(57)【要約】  【課題】供給源から基板洗浄装置本体に至るまでの配管等から洗浄液又はリンス液に溶出される有機物による基板の有機汚染を防止することができる半導体装置の製造方法及び基板洗浄装置を提供する。  【解決手段】  基板表面を洗浄する洗浄工程を有する半導体装置の製造方法であって、前記洗浄工程は、基板に対して洗浄液を供給して基板表面を洗浄する工程（ステップＳ１６）と、基板に対してリンス液を供給して基板表面上の前記洗浄液を洗い流す工程（ステップＳ１８と、前記基板を乾燥させる工程（ステップＳ２０）と、を有し、前記洗浄液及び／又は前記リンス液には有機溶媒が加えられる。【選択図】          図４
2008311266.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板表面を洗浄する洗浄工程を有する半導体装置の製造方法であって、
前記洗浄工程は、
基板に対して洗浄液を供給して基板表面を洗浄する工程と、
基板に対してリンス液を供給して基板表面上の前記洗浄液を洗い流す工程と、
前記基板を乾燥させる工程と、を有し、
前記洗浄液及び／又は前記リンス液には有機溶媒が加えられることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記有機溶媒がイソプロピルアルコールであり、その濃度が５重量％以下であることを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
基板に対して洗浄液及びリンス液を供給する供給手段と、
前記洗浄液及び／又は前記リンス液に有機溶媒を添加する添加手段と、
基板に対して洗浄液を供給して基板表面を洗浄し、基板に対してリンス液を供給して基板表面上の前記洗浄液を洗い流し、その後、基板を乾燥させると共に、前記洗浄液及び／又は前記リンス液に有機溶媒を添加するように前記供給手段と前記添加手段とを制御するコントローラと、
を有することを特徴とする基板洗浄装置。
【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及び基板洗浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体基板の成膜パターン条件は微細化の方向にあり、それに伴い洗浄技術も微細化に対応するために色々な方法が採られている。しかしながら、例えばシリコンウエハを洗浄した際、その表面は非常に活性であるため、様々な要因で清掃面を保ち続けることは非常に困難であることは既知の事実でである。基板を酸等による洗浄液にて洗浄し、リンス工程を経て乾燥させる一連の作業のうち、従来から問題視されている金属汚染等以外に有機汚染にも対応せねばならない。
【０００３】
従来、基板を洗浄する際には、酸又はアルカリ等（例えばフッ化水素酸、塩酸、硫酸、又はアンモニア水、過酸化水素水）を１種類以上混ぜ、脱イオン水（以下、ＤＩＷという。）で希釈したもの（例えばＲＣＡ法では、ＳＣ１液としてアンモニア水＋過酸化水素水＋ＤＩＷが用いられ、ＳＣ２液として塩酸＋過酸化水素水＋ＤＩＷが用いられる、等）や、機能水と呼ばれるＤＩＷにオゾンガスや水素ガスを溶解させたもの等が使用されている。また、薬液を置換するリンス液としては、ＤＩＷや炭酸ガスを溶解させた水などが使用されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来においては、ＤＩＷ等の供給源から基板洗浄装置本体に至るまでの配管等から溶出される有機物については何ら考慮されておらず、このように溶出された有機物が基板に付着し、基板が有機汚染されるという問題があった。
【０００５】
本発明は、供給源から基板洗浄装置本体に至るまでの配管等から洗浄液又はリンス液に溶出される有機物による基板の有機汚染を防止することができる半導体装置の製造方法及び基板洗浄装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の特徴とするところは、基板表面を洗浄する洗浄工程を有する半導体装置の製造方法であって、前記洗浄工程は、基板に対して洗浄液を供給して基板表面を洗浄する工程と、基板に対してリンス液を供給して基板表面上の前記洗浄液を洗い流す工程と、前記基板を乾燥させる工程と、を有し、前記洗浄液及び／又は前記リンス液には有機溶媒が加えられる半導体装置の製造方法にある
【０００７】
好適には、前記有機溶媒がイソプロピルアルコール（以下、ＩＰＡという。）であり、その濃度が５重量％以下である。
【０００８】
本発明の第２の特徴とするところは、基板に対して洗浄液及びリンス液を供給する供給手段と、前記洗浄液及び／又は前記リンス液に有機溶媒を添加する添加手段と、基板に対して洗浄液を供給して基板表面を洗浄し、基板に対してリンス液を供給して基板表面上の前記洗浄液を洗い流し、その後、基板を乾燥させると共に、前記洗浄液及び／又は前記リンス液に有機溶媒を添加するように前記供給手段と前記添加手段とを制御するコントローラと、を有する基板洗浄装置にある。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ＤＩＷ等の供給源から基板洗浄装置本体に至るまでの配管等から溶出される有機物による基板の有機汚染を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
次に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る基板洗浄装置１０を示すブロック図である。基板洗浄装置１０は、ＤＩＷ供給装置１２、ＩＰＡ供給装置１４、ＩＰＡ混合装置１６、薬液供給装置１８、コントローラ２０及び基板洗浄装置本体２２を有する。
【００１１】
ＤＩＷ供給装置１２は、洗浄液やリンス液に用いられるＤＩＷを供給する。ＩＰＡ供給装置１４は、ＤＩＷに添加する有機溶媒であるＩＰＡを供給する。ＩＰＡ混合装置１６は、ＤＩＷ供給装置１２から供給されたＤＩＷにＩＰＡ供給装置１４から供給されたＩＰＡを添加して混合する。薬液供給装置１８は、洗浄液である例えば希フッ酸（ＤＨＦ）を供給する。
【００１２】
ＤＩＷ供給装置１２とＩＰＡ混合装置１６とは第１の配管２４を介して接続されており、この第１の配管２４には、第１の流量調整器２６が配置されている。また、ＩＰＡ供給装置１４とＩＰＡ混合装置１６とは第２の配管２８を介して接続されており、この第２の配管２８には、第２の流量調整器３０が配置されている。さらに、ＩＰＡ混合装置１６と基板洗浄装置本体２２とは第３の配管３２を介して接続され、ＩＰＡ混合装置１６と薬液供給装置１８とは、第３の配管３２から分かれた第４の配管３４を介して接続され、薬液供給装置１８と基板洗浄装置本体２２とは、第５の配管３６を介して接続されている。
【００１３】
コントローラ２０はコンピュータから構成され、ＤＩＷ供給装置１２、ＩＰＡ供給装置１４、ＩＰＡ混合装置１６、薬液供給装置１８、基板洗浄装置本体２２、第１の流量調整器２６及び第２の流量調整器３０等を制御する。
【００１４】
ＤＩＷは、ＤＩＷ供給装置１２から第１の配管２４、ＩＰＡ混合装置１６、第３の配管３２等を介して基板洗浄装置本体２２に供給される。また、ＤＩＷは、第４の配管３４を介して薬液供給装置１８に供給され、さらにＤＩＷにより希釈された薬液が第５の配管３６を介して基板洗浄装置本体２２に供給される。
【００１５】
上記第１の配管２４、第３の配管３２、第４の配管３４、第５の配管３６等には、配管材として可塑剤が加えられており、この可塑剤中には例えば有機物であるフタル酸エステル類が含まれる。このフタル酸エステル類等の有機物がＤＩＷに微量ながら溶出する。フタル酸エステル類等の有機物は基板に対して吸着しやすく、またその後の工程で悪影響を与える。
【００１６】
そこで、この実施形態においては、ＤＩＷに、有機物と親和性のある有機溶媒、例えばＩＰＡを加えることでＤＩＷ中に溶け出すフタル酸エステル類等の有機物をＤＩＷ中にて安定に溶解した状態で保つようにし、フタル酸エステル類等の有機物が基板に付着するのを防止している。
【００１７】
ＩＰＡ混合装置１６においては、第１の流量調整器２６及び第２の流量調整器３０の流量を制御することにより、ＤＩＷに対するＩＰＡの濃度が調整される。ＩＰＡ添加量は、その後の水処理の観点からは少ない方が望ましい。ＩＰＡの濃度を５重量％以内とすれば十分な効果が得られ、ＩＰＡの濃度を１重量％としても同等な効果が得られることを確認できた。よってＩＰＡの濃度を少なくとも１〜５重量％とすれば十分な効果が得られることがわかる。
【００１８】
次に基板洗浄装置本体２２について説明する。
図２は、基板洗浄装置本体２２を示す断面図である。基板洗浄装置本体２２は、筐体３８に囲まれて構成された洗浄室４０を有する。この洗浄室４０には、半導体ウエハ等の基板４２を水平に支持する支持具４４が配置されている。この支持具４４は、モータ等からなる回転機構４６に回転軸４８を介して接続され、この回転機構４６により、水平に支持された状態の基板４２を回転させるようになっている。
【００１９】
支持具４４の周囲はカバー５０により囲まれている。このカバー５０は、支持具４４により基板４２が回転する際に基板４２から飛ぶ洗浄液又はリンス液を受け止めるようになっている。
【００２０】
図３に示すように、基板洗浄装置本体２２の側面には、基板搬入搬出口５２が形成されている。この基板搬入搬出口５２にはゲートバルブ５４が設けれており、このゲートバルブ５４により基板搬入搬出口５２が開閉される。また、この基板搬入搬出口５２を介して基板４２を支持具４４に移載するための基板移載機５５が設けられている。
【００２１】
前述した洗浄室４０には、第１のノズル５６と第２のノズル５８とが挿入されている。第１のノズル５６と第２のノズル５８とは、それぞれの先端が支持具４４に支持された基板４２の中心付近手前まで延びるように水平に配置されている。第１のノズル５６は、前述した第５の配管３６に接続され、薬液であるＤＨＦが供給される。第２の５８は、前述した第３の配管３２に接続され、リンス液であるＤＩＷが供給される。
【００２２】
カバー５０の下面には、カバー５０に供給された薬液やリンス液を排出するための排液管６０が接続されており、この排液管６０は、基板洗浄装置本体２２の外部へ延び、この排液管６０を介してカバー５０内の薬液及びリンス液が排出される。
【００２３】
また、基板洗浄装置本体２２の上部には、乾燥用ガス供給管６２が接続されている。この乾燥用ガス供給管６２の他端には、乾燥用ガス供給部６４が接続されている。乾燥用ガスとしては、例えば窒素（Ｎ２）が用いられる。さらに、基板洗浄装置本体２２の下部には乾燥用ガスを排出するための排気管６６が接続されている。
【００２４】
前述したコントローラ２０は、回転機構４６による支持具４４の回転、ゲートバルブ５４による基板搬入搬出口５２の開閉、基板移載機５４による基板４２の搬入及び搬出等をも制御する。
【００２５】
次に、上記構成に係る基板洗浄装置１０を用いて半導体装置（デバイス）の製造工程の一工程として、基板を洗浄する方法について説明する。
【００２６】
図４は、コントローラ２０による制御フローを示すフローチャートである。
まず、ステップＳ１０において、ゲートバルブ５４により基板搬入搬出口５２を開き、基板４２を基板移載機５５により洗浄室４０内に搬入する。
【００２７】
次のステップＳ１２においては、さらに基板移載機５５を制御して基板４２を支持具４４に支持（セット）し、ゲートバルブ５４により基板搬入搬出口５２を閉じる。
【００２８】
次のステップＳ１４においては、回転機構４６により回転軸４８を介して支持具４４を回転させることにより基板４２の回転を開始する。
【００２９】
次のステップＳ１６においては、図５に示すように、基板４２の回転を維持しつつ、第１のノズル５６から洗浄液であるＤＨＦを基板４２の中心に向けて供給し、基板４２の表面を洗浄する。ＤＨＦはＩＰＡが添加されたＤＩＷで希釈されているので、配管等から溶出されたフタル酸エステル類を薬液中にて安定に溶解したままの状態で保つことができ、基板４２にフタル酸エステル類が付着するのを防止することができる。
【００３０】
次のステップＳ１８においては、図６に示すように、基板４２の回転を維持しつつ、第１のノズル５６からのＤＨＦの供給を停止し、第２のノズル５６からリンス液としてのＤＩＷを基板４２の中心に向けて供給し、基板表面に残留するＤＨＦを洗い流す。ここでもステップＳ１６と同様に、ＤＩＷにはＩＰＡが添加されているので、配管等から溶出されたフタル酸エステル類をＤＩＷ中にて安定に溶解したままの状態で保つことができ、基板４２にフタル酸エステル類が付着するのを防止することができる。
【００３１】
次のステップＳ２０においては、図７に示すように、基板４２の回転を維持しつつ、第２のノズル５６からのリンス液の供給を停止し、基板上のリンス液を回転による遠心力でふるい落とす。このステップＳ２０においては、洗浄室４０には、乾燥用ガス供給部６４から乾燥用ガス供給管６２を介して乾燥用ガスとしてのＮ２を供給して洗浄室４０をＮ２雰囲気とし、このＮ２雰囲気中で基板４２を乾燥させる。
【００３２】
次のステップＳ２２においては、回転機構４６による支持具４４の回転を停止することにより基板４２の回転を停止する。また、洗浄室４０内のＮ２を排気する。
【００３３】
次のステップＳ２４においては、ゲートバルブ５４により基板搬入搬出口５２を開き、基板移載機５５により基板４２を洗浄室４０内から搬出する。その後、他の装置、例えばエピタキシャル成長装置等へ搬送し、成膜等の処理を行う。
【００３４】
本実施形態によれば、洗浄の際に基板に付着する恐れのあるフタル酸エステル類等の有機汚染物質を減らすことができるため、特に表面清浄度に敏感なＨＳＧ成長や、エピタキシャル成長などの成膜工程前の基板洗浄に適用するのが好ましい。
【００３５】
なお、上記実施形態においては、洗浄液及びリンス液の双方に有機溶媒を添加するようにしたが、洗浄液のみ、又はリンス液のみに有機溶媒を添加するようにしてもよい。また、上記実施形態においては、洗浄液としてＤＨＦを用いたが、これに限定されるものではなく、酸又はアルカリ等（例えばフッ化水素酸、塩酸、硫酸、又はアンモニア水、過酸化水素水）を１種類以上混ぜ、ＤＩＷで希釈したもの（例えばＲＣＡ法では、ＳＣ１液としてアンモニア水＋過酸化水素水＋ＤＩＷが用いられ、ＳＣ２液として塩酸＋過酸化水素水＋ＤＩＷが用いられる、等）や、機能水と呼ばれるＤＩＷにオゾンガスや水素ガスを溶解させたもの等を使用することができる。さらに、上記実施形態は、スピン式枚葉式基板洗浄装置に対して本発明を適用した例を示したが、これに限定されず、基板を浸漬させる方式等に本発明を適用することもできる。
【００３６】
本発明は、特許請求の範囲に記載した事項を特徴とするが、さらに次に記載した事項も含まれる。
（１）基板表面を洗浄する洗浄工程を有する半導体装置の製造方法であって、
前記洗浄工程は、
基板に対して洗浄液を供給して基板表面を洗浄する工程と、
基板に対してリンス液を供給して基板表面上の前記洗浄液を洗い流す工程と、
前記基板を乾燥させる工程と、を有し、
前記洗浄液及び／又は前記リンス液には有機溶媒が加えられることを特徴とする半導体装置の製造方法。
（２）（１）に記載した半導体装置の製造方法において、前記有機溶媒がイソプロピルアルコールであり、その濃度が５重量％以下であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
（３）前記基板に対して洗浄液及びリンス液を供給する供給手段と、
前記洗浄液及び／又は前記リンス液に有機溶媒を添加する添加手段と、
基板に対して洗浄液を供給して基板表面を洗浄し、基板に対してリンス液を供給して基板表面上の前記洗浄液を洗い流し、その後、基板を乾燥させると共に、前記洗浄液及び／又は前記リンス液に有機溶媒を添加するように前記供給手段と前記添加手段とを制御するコントローラと、
を有することを特徴とする基板洗浄装置。
（４）（１）に記載した半導体装置の製造方法において、前記洗浄工程は、基板を回転させながら行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
（５）（１）に記載した半導体装置の製造方法において、前記洗浄液はＤＩＷで希釈されていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
（６）（１）に記載した半導体装置の製造方法において、前記リンス液はＤＩＷであることを特徴とする半導体装置の製造方法。
（７）（３）に記載した基板洗浄装置において、さらに前記支持具を回転させる回転機構を有し、
前記コントローラは、基板を支持した支持具を回転させつつ、基板に対して洗浄液を供給して基板表面を洗浄し、基板に対してリンス液を供給して基板表面上の前記洗浄液を洗い流し、その後、基板を乾燥させると共に、前記洗浄液及び／又は前記リンス液に有機溶媒を添加するように前記回転機構と前記供給手段と前記添加手段とを制御することを特徴とする基板洗浄装置。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施形態に係る基板洗浄装置を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に用いた基板洗浄装置本体を示す断面図である。
【図３】本発明の実施形態に用いた基板洗浄装置本体及び基板移載機を示す側面図である。
【図４】本発明の実施形態におけるコントローラによる制御フローを示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施形態における洗浄工程の基板洗浄装置本体の状態を示す平面図及び側面図である。
【図６】本発明の実施形態におけるリンス工程の基板洗浄装置本体の状態を示す平面図及び側面図である。
【図７】本発明の実施形態における乾燥工程の基板洗浄装置本体の状態を示す平面図及び側面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０    基板洗浄装置
１２    ＤＩＷ供給装置
１４    ＩＰＡ供給装置
１６    ＩＰＡ混合装置
１８    薬液供給装置
２０    コントローラ
２２    基板洗浄装置本体
４０    洗浄室
４２    基板
４４    支持具
４６    回転機構
５６    第１のノズル
５８    第２のノズル
【図１】
2008311266.tif 000003
【図２】
2008311266.tif 000004
【図３】
2008311266.tif 000005
【図４】
2008311266.tif 000006
【図５】
2008311266.tif 000007
【図６】
2008311266.tif 000008
【図７】
2008311266.tif 000009