(57)【要約】【課題】  枚葉式の洗浄装置では、昇温して薬液を使用する場合、ウェハ面内の温度制御性が非常に乏しいため、安定した洗浄性能を得ることができなかった。さらに温度制御性の向上とともに基板端部への薬液の回り込みを防止する方法がなかった。【解決手段】  半導体基板６０を固定して回転する設置台６１に備わる半導体基板６０を加熱するヒーター６５と、半導体基板裏面に接する温度センサー６６と、薬液を吐出するノズル６０と、薬液の温度を制御するノズル近傍のヒーター６１３と、半導体基板端部から裏面への薬液の回り込みを防ぐための裏面ノズル６８と、裏面ノズル６８から吐出する流体の温度を制御するヒーター６９とを備えている。この構成により、半導体基板６０の基板温度を、面内均一に薬液温度相当まで昇温することが可能であり、基板裏面への薬液の回り込みを防ぎ、安定した洗浄性能及び処理時間の短縮化が可能となる。【選択図】  図１２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定温度に昇温された薬液を用いて、回転する設置台に固定された半導体基板の表面を洗浄する半導体基板の洗浄方法であって、
前記設置台を加熱しながら前記薬液をノズルから供給して前記半導体基板を洗浄することを特徴とする半導体基板の洗浄方法。
【請求項２】
前記設置台を加熱することにより前記半導体基板を前記薬液の所定温度と同じ温度に昇温させることを特徴とする請求項１に記載の半導体基板の洗浄方法。
【請求項３】
前記薬液の所定温度は３０℃以上１２０℃以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体基板の洗浄方法。
【請求項４】
前記薬液は有機溶剤又は無機溶剤を含むことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の半導体基板の洗浄方法。
【請求項５】
物理洗浄により半導体基板の裏面を洗浄した後に、請求項１〜４の何れか１項に記載の半導体基板の洗浄方法により前記半導体基板の表面を洗浄し、再び前記物理洗浄により前記半導体基板の裏面を洗浄する半導体基板の洗浄方法。
【請求項６】
前記物理洗浄はメガソニック洗浄、高圧ジェット洗浄、ブラシ洗浄又は２流体洗浄であることを特徴とする請求項５に記載の半導体基板の洗浄方法。
【請求項７】
薬液用ノズルから所定温度に昇温された薬液を吐出させて、回転する設置台に固定された半導体基板の表面を洗浄する半導体基板の洗浄装置であって、
前記設置台を加熱する第１の加熱手段と、
前記設置台の温度を測定する第１の測定手段と、
前記第１の測定手段による測定温度に基づいて前記第１の加熱手段を制御する第１の制御手段とを設けたことを特徴とする半導体基板の洗浄装置。
【請求項８】
前記第１の制御手段は、前記第１の測定手段による測定温度が前記薬液の所定温度と同じ温度になるように前記第１の加熱手段を制御することを特徴とする請求項７に記載の半導体基板の洗浄装置。
【請求項９】
前記設置台は、固定される前記半導体基板の中心から径方向の距離に応じて３ブロック以上に分割され、前記ブロック毎に前記第１の加熱手段と前記第１の測定手段とを有することを特徴とする請求項７又は８に記載の半導体基板の洗浄装置。
【請求項１０】
前記設置台は、固定される前記半導体基板の中心から径方向の距離に応じて３ブロック以上に分割され、中央の前記ブロック以外の前記ブロックはさらに周方向に複数の小ブロックに分割され、前記中央のブロックと前記小ブロック毎に前記第１の加熱手段と前記第１の測定手段とを有することを特徴とする請求項７又は８に記載の半導体基板の洗浄装置。
【請求項１１】
前記設置台の設置面の大きさが前記半導体基板より小さく、前記設置台の設置面より前記半導体基板の外周端部が３ｍｍ以上１０ｍｍ以下はみ出ることを特徴とする請求項７〜１０の何れか１項に記載の半導体基板の洗浄装置。
【請求項１２】
前記半導体基板の裏面側から前記半導体基板の外周端部に向けて流体を吐出させる裏面ノズルを設けたことを特徴とする請求項７〜１１の何れか１項に記載の半導体基板の洗浄装置。
【請求項１３】
前記流体は前記薬液の所定温度と同じ温度に昇温された純水又は不活性ガスであることを特徴とする請求項１２に記載の半導体基板の洗浄装置。
【請求項１４】
前記裏面ノズルの近傍に前記流体を加熱する第２の加熱手段を設けたことを特徴とする請求項１２に記載の半導体基板の洗浄装置。
【請求項１５】
前記裏面ノズルは６本以上で等間隔に配置されていることを特徴とする請求項１２に記載の半導体基板の洗浄装置。
【請求項１６】
前記薬液用ノズルは前記半導体基板の中心を通るＩ字状に５個以上配置するとともに、
前記薬液用ノズル毎に、前記薬液を加熱する第３の加熱手段と前記薬液の温度を測定する第３の測定手段と前記第３の測定手段による測定温度が前記薬液の所定温度と同じ温度になるように前記第３の加熱手段を制御する第３の制御手段とを設けたことを特徴とする請求項７〜１１の何れか１項に記載の半導体基板の洗浄装置。
【請求項１７】
前記薬液用ノズルは前記半導体基板の中心を通る十字状に９個以上配置するとともに、
前記薬液用ノズル毎に、前記薬液を加熱する第４の加熱手段と前記薬液の温度を測定する第４の測定手段と前記第４の測定手段による測定温度が前記薬液の所定温度と同じ温度になるように前記第４の加熱手段を制御する第４の制御手段とを設けたことを特徴とする請求項７〜１１の何れか１項に記載の半導体基板の洗浄装置。
【請求項１８】
前記設置台の上部に前記半導体基板を覆う円盤状で３個以上の同心円のブロックに分割されたカバーを設け、前記カバーに前記薬液用ノズルを前記半導体基板の中心を通る十字状に９個以上配置するとともに、前記ブロック毎に前記薬液を加熱する第５の加熱手段と前記薬液の温度を測定する第５の測定手段と前記第５の測定手段による測定温度が前記薬液の所定温度と同じ温度になるように前記第５の加熱手段を制御する第５の制御手段とを設けたことを特徴とする請求項７〜１１の何れか１項に記載の半導体基板の洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造において、半導体基板の洗浄方法とそれに用いられる洗浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造方法では、レジストを用いてリソグラフィー法により有機材料のパターンを形成した後に、ドライエッチ方法により数種類のガスに高周波の出力をかけることにより、エネルギーを与えることにより、低温化で酸化膜や金属材料のエッチング加工を行っている。
【０００３】
その後、レジスト自身やレジストの残渣やドライエッチにより生成される反応生成物を除去するために、酸素プラズマ下で炭化する方法や、薬液を用いて溶解する方法により除去を行っている。
【０００４】
薬液を用いる除去においては、薬液を水槽にためて複数の半導体基板を浸漬して処理する洗浄方法と、一枚づつ回転させながら薬液を半導体基板上に流下させることにより処理する洗浄方法がある。
【０００５】
薬液を用いる場合、レジストやレジスト残渣物やドライエッチ時の反応生成物の溶解させる能力を向上させるためには、処理中の温度を上昇させる方法が最も一般的で効果が高い。
【０００６】
バス式の洗浄方法においては、薬液を昇温して処理する場合は、槽の側壁にヒーターを貼り付けたり、直接槽の中にヒーターを投入して直接的に昇温すると同時に、槽内の薬液の温度を均一にするための循環ラインの途中にヒーターを設置して昇温させる方法を用いている。
【０００７】
この方法では、槽内の薬液温度を直接測定するために、半導体基板の温度と一致している。さらに、薬液温度は、ヒーターの能力のみで１７０℃近傍まで容易に上昇させて洗浄処理を行うことは可能である。
【０００８】
また、最近の微細化に伴い製造プロセスが複雑化し、多層配線化している現在では、処理フローが増大している。そのため、製品が生産されている時間を短時間化するために、ロット内のウェハ数を減らした上に、一枚づつ処理する枚葉化が進行している。
【０００９】
この枚葉処理は一般的には半導体基板をチャックに固定した上に回転させて、表面側からと裏面側からの２方向から薬液や純水を供給して処理を行う。この場合、半導体基板の固定はウェハ端部を固定しているため、半導体基板の初期温度は常温となっている。
【００１０】
薬液を昇温した条件で洗浄する場合は、薬液を事前にタンクで昇温させて半導体基板上に流下させる方法で洗浄する。
【００１１】
このとき、洗浄前の半導体基板は常温であるため、初期の温度が低い状態で洗浄が開始される。また、薬液の温度はノズルの先端まで圧送されるまでに低下することと、半導体基板が回転しながら処理されるために、処理温度は昇温タンク部での初期の薬液温度より１５から２０℃程度以上低下した状態となり、予定の洗浄能力が得られない。これらを打開するためには、所望の温度より１５℃以上高い温度で加温して洗浄する方法を用いている。この温度差は、処理する薬液の温度が５０℃を越える場合には差が大きくなる。
【００１２】
さらに、ＣＶＤ装置などで用いられるヒーターでは、温度の均一性を確保するために、半導体基板よりも大きなヒーターを用いている。この場合、液体がヒーターと半導体基板の界面に浸透して、基板自体への溶解やヒーター材への溶解が発生する。その上、純水で洗浄しても、半導体基板とヒーターの界面に浸透した薬液は、十分に置換できない。
【００１３】
このため、一般的には裏面に空間を作って、裏面と表面から同時に薬液などの流体を吐出して洗浄を行うため、半導体基板の温度を直接上昇させることはできない。
【特許文献１】特開平０４−３５７８３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
従来の洗浄装置の枚葉装置では、昇温して薬液を使用する場合、ウェハ（半導体基板）面内の温度制御性が非常に乏しく、安定した洗浄性能を得ることができなかった。また、基板面内の温度制御性を向上するとともに基板裏面への薬液の回り込みを防止できる方法がなかった。
【００１５】
本発明の目的は、基板面内で均一な残渣除去が可能となり安定した洗浄性能を得ることができる、またさらには基板裏面への薬液の回り込みを防止できる半導体基板の洗浄方法及び洗浄装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記の目的を達成するため、本発明の第１の半導体基板の洗浄方法は、所定温度に昇温された薬液を用いて、回転する設置台に固定された半導体基板の表面を洗浄する半導体基板の洗浄方法であって、設置台を加熱しながら薬液をノズルから供給して半導体基板を洗浄することを特徴とする。
【００１７】
このように、設置台を加熱することで、半導体基板を薬液の所定温度と同じ温度に基板面内均一にかつ迅速に昇温することができ、均一な残渣除去が可能となり安定した洗浄性能を得ることができるとともに、処理時間の短縮化が可能となる。
【００１８】
上記の第１の半導体基板の洗浄方法において、設置台を加熱することにより半導体基板を薬液の所定温度と同じ温度に昇温させることが好ましい。
【００１９】
上記の半導体基板の洗浄方法において、薬液の所定温度は３０℃以上１２０℃以下であることが好ましい。通常、薬液温度が室温(約２５℃)の場合、雰囲気温度と同一のため、基板上での温度バラツキが生じにくく、薬液温度を室温(約２５℃)よりも温度を上げる場合に本発明の効果が得られ、３０℃以上の場合に特に顕著な効果が得られる。また１００℃以上に加熱すると薬液中の水分が蒸発し、薬液組成が変動し、エッチング及び残渣除去特性が変化し易くなり、この現象が１２０℃より高温になるとより顕著になるため、１２０℃以下が好ましい。
【００２０】
上記の第１の半導体基板の洗浄方法において、薬液は有機溶剤又は無機溶剤を含むことが好ましい。
【００２１】
また、本発明の第２の半導体基板の洗浄方法は、物理洗浄により半導体基板の裏面を洗浄した後に、上記第１の半導体基板の洗浄方法により半導体基板の表面を洗浄し、再び物理洗浄により半導体基板の裏面を洗浄する。
【００２２】
このように、半導体基板の表面洗浄の前後に裏面洗浄を行うことにより、洗浄工程から成膜工程、リソグラフィー工程等の次工程へのパーティクルの持ち込みを防ぐことができる。表面洗浄については、上記の第１の半導体基板の洗浄方法によるので同様の効果が得られる。
【００２３】
上記の第２の半導体基板の洗浄方法において、物理洗浄はメガソニック洗浄、高圧ジェット洗浄、ブラシ洗浄又は２流体洗浄であることが好ましい。
【００２４】
また、本発明の半導体基板の洗浄装置は、薬液用ノズルから所定温度に昇温された薬液を吐出させて、回転する設置台に固定された半導体基板の表面を洗浄する半導体基板の洗浄装置であって、設置台を加熱する第１の加熱手段と、設置台の温度を測定する第１の測定手段と、第１の測定手段による測定温度に基づいて第１の加熱手段を制御する第１の制御手段とを設けたことを特徴とする。
【００２５】
このように、第１の加熱手段を設けて設置台を加熱することで、半導体基板を薬液の所定温度と同じ温度に基板面内均一にかつ迅速に昇温することができ、均一な残渣除去が可能となり安定した洗浄性能を得ることができるとともに、処理時間の短縮化が可能となる。
【００２６】
上記の半導体基板の洗浄装置において、第１の制御手段は、第１の測定手段による測定温度が薬液の所定温度と同じ温度になるように第１の加熱手段を制御することが好ましい。
【００２７】
上記の半導体基板の洗浄装置において、設置台は、固定される半導体基板の中心から径方向の距離に応じて３ブロック以上に分割され、ブロック毎に第１の加熱手段と第１の測定手段とを有することが好ましい。
【００２８】
これにより、半導体基板の面内温度をより均一にかつ迅速に昇温することができ、より安定した洗浄性能を得ることができるとともに処理時間の短縮化が可能となる。
【００２９】
上記の半導体基板の洗浄装置において、設置台は、固定される半導体基板の中心から径方向の距離に応じて３ブロック以上に分割され、中央のブロック以外のブロックはさらに周方向に複数の小ブロックに分割され、中央のブロックと小ブロック毎に第１の加熱手段と第１の測定手段とを有することが好ましい。
【００３０】
これにより、半導体基板の面内温度をより均一にかつ迅速に昇温することができ、より安定した洗浄性能を得ることができるとともに処理時間の短縮化が可能となる。
【００３１】
上記の半導体基板の洗浄装置において、設置台の設置面の大きさが半導体基板より小さく、設置台の設置面より半導体基板の外周端部が３ｍｍ以上１０ｍｍ以下はみ出ることが好ましい。
【００３２】
このように半導体基板の外周端部を設置台から３ｍｍ以上はみ出させることで、薬液の半導体基板裏面側への回り込みを防止でき、また、はみ出し部分を１０ｍｍ以下とすることで半導体基板の外周端部の低温化を回避できる。
【００３３】
上記の半導体基板の洗浄装置において、半導体基板の裏面側から半導体基板の外周端部に向けて流体を吐出させる裏面ノズルを設けることが好ましい。
【００３４】
これにより、半導体基板および設置台が低速回転であっても薬液の半導体基板裏面側への回り込みを防止できる。
【００３５】
上記の半導体基板の洗浄装置において、流体は薬液の所定温度と同じ温度に昇温された純水又は不活性ガスであることが好ましい。
【００３６】
上記の半導体基板の洗浄装置において、裏面ノズルの近傍に流体を加熱する第２の加熱手段を設けることが好ましい。
【００３７】
これにより、流体を薬液の所定温度と同じ温度に加熱して半導体基板の外周端部の温度低下を防止できる。
【００３８】
上記の半導体基板の洗浄装置において、裏面ノズルは６本以上で等間隔に配置されていることが好ましい。
【００３９】
これにより、薬液の半導体基板裏面側への回り込みや半導体基板の外周端部の温度低下を均等に防止できる。
【００４０】
上記の半導体基板の洗浄装置において、薬液用ノズルは半導体基板の中心を通るＩ字状に５個以上配置するとともに、薬液用ノズル毎に、薬液を加熱する第３の加熱手段と薬液の温度を測定する第３の測定手段と第３の測定手段による測定温度が薬液の所定温度と同じ温度になるように第３の加熱手段を制御する第３の制御手段とを設けることが好ましい。
【００４１】
これにより、薬液処理初期から所定温度の薬液を半導体基板表面へ吐出することが可能となり、薬液処理初期の温度バラツキを低減できる。
【００４２】
上記の半導体基板の洗浄装置において、薬液用ノズルは半導体基板の中心を通る十字状に９個以上配置するとともに、薬液用ノズル毎に、薬液を加熱する第４の加熱手段と薬液の温度を測定する第４の測定手段と第４の測定手段による測定温度が薬液の所定温度と同じ温度になるように第４の加熱手段を制御する第４の制御手段とを設けることが好ましい。
【００４３】
これにより、薬液処理初期から所定温度の薬液を半導体基板表面へ吐出することが可能となり、薬液処理初期の温度バラツキを低減できる。
【００４４】
上記の半導体基板の洗浄装置において、設置台の上部に半導体基板を覆う円盤状で３個以上の同心円のブロックに分割されたカバーを設け、カバーに薬液用ノズルを半導体基板の中心を通る十字状に９個以上配置するとともに、ブロック毎に薬液を加熱する第５の加熱手段と薬液の温度を測定する第５の測定手段と第５の測定手段による測定温度が薬液の所定温度と同じ温度になるように第５の加熱手段を制御する第５の制御手段とを設けることが好ましい。
【００４５】
これにより、薬液処理初期から所定温度の薬液を半導体基板表面へ吐出することが可能となり、薬液処理初期の温度バラツキを低減できる。また、第５の加熱手段を設けたカバーにより半導体基板を上部からの加熱も可能になる。
【発明の効果】
【００４６】
本発明に係る半導体基板の洗浄方法及び洗浄装置によると、室温よりも高い温度の薬液処理でも基板面内での均一なエッチングと均一な残渣除去が可能となり、安定した洗浄性能を得ることができるとともに処理時間の短縮化が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
半導体装置の製造方法において、例えば半導体素子間を接続するための金属配線を配線溝に埋め込んで形成する場合、光学式リソグラフィー法によるレジストマスク、又は酸化膜等のハードマスクにより、有機材料又は無機材料の層間膜に対してドライエッチング法を用いて、目的の形状の配線溝を形成する。ドライエッチング後には、レジスト、又はドライエッチ残渣除去のためアッシング処理を行い、その後有機系薬液又は無機系薬液により、ウェット処理が行われている。
【００４８】
以下の各実施形態および比較例において、５０℃に温調タンクで昇温した無機系又は有機系薬液を使用した。なお、薬液の設定温度は３０℃以上１２０℃以下が本発明の効果を得る上で好ましいが、ここでは５０℃にした。半導体基板は１０００ｒｐｍ以下の任意の回転数で回転させた。薬液の流量は１００ｍｌ／ｍｉｎ〜１０００ｍｌ／ｍｉｎで、半導体基板中央部に配置した１つ又は半径方向に並べて配置した複数のノズルから吐出させた。半導体基板表面には洗浄装置のＨＥＰＡフィルターから０．１〜０．５ｍ／ｓｅｃのダウンフローが発生している。
【００４９】
（比較例）
まず、比較例として、図２０に示す一般的な半導体基板の洗浄装置について説明する。図２０に示すように、半導体基板５００を固定し、回転することができる設置台５０１と、薬液を吐出するノズル５０２と、薬液の温度を制御する温調タンク５０３と、裏面に純水を吐出するノズル５０５とを備えている。
【００５０】
図２０に示すように、薬液を５０℃に昇温して半導体基板１枚づつ処理を行う方法（以下、枚葉洗浄とする）において、温調タンク５０３で循環し、５０℃に昇温された薬液を連続３００ｓｅｃ間、半導体基板５００上に吐出し、ドライエッチ後の残渣除去性を評価した。その結果、半導体基板５００の中央部と外周部の残渣の除去特性が異なり、外周部の残渣が除去できていないことが分かった。半導体基板５００の中央部に固定したノズル５０２から温調タンク５０３で５０℃に昇温した薬液を、半導体基板中央部と中央から５ｃｍ、中央から９ｃｍの場所にＴ型熱電対（図示せず）を接触させた半導体基板５００上に連続３００ｓｅｃ間吐出し、半導体基板５００の基板温度（基板上の薬液温度）を測定した。
【００５１】
その結果、図２１（ａ）に示すように、３００ｓｅｃ経過後の半導体基板上の温度は、中央で４５℃、中央から５ｃｍで４２℃、中央から９ｃｍで４０℃となり、中央部と外周部での基板温度は５℃の差があることが分かった。半導体基板中央部の温度低下と外周部の温度低下は、前者については温調タンクにより昇温された薬液は、少なくとも３０ｃｍ以上配管を圧送されてノズル出口から吐出される。一般的に配管は温度制御されていなく、薬液の温度低下が生じることと、後者については半導体基板の回転により冷却されること、さらにＨＥＰＡフィルターからのダウンフローにより冷却される。そのため、基板温度が低下し易いこと、さらに、半導体基板表面からの裏面への薬液の回り込みを防ぐため、裏面側に設置したノズルから常温の純水を吐出しているため、基板温度が低下し易いことに起因する。
【００５２】
さらに、図２１（ｂ）に示すように、半導体基板の外周部の基板温度が約４０℃まで、上昇するには半導体基板の中央部に薬液を吐出してから、８０ｓｅｃ程度かかることが分かった。これは、薬液の吐出を開始した初期の半導体基板の基板温度が、常温であることが起因する。そのため、中央部と外周部のドライエッチ後の残渣除去特性が異なると推測される。
【００５３】
（第１の実施形態）
第１の実施形態の半導体基板の洗浄装置について図面を参照しながら説明する。この半導体基板の洗浄装置は、図１に示すように、半導体基板１０を固定し、回転することができる設置台１１と、薬液を吐出するノズル１２と、薬液の温度を制御する温調タンク１３と、設置台１１に備わるヒーター１５と、半導体基板裏面に接するように備わる温度センサー１６と、ヒーター１５の出力を制御するための温度制御器１７とを備えている。図２はヒーター１５と温度センサー１６の配置を示す平面図である。
【００５４】
本実施形態では、設置台１１に1対のヒーター１５と温度センサー１６を備えている。半導体基板１０を処置チャンバーに導入し、設置台１１に固定したのち、ヒーター１５により半導体基板１０の基板温度を昇温する。ここで、設置台１１の直径は、半導体基板１０よりも５ｍｍ程度小さくしている。ここで、成膜装置や熱処理装置のように、半導体基板の直径よりも設置台を大きくすることで、半導体基板全面を加熱することができる。しかしながら、洗浄処理においては、設置台を半導体基板より大きくすることで表面側から半導体基板と設置台との間に薬液及び純水が入り込み易くなり、乾燥不良及び、異常エッチングを引き起こすことになる。これを回避するため、半導体基板１０よりも直径を小さくした設置台１１を用い、ヒーター１５により、薬液の処理温度と同一の５０℃に半導体基板１０を昇温したのち、前述の条件で半導体基板１０にノズル１２から薬液を吐出する。このときの半導体基板加熱のための待ち時間は、スループット低下を防ぐためには３０ｓｅｃ以下とする必要がある。また、ヒーター１５には半導体基板１０に接するように温度センサー１６を備えているため、処理中の基板温度をリアルタイムで測定することが可能である。温度センサー１６の測定間隔は、５ｓｅｃ以下とする必要がある。さらに温度センサー１６からの出力値を温度制御器１７へ導入することで、ヒーター１５の出力を制御して基板温度が薬液の処理温度と同一となるように制御する。このときの温度制御器１７は、５ｓｅｃ以下の間隔でヒーター１５の出力を制御できることが望ましく、また、ヒーター１５の出力は、静止状態の半導体基板１０を１５０℃まで加熱することが可能な出力を持つ方が望ましい。ヒーター１５を室温から５０℃まで昇温するのに必要な時間は１０ｓｅｃ以下で、５０℃以上の場合は１０ｓｅｃ程度であることが望ましい。
【００５５】
比較例と同様にして、温調タンクで５０℃に昇温した薬液を半導体基板上に連続３００ｓｅｃ間吐出し、半導体基板中央部と中央から５ｃｍ、中央から９ｃｍ（外周部）の場所にＴ型熱電対（図示せず）を接触させて半導体基板の基板温度（基板上の薬液温度）を測定した。図３（ａ）は３００ｓｅｃ経過後の半導体基板上の測定温度を示し、図３（ｂ）は半導体基板外周部での測定温度と薬液を吐出してからの経過時間の関係を示す。
【００５６】
図３（ａ）に示すように、３００ｓｅｃ経過後の半導体基板の基板温度は、中央で４８℃、中央から５ｃｍで４７．５℃、中央から９ｃｍで４６℃となり、中央部と外周部での基板温度は２℃の差となることが分かった。
【００５７】
また、図３（ｂ）に示すように、半導体基板外周部での温度の処理時間依存を測定した結果、薬液の吐出を開始してから約４０ｓｅｃで、約４６℃となることが分かった。薬液処理初期の温度バラツキを低減することができた。
【００５８】
前述の条件により、ドライエッチ後の残渣除去特性の確認を行った結果、図２０に示す機構での残渣除去特性の評価と比べて、外周部において約３０％残渣除去特性の向上を確認した。
【００５９】
本実施形態では、設置台１１に1対のヒーター１５と温度センサー１６を備えることで、基板と薬液の温度差を少なくすることが出来るが、単一ヒーターのため周方向の温度制御が出来なく、特に外周部での薬液温度の低下がある程度みられる。
【００６０】
本実施形態によれば、半導体基板の基板温度を、基板面内均一に薬液温度相当まで昇温することが可能であり、残渣除去特性のバラツキを低減した安定した洗浄性能、及び処理時間の短縮化が可能となる。
【００６１】
また、設置台１１の大きさを半導体基板１０より小さくしているが、これは、半導体基板１０の外周端部を設置台１１から３ｍｍ以上はみ出させることで、薬液の半導体基板裏面側への回り込みを防止でき、また、はみ出し部分を１０ｍｍ以下とすることで半導体基板１０の外周端部の低温化を回避できる。
【００６２】
（第２の実施形態）
第２の実施形態の半導体基板の洗浄装置について図面を参照しながら説明する。第２の実施形態では、前述第１の実施形態とは設置台の構成、特に設置台に備えるヒーター形状が異なり、他の構成は同様である。図４は第２の実施形態における設置台に備えるヒーター形状を示し、半導体基板２０を固定し、回転することができる設置台２１には、同心円状のヒーター２２と、半導体基板裏面に接するように備わる温度センサー２３とを備えている。ここで、各ヒーター２２ごとに温度センサー２３を備えている。
【００６３】
図２１に示すように、半導体基板の基板温度の分布は、外周部の温度が特に低下し易いことが分かっている。また、処理中の半導体基板は１０００ｒｐｍ以下の任意の回転数で回転しているため、その温度分布は半径方向に点対称となっている。そのため本実施形態のように、設置台２１に備えるヒーター２２の形状を同心円状とすることで、半導体基板２０の基板温度を全面で均一な温度にすることができる。ヒーター２２の設置数は、薬液の温度に依存し、５０℃以下で３ブロック以上、５０℃を超えると５ブロック以上とすることで、半導体基板２０の面内温度を同一にすることが可能である。このときの半導体基板加熱のための待ち時間は、スループット低下を防ぐためには３０ｓｅｃ以下とする必要がある。またそれぞれのヒーター２２には半導体基板２０に接するように温度センサー２３を備えているため、処理中の基板温度をリアルタイムで測定することが可能である。温度センサー２３の測定間隔は、少なくとも５ｓｅｃ以下とする必要がある。温度センサー２３は、各ヒーター１ブロックに１つ以上設置してあることが必要であり、ヒーター２２の温度制御に用いる。このときの温度制御器１７（図１参照）は、５ｓｅｃ以下の間隔でヒーター２２の出力を制御できることが望ましく、また、ヒーター２２の出力は、静止状態の半導体基板２０を１５０℃まで加熱することが可能な出力を持つ方が望ましい。ヒーター２２を室温から５０℃まで昇温するのに必要な時間は１０ｓｅｃ以下で、５０℃以上の場合は１０ｓｅｃ程度であることが望ましい。
【００６４】
比較例と同様にして、温調タンクで５０℃に昇温した薬液を半導体基板上に連続３００ｓｅｃ間吐出し、半導体基板中央部と中央から５ｃｍ、中央から９ｃｍ（外周部）の場所にＴ型熱電対（図示せず）を接触させて半導体基板の基板温度（基板上の薬液温度）を測定した。図５（ａ）は３００ｓｅｃ経過後の半導体基板上の測定温度を示し、図５（ｂ）は半導体基板外周部での測定温度と薬液を吐出してからの経過時間の関係を示す。
【００６５】
図５（ａ）に示すように、３００ｓｅｃ経過後の半導体基板の基板温度は、中央で４９℃、中央から５ｃｍで４９℃、中央から９ｃｍで４８．５℃となり、中央部と外周部での基板温度は０．５℃の差となることが分かった。
【００６６】
また、図５（ｂ）に示すように、半導体基板外周部での温度の処理時間依存を測定した結果、薬液の吐出を開始してから約２５ｓｅｃで、約４８．５℃となることが分かった。
【００６７】
前述の条件により、ドライエッチ後の残渣除去特性の確認を行った結果、図２０に示す機構での残渣除去特性の評価と比べて、外周部において約４０％残渣除去特性の向上を確認した。
【００６８】
本実施形態によれば、半導体基板の基板温度を、基板面内均一に薬液温度相当まで昇温することが可能であり、残渣除去特性のバラツキを低減した安定した洗浄性能、及び処理時間の短縮化が可能となる。
【００６９】
（第３の実施形態）
第３の実施形態の半導体基板の洗浄装置について図面を参照しながら説明する。第３の実施形態では、前述第１の実施形態とは設置台の構成、特に設置台に備えるヒーター形状が異なり、他の構成は同様である。図６は第３の実施形態における設置台に備えるヒーター形状を示し、半導体基板３０を固定し、回転することができる設置台３１には、同心円状でさらに円周方向にも分割されたヒーター３２と、半導体基板裏面に接するように備わる温度センサー３３とを備えている。ここで、各ヒーター３２ごとに温度センサー３３を備えている。
【００７０】
図２１に示すように、半導体基板の基板温度の分布は、外周部の温度が特に低下し易いことが分かっている。また、処理中の半導体基板は１０００ｒｐｍ以下の任意の回転数で回転しているため、その温度分布は半径方向に点対称となっている。そのため本実施形態のように、設置台３１に備えるヒーター３２の形状を同心円状とし、さらに円周方向に分割することで、半導体基板３０の基板温度を全面で均一な温度にすることができる。半径方向のヒーター３２の設置数は、薬液の温度に依存し、５０℃以下で３ブロック以上、５０℃を超えると５ブロック以上とし、さらに円周方向のヒーター３２の設置数は、４分割以上とすることで、半導体基板３０の面内温度を同一にすることが可能である。このときの半導体基板加熱のための待ち時間は、スループット低下を防ぐためには３０ｓｅｃ以下とする必要がある。
【００７１】
一般的に、洗浄処理内には半導体基板上部から制御されたダウンフローの気流が発生していて、排気口の設置場所に依存して、若干の気流の乱れが生じる。したがって、乱れた気流により、半導体基板上の薬液温度に影響を与えると考えられる。それぞれのヒーター３２には半導体基板３０に接するように温度センサー３３を備えているため、処理中の基板温度をリアルタイムで測定することが可能である。温度センサー３３の測定間隔は、５ｓｅｃ以下とする必要がある。温度センサー３３は、各ヒーター１ブロックに１つ以上設置してあることが必要であり、ヒーター３２の温度制御に用いる。温度センサー３３からの出力値を温度制御器１７（図１参照）へ導入することで、ヒーター３２の出力を制御する。このときの温度制御器１７は、５ｓｅｃ以下の間隔でヒーター３２の出力を制御できることが望ましく、また、ヒーター３２の出力は、静止状態の半導体基板を１５０℃まで加熱することが可能な出力を持つ方が望ましい。ヒーター３２を室温から５０℃まで昇温するのに必要な時間は１０ｓｅｃ以下で、５０℃以上の場合は１０ｓｅｃ程度であることが望ましい。
【００７２】
比較例と同様にして、温調タンクで５０℃に昇温した薬液を半導体基板上に連続３００ｓｅｃ間吐出し、半導体基板中央部と中央から５ｃｍ、中央から９ｃｍ（外周部）の場所にＴ型熱電対（図示せず）を接触させて半導体基板の基板温度（基板上の薬液温度）を測定した。図７（ａ）は３００ｓｅｃ経過後の半導体基板上の測定温度を示し、図７（ｂ）は半導体基板外周部での測定温度と薬液を吐出してからの経過時間の関係を示す。
【００７３】
図７（ａ）に示すように、３００ｓｅｃ経過後の半導体基板の基板温度は、中央で４９．５℃、中央から５ｃｍで４９．５℃、中央から９ｃｍで４９℃となり、中央部と外周部での基板温度は０．５℃の差となることが分かった。
【００７４】
また、図７（ｂ）に示すように、半導体基板外周部での温度の処理時間依存を測定した結果、薬液の吐出を開始してから約２０ｓｅｃで、約４９℃となることが分かった。
【００７５】
前述の条件により、ドライエッチ後の残渣除去特性の確認を行った結果、図２０に示す機構での残渣除去特性の評価と比べて、外周部において約６０％残渣除去特性の向上を確認した。
【００７６】
本実施形態によれば、半導体基板の基板温度を、基板面内均一に薬液温度相当まで昇温することが可能であり、残渣除去特性のバラツキを低減した安定した洗浄性能、及び処理時間の短縮化が可能となる。
【００７７】
（第４の実施形態）
第４の実施形態の半導体基板の洗浄装置について図面を参照しながら説明する。この半導体基板の洗浄装置は、図８に示すように、半導体基板４０を固定し、回転することができる設置台４１と、薬液を吐出するノズル４２と、薬液の温度を制御する温調タンク４３と、設置台４１に備わるヒーター４５と、半導体基板裏面に接するように備わる温度センサー４６と、ヒーター４５の出力を制御するための温度制御器４７と、半導体基板裏面に流体（純水）を吐出するための裏面ノズル４８と、裏面ノズル４８に備わるヒーター４９と、裏面ノズル４８の流体の温度を制御する温調タンク４１０と、ヒーター４９に備わる温度センサー４１１と、ヒーター４９の出力を制御する温度制御器４１２とを備えている。
【００７８】
本実施形態では、第１〜第３のいずれかの実施形態の構成に、半導体基板４０の最外周部の裏面側に薬液と同じ温度の流体（純水）を吐出するために裏面ノズル４８、ヒーター４９、温度センサー４１１、温度制御器４１２および温調タンク４１０を追加した構成である。温調タンク４１０では、温調タンク４３で昇温される薬液の温度（ここの例では５０℃）と同じ温度に流体（純水）を昇温しており、ヒーター４９は温調タンク４１０から裏面ノズル４８までの配管を通過したときの温度低下を、ヒーター４９に備わる温度センサー４１１により測定し、温度低下分を温度制御器４１２によりヒーター４９を制御することで補償し、裏面ノズル４８から上記５０℃の流体（純水）を吐出できるように設けられている。ヒーター４９は抵抗加熱ヒーターまたは赤外線ランプ等であり、温度制御器４１２からの入力値(この場合、電流または電圧)を変化させることで加熱制御される。なお、ヒーター４５および温度センサー４６を備えた設置台４１の構成は、第１〜第３の実施形態と同様に構成できる。
【００７９】
図２１に示すように、半導体基板の基板温度の分布は、外周部の温度が特に低下し易いことが分かっている。前述の第１〜第３の実施形態では、裏面への薬液の回り込みを防ぐため、設置台を半導体基板より小さくしている。しかしながら、設置台の回転数を１００ｒｐｍ以下の極低速で処理を行う場合、回り込み量を制御することが難しい。図２０の比較例の場合では、薬液処理中に薬液の回り込みを防ぐための裏面側への純水の吐出を行っていなく、リンス時に裏面ノズル５０５から裏面側へ室温の純水を吐出している。本実施形態では、薬液処理中の半導体基板４０の裏面側に裏面ノズル４８から流体を吐出することで、薬液の回り込みを防ぎ、さらに設置台４１に備わるヒーター４５により制御されていない半導体基板４０の最外周部分の温度制御を行うために、裏面ノズル４８に備えたヒーター４９および温調タンク４１０により薬液温度と同等に昇温した流体を吐出するようにしており、その流体には純水を用いている。このように半導体基板４０の最外周部の温度制御を行って、薬液の回り込みを防ぐために裏面側に必要な裏面ノズル４８の設置数は、処理時の設置台４１の回転数に依存し、１００ｒｐｍ以下では円周上に等間隔で１２個以上、１００ｒｐｍ以上５００ｒｐｍ以下では８個以上、５００ｐｍ以上では６個以上必要である。裏面ノズル４８から吐出する純水は、１０Ｌ／ｍｉｎ以下とする方が望ましい。
【００８０】
比較例と同様にして、温調タンクで５０℃に昇温した薬液を半導体基板上に連続３００ｓｅｃ間吐出し、半導体基板中央部と中央から５ｃｍ、中央から９ｃｍ（外周部）の場所にＴ型熱電対（図示せず）を接触させて半導体基板の基板温度（基板上の薬液温度）を測定した。図９（ａ）は３００ｓｅｃ経過後の半導体基板上の測定温度を示し、図９（ｂ）は半導体基板外周部での測定温度と薬液を吐出してからの経過時間の関係を示す。ここでは、ヒーター４５および温度センサー４６を備えた設置台４１の構成は、第２の実施形態と同様に構成している。
【００８１】
図９（ａ）に示すように、３００ｓｅｃ経過後の半導体基板の基板温度は、中央で４９℃、中央から５ｃｍで４９℃、中央から９ｃｍで４９℃となり、中央部と外周部での基板温度は０℃の差となることが分かった。
【００８２】
また図９（ｂ）に示すように、半導体基板外周部での温度の処理時間依存を測定した結果、薬液の吐出を開始してから約１５ｓｅｃで、約４９℃となることが分かった。
【００８３】
前述の条件により、ドライエッチ後の残渣除去特性の確認を行った結果、図２０に示す機構での残渣除去特性の評価と比べて、外周部において約７０％残渣除去特性の向上を確認した。
【００８４】
本実施形態によれば、半導体基板の基板温度を、基板面内均一に薬液温度相当まで昇温することが可能であり、さらに低速回転での半導体基板裏面への薬液の回り込みを防ぎ、残渣除去特性のバラツキを低減した安定した洗浄性能、及び処理時間の短縮化が可能となる。
【００８５】
（第５の実施形態）
第５の実施形態の半導体基板の洗浄装置について図面を参照しながら説明する。この半導体基板の洗浄装置は、図１０に示すように、半導体基板５０を固定し、回転することができる設置台５１と、薬液を吐出するノズル５２と、薬液の温度を制御する温調タンク５３と、設置台５１に備わるヒーター５５と、半導体基板裏面に接するように備わる温度センサー５６と、ヒーター５５の出力を制御するための温度制御器５７と、半導体基板裏面に流体（不活性ガス）を吐出するための裏面ノズル５８と、裏面ノズル５８に備わるヒーター５９と、裏面ノズル５８の流体の温度を制御する温調タンク５１０と、ヒーター５９に備わる温度センサー５１１と、ヒーター５９の出力を制御する温度制御器５１２とを備えている。
【００８６】
本実施形態では、第１〜第３のいずれかの実施形態の構成に、半導体基板５０の最外周部の裏面側に薬液と同じ温度の流体（不活性ガス）を吐出するために裏面ノズル５８、ヒーター５９、温度センサー５１１、温度制御器５１２および温調タンク５１０を追加した構成である。温調タンク５１０では、温調タンク５３で昇温される薬液の温度（ここの例では５０℃）と同じ温度に流体（不活性ガス）を昇温しており、ヒーター５９は温調タンク５１０から裏面ノズル５８までの配管を通過したときの温度低下をヒーター５９に備わる温度センサー５１１により測定し、温度低下分を温度制御器５１２によりヒーター５９を制御することで補償し、裏面ノズル５８から上記５０℃の流体（不活性ガス）を吐出できるように設けられている。なお、ヒーター５５および温度センサー５６を備えた設置台５１の構成は、第１〜第３の実施形態と同様に構成できる。
【００８７】
すなわち、この第５の実施形態は、前述の第４の実施形態では半導体基板の裏面側に吐出する流体を純水としていたのに対し、不活性ガスとした構成であり、第４の実施形態同様、設置台５１の回転数を１００ｒｐｍ以下の極低速で処理を行う場合でも、薬液処理中の半導体基板５０の裏面側に裏面ノズル５８から流体を吐出することで、薬液の回り込みを防ぎ、さらに設置台５１に備わるヒーター５５により制御されていない半導体基板５０の最外周部分の温度制御を行うために、裏面ノズル５８に備えたヒーター５９および温調タンク５１０により薬液温度と同等に昇温した流体を吐出するようにしている。処理毎に薬液を使い捨てる方式の枚葉洗浄の場合、第４の実施形態のように、裏面側へ純水を吐出することは有効である。しかしながら、薬液の種類によっては、薬液コストの観点から、薬液を回収し、循環使用を行う場合がある。この場合、裏面側へ純水を吐出することで、回収時に薬液に純水が混入し、薬液の濃度に変化が生じる。そのため、薬液を回収し、循環使用を行う場合は、本実施形態のように裏面ノズルから吐出する流体にガスを用いることで薬液の濃度変動を防ぐことができる。吐出するガスは薬液及び半導体基板への影響を考慮して、不活性ガスであることが望ましく、ここではドライＮ2ガスを用いた。
【００８８】
半導体基板５０の最外周部の温度制御を行って、回り込みを防ぐために裏面側に必要な裏面ノズル５８の設置数は、処理時の設置台５１の回転数に依存し、１００ｒｐｍ以下では円周上に等間隔で１２個以上、１００ｒｐｍ以上５００ｒｐｍ以下では８個以上、５００ｐｍ以上では６個以上必要である。裏面ノズル５８から吐出する不活性ガスは、１００Ｌ／ｍｉｎ以下とする方が望ましい。
【００８９】
比較例と同様にして、温調タンクで５０℃に昇温した薬液を半導体基板上に連続３００ｓｅｃ間吐出し、半導体基板中央部と中央から５ｃｍ、中央から９ｃｍ（外周部）の場所にＴ型熱電対（図示せず）を接触させて半導体基板の基板温度（基板上の薬液温度）を測定した。図１１（ａ）は３００ｓｅｃ経過後の半導体基板上の測定温度を示し、図１１（ｂ）は半導体基板外周部での測定温度と薬液を吐出してからの経過時間の関係を示す。ここでは、ヒーター５５および温度センサー５６を備えた設置台５１の構成は、第２の実施形態と同様に構成している。
【００９０】
図１１（ａ）に示すように、３００ｓｅｃ経過後の半導体基板の基板温度は、中央で４９℃、中央から５ｃｍで４９℃、中央から９ｃｍで４９℃となり、中央部と外周部での基板温度は０℃の差となることが分かった。
【００９１】
また図１１（ｂ）に示すように、半導体基板外周部での温度の処理時間依存を測定した結果、薬液の吐出を開始してから約１５ｓｅｃで、約４９℃となることが分かった。
【００９２】
前述の条件により、ドライエッチ後の残渣除去特性の確認を行った結果、図２０に示す機構での残渣除去特性の評価と比べて、外周部において約７０％残渣除去特性の向上を確認した。
【００９３】
本実施形態によれば、半導体基板の基板温度を、基板面内均一に薬液温度相当まで昇温することが可能であり、さらに低速回転での半導体基板裏面への薬液の回り込みを防ぎ、残渣除去特性のバラツキを低減した安定した洗浄性能、及び処理時間の短縮化が可能となる。
【００９４】
（第６の実施形態）
第６の実施形態の半導体基板の洗浄装置について図面を参照しながら説明する。この半導体基板の洗浄装置は、図１２に示すように、半導体基板６０を固定し、回転することができる設置台６１と、薬液を吐出する複数のノズル６２と、薬液の温度を制御する温調タンク６３と、設置台６１に備わるヒーター６５と、半導体基板裏面に接するように備わる温度センサー６６と、ヒーター６５の出力を制御するための温度制御器６７と、半導体基板裏面に流体（純水または不活性ガス）を吐出するための裏面ノズル６８と、裏面ノズル６８に備わるヒーター６９と、裏面ノズル６８の流体の温度を制御する温調タンク６１０と、薬液ノズル６２に備わる温度センサー６１１およびヒーター６１３と、ヒーター６１３を制御するための温度制御器６１２と、ヒーター６９に備わる温度センサー６１５と、ヒーター６９の出力を制御する温度制御器６１６とを備えている。
【００９５】
この第６の実施形態は、第４の実施形態または第５の実施形態において、薬液を吐出するノズル部分の構成を変更したものであり、このノズル部分以外の構成は、第４の実施形態または第５の実施形態と同様である。また、ヒーター６５および温度センサー６６を備えた設置台６１の構成は、第１〜第３の実施形態と同様に構成できるが、ここでは、図６に示す第３の実施形態と同様に構成して半導体基板を全面で均一な温度にしている。
【００９６】
前述した第１〜第５の実施形態では、薬液吐出用のノズルは温度制御されていなく室温であるため、昇温した薬液を吐出することで、ノズルが温められて薬液と同一温度になる。そのため、薬液の吐出を開始した初期の薬液温度は必然的に設定温度よりも低下する。本実施形態では、薬液を吐出するノズル６２にヒーター６１３を備えることで、半導体基板６０に供給する直前の薬液温度を制御することができる。ノズル６２の出口直前で加熱することができ、配管内での温度の低下を極力防ぐことができ、薬液の温度変動による組成への影響を極力防ぐことができる。また、ノズル６２の出口直前にはバッファー槽６１４となる容量５０ｍＬ程度のタンクがあり、その槽６１４により薬液温度の均一性が向上する。さらにノズル６２には温度センサー６１１を備えているため、処理中の薬液温度をリアルタイムで測定することが可能である。
【００９７】
ノズル６２は半導体基板６０の回転数が５００ｒｐｍ以下の場合、直径方向に５個以上配置し、５００ｒｐｍを超える場合、直径方向に９個以上配置する方が望ましい。図１３は、ノズル６２を直径方向に５個配置した場合を示す。各ノズル６２に対応して、ヒーター６１３と温度センサー６１１が設けられ、温度制御器６１２によって、各ヒーター６１３を制御することで、各ノズル６２から吐出される薬液温度をその設定温度と同一にできる。
【００９８】
ノズル６２の温度センサー６１１の測定間隔は、３ｓｅｃ以下とする必要がある。このときの温度制御器６１２は、３ｓｅｃ以下の間隔でヒーター６１３の出力を制御できることが望ましく、また、ヒーター６１３の出力は、静止状態の半導体基板６０を１００℃まで加熱することが可能な出力を持つ方が望ましい。ヒーター６１３を室温から５０℃まで昇温するのに必要な時間は１５ｓｅｃ以下で、５０℃以上の場合は２０ｓｅｃ程度であることが望ましい。
【００９９】
比較例と同様にして、温調タンクで５０℃に昇温した薬液を半導体基板上に連続３００ｓｅｃ間吐出し、半導体基板中央部と中央から５ｃｍ、中央から９ｃｍ（外周部）の場所にＴ型熱電対（図示せず）を接触させて半導体基板の基板温度（基板上の薬液温度）を測定した。図１４（ａ）は３００ｓｅｃ経過後の半導体基板上の測定温度を示し、図１４（ｂ）は半導体基板外周部での測定温度と薬液を吐出してからの経過時間の関係を示す。
【０１００】
図１４（ａ）に示すように、３００ｓｅｃ経過後の半導体基板の基板温度は、中央で５０℃、中央から５ｃｍで５０℃、中央から９ｃｍで４９．５℃となり、中央部と外周部での基板温度は０．５℃の差となることが分かった。
【０１０１】
また図１４（ｂ）に示すように、半導体基板外周部での温度の処理時間依存を測定した結果、薬液の吐出を開始してから約１０ｓｅｃで、約４９．５℃となることが分かった。薬液処理初期の温度バラツキを低減することができた。
【０１０２】
前述の条件により、ドライエッチ後の残渣除去特性の確認を行った結果、図２０に示す機構での残渣除去特性の評価と比べて、外周部において約８０％残渣除去特性の向上を確認した。
【０１０３】
本実施形態によれば、第４または第５の実施形態の効果に加え、薬液処理初期の温度バラツキを低減できる。
【０１０４】
（第７の実施形態）
この第７の実施形態では、前述の第６の実施形態とは、薬液を吐出するノズル等の配置が異なるだけで、他の構成については図１２に示す第６の実施形態と同様であり説明を省略し、第６の実施形態と異なる点について説明する。図１５に第７の実施形態における薬液を吐出するノズルの配置を示す。
【０１０５】
本実施形態では、図１５に示すように、図１３のノズルユニットを２セット十字に交差させて、半導体基板６０の回転数が５００ｒｐｍ以下の場合、ノズル６２を９個以上（直径方向に５個以上）配置し、５００ｒｐｍを超える場合、１７個以上（直径方向に９個以上）配置することが望ましい。図１５は、ノズル６２を十字状に９個配置した場合である。また、第６の実施形態同様、各ノズル６２の出口直前にはバッファー槽６１４（図１２参照）を設けている。
【０１０６】
ノズル６２の温度センサー６１１の測定間隔、温度制御器６１２によりヒーター６１３の出力を制御する間隔、ヒーター６１３の出力の大きさについては、第６の実施形態で述べたとおりである。
【０１０７】
比較例と同様にして、温調タンクで５０℃に昇温した薬液を半導体基板上に連続３００ｓｅｃ間吐出し、半導体基板中央部と中央から５ｃｍ、中央から９ｃｍ（外周部）の場所にＴ型熱電対（図示せず）を接触させて半導体基板の基板温度（基板上の薬液温度）を測定した。図１６（ａ）は３００ｓｅｃ経過後の半導体基板上の測定温度を示し、図１６（ｂ）は半導体基板外周部での測定温度と薬液を吐出してからの経過時間の関係を示す。
【０１０８】
図１６（ａ）に示すように、３００ｓｅｃ経過後の半導体基板の基板温度は、中央で５０℃、中央から５ｃｍで５０℃、中央から９ｃｍで４９．５℃となり、中央部と外周部での基板温度は０．５℃の差となることが分かった。
【０１０９】
また図１６（ｂ）に示すように、半導体基板外周部での温度の処理時間依存を測定した結果、薬液の吐出を開始してから約５ｓｅｃで、約４９．５℃となることが分かった。薬液処理初期の温度バラツキを第６の実施形態の場合よりさらに低減することができた。
【０１１０】
前述の条件により、ドライエッチ後の残渣除去特性の確認を行った結果、図２０に示す機構での残渣除去特性の評価と比べて、外周部において約８０％残渣除去特性の向上を確認した。
【０１１１】
本実施形態によれば、第４または第５の実施形態の効果に加え、薬液処理初期の温度バラツキを低減できる。
【０１１２】
（第８の実施形態）
この第８の実施形態では、前述の第６の実施形態とは、薬液を吐出するノズル等の配置が異なるだけで、他の構成については図１２に示す第６の実施形態と同様であり説明を省略し、第６の実施形態と異なる点について説明する。図１７に第８の実施形態における薬液を吐出するノズルの配置を示す。
【０１１３】
本実施形態では、図１７に示すように、ノズル６２を十字状に配置し、さらに同心円状ヒーター６１５を有し半導体基板上を覆う上部カバー６１６を備えることで、吐出する薬液のみだけでなく、半導体基板上部からの加熱が可能となる。ノズル６２の数は半導体基板６０の回転数が５００ｒｐｍ以下の場合、ノズル６２を９個以上（直径方向に５個以上）配置し、５００ｒｐｍを超える場合、１７個以上（直径方向に９個以上）配置することが望ましい。図１７は、ノズル６２を十字状に９個配置した場合である。上部カバー６１６に備わるヒーター６１５の分割数は直径方向のノズルの数と同一にして、回転数が５００ｒｐｍ以下の場合、半径方向に３個以上、５００ｒｐｍを超える場合、半径方向に５個以上必要である。またそれぞれのヒーター６１５の有効加熱領域は、同一面積とする。また、第６の実施形態同様、各ノズル６２の出口直前にはバッファー槽６１４（図１２参照）を設けている。
【０１１４】
ノズル６２の温度センサー６１１の測定間隔、温度制御器６１２によりヒーター６１５の出力を制御する間隔、ヒーター６１５の出力の大きさについては、第６の実施形態で述べたとおりである。ただし本実施形態の場合、各ノズル６２に対応して温度センサー６１１を配置しているが、ヒーター６１５は同心円状に設けられ各ノズル６２と１対１に対応していないため、各ヒーター６１５に対応する温度センサー６１１の平均値を用いて温度制御器６１２により各ヒーター６１５を制御することになる。図１７の場合、中央部のヒーター６１５に対応する温度センサー６１１は１つであり、その１つの温度センサー６１１の測定値が薬液の設定温度となるように中央の１つのヒーター６１５が温度制御器６１２により制御されるが、中央部より外側の２つのヒーター６１５については、各ヒーター６１５に対応する温度センサー６１１はそれぞれ４つであり、その４つの温度センサー６１１の測定値の平均値が薬液の設定温度となるように４つのヒーター６１５が温度制御器６１２により制御される。なお、温度センサー６１１を各ヒーター６１５に対応して１個ずつ設け、各温度センサー６１１の測定値が薬液の設定温度となるように、各ヒーター６１５を温度制御器６１２により制御するようにしてもよい。
【０１１５】
比較例と同様にして、温調タンクで５０℃に昇温した薬液を半導体基板上に連続３００ｓｅｃ間吐出し、半導体基板中央部と中央から５ｃｍ、中央から９ｃｍ（外周部）の場所にＴ型熱電対（図示せず）を接触させて半導体基板の基板温度（基板上の薬液温度）を測定した。図１８（ａ）は３００ｓｅｃ経過後の半導体基板上の測定温度を示し、図１８（ｂ）は半導体基板外周部での測定温度と薬液を吐出してからの経過時間の関係を示す。
【０１１６】
図１８（ａ）に示すように、半導体基板の基板温度の処理時間依存を測定した結果、３００ｓｅｃ経過後の半導体基板の基板温度は、中央で５０℃、中央から５ｃｍで５０℃、中央から９ｃｍで４９．５℃となり、中央部と外周部での基板温度は０．５℃の差となることが分かった。
【０１１７】
また図１８（ｂ）に示すように、半導体基板外周部での温度の処理時間依存を測定した結果、薬液の吐出を開始してから約３ｓｅｃで、約４９．５℃となることが分かった。薬液処理初期の温度バラツキを低減することができた。
【０１１８】
前述の条件により、ドライエッチ後の残渣除去特性の確認を行った結果、図２０に示す機構での残渣除去特性の評価と比べて、外周部において約８０％残渣除去特性の向上を確認した。
【０１１９】
本実施形態によれば、第４または第５の実施形態の効果に加え、薬液処理初期の温度バラツキを低減できる。
【０１２０】
（第９の実施形態）
第９の実施形態における洗浄シーケンスについて図面を参照しながら説明する。
【０１２１】
本発明を用いる枚葉洗浄の場合、設置台への半導体基板の固定には、熱伝導及び、回転安定性の観点から、真空チャックを用いる方が望ましい。しかしこの場合、真空チャックによる半導体基板裏面側に付着したパーティクルにより、裏面に段差が生じ、リソグラフィーでのフォーカスずれを引き起こすことが懸念される。そこで、半導体基板表面の洗浄を行う前に裏面洗浄を行う（１０１）。
【０１２２】
半導体基板の裏面洗浄では、以下のような物理洗浄を行い清浄な状態にする。物理洗浄としてはメガソニック洗浄又は高圧ジェット洗浄、ブラシ洗浄、２流体洗浄等が望ましい。
それぞれの洗浄方法では、除去性とパターンダメージの両立が重要であるため、最適な処理条件を選択することが必要である。メガソニック洗浄では、その周波数を１３．５６ＭＨｚ又はそれ以下の周波数であることが望ましく、ブラシ洗浄では、その材質をＰＶＡ等にすることで除去性の向上が期待できる。２流体洗浄では、液体に純水を用いて、気体には不活性なＮ2ガス又はドライエアーを用いるのが好ましい。
【０１２３】
半導体基板の回転数は５００ｒｐｍ以上４０００ｒｐｍ以下として、使用する純水にはＣＯ2、Ｏ3、Ｈ2等を添加し、水電位の制御を行うとともに純水の比抵抗を１ＭΩ以下に制御する。
【０１２４】
さらに半導体基板の表面側の洗浄（１０２）を行った後、再び前述した物理洗浄による裏面側の洗浄（１０３）を追加することで洗浄装置から成膜工程、リソグラフィー工程等の次工程へのパーティクルの持ち込みを防ぐことができる。
【産業上の利用可能性】
【０１２５】
本発明は、半導体装置の製造方法に有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１２６】
【図１】本発明の第１の実施形態における洗浄装置の構成を示す図
【図２】第１の実施形態における設置台に備わるヒーターの形状を示す図
【図３】第１の実施形態における半導体基板上の薬液の温度と中心からの距離の関係を示す図と半導体基板外周部の温度と薬液を吐出してからの経過時間の関係を示す図
【図４】本発明の第２の実施形態における設置台に備わるヒーターの形状を示す図
【図５】第１の実施形態における半導体基板上の薬液の温度と中心からの距離の関係を示す図と半導体基板外周部の温度と薬液を吐出してからの経過時間の関係を示す図
【図６】本発明の第３の実施形態における設置台に備わるヒーターの形状を示す図
【図７】第３の実施形態における半導体基板上の薬液の温度と中心からの距離の関係を示す図と半導体基板外周部の温度と薬液を吐出してからの経過時間の関係を示す図
【図８】本発明の第４の実施形態における洗浄装置の構成を示す図
【図９】第４の実施形態における半導体基板上の薬液の温度と中心からの距離の関係を示す図と半導体基板外周部の温度と薬液を吐出してからの経過時間の関係を示す図
【図１０】本発明の第５の実施形態における洗浄装置の構成を示す図
【図１１】第５の実施形態における半導体基板上の薬液の温度と中心からの距離の関係を示す図と半導体基板外周部の温度と薬液を吐出してからの経過時間の関係を示す図
【図１２】本発明の第６の実施形態における洗浄装置の構成を示す図
【図１３】第６の実施形態における設置台に備わるノズルおよびヒーターの配置を示す図
【図１４】第６の実施形態における半導体基板上の薬液の温度と中心からの距離の関係を示す図と半導体基板外周部の温度と薬液を吐出してからの経過時間の関係を示す図
【図１５】本発明の第７の実施形態における設置台に備わるノズルおよびヒーターの配置を示す図
【図１６】第７の実施形態における半導体基板上の薬液の温度と中心からの距離の関係を示す図と半導体基板外周部の温度と薬液を吐出してからの経過時間の関係を示す図
【図１７】本発明の第８の実施形態における設置台に備わるノズルおよびヒーターの配置を示す図
【図１８】第８の実施形態における半導体基板上の薬液の温度と中心からの距離の関係を示す図と半導体基板外周部の温度と薬液を吐出してからの経過時間の関係を示す図
【図１９】本発明における洗浄シーケンスを示す図
【図２０】比較例の洗浄装置を示す図
【図２１】比較例における半導体基板上の薬液の温度と中心からの距離の関係を示す図と半導体基板外周部の温度と薬液を吐出してからの経過時間の関係を示す図
【符号の説明】
【０１２７】
１０：半導体基板
１１：設置台
１２：ノズル
１３：温調タンク
１４：液流
１５：ヒーター
１６：温度センサー
１７：温度制御器
２０：半導体基板
２１：設置台
２２：ヒーター
２３：温度センサー
３０：半導体基板
３１：設置台
３２：ヒーター
３３：温度センサー
４０：半導体基板
４１：設置台
４２：ノズル
４３：温調タンク
４４：液流
４５：ヒーター
４６：温度センサー
４７：温度制御器
４８：裏面ノズル
４９：ヒーター
４１０：温調タンク
４１１：温度センサー
４１２：温度制御器
５０：半導体基板
５１：設置台
５２：ノズル
５３：温調タンク
５４：液流
５５：ヒーター
５６：温度センサー
５７：温度制御器
５８：裏面ノズル
５９：ヒーター
５１０：温調タンク
５１１：温度センサー
５１２：温度制御器
６０：半導体基板
６１：設置台
６２：ノズル
６３：温調タンク
６４：液流
６５：ヒーター
６６：温度センサー
６７：温度制御器
６８：裏面ノズル
６９：ヒーター
６１０：温調タンク
６１１：温度センサー
６１２：温度制御器
６１３：ヒーター
６１４：バッファー槽
６１５：ヒーター
６１６：上部カバー
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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