JP5470746B2

JP5470746B2 - 半導体装置の製造方法

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Publication number: JP5470746B2
Application number: JP2008134739A
Authority: JP
Inventors: 英機伊藤
Original assignee: Fujitsu Semiconductor Ltd
Current assignee: Fujitsu Semiconductor Ltd
Priority date: 2008-05-22
Filing date: 2008-05-22
Publication date: 2014-04-16
Anticipated expiration: 2028-05-22
Also published as: JP2009283721A

Description

本発明は、半導体装置の製造方法に関する。

LSI等の半導体装置の製造工程では、半導体基板の上に絶縁膜や導電膜を形成した後、レジストパターンをマスクにしながらこれらの膜をドライエッチングし、所定の形状のデバイスパターンを形成する。このとき、エッチングガスがレジストパターンや膜と化学反応を起こし、エッチングガス中にポリマー等の反応生成物が放出される。

ドライエッチング装置には、基板載置台の直径が半導体基板のそれよりも小さいものがあり、そのような装置では上記の反応生成物が半導体基板の裏面にまわりこむ。その結果、半導体基板の裏面と端面に、反応生成物よりなる再堆積膜が形成されることがある。

そのような再堆積膜が裏面や端面に形成された状態で半導体基板を次の処理装置に搬送すると、その処理装置の内部が再堆積膜から出た脱ガスで汚染されてしまう。また、その処理装置内で再堆積膜が剥離すると、その剥離片がパーティクルとなって処理装置の内部に付着する。

処理装置内にパーティクルや脱ガスが存在すると、これらによって後続の半導体基板が汚染され、半導体装置が不良になってしまう。これを防止するため、定期的に行われる処理装置内部のクリーニングの周期を速めることも考えられるが、これでは半導体装置の生産効率が低下してしまう。

そこで、処理装置内の汚染を防止する目的で、処理装置に半導体基板を搬送する前に、予め半導体基板の端面と裏面とをクリーニングして清浄化しておくことが求められている。

ここで、半導体基板の洗浄装置には、裏面に付着したパーティクルを除去する目的で、裏面が上を向いた状態で半導体基板を保持するものがある（特許文献１）。

特許文献１の構造では、裏面が上を向いた状態でスピンベース上に半導体基板を載せ、該半導体基板の裏面側から窒素ガスや水等を噴き付けることにより、半導体基板の素子形成面をスピンベースに押し付け、スピンベースの回転と共に半導体基板も回転させている。

しかしながら、これでは窒素ガスや水を噴き付けるための機構により装置構成が複雑になると共に、スピンベース上に半導体基板を載置するために手数を要し、洗浄工程におけるステップ数が増えてしまう。

更に、特許文献１では、裏面を洗浄するためのブラシの他に、半導体基板の端面を洗浄するための専用の端面洗浄ブラシを設けており、これによっても装置構成が複雑になる。
特開２００７−６７１０１号公報

半導体装置の製造方法において、簡便な手法で半導体基板の端面と裏面側の周縁部とをクリーニングすることを目的とする。

以下の開示の一観点によれば、半導体基板の縁部を保持する工程と、前記半導体基板の裏面に第１の洗浄液を供給し、かつ前記半導体基板の表面に第２の洗浄液を供給しながら、前記半導体基板の前記裏面の周縁部にブラシを摺接させることにより、前記半導体基板の前記裏面に付着している堆積物を前記ブラシで物理的に掻き落として除去する工程と、を有し、前記堆積物を除去する工程において、前記ブラシの一部を前記半導体基板の外周から５mm以下のはみ出し量ではみ出させるとともに、前記半導体基板を２００ｒｐｍ以上１０００rpm以下の回転数で回転させ、前記ブラシを２０ｒｐｍ以上２００rpm以下の回転数で回転させる半導体装置の製造方法が提供される。

本発明によれば、半導体基板の縁部を保持するので、特許文献１のようにスピンベースに基板を押さえつける機構が不要である。さらに、ブラシを半導体基板の裏面からはみ出させることで、ブラシによって半導体基板の端面と周縁部とを同時にクリーニングでき、端面専用のブラシが不要である。このように、本発明では、エッチング工程において半導体基板に付着した堆積物を簡便な手法で除去することが可能となり、堆積物に起因した半導体装置の歩留まり低下を抑制することが可能となる。

以下に、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。

（１）第１実施形態
図１は、本実施形態に係る基板クリーニング装置の構成図である。

この基板クリーニング装置１は、中空の回転支柱３に固定されたスピンベース２と、アーム１０と、制御ユニット２０とを有する。

このうち、スピンベース２には、シリコン（半導体）基板５０をその素子形成面Bが鉛直下方を向いたフェイスダウンの状態で保持するための保持ピン５が設けられる。なお、素子形成面Bは、シリコン基板５０の二つの主面のうち、トランジスタ等の素子が形成されている方の面である。

また、シリコン基板５０の直径については特に限定されず、６インチ、８インチ、及び１２インチのいずれの基板であってもよい。

保持ピン５は、その中心軸５ａから偏心した突起５ｂを有している。突起５ｂは、シリコン基板５０の裏面Aよりも高く突出しており、中心軸５ａを中心にして保持ピン５を回転させることにより、突起５ｂがシリコン基板５０を締め付け、突起５ｂによってシリコン基板５０の縁部が横から保持される。

また、回転支柱３とスピンベース２は不図示のモータによって回転し、これによりシリコン基板５０がフェイスダウンの状態で回転する。その回転数は、制御ユニット２０から出力される基板回転制御信号S1により制御される。

一方、アーム１０の先端には、モータ１１によって回転可能なブラシ台座１３が設けられており、そのブラシ台座１３には樹脂毛材１２ａの束よりなるブラシ１２が植毛される。樹脂毛材１２ａの材料は特に限定されないが、ナイロン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリアミド、及びアクリル樹脂のいずれかを使用し得る。また、樹脂毛材１２ａの直径は例えば数十μm〜数百μmであり、長さは例えば１０mm〜２５mmである。

アーム１０は、不図示のステッピングモータによって、その全体が水平方向X及び鉛直方向Yに移動可能である。アーム１０の移動量とモータ１１の回転数は、それぞれ制御ユニット２０から出力されるアーム移動信号S2及びブラシ回転信号S3により制御される。

また、スピンベース２の上方には、シリコン基板５０の裏面Aに向けて純水等の第１洗浄液L1を噴射するリンスノズル６が設けられる。

更に、回転支柱３にはバックリンスノズル４が挿通されており、このバックリンスノズル４から純水等の第２洗浄液L2がシリコン基板５０の素子形成面Bに噴射される。

図２は、スピンベース２の上面図である。

これに示されるように、スピンベース２には６個の保持ピン５が設けられ、各保持ピン５によってシリコン基板５０の縁部が横から保持される。

なお、同図ではノッチタイプのシリコン基板５０について示しているが、オリフラタイプのシリコン基板５０であってもこれと同様に保持することができる。

次に、このクリーニング装置を用いたシリコン基板５０のクリーニング方法について説明する。

図３は、本実施形態に係るクリーニング方法について説明するための断面図である。

図３に示されるように、クリーニングに際しては、シリコン基板５０に向けて第１、第２洗浄液L1、L2を噴射すると共に、スピンベース２とブラシ１２の双方を回転させながら、シリコン基板５０の裏面A側の周縁部Rにブラシ１２を摺接させる。

なお、スピンベース２とブラシ１２の回転方向は特に限定されず、双方を同じ方向に回転させてもよいし、互いに反対方向に回転させてもよい。

このようなスピンベース２とブラシ１２の回転運動により、周縁部Rに付着している堆積物は、ブラシ１２によって物理的に掻き落とされ、第１洗浄液L1によって洗い流される。

このとき、スピンベース２を十分な回転数で回転させることにより、堆積物によって汚染された第１洗浄液L1がシリコン基板５０の遠心力によってスピンベース２の外側に飛ばされるので、第１洗浄液L1が素子形成面B側に周りこむおそれはない。また、素子形成面B側に第２洗浄液L2を噴き付けながらクリーニングを行うことで、素子形成面Bの汚染を効果的に防止できる。

更に、本実施形態では、ブラシ１２の一部をシリコン基板５０の裏面の外側にはみ出させることで、基板端面E付近の周縁部Rを確実にクリーニングすると共に、端面Eをもブラシ１２でクリーニングする。

このようにブラシ１２が周縁部Rと端面Eの両方をクリーニングする機能を兼ね備えるので、本実施形態では特許文献１のように端面Eを洗浄するための専用のブラシが不要となる。しかも、シリコン基板５０は、保持ピン５の機械的な力によって横から保持されるので、特許文献１のように保持のためにシリコン基板５０をスピンベース２側に押し付ける機構が不要であり、クリーニング装置１の機構が簡略化される。

上記のようにブラシ１２をシリコン基板５０の裏面からはみ出させると、クリーニング中にブラシ１２と保持ピン５とが接触することになる。しかし、ブラシ１２が柔らかな樹脂毛材１２ａの束よりなるため、ブラシ１２の代わりにスポンジ等を使用する場合と比較して、保持ピン５に機械的に強い衝撃が加わることはない。

但し、ブラシ１２のはみ出し量ΔFが大きすぎると、保持ピン５との接触を繰り返すうちにブラシ１２の変形が大きくなるおそれがある。そのような変形を防止するには、はみ出し量ΔFの上限を５mmとするのが好ましい。

なお、はみ出し量ΔFとは、クリーニング中にシリコン基板５０との接触によって樹脂毛材１２ａの先端が曲がった状態における、シリコン基板５０の端面Eと樹脂毛材１２ａとの最大間隔である。

図４（ａ）、（ｂ）は、はみ出し量ΔFがそれぞれ０mmと５mmの場合におけるブラシ１２とその周囲の拡大平面図である。

図４（ａ）に示されるように、はみ出し量ΔFが０mmの場合は、ブラシ１２の外周とシリコン基板５０の外周とが丁度一致する。

そして、図４（ｂ）に示されるように、はみ出し量ΔFが５mmの場合は、ブラシ１２の外周がシリコン基板５０の外周から５mmだけはみ出る。

このようなはみ出し量ΔFは、アーム移動信号S2（図１参照）によりアーム１０の水平方向Xの移動量を制御することで設定することができる。

シリコン基板５０へのブラシ１２のランディング方法は特に限定されない。

図５は、ブラシ１２のランディング方法の一例を示す断面図である。

この例では、シリコン基板５０の中心部Cにブラシ１２をランディングする。そして、シリコン基板５０の裏面Aにブラシ１２を摺接させながら、該ブラシ１２を周縁部Rに移動させる。

これによれば、周縁部Rだけでなく、シリコン基板５０の裏面Aの全面をブラシ１２でクリーニングできる。

なお、このように全面をクリーニングする必要がない場合は、クリーニングの当初から周縁部Rにブラシ１２をランディングしてもよい。このようにすると、全面をクリーニングしない分だけクリーニング時間が短縮され、クリーニング工程のスループットが向上する。

上記したクリーニング装置１の用途は特に限定されないが、エッチング工程においてシリコン基板５０の裏面Aに形成された再堆積膜等の堆積物を除去するのにクリーニング装置１を使用するのが好適である。

図６（ａ）、（ｂ）は、そのような再堆積膜が周縁部に形成されたシリコン基板５０のクリーニング前後の写真を基にして描いた図である。

図６（ａ）に示すように、クリーニング前では、シリコン基板５０の裏面に再堆積膜３０が付着している。その再堆積膜３０にはクラックが入っており、再堆積膜３０が剥離してパーティクルになり易い状態となっている。

一方、クリーニング装置１を用いてクリーニングを行った後では、図６（ｂ）に示すように、再堆積膜３０が除去されている。

この結果から、クリーニング装置１によって再堆積膜３０が容易に除去され、再堆積膜３０に起因するパーティクルの発生を抑止できることが明らかとなった。

本願発明者は、再堆積膜３０を除去するのに好適なクリーニング条件を求めるべく、以下に説明するような調査を行った。

・基板回転数
図７（ａ）〜（ｃ）は、スピンベース２の回転数を変えてクリーニングを行った後におけるシリコン基板５０の写真を基にして描いた図である。なお、この調査では、スピンベース２とブラシ１２の双方を同じ方向に回転させている。また、いずれの回転数でもクリーニング時間は５０秒である。

図７（ａ）に示すように、スピンベース２の回転数が２０rpmでは、基板５０上に再堆積膜３０が残ってしまっている。

一方、図７（ｂ）、（ｃ）に示すように、回転数が４０rpm、２００rpmでは、再堆積膜３０は除去されている。

この結果から、再堆積膜３０を除去しきるには、シリコン基板５０の回転数を２００rpm以上とするのが好ましいことが分かる。

なお、シリコン基板５０の回転数が遅いと、第１洗浄液L1（図１参照）がシリコン基板５０の遠心力によって振り切れず、再堆積膜３０を含んだ汚れた第１洗浄液L1がシリコン基板５０の素子形成面B側に周りこむおそれがある。

図８（ａ）〜（ｄ）は、スピンベース２の回転数を変えてクリーニングを行った後、シリコン基板５０の素子形成面Bに付着した堆積物をパーティクルカウンターで測定して得られたウエハマップである。なお、図８（ａ）〜（ｄ）のいずれの回転数でもクリーニング時間は５０秒である。

図８（ａ）に示すように、スピンベース２の回転数が６０rpmの場合は、第２洗浄液L2の流量が２００sccmのときにかなりの数の堆積物が付着している。

これに対し、図８（ｂ）〜（ｄ）に示すように、回転数が２４０rpm、５００rpmの場合は、６０rpmの場合と比較して堆積物の数が大幅に減少している。

このように、シリコン基板５０の素子形成面B側に周りこむ堆積物を低減するという観点からも、基板回転数を２００rpm以上とするのが好ましい。

一方、基板回転数の上限については、ブラシ１２（図１参照）と保持ピン５との接触によりこれらの部材が破損してしまうのを防止する観点から、１０００rpmとするのが好ましい。

・ブラシ回転数
図９（ａ）、（ｂ）は、ブラシ１２の回転数を変えてクリーニングを行った後におけるシリコン基板５０の写真を基にして描いた図である。なお、この調査では、スピンベース２とブラシ１２の双方を同じ方向に回転させている。また、いずれの回転数でもクリーニング時間は５０秒である。

図９（ａ）に示すように、ブラシ１２を回転させない場合（０rpm）では、クリーニングの後にシリコン基板５０上に再堆積膜３０が残っている。

これに対し、図９（ｂ）に示すように、ブラシ１２の回転数を２０rpmとした場合では再堆積膜３０が残らない。

この結果から、再堆積膜３０を除去しきるには、ブラシ１２の回転数を２０rpm以上とするのが好ましいことが分かる。

一方、ブラシ１２の回転数の上限については特に限定されない。但し、ブラシ１２とスピンベース２のそれぞれの回転方向が同一の場合は、ブラシ１２の回転数が速すぎると、基板周縁部でのブラシ１２と基板５０との相対速度が低下し、再堆積膜３０の除去能力が落ちるおそれがある。そのため、この場合は、ブラシ１２の回転数の上限を２００rpmとし、基板周縁部でのブラシ１２と基板５０との相対速度を高い値に維持するのが好ましい。

・ブラシ押し込み量
図１０（ａ）〜（ｃ）は、シリコン基板５０へのブラシ１２の押し込み量について説明するための断面図である。

図１０（ａ）は、樹脂毛材１２ａの先端がシリコン基板５０に接触していない状態を示す。

一方、図１０（ｂ）は、樹脂毛材１２ａの先端がシリコン基板５０に丁度接触しており、樹脂毛材１２ａの先端が変形していない状態を示す。このときのブラシ台座１３の高さ位置をH1とする。

そして、図１０（ｃ）は、ブラシ１２がシリコン基板５０に押し付けられ、樹脂毛材１２ａの先端が変形している状態を示す。このときのブラシ台座１３の高さ位置をH2とすると、ブラシ１２の押し込み量ΔHは、H1−H2で定義される。

図１１（ａ）〜（ｃ）は、ブラシ１２の押し込み量ΔHを変えてクリーニングを行った後におけるシリコン基板５０の写真を基にして描いた図である。なお、この調査では、スピンベース２とブラシ１２の双方を同じ方向に回転させている。更に、いずれの押し込み量ΔHでもクリーニング時間は５０秒である。

図１１（ａ）に示されるように、押し込み量ΔHが０．３mmの場合は、クリーニングの後にシリコン基板５０上に再堆積膜３０が残っている。

また、図１１（ｂ）に示されるように、押し込み量ΔHが０．８mmの場合は、図１１（ａ）の場合と比較して基板５０上に残存する再堆積膜３０が減少している。この程度の残存量であれば、再堆積膜３０が剥離してパーティクルになる危険性は少なく、実用上は十分である。

そして、図１１（ｃ）に示されるように、押し込み量ΔHが１．３mmの場合は、再堆積膜３０がほぼ完全に除去されている。

この結果から、パーティクルの発生が抑制される程度にまで再堆積膜３０を除去するには、押し込み量ΔHを０．５mm以上にすればよいと推定される。

一方、押し込み量ΔHが大きすぎると、ブラシ１２と保持ピン５との接触によってこれらの部材が破損するおそれがあるので、押し込み量ΔHの上限は３．５mm程度にするのが好ましい。

実際の半導体装置の製造工程では、基板回転数、ブラシ回転数、及びブラシ押し込み量のそれぞれについて、再堆積物の除去効果やクリーニング時間等を勘案し、上記した好適な範囲の中から選択すればよい。

（２）第２実施形態
本実施形態では、半導体装置としてMOSトランジスタを例にして、その製造工程に第１実施形態の基板クリーニング装置を使用する。

図１２〜図１３は、本実施形態に係る半導体装置の製造途中の断面図である。

最初に、図１２（ａ）に示す断面構造を得るまでの工程について説明する。

まず、n型又はp型のシリコン基板５０に素子分離溝を形成し、その素子分離溝の中にSTI(Shallow Trench Isolation)用の素子分離絶縁膜５１を埋め込む。

そして、素子分離絶縁膜５１で画定されたシリコン基板５０の活性領域にp型不純物をイオン注入してpウェル５５を形成した後、活性領域におけるシリコン基板５０の表面を熱酸化して、ゲート絶縁膜５２となる熱酸化膜を形成する。

次いで、そのゲート絶縁膜５２の上にCVD法でポリシリコン膜を形成する。場合によっては、ポリシリコン膜の上にCVD法でタングステンシリサイド膜を形成してもよい。その後に、ポリシリコン膜とタングステン膜とをパターニングしてゲート電極５４とする。

更に、シリコン基板５０の上側全面に絶縁膜を形成し、それをエッチバックしてゲート電極５４の横に絶縁性サイドウォール５３として残す。その絶縁膜として、例えばCVD法により酸化シリコン膜を形成する。

その後に、絶縁性サイドウォール５３とゲート電極５４とをマスクにするイオン注入により、pウェル５５にn型不純物をイオン注入して、n型ソース／ドレイン領域５６を形成する。

次に、図１２（ｂ）に示すように、シリコン基板５０の上側全面にカバー絶縁膜６０としてCVD法により酸窒化シリコン（SiON）膜を形成する。

更に、このカバー絶縁膜６０の上にCVD法により酸化シリコン（SiO₂）膜を形成し、それを層間絶縁膜６１とする。そして、ゲート電極５４等を反映して層間絶縁膜６１の上面に形成された凹凸を平坦化するため、CMP法により層間絶縁膜６１を研磨する。

その後に、層間絶縁膜６１の上にフォトレジストを塗布し、それを露光、現像してレジストパターン６２を形成する。そのレジストパターン６２は、n型ソース／ドレイン領域５６の上方に窓６２ａを備える。

続いて、図１２（ｃ）に示すように、窓６２ａを通じて層間絶縁膜６１とカバー絶縁膜６０とをドライエッチングし、n型ソース／ドレイン領域５６の上にコンタクトホール６１ａを形成する。

このドライエッチングは、例えば平行平板型プラズマエッチング装置を用いて行われる。そして、酸化シリコンよりなる層間絶縁膜６１に対するエッチングガスとしてはC₄F₈、Ar、O₂、及びCOの混合ガスを使用し、酸窒化シリコンよりなるカバー絶縁膜６０に対するエッチングガスとしてはCHF₃、Ar、及びO₂の混合ガスを使用する。

そのようなドライエッチングの際、エッチングガスがレジストパターン６２や絶縁膜６０、６１と化学反応を起こし、エッチングガス中に反応生成物が放出される。その反応生成物の一部はシリコン基板５０の裏面側にまわりこみ、該裏面の周縁部やシリコン基板５０の端面に再堆積膜を形成することがある。その再堆積膜は、剥離してパーティクルになり、半導体装置の歩留まりを低下させるおそれがある。

そこで、次の工程では、図１３（ａ）に示すように、第１実施形態で説明した基板クリーニング装置１（図１参照）を用いて、シリコン基板５０の裏面と端面とをクリーニングし、上記のような再堆積膜を除去する。

このクリーニング条件は特に限定されない。第１実施形態で説明したように、ブラシ１２のはみ出し量ΔFを５mm以内に抑えながら、シリコン基板５０を２００〜１０００rpm、例えば２８０rpmの回転数で回転させる。一方、ブラシ回転数については２０〜２００rpm、例えば６０rpmとする。また、押し込み量ΔHについては０．５mm〜３．５mm、例えば２mmとする。クリーニング時間は約５０秒である。更に、クリーニング中は、第１、第２洗浄液L1、L2として純水をシリコン基板５０の両面に噴きつける。

このクリーニング工程は、図１２（ｃ）のエッチング工程が終了した後に、成膜工程やエッチング工程等の他の工程を経ずに、連続して行うのが好ましい。これは、クリーニング前に他の工程を行ってしまうと、成膜やエッチングに使用されるチャンバ等が再堆積膜によって汚染され、歩留まり向上の効果をあげることができないおそれがあるからである。

この後に、エッチングのマスクとして使用したレジストパターン６２を除去する。

次に、図１３（ｂ）に示す断面構造を得るまでの工程について説明する。

まず、層間絶縁膜６１の上面とコンタクトホール６１ａの内面に、グルー膜６５としてスパッタ法によりチタン膜と窒化チタン膜とをこの順に形成する。そして、このグルー膜６５の上にCVD法によりタングステン膜６６を形成し、そのタングステン膜６６でコンタクトホール６１ａを完全に埋め込む。

その後に、層間絶縁膜６１の上の余分なタングステン膜６６とグルー膜６５とをCMP法により研磨し、これらの膜をコンタクトホール６１ａ内にのみ導電性プラグ６７として残す。

続いて、図１３（ｃ）に示すように、導電性プラグ６７と層間絶縁膜６１のそれぞれの上にアルミニウム膜を含む金属積層膜をスパッタ法で形成した後、その金属積層膜をパターニングして金属配線７０を形成する。

以上により、本実施形態に係る半導体装置の基本構造が完成した。

本実施形態によれば、図１３（ａ）の工程において、シリコン基板５０の裏面側に形成された再堆積膜をクリーニング装置１（図１参照）で除去する。第１実施形態で説明したように、基板クリーニング装置１は、基板の縁部を横から保持するため、特許文献１と比較して簡便な機構で基板を保持できる。

また、クリーニングに際しては、基板からブラシ１２をはみ出させるので、基板の端面専用のブラシを使用しなくても、ブラシ１２により該端面をクリーニングできる。

これにより、簡便な手法でシリコン基板５０の裏面に形成された再堆積膜をクリーニングできると共に、その再堆積膜に起因したパーティクルの発生が抑制され、半導体装置の歩留まりを向上させることが可能となる。

以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は上記各実施形態に限定されない。

例えば、上記ではエッチング工程後の再堆積膜を除去するためにクリーニング装置１を用いたが、CVD法等により基板に膜を形成した後にクリーニング装置１を用い、基板の裏面と端面とをクリーニングするようにしてもよい。また、クリーニング装置１を用いることにより、銅配線を形成するためのダマシンプロセスで堆積した再堆積膜を除去することも可能であって、これにより歩留まりが向上することも確認されている。

以下に、本発明の諸態様を付記にまとめる。

（付記１）半導体基板の縁部を保持する工程と、前記半導体基板の裏面の周縁部にブラシを摺接させることにより、前記半導体基板の裏面に付着している堆積物を除去する工程と、を有し、前記堆積物を除去する工程において、前記ブラシの一部を前記半導体基板の裏面からはみ出させることを特徴とする半導体装置の製造方法。

（付記２）前記堆積物を除去する工程において、前記半導体基板と前記ブラシの少なくとも一方を回転させることを特徴とする付記１に記載の半導体装置の製造方法。

（付記３）前記半導体基板を２００rpm〜１０００rpmの回転数で回転させ、前記ブラシを２０rpm〜２００rpmの回転数で回転させることを特徴とする付記２に記載の半導体装置の製造方法。

（付記４）前記堆積物を除去する工程において、前記ブラシの前記半導体基板からのはみ出し量の上限を５mmとすることを特徴とする付記１〜３のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。

（付記５）前記堆積物を除去する工程において、前記ブラシの前記半導体基板への押し込み量を０．５mm〜３．５mmとすることを特徴とする付記１〜４のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。

（付記６）前記堆積物を除去する工程において、前記半導体基板の前記裏面側に洗浄液を噴射しながら前記堆積物の除去を行うことを特徴とする付記１〜５のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。

（付記７）前記堆積物を除去する工程において、前記半導体基板の表面側にも前記洗浄液を噴射することを特徴とする付記６に記載の半導体装置の製造方法。

（付記８）前記ブラシとして樹脂毛材の束を使用することを特徴とする付記１〜７のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。

（付記９）前記半導体基板の上に形成された膜をエッチングする工程を更に有し、
前記堆積物を除去する工程において、前記膜をエッチングする工程で前記半導体基板の前記裏面側に周りこんだ前記堆積物を除去することを特徴とする付記１〜８のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。

（付記１０）前記膜をエッチングする工程の後に連続して、前記堆積物を除去する工程を行うことを特徴とする付記９に記載の半導体装置の製造方法。

（付記１１）前記堆積物を除去する工程において、複数のピンにより前記半導体基板の前記縁部を横から保持することを特徴とする付記１〜１０のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。

（付記１２）前記ピンの先端が、前記半導体基板の前記裏面よりも高く突出していることを特徴とする付記１１に記載の半導体装置の製造方法。

図１は、本発明の第１実施形態に係る基板クリーニング装置の構成図である。図２は、本発明の第１実施形態に係る基板クリーニング装置が備えるスピンベースの上面図である。図３は、本発明の第１実施形態に係る基板クリーニング装置を用いたクリーニング方法について説明するための断面図である。図４（ａ）、（ｂ）は、本発明の第１実施形態において、ブラシのはみ出し量がそれぞれ０mmと５mmの場合におけるブラシとその周囲の拡大平面図である図５は、本発明の第１実施形態におけるブラシのランディング方法の一例を示す断面図である。図６（ａ）、（ｂ）は、再堆積膜が周縁部に形成された半導体基板のクリーニング前後の写真を基にして描いた図である。図７（ａ）〜（ｃ）は、スピンベースの回転数を変えてクリーニングを行った後における半導体基板の写真を基にして描いた図である。図８（ａ）〜（ｄ）は、スピンベースの回転数を変えてクリーニングを行った後、半導体基板の素子形成面に付着した堆積物をパーティクルカウンターで測定して得られたウエハマップである。図９（ａ）、（ｂ）は、ブラシの回転数を変えてクリーニングを行った後における半導体基板の写真を基にして描いた図である。図１０（ａ）〜（ｃ）は、半導体基板へのブラシの押し込み量について説明するための断面図である。図１１（ａ）〜（ｃ）は、ブラシ１２の押し込み量を変えてクリーニングを行った後における半導体基板の写真を基にして描いた図である。図１２（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第２実施形態に係る半導体装置の製造途中の断面図（その１）である。図１３（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第２実施形態に係る半導体装置の製造途中の断面図（その２）である。

符号の説明

１…基板クリーニング装置、２…スピンベース、３…回転支柱、４…バックリンスノズル、５…保持ピン、５ａ…中心軸、５ｂ…突起、６…リンスノズル、１０…アーム、１１…モータ、１２…ブラシ、１２ａ…樹脂毛材、１３…ブラシ台座、５０…シリコン基板、５１…素子分離絶縁膜、５２…ゲート絶縁膜、５３…絶縁性サイドウォール、５４…ゲート電極、５５…pウェル、５６…n型ソース／ドレイン領域、６０…カバー絶縁膜、６１…層間絶縁膜、６１ａ…コンタクトホール、６２…レジストパターン、６２ａ…窓、６５…グルー膜、６６…タングステン膜、６７…導電性プラグ、７０…金属配線。

Claims

半導体基板の縁部を保持する工程と、
前記半導体基板の裏面に第１の洗浄液を供給し、かつ前記半導体基板の表面に第２の洗浄液を供給しながら、前記半導体基板の前記裏面の周縁部にブラシを摺接させることにより、前記半導体基板の前記裏面に付着している堆積物を前記ブラシで物理的に掻き落として除去する工程と、を有し、
前記堆積物を除去する工程において、前記ブラシの一部を前記半導体基板の外周から５mm以下のはみ出し量ではみ出させるとともに、前記半導体基板を２００ｒｐｍ以上１０００rpm以下の回転数で回転させ、前記ブラシを２０ｒｐｍ以上２００rpm以下の回転数で回転させることを特徴とする半導体装置の製造方法。
前記堆積物を除去する工程において、前記ブラシの前記半導体基板への押し込み量を０．５ｍｍ〜３．５ｍｍとすることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
前記ブラシとして樹脂毛材の束を使用することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
前記半導体基板の上に形成された膜をエッチングする工程を更に有し、
前記堆積物を除去する工程において、前記膜をエッチングする工程で前記半導体基板の前記裏面側に周りこんだ前記堆積物を除去することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
前記膜をエッチングする工程の後に連続して、前記堆積物を除去する工程を行うことを特徴とする請求項４に記載の半導体装置の製造方法。