(57)【要約】【課題】ウエハを薬液により洗浄する際、配管ラインの一部が帯電している状態でウエハ処理を開始した場合に、薬液がウエハに吐出され、配管内の帯電部分とウエハ間の電位差によって薬液が導線となって電流が流れ、ウエハにダメージが生じることにより歩留まりが発生するのを防ぐ。【解決手段】薬液を半導体ウエハ１に吐出して洗浄する際、半導体ウエハ１に薬液を吐出する前にノズル１１を半導体ウエハ１外に移動し、半導体ウエハ１外で数秒薬液を吐出してから、半導体ウエハ１上にノズル１１を移動し薬液を吐出することで、帯電による半導体ウエハ１上のパターンの損傷を防ぎ、半導体装置の製造歩留まりを向上させることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）主面に半導体素子の形成された半導体ウエハを枚葉式洗浄装置のチャンバー内に設置する工程、
（ｂ）配管ラインに接続されたノズルを通じて薬液を前記半導体ウエハに吐出して前記半導体ウエハを洗浄する工程、
（ｃ）前記（ｂ）工程の後、前記半導体ウエハを水洗する工程、
（ｄ）前記（ｃ）工程の後、前記半導体ウエハを乾燥させる工程、
を含む半導体装置の製造方法であって、
前記（ａ）工程の後、前記（ｂ）工程の前に、前記ノズルを前記半導体ウエハ外に移動させ、前記半導体ウエハ外で前記薬液を放出することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造技術に関し、特に、半導体ウエハの薬液洗浄工程を含む半導体装置の製造に適用して有効な技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエハ（以下、単にウエハという）の洗浄方法として、例えばウエハを回転しながら薬液を吐出して洗浄を行い、さらに純水で洗浄した後に乾燥させる枚葉式洗浄装置方法がある。薬液としては、例えばＳＰＭ(Sulfuric acid and hydrogen peroxide mixture：硫酸と過酸化水素水の混合物)、ＡＰＭ(Ammonia and hydrogen peroxide mixture：アンモニア水と過酸化水素水と水の混合物)などが使用される。
【０００３】
特開２００７−２３４８１５号公報（特許文献１）には、リンス処理時に希塩酸を吐出してウエハの帯電を防止する基板処理技術が開示されている。
【０００４】
特開２００７−２２７６２８号公報（特許文献２）には、ウエハ裏面に導電性薬液を吐出してウエハの帯電を防止するウェット処理技術が開示されている。
【０００５】
特開２００７−２１４３４７号公報（特許文献３）には、ウエハ表面に蒸気を吐出してウエハの帯電を防止する電子デバイスの洗浄技術が開示されている。
【０００６】
特開２００７−１３４６７３号公報（特許文献４）には、ウエハ上に比抵抗の低い液体から順番に吐出しウエハの帯電によるダメージを防ぐ基板の処理技術が開示されている。
【０００７】
特開２００４−１７９２７６号公報（特許文献５）には、イオン化源によりウエハの帯電を防止するウェット処理技術が開示されている。
【０００８】
特開２００７−２２１０２６号公報（特許文献６）には、ウエハの外周部から薬液の処理を開始しウエハの帯電によるダメージを防ぐ基板の洗浄技術が開示されている。
【０００９】
特開２００６−２６９６７７号公報（特許文献７）には、洗浄装置内の薬液流通経路に炭素電極によりアースを設置し帯電を防止する基板の処理技術が開示されている。
【００１０】
特開２００７−３１７７９２号公報（特許文献８）には、ノズルの先に誘導電極を設置し、ウエハの帯電によるダメージを防ぐ基板の処理技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００７−２３４８１５号公報
【特許文献２】特開２００７−２２７６２８号公報
【特許文献３】特開２００７−２１４３４７号公報
【特許文献４】特開２００７−１３４６７３号公報
【特許文献５】特開２００４−１７９２７６号公報
【特許文献６】特開２００７−２２１０２６号公報
【特許文献７】特開２００６−２６９６７７号公報
【特許文献８】特開２００７−３１７７９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従来の方法でウエハを洗浄した場合、洗浄後のウエハ表面において、異常放電の痕跡が見られることがある。本発明の発明者らによる調査の結果、この異常放電は洗浄プロセスで発生していることが判明した。ウエハ表面の異常放電の痕跡は、ＳＰＭおよびＡＰＭのどちらの薬液による洗浄においても発見され、調査の結果、異常放電は薬液流通経路の帯電が原因であることが判明した。特に、枚葉式洗浄装置によるＳＰＭでの洗浄における異常放電は、ウエハのパターンの構造差により異常放電が発生しやすくなることがあることが報告されている。
【００１２】
これは、ウエハを薬液により洗浄する際、配管ラインの一部が帯電している状態でウエハ処理を開始した場合に、循環ラインの先のバルブが開き、薬液がウエハに吐出され、配管内の帯電部分とウエハ間の電位差によって薬液が導線となって電流が流れ、ウエハにダメージが生じることが原因であり、それにより歩留まりが発生してしまう。
【００１３】
従来の帯電対策の技術はウエハが帯電しているのが前提であり、特許文献１ないし特許文献６のように、ウエハの帯電を除去するための方法の発明がほとんどである。特許文献７、８についても実際の効果は不明である。
【００１４】
薬液の流通経路の一部の部材が帯電している場合に、異常放電防止技術で効果があると思われるのは特許文献７、８のみであるが、評価の結果、特許文献７による効果はなかった。このため、薬液が帯電しているのではないと考えられる。また特許文献８のようにノズルの先に電極を設置する方法もあるが、純水を前提としており、実際に薬液の場合は、特にＳＰＭは高温であるためこの方法は使えない。またノズル材質を導電性のものを使用しそれにアースを設置する方法も考えられるが、ＳＰＭは１３０℃以上と高温な酸であるため適した材料が見当たらなかった。
【００１５】
以上のように、高温の強酸の場合、薬液流通経路の一部の部材が帯電している場合の有効な解決手段は、過去の文献にはない。
【００１６】
本発明の目的は、ウエハを薬液により洗浄する際、帯電した電気が放電することによるウエハ上のパターンの損傷を防ぎ、半導体装置の製造歩留まりを向上させることができる技術を提供することにある。
【００１７】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの一実施の形態の概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００１９】
本発明の一実施の形態による半導体装置の製造方法は、
（ａ）主面に半導体素子の形成された半導体ウエハを枚葉式洗浄装置のチャンバー内に設置する工程、
（ｂ）配管ラインに接続されたノズルを通じて薬液を前記半導体ウエハに吐出して前記半導体ウエハを洗浄する工程、
（ｃ）前記（ｂ）工程の後、前記半導体ウエハを水洗する工程、
（ｄ）前記（ｃ）工程の後、前記半導体ウエハを乾燥させる工程、
を含む半導体装置の製造方法であって、
前記（ａ）工程の後、前記（ｂ）工程の前に、前記ノズルを前記半導体ウエハ外に移動させ、前記半導体ウエハ外で前記薬液を放出するものである。
【発明の効果】
【００２０】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの一実施の形態によって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。
【００２１】
ウエハの洗浄工程において、薬液をウエハに吐出する場合、ウエハに薬液を吐出する前にノズルをウエハ外に移動し、ウエハ外で薬液を吐出してからウエハ上にノズルを移動して薬液を吐出することで、帯電によるウエハ上のパターンの損傷を防ぎ、半導体装置の製造歩留まりを向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。
【００２３】
また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良い。
【００２４】
さらに、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、実施例等において構成要素等について、「Ａからなる」、「Ａよりなる」と言うときは、特にその要素のみである旨明示した場合等を除き、それ以外の要素を排除するものでないことは言うまでもない。
【００２５】
同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。
【００２６】
また、材料等について言及するときは、特にそうでない旨明記したとき、または、原理的または状況的にそうでないときを除き、特定した材料は主要な材料であって、副次的要素、添加物、付加要素等を排除するものではない。たとえば、シリコン部材は特に明示した場合等を除き、純粋なシリコンの場合だけでなく、添加不純物、シリコンを主要な要素とする２元、３元等の合金（たとえばＳｉＧｅ）等を含むものとする。
【００２７】
また、以下の実施の形態を説明するための全図において同一機能を有するものは原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００２８】
また、以下の実施の形態で用いる図面においては、平面図であっても図面を見易くするために部分的にハッチングを付す場合がある。
【００２９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。本実施の形態は、ウエハの洗浄方法に適用したものであり、その工程を図１、図２を用いて説明する。
【００３０】
まず、図１に枚葉式洗浄装置の模式図を示す。枚葉式洗浄装置は主に処理チャンバー１６、配管ライン１２および循環ライン１３で構成されている。処理チャンバー１６内には、ウエハ１を設置する処理カップとノズル待機ポッド１０があり、それらの上方には横方向に移動可能な、薬液を吐出するノズル１１がある。また、回収ライン７を含む循環ライン１３は、ポンプ２、フィルター３、ヒーター４、薬液タンク８を有している。
【００３１】
ウエハ１を洗浄処理しない場合の動作としては、薬液は薬液タンク８からポンプ２、フィルター３、ヒーター４などを通り、流量計９の手前のバルブ６が閉じているため回収ライン７から薬液タンク８に戻って循環さる。これは、薬液の異物、温度管理を行なうためである。ウエハ１を処理する場合には、バルブ６が開き、流量計９およびノズル１１を通って処理チャンバー１６内のウエハ１上に薬液が吐出される。ウエハ１に吐出された薬液は処理カップ１４に流れ、その後廃液として排水バッファータンク１５から排水される。
【００３２】
なお、薬液が酸、アルカリの場合、薬液の流通経路はほとんどにフッ素樹脂が使われているが、フッ素樹脂は特にマイナスに帯電しやすい部材である。薬液との摩擦により必ずどこかの部分がマイナスに帯電されている。どこが帯電しているかは配管ライン１２内部、ポンプ２内部、フィルター３内部などのため測定することは難しい。
【００３３】
ここで、この配管ライン１２の一部などが帯電している状態でウエハ１の処理が開始されると、循環ライン１３の先のバルブ６が開き薬液がウエハ１に吐出されるが、配管ライン１２内の帯電部分とウエハ１間の電位差によって薬液が導線となり、電流が流れて異常放電が起こるため、ウエハ１にダメージが発生する。
【００３４】
これに対し、ウエハ１に薬液を吐出する前にウエハ１外のノズル待機ポッド１０の位置で数秒薬液を吐出すると、これにより配管ライン１２の帯電部分がノズル待機ポッド１０の位置で放電し、帯電が緩和される。この後すぐにウエハ１にノズル１１を移動し、薬液を吐出しても、すでに帯電が緩和されているため、ウエハ１上では放電しない。このようにしてウエハ１への異常放電によるダメージを防止することができ、半導体装置の製造歩留まりが向上する。
【００３５】
ノズル待機ポッド１０の位置において、アース電極を設置したほうがいいと思われたが、評価ではアース電極を設置しなくても、ウエハ１上の異常放電が防止できた。これは、ノズル待機ポッド１０の排水ラインが常に濡れており、アースされているものと推測される。
【００３６】
本実施の形態の薬液吐出シーケンスとしては、ウエハ１外で薬液吐出（３秒）→ウエハ１上で薬液吐出（１５秒）→吐出停止、待機（４５秒）→水洗→乾燥、という順序で洗浄作業を進め、ウエハ１を洗浄する。ただし、ウエハ１上での薬液吐出と吐出停止とを数回繰り返してから水洗、乾燥を行う場合があるが、その場合はウエハ１上で薬液を吐出する前に毎回ウエハ１外で薬液吐出を行う。すなわち、薬液吐出を三回行うシーケンスとしては、ウエハ１外で薬液吐出（３秒）→ウエハ１上で薬液吐出（１５秒）→吐出停止、待機（４２秒）→ウエハ１外で薬液吐出（３秒）→ウエハ１上で薬液吐出（１５秒）→吐出停止、待機（４２秒）→ウエハ１外で薬液吐出（３秒）→ウエハ１上で薬液吐出（１５秒）→吐出停止、待機（４５秒）→水洗→乾燥、となる。
【００３７】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００３８】
例えば、ノズル２０の部分に導電性材料２１を使用して、その部分にアース２２を設置する方法もある（図２）。従来の技術では薬液をウエハに吐出しようとしたときに、薬液が導線となって配管ラインの帯電部から電荷が流れるが、この方法では、フィルター２３などに帯電した電荷がウエハ２４に到達する前にアース２２に電荷が流れるため、ウエハ２４に異常放電が発生しない。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明の半導体装置の製造方法は、半導体ウエハまたはガラス基板等のあらゆる洗浄工程に幅広く利用されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の一実施の形態で使用する枚葉式ウエハ洗浄装置の模式図である。
【図２】ノズルに導電性材料を取り付けアースする場合の枚葉式洗浄装置の要部の模式図である。
【符号の説明】
【００４１】
１  ウエハ
２  ポンプ
３  フィルター
４  ヒーター
６  バルブ
７  回収ライン
８  薬液タンク
９  流量計
１０  ノズル待機ポッド
１１  ノズル
１２  配管ライン
１３  循環ライン
１４  処理カップ
１５  排水バッファータンク
１６  処理チャンバー
２０  ノズル
２１  導電性材料
２２  アース
２３  フィルター
２４  ウエハ
【図１】
2010087326.tif 000003
【図２】
2010087326.tif 000004