(57)【要約】【課題】基板裏面，基板ベベル及び外周に付着したルテニウム膜を容易に、エッチング残りなくエッチング除去することを目的とする。【解決手段】基板５表面にルテニウム等の成膜処理を行った後、基板５をローラー４で保持しながら回転させ、コの字型のジグ３で基板５を挟み込み、コの字型のジグ３上部からエッチング液を供給することにより、基板裏面，基板ベベル及び外周に付着したルテニウム膜を容易に、エッチング残りなくエッチング除去することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に成膜処理をした後、余分な膜をエッチング除去する処理を行い、
前記基板の外周部分に当接して前記基板を回転させる１または複数のローラーと、
前記基板の任意の位置を挟みこんで前記基板にエッチング薬液を供給する１または複数の薬液処理用コの字型ジグと、
前記基板の任意の位置を挟みこんで前記基板に洗浄水を供給する１または複数のリンス用コの字型ジグと、
前記基板の任意の位置を挟みこんで前記基板を乾燥させる１または複数の乾燥用コの字型ジグと
を有することを特徴とする半導体製造装置。
【請求項２】
前記薬液処理用コの字型ジグが、前記エッチング薬液を上部からかけるとともに下部から吸引する構造であることを特徴とする請求項１記載の半導体製造装置。
【請求項３】
前記薬液処理用コの字型ジグが液吐出流路制御板を備え、前記液吐出流路制御板の位置を制御することにより、前記エッチング薬液流路を調整することを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の半導体製造装置。
【請求項４】
前記薬液処理用コの字型ジグが、前記エッチング薬液が供給される液体吸収材を備え、前記液体吸収材を前記基板に接触させることにより前記基板の余分な膜のエッチング除去処理を行うことを特徴とする請求項１記載の半導体製造装置。
【請求項５】
前記成膜処理により成膜する膜がルテニウム膜であることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の半導体製造装置。
【請求項６】
基板に成膜処理をした後、余分な膜をエッチング除去する処理を行い、
前記基板の外周部分に１または複数のローラーを当接して前記基板を回転させながら、
１または複数の薬液処理用コの字型ジグで前記基板の任意の位置を挟みこんで前記基板にエッチング薬液を供給して余分な膜をエッチング除去するする工程と、
１または複数のリンス用コの字型ジグで前記基板の任意の位置を挟みこんで前記基板に洗浄水を供給して洗浄する工程と、
１または複数の乾燥用コの字型ジグで前記基板の任意の位置を挟みこんで前記基板を乾燥させる工程と
を有することを特徴とする半導体製造方法。
【請求項７】
前記薬液処理用コの字型ジグにより、前記エッチング薬液を上部からかけるとともに下部から吸引することを特徴とする請求項６記載の半導体製造方法。
【請求項８】
前記薬液処理用コの字型ジグが液吐出流路制御板を備え、前記液吐出流路制御板の位置を制御することにより、前記エッチング薬液流路を調整することを特徴とする請求項６または請求項７のいずれかに記載の半導体製造方法。
【請求項９】
前記薬液処理用コの字型ジグが、前記エッチング薬液が供給される液体吸収材を備え、前記液体吸収材を前記基板に接触させることにより前記基板の余分な膜のエッチング除去処理を行うことを特徴とする請求項６記載の半導体製造方法。
【請求項１０】
前記洗浄する工程として、エッチング除去処理した領域より１ｍｍ〜１ｃｍ内側の領域を含めて前記洗浄処理を行うことを特徴とする請求項６〜請求項９のいずれかに記載の半導体製造方法。
【請求項１１】
前記乾燥させる工程を窒素ガスにより行うことを特徴とする請求項６〜請求項１０のいずれかに記載の半導体製造方法。
【請求項１２】
前記成膜処理により成膜する膜がルテニウム膜であることを特徴とする請求項６〜請求項１１のいずれかに記載の半導体製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成膜処理により付着した余分な膜を除去する処理を含む半導体製造装置及び半導体製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体における配線およびゲート電極材料として、従来の半導体プロセスでは使用されなかった白金属の金属が候補として上がっている。例えば、白金族の１つであるルテニウムを成膜する方法としては、スパッタリングやＣＶＤといった方法を用いられるが、この時ベベル部を含む基板表面全面にルテニウムを成膜する必要がある。そのため、基板のベベル部にもルテニウムが成膜され、基板のベベル部及び裏面に成膜ないし付着したルテニウムが、その後の基板の搬送、保管及び各種処理工程において、クロスコンタミネーションの原因となり得る。従って、Ｃｕメッキ後不必要になった基板のベベル部に付着したルテニウム及び裏面のルテニウム汚染を裏面洗浄処理にてエッチングしておく必要がある。
【０００３】
以下、従来使用される裏面洗浄装置及び裏面洗浄方法について図５を用いて説明する。
図５は従来の半導体製造装置に係る基板洗浄工程を示す図である。
ルテニウムを成膜した後、はじめに、スピンベース２４に基板２２を搬送する。基板２２を回転するため、チャック２１により基板２２をスピンベース２４にチャックする。その後、ルテニウムをエッチングする為、まず遮断板２５を基板上面数ｍｍまで近づけ上ノズル２６よりＮ２を流す。その後、遮断板２５とステージ２４が同期回転を行いながら、下ノズル２３より薬液を吐出することにより、基板ベベル部及び裏面のルテニウムをエッチング処理する。その後、下ノズル２３より純水を流すことにより、基板ベベル部及び裏面についている薬液を純水により除去する。その後、高速回転により基板２２についた水分を除去して乾燥する。この裏面洗浄装置を用いたエッチング方法では、下ノズル２３より薬液を吐出して、基板を回転することにより基板裏面に付着したルテニウム膜のエッチングを行うと同時に、基板のベベル部においても薬液の表面張力による回り込みでエッジ領域に付着したルテニウム膜エッチングを行う。この装置では基板表面への薬液回り込み量制御及び薬液飛び散り防止の為、基板表面に遮断板が必要である（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００８−１０７５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の設備にて難エッチング性のルテニウム膜を除去する場合、基板を回転させるために基板を装置に固定する必要がある。そのために基板の外周部をチャックする必要があり、さらに、ルテニウム膜はエッチングレートが小さいため、１５０％オーバーエッチング処理しても、基板チャック部に膜残りが生じていた。つまり、基板チャック部では、薬液処理時にチャック部分に薬液が入りにくいため、エッチングが進まずエッチング残りとなる。それを防止するためには、大流量にて長時間の薬液処理を実施する必要がある。
【０００５】
本発明では、上記問題点を解決するために、基板裏面，基板ベベル及び外周に付着したルテニウム膜を容易に、エッチング残りなくエッチング除去することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の半導体製造装置は、基板に成膜処理をした後、余分な膜をエッチング除去する処理を行い、前記基板の外周部分に当接して前記基板を回転させる１または複数のローラーと、前記基板の任意の位置を挟みこんで前記基板にエッチング薬液を供給する１または複数の薬液処理用コの字型ジグと、前記基板の任意の位置を挟みこんで前記基板に洗浄水を供給する１または複数のリンス用コの字型ジグと、前記基板の任意の位置を挟みこんで前記基板を乾燥させる１または複数の乾燥用コの字型ジグとを有することを特徴とする。
【０００７】
また、前記薬液処理用コの字型ジグが、前記エッチング薬液を上部からかけるとともに下部から吸引する構造であることを特徴とする。
また、前記薬液処理用コの字型ジグが液吐出流路制御板を備え、前記液吐出流路制御板の位置を制御することにより、前記エッチング薬液流路を調整することを特徴とする。
【０００８】
また、前記薬液処理用コの字型ジグが、前記エッチング薬液が供給される液体吸収材を備え、前記液体吸収材を前記基板に接触させることにより前記基板の余分な膜のエッチング除去処理を行うことを特徴とする。
【０００９】
また、前記成膜処理により成膜する膜がルテニウム膜であることを特徴とする。
さらに、半導体製造方法は、基板に成膜処理をした後、余分な膜をエッチング除去する処理を行い、前記基板の外周部分に１または複数のローラーを当接して前記基板を回転させながら、１または複数の薬液処理用コの字型ジグで前記基板の任意の位置を挟みこんで前記基板にエッチング薬液を供給して余分な膜をエッチング除去するする工程と、１または複数のリンス用コの字型ジグで前記基板の任意の位置を挟みこんで前記基板に洗浄水を供給して洗浄する工程と、１または複数の乾燥用コの字型ジグで前記基板の任意の位置を挟みこんで前記基板を乾燥させる工程とを有することを特徴とする。
【００１０】
また、前記薬液処理用コの字型ジグにより、前記エッチング薬液を上部からかけるとともに下部から吸引することを特徴とする。
また、前記薬液処理用コの字型ジグが液吐出流路制御板を備え、前記液吐出流路制御板の位置を制御することにより、前記エッチング薬液流路を調整することを特徴とする。
【００１１】
また、前記薬液処理用コの字型ジグが、前記エッチング薬液が供給される液体吸収材を備え、前記液体吸収材を前記基板に接触させることにより前記基板の余分な膜のエッチング除去処理を行うことを特徴とする。
【００１２】
また、前記洗浄する工程として、エッチング除去処理した領域より１ｍｍ〜１ｃｍ内側の領域を含めて前記洗浄処理を行うことを特徴とする。
また、前記乾燥させる工程を窒素ガスにより行うことを特徴とする。
【００１３】
また、前記成膜処理により成膜する膜がルテニウム膜であることを特徴とする。
以上により、基板裏面，基板ベベル及び外周に付着したルテニウム膜を容易に、エッチング残りなくエッチング除去することができる。
【発明の効果】
【００１４】
基板表面にルテニウム等の成膜処理を行った後、基板をローラーで保持しながら回転させ、コの字型のジグで基板を挟み込み、コの字型のジグ上部からエッチング液を供給することにより、基板裏面，基板ベベル及び外周に付着したルテニウム膜を容易に、エッチング残りなくエッチング除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の半導体製造装置及び半導体製造方法は、基板表面にルテニウム等の成膜処理を行った後、基板裏面，基板ベベル及び外周側面等に付着した余分なルテニウム膜等をエッチング除去することに関し、成膜処理後、薬液による余分な膜の除去処理時、基板を１または複数のローラーにて保持しながら回転させることにより、基板と装置をチャックで固定する必要がなくなるため、チャック部分に残るエッチング残りを防止することができる。この時、ローラーで基板を回転させた場合、回転数が数十ｒｐｍ程度にしかできないため基板表面に液を吐出しても十分な遠心力が得られず、液の流れが生じない。また、薬液を基板表面からのみかけているため基板ベベル及び裏面への回りこみが進まない。そこで、コの字型ジグを用いてエッチング用薬液の供給を実施する。このコの字型のジグは、エッチング処理時、基板が回転可能な空間を持たせながら基板端面を挟み込むように移動する。コの字型のジグにおいて、表面より吐き出したエッチング薬液は基板下部から吸引することにより排出される。これにより、コの字型ジグの内側で基板表面から裏面への薬液の流れを作ってエッチングを行い、基板裏面，基板ベベル及び外周に付着したルテニウム膜を容易に、エッチング残りなくエッチング除去することができる。また、薬液リンスは薬液処理より基板内側へコの字型ジグを押し込んだ位置にて処理を行う。最後に、乾燥用のコの字型ジグにて上部からＮ２を流すことによりウエハ外周部の薬液乾燥を行う。この方法では、遮断板等が必要なく基板外周に付着した膜を容易にエッチングすることが可能である。
【００１６】
以下、第１の実施例おける半導体製造装置及び半導体製造方法について図１，図２，図４により説明する。
図１は本発明の半導体製造装置によりエッチング処理する状態を示す図である。図２はエッチング液及びリンス水供給用コの字型ジグの構造を示す図、図４は乾燥用コの字型ジグの構造を示す図である。
【００１７】
図１において、基板５にはルテニウム膜が基板全面に付着しているとする。コの字型ジグ１，２，３は、乾燥時、薬液リンス時、およびエッチング処理を行う際に基板半径上の任意の位置に移動する。そして、基板５を外周部に当接されたローラー４により回転させながら各処理を実施する。まず、ルテニウム膜を除去したい、例えば外周領域にコの字型ジグ３を移動させる。使用するコの字型ジグ３は、図２に示すように、コの字型ジグ上部ノズル７より、薬液を２０〜１００ｍｌ／ｍｉｎ吐出を行うと同時に、下部ノズル９より薬液を吸引することにより、表面から裏面に薬液が流れる構造である。この時液体の流路は、駆動エアノズル１０から流入するエア圧を変えることにより液吐出流路制御板８の位置が変わり、コの字と基板６に挟まれた領域を変化させることで制御でき、エッチング領域を調整することができる。このような構造のコの字型ジグ３を用いて所定の薬液処理時間経過後、薬液で使用したコの字型ジグ３を元の位置に戻し、リンス用のコの字型ジグ２をリンス位置に移動させる。使用するコの字型ジグ２の構造はコの字型ジグ３と同様である。リンス位置はエッチング処理における薬液吐出位置より１〜１０ｍｍウエハ内側から実施する。水洗によるリンス流量は、２０〜１００ｍｌ／ｍｉｎである。処理後、コの字型ジグ２を元の位置に戻し、その後の乾燥ではコの字型ジグ１を水洗処理した領域まで移動させる。使用するコの字型ジグ１の構造は、図４に示すように、上部ノズル１８からＮ２ガスを流しながら、基板２０の薬液、水洗した部位を乾燥させる。１９は、Ｎ２乾燥時に、Ｎ２及びリンス水が抜けるための穴である。図１では薬液処理用とリンス用、乾燥用のコの字型ジグ３つを１セットとして２箇所で処理を行っている構成を示しているが、さらに複数セットあるいは１セットであっても良い。
【００１８】
このように、チャックを用いて基板を固定せず、基板をローラーで保持しながら回転させ、コの字型ジグを基板外周領域の任意の位置に挟み込んで、コの字型ジグからエッチング薬液を供給することにより、被エッチング領域の全域において、基板裏面，基板ベベル及び外周に付着したルテニウム膜を容易に、エッチング残りなくエッチング除去することができる。
【００１９】
以下、第２の実施例おける半導体製造装置及び半導体製造方法について図１〜図４により説明する。
図３は第２の実施例におけるエッチング液供給用コの字型ジグの構造を示す図である。
【００２０】
図１において、基板５にはルテニウム膜が基板全面に付着しているとする。コの字型ジグ１，２，３は、乾燥時、薬液リンス時、およびエッチング処理を行う際に基板半径上の任意の位置に移動する。そして、基板５をローラー４により回転させながら各処理を実施する。まず、ルテニウム膜を除去したい、例えば外周領域にコの字型ジグ３を移動させる。使用するコの字型ジグ３は、図３に示すように、エア注入管１５からエアをかけることにより、上下の圧縮板１３が互いに接近する方向に動きコの字内部の液体吸収材１２が基板１１と接触する構造である。コの字型ジグ上部ノズル１４より液体吸収材１２に薬液を２０〜１００ｍｌ／ｍｉｎ吐出を行うと同時に、下部ノズル１７から薬液を吸引することにより、液体吸収材１２を通って表面から裏面に薬液が流れる。この時薬液はコの字内の液体吸収材１２を介して流れる。また、除去領域は、液体吸収材と基板の接した部位である。エッチング処理後、薬液処理で使用したコの字型ジグ３を元の位置に戻し、リンス用のコの字型ジグ２をリンス位置に移動させる。使用するコの字型ジグ構造は、第１の実施例の図２で説明したものと同じ構造である。リンス位置はエッチング処理における薬液吐出位置より１〜１０ｍｍウエハ内側から実施する。水洗によるリンス流量は、２０〜１００ｍｌ／ｍｉｎである。処理後、コの字型ジグ２を元の位置に戻し、その後乾燥ではコの字型ジグ１を水洗処理した領域まで移動させる。使用するコの字型ジグ１の構造は、図４に示すように、上部ノズル１８からＮ２ガスを流しながら、基板２０の薬液、水洗した部位を乾燥させる。１９は、Ｎ２乾燥時に、Ｎ２及びリンス水が抜けるための穴である。図１で薬液処理用とリンス用のコの字型ジグ３つを１セットとして２箇所で処理を行っているが、さらに複数セットあっても良い。
【００２１】
このように、チャックを用いて基板を固定せず、基板をローラーで保持しながら回転させ、コの字型ジグを基板外周領域の任意の位置に挟み込んで、コの字型ジグからエッチング薬液を供給することにより、被エッチング領域の全域において、基板裏面，基板ベベル及び外周に付着したルテニウム膜を容易に、エッチング残りなくエッチング除去することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明は、基板裏面，基板ベベル及び外周に付着したルテニウム膜を容易に、エッチング残りなくエッチング除去することができ、成膜処理により付着した余分な膜を除去する処理を含む半導体製造装置及び半導体製造方法等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の半導体製造装置によりエッチング処理する状態を示す図
【図２】エッチング液及びリンス水供給用コの字型ジグの構造を示す図
【図３】第２の実施例におけるエッチング液供給用コの字型ジグの構造を示す図
【図４】乾燥用コの字型ジグの構造を示す図
【図５】従来の半導体製造装置に係る基板洗浄工程を示す図
【符号の説明】
【００２４】
１：コの字型ジグ
２：コの字型ジグ
３：コの字型ジグ
４：ローラー
５：基板
６：基板
７：上部ノズル
８：液吐出流路制御板
９：下部ノズル
１０：駆動エアノズル
１１：基板
１２：液体吸収材
１３：圧縮板
１４：上部ノズル
１５：エア注入管
１６：エア及び薬液を抜く穴
１７：下部ノズル
１８：上部ノズル
１９：穴
２０：基板
２１：チャック
２２：基板
２３：下ノズル
２４：スピンベース
２５：遮断板
２６：上ノズル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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