(57)【要約】【課題】半導体装置の製造において、ウェハ表面に付着した異物を確実に除去でき、異物の再付着、配線の溶解等のない洗浄方法を提供する。【解決手段】半導体装置の製造における洗浄方法は、アルミ配線パターンの形成工程後に、アルミ配線パターンが形成された表面に対して、流体をノズル４から吐出させて行う洗浄を使用し、流体は、超純水、または、不活性ガスと超純水又は少なくとも超純水を含む液体とを混合した２流体である。【選択図】図１
2006041147.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体装置の製造における洗浄方法であって、
アルミ配線パターンの形成工程後に、前記アルミ配線パターンが形成された表面に対して、流体をノズルから吐出させて行う洗浄を使用し、
前記流体は、超純水、または、不活性ガスと超純水又は少なくとも超純水を含む液体とを混合した２流体であることを特徴とする半導体装置の製造における洗浄方法。
【請求項２】
前記アルミ配線パターンの形成工程後において、前記アルミ配線の上層に行われる成膜工程後において行う洗浄について、前記半導体装置のウェハの表面に対して、前記流体を吐出させて行う前記洗浄を使用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における洗浄方法。
【請求項３】
前記半導体装置は、電気光学装置を構成するものであり、前記アルミ配線パターンの形成工程後に該電気光学装置の画素電極としてＩＴＯ膜を形成し、前記ＩＴＯ膜表面にブラシ洗浄を行った後に、前記ＩＴＯ膜表面に対して前記流体を吐出させて行う前記洗浄を行う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における洗浄方法。
【請求項４】
前記洗浄は、電極パッドを利用した電気的特性の検査後に、前記電極パッドが形成された表面に対して行われ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における洗浄方法。
【請求項５】
前記洗浄は、前記ウェハのエッジ部以外の領域に対して行われることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の半導体装置の製造における洗浄方法。
【請求項６】
前記洗浄において、前記ウェハを回転させると共に、前記ウェハに対して前記ノズルをスキャンさせ、その際の前記ウェハの回転数は、2000から2500rpmであり、前記ウェハに対する前記ノズルのスキャン速度は、2から3.5秒/100mmであ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における洗浄方法。
【請求項７】
前記ノズルからの前記超純水又は少なくとも超純水を含む液体の吐出流量は、0.1から0.15L/minであり、前記不活性ガスの吐出流量は、65L/min以上であ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における洗浄方法。
【請求項８】
前記洗浄において、前記ウェハを回転させると共に、前記ウェハに対して前記ノズルをスキャンさせ、その際の前記ウェハの回転数は、500から800rpmであり、前記ウェハに対する前記ノズルのスキャン速度は、3から4秒/100mmであ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における洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造における洗浄方法に関し、特に、流体をノズルから吐出させて行う洗浄を使用する半導体装置の製造における洗浄方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、半導体装置を製造する工程において、半導体装置が形成されるウェハ表面に対して洗浄処理が行われる。これは、石英等のウェハ上に配線パターンが形成されたり、液晶装置等の電気光学装置の場合は画素電極が形成されたりした後に、ウェハ表面に付着した異物を除去するためである。
【０００３】
例えば、アルミ配線が形成されたウェハ表面を、ブラシを用いて洗浄する方法が従来より使用されている。  
また、別な洗浄方法として、アルミ配線形成後の表面に付着した異物を薬品を用いて除去する方法も、提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平08-144075号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、ブラシによる洗浄は、物理的な洗浄法であるため、異物がウェハ表面に再付着するという問題がある。図８は、従来のブラシ洗浄を説明するための図である。図８に示すように、ウェハ１００のエッジ部はレジストなどが形成されないため、エッチング処理によって異物１０１が形成され易い。異物１０１は、ブラシ洗浄により剥がされ、剥がれた異物１０１がアルミ配線１０２間に入り込み、ショート不良が発生したり、アルミ配線１０２の端部に押し当てられ、その上に形成される膜１０３の膜厚が所望の厚さにならないという問題がある。
【０００５】
また、上述した薬液を利用する洗浄方法を用いると、異物だけでなく、アルミ配線自体も溶解してしまい配線が細くなってしまうという問題がある。配線が細くなると、抵抗値が変化して所望の特性が得られないという問題等が生じる。
【０００６】
また、アルミ配線形成後、種々の成膜が行われた後に、薬液を用いた洗浄を実行すると、形成された膜の表面のグレインバウンダリーの間から薬液が染み込み、その結果、クラックが生じ、信頼性の低下に繋がるという虞もある。
【０００７】
本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであって、半導体装置の製造において、ウェハ表面に付着した異物を確実に除去でき、異物の再付着、配線の溶解等のない洗浄方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の半導体装置の製造における洗浄方法は、半導体装置の製造における洗浄方法であって、アルミ配線パターンの形成工程後に、前記アルミ配線パターンが形成された表面に対して、流体をノズルから吐出させて行う洗浄を使用し、前記流体は、超純水、または、不活性ガスと超純水又は少なくとも超純水を含む液体とを混合した２流体であることを特徴とする。
【０００９】
このような構成によれば、半導体装置の製造において、ウェハ表面に付着した異物を確実に除去でき、異物の再付着、配線の溶解等のない洗浄方法を実現することができる。
【００１０】
また、本発明の半導体装置の製造における洗浄方法において、前記アルミ配線パターンの形成工程後において、前記アルミ配線の上層に行われる成膜工程後において行う洗浄について、前記半導体装置のウェハの表面に対して、前記流体を吐出させて行う前記洗浄を使用することが望ましい。
【００１１】
このような構成によれば、アルミ配線が細ることなく、ウェハ表面に付着した異物を確実に除去することができる。
【００１２】
また、本発明の半導体装置の製造における洗浄方法において、前記半導体装置は、電気光学装置を構成するものであり、前記アルミ配線パターンの形成工程後に該電気光学装置の画素電極としてＩＴＯ膜を形成し、前記ＩＴＯ膜表面にブラシ洗浄を行った後に、前記ＩＴＯ膜表面に対して前記流体を吐出させて行う前記洗浄を行うことが望ましい。
【００１３】
このような構成によれば、画素電極の形成不良を生じないで、ウェハ表面に付着した異物を確実に除去することができる。
【００１４】
また、本発明の半導体装置の製造における洗浄方法において、前記洗浄は、電極パッドを利用した電気的特性の検査後に、前記電極パッドが形成された表面に対して行われることが望ましい。
【００１５】
このような構成によれば、電気的特性検査によって生じた異物を、ウェハ表面から確実に除去することができる。
【００１６】
また、本発明の半導体装置の製造における洗浄方法において、前記洗浄は、前記ウェハのエッジ部以外の領域に対して行われることが望ましい。
【００１７】
このような構成によれば、ウェハのエッジ部に生じた膜の剥がれによる異物を、異物の再付着させることなく、ウェハ表面から確実に除去することができる。
【００１８】
また、本発明の半導体装置の製造における洗浄方法において、前記洗浄において、前記ウェハを回転させると共に、前記ウェハに対して前記ノズルをスキャンさせ、その際の前記ウェハの回転数は、2000から2500rpmであり、前記ウェハに対する前記ノズルのスキャン速度は、2から3.5秒/100mmであることが望ましい。
【００１９】
また、本発明の半導体装置の製造における洗浄方法において、前記ノズルからの前記超純水又は少なくとも超純水を含む液体の吐出流量は、0.1から0.15L/minであり、前記不活性ガスの吐出流量は、65L/min以上であることが望ましい。
【００２０】
また、本発明の半導体装置の製造における洗浄方法において、前記洗浄において、前記ウェハを回転させると共に、前記ウェハに対して前記ノズルをスキャンさせ、その際の前記ウェハの回転数は、500から800rpmであり、前記ウェハに対する前記ノズルのスキャン速度は、3から4秒/100mmであることが望ましい。
【００２１】
このような構成によれば、ウェハ表面に付着した異物を確実に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】
【００２２】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造における洗浄方法を説明する。  
図１は、本実施の形態に係わる洗浄システムの構成の例を示す構成図である。洗浄システム１は、半導体装置の製造における洗浄に用いられるシステムであり、半導体装置であるウェハ２を回転させる回転装置３と、ウェハ２の表面に高圧の流体を吹き付けるためのノズル装置としてのジェットノズル４と、高圧液体製造装置５を含んで構成されている。洗浄対象となるウェハ２は、載置台６上に載置される。ウェハ２を載置した載置台６は、ウェハ２の表面を含む平面内でウェハ２の表面の中心点を中心として回転させる回転装置３に、回転軸部材７によって連結されている。ジェットノズル４は、高圧液体製造装置５と接続されており、高圧液体製造装置５から管路８を介して供給される高圧の流体を、先端部からジェット流でウェハ２に向けて吐出する。
【００２３】
ジェットノズル４は、図示しない制御アーム部に取り付けられ、制御アーム部は、図示しない制御装置によって、ジェットノズル４の向きを所望の角度及び方向になるように制御される。例えば、ジェットノズル４の先端部には、直径0.4ｍｍの孔が空いている。
【００２４】
従って、ジェットノズル４は、ウェハ２の表面を予め決められた方向にスキャン（例えば平行移動）しながら、流体、例えば高圧の液体である超純水をウェハ２の表面に吹き付ける。ジェットノズル４は、ウェハ２の回転中心を通る予め決められた線Ｃに沿って、ウェハ２の表面を予め決められ範囲内でスキャンする。予め決められた線は、例えば、直線あるいは円弧である。ウェハ２の回転数、ウェハ２の表面をスキャンする速度などの適切な条件については後述する。
【００２５】
なお、ウェハ２の表面に吹き付けられる流体は、少なくとも超純水を含んでいればよく、例えば、二酸化炭素を含んでいてもよい。  
さらに、図１の場合は、流体は、ウェハ２の表面に対して斜め方向から吹き付けられているが、ウェハ２の表面に対して鉛直方向から吹き付けるようにしてもよい。
【００２６】
以上のような洗浄システム１に、半導体装置を製造途中にある、アルミ配線パターンの形成後の工程において、ウェハ２を回転させながら、ジェットノズル４からの高圧の流体を、ウェハ２の表面をスキャンさせながら吹き付ける。これによって、ウェハ２の回転による遠心力と、吹き付けられる液体の物理力によって、表面に付着した異物が飛ばされて除去される。
【００２７】
ウェハ２の表面において、スキャンされる範囲は、ウェハ２のエッジ部２ａに当たらない範囲である。スキャンのスタート位置は、例えば、ウェハ２の中心位置である。図２は、そのスキャン範囲を説明するための図である。図２に示すように、ウェハ２の表面の周辺のエッジ部２ａよりも内側の領域Ｒのみが、スキャンされて流体が吹き付けられる。これは、ウェハ２のエッジ部では、エッチングなどにより成膜材等が剥がれ易くなっており、エッジ部２ａの外周側から内側に向けて液体を吹き付けると、剥がれた成膜材がウェハ２の表面に落下して付着してしまうことがないようにするためである。従って、スキャンされる範囲は、ウェハ表面のエッジ部２ａよりも内側だけである。すなわち、ジェットノズル４は、ウェハ表面のエッジ部２ａよりも内側だけをスキャンする。
【００２８】
なお、上述した例では、流体として超純水等の液体がジェットノズル４から吹き出しているが、流体は、不活性ガスと液体とを混合した２流体であってもよい。図３は、２流体をノズルから吐出させて行う洗浄を利用する洗浄システム１Ａの構成を示す側面図である。図３において、図１と同じ構成要素については同じ符号を付し説明は省略する。図３に示すように、ジェットノズル４ａには、図示しない不活性ガス供給源から、高圧の不活性ガス、例えば窒素ガス（Ｎ２）と、図示しない超純水供給源から超純水の液体とが供給される。例えば、ジェットノズル４ａの先端部には、直径４ｍｍの孔が空いている。なお、超純水は、少なくとも超純水を含んでいればよく、例えば、二酸化炭素を含んでもよい。
【００２９】
ジェットノズル４ａは、管路８ａを通して高圧で供給される不活性ガスを超純水あるいは二酸化炭素を含む超純水に当てることによって、ジェットノズル４ａの先端部から霧状の液体を含む２流体をウェハ２の表面に対して高速で噴出する。
【００３０】
なお、本明細書において、２流体とは、高速の不活性ガスの中に微少な水滴を含むものである。この２流体が、ジェットノズル４ａの先端部から高速でウェハ２の表面に対して当たるように吹き付けられる。なお、図３に示す例では、２流体は、ウェハ２の表面に対して鉛直方向から吹き付けているが、図１に示すように、ウェハ２の表面に対して斜め方向から吹き付けるようにしてもよい。
【００３１】
なお、図１及び図３に示した、２つの洗浄方法において、スキャンの回数は、１回でもよいし、複数回おこなってもよい。  
以上説明した２つの洗浄方法は、アルミ配線パターンの形成工程後に、半導体装置のウェハ２の表面に対して、行われる。  
次に、上述した２つの洗浄システムを用いた洗浄方法を半導体装置としての液晶装置に適用した場合の適用例について説明する。
【００３２】
（アルミ配線形成直後の表面の洗浄）  
例えば、電気光学装置である液晶装置の素子基板上には、データ線、容量線などの配線層が形成されるが、その配線層が形成された直後に、上述した２つの洗浄方法のいずれかが使用される。
【００３３】
ウェハ２を回転させながら、流体が図２のスキャン範囲Ｒ内の有効チップ範囲のみをスキャンしながら吹き付けられるので、ウェハ２のエッジ部に付着している異物及びウェハ２の表面上に形成されたアルミ配線パターンに付着した異物は、確実に再付着することなく除去される。
【００３４】
従って、アルミ配線形成直後の表面の洗浄において、本実施の形態に係る洗浄システムを用いることによって、アルミ配線が形成されたウェハ４の表面に付着した異物を確実に除去でき、異物の再付着もなく、薬剤を利用したときに生じたアルミ配線の溶解による細りも生じない。
【００３５】
上述の洗浄方法はアルミ配線形成後に行われる成膜工程の後に行っても効果的である。  
すなわち、アルミ配線形成後、該アルミ配線の上層に種々の成膜が行われた後に、薬液を用いた洗浄を実行すると、形成された膜の表面のグレインバウンダリーの間から薬液が染み込み、その結果、クラックが生じ、信頼性の低下に繋がるという虞があるため、その際に上述の洗浄方法を用いれば、このような不具合を防ぐことができる。
【００３６】
（ＩＴＯ膜形成時の表面の洗浄）  
電気光学装置である液晶装置は、マトリックス状に形成された画素電極となるＩＴＯ膜を有する。ＩＴＯ膜は主に、上述のアルミ配線を形成した後の工程において、一旦素子基板の表面全面に形成され、その後フォトレジストを形成してエッチングすることによって、複数の画素電極が形成される。従来であれば、素子基板の表面全面に、ＩＴＯ膜を形成した後、ブラシ洗浄により表面の異物の除去を行っていた。これは、スパッタリングによってＩＴＯ膜が形成されるときに、ＳＵＳ等の異物がウェハ表面に溶着するために、そのＳＵＳ等を除去するためである。しかし、ブラシを用いて異物を除去しても、異物が再付着によりウェハ４の表面に残ることもある。ウェハ４の表面に異物が残った状態でレジストによりエッチングしても、異物の下のＩＴＯ膜がエッチングされない場合が生じる。その結果、隣り合う本来独立すべき画素電極が異物の部分において接続状態となることによって、液晶装置がいわゆる輝点不良となることがあった。そこで、ブラシ洗浄後に、ＩＴＯ膜表面に対して、上述した２つの洗浄方法のいずれかが使用される。
【００３７】
ここでも、ウェハ２を回転させながら、流体が図２のスキャン範囲Ｒ内の有効チップ範囲のみをスキャンしながら吹き付けられるので、ウェハ２のエッジ部に付着している異物及びウェハ２の表面上に形成されたＩＴＯ膜に付着した異物は、確実に再付着することなく除去される。
【００３８】
従って、ＩＴＯ膜形成時の表面の洗浄において、本実施の形態に係る洗浄システムを用いることによって、ＩＴＯ膜が形成されたウェハ４の表面に付着した異物を確実に除去でき、異物の再付着もなく、上述した輝点不良も生じない。
【００３９】
（検査工程後の表面の洗浄）  
液晶装置の素子基板が、予め決められた回路構成が構成された状態になると、電極パッドに所定の信号を与えることによって、素子基板の電気的特性の検査が行われる。この電気的特性の検査時に、電極パッドに検査用プローブが接触する。そのため、検査終了時に、電極パッドの表面に、検査用プローブとの接触によって電極パッド材料が剥がれて、それが異物となって残る。液晶装置の対向基板の貼り合わせ等の次の組み立て工程時に、その異物がさらに他の不良の原因となる虞がある。そこで、電気的特性の検査工程後に、電極パッドが形成された表面に対して、上述した２つの洗浄方法のいずれかが使用される。
【００４０】
ここでも、ウェハ２を回転させながら、流体が図２のスキャン範囲Ｒ内の有効チップ範囲のみをスキャンしながら吹き付けられるので、ウェハ２のエッジ部に付着している異物及びウェハ２の表面上に形成された電極パッドに付着した異物は、確実に再付着することなく除去される。
【００４１】
従って、電気的特性の検査工程後の洗浄において、本実施の形態に係る洗浄システムを用いることによって、電極パッドの表面に付着した異物を確実に除去でき、異物の再付着もなく、その後の不良も生じない。
【００４２】
次に、上述した２つの洗浄方法を使用したときの効果について実験結果に基づいて説明する。  
まず、図１に示す洗浄システムによる場合について説明する。ここで、洗浄の条件は、ウェハ２の回転数を2000から2500rpmで、ノズル４のスキャン速度を2から3.5秒/100mmであり、その実験を行った結果は、図４と図５に示すようになった。ここでは、ジェットノズル４の先端部には、直径0.4mmの孔が空いている。
【００４３】
なお、図４と図５は、本実施の形態に係わるシステムの実験結果を説明するための図であり、実験計画法による直交実験を行い、異物の除去率と、ウェハ２の回転数（rpm）及びスキャン速度（秒/100mm）との関係を示した図である。  
図４に示すように、ウェハ２の回転数が、2000rpm以上であれば、除去率が高いことがわかった。なお、2500rpmを超えると、ウェハ２の表面の乾燥し、発塵が生じた。
【００４４】
また、図５に示すように、ノズル４のスキャン速度は、2から3.5秒/100mmの範囲で、除去率が高いことがわかった。スキャン速度が2秒/100mm未満では、除去率は低下した。  
なお、図６は、除去率と流体の吐出圧との関係を示す図である。図６に示すように、吐出圧が、3.5から5.0MPaの範囲では、吐出圧に応じて除去率の変化は見られなかった。
【００４５】
次に、図３に示す洗浄システムによる場合について説明する。窒素ガス（Ｎ２）と超純水を使用した２流体の場合における洗浄の条件は、ウェハ２の回転数を500から800rpmで、ノズル４のスキャン速度を3から4秒/100mmであり、その実験を行った結果は、図７に示すようになった。ここでは、ジェットノズル４ａの先端部には、直径４mmの孔が空いている。
【００４６】
なお、図７は、実験計画法による直交実験を行い、異物の除去率と、不活性ガスとしての窒素ガス流量（L/min）との関係を示した図である。  
図７に示すように、窒素ガスが65 L/min 以上となると、除去率は飽和している。このとき、超純水は、0.1から0.15 L/minの範囲では、除去率に変動はなかった。  
なお、ウェハ２の回転数が800rpmを超えると、エハ２の表面の乾燥し、発塵が生じた。
【００４７】
以上説明したように、本実施の形態によれば、半導体装置の製造において、ウェハ表面に付着した異物を確実に除去でき、異物の再付着、配線の溶解等のない洗浄方法を実現することができる。
【００４８】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
また、上述した半導体装置の例としての電気光学装置は、パッシブマトリクス型の液晶表示パネルだけでなく、アクティブマトリクス型の液晶パネル（例えば、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）やＴＦＤ（薄膜ダイオード）をスイッチング素子として備えた液晶表示パネル）にも同様に適用することが可能である。また、液晶表示パネルだけでなく、エレクトロルミネッセンス装置、有機エレクトロルミネッセンス装置、プラズマディスプレイ装置、電気泳動ディスプレイ装置、電子放出を用いた装置（Field Emission Display 及び Surface-Conduction Electron-Emitter Display 等）、ＤＬＰ（Digital Light Processing）（別名ＤＭＤ：Digital Micromirror Device）等の各種の電気光学装置においても本発明を同様に適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施の形態に係わる洗浄システムの構成の例を示す構成図。
【図２】本発明の実施の形態に係わるスキャン範囲を説明するための図。
【図３】本発明の実施の形態に係わる２流体を利用する洗浄システムの側面図。
【図４】本発明の実施の形態に係わるシステムの実験結果を説明するための第１の図。
【図５】本発明の実施の形態に係わるシステムの実験結果を説明するための第２の図。
【図６】本発明の実施の形態に係わるシステムの実験結果を説明するための第３の図。
【図７】本発明の実施の形態に係わるシステムの実験結果を説明するための第４の図。
【図８】従来のブラシ洗浄を説明するための図。
【符号の説明】
【００５１】
１，１Ａ  洗浄システム、２  ウェハ、３  回転装置、４，４ａ  ノズル、５  高圧液体製造装置、６  載置台、７  回転軸部材、８，８ａ，８ｂ  管路
【図１】
2006041147.tif 000003
【図２】
2006041147.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2006041147.tif 000007
【図６】
2006041147.tif 000008
【図７】
2006041147.tif 000009
【図８】
2006041147.tif 000010