしながら、半導体基板の大口径化等に伴い、不良製品が発生しやすくなっている。
特開２００４−３３７８５８号公報 特開２００１−２３２２５０号公報 特開平１１−７４１７９号公報
本発明は、大口径の半導体基板を用いた場合でも不良製品の発生を抑制することができる半導体基板の洗浄装置及び半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
本願発明者が、不良製品が発生しやすくなっている原因を究明すべく鋭意検討を重ねた結果、図１３に示すように、基板１０９の洗浄により飛散した液体からノズル１０１の外面に付着物１１０が生じ、この付着物１１０が基板１０９上に落下して低誘電率膜を変形させていることを見出した。層間絶縁膜として用いられている低誘電率膜が変形することにより、配線の短絡及び断線が生じやすくなっているのである。
燐酸アンモニウム又はフッ化アンモニウム等を含む後処理薬液を用いて基板１０９の洗浄を繰り返していくうちに、飛散した液体から結晶が析出し、付着物１１０が増加していく。このような状況であっても、８インチ程度の基板用の枚葉後処理装置では、付着物１１０の落下を原因とする不具合は知られていない。しかし、直径が３００ｍｍ以上の大口径の基板用の枚葉後処理装置では、ノズル１０１の移動距離が大きくなり、また、ノズル１０１を支持するアームが重くなっている。このため、ノズル１０１が大きく振動するようになり、付着物が落下しやすくなっているのである。また、基板１０９を回転させたときに生じる振動も大きくなり、この振動によっても付着物１１０が落下してしまう。
更に、配線ピッチの縮小及び配線のアスペクト比の上昇に伴って、銅配線間に位置する層間絶縁膜のアスペクト比も大きくなっている。また、低誘電率膜の強度は、ＣＶＤ酸化膜と比較して低い。このように、近年のレイアウト及び材料の選択に伴って、付着物が落下した場合に低誘電率膜が変形しやすくなっているのである。図１４Ａは、低誘電率膜の変形を示す電子顕微鏡写真であり、図１４Ｂは、図１４Ａの内容を模式的に示す図である。図１４Ａ及び図１４Ｂに示すパターンは、ラインアンドスペースパターンを形成するための溝のパターンであるが、残しパターン１２１の一部が変形し、隣り合う溝パターン１２２同士が繋がったり、溝パターン１２２が途中で途切れたりしている。
このように、これまでは付着物１１０の発生及び落下が特に問題視されることはなかったが、本願発明者は、半導体基板の大口径化、残しパターンの高アスペクト比化及び低誘電率膜の採用等が重なり合った結果、付着物１１０の発生及び落下が不良製品の発生に強く影響を与えていることを見出した。特に、低誘電率膜の比誘電率が３．０以下である場合、及びヤング率（膜強度）が２０ＧＰａ以下の場合に、不良製品が発生しやすいことも見出した。
そして、本願発明者は、付着物の落下を抑制するか、落下の衝撃を緩和することにより、不良製品の発生を抑制することができることに想到した。
本願発明に係る第１の半導体装置の製造方法では、半導体基板に対して、フッ化アンモニウム又は燐酸アンモニウムを含有する薬液を薬液ノズルから吹き付けた後に、前記半導体基板から離間した位置で、前記薬液ノズルの外面に付着した物質に対して洗浄液を吹き付けることにより、前記物質を除去する。また、前記半導体基板への前記薬液の吹き付けを伴う前記半導体基板の洗浄後の前記薬液ノズルの移動速度を２ｃｍ／秒以下に制限する。
本願発明に係る第２の半導体装置の製造方法では、半導体基板の表面に液膜を形成した後に、前記半導体基板に対して、フッ化アンモニウム又は燐酸アンモニウムを含有する薬液を薬液ノズルから吹き付ける。また、前記半導体基板への前記薬液の吹き付けを伴う前記半導体基板の洗浄後の前記薬液ノズルの移動速度を２ｃｍ／秒以下に制限する。
本願発明に係る第３の半導体装置の製造方法では、半導体基板に対して、フッ化アンモニウム又は燐酸アンモニウムを含有する薬液を薬液ノズルから吹き付ける。そして、前記半導体基板への前記薬液の吹き付けを伴う前記半導体基板の洗浄後の前記薬液ノズルの移動速度を２ｃｍ／秒以下に制限する。
本発明によれば、付着物の落下を抑制するか、落下の衝撃を緩和することができる。このため、付着物の落下に伴う絶縁膜等の変形を抑制して、高い歩留まりを得ることができる。
以下、本発明の実施形態について添付の図面を参照して具体的に説明する。
（第１の参考例）
先ず、第１の参考例について説明する。図１は、第１の参考例に係る半導体基板の洗浄装置を示す模式図である。
第１の参考例に係る半導体基板の洗浄装置は、例えば枚葉後処理装置として用いられる。そして、処理槽５内に、基板９が載置されるステージ６が配置されている。また、薬液を収納したタンク４、タンク４から薬液を吸い上げるポンプ３、ポンプ３により吸い上げられた薬液を温めるヒータ２、及びヒータ２により温められた薬液を基板９に吹き付ける薬液用のノズル１が設けられている。また、純水供給部８から供給された純水を基板９に吹き付ける純水用のノズル７も設けられている。更に、処理槽５から離間して、その上にノズル１が移動してくるノズル洗浄槽１２が配置されている。また、ノズル洗浄槽１２上に移動してきたノズル１の外面に純水等の洗浄液を吹き付けるノズル１３が設けられており、ノズル１３に洗浄ライン１０が繋がれている。更に、ノズル洗浄槽１２には、ドレンライン１１が繋がれている。
次に、上述のように構成された半導体基板の洗浄装置の動作について、この装置を用いた洗浄方法と併せて説明する。図２乃至図３は、第１の参考例に係る半導体基板の洗浄装置の動作を工程順に示す模式図である。
先ず、図２に示すように、絶縁膜（例えば、低誘電率膜）に対するドライエッチング等が行われた基板９をステージ６上に載置する。次に、薬液用のノズル１を基板９の上方まで移動させる。そして、基板９を回転させながら、タンク４内の基板洗浄用の薬液を、ポンプ３及びヒータ２を経由させてノズル１から基板９の表面に吹き付ける。薬液としては、例えば、ｐＨが１乃至１０のフッ化アンモニウム系薬液又は燐酸アンモニウム系薬液を用いる。また、フッ化アンモニウム又は燐酸アンモニウムを含有する１級アミン〜４級アミンから選択された１種以上のアミンを含有する薬液を用いてもよい。この薬液処理では、例えば、薬液の温度を２５℃乃至８０℃とし、薬液の吹き付け時間を３０秒間乃至１８０秒間とする。
基板９の回転及び薬液の吹き付けにより、基板９の表面に存在する付着物等が除去される。この時、上述のように、基板９に吹き付けた薬液等がノズル１の外面に飛散し、その成分が結晶化する。
次いで、図３に示すように、薬液用のノズル１をノズル洗浄槽１２の上方まで移動させ、純水用のノズル７を基板９の上方まで移動させる。そして、基板９を回転させながら、純水供給部８からノズル７を介して純水を基板９の表面に吹き付ける。この水洗処理では、例えば、水温を常温とし、純水の吹き付け時間を６０秒間程度とする。
基板９の回転及び純水の吹き付けにより、基板９上に残留している薬液が洗い流される。
その後、例えば、２０秒間程度、基板９を乾燥させる。
更に、第１の参考例では、水洗処理及び／又は乾燥処理と並行して、薬液用のノズル１の外面に、洗浄ライン１０から供給された洗浄液をノズル１３から吹き付けることにより、ノズル１の外面に付着している薬液成分の結晶等を除去する。この洗浄処理では、例えば、洗浄液の吹き付け時間を５秒間乃至１０秒間とする。なお、洗浄液の成分は特に限定しないが、燐酸アンモニウムは純水に溶解しやすいため、燐酸アンモニウムを含有する薬液を用いている場合には、純水を用いることが好ましい。また、薬液の成分等に応じて、純水の他に、その結晶等を溶解することができる溶液を用いてもよい。
基板９の乾燥が終了した後、当該基板９をステージ６上から取り外し、次に洗浄を行うべき基板９をステージ６上に載置する。そして、すべての基板９の洗浄が終了するまで、薬液処理、水洗処理及び乾燥処理を繰り返す。また、薬液処理が終了する度に、次の薬液処理を開始するまでの間に、薬液用のノズル１の外面の洗浄を行う。
このような第１の参考例によれば、薬液処理の度にノズル１の外面の洗浄を行うので、ノズル１の外面に付着物が生じたとしても、次の薬液処理までに除去される。従って、付着物の落下に伴う不良製品の発生を抑制することができる。
ここで、上述の洗浄処理を含んだ半導体装置の製造方法について説明する。図４Ａ乃至図４Ｅは、半導体装置の第１の製造方法を工程順に示す断面図である。
第１の製造方法では、先ず、半導体基板５０の表面に素子分離絶縁膜及びウェル（図示せず）を形成した後、図４Ａに示すように、ＬＤＤ構造のＭＯＳトランジスタ５１を形成する。次に、ＭＯＳトランジスタ５１を覆う層間絶縁膜５２を形成する。次いで、層間絶縁膜５２に、ＭＯＳトランジスタ５１のソース／ドレイン領域等まで達するコンタクトホールを形成し、その内部にコンタクトプラグ５３を形成する。その後、層間絶縁膜５２及びコンタクトプラグ５３上に絶縁膜５４を形成し、この絶縁膜５４内に埋め込み配線５５を形成する。次に、絶縁膜５４及び配線５５上に絶縁膜５６、５７及び５８を順次形成する。そして、絶縁膜５８上に、ビアホールのパターンが形成されたレジストマスク５９を形成する。
次いで、図４Ｂに示すように、レジストマスク５９をマスクとし、絶縁膜５６をエッチングストッパとして、絶縁膜５８及び５７の異方性エッチングを行うことにより、ビアホール６０を形成する。その後、酸素ラジカルを含むガスを用いたアッシングにより、レジストマスク５９を除去する。
続いて、図４Ｃに示すように、絶縁膜５８上に、配線溝のパターンが形成されたレジストマスク６１を形成する。この時、絶縁膜５６を保護するために、ビアホール６０内にもレジストマスク６１を残す。次に、レジストマスク６１をマスクとして、絶縁膜５８の異方性エッチングを行うことにより、配線溝６３を形成する。
次いで、図４Ｄに示すように、酸素ラジカルを含むガスを用いたアッシングにより、レジストマスク６１を除去する。その後、異方性エッチングを行うことにより、絶縁膜５６の露出している部分を除去する。この結果、ビアホール６０及び配線溝６３の底部に、付着物６４が発生する。
続いて、第１の参考例に係る半導体基板の洗浄装置を用いて、後処理として、薬液処理、水洗処理及び乾燥処理を行う。また、薬液処理が終了した後には、次の半導体基板の処理に備えてノズル１の洗浄を行う。
そして、薬液処理、水洗処理及び乾燥処理の終了後に、図４Ｅに示すように、ビアホール６０及び配線溝６３の内部に、ビアプラグ及び配線として導電材６５を埋め込む。導電材６５の埋め込みに当たっては、例えば、厚さが５０ｎｍ程度のグルー膜を形成した後、厚さが３００ｎｍ程度のＣｕ膜を形成し、これらの平坦化を行う。このように、ダマシン法により配線を形成する。
その後、同様にして、ダマシン法により多層配線を形成し、半導体装置を完成させる。
図５Ａ乃至図５Ｆは、半導体装置の第２の製造方法を工程順に示す断面図である。
第２の製造方法では、先ず、半導体基板６０の表面に素子分離絶縁膜及びウェル（図示せず）を形成した後、図５Ａに示すように、ＬＤＤ構造のＭＯＳトランジスタ６１を形成する。次に、ＭＯＳトランジスタ６１を覆う層間絶縁膜６２を形成する。次いで、層間絶縁膜６２に、ＭＯＳトランジスタ６１のソース／ドレイン領域等まで達するコンタクトホールを形成し、その内部にコンタクトプラグ６３を形成する。その後、層間絶縁膜６２及びコンタクトプラグ６３上に絶縁膜６４を形成し、この絶縁膜６４内に埋め込み配線６５を形成する。次に、絶縁膜６４及び配線６５上に絶縁膜６６、絶縁膜６７、低誘電率膜６８、絶縁膜６９及び絶縁膜７０を順次形成する。低誘電率膜６８としては、例えばポーラスシリカ膜等を形成する。そして、絶縁膜７０上に、配線溝のパターンが形成されたレジストマスク７１を形成する。
次いで、図５Ｂに示すように、レジストマスク７１をマスクとし、絶縁膜６９をエッチングストッパとして、絶縁膜７０の異方性エッチングを行うことにより、絶縁膜７０に配線溝のパターンを形成する。その後、酸素ラジカルを含むガスを用いたアッシングにより、レジストマスク７１を除去する。続いて、絶縁膜６９及び７０上に、ビアホールのパターンが形成されたレジストマスク７２を形成する。なお、レジストマスク７１の除去後に、第１の参考例に係る半導体基板の洗浄装置を用いて、後処理として、薬液処理、水洗処理及び乾燥処理を行ってもよい。この場合、薬液処理が終了した後には、次の半導体基板の処理に備えてノズル１の洗浄を行う。
次に、図５Ｃに示すように、レジストマスク７２及び絶縁膜７０をマスクとし、絶縁膜６７をエッチングストッパとして、絶縁膜６９及び低誘電率膜６８の異方性エッチングを行うことにより、絶縁膜６９及び低誘電率膜６８にビアホールのパターンとして孔７３を形成する。この時、レジストマスク７２の除去も並行して行う。
更に、図５Ｄに示すように、絶縁膜７０をマスクとして、絶縁膜６９及び低誘電率膜６８の異方性エッチングを行うことにより、絶縁膜６９及び低誘電率膜６８に配線溝７５を形成すると共に、絶縁膜６６をエッチングストッパとして、絶縁膜６７の異方性エッチングを行うことにより、ビアホール７４を形成する。
次に、図５Ｅに示すように、異方性エッチングを行うことにより、絶縁膜６６の露出している部分及び絶縁膜７０を除去する。この結果、ビアホール７４及び配線溝７５の底部に、付着物７７が発生する。
次いで、第１の参考例に係る半導体基板の洗浄装置を用いて、後処理として、薬液処理、水洗処理及び乾燥処理を行う。また、薬液処理が終了した後には、次の半導体基板の処理に備えてノズル１の洗浄を行う。
そして、薬液処理、水洗処理及び乾燥処理の終了後に、図５Ｆに示すように、ビアホール７４及び配線溝７５の内部に、ビアプラグ及び配線として導電材７６を埋め込む。導電材７６の埋め込みに当たっては、例えば、厚さが５０ｎｍ程度のグルー膜を形成した後、厚さが３００ｎｍ程度のＣｕ膜を形成し、これらの平坦化を行う。このように、ダマシン法により配線を形成する。
その後、同様にして、ダマシン法により多層配線を形成し、半導体装置を完成させる。
なお、ノズル１の外面の洗浄を水洗処理及び乾燥処理と並行して行っているのは、次の基板９の後処理を滞りなく開始して、高いスループットを得るためであるが、このような要求がない場合等には、ノズル１の外面の洗浄を水洗処理及び乾燥処理と並行して行わなくともよい。
（第２の参考例）
次に、第２の参考例について説明する。図６は、第２の参考例に係る半導体基板の洗浄装置を示す模式図である。第２の参考例は、ノズル１の外面を洗浄する手段が設けられていない点で、第１の参考例と相違する。即ち、洗浄ライン１０、ドレンライン１１、ノズル洗浄槽１２及びノズル１３が設けられていない。
この装置を用いた半導体基板の洗浄では、先ず、図７に示すように、絶縁膜（例えば、低誘電率膜）に対するドライエッチング等が行われた基板９をステージ６上に載置する。次に、純水用のノズル７を基板９の上方まで移動させる。そして、基板９を回転させながら、純水供給部８からノズル７を介して純水を基板９の表面に吹き付ける。この吹き付け時間は、例えば１０秒間程度とする。この結果、図９に示すように、配線溝等が形成された絶縁膜３１の表面に純水が濡れ広がり、絶縁膜３１が純水の液膜３２により覆われる。
次に、図８に示すように、純水用のノズル７を戻し、薬液用のノズル１を基板９の上方まで移動させる。そして、基板９を回転させながら、タンク４内の基板洗浄用の薬液を、ポンプ３及びヒータ２を経由させてノズル１から基板９の表面に吹き付ける。薬液としては、例えば、ｐＨが１乃至１０のフッ化アンモニウム系薬液又は燐酸アンモニウム系薬液を用いる。また、フッ化アンモニウム又は燐酸アンモニウムを含有する１級アミン〜４級アミンから選択された１種以上のアミンを含有する薬液を用いてもよい。この薬液処理では、例えば、薬液の温度を２５℃乃至８０℃とし、薬液の吹き付け時間を３０秒間乃至１８０秒間とする。
基板９の回転及び薬液の吹き付けにより、基板９の表面に存在する付着物等が除去される。この時、ノズル１の外面から付着物等が基板９上に落下することがある。しかし、第２の参考例では、薬液処理の前に液膜３２が形成されているため、付着物等が落下しても、液膜３２がバッファ層として作用し、絶縁膜３１等に及ぶ力が弱められる。従って、絶縁膜３１等の変形が抑制される。
次いで、薬液用のノズル１を戻し、純水用のノズル７を基板９の上方まで移動させる。そして、基板９を回転させながら、純水供給部８からノズル７を介して純水を基板９の表面に吹き付ける。この水洗処理では、例えば、水温を常温とし、純水の吹き付け時間を６０秒間程度とする。
基板９の回転及び純水の吹き付けにより、基板９上に残留している薬液が洗い流される。
その後、例えば、２０秒間程度、基板９を乾燥させる。
続いて、基板９をステージ６上から取り外し、次に洗浄を行うべき基板９をステージ６上に載置する。そして、すべての基板９の洗浄が終了するまで、薬液処理、水洗処理及び乾燥処理を繰り返す。
このような第２の参考例によれば、液膜３２の存在により、既に形成されているパターン等の変形が抑制される。従って、付着物の落下に伴う不良製品の発生を抑制することができる。
（実施形態）
次に、本発明の実施形態について説明する。図１０は、本発明の実施形態において用いる半導体基板の洗浄装置を示す模式図である。本実施形態は、薬液用のノズル１の移動速度を、アームを介して制限する速度制限部１５が設けられている点で、第２の参考例と相違する。速度制限部１５は、ノズル１の移動速度を２ｃｍ／秒以下に制限する。
この装置を用いた半導体基板の洗浄では、先ず、図１０に示すように、絶縁膜（例えば、低誘電率膜）に対するドライエッチング等が行われた基板９をステージ６上に載置する。次に、薬液用のノズル１を基板９の上方まで移動させる。この時、速度制限部１５がノズル１の移動速度を２ｃｍ／秒以下に制限する。そして、基板９を回転させながら、タンク４内の基板洗浄用の薬液を、ポンプ３及びヒータ２を経由させてノズル１から基板９の表面に吹き付ける。薬液としては、例えば、ｐＨが１乃至１０のフッ化アンモニウム系薬液又は燐酸アンモニウム系薬液を用いる。また、フッ化アンモニウム又は燐酸アンモニウムを含有する１級アミン〜４級アミンから選択された１種以上のアミンを含有する薬液を用いてもよい。この薬液処理では、例えば、薬液の温度を２５℃乃至８０℃とし、薬液の吹き付け時間を３０秒間乃至１８０秒間とする。
基板９の回転及び薬液の吹き付けにより、基板９の表面に存在する付着物等が除去される。この時、上述のように、基板９に吹き付けた薬液等がノズル１の外面に飛散し、その成分が結晶化する。
次いで、薬液用のノズル１を戻し、純水用のノズル７を基板９の上方まで移動させる。この時も、速度制限部１５がノズル１の移動速度を２ｃｍ／秒に制限する。そして、基板９を回転させながら、純水供給部８からノズル７を介して純水を基板９の表面に吹き付ける。この水洗処理では、例えば、水温を常温とし、純水の吹き付け時間を６０秒間程度とする。
基板９の回転及び純水の吹き付けにより、基板９上に残留している薬液が洗い流される。
その後、例えば、２０秒間程度、基板９を乾燥させる。
続いて、基板９をステージ６上から取り外し、次に洗浄を行うべき基板９をステージ６上に載置する。そして、すべての基板９の洗浄が終了するまで、薬液処理、水洗処理及び乾燥処理を繰り返す。
このような実施形態によれば、ノズル１の移動速度が制限されるため、ノズル１の振動が抑制される。従って、ノズル１の外面に付着物が生じたとしても、落下の頻度が低下し、付着物の落下に伴う不良製品の発生を抑制することができる。
但し、ノズル１の移動速度を制限しすぎると、スループットが極端に低下してしまう。このため、ノズル１の移動速度は、０．５ｃｍ／秒乃至２ｃｍ／秒とすることが好ましい。また、図１０中に矢印で示すように、ノズル１の移動方向に関し、水平方向の移動及び垂直方向の移動のどちらを先に行ってもよいが、どちらの移動においても速度を制限する必要がある。
なお、これらの参考例及び実施形態を適宜組み合わせてもよい。例えば、ノズル１の外面の洗浄とノズル１の移動速度の制限とを組み合わせてもよい。また、液膜３２の形成とノズル１の移動速度の制限とを組み合わせてもよい。更に、ノズル１の外面の洗浄と液膜３２の形成とを組み合わせてもよい。
また、これらの参考例及び実施形態では、１個のアームに１個のノズルが設けられているが、１個のアームに複数の薬液用のノズルが設けられていたり、薬液用のノズル及び純水用のノズルが１個のアームに設けられていたりしてもよい。
ここで、本願発明者が実際に行った試験の結果について説明する。この試験では、先ず、従来の装置を用いて、大口径半導体基板（直径：３００ｍｍ）に対して、薬液用のノズル１０１の移動を１０回繰り返して行い、その後、半導体基板内のダメージの有無を観察した。また、第１の参考例に沿って、同様の大口径半導体基板に対して、薬液用のノズル１の移動を１０回繰り返した。そして、ダメージの有無を観察した。これらの結果を、夫々図１１Ａ、図１１Ｂに示す。
図１１Ａに示すように、従来の装置を用いた場合には、付着物の落下が多く発生し、多数のダメージが観察された。これに対し、第１の参考例に沿って後処理を行った場合には、全くダメージが観察されなかった。
なお、特許文献１には、洗浄ノズルの内面からの粒子の発塵を防止するための技術が開示されているが、ノズルの外面に付着した物質が半導体装置の不良に及ぼす影響に関する記載はない。
また、特許文献２及び３には、塗布膜を形成する際に用いるノズルの先端の汚れを抑制する技術が開示されているが、ノズルの外面に付着した物質が半導体装置の不良に及ぼす影響に関する記載はない。
以下、本発明の諸態様を付記としてまとめて記載する。
（付記１）
半導体基板に対して薬液を吹き付ける薬液ノズルと、
前記半導体基板から離間した位置で、前記薬液ノズルの外面に付着した物質に対して洗浄液を吹き付けることにより、前記物質を除去する除去手段と、
を有することを特徴とする半導体基板の洗浄装置。
（付記２）
前記洗浄液は、純水であることを特徴とする付記１に記載の半導体基板の洗浄装置。
（付記３）
前記半導体基板に対して吹き付けられた後の薬液を収める処理槽を有し、
前記除去手段は、前記処理層から離間した位置に配置されたノズル洗浄槽を有することを特徴とする付記１又は２に記載の半導体基板の洗浄装置。
（付記４）
前記薬液ノズルの移動速度を２ｃｍ／秒以下に制限する速度制限手段を有することを特徴とする付記１乃至３のいずれか１項に記載の半導体基板の洗浄装置。
（付記５）
半導体基板に対して薬液を吹き付ける薬液ノズルと、
前記薬液ノズルの移動速度を制限する速度制限手段と、
を有することを特徴とする半導体基板の洗浄装置。
（付記６）
前記半導体基板に対して純水を吹き付ける純水ノズルを有することを特徴とする付記５に記載の半導体基板の洗浄装置。
（付記７）
前記薬液は、フッ化アンモニウム又は燐酸アンモニウムを含有していることを特徴とする付記１乃至６のいずれか１項に記載の半導体基板の洗浄装置。
（付記８）
半導体基板に対して薬液を薬液ノズルから吹き付ける工程と、
前記半導体基板から離間した位置で、前記薬液ノズルの外面に付着した物質に対して洗浄液を吹き付けることにより、前記物質を除去する工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
（付記９）
前記洗浄液として、純水を用いることを特徴とする付記８に記載の半導体装置の製造方法。
（付記１０）
前記物質の除去を、前記半導体基板に対して吹き付けられた後の薬液を収める処理槽から離間した位置に配置されたノズル洗浄槽上で行うことを特徴とする付記８又は９に記載の半導体装置の製造方法。
（付記１１）
前記薬液を吹き付ける工程の後に、
前記半導体基板上に残留する前記薬液を洗い流す工程と、
前記半導体基板を乾燥する工程と、
を有し、
前記物質の除去を、前記薬液の洗い流し又は前記半導体基板の乾燥の少なくとも一方と並行して行うことを特徴とする付記８乃至１０のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
（付記１２）
前記薬液を吹き付ける工程の前に、前記半導体基板の表面に液膜を形成する工程を有することを特徴とする付記８乃至１１のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
（付記１３）
半導体基板の表面に液膜を形成する工程と、
前記半導体基板に対して薬液を薬液ノズルから吹き付ける工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
（付記１４）
前記液膜として、純水の膜を形成することを特徴とする付記１２又は１３に記載の半導体装置の製造方法。
（付記１５）
前記薬液ノズルの移動速度を２ｃｍ／秒以下に制限する工程を有することを特徴とする付記８乃至１４のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
（付記１６）
半導体基板に対して薬液を薬液ノズルから吹き付ける工程を有する半導体装置の製造方法であって、
前記薬液ノズルの移動速度を２ｃｍ／秒以下に制限することを特徴とする半導体装置の製造方法。
（付記１７）
前記薬液として、フッ化アンモニウム又は燐酸アンモニウムを含有するものを用いることを特徴とする付記８乃至１６のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
（付記１８）
前記半導体基板として、直径が３００ｍｍ以上のものを用いることを特徴とする付記８乃至１７のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
（付記１９）
前記半導体基板の表面には、比誘電率が３．０以下、ヤング率が２０ＧＰａ以下の絶縁膜のパターンが形成されていることを特徴とする付記８乃至１８のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
第１の参考例に係る半導体基板の洗浄装置を示す模式図である。 第１の参考例に係る半導体基板の洗浄装置の動作を示す模式図である。 図２に引き続き、半導体基板の洗浄装置の動作を示す模式図である。 半導体装置の第１の製造方法を示す断面図である。 図４Ａに引き続き、半導体装置の第１の製造方法を示す断面図である。 図４Ｂに引き続き、半導体装置の第１の製造方法を示す断面図である。 図４Ｃに引き続き、半導体装置の第１の製造方法を示す断面図である。 図４Ｄに引き続き、半導体装置の第１の製造方法を示す断面図である。 半導体装置の第２の製造方法を示す断面図である。 図５Ａに引き続き、半導体装置の第２の製造方法を示す断面図である。 図５Ｂに引き続き、半導体装置の第２の製造方法を示す断面図である。 図５Ｃに引き続き、半導体装置の第２の製造方法を示す断面図である。 図５Ｄに引き続き、半導体装置の第２の製造方法を示す断面図である。 図５Ｅに引き続き、半導体装置の第２の製造方法を示す断面図である。 第２の参考例に係る半導体基板の洗浄装置を示す模式図である。 第２の参考例に係る半導体基板の洗浄装置の動作を示す模式図である。 図７に引き続き、半導体基板の洗浄装置の動作を示す模式図である。 半導体基板の表面に形成された液膜を示す図である。 本発明の実施形態において用いる半導体基板の洗浄装置を示す模式図である。 従来の装置を用いた洗浄の結果を示す図である。 第１の参考例に係る装置を用いた洗浄の結果を示す図である。 従来の枚葉後処理装置を示す模式図である。 使用後の薬液用のノズルを示す図である。 低誘電率膜の変形を示す電子顕微鏡写真を示す図である。 図１４Ａの内容を模式的に示す図である。
符号の説明
１、７、１３：ノズル
２：ヒータ
３：ポンプ
４：タンク
５：処理層
６：ステージ
８：純水供給部
９：基板
１０：洗浄ライン
１１：ドレンライン
１２：ノズル洗浄槽
１５：速度制限部

Claims (9)

  1. 半導体基板に対して、フッ化アンモニウム又は燐酸アンモニウムを含有する薬液を吹き付ける薬液ノズルと、
    前記半導体基板から離間した位置で、前記薬液ノズルの外面に付着した物質に対して洗浄液を吹き付けることにより、前記物質を除去する除去手段と、
    前記半導体基板への前記薬液の吹き付けを伴う前記半導体基板の洗浄後の前記薬液ノズルの移動速度を２ｃｍ／秒以下に制限する速度制限手段と、
    を有することを特徴とする半導体基板の洗浄装置。
  2. 前記除去手段は、前記洗浄液として純水を吹き付けることを特徴とする請求項１に記載の半導体基板の洗浄装置。
  3. 半導体基板に対して、フッ化アンモニウム又は燐酸アンモニウムを含有する薬液を薬液ノズルから吹き付ける工程と、
    前記半導体基板から離間した位置で、前記薬液ノズルの外面に付着した物質に対して洗浄液を吹き付けることにより、前記物質を除去する工程と、
    を有し、
    前記半導体基板への前記薬液の吹き付けを伴う前記半導体基板の洗浄後の前記薬液ノズルの移動速度を２ｃｍ／秒以下に制限することを特徴とする半導体装置の製造方法。
  4. 前記物質の除去を、前記半導体基板に対して吹き付けられた後の薬液を収める処理槽から離間した位置に配置されたノズル洗浄槽上で行うことを特徴とする請求項３に記載の半導体装置の製造方法。
  5. 前記薬液を吹き付ける工程の後に、
    前記半導体基板上に残留する前記薬液を洗い流す工程と、
    前記半導体基板を乾燥する工程と、
    を有し、
    前記物質の除去を、前記薬液の洗い流し又は前記半導体基板の乾燥の少なくとも一方と並行して行うことを特徴とする請求項３又は４に記載の半導体装置の製造方法。
  6. 前記薬液を吹き付ける工程の前に、前記半導体基板の表面に液膜を形成する工程を有することを特徴とする請求項３乃至５のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
  7. 前記洗浄液として純水を吹き付けることを特徴とする請求項３乃至６のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
  8. 半導体基板の表面に液膜を形成する工程と、
    前記半導体基板に対して、フッ化アンモニウム又は燐酸アンモニウムを含有する薬液を薬液ノズルから吹き付ける工程と、
    を有し、
    前記半導体基板への前記薬液の吹き付けを伴う前記半導体基板の洗浄後の前記薬液ノズルの移動速度を２ｃｍ／秒以下に制限することを特徴とする半導体装置の製造方法。
  9. 半導体基板に対して、フッ化アンモニウム又は燐酸アンモニウムを含有する薬液を薬液ノズルから吹き付ける工程を有する半導体装置の製造方法であって、
    前記半導体基板への前記薬液の吹き付けを伴う前記半導体基板の洗浄後の前記薬液ノズルの移動速度を２ｃｍ／秒以下に制限することを特徴とする半導体装置の製造方法。
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