(57)【要約】【課題】半導体基板上に磁性体材料を含む薄膜を形成する際に生じる磁性体材料の汚染、特に半導体基板の裏面に生じる汚染物を除去し、製造歩留まりや品質を向上できる半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】半導体基板１０の主面１０ａに磁性体材料を含む薄膜を形成する工程と、この薄膜の形成後、半導体基板１０の主面１０ａに対向する裏面１０ｂに存在する磁性体材料からなる汚染物１２を磁気的な吸引力により除去する裏面汚染除去工程とを少なくとも含む方法である。例えば、裏面汚染除去工程は、少なくとも表面に磁気吸引力を有する研磨剤を設けたテープ２２を、半導体基板１０の裏面に接触させて研磨すると同時に、汚染物をテープ表面に磁気的に吸引して除去する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板の主面に磁性体材料を含む薄膜を形成する工程と、
前記薄膜の形成後、前記半導体基板の前記主面に対向する裏面に存在する前記磁性体材料からなる汚染物のみを磁気的な吸引力により除去する裏面汚染除去工程と、
を少なくとも含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記磁性体材料を含む薄膜は、鉄、コバルトおよびニッケルから選択された少なくとも１種類の元素、またはこれらの酸化物を含むことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記裏面汚染除去工程は、少なくとも表面に磁気吸引力を有する研磨剤を設けたテープを、前記半導体基板の前記裏面に接触させて研磨すると同時に、前記汚染物を前記テープ表面に磁気的に吸引して除去することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記研磨剤は軟磁性材料からなり、前記研磨剤が設けられた面とは反対側に設置した磁界発生装置により前記半導体基板に接触している間、少なくとも磁気吸引力が作用することを特徴とする請求項３に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記裏面汚染除去工程は、磁気吸引力を有するブラシを用いて、前記ブラシを前記半導体基板の前記裏面に接触させ、前記ブラシによる機械的な除去と前記磁気吸引力とにより前記汚染物を除去することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記ブラシは回転ブラシからなり、前記半導体基板の前記裏面に沿って前記ブラシを回転させながら相対的に移動して、前記半導体基板の前記裏面に付着した前記汚染物を除去することを特徴とする請求項５に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記裏面汚染除去工程は、リング状に巻き回したコイルにより形成される面と同一面内で、かつ前記コイルで囲まれた領域内に前記半導体基板を配置し、前記半導体基板の前記裏面に対して平行で、かつ設定した間隔を有して磁気吸引板を配置し、前記コイルに通電することにより発生した磁界で磁性体材料からなる前記汚染物を磁化させて前記磁気吸引板に磁気的に吸引して除去することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記磁気吸引板は、永久磁石または電磁石からなることを特徴とする請求項７に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記裏面汚染除去工程は、
少なくとも表面に磁気吸引力を有する研磨剤を設けたテープを、前記半導体基板の前記裏面に接触させて研磨すると同時に、前記汚染物を前記テープ表面に磁気的に吸引して除去する工程、
磁気吸引力を有するブラシを用いて、前記ブラシを前記半導体基板の前記裏面に接触させ、前記ブラシによる機械的な除去と前記磁気吸引力とにより前記汚染物を除去する工程、
リング状に巻き回したコイルにより形成されるコイルの形成面と同一面内で、かつ前記コイルで囲まれた領域内に前記半導体基板を配置し、前記半導体基板の前記裏面に対して平行で、かつ設定した間隔を有して磁気吸引板を配置し、前記コイルに通電することにより発生した磁界で磁性体材料からなる前記汚染物を磁化させて前記磁気吸引板に磁気的に吸引して除去する工程、
から選択される少なくとも２つの工程を連続的に行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記裏面汚染除去工程として、請求項３から請求項９までのいずれか１項に記載の工程を行った後、さらに、純水および薬液の少なくとも一方を用いたウェット洗浄工程を行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の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、特に半導体基板上に付着した磁性体材料による汚染を除去する半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタル技術の進展とともにメモリ容量増大への要求はますます高まっている。これに対して、半導体記憶装置ではフラッシュメモリが多用されるようになっているが、強誘電体薄膜キャパシタを用いたＦｅＲＡＭも実用化されている。さらに、大容量で、かつ半導体プロセスに適合しやすいメモリとして、磁気抵抗変化あるいはパルス電圧による抵抗変化を利用する半導体記憶装置の開発が進められている。
【０００３】
これらの半導体記憶装置においては、磁気抵抗変化膜としては、例えばＣｏＦｅ合金、ＮｉＦｅ合金やさらに複雑な合金材料が用いられる。また、パルス電圧抵抗変化膜としては、例えばペロブスカイト材料による相変化膜や遷移金属酸化物材料等の材料が用いられる。すなわち、これらにおいては、一般的に磁性体材料を用いる場合が多い。そこで、半導体記憶装置においては、半導体基板中に非常に微細なパターンでトランジスタや配線等を形成することから、これらの磁性体材料による汚染物を確実に除去することが要求されている。
【０００４】
特に、半導体基板上に磁性体材料を用いた薄膜を形成する工程において、半導体基板裏面にこれらの磁性体材料による汚染が生じることがある。このような汚染源は半導体基板の裏面から表面へ拡散し、例えばトランジスタ等の接合部で不純物準位を形成して、接合リークやＶｔシフト（閾値電圧のシフト）等のトランジスタ特性を変動させる場合がある。このため、これらの汚染物の除去が半導体メモリの特性を安定化させ、かつ製造歩留まりを向上させるために重要な課題となっている。
【０００５】
例えば、磁気抵抗変化やパルス電圧による抵抗変化を利用する半導体不揮発性記憶素子においては、半導体基板の裏面の汚染物の発生は磁性体材料の成膜時の回り込みだけでなく、磁性体材料からなる薄膜を所定の形状のパターンに加工する際の回りこみ、磁性体材料専用装置における基板搬送アーム等からのクロスコンタミ等、多工程に及ぶ。
【０００６】
一般的に、半導体製造ラインでは、材料に応じた汚染区分により設備を分類している。すなわち、半導体基板の裏面を共用する設備の前で、必ず裏面洗浄しなければならず、上述したように多数の汚染工程が存在するので、裏面洗浄の回数を非常に多く行っている。この裏面洗浄は、通常、ウェットエッチによる裏面膜のリフトオフ法により汚染除去を行っている。すなわち、リフトオフのための絶縁薄膜（裏面膜）等を形成しておき、この裏面膜を軽くエッチングして汚染を除去している。
【０００７】
このような洗浄方式の場合、軽くエッチングするときの膜厚と裏面洗浄の回数との積だけの膜厚の裏面膜を形成する必要が生じる。また、半導体表面のデバイス特性に影響を与えずに裏面膜を成膜するために、どの工程でこの裏面膜を形成するべきであるかも、それぞれのプロセスにより異なり大きな課題である。例えば、ＲＴＰプロセス（急速熱処理工程）等では、裏面膜の膜厚が異なることによって影響を受けるため、裏面の状態が一定であることが好ましい。このように裏面の汚染物を除去することは、半導体装置については非常に重要な課題となっている。
【０００８】
これに対して、半導体基板表面の汚染物、特に磁性体材料による汚染物を除去する方法も種々検討されている。例えば、薬液槽内あるいは槽外に磁界発生装置（磁石）を設けることにより、薬液に溶け込んだ強磁性体材料の汚染物を磁気的に吸引して除去する方法が示されている（例えば、特許文献１参照）。これにより、半導体ウェハーの汚染物を除去してウェット処理作業の安定性を向上できるとしている。
【０００９】
また、磁性体材料による汚染物をウェット方式により除去する他の方法として、磁性を有する基板の洗浄を行う際、上記磁性基板を加熱して磁性材料と磁性粉との磁気的結合力を小さくするとともに、ジェット水流、こすり洗いの方法で基板に付着した磁性粉を除去することが開示されている（例えば、特許文献２参照）。これにより、磁性材を用いた製品、例えば磁気ヘッドの歩留まりが向上するとしている。
【００１０】
また、半導体基板に付着した異物を除去するドライ方式の洗浄方法として、異物除去用の粘着テープを半導体基板の表面あるいは裏面に貼った後、粘着テープを基板から剥離することにより、半導体基板に付着した異物を除去することも示されている（例えば、特許文献３参照）。これにより、半導体基板上の異物を高い除去率で除去でき、半導体装置の歩留まりや信頼性を向上できるとしている。
【特許文献１】実開平３−３９８４０号公報
【特許文献２】特開平６−２０８７０４号公報
【特許文献３】特開平８−１１５８９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記特許文献１に記載の方法によれば、薬液槽内あるいは外に磁石を配置しているので、薬液中に溶け込んだ磁性体材料による汚染物を磁気的に吸引し捕獲することができる。しかし、この例においては、汚染された半導体基板を薬液中に浸漬し、薬液中に汚染物を浮遊させ、この汚染物を磁気的に吸引して除去するが、必ずしもすべての汚染物が磁気的に吸引除去されるとは限らず、薬液中の浮遊汚染物によって半導体基板、特に回路形成面が逆に汚染される場合が生じる。
【００１２】
また、特許文献２に記載の方法によれば、磁性粉の磁化を加熱により除去した上で、ジェット水流やこすり洗い等のウェット方式により基板に付着した磁性粉を除去するので、磁性粉の除去をより確実に行うことができる。しかしながら、この方法においても、ウェット洗浄方式であることから、薬液中の浮遊汚染物によって半導体基板、特に回路形成面が逆に汚染される場合が生じる。
【００１３】
上記したように、ウェット洗浄においては、薬液槽内の浮遊汚染物による再付着があるだけでなく、薬液処理により半導体基板の表面に形成されるデバイスにも影響を与える可能性がある。
【００１４】
一方、特許文献３の方法によれば、異物除去用の粘着テープを半導体基板面に貼った後、これを剥離する、いわゆるドライ洗浄方式で付着した異物を除去している。しかし、このような方式では粘着テープの粘着力のみにより半導体基板に存在する汚染物を除去するため、磁性体材料のような汚染物を充分除去しきれないという課題がある。
【００１５】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、半導体基板上に磁性体材料を含む薄膜を形成する際に生じる磁性体材料の汚染、特に半導体基板の裏面に生じる汚染物を磁気吸引力により除去することで、製造工程の簡略化、製造歩留まりの向上および高品質の半導体装置の製造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】
【００１６】
上記課題を解決するために、本発明の半導体装置の製造方法は、半導体基板の主面に磁性体材料を含む薄膜を形成する工程と、この薄膜の形成後、半導体基板の主面に対向する裏面に存在する磁性体材料からなる汚染物のみを磁気的な吸引力により除去する裏面汚染除去工程とを少なくとも含む方法からなる。
【００１７】
この場合において、磁性体材料を含む薄膜は、鉄、コバルトおよびニッケルから選択された少なくとも１種類の元素、またはこれらの酸化物を含むものであってもよい。
【００１８】
このような方法とすることにより、ドライ洗浄プロセスで半導体基板の裏面に存在する磁性体材料による汚染物を磁気的に吸引し除去できる。したがって、半導体基板の主面へ磁性体材料からなる薄膜を形成した後、熱処理等のプロセスを行っても裏面の汚染物による回路特性の劣化等の影響を防止できる。また、半導体基板をハンドリングするチャック等に汚染物が付着して、半導体基板の主面を汚染することも防止できる。したがって、磁性体材料等の半導体プロセスでは望ましくない材料を用いても、微細で、特性の良好な半導体装置を実現できる。
【００１９】
なお、鉄、コバルトおよびニッケルから選択された１種類の元素の中には、Ｆｅ−Ｎｉ合金、Ｃｏ−Ｎｉ合金、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂｉ合金等も含む。また、これらの酸化物の中には、Ｆｅ３Ｏ４、ＮｉＯやＣｏＯ等だけでなく、これらの複合酸化物も含む。
【００２０】
また、上記方法において、裏面汚染除去工程は、少なくとも表面に磁気吸引力を有する研磨剤を設けたテープを、半導体基板の裏面に接触させて研磨すると同時に、汚染物をテープ表面に磁気的に吸引して除去する方法としてもよい。なお、表面に磁気吸引力を有する研磨剤としては、例えば強磁性体膜と硬質材料膜との積層構成、あるいは強磁性体材料と硬質材料との混合構成、あるいは強磁性体膜のみでもよい。さらに、これらの場合に半導体基板に接触するときに、より大きな磁気吸引力を得るために磁界発生装置を配置してもよい。
【００２１】
このような方法とすることにより、半導体基板の裏面に対して接触して研磨しながら磁気的に吸引するので、強固に付着、あるいは裏面の半導体基材に結合または一部拡散したような磁性体材料の汚染物であっても有効に除去できる。
【００２２】
また、上記方法において、研磨剤は軟磁性材料からなり、研磨剤が設けられた面とは反対側に設置した磁界発生装置により半導体基板に接触している間、磁気吸引力が作用するようにしてもよい。このような方法とすることにより、半導体基板に接触しているときには磁石として磁性体材料からなる汚染物を有効に吸引した後、汚染物をテープ表面から容易に除去することができるので、テープを繰り返して使用しても汚染除去効果が劣化することがない。
【００２３】
また、上記方法において、裏面汚染除去工程は、磁気吸引力を有するブラシを用いて、このブラシを半導体基板の裏面に接触させ、ブラシによる機械的な除去と磁気吸引力とにより汚染物を除去する方法としてもよい。
【００２４】
この場合に、ブラシは回転ブラシからなり、半導体基板の裏面に沿ってブラシを回転させながら相対的に移動して、半導体基板の裏面に付着した汚染物を除去する方法としてもよい。
【００２５】
このような方法とすることにより、磁気吸引力を有する回転ブラシにより半導体基板の裏面をこすりながら汚染物を磁気的に吸引するので、裏面に強く付着した汚染物であっても確実に除去できる。
【００２６】
また、上記方法において、裏面汚染除去工程は、リング状に巻き回したコイルにより形成されるコイルの形成面と同一面内で、かつコイルで囲まれた領域内に半導体基板を配置し、半導体基板の裏面に対して平行で、かつ設定した間隔を有して磁気吸引板を配置し、コイルに通電することにより発生した磁界で磁性体材料からなる汚染物を磁化させて磁気吸引板に磁気的に吸引して除去する方法としてもよい。この場合において、磁気吸引板は永久磁石または電磁石からなるものであってもよい。なお、この磁気吸引板は、半導体基板と同程度の円板形状としてもよいが、棒状あるいは平板状のものであってもよい。棒状あるいは平板状のものの場合には、半導体基板の裏面に対して一定の間隔を保持して走査しながら汚染物を除去する構成としてもよい。
【００２７】
このような方法とすることにより、半導体基板の裏面に対して非接触状態で、磁性体材料からなる汚染物を磁気的に吸引して除去することができる。したがって、汚染除去工程において、半導体基板を逆汚染する可能性を確実に防止できる。例えば、酸化鉄や酸化コバルトあるいはパーマロイ（ＦｅＮｉ合金）のようにある程度の保持力を有する磁性材料からなる汚染物の場合には、コイルにより発生する磁界でこれらの汚染物が磁化する磁化の向きと磁気吸引板の磁化の向きとが吸引する方向とすれば、吸引力を大きくでき確実に汚染除去を行うことができる。
【００２８】
また、上記方法において、裏面汚染除去工程は、少なくとも表面に磁気吸引力を有する研磨剤を設けたテープを、半導体基板の裏面に接触させて研磨すると同時に、汚染物をテープ表面に磁気的に吸引して除去する工程、および磁気吸引力を有するブラシを用いて、ブラシを半導体基板の裏面に接触させ、ブラシによる機械的な除去と磁気吸引力とにより汚染物を除去する工程、およびリング状に巻き回したコイルにより形成されるコイルの形成面と同一面内で、かつコイルで囲まれた領域内に半導体基板を配置し、半導体基板の裏面に対して平行で、かつ設定した間隔を有して磁気吸引板を配置し、コイルに通電することにより発生した磁界で磁性体材料からなる汚染物を磁化させて磁気吸引板に磁気的に吸引して除去する工程、から選択される少なくとも２つの工程を連続的に行う方法としてもよい。
【００２９】
このような方法とすることにより、さらに確実に汚染物を除去することができる。
【００３０】
また、上記方法において、裏面汚染除去工程として上記方法のいずれか１つの工程を行った後、純水および薬液の少なくとも一方を用いたウェット洗浄工程を行う方法としてもよい。このような方法とすることにより、磁性体材料以外の汚染物も除去でき、半導体基板として要求される清浄度を確実に得ることができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明の半導体装置の製造方法によれば、ドライ洗浄方式で半導体基板の裏面の磁性体材料を主体とする汚染物を磁気的に吸引して除去するので、半導体基板に磁性体材料を含む薄膜を形成した半導体装置を高品質で、かつ歩留まりよく製造できる。また、磁気吸引力を用いて汚染物質を除去するので、上記したような裏面膜を必要とせず、半導体基板の裏面の状態を常に一定に保持することができるので、プロセスの安定化も可能となる。この結果、半導体装置の低コスト化および高性能化を可能とすることができるという大きな効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、同じ要素については同じ符号を付しており、説明を省略する場合がある。
【００３３】
（第１の実施の形態）
図１および図２は、本発明の第１の実施の形態にかかる半導体装置の製造方法の工程を説明するための概念図である。図１（ａ）は汚染物１２を有する半導体基板１０を汚染除去装置１４にセットした状態の断面図で、図１（ｂ）は汚染除去途中段階を示す断面図である。また、図２（ａ）は汚染除去終了時点の状態を示す断面図で、図２（ｂ）は汚染物１２を除去した状態の半導体基板１０の断面図である。
【００３４】
本実施の形態の半導体装置の製造方法は、半導体基板１０の主面に磁性体材料を含む薄膜（図示せず）を形成する工程と、この薄膜の形成後、半導体基板１０の主面１０ａに対向する裏面１０ｂに存在する磁性体材料からなる汚染物１２を磁気的な吸引力により除去する裏面汚染除去工程とを少なくとも備えた方法からなる。そして、本実施の形態では、磁性体材料を含む薄膜としては鉄の酸化物を含むものを用いる場合を例として説明する。
【００３５】
図１および図２に示すように本実施の形態では、裏面汚染除去工程は、少なくとも表面に磁気吸引力を有する研磨剤（図示せず）を設けたテープ２２を、半導体基板１０の裏面１０ｂに接触させて研磨すると同時に、汚染物１２をテープ２２の表面に磁気的に吸引して除去する方法からなる。このために、汚染除去装置１４は、テープ２２を半導体基板１０に接触させて摺動させるとともに研磨剤を磁化させる磁界発生装置を有する磁気ローラ１６、新しいテープ２２を巻きつけてあるテープ供給ローラ１８および汚染物１２が付着したテープを巻き取る巻き取りローラ２０とが一体化して構成されている。
【００３６】
なお、研磨剤は軟磁性材料からなり、研磨剤が設けられた面とは反対側に設置した磁界発生装置（磁気ローラ１６中に配置）により半導体基板１０に接触している間、磁気吸引力が作用する。
【００３７】
また、半導体基板１０には、通常の半導体プロセスを用いて半導体層、絶縁層および電極層等を形成してなる回路が形成され、かつ例えば磁性体膜である鉄酸化膜（Ｆｅ3Ｏ4）がＣＶＤ法やスパッタリング法等により形成されている。この薄膜の形成工程において、半導体基板１０の裏面１０ｂにも磁性体の薄膜が付着して汚染物１２となる。この汚染物１２は、非常に微細で、かつ一部は物理的に吸着しているが、裏面１０ｂに比較的強固に付着しているものも多い。このように裏面１０ｂの磁性体材料からなる汚染物１２が存在する半導体基板１０の汚染物１２の除去工程を、以下詳細に説明する。なお、汚染物１２は微小であるが、図で明示できるように実体より非常に大きく記載している。また、半導体基板１０の主面１０ａには、種々の回路が形成されているが、図示していない。
【００３８】
最初に、図１（ａ）に示すように、磁気ローラ１６に対して半導体基板１０が押圧されるように半導体基板１０を配置する。このとき、半導体基板１０は、走行方向の左端部が磁気ローラ１６上のテープ２２と接触する位置に配置する。
【００３９】
次に、この押圧状態で、磁気ローラ１６、テープ供給ローラ１８および巻き取りローラ２０を矢印２４に示す方向に回転させる。この回転により、テープ２２は、テープ供給ローラ１８から供給され矢印２６方向に走行して、巻き取りローラ２０により巻き取られる。テープ２２が半導体基板１０の裏面１０ｂと接触すると、表面の研磨剤により表層が一部研磨される。この研磨に伴い、磁性体材料からなる汚染物１２は半導体基板１０の裏面１０ｂからほぼ浮き上がる。このときに、研磨剤は磁化されており、磁性体材料からなる汚染物１２は研磨剤に磁気的に吸引され、テープとともに巻き取りローラ２０に巻き取られる。
【００４０】
図１（ｂ）に示すように、半導体基板１０はテープ２２の走行方向とは逆方向に走行していくので、半導体基板１０が走行してテープ２２と接触した後の裏面１０ｂの汚染物１２は除去される。
【００４１】
そして、図２（ａ）に示すように、半導体基板１０が走行してテープ２２との接触を終了すると、半導体基板１０の裏面１０ｂの全面で汚染物１２が除去される。このようにして汚染物が除去された状態の半導体基板１０を図２（ｂ）に示す。
【００４２】
以上のようにして、ドライプロセスを用いて半導体基板１０の裏面１０ｂの汚染物１２を除去できるので、ウェット除去方式のように除去作業中に回路形成面を逆汚染するようなことがなく、安定して、かつ歩留まりよく半導体装置を製造することができる。また、本実施の形態の製造方法によれば、磁気吸引力を用いて汚染物を除去するので、この汚染物除去のための裏面膜を必要としない。このために、裏面膜の形成や除去等の工程を不要とすることができる。
【００４３】
研磨剤は、例えば鉄微粒子を有機樹脂などと混練してベースフィルムに塗布形成し、さらにこの面上にカーボランダム等の硬質粒子を同様にペースト状にして塗布した２層構成を用いる。これにより、表面層のカーボランラムで半導体基板１０の裏面１０ｂの表層の一部を研磨しながら、磁気ローラ１６で磁化した鉄微粒子が汚染物を磁気的に吸引させ、汚染物１２を除去することができる。なお、研磨剤の構成は上記に限定されることはなく、さらに種々の構成とすることができる。例えば、磁性微粒子のみであってもよいし、あるいは磁性微粒子とカーボランダムのような硬質微粒子とを混練して塗布した構成であってもよい。あるいは、磁性微粒子を有機樹脂等と混練してフレキシブルなシート状にしたテープを用いてもよい。磁気ローラ１６の磁界発生装置は、コイルを巻いて形成する電磁石を用いることが好ましい。あるいは、磁化した状態の磁性微粒子を塗布したテープを用いてもよい。この場合には、磁石となっているので磁界発生装置による磁化は不要である。しかしながら、磁性材料からなる汚染物を半導体基板１０の裏面１０ｂから引き剥がすために充分な吸引力を得るためには、磁界発生装置あるいは磁石を配置することが好ましい。
【００４４】
なお、研磨剤を塗布して形成するテープ２２としては、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリエチレン、ポリカーボネート、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−エチルアクリレート共重合体、エチレン−ポリプロピレン共重合体あるいはポリ塩化ビニル等の樹脂フィルムを用いることができる。
【００４５】
以上の工程を経ることにより、半導体基板１０の裏面１０ｂに存在する磁性体材料からなる汚染物をドライプロセスにより除去することができる。このようにして除去した後は、裏面１０ｂを冶具等によりチャッキングしても、冶具等が汚染されることがなくなる。また、半導体基板１０に対してウェット洗浄等を行っても、主面が逆汚染されることがない。
【００４６】
図３は、本実施の形態にかかる半導体装置の変形例の製造方法の工程を説明するための概念図で、（ａ）は汚染物１２を有する半導体基板１０を汚染除去装置３０にセットした状態の断面図で、（ｂ）は汚染除去後の状態を示す断面図である。
【００４７】
図３に示すように本変形例の製造方法では、裏面汚染除去工程は、少なくとも表面に磁気吸引力を有する研磨剤（図示せず）を設けたテープ３６を、半導体基板１０の裏面１０ｂに接触させて研磨すると同時に、汚染物１２をテープ３６の表面に磁気的に吸引して除去する方法からなる。このために、汚染除去装置３０は、テープ３６を半導体基板１０の裏面１０ｂの全面にわたって接触させて摺動させながら、磁化した研磨剤により汚染物１２を磁気的に吸引する。そして、テープ３６に吸引した汚染物１２を分離容器３８まで移動させ、この分離容器３８で汚染物１２をテープ３６から分離する。そして、汚染物１２が分離除去されたテープ３６は乾燥用ヒータ４０により乾燥させてから再び半導体基板１０の裏面１０ｂに送られる。このように本変形例の製造方法においては、テープ３６を繰り返し使用することができる。
【００４８】
このような動作を繰り返して行うことで、裏面１０に存在する磁性体材料からなる汚染物１２を確実に除去できるだけでなく、非磁性材料等についても除去することもできる。
【００４９】
なお、テープ３６を半導体基板１０の裏面１０ｂに摺動しながら移動させるために押し付けローラ３２が設けられている。この押し付けローラ３２としては、磁性材料からなる汚染物を半導体基板１０の裏面１０ｂから引き剥がすために充分な吸引力を得るために磁気力を有する構成が好ましい。また、分離容器３８には、テープ３６をこの分離容器３８中に導くための導入用ローラ３４も設けられている。さらに、分離容器３８には、例えば加熱した純水を高圧で吹き付けてテープ３６上の磁性体材料からなる汚染物１２を除去する噴射機構３８ａが設けられている。汚染物１２が除去されたテープ３６は加熱ヒータ４０で乾燥された後、再び半導体基板１０の裏面と摺動し、汚染物を除去する。
【００５０】
以上のように本変形例の製造方法では、磁化した研磨剤が表面に設けられたテープ３６を半導体基板１０の裏面１０ｂに摺動させながら研磨と磁気吸引とにより汚染物１２を除去する。したがって、後工程において磁性体材料の汚染により半導体素子の回路特性を変動させる等のプロセス変動を抑制できる。また、本実施の形態の製造方法によれば、磁気吸引力を用いて汚染物を除去するので、この汚染物除去のための裏面膜を必要としない。このために、裏面膜の形成や除去等の工程を不要とすることができる。
【００５１】
なお、本変形例の製造方法においては、分離容器３８に噴射機構３８ａを設けたが、このような機構に限定されることはない。例えば、分離容器３８が超音波洗浄器であり、超音波を加えながら汚染物を除去し、その後純水による洗浄等を加える構成であってもよい。あるいは、強力に磁化した磁石等を用いて汚染物をドライ方式で除去してもよい。この場合には加熱ヒータは特に不要である。
【００５２】
なお、本実施の形態による汚染物の除去工程後、さらに薬液または純水による洗浄等を行ってもよい。
【００５３】
（第２の実施の形態）
図４および図５は、本発明の第２の実施の形態にかかる半導体装置の製造方法の工程を説明するための概念図である。図４（ａ）は汚染物１２を有する半導体基板１０を汚染除去装置４２にセットした状態の断面図で、図４（ｂ）は汚染除去途中段階を示す断面図である。また、図５（ａ）は汚染除去終了時点の状態を示す断面図で、図５（ｂ）は汚染物を除去した状態の半導体基板１０の断面図である。
【００５４】
本実施の形態の半導体装置の製造方法は、半導体基板１０の主面１０ａに磁性体材料を含む薄膜（図示せず）を形成する工程と、この薄膜の形成後、半導体基板１０の主面１０ａに対向する裏面１０ｂに存在する磁性体材料からなる汚染物１２を磁気的な吸引力により除去する裏面汚染除去工程とを少なくとも備えた方法からなる。そして、本実施の形態では、裏面汚染除去工程は磁気吸引力を有するブラシ４４を用いて、ブラシ４４を半導体基板１０の裏面１０ｂに接触させ、ブラシ４４による機械的な除去と磁気吸引力とにより汚染物１２を除去する方式を特徴としている。さらに、ブラシ４４は回転ブラシからなり、半導体基板１０の裏面１０ｂに沿って回転させながら相対的に移動して、半導体基板１０の裏面１０ｂに付着した汚染物１２を除去する。以下では、回転ブラシ４４とよぶ。
【００５５】
以下、図４および図５を用いて、本実施の形態の半導体装置の製造方法、特に磁性体材料からなる汚染物１２を除去する工程について詳細に説明する。
【００５６】
最初に、図４（ａ）に示すように、回転ブラシ４４に対して半導体基板１０が接触するように半導体基板１０を配置する。このとき、半導体基板１０は、走行方向の左端部が最初に接触する回転ブラシ４４の上面の位置に配置する。なお、本実施の形態では、同一の構成からなる２個の回転ブラシ４４を用いる場合について説明する。
【００５７】
次に、この接触した状態で、回転ブラシ４４を矢印５２に示す方向に回転させる。この回転により、回転ブラシ４４は半導体基板１０の裏面１０ｂをこすり、これにより磁性体材料からなる汚染物１２は裏面１０ｂから浮き上がるか、あるいは裏面１０ｂとの付着力が小さくなる。そして、回転ブラシ４４には、中央部に磁化した回転ローラ４６が設けられているので、この回転ローラ４６の磁力の作用により汚染物１２が回転ブラシ４４の刷毛部４８に閉じ込められる。
【００５８】
このように回転しながら、図４（ｂ）に示すように半導体基板１０を矢印５４に示す方向に移動させる。半導体基板１０の移動に伴い、回転ブラシ４４が接触している裏面１０ｂの汚染物１２がブラシ４４の刷毛部４８に閉じ込められ、半導体基板１０の裏面１０ｂの汚染物が除去される。そして、図５（ａ）に示すように、半導体基板１０が走行して回転ブラシ４４との接触を終了すると、半導体基板１０の裏面１０ｂの全面で汚染物１２が除去される。このようにして汚染物が除去された状態の半導体基板１０を図５（ｂ）に示す。
【００５９】
以上のようにして、ドライプロセスを用いて半導体基板１０の裏面１０ｂの汚染物１２を除去できるので、ウェット除去方式のように除去作業中に回路形成面を逆汚染するようなことがなく、安定して、かつ歩留まりよく半導体装置を製造することができる。また、本実施の形態の製造方法によれば、磁気吸引力を用いて汚染物を除去するので、この汚染物除去のための裏面膜を必要としない。このために、裏面膜の形成や除去等の工程を不要とすることができる。
【００６０】
なお、本実施の形態では、同じ構成の回転ブラシ４４を２個用いているので、１個目で除去できなかった汚染物１２を２個目の回転ブラシ４４で除去できるので、１個のみに比べてより確実な汚染物除去が可能となる。しかしながら、本発明は回転ブラシを２個配置する構成に限定されることはない。１個のみでもよいし、３個以上の回転ブラシを設けてもよい。あるいは、図４および図５に示すような回転ブラシではなく、往復動させるブラシ構成等であってもよい。
【００６１】
回転ブラシ４４は、しなやかな有機樹脂繊維、例えばポリエチレンやナイロンの繊維を有する刷毛を適切な密度で回転ローラ４６に植毛した刷毛部４８を有する。なお、回転ローラ４６は磁化した状態で用いるが、磁化させた回転ローラ４６としては永久磁石を用いてもよいが、電磁石を用いてもよい。電磁石を用いれば刷毛部４８に閉じ込められた汚染物１２を刷毛部４８から除去する場合に、消磁することで汚染物１２の除去が容易に行える。また、刷毛部４８を磁性金属として、刷毛部４８そのものを磁化して用いてもよい。
【００６２】
さらに、本実施の形態ではドライプロセスによる汚染物除去について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、水洗を行いながら上記の磁気吸引力を有する回転ブラシによる除去を行ってもよいし、あるいは回転ブラシによる除去後水洗を行う方式でもよい。また、磁気吸引力を有する回転ブラシと磁気吸引力を有しない回転ブラシとを用いて、最初に半導体基板の裏面の磁性体材料からなる汚染物を除去し、次に水をかけながら磁気吸引力を有しない回転ブラシにより水洗してもよい。すなわち、磁気吸引力を有する回転ブラシを用いる場合に、すべてをドライ方式で行ってもよいし、ドライプロセスとウェットプロセスとを併用する方式、あるいは連続的に行う方式としてもよい。
【００６３】
（第３の実施の形態）
図６は、本発明の第３の実施の形態にかかる半導体装置の製造方法の工程を説明するための概念図である。図６において、（ａ）は汚染物１２を有する半導体基板１０を汚染除去装置６０にセットした状態の斜視図、（ｂ）はその断面図、（ｃ）は磁界を発生させて汚染物１２を磁気吸引板６４に吸着した状態を示す断面図、（ｄ）は汚染物１２を除去した状態の半導体基板１０の断面図である。
【００６４】
本実施の形態の半導体装置の製造方法は、半導体基板１０の主面１０ａに磁性体材料を含む薄膜（図示せず）を形成する工程と、この薄膜の形成後、半導体基板１０の主面１０ａに対向する裏面１０ｂに存在する磁性体材料からなる汚染物１２を磁気的な吸引力により除去する裏面汚染除去工程とを少なくとも備えた方法からなる。
【００６５】
そして、本実施の形態では、裏面汚染除去工程はリング状に巻き回したコイル６２により形成される面と同一面内で、かつコイル６２で囲まれた領域内に半導体基板１０を配置し、半導体基板１０の裏面１０ｂに対して平行で、かつ設定した間隔を有して磁気吸引板６４を配置し、コイル６２に通電することにより発生した磁界で磁性体材料からなる汚染物１２を磁化させて磁気吸引板６４に磁気的に吸引して除去する。
【００６６】
すなわち、本実施の形態の汚染除去装置６０は、半導体基板１０を内部に収納する大きさのコイル６２と、半導体基板１０に対向する位置に配置されている磁気吸引板６４と、この磁気吸引板６４に電流を供給する電流源を含む制御回路６６と、コイルに通電するための電流源（図示せず）とを備えている。なお、磁気吸引板６２は電磁石からなる。
【００６７】
以下、図６を用いて本実施の形態の半導体装置の製造方法、特に磁性体材料からなる汚染物１２を除去する工程について詳細に説明する。
【００６８】
図６（ａ）および（ｂ）に示すように、上記した汚染除去装置６０のコイル６２の内部に半導体基板１０を配置する。なお、コイル６２は、例えば銅線を巻き回して形成したものでよい。このコイル６２の端子６２ａ、６２ｂに接続されている電流源（図示せず）を作動させて通電する。この通電により発生した磁界で、半導体基板１０の裏面１０ｂに存在している磁性体材料からなる汚染物１２を磁化させる。
【００６９】
この状態で、コイル６２の外側で、半導体基板１０の裏面１０ｂに対して一定の間隔を保持して配置してある磁気吸引板６４に、制御回路６６を作動させて通電する。この通電により発生した磁界の作用を受けて、磁性体材料からなる汚染物が磁気吸引板６４に吸引される。この状態を図６（ｃ）に示す。これにより、図６（ｄ）に示すように、半導体基板１０の裏面１０ｂから磁性体材料からなる汚染物１２を除去することができる。例えば、酸化鉄や酸化コバルトあるいはパーマロイ（ＦｅＮｉ合金）のようにある程度の保持力を有する磁性材料からなる汚染物の場合には、コイルにより発生する磁界でこれらの汚染物が磁化する磁化の向きと磁気吸引板の磁化の向きとが吸引する方向とすれば、吸引力を大きくでき確実に汚染除去を行うことができる。
【００７０】
この除去方法は、研磨剤やブラシ等をまったく用いず、非接触方式で除去できるので、非常にクリーンな状態で磁性体材料からなる汚染物１２を除去することができる。また、本実施の形態の製造方法によれば、磁気吸引力を用いて汚染物を除去するので、この汚染物除去のための裏面膜を必要としない。このために、裏面膜の形成や除去等の工程を不要とすることができる。なお、磁性体材料以外の汚染物については、この後ウェット方式による洗浄除去を行ってもよい。
【００７１】
なお、コイル６２は、使用する半導体基板１０の大きさに応じて適宜変更してもよい。また、磁気吸引板６４は回転させてもよい。回転させることにより、裏面１０ｂの磁性体材料からなる汚染物１２をより確実に吸引させることができる。また、コイル６２の通電と磁気吸引板６４の通電とに時間差を設けてもよい。例えば、コイル６２に先に通電して、磁性体材料からなる汚染物１２を磁化させてから、コイル６２の通電を止め、磁気吸引板６４に通電してもよい。このようにすると、磁化された汚染物１２を磁気吸引板６４の磁気力により確実に吸引して、汚染物を除去することができる。また、磁気吸引板６４が電磁石であるので、吸引した汚染物１２は通電を停止すれば容易に除去することが可能となり、磁気吸引板６４の清掃作業を容易にすることができる。あるいは、磁気吸引板６４が軟磁性材料からなる表面板と、その下部に設けた永久磁石とからなる構成としてもよい。このような構成として、汚染物を磁気吸引する場合には永久磁石を表面板に密着させ、清掃する場合には永久磁石を表面板から離間させるようにしてもよい。
【００７２】
なお、第１の実施の形態から第３の実施の形態においては、それぞれの裏面汚染除去工程により磁性体材料からなる汚染物を除去したが、本発明はこれに限定されない。例えば、裏面汚染除去工程は、少なくとも表面に磁気吸引力を有する研磨剤を設けたテープを、半導体基板の裏面に接触させて研磨すると同時に、汚染物をテープ表面に磁気的に吸引して除去する工程、および磁気吸引力を有するブラシを用いて、ブラシを半導体基板の裏面に接触させ、ブラシによる機械的な除去と磁気吸引力とにより汚染物を除去する工程、およびリング状に巻き回したコイルにより形成されるコイルの形成面と同一面内で、かつコイルで囲まれた領域内に半導体基板を配置し、半導体基板の裏面に対して平行で、かつ設定した間隔を有して磁気吸引板を配置し、コイルに通電することにより発生した磁界で磁性体材料からなる汚染物を磁化させて磁気吸引板に磁気的に吸引して除去する工程、から選択される少なくとも２つの工程を連続的に行う方法としてもよい。このように２つの異なる工程を行うことで、より確実に汚染物を除去することができる。
【００７３】
また、第１の実施の形態から第３の実施の形態および上記工程のいずれかを経た後、純水または薬液の少なくとも一方を用いたウェット洗浄工程を行う方法としてもよい。このような洗浄工程を加えることで、磁性体材料以外の汚染物も確実に除去することが可能となる。さらに、プラズマクリーニング工程等を行う方法としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、半導体基板の裏面に存在する磁性体材料からなる汚染物を磁気的に吸引して除去するので、半導体基板上に磁性体材料を含む薄膜を形成して構成する半導体装置であっても、特性の変動や製造歩留まりの低下等を防止でき、例えば磁気抵抗変化やパルス電圧による抵抗変化特性を利用する半導体メモリ分野や磁気ヘッド分野に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】（ａ）は本発明の第１の実施の形態にかかる半導体装置の製造方法の工程を説明するための概念図で、汚染物を有する半導体基板を汚染除去装置にセットした状態の断面図（ｂ）は汚染除去途中段階を示す断面図
【図２】（ａ）は同実施の形態にかかる半導体装置の製造方法の工程を説明するための概念図、汚染除去終了時点の状態を示す断面図（ｂ）は汚染物を除去した状態の半導体基板の断面図
【図３】（ａ）は同実施の形態にかかる半導体装置の変形例の製造方法の工程を説明するための概念図で、汚染物を有する半導体基板を汚染除去装置にセットした状態の断面図（ｂ）は汚染除去後の状態を示す断面図
【図４】（ａ）は本発明の第２の実施の形態にかかる半導体装置の製造方法の工程を説明するための概念図で、汚染物を有する半導体基板を汚染除去装置にセットした状態の断面図（ｂ）は汚染除去途中段階を示す断面図
【図５】（ａ）は同実施の形態にかかる半導体装置の変形例の製造方法の工程を説明するための概念図で、汚染除去終了時点の状態を示す断面図（ｂ）は汚染物を除去した状態の半導体基板の断面図
【図６】（ａ）は本発明の第３の実施の形態にかかる半導体装置の製造方法の工程を説明するための概念図で、汚染物を有する半導体基板を汚染除去装置にセットした状態の斜視図（ｂ）はその断面図（ｃ）は磁界を発生させて汚染物を磁気吸引板に吸着した状態を示す断面図（ｄ）は汚染物を除去した状態の半導体基板の断面図
【符号の説明】
【００７６】
１０    基板
１０ａ    主面
１０ｂ    裏面
１２    汚染物
１４，３０，４２，６０    汚染除去装置
１６    磁気ローラ
１８    テープ供給ローラ
２０    巻き取りローラ
２２，３６    テープ
２４，２６，５２，５４    矢印
３２    押し付けローラ
３４    導入用ローラ
３８    分離容器
３８ａ    噴射機構
４０    乾燥用ヒータ
４４    ブラシ（回転ブラシ）
４６    回転ローラ
４８    刷毛部
６２    コイル
６２ａ，６２ｂ    端子
６４    磁気吸引板
６６    制御回路
【図１】
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【図２】
2007281211.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2007281211.tif 000007
【図６】
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