(57)【要約】【課題】洗浄後のウェハ表面に残存するパーティクル数を低減することができる。【解決手段】半導体装置の製造方法は、ウェハＷＦ１を、第１洗浄槽ＩＴ１内に配置する工程と、第１洗浄槽ＩＴ１内に純水を流しつつ、超音波振動子ＯＳ１を用いて第１洗浄槽ＩＴ１内の純水に対し超音波を付与することによりウェハＷＦ１表面を洗浄する工程と、を備える。ウェハＷＦ１を洗浄する工程は、１０Ｌ／ｍｉｎ以上２０Ｌ／ｍｉｎ以下の流量で第１洗浄槽ＩＴ１内に純水を流す工程を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェハを、第１洗浄槽内に配置する工程と、
前記第１洗浄槽内に純水を流しつつ、超音波振動子を用いて前記第１洗浄槽内の純水に対し超音波を付与することにより前記ウェハ表面を洗浄する工程と、
を備え、
前記ウェハを洗浄する前記工程は、１０Ｌ／ｍｉｎ以上２０Ｌ／ｍｉｎ以下の流量で前記第１洗浄槽内に純水を流す工程を含む半導体装置の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体装置の製造方法において、
前記ウェハを洗浄する前記工程は、
２０Ｌ／ｍｉｎよりも大きい流量で前記第１洗浄槽内に純水を流す第１工程と、
１０Ｌ／ｍｉｎ以上２０Ｌ／ｍｉｎ以下の流量で前記第１洗浄槽内に純水を流す第２工程と、
を含む半導体装置の製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載の半導体装置の製造方法において、
前記ウェハを洗浄する前記工程は、前記第２工程の後において、２０Ｌ／ｍｉｎよりも大きい流量で前記第１洗浄槽内に純水を流す第３工程を含む半導体装置の製造方法。
【請求項４】
請求項１に記載の半導体装置の製造方法において、
前記ウェハを洗浄する前記工程において、前記超音波振動子は、８００ｋＨｚ以上１．５ＭＨｚ以下の周波数を有する超音波を純水に対し付与する半導体装置の製造方法。
【請求項５】
請求項１に記載の半導体装置の製造方法において、
前記ウェハを前記第１洗浄槽内に配置する前記工程の前において、前記ウェハ上に設けられたレジスト膜をウェット処理により除去する工程を備える半導体装置の製造方法。
【請求項６】
請求項１に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第１洗浄槽は、第２洗浄槽内に配置されており、
前記ウェハ表面を洗浄する前記工程は、前記第１洗浄槽から溢れた純水を前記第２洗浄槽内へ流しつつ、前記第２洗浄槽内に存在する純水を介して前記第１洗浄槽内の純水に対し超音波を付与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、半導体装置の製造方法に関し、例えばウェハの洗浄工程を含む半導体装置の製造方法に適用可能な技術である。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造においては、ウェハ表面を清浄化するため、ウェハに対し洗浄処理を施す場合がある。このようなウェハに対する洗浄処理としては、たとえば特許文献１に記載のものが挙げられる。
【０００３】
特許文献１に記載の技術は、半導体基板の室温洗浄装置と洗浄後の半導体基板を処理する処理装置を隣接するように配置し、基板搬送距離を略々最短にするというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１３６４３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ウェハを洗浄する洗浄処理においては、洗浄後のウェハ表面に残存するパーティクル数を低減することが求められる。
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述及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】
【０００６】
一実施の形態によれば、洗浄槽内に純水を流しつつ洗浄槽内の純水に対し超音波を付与することによりウェハ表面を洗浄する洗浄工程は、１０Ｌ／ｍｉｎ以上２０Ｌ／ｍｉｎ以下の流量で洗浄槽内に純水を流す工程を含む。
【発明の効果】
【０００７】
前記一実施の形態によれば、洗浄後のウェハ表面に残存するパーティクル数を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施形態に係る半導体製造装置を示す断面模式図である。
【図２】図１に示す半導体製造装置を示す模式図である。
【図３】第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示すフロー図である。
【図４】第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例を示す断面図である。
【図５】リンス流量に対するパーティクル数の関係を示すグラフである。
【図６】リンス流量の変化とパーティクル数との関係を示すグラフである。
【図７】リンス処理時間と純水の比抵抗との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００１０】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る半導体製造装置ＭＥ１を示す断面模式図である。図１中の破線は、純水の流れを模式的に示している。
本実施形態に係る半導体装置の製造方法は、次のように行われる。まず、ウェハＷＦ１を、第１洗浄槽ＩＴ１内に配置する。次に、第１洗浄槽ＩＴ１内に純水を流しつつ、超音波振動子ＯＳ１を用いて第１洗浄槽ＩＴ１内の純水に対し超音波を付与することによりウェハＷＦ１表面を洗浄する。ウェハＷＦ１を洗浄する当該工程は、１０Ｌ／ｍｉｎ以上２０Ｌ／ｍｉｎ以下の流量で第１洗浄槽ＩＴ１内に純水を流す工程を含む。
【００１１】
本発明者は、洗浄槽内に純水を流しつつ洗浄槽内の純水に対し超音波を付与することによりウェハ表面を洗浄する工程において、洗浄槽内に流される純水の流量を調整することにより、洗浄後のウェハ表面に残存するパーティクル数が変動することを知見した。本実施形態に係る半導体装置の製造方法は、この知見に基づいて実現されるものである。
本実施形態によれば、第１洗浄槽ＩＴ１内に純水を流しつつ第１洗浄槽ＩＴ１内の純水に対し超音波を付与することにより、第１洗浄槽ＩＴ１内に配置されるウェハＷＦ１の表面を洗浄する。また、当該洗浄工程は、１０Ｌ／ｍｉｎ以上２０Ｌ／ｍｉｎ以下の流量で第１洗浄槽ＩＴ１内に純水を流す工程を含む。これにより、洗浄後のウェハＷＦ１表面に残存するパーティクル数を低減することができる。
【００１２】
以下、本実施形態に係る半導体装置の製造方法、および半導体製造装置ＭＥ１の構成について詳細に説明する。
【００１３】
まず、本実施形態に係る半導体製造装置ＭＥ１の構成について説明する。
半導体製造装置ＭＥ１は、ウェハＷＦ１を内部に保持する第１洗浄槽ＩＴ１を備える。
半導体製造装置ＭＥ１においては、第１洗浄槽ＩＴ１内の純水に対し超音波を付与することにより、第１洗浄槽ＩＴ１内に保持されるウェハＷＦ１の表面に対し洗浄処理（以下、単に洗浄処理ともよぶ）が施される。これにより、ウェハＷＦ１表面に残存するパーティクルの除去や、薬液の洗浄が行われる。このような洗浄処理としては、たとえばＳＰＭ（Ｓｕｌｆｕｒｉｃ  ａｃｉｄ  ａｎｄ  ｈｙｄｒｏｇｅｎ  ｐｅｒｏｘｉｄｅ  
ｍｉｘｔｕｒｅ）処理やＡＰＭ（Ａｍｍｏｎｉａ  ａｎｄ  ｈｙｄｒｏｇｅｎ  
ｐｅｒｏｘｉｄｅ  ｍｉｘｔｕｒｅ）処理等のウェット処理後におけるリンス洗浄が挙げられる。また、ウェハＷＦ１表面に残存するパーティクルとしては、たとえばレジスト残渣である。
【００１４】
第１洗浄槽ＩＴ１内に配置されたウェハＷＦ１は、第１洗浄槽ＩＴ１内に貯留された純水内に浸漬される。そして、第１洗浄槽ＩＴ１内の純水に対し超音波を付与することにより、ウェハＷＦ１表面に対し洗浄処理が施される。本実施形態において、第１洗浄槽ＩＴ１内部には、たとえば複数のウェハＷＦ１が配置される。この場合、第１洗浄槽ＩＴ１内部に配置された複数のウェハＷＦ１に対して、同時に洗浄処理が施されることとなる。
図１に示す例において、ウェハＷＦ１は、たとえば第１洗浄槽ＩＴ１の底面および側面から離間する位置に保持される。また、ウェハＷＦ１は、たとえば第１洗浄槽ＩＴ１内に設けられた受け台ＷＨ１上に保持される。
【００１５】
第１洗浄槽ＩＴ１は、たとえば３０Ｌ以上７０Ｌ以下の容量を有している。ウェハＷＦ１を内部に保持し、かつウェハＷＦ１表面の洗浄を行う洗浄槽としては、上記範囲の容量を有するものが通常用いられる。このため、既存のプロセスを利用しつつ、ウェハＷＦ１に対する効果的な洗浄処理を実現することができる。
【００１６】
第１洗浄槽ＩＴ１は、たとえば第２洗浄槽ＯＴ１内に配置されている。
第２洗浄槽ＯＴ１は、第１洗浄槽ＩＴ１から溢れた純水が第２洗浄槽ＯＴ１内へ流れこむように形成される。第１洗浄槽ＩＴ１から溢れた純水は、第２洗浄槽ＯＴ１内へ流れ込み、第１洗浄槽ＩＴ１と第２洗浄槽ＯＴ１との間に貯留される。ウェハＷＦ１表面を洗浄する洗浄処理においては、たとえば第１洗浄槽ＩＴ１と第２洗浄槽ＯＴ１との間に貯留された純水を介して第１洗浄槽ＩＴ１内の純水に対し超音波が付与されることとなる。
【００１７】
図１に示すように、第１洗浄槽ＩＴ１は、第１洗浄槽ＩＴ１と第２洗浄槽ＯＴ１が互いに離間するように、第２洗浄槽ＯＴ１内に配置されている。これにより、第１洗浄槽ＩＴ１と第２洗浄槽ＯＴ１との間に、純水が貯留される空間を形成することができる。
なお、第１洗浄槽ＩＴ１と第２洗浄槽ＯＴ１は、ウェハＷＦ１と超音波振動子ＯＳ１との間の領域以外に位置するそれぞれの一部が互いに接するように設けられていてもよい。
【００１８】
半導体製造装置ＭＥ１は、第１洗浄槽ＩＴ１へ純水を供給する給水管ＳＰ１を備える。
給水管ＳＰ１は、第１洗浄槽ＩＴ１内部へ接続されている。ウェハＷＦ１表面を洗浄する洗浄処理においては、給水管ＳＰ１を介して第１洗浄槽ＩＴ１内へ純水を供給しつつ、第１洗浄槽ＩＴ１内の純水に超音波が付与されることとなる。
本実施形態において、給水管ＳＰ１のうち第１洗浄槽ＩＴ１との接続部であり、かつ第１洗浄槽ＩＴ１へ純水を噴流する噴流口は、たとえば第１洗浄槽ＩＴ１内におけるウェハＷＦ１が保持される位置よりも下方に設けられる。この場合、第１洗浄槽ＩＴ１内に供給された純水は、第１洗浄槽ＩＴ１内に保持されるウェハＷＦ１の下方から上方へ向けて流れ、第１洗浄槽ＩＴ１上部から第２洗浄槽ＯＴ１へ流れ込むこととなる。
【００１９】
給水管ＳＰ１には、たとえばバルブＶＬ１が設けられている。本実施形態においては、給水管ＳＰ１に設けられたバルブＶＬ１を用いて、給水管ＳＰ１から第１洗浄槽ＩＴ１内へ流入される純水の流量が調整される。
【００２０】
半導体製造装置ＭＥ１は、給水管ＳＰ１を介して第１洗浄槽ＩＴ１へ供給される純水の流量を制御する制御部ＣＵ１を備える。本実施形態において、制御部ＣＵ１は、バルブＶＬ１に接続される。この場合、制御部ＣＵ１を用いてバルブＶＬ１の開閉を制御することにより、第１洗浄槽ＩＴ１へ供給される純水の流量が制御されることとなる。
【００２１】
本実施形態において、制御部ＣＵ１は、たとえばウェハＷＦ１表面に対し洗浄処理を施す工程において、第１洗浄槽ＩＴ１へ供給される純水の流量を１０Ｌ／ｍｉｎ以上２０Ｌ／ｍｉｎ以下に制御する。これにより、ウェハＷＦ１表面に対する効果的な洗浄処理を実現し、洗浄後のウェハＷＦ１表面に残存するパーティクル数を低減することが可能となる。
制御部ＣＵ１は、ウェハＷＦ１表面に対し洗浄処理を施す工程中において、第１洗浄槽ＩＴ１へ供給される純水の流量を変化させることもできる。
【００２２】
給水管ＳＰ１には、流量計ＦＭ１が設けられている。流量計ＦＭ１は、たとえば給水管ＳＰ１のうちの第１洗浄槽ＩＴ１との接続部である噴流口と、バルブＶＬ１と、の間に設けられる。これにより、給水管ＳＰ１から第１洗浄槽ＩＴ１内へ流入される純水の流量を計測することが可能となる。
本実施形態において、制御部ＣＵ１は、たとえば流量計ＦＭ１に接続されている。この場合、制御部ＣＵ１は、流量計ＦＭ１において計測された純水の流量値に基づいて、給水管ＳＰ１から第１洗浄槽ＩＴ１へ流れる純水の流量を制御することとなる。
【００２３】
給水管ＳＰ１には、たとえばフィルタＦＬ１が設けられている。この場合、純水はフィルタＦＬ１を介して第１洗浄槽ＩＴ１内へ流れることとなる。これにより、純水の流入時に、第１洗浄槽ＩＴ１内に異物が混入することを抑制することができる。
【００２４】
第２洗浄槽ＯＴ１には、たとえば排水管ＤＰ１が設けられている。この場合、給水管ＳＰ１を介して第１洗浄槽ＩＴ１へ流入した純水は、第１洗浄槽ＩＴ１から第２洗浄槽ＯＴ１へ流れ込んだ後、排水管ＤＰ１から外部へ流出されることとなる。排水管ＤＰ１から流出される純水の流量は、ウェハＷＦ１表面の洗浄処理中において第２洗浄槽ＯＴ１のうちの少なくとも超音波振動子ＯＳ１とウェハＷＦ１との間に位置する部分に純水が貯留されるよう、適宜調整することができる。この場合、たとえば排水管ＤＰ１に設けられたバルブ（不図示）を用いて、排水管ＤＰ１から流出される純水の流量が制御される。
【００２５】
半導体製造装置ＭＥ１は、第１洗浄槽ＩＴ１内の純水に対し超音波を付与する超音波振動子ＯＳ１を備える。超音波振動子ＯＳ１は、たとえば第１洗浄槽ＩＴ１の外部に保持される。この場合、超音波振動子ＯＳ１は、第１洗浄槽ＩＴ１を介して第１洗浄槽ＩＴ１内に貯留される純水に対し超音波を付与することとなる。本実施形態において、超音波振動子ＯＳ１は、たとえば第２洗浄槽ＯＴ１の底面に保持される。この場合、超音波振動子ＯＳ１から発振された超音波は、第２洗浄槽ＯＴ１から、第２洗浄槽ＯＴ１内へ貯留された純水を介して第１洗浄槽ＩＴ１内へ伝播する。これにより、第１洗浄槽ＩＴ１内の純水に超音波が付与されることとなる。
超音波振動子ＯＳ１は、たとえば発信器ＳＧ１に接続されている。この場合、超音波振動子ＯＳ１は、発信器ＳＧ１から送信された信号に基づいて、超音波を発振する。
【００２６】
図２は、図１に示す半導体製造装置ＭＥ１を示す模式図であり、本実施形態に係る半導体製造装置ＭＥ１の構成の一例を示している。
図２においては、半導体製造装置ＭＥ１が第１槽ＦＴ１、第２槽ＳＴ１、および第３槽ＴＴ１を含む場合が例示されている。この場合、ウェハＷＦ１は、たとえば第１槽ＦＴ１、第２槽ＳＴ１、第３槽ＴＴ１の順に搬送される。第１槽ＦＴ１、第２槽ＳＴ１、および第３槽ＴＴ１では、たとえばウェハＷＦ１に対してそれぞれ異なる処理が施される。
【００２７】
第１槽ＦＴ１においては、たとえばウェハＷＦ１に対しウェット処理が施される。当該ウェット処理では、薬液を用いてウェハＷＦ１上に形成されたレジスト膜の剥離等が行われる。ウェット処理としては、たとえばＳＰＭ処理またはＡＰＭ処理が挙げられる。
第２槽ＳＴ１は、たとえば上述した第１洗浄槽ＩＴ１および第２洗浄槽ＯＴ１により構成される。この場合、第２槽ＳＴ１においては、ウェハＷＦ１表面を洗浄する洗浄処理が施されることとなる。これにより、ウェット処理後においてウェハＷＦ１表面に残存するパーティクルの除去や、ウェット処理に用いられる薬液の洗浄が行われる。
第３槽ＴＴ１においては、たとえばウェハＷＦ１表面を乾燥する乾燥処理が施される。これにより、第２槽ＳＴ１における洗浄処理に用いられた純水により濡れたウェハＷＦ１表面を乾燥させる。
【００２８】
また、半導体製造装置ＭＥ１は、たとえば立替部ＦＡ１および立替部ＦＡ２を備えている。このとき、立替部ＦＡ１を用いて、たとえば外部から半導体製造装置ＭＥ１へのウェハＷＦ１の搬入が行われる。また、立替部ＦＡ２を用いて、たとえば半導体製造装置ＭＥ１から外部へのウェハＷＦ１の搬出が行われる。
【００２９】
次に、本実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例について詳細に説明する。図３は、本実施形態に係る半導体装置の製造方法を示すフロー図であり、とくに半導体製造装置ＭＥ１を用いた半導体装置の製造方法を示している。図４は、第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例を示す断面図である。
まず、ウェハＷＦ１上に、レジスト膜を形成する。レジスト膜は、たとえばウェハＷＦ１上に設けられたレジスト材料を露光・現像によりパターニングして形成される。本実施形態においては、ウェハＷＦ１上に設けられたレジスト膜をマスクとして、たとえばイオン注入工程やエッチング工程が行われる。イオン注入工程としては、たとえばウェハＷＦ１へのイオン注入や、ゲートイオン注入等が挙げられる。
図４に示す例においては、半導体基板ＳＢ１上に設けられたシリコン膜ＳＦ１に対しイオン注入を行う際のマスクとしてレジスト膜ＲＦ１が形成されている。ここでは、素子分離膜ＥＬ１が埋め込まれた半導体基板ＳＢ１上に、ゲート絶縁膜ＧＩ１を介してシリコン膜ＳＦ１が形成されている。本実施形態においては、たとえばこのレジスト膜ＲＦ１が後述の工程（Ｓ０２）により除去されることとなる。
【００３０】
次に、ウェハＷＦ１を半導体製造装置ＭＥ１内へ移動させる。本実施形態においては、たとえば立替部ＦＡ１を用いて、ウェハＷＦ１を他の製造装置から半導体製造装置ＭＥ１内へ移し替えることができる。
次に、ウェハＷＦ１を第１槽ＦＴ１内へ搬送する（Ｓ０１）。このとき、たとえば複数のウェハＷＦ１が第１槽ＦＴ１内へ配置される。
【００３１】
次に、ウェハＷＦ１上に設けられたレジスト膜を除去する（Ｓ０２）。当該工程（Ｓ０２）において、レジスト膜は、たとえばＳＰＭ処理により除去される。ＳＰＭ処理は、たとえば薬液温度１２０℃以上１４０℃以下の条件下において行われる。
【００３２】
次に、ウェハＷＦ１を第１槽ＦＴ１から第２槽ＳＴ１へ搬送する（Ｓ０３）。ウェハＷＦ１は、第２槽ＳＴ１を構成する第１洗浄槽ＩＴ１内へ配置される。このとき、たとえば複数のウェハＷＦ１が第１洗浄槽ＩＴ１内へ配置される。
【００３３】
次に、ウェハＷＦ１表面に対し洗浄処理を施す（Ｓ０４）。当該洗浄処理は、第１洗浄槽ＩＴ１内に純水を流しつつ、超音波振動子ＯＳ１を用いて第１洗浄槽ＩＴ１内の純水に対し超音波を付与することにより行われる。処理時間は、たとえば約１０分間である。
超音波振動子ＯＳ１は、たとえば８００ｋＨｚ以上１．５ＭＨｚ以下の周波数を有する超音波を純水に対し付与する。これにより、効果的な洗浄処理を実現できる。
【００３４】
ウェハＷＦ１表面に対し洗浄処理を施す上記工程（Ｓ０４）は、１０Ｌ／ｍｉｎ以上２０Ｌ／ｍｉｎ以下の流量で第１洗浄槽ＩＴ１内に純水を流す工程を含む。すなわち、上記工程（Ｓ０４）の少なくとも一部において、１０Ｌ／ｍｉｎ以上２０Ｌ／ｍｉｎ以下の流量で第１洗浄槽ＩＴ１内に純水を流しつつ、超音波振動子ＯＳ１を用いて第１洗浄槽ＩＴ１内の純水に対し超音波を付与することとなる。
本実施形態においては、たとえば上記工程（Ｓ０４）全体において、１０Ｌ／ｍｉｎ以上２０Ｌ／ｍｉｎ以下の流量で第１洗浄槽ＩＴ１内に純水を流しつつ、超音波振動子ＯＳ１を用いて第１洗浄槽ＩＴ１内の純水に対し超音波を付与する。
【００３５】
本実施形態においては、第１洗浄槽ＩＴ１内に流す純水の流量を２０Ｌ／ｍｉｎ以下に抑えることにより、第１洗浄槽ＩＴ１中を流れる純水の流速を抑えることができる。これにより、超音波振動子ＯＳ１から発振される超音波を、ウェハＷＦ１やウェハＷＦ１周辺の純水まで効率的に伝播させることができる。このため、超音波の物理的作用を利用した洗浄処理における洗浄効率を向上させることができる。したがって、洗浄後のウェハ表面に残存するパーティクル数を低減することが可能となる。また、第１洗浄槽ＩＴ１内に流す純水の流量を１０Ｌ／ｍｉｎ以上とすることにより、洗浄処理における洗浄効率を向上させつつ、半導体装置の製造方法におけるスループットの向上を図ることができる。
上記した純水の流量の数値範囲は、ウェハＷＦ１表面の洗浄を行う洗浄槽としての通常の容量を有する第１洗浄槽ＩＴ１において、とくに好適な純水の流速を実現できるものである。また、純水の流量は、第１洗浄槽ＩＴ１の容量や超音波振動子ＯＳ１から発振される超音波の周波数等に応じて適宜調整することが可能である。
【００３６】
第１洗浄槽ＩＴ１は、たとえば第２洗浄槽ＯＴ１内に配置されている。この場合、上記工程（Ｓ０４）は、たとえば第１洗浄槽ＩＴ１から溢れた純水を第２洗浄槽ＯＴ１へ流しつつ、第２洗浄槽ＯＴ１内に存在する純水を介して第１洗浄槽ＩＴ１内の純水に対し超音波を付与することにより行われる。
また、本実施形態によれば、純水の流量を２０Ｌ／ｍｉｎ以下に抑えるため、第１洗浄槽ＩＴ１から第２洗浄槽ＯＴ１へ流れる純水の流速を抑えることもできる。これにより、第２洗浄槽ＯＴ１内へ純水が流れ込むことに起因して第２洗浄槽ＯＴ１内の純水に気泡が生じることを、抑制できる。したがって、純水内に生じた気泡により超音波の伝播が妨げられることを抑制し、さらに効率的な洗浄処理を実現することができる。
【００３７】
本実施形態においては、第１洗浄槽ＩＴ１の容量をＶ（Ｌ）とし、第１洗浄槽ＩＴ１へ流す純水の流量をＱ（Ｌ／ｍｉｎ）とする。この場合、Ｑ／Ｖ（１／ｍｉｎ）は、０．１５以上０．７以下とすることが好ましい。これにより、第１洗浄槽ＩＴ１の容量にあわせて、効率的な洗浄処理を行うために好適な純水の流速を容易に実現できる。
【００３８】
ウェハＷＦ１表面に対する洗浄処理が終了した後、発信器ＳＧ１を停止させて超音波振動子ＯＳ１による超音波の発振を止める。このとき、第１洗浄槽ＩＴ１へ流す純水の流量は、たとえば５Ｌ／ｍｉｎに調整される。
【００３９】
なお、本実施形態に係る半導体装置の製造方法は、上記工程（Ｓ０４）の後、他の槽においてウェハＷＦ１に対しＡＰＭ処理を施す工程をさらに含んでいてもよい。
この場合、ＡＰＭ処理が施されたウェハＷＦ１は、他の洗浄槽内に搬送され、リンス洗浄が施される。このリンス洗浄は、たとえば洗浄槽内に純水を流しつつ超音波振動子を用いて洗浄槽内の純水に対し超音波を付与する洗浄処理により行うことができる。この洗浄処理は、たとえば上記工程（Ｓ０４）と同様に、１０Ｌ／ｍｉｎ以上２０Ｌ／ｍｉｎ以下の流量で洗浄槽内に純水を流す工程を含むことができる。これにより、ＡＰＭ処理後のウェハＷＦ１表面に対しても、効率的な洗浄処理を施すことができる。
【００４０】
次に、ウェハＷＦ１を第２槽ＳＴ１から第３槽ＴＴ１へ搬送する（Ｓ０５）。このとき、たとえば複数のウェハＷＦ１が第３槽ＴＴ１内へ配置される。
【００４１】
次に、ウェハＷＦ１に対し乾燥処理を施す（Ｓ０６）。これにより、上記工程（Ｓ０４）において用いられた純水により濡れたウェハＷＦ１表面を乾燥させる。
【００４２】
次に、ウェハＷＦ１を、半導体製造装置ＭＥ１内から外部へ移動させる。本実施形態においては、たとえば立替部ＦＡ２を用いて、ウェハＷＦ１を半導体製造装置ＭＥ１から他の製造装置へ移し替えることができる。その後、たとえばウェハＷＦ１に対し種々の処理が施され、半導体装置が製造されることとなる。
本実施形態においては、たとえばこのようにして半導体装置の製造方法が行われる。
【００４３】
次に、本実施形態の効果を説明する。本実施形態によれば、第１洗浄槽ＩＴ１内に純水を流しつつ第１洗浄槽ＩＴ１内の純水に対し超音波を付与することにより、第１洗浄槽ＩＴ１内に配置されるウェハＷＦ１の表面を洗浄する。また、当該洗浄工程は、１０Ｌ／ｍｉｎ以上２０Ｌ／ｍｉｎ以下の流量で第１洗浄槽ＩＴ１内に純水を流す工程を含む。これにより、洗浄後のウェハＷＦ１表面に残存するパーティクル数を低減することができる。
【００４４】
図５は、リンス流量に対するパーティクル数の関係を示すグラフである。
各実験例および各比較例では、ウェハ上に形成されたレジスト膜をＳＰＭ処理により剥離した後、ウェハ表面に対しリンス洗浄を行った。リンス洗浄は、ウェハを内部に保持した洗浄槽内に純水を流しつつ、当該洗浄槽内の純水に対し約９００ｋＨｚの超音波を付与することにより行った。当該洗浄槽としては、５０Ｌの容量を有するものを使用した。そして、リンス洗浄後に、ウェハ表面に残存するパーティクル数を測定した。ここでは、ウェハ表面に残存する残留物のうち０．０４μｍより大きい粒径を有するものをパーティクルとした。
図５では、リンス洗浄において洗浄槽に流す純水の流量（リンス流量）と、ウェハ表面に残存したパーティクル数（パーティクル数）と、の関係が示されている。また、図５では、各実験例および各比較例につき、互いに異なるスロットに保持された二つのウェハ（ＳＬＯＴ１、ＳＬＯＴ５０）における残存パーティクル数の測定値が示されている。
【００４５】
図５に示すように、リンス流量が１０Ｌ／ｍｉｎ以上２０Ｌ／ｍｉｎ以下である実験例１〜３においては、リンス洗浄後のウェハ表面に残存したパーティクル数が２００以下と良好な結果が得られた。一方で、リンス流量が３０Ｌ／ｍｉｎである比較例１、およびリンス流量が４０Ｌ／ｍｉｎである比較例２においては、リンス洗浄後のウェハ表面に残存したパーティクル数が２００を超えていた。このように、リンス洗浄において１０Ｌ／ｍｉｎ以上２０Ｌ／ｍｉｎ以下の流量で洗浄槽内に純水を流すことにより、リンス洗浄後のウェハ表面に残存するパーティクル数を低減できることが分かる。
【００４６】
また、リンス流量が１０Ｌ／ｍｉｎ以上２０Ｌ／ｍｉｎ以下である実験例１〜３においては、互いに異なるスロットに保持された二つのウェハにおける残存パーティクル数の差が、１００以下と小さな値であった。一方で、リンス流量が３０Ｌ／ｍｉｎである比較例１、およびリンス流量が４０Ｌ／ｍｉｎである比較例２においては、互いに異なるスロットに保持された二つのウェハにおける残存パーティクル数の差が１００を超えていた。このように、リンス洗浄において１０Ｌ／ｍｉｎ以上２０Ｌ／ｍｉｎ以下の流量で洗浄槽内に純水を流すことにより、スロット間における洗浄効率のばらつきを抑えることができることもわかる。
【００４７】
（第２の実施形態）
第２の実施形態に係る半導体装置の製造方法も、第１の実施形態と同様に、第１洗浄槽ＩＴ１内に純水を流しつつ、超音波振動子ＯＳ１を用いて第１洗浄槽ＩＴ１内の純水に対し超音波を付与することによりウェハＷＦ１表面を洗浄する工程を備える。
本実施形態において、ウェハＷＦ１を洗浄する工程は、２０Ｌ／ｍｉｎよりも大きい流量で前記第１洗浄槽内に純水を流す第１工程と、１０Ｌ／ｍｉｎ以上２０Ｌ／ｍｉｎ以下の流量で前記第１洗浄槽内に純水を流す第２工程と、を含む。この点を除き、本実施形態に係る半導体装置の製造方法は、たとえば第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法と同様に行われる。
以下、本実施形態に係る半導体装置の製造方法につき詳細に説明する。
【００４８】
ウェハＷＦ１表面に対する洗浄処理は、ウェハＷＦ１が内部に保持された第１洗浄槽ＩＴ１内に純水を流しつつ、超音波振動子ＯＳ１を用いて第１洗浄槽ＩＴ１内の純水に対し超音波を付与することにより行われる。この洗浄処理は、第１の実施形態に係る製造工程のうち、図３に示す工程（Ｓ０４）に対応している。
処理時間は、たとえば約１０分間である。また、超音波振動子ＯＳ１は、たとえば８００ｋＨｚ以上１．５ＭＨｚ以下の周波数を有する超音波を純水に対し付与する。これにより、効果的な洗浄処理を実現できる。
【００４９】
本実施形態において、ウェハＷＦ１表面に対し洗浄処理を施す上記工程は、２０Ｌ／ｍｉｎよりも大きい流量で第１洗浄槽ＩＴ１内に純水を流す第１工程と、１０Ｌ／ｍｉｎ以上２０Ｌ／ｍｉｎ以下の流量で第１洗浄槽ＩＴ１内に純水を流す第２工程と、を含む。
すなわち、第１工程においては、２０Ｌ／ｍｉｎよりも大きい流量で前記第１洗浄槽内に純水を流しつつ、超音波振動子ＯＳ１を用いて第１洗浄槽ＩＴ１内の純水に対し超音波を付与することとなる。また、第２工程においては、１０Ｌ／ｍｉｎ以上２０Ｌ／ｍｉｎ以下の流量で第１洗浄槽ＩＴ１内に純水を流しつつ、超音波振動子ＯＳ１を用いて第１洗浄槽ＩＴ１内の純水に対し超音波を付与することとなる。
【００５０】
第１工程においては、比較的大きい流量の純水を第１洗浄槽ＩＴ１に流すことにより、第１洗浄槽ＩＴ１中を流れる純水の流速を比較的大きくすることができる。これにより、たとえばＳＰＭ等のウェット処理時にウェハＷＦ１表面に付着した薬液を、ウェハＷＦ１表面から容易に除去することができる。一方で、第２工程においては、第１洗浄槽ＩＴ１内に流す純水の流量を２０Ｌ／ｍｉｎ以下に抑えることにより、第１洗浄槽ＩＴ１中を流れる純水の流速を抑えることができる。このため、超音波の物理的作用を利用した洗浄処理における洗浄効率を向上させ、洗浄後のウェハ表面に残存するパーティクル数を低減することが可能となる。このように、本実施形態によれば、ウェハ表面に残存するパーティクル数を低減しつつ、効率的な洗浄処理を実現することが可能となる。
【００５１】
また、本実施形態においては、２０Ｌ／ｍｉｎよりも大きい流量で前記第１洗浄槽内に純水を流す第１工程を、第２工程よりも先に行う。このため、ウェハＷＦ１表面に付着した薬液を、ウェハＷＦ１表面から早期に除去することができる。これにより、薬液に起因してウェハＷＦ１にダメージが生じてしまうことを抑制することができる。
【００５２】
第１工程における純水の流量は、ウェハＷＦ１表面に付着している薬液を効率的に除去する観点から、２５Ｌ／ｍｉｎ以上が好ましく、３０Ｌ／ｍｉｎ以上がより好ましい。
上述した第１工程および第２工程における純水の流量の数値範囲は、ウェハＷＦ１表面の洗浄を行う洗浄槽としての通常の容量を有する第１洗浄槽ＩＴ１において、とくに好適な純水の流速を実現できるものである。また、純水の流量は、第１洗浄槽ＩＴ１の容量や超音波振動子ＯＳ１から発振される超音波の周波数等に応じて適宜調整することができる。
【００５３】
本実施形態において、ウェハＷＦ１表面に対し洗浄処理を施す上記工程は、第２工程の後において２０Ｌ／ｍｉｎよりも大きい流量で第１洗浄槽ＩＴ１内に純水を流す第３工程をさらに含んでいてもよい。このような場合においても、ウェハ表面に残存するパーティクル数を低減しつつ、効率的な洗浄処理を実現することが可能となる。
第３工程における純水の流量は、ウェハＷＦ１表面に付着している薬液を効率的に除去する観点から、２５Ｌ／ｍｉｎ以上が好ましく、３０Ｌ／ｍｉｎ以上がより好ましい。
【００５４】
ウェハＷＦ１表面に対し洗浄処理を施す上記工程中における純水の流量は、たとえば制御部ＣＵ１によって給水管ＳＰ１から第１洗浄槽ＩＴ１へ流れる純水の流量を制御することにより行われる。本実施形態においては、たとえばあらかじめ定められた流量制御プログラムに従い制御部ＣＵ１による流量の制御が行われる。
【００５５】
図６は、リンス流量の変化とパーティクル数との関係を示すグラフである。
実験例４、実験例５、および比較例１では、ウェハ上に形成されたレジスト膜をＳＰＭ処理により剥離した後、ウェハ表面に対しリンス洗浄を行った。リンス洗浄は、ウェハを内部に保持した洗浄槽内に純水を流しつつ、当該洗浄槽内の純水に対し約９００ｋＨｚの超音波を付与することにより行った。当該洗浄槽としては、５０Ｌの容量を有するものを使用した。そして、リンス洗浄後に、ウェハ表面に残存するパーティクル数を測定した。ここでは、ウェハ表面に残存する残留物のうち０．０４μｍより大きい粒径を有するものをパーティクルとした。
【００５６】
実験例４では、ウェハ表面に対するリンス洗浄を、洗浄槽に流す純水の流量（リンス流量）５０Ｌ／ｍｉｎで１．５分間（第１工程）、リンス流量２０Ｌ／ｍｉｎで６．５分間（第２工程）、リンス流量５０Ｌ／ｍｉｎで２分間（第３工程）、行った。実験例５では、ウェハ表面に対するリンス洗浄を、リンス流量５０Ｌ／ｍｉｎで１．５分間（第１工程）、リンス流量２０Ｌ／ｍｉｎで６．５分間（第２工程）、行った。比較例１では、ウェハ表面に対するリンス洗浄におけるリンス流量は、３０Ｌ／ｍｉｎで一定とした。
図６では、リンス洗浄における純水の流量（リンス流量）の変化と、ウェハ表面に残存したパーティクル数（パーティクル数）と、の関係が示されている。また、図６では、各実験例につき、互いに異なるスロットに保持された二つのウェハ（ＳＬＯＴ１、ＳＬＯＴ５０）における残存パーティクル数の測定値が示されている。
【００５７】
図６に示すように、リンス流量２０Ｌ／ｍｉｎ、処理時間６．５分間の条件下で純水リンスを行う第２工程を含む実験例４および実験例５では、リンス洗浄後のウェハ表面に残存したパーティクル数が２００以下と良好な結果が得られた。一方で、リンス流量３０Ｌ／ｍｉｎの一定条件下でリンス洗浄を行った比較例１においては、リンス洗浄後のウェハ表面に残存したパーティクル数が２００を超えていた。
このように、リンス洗浄において１０Ｌ／ｍｉｎ以上２０Ｌ／ｍｉｎ以下の流量で洗浄槽内に純水を流す第２工程を含むことにより、リンス洗浄後のウェハ表面に残存するパーティクル数を低減できることが分かる。
【００５８】
図７は、リンス処理時間と純水の比抵抗との関係を示すグラフである。ここでは、第１洗浄槽ＩＴ１内の純水の比抵抗（ＭΩ）を測定した。
実験例４および実験例５においても、比較例１と同様に、１０分間のリンス処理時間において約１０ＭΩの比抵抗が得られた。すなわち、比較的低い流量により純水を流す第２工程を含む実験例４および実験例５においても、リンス流量５０Ｌ／ｍｉｎの条件下で純水リンスを行う第１工程を含むことによりＳＰＭ処理時に付着した薬液の洗浄を効率的に行うことできた。このように、実験例４および５によれば、ウェハ表面に残存するパーティクル数を低減しつつ、効率的な洗浄処理を実現できていることがわかる。
【００５９】
また、本実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６０】
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。
【符号の説明】
【００６１】
ＭＥ１  半導体製造装置
ＦＴ１  第１槽
ＳＴ１  第２槽
ＴＴ１  第３槽
ＩＴ１  第１洗浄槽
ＯＴ１  第２洗浄槽
ＷＨ１  受け台
ＳＰ１  給水管
ＤＰ１  排水管
ＯＳ１  超音波振動子
ＳＧ１  発信器
ＦＭ１  流量計
ＦＬ１  フィルタ
ＶＬ１  バルブ
ＣＵ１  制御部
ＦＡ１、ＦＡ２  立替部
ＷＦ１  ウェハ
ＳＢ１  半導体基板
ＥＬ１  素子分離膜
ＧＩ１  ゲート絶縁膜
ＳＦ１  シリコン膜
ＲＦ１  レジスト膜
【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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【図６】
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【図７】
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