JPH11354482A - 洗浄装置及び洗浄方法、並びにエッチング装置及びエッチング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 洗浄工程やエッチング処理の次の工程以降の
工程における不良の発生を低減することができる洗浄装
置及び洗浄方法、並びにエッチング装置及びエッチング
方法を提供する。 【解決手段】 半導体ウエーハの洗浄機１に、清浄度測
定装置２を備えて成る洗浄装置１０を構成し、清浄度測
定装置２によって洗浄後の半導体ウエーハＷの清浄度を
測定し、清浄度が基準値より低いときには、再度洗浄機
１で半導体ウエーハＷの洗浄を行う。半導体ウエーハの
エッチング装置から成るエッチング処理部２１に、半導
体ウエーハの表面に形成された膜の膜厚測定装置２２を
備えて成るエッチング装置３０を構成し、膜厚測定装置
２２でエッチング処理後の半導体ウエーハＷ表面の膜の
膜厚を測定し、エッチング量が基準値に足りないときに
は、膜厚に応じてエッチング時間を設定し、再度エッチ
ング処理部２１で半導体ウエーハＷのエッチングを行
う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエーハの
洗浄処理やエッチング処理に用いて好適な洗浄装置及び
洗浄方法、並びにエッチング装置及びエッチング方法に
係わる。

【０００２】

【従来の技術】半導体の不良の多くは、パーティクル付
着による汚染や原子状の金属による汚染や吸着有機物汚
染等があるために半導体基板（ウエーハ）の清浄度が低
くなっているために発生することが知られている。

【０００３】今後、半導体素子の高集積化や高機能化が
進むにつれてさらに半導体ウエーハの清浄度を高く保つ
必要がある。

【０００４】半導体製造工程ではウエーハを清浄にする
工程は洗浄工程しかない。そのために、洗浄工程で確実
にウエーハを洗浄し、清浄度を高くして次の工程に送る
必要がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の洗浄機は、固定
された洗浄条件の下で、即ち特定の種類の洗浄液を用い
て、規定された処理時間の間ウエーハを洗浄していた。

【０００６】この場合、異なる複数の洗浄工程の間で
は、洗浄液の薬液の種類や処理時間等洗浄方法が異なっ
ていることがあっても、同一の洗浄工程では、たとえウ
エーハの汚れ具合が異なっていたとしても、同一の洗浄
方法でウエーハが洗浄されていた。さらに、洗浄後のウ
エーハの清浄度は、時々抜き取り検査により測定される
以外には通常測定されないで次の工程に進むため、次の
工程において清浄度の高くない即ち汚れたウエーハが処
理されてしまうことになる。

【０００７】このような洗浄方法では、半導体ウエーハ
の清浄度を高く安定させることが困難であり、不良の発
生率を低減することはできない。その一方、高い清浄度
を確保するために過剰な洗浄方法を用いると、洗浄工程
に要する時間が長く必要になり、洗浄にかかるコストも
高くなってしまう。

【０００８】ところで、湿式あるいはガスや蒸気による
エッチング処理では、エッチング残りがないように、目
的のエッチング量に対して非常に過剰なエッチングがな
されるようにエッチング処理時間を設定するのが一般的
になっている。

【０００９】このため、エッチング処理時間が長くなっ
てしまう欠点があり、さらに、エッチングが終了した表
面が長く薬品に接触するため、表面荒れ等の不具合が生
じる可能性がある。

【００１０】また、エッチングの際に洗浄液に必要以上
に浸漬すると、洗浄液中にある不純物がウエーハ表面へ
吸着される量が増加するという欠点もある。例えば、シ
リコン酸化膜をエッチングするために希フッ酸処理する
場合には、フッ酸中に銅の不純物があると、処理時間の
経過と共にウエーハ表面への銅の吸着量が増加し、これ
が前述の不良の原因となる。従って、不要なエッチング
処理時間をなるべく少なくする必要がある。

【００１１】上述した問題の解決のために、本発明にお
いては、洗浄工程やエッチング処理の次の工程以降の工
程における不良の発生を低減することができる洗浄装置
及び洗浄方法、並びにエッチング装置及びエッチング方
法を提供するものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の洗浄装置は、半
導体ウエーハの洗浄機に、半導体ウエーハの清浄度測定
装置を備えて成るものである。

【００１３】本発明の洗浄方法は、洗浄機に組み込んだ
清浄度測定装置によって洗浄後の半導体ウエーハの清浄
度を測定し、清浄度が基準値より低いときには、再度半
導体ウエーハの洗浄を行うものである。

【００１４】本発明のエッチング装置は、半導体ウエー
ハのエッチング装置から成るエッチング処理部に、半導
体ウエーハの表面に形成された膜の膜厚測定装置を備え
て成るものである。

【００１５】本発明のエッチング方法は、エッチング装
置に組み込んだ膜厚測定装置でエッチング処理後の半導
体ウエーハ表面の膜の膜厚を測定し、エッチング量が基
準値に足りないときには、膜厚の測定値に応じてエッチ
ング時間を設定し、再度エッチング処理を行うものであ
る。

【００１６】上述の本発明の洗浄装置によれば、洗浄機
に清浄度測定装置を備えた構成とすることにより、洗浄
後の半導体ウエーハの清浄度を測定して、清浄度の基準
を満たしているか判定することができる。

【００１７】上述の本発明の洗浄方法によれば、清浄度
測定装置によって清浄度を判定して、清浄度が悪いとき
には、再度洗浄を行うことにより、充分な清浄度の半導
体ウエーハを次の工程に渡すことができる。従って、次
の工程において清浄度の低い汚れたウエーハが処理され
ることを防止することができる。

【００１８】上述の本発明のエッチング装置によれば、
エッチング処理部に半導体ウエーハの表面に形成された
膜の膜厚測定装置を備えた構成とすることにより、エッ
チング後のエッチングされた膜の膜厚を測定して、膜厚
が基準を満たしているか判定することができる。

【００１９】上述の本発明のエッチング方法によれば、
膜厚測定装置でエッチング処理後のウエーハ表面の膜の
膜厚を測定し、エッチング量が足りないときには、膜厚
に応じてエッチング時間を決定し、再度エッチングを行
うことにより、エッチング量を最適化してエッチングを
行って半導体ウエーハを次の工程に渡すことができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明は、半導体ウエーハの洗浄
機に、半導体ウエーハの清浄度測定装置を備えて成る洗
浄装置である。

【００２１】また本発明は、上記洗浄装置において、清
浄度測定装置が、洗浄機による洗浄工程中に半導体ウエ
ーハの清浄度を測定可能な装置である構成とする。

【００２２】本発明は、洗浄機に組み込んだ清浄度測定
装置によって洗浄後の半導体ウエーハの清浄度を測定
し、清浄度が基準値より低いときには、再度半導体ウエ
ーハの洗浄を行う洗浄方法である。

【００２３】また本発明は、上記洗浄方法において、再
度半導体ウエーハの洗浄を行う前に、清浄度に応じて洗
浄方法及び洗浄時間を決定する。

【００２４】また本発明は、上記洗浄方法において、洗
浄機に組み込んだ清浄度測定装置によって洗浄前の半導
体ウエーハの清浄度を測定し、洗浄工程の処理条件を設
定して半導体ウエーハの洗浄を行う。

【００２５】本発明は、半導体ウエーハのエッチング装
置から成るエッチング処理部に、半導体ウエーハの表面
に形成された膜の膜厚測定装置を備えて成るエッチング
装置である。

【００２６】また本発明は、上記エッチング装置におい
て、膜厚測定装置が、エッチング処理部によるエッチン
グ処理中に半導体ウエーハの表面に形成された膜の膜厚
を測定可能な装置である構成とする。

【００２７】また本発明は、上記エッチング装置におい
て、エッチング処理中の膜厚測定装置による測定の結果
を用いて、エッチング処理の時間の長さの調節が行われ
る構成とする。

【００２８】本発明は、エッチング装置に組み込んだ膜
厚測定装置でエッチング処理後の半導体ウエーハ表面の
膜の膜厚を測定し、エッチング量が基準値に足りないと
きには、膜厚の測定値に応じてエッチング時間を設定
し、再度エッチング処理を行うエッチング方法である。

【００２９】本発明に係る洗浄装置及び洗浄方法の一実
施の形態として、半導体ウエーハの洗浄装置の概略構成
図（ブロック図）を図１に示す。

【００３０】図１に示す半導体ウエーハの洗浄装置１０
は、半導体ウエーハの洗浄機１と清浄度測定装置２とを
備え、これら洗浄機１及び清浄度測定装置２とが接続さ
れて、半導体ウエーハＷがこれらの間を移動可能となる
ように構成されている。また、洗浄機１の前段にはロー
ダ部３、清浄度測定装置２の後段にはアンローダ部４が
設けられ、外部との半導体ウエーハＷの出し入れが行わ
れる。

【００３１】好ましくは、洗浄装置１０内での半導体ウ
エーハＷの移動は、制御プログラムにより自動的に行わ
れるように構成する。そして、半導体ウエーハＷが洗浄
装置１０にセットされると自動的に洗浄機１及び清浄度
測定装置２間を移送できるように構成する。

【００３２】続いて、この洗浄装置１０を用いた洗浄方
法の第１の形態を、図２のフローチャートに従って説明
する。ここでは、洗浄機１としてウエーハを１枚ずつ洗
浄する洗浄機即ち枚葉式の洗浄機１と、清浄度測定装置
２としてパーティクル測定器を組み合わせた場合につい
て説明する。また、洗浄機１で用いる洗浄液は、パーテ
ィクル汚染を除去するための洗浄液Ｐと、金属汚染を除
去する洗浄液Ｍとの２種類を用いるとして説明する。

【００３３】最初に、ローダ部３から半導体ウエーハＷ
が洗浄装置１０に導入され、洗浄機１内にセットされ
る。そして、図２中ステップＳ１１において、この半導
体ウエーハＷに対して、洗浄液Ｐを用いた洗浄処理と、
洗浄液Ｍを用いた洗浄処理が順次なされる。

【００３４】このとき、洗浄液Ｐ及び洗浄液Ｍの洗浄条
件は、予め洗浄力を評価して必要な処理時間を決めてお
く。

【００３５】洗浄処理が終了すると、半導体ウエーハＷ
が洗浄機１から清浄度測定装置２に自動的に送られる。
そして、ステップＳ１２において、清浄度測定装置２に
よる清浄度の測定が行われる。即ち例えばパーティクル
測定器により半導体ウエーハＷのパーティクル数が測定
される。或いは例えば金属汚染濃度などが測定される。

【００３６】続いて、ステップＳ１３において、清浄度
測定装置２による測定結果に対して、清浄度の基準値に
基づいて清浄度の判定が行われる。ここで、清浄度の基
準値の範囲に対して、測定値が合格の範囲内であれば、
洗浄工程終了となり、半導体ウエーハＷがアンローダ部
４を通じて次の工程に送られる。一方、清浄度の基準値
の範囲に対して、測定値が不合格の場合即ち清浄度が基
準値より低い場合には、半導体ウエーハＷが再び洗浄機
１に送られて、ステップＳ１１の洗浄処理が行われる。
洗浄後に再び清浄度測定装置２による清浄度の測定が行
われる。以下、測定値が合格の範囲内になるまで洗浄と
測定が繰り返される。

【００３７】即ち例えばパーティクル数が予め設定して
おいた数よりも少ない場合には、洗浄は終了し、次の工
程に進む。これに対して、パーティクル数が予め設定し
ておいた数よりも多い場合には、自動的に洗浄機１に送
られて、再度洗浄液Ｐの洗浄処理を行い、その後パーテ
ィクル測定器に送られる。

【００３８】尚、清浄度を測定し判定した結果が不合格
の場合には洗浄液Ｐのみの洗浄を再度行うとしている
が、洗浄液Ｐと洗浄液Ｍの両方による洗浄を行ってもよ
い。尚、両方行う場合の順序は予め決めておく。

【００３９】また、上述のように洗浄液Ｐによる洗浄を
再度行う代わりに、再洗浄専用の洗浄液を用意してお
き、その再洗浄専用の洗浄液で洗浄するようにしてもよ
い。ここで、再洗浄専用の洗浄液は、洗浄工程に用いた
洗浄液以外の種類の洗浄液や同一種で濃度が異なる洗浄
液を用いてもよい。

【００４０】このようにして、半導体ウエーハＷは、清
浄度の基準に合格するまで、洗浄処理が繰り返され、清
浄度が一定以上に保たれた半導体ウエーハＷが得られ
る。また、成膜工程等の次の工程に、清浄度が低い半導
体ウエーハＷが行くことがなくなるので、不良の発生が
低減される。

【００４１】そして、洗浄液の種類や複数の洗浄液を使
う順番、処理時間等洗浄処理の内容を適切に設定するこ
とができるため、洗浄時間の短縮ができ、また洗浄液や
リンス用純水等の使用量を低減することができるため、
洗浄処理のコストを低減することができる。

【００４２】尚、上述の実施の形態においては、枚葉式
の洗浄機１として説明したが、洗浄機１はどのような形
式のものであってもよく、例えば多数の半導体ウエーハ
を同時に洗浄するバッチ式、１枚ずつ洗浄する枚葉式、
洗浄液に漬ける浸漬式、半導体ウエーハを回転させなが
ら洗浄液を滴下するスピン式のいずれの方式の洗浄機に
も適用することができる。

【００４３】さらに、洗浄目的として、複数の異なる種
類の汚染、例えば、パーティクル汚染、金属汚染、有機
物汚染等を除去するために、独立した複数の洗浄液を用
いるようにしてもよい。また、複数種の汚染を除去する
ことができる洗浄液の組み合わせでもよい。

【００４４】上述の実施の形態では、清浄度測定装置２
をパーティクル測定器として説明したが、実施する洗浄
方法によって高める必要のある清浄度を測定することの
できる測定装置であれば他の種類の測定装置であっても
よい。

【００４５】また、清浄度測定装置２は１台の洗浄機１
に対して複数設けてもよく、その場合異なる種類の清浄
度測定装置２を設けるようにしてもよい。例えば上述の
パーティクル測定器に加えて、金属汚染量を測定する測
定装置を加えて２種類の清浄度測定装置２を備えた構成
としてもよい。このとき、２種類の測定装置２の清浄度
の判定基準に基づいて、再洗浄を行うようにしてもよ
い。また、このときの再洗浄は、洗浄液Ｐと洗浄液Ｍの
どちらか一方の、或いは両方の組み合わせで行ってもよ
く、再洗浄用の洗浄液によって行ってもよい。

【００４６】尚、バッチ式洗浄の洗浄機１に適用する場
合には、同時に洗浄した同一バッチの半導体ウエーハＷ
の全てを対象として測定するのではなく、同一バッチ中
の１枚以上の半導体ウエーハＷの清浄度を測定して清浄
度を判定してもよい。

【００４７】上述の実施の形態では、洗浄液を用いて湿
式洗浄を行ったが、液体の代わりに蒸気やガスによる乾
式洗浄を行ってもよく、洗浄手段は特に限定されない。

【００４８】次に、洗浄方法の他の形態を、図３のフロ
ーチャートに従って説明する。最初に、ローダ部３から
半導体ウエーハＷが洗浄装置１０に導入され、洗浄機１
内にセットされる。そして、図３中ステップＳ２１にお
いて、この半導体ウエーハＷに対して、例えば洗浄液Ｐ
を用いた洗浄処理と、洗浄液Ｍを用いた洗浄処理が順次
なされる。

【００４９】洗浄処理が終了すると、半導体ウエーハＷ
が洗浄機１から清浄度測定装置２に自動的に送られる。
そして、ステップＳ２２において、清浄度測定装置２に
よる清浄度の測定が行われる。

【００５０】続いて、ステップＳ２３において、測定結
果から清浄度の基準値に基づいて清浄度の判定が行われ
る。ここで、清浄度の基準値の範囲に対して、測定値が
合格の範囲内であれば、洗浄工程終了となり、半導体ウ
エーハＷがアンローダ部４を通じて次の工程に送られ
る。

【００５１】一方、清浄度の基準値の範囲に対して、測
定値が不合格の場合即ち基準値より清浄度が低い場合に
は、半導体ウエーハＷが再び洗浄機１に送られると共
に、ステップＳ２４において、測定結果に応じて清浄度
の基準値に基づいて、再洗浄の洗浄条件の設定が行われ
る。

【００５２】そして、設定した洗浄条件に従って、ステ
ップＳ２１の洗浄処理が行われる。洗浄後に再び清浄度
測定装置２による清浄度の測定が行われる。以下、測定
値が合格の範囲内になるまで洗浄と測定及び洗浄条件の
設定が繰り返される。

【００５３】このようにして洗浄を行うことにより、前
述の洗浄方法の形態と同様に、清浄度の基準に合格する
まで、洗浄処理が繰り返され、清浄度が一定以上に保た
れた半導体ウエーハＷが得られると共に、成膜工程等の
次の工程に、清浄度が低い半導体ウエーハＷが行くこと
がなくなるので、不良の発生が低減される。

【００５４】そして、この洗浄方法の場合には特に、洗
浄度の判定で不合格になった半導体ウエーハＷの再洗浄
工程を、ステップＳ２４において、清浄度の測定結果に
応じて清浄度の基準値に基づいて洗浄条件を設定してい
るので、再洗浄工程の洗浄条件が最適化される。従っ
て、洗浄液の使用量や再洗浄の処理時間を過不足なく制
御して、洗浄処理のコストの最適化を図ることができ、
再洗浄工程の繰り返し回数を低減することも可能とな
る。

【００５５】尚、ステップＳ２４における清浄度の測定
結果から再洗浄工程の洗浄条件を設定する工程は、測定
結果を考察して洗浄条件を設定するようにしてもよい
が、好ましくは、制御プログラムにより測定結果から洗
浄条件が算出されて自動的に設定されるように構成す
る。

【００５６】次に、洗浄方法のさらに他の形態を、図４
のフローチャートに従って説明する。この形態では、洗
浄工程の前に、予め洗浄する半導体ウエーハＷの清浄度
を測定して、その測定結果を基に洗浄条件を設定して洗
浄工程を行うものである。

【００５７】最初に、ローダ部３から半導体ウエーハＷ
が洗浄装置１０に導入され、洗浄機１内にセットされ
る。そして、図４中ステップＳ３１において、洗浄前に
予め半導体ウエーハＷの清浄度を清浄度測定装置２によ
って測定する。

【００５８】次に、ステップＳ３２において、清浄度の
測定結果に応じて、予め設定されている基準に基づい
て、例えば使用する洗浄液の種類、複数の洗浄液で洗浄
する場合の洗浄の順番及びそれぞれの洗浄時間等の洗浄
条件を設定する。

【００５９】次に、ステップＳ３３において、この半導
体ウエーハＷに対して、例えば洗浄液Ｐを用いた洗浄処
理と、洗浄液Ｍを用いた洗浄処理が順次なされる。

【００６０】そして、洗浄工程が終了した後、ステップ
Ｓ３４において、再び清浄度測定装置２による清浄度の
測定が行われる。

【００６１】続いて、ステップＳ３５において、清浄度
の測定結果に応じて清浄度の基準値に基づいて清浄度の
判定が行われる。ここで、清浄度の基準値の範囲に対し
て、測定値が合格の範囲内であれば、洗浄工程終了とな
り、半導体ウエーハＷがアンローダ部４を通じて次の工
程に送られる。

【００６２】一方、清浄度の基準値の範囲に対して、測
定値が不合格の場合即ち清浄度が基準値より低い場合に
は、半導体ウエーハＷが再び洗浄機１に送られると共
に、ステップＳ３６において、測定結果に応じて清浄度
の基準値に基づいて、再洗浄の洗浄条件の設定が行われ
る。

【００６３】そして、設定した洗浄条件に従って、ステ
ップＳ３３の洗浄処理が行われる。洗浄後に再び清浄度
測定装置２による清浄度の測定が行われる。以下、測定
値が合格の範囲内になるまで洗浄と測定及び洗浄条件の
設定が繰り返される。

【００６４】このようにして洗浄を行うことにより、前
述の洗浄方法の形態と同様に、清浄度の基準に合格する
まで洗浄処理が繰り返され、清浄度が一定以上に保たれ
た半導体ウエーハＷが得られると共に、成膜工程等の次
の工程に、清浄度が低い半導体ウエーハＷが行くことが
なくなるので、不良の発生が低減される。

【００６５】また、洗浄度の判定で不合格になった半導
体ウエーハＷの再洗浄工程を、ステップＳ３６におい
て、清浄度の測定結果に応じて清浄度の基準値に基づい
て洗浄条件を設定しているので、再洗浄工程の洗浄条件
が最適化される。

【００６６】そして、この洗浄方法の場合には特に、ス
テップＳ３１において予め半導体ウエーハの清浄度を測
定し、ステップＳ３２において清浄度の測定結果に応じ
て清浄度の基準値に基づいて洗浄条件を設定しているの
で、ステップＳ３３における最初の洗浄工程の洗浄条件
が最適化される。従って、最初の洗浄工程における洗浄
液の使用量や再洗浄の処理時間を過不足なく制御して、
洗浄処理のコストの最適化を図ることができると共に、
ステップＳ３５における清浄度の判定で不合格となり再
洗浄工程を必要とする半導体ウエーハＷの数が低減され
ることが期待される。

【００６７】尚、上述の実施の形態では、複数の洗浄液
を用いて、それぞれの洗浄液による洗浄を連続して行う
ように説明しているが、複数の洗浄液を用いる場合に
は、先の洗浄（例えば洗浄液Ｐによる洗浄）と次の洗浄
（例えば洗浄液Ｍによる洗浄）との間に清浄度測定を行
ってもよく、必要であれば、その清浄度測定結果をもと
に、次の別の洗浄液による洗浄の前に、予め設定されて
いる基準に従って、先に行った洗浄を再度行ってもよ
い。

【００６８】上述の実施の形態では、清浄度の測定を一
連の洗浄液での洗浄が終了した後、或いはある洗浄液の
処理後としたが、可能であれば、洗浄処理中に清浄度を
測定し、清浄度が予め決められた清浄度になるまで洗浄
を続けるようにしてもよい。このように、洗浄処理中に
清浄度を測定することが可能な洗浄装置を次に示す。

【００６９】本発明に係る洗浄装置及び洗浄方法の他の
実施の形態として、半導体ウエーハの洗浄装置の概略構
成図（ブロック図）を図５に示す。

【００７０】本実施の形態の洗浄装置２０は、洗浄機１
と清浄度測定装置２とを一体化して構成されたものであ
る。

【００７１】この場合も基本的な洗浄の流れは、図１の
洗浄装置１０と同様に、先に図２〜図４に示したフロー
チャートに従って行うことができる。

【００７２】そして、このように洗浄機１内に清浄度測
定装置２を設けることにより、洗浄後に清浄度を測定し
て再洗浄を行うまでの工程、即ち先に図２〜図４に示し
たフローチャートに従う一連の流れを、半導体ウエーハ
Ｗの出し入れを伴わないで行うことができる。従って、
清浄度の測定を行うために必要となる時間を低減するこ
とができる。

【００７３】好ましくは、さらに洗浄工程中に清浄度の
測定を行えるように構成する。そして、清浄度の測定結
果に応じて清浄度の基準値に基づいて、洗浄工程の時間
や洗浄条件を調節して引き続き洗浄を行うようにして、
充分に清浄度を高めることができるようにする。

【００７４】具体的には、例えば前述のスピン式の洗浄
機１の場合、図６に示すように洗浄機１を構成する。こ
の洗浄機１は、半導体ウエーハＷを固定する固定部材１
１と、固定部材１１を中心を通り主面に垂直な回転軸の
回りに回転駆動させるモータ１２と、上方に洗浄液を供
給するノズル１３とを備えてスピン式の洗浄機１を構成
している。そして、上方に清浄度測定装置２として、レ
ーザ光の反射を用いた清浄度測定装置２の光源２Ａと測
定部２Ｂとを備えて成る。光源２Ａは半導体ウエーハＷ
へのレーザ光の入射角度及びレーザ光の入射位置を変え
るように移動可能な構成とされる。

【００７５】尚、ノズル１３は、固定されていてもよい
が、図６中矢印と点線に示すように洗浄工程中は固定部
材１１に固定された半導体ウエーハＷ上にあり、清浄度
測定工程中は半導体ウエーハＷ上から外れた位置にある
ように移動する機構を有していてもよい。

【００７６】そして、この図６に示す構成の洗浄機１に
おいては、モータ１２により半導体ウエーハＷを回転さ
せながらノズル１３から洗浄液を供給して洗浄を行った
後、すみやかに清浄度測定装置２により清浄度の測定を
行い、この測定結果に応じて清浄度の基準値に基づい
て、必要に応じて洗浄条件の調整を行って、引き続きノ
ズル１３から洗浄液を供給して洗浄を行うようにする。
これにより、半導体ウエーハＷの清浄度が充分高められ
るまで洗浄を行うことができる。

【００７７】また、洗浄機１が枚葉式やバッチ式等の洗
浄機１である場合も、同様に清浄度測定装置２を内部に
備えた洗浄機１を構成することにより同様の効果を得る
ことができる。

【００７８】次に、本発明に係るエッチング装置及びエ
ッチング方法の一実施の形態として、半導体ウエーハの
エッチング装置の概略構成図（ブロック図）を図７に示
す。

【００７９】図７に示す半導体ウエーハのエッチング装
置３０は、半導体ウエーハのエッチング装置からなるエ
ッチング処理部２１と、エッチングされた膜の膜厚を測
定する膜厚測定装置２２とを備え、これらエッチング処
理部２１及び膜厚測定装置２２とが接続されて、半導体
ウエーハＷがこれらの間を移動可能となるように構成さ
れている。また、エッチング処理部２１の前段にはロー
ダ部２３、膜厚測定装置２２の後段にはアンローダ部２
４が設けられ、外部との半導体ウエーハＷの出し入れが
行われる。

【００８０】好ましくは、エッチング装置３０内での半
導体ウエーハＷの移動は、制御プログラムにより自動的
に行われるように構成する。そして、半導体ウエーハＷ
がエッチング装置３０にセットされると自動的にエッチ
ング処理部２１及び膜厚測定装置２２間を移送できるよ
うに構成する。

【００８１】このエッチング装置３０でも、一般的な湿
式あるいはガスや蒸気によるエッチングと同様に、半導
体ウエーハＷをエッチング溶液やエッチングガス中に必
要な時間、浸漬あるいは暴露してエッチングを行う。

【００８２】続いて、このエッチング装置３０を用いた
エッチング方法の形態を、図８のフローチャートに従っ
て説明する。最初に、ローダ部２３から半導体ウエーハ
Ｗがエッチング装置３０に導入され、エッチング装置３
０内にセットされる。そして、図８中ステップＳ４１に
おいて、この半導体ウエーハＷに対して、予め測定した
エッチングレートをもとに決められた時間、浸漬あるい
は暴露してエッチングを行う。

【００８３】エッチングが終了すると、半導体ウエーハ
Ｗがエッチング処理部２１から膜厚測定装置２２に自動
的に送られる。

【００８４】そして、ステップＳ４２において、膜厚測
定装置２２による膜厚の測定が行われる。

【００８５】続いて、ステップＳ４３において、測定結
果に対して残膜量の基準値に基づいて残膜量の判定が行
われる。ここで、残膜量の測定値と予め残膜量の基準値
に基づいて設定してある判定基準を基に、測定値が合格
の範囲内であれば、エッチング処理終了となり、半導体
ウエーハＷがアンローダ部２４を通じて次の工程に送ら
れる。

【００８６】一方、残膜量の基準値に基づいて、測定値
が不合格の場合即ちエッチング量が基準値に足りない場
合には、半導体ウエーハＷが再びエッチング処理部２１
に送られると共に、ステップＳ４４において、測定結果
に応じて残膜量の基準値に基づいて、必要なエッチング
量を求めて、予め分かっているエッチングレートをもと
にエッチング時間を設定する。

【００８７】そして、設定したエッチング時間、再度ス
テップＳ４１のエッチング処理が行われる。このエッチ
ング処理後に再び膜厚測定装置２２による膜厚の測定が
行われる。以下、測定値が合格の範囲内になるまでエッ
チングと膜厚測定及びエッチング時間の設定が繰り返さ
れる。

【００８８】このようにしてエッチング処理を行うこと
により、残膜量の基準に合格するまで、エッチング処理
が繰り返され、残膜量が最適化されると共に、成膜工程
等の次の工程における不良の発生が低減される。

【００８９】また、残膜量の判定で不合格になった半導
体ウエーハＷの再エッチング処理を、ステップＳ４４に
おいて、膜厚の測定結果に応じて残膜量の基準値に基づ
いてエッチング時間を設定しているので、再エッチング
処理のエッチング時間が最適化され、また再エッチング
処理後の残膜量もより最適化される。この結果、エッチ
ング処理の時間の短縮やエッチング残りの解消ができる
と共に、オーバーエッチングや必要とされる時間以上の
処理時間エッチングすることがなく、エッチング液に長
く曝されることで発生する面荒れや不純物の吸着を防止
することができる。

【００９０】さらに、エッチング液又はエッチングガス
の総使用量を過不足なく制御し、エッチング処理の時間
を過不足なく制御することができるため、エッチング処
理のコストの低減を図ることができる。

【００９１】尚、ステップＳ４４における膜厚の測定結
果に応じて再エッチング処理の処理時間を設定する工程
は、測定結果を考察して処理時間を設定するようにして
もよいが、好ましくは、制御プログラムにより測定結果
に応じて処理時間が算出されて自動的に設定されるよう
に構成する。

【００９２】尚、再度エッチング処理を行う際に、再エ
ッチング専用のエッチング液やエッチングガス等を最初
のエッチング処理のものとは別に用意してもよい。ここ
で、最初のエッチングが液体によるエッチングで、再エ
ッチングにはガスを用いる場合や、その逆となる場合
等、エッチングの内容に違いがあってもよい。

【００９３】上述の実施の形態では、膜厚の測定をエッ
チング処理が終了した後としたが、可能であれば、エッ
チング処理中に膜厚を測定し、残膜量が予め決められた
量になるまでエッチング処理を続けるようにしてもよ
い。このように、エッチング処理中に膜厚を測定するこ
とが可能なエッチング装置を次に示す。

【００９４】本発明に係るエッチング装置及びエッチン
グ方法の他の実施の形態として、半導体ウエーハのエッ
チング装置の概略構成図（ブロック図）を図９に示す。

【００９５】本実施の形態のエッチング装置４０は、エ
ッチング処理部２１と膜厚測定装置２２とを一体化して
構成されたものである。

【００９６】この場合も基本的なエッチング処理の流れ
は、図７のエッチング装置３０と同様に、先に図８に示
したフローチャートに従って行うことができる。

【００９７】そして、このようにエッチング処理部２１
内に膜厚測定装置２２を設けることにより、エッチング
処理後に膜厚を測定して再度エッチング処理を行うまで
の工程、即ち先に図８に示したフローチャートに従う一
連の流れを、半導体ウエーハＷの出し入れを伴わないで
行うことができる。従って、膜厚の測定を行うために必
要となる時間を低減することができる。

【００９８】好ましくは、さらにエッチング処理中に膜
厚の測定を行えるように構成する。そして、膜厚の測定
結果に応じて、残膜量の基準に基づいて、エッチング処
理の処理時間を延長或いは短縮するように調節して引き
続きエッチング処理を行うようにして、エッチング量を
最適化することができるようにする。

【００９９】上述の本発明の洗浄装置及び洗浄方法、並
びにエッチング装置及びエッチング方法は、半導体ウエ
ーハＷの処理装置や成長装置として一般的に用いられて
いるいわゆるクラスターツールにも適用することができ
る。本発明を適用したクラスターツールの概略構成図
（平面図）を図１０に示す。

【０１００】このクラスターツール５０は、半導体ウエ
ーハＷの外部との出し入れを行うローダ・アンローダ部
５１と、洗浄機１又はエッチング処理部２１により構成
される処理装置部５２と、清浄度測定装置２又は膜厚測
定装置２２により構成される測定部５３と、半導体ウエ
ーハＷに成膜を行う成膜部５４とを有して構成されてい
る。半導体ウエーハＷは、アーム（図示せず）等を用い
て、図中矢印に示すように、各部５１，５２，５３，５
４に出し入れがなされる。

【０１０１】このクラスターツール５０において、前述
のフローチャートに従って、洗浄工程又はエッチング処
理と、清浄度又は膜厚の測定とを行うことにより、清浄
度やエッチング量を最適なものとすることができる。

【０１０２】尚、クラスターツールに適用する場合も前
述の場合と同様に、洗浄機１又はエッチング装置２１に
より構成される処理装置部５２内に、清浄度測定装置２
又は膜厚測定装置２２を備える構成としてもよい。ま
た、成膜部５４を複数設ける構成や、成膜後の後処理を
行う処理装置部を設ける構成としてもよい。

【０１０３】本発明の洗浄装置及び洗浄方法、並びにエ
ッチング装置及びエッチング方法は、上述の実施の形態
に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない
範囲でその他様々な構成が取り得る。

【０１０４】

【発明の効果】上述の本発明による洗浄装置及び洗浄方
法によれば、洗浄処理後の半導体ウエーハの清浄度を一
定以上に保つことができ、不良を減少させることができ
る。

【０１０５】また、洗浄液の種類や複数の洗浄液を使う
順番、処理時間等洗浄処理の内容を適切に設定すること
ができるため、洗浄時間の短縮ができ、また洗浄液やリ
ンス用純水等の使用量を低減することができるため、洗
浄処理のコストを低減することができる。

【０１０６】上述の本発明によるエッチング装置及びエ
ッチング方法によれば、エッチング処理後の膜厚を測定
し、必要に応じて再度エッチング処理を行うことによ
り、エッチング後の残膜量が最適化される、また、面荒
れを防止し不純物の吸着を抑制することができ、成膜工
程等の次の工程における不良の発生が低減される。

【０１０７】さらに、エッチング液又はエッチングガス
の総使用量を過不足なく制御し、エッチング処理の時間
を過不足なく制御することができるため、エッチング処
理コストの低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の半導体ウエーハの洗浄
装置の概略構成図である。

【図２】本発明の洗浄方法の一形態のフローチャートで
ある。

【図３】本発明の洗浄方法の他の形態のフローチャート
である。

【図４】本発明の洗浄方法のさらに他の形態のフローチ
ャートである。

【図５】本発明の他の実施の形態の半導体ウエーハの洗
浄装置の概略構成図である。

【図６】洗浄度測定装置を備えたスピン式の洗浄機の概
略構成図である。

【図７】本発明の一実施の形態の半導体ウエーハのエッ
チング装置の概略構成図である。

【図８】本発明のエッチング方法の一形態のフローチャ
ートである。

【図９】本発明の他の実施の形態の半導体ウエーハのエ
ッチング装置の概略構成図である。

【図１０】本発明を適用したクラスターツールの概略構
成図である。

【符号の説明】

１…洗浄機、２…清浄度測定装置、２Ａ…光源、２Ｂ…
測定部、３，２３…ローダ部、４，２４…アンローダ
部、１０，２０…洗浄装置、１１…固定部材、１２…モ
ータ、１３…ノズル、２１…エッチング処理部、２２…
膜厚測定装置、３０，４０…エッチング装置、５０…ク
ラスターツール、５１…ローダ・アンローダ部、５２…
処理装置部、５３…測定部、５４…成膜部、Ｗ…半導体
ウエーハ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体ウエーハの洗浄機に、 上記半導体ウエーハの清浄度測定装置を備えて成ること
   を特徴とする洗浄装置。
2. 【請求項２】 上記清浄度測定装置が、上記洗浄機によ
   る洗浄工程中に上記半導体ウエーハの清浄度を測定可能
   な装置であることを特徴とする請求項１に記載の洗浄装
   置。
3. 【請求項３】 洗浄機に組み込んだ清浄度測定装置によ
   って洗浄後の半導体ウエーハの清浄度を測定し、 清浄度が基準値より低いときには、再度上記半導体ウエ
   ーハの洗浄を行うことを特徴とする洗浄方法。
4. 【請求項４】 再度上記半導体ウエーハの洗浄を行う前
   に、清浄度に応じて洗浄方法及び洗浄時間を決定するこ
   とを特徴とする請求項３に記載の洗浄方法。
5. 【請求項５】 洗浄機に組み込んだ清浄度測定装置によ
   って洗浄前の上記半導体ウエーハの清浄度を測定し、洗
   浄工程の処理条件を設定して上記半導体ウエーハの洗浄
   を行うことを特徴とする請求項３に記載の洗浄方法。
6. 【請求項６】 半導体ウエーハのエッチング装置から成
   るエッチング処理部に、 上記半導体ウエーハの表面に形成された膜の膜厚測定装
   置を備えて成ることを特徴とするエッチング装置。
7. 【請求項７】 上記膜厚測定装置が、上記エッチング処
   理部によるエッチング処理中に該半導体ウエーハの表面
   に形成された膜の膜厚を測定可能な装置であることを特
   徴とする請求項６に記載のエッチング装置。
8. 【請求項８】 上記エッチング処理中の上記膜厚測定装
   置による膜厚の測定結果を用いて、上記エッチング処理
   の時間の長さの調節が行われることを特徴とする請求項
   ７に記載のエッチング装置。
9. 【請求項９】 エッチング装置に組み込んだ膜厚測定装
   置でエッチング処理後の半導体ウエーハ表面の膜の膜厚
   を測定し、 エッチング量が基準値に足りないときには、上記膜厚の
   測定値に応じてエッチング時間を設定し、再度エッチン
   グ処理を行うことを特徴とするエッチング方法。