(57)【要約】【課題】半導体装置の性能を向上させる。【解決手段】ウェハ２１の外周部を、ウェハステージ６に設けられたウェハチャック７により保持する。そして、ウェハチャック７に保持されているウェハ２１を、ウェハ２１の外周の回転速度が１．６〜２．４ｍ／秒になるように回転させた状態で、過酸化水素水と加熱された硫酸とが混合された薬液をウェハ２１上に吐出する。次に、ウェハ２１を回転させた状態で、ウェハ２１上にリンス液を吐出する。次に、ウェハ２１を回転させることによって、ウェハ２１を振り切り乾燥する。【選択図】図２
2013118316.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）半導体基板の外周部を、保持台に設けられた保持部材により保持する工程、
（ｂ）保持されている前記半導体基板を前記保持台とともに回転させた状態で、過酸化水素水と加熱された硫酸とが混合された薬液を前記半導体基板上に吐出する工程、
（ｃ）前記（ｂ）工程の後、前記半導体基板を回転させた状態で、前記半導体基板上にリンス液を吐出する工程、
（ｄ）前記（ｃ）工程の後、前記半導体基板を回転させることによって、前記半導体基板を振り切り乾燥する工程、
を含む半導体装置の製造方法であって、
前記（ｂ）工程では、前記半導体基板の外周の回転速度が１．６〜２．４ｍ／秒であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の半導体装置の製造方法であって、
前記保持台は、接地されており、
前記保持部材は、非導電性であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３】
請求項１記載の半導体装置の製造方法であって、
前記（ｂ）工程では、前記半導体基板が、前記保持部材を濡らしている薬液を介して前記保持台と電気的に接触するように、前記半導体基板の外周の回転速度が１．６〜２．４ｍ／秒であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項４】
請求項１記載の半導体装置の製造方法であって、
前記（ｂ）工程では、前記半導体基板上に薬液を吐出している間、前記半導体基板の外周の回転速度が常に１．６〜２．４ｍ／秒であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】
請求項１記載の半導体装置の製造方法であって、
前記（ｂ）工程では、過酸化水素水と８０℃以上に加熱された硫酸とが混合された薬液を前記半導体基板上に吐出することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項６】
請求項１記載の半導体装置の製造方法であって、
前記半導体基板は、主面上に形成されたフォトレジストパターンをマスクとしてイオン注入されたものであり、
前記（ｂ）工程では、過酸化水素水と加熱された硫酸とが混合された薬液を前記半導体基板上に吐出することによって、前記フォトレジストパターンを除去することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項７】
請求項１記載の半導体装置の製造方法であって、
前記半導体基板は、シリコン層上に金属膜を堆積した後、熱処理することによって、前記シリコン層と前記金属膜が反応して金属シリサイド層が形成されたものであり、
前記（ｂ）工程では、過酸化水素水と加熱された硫酸とが混合された薬液を前記半導体基板上に吐出することによって、未反応の前記金属膜を除去することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項８】
（ａ）半導体基板の外周部を、保持台に設けられた保持部材により保持する工程、
（ｂ）保持されている前記半導体基板を前記保持台とともに回転させた状態で、過酸化水素水と加熱された硫酸とが混合された薬液を前記半導体基板上に吐出する工程、
（ｃ）前記（ｂ）工程の後、前記半導体基板を回転させた状態で、前記半導体基板上にリンス液を吐出する工程、
（ｄ）前記（ｃ）工程の後、前記半導体基板を回転させることによって、前記半導体基板を振り切り乾燥する工程、
を含む半導体装置の製造方法であって、
前記保持部材により保持されている前記半導体基板の周囲であって、前記半導体基板の周方向に沿って前記保持部材と異なる位置に、前記保持台と電気的に接触した部材が設けられていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項９】
請求項８記載の半導体装置の製造方法であって、
前記保持台は、接地されており、
前記保持部材は、非導電性であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
請求項８記載の半導体装置の製造方法であって、
前記（ｂ）工程では、前記半導体基板が、薬液を介して前記部材と電気的に接触していることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
請求項８記載の半導体装置の製造方法であって、
前記（ｂ）工程では、前記半導体基板の外周の回転速度が４．８ｍ／秒以上であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
請求項８記載の半導体装置の製造方法であって、
前記（ｂ）工程では、過酸化水素水と８０℃以上に加熱された硫酸とが混合された薬液を前記半導体基板上に吐出することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１３】
請求項８記載の半導体装置の製造方法であって、
前記半導体基板は、主面上に形成されたフォトレジストパターンをマスクとしてイオン注入されたものであり、
前記（ｂ）工程では、過酸化水素水と加熱された硫酸とが混合された薬液を前記半導体基板上に吐出することによって、前記フォトレジストパターンを除去することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１４】
請求項８記載の半導体装置の製造方法であって、
前記半導体基板は、シリコン層上に金属膜を堆積した後、熱処理することによって、前記シリコン層と前記金属膜が反応して金属シリサイド層が形成されたものであり、
前記（ｂ）工程では、過酸化水素水と加熱された硫酸とが混合された薬液を前記半導体基板上に吐出することによって、未反応の前記金属膜を除去することを特徴と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、特に、洗浄工程を含む半導体装置の製造方法に適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造工程では、半導体基板（ウェハ）表面を洗浄する洗浄工程が行われる。
【０００３】
例えばＭＩＳＦＥＴ（Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor）などの半導体素子を備えた半導体装置の製造工程では、ウェハの主面上に予めフォトレジスト層を塗布した後、露光、現像することで、フォトレジストパターンを形成する。そしてフォトレジストパターンに被覆されていない領域に、例えばイオン注入法を用いて、ｐ型不純物（例えば、ホウ素など）またはｎ型不純物(例えば、リンやヒ素など）を注入し、ｐ型ウェル領域またはｎ型ウェル領域を形成する。その後、フォトレジストパターンを除去する際に、洗浄工程が行われる。
【０００４】
あるいは、サリサイド（Salicide：Self Aligned Silicide）技術により、ゲート電極およびソース・ドレイン領域上に金属膜を形成し、熱処理を施すことによって、低抵抗の金属シリサイド層を形成する。その後、未反応の金属膜を除去する際に、洗浄工程が行われる。
【０００５】
上記の洗浄工程として、ＳＰＭ（Sulfuric acid-Hydrogen Peroxide Mixture）液を用いたＳＰＭ洗浄が行われることがある。ＳＰＭ洗浄を行うための洗浄装置として、バッチディップ式、バッチスプレー式などのバッチ式洗浄装置が用いられることもある。しかし、バッチディップ式では、ウェハエッジからの異物や隣接するウェハからの異物が付着するおそれがある。また、バッチスプレー式では、ＳＰＭ液の温度を高温に保持することが難しく、フォトレジストパターンまたは未反応の金属膜を除去する際の洗浄能力が低い。従って、ＳＰＭ洗浄を行うための洗浄装置として、枚葉洗浄装置が広く用いられている。枚葉洗浄装置として、例えば以下のような技術が知られている。
【０００６】
特開２００８−１３０７６３号公報（特許文献１）には、二流体ノズルの硫酸吐出口から吐出された硫酸、および、過酸化水素水吐出口から吐出された過酸化水素水が、窒素ガス吐出口から吐出された窒素ガスと混合され、ウェハ表面上で混ざり合ってＳＰＭ液となる技術が記載されている。また、ＳＰＭ液を供給する際に、二流体ノズルがウェハの周縁部の上方にまで移動されたときにウェハを例えば９０°回転させる技術が記載されている。
【０００７】
特開２００５−２５１８０６号公報（特許文献２）には、低速回転するウェハ表面上に、常温のＳＰＭ液などの洗浄液を滴下して均一に広げた後、ウェハ裏面に高温の超純水を供給し、ウェハ表面上に広がった洗浄液を加熱しながら洗浄する技術が記載されている。
【０００８】
特開２００６−１５６９０６号公報（特許文献３）には、第１ノズルと第２ノズルからＳＰＭ液などの薬液を並行して吐出させ、２つの薬液の流れがその薬液の流れに直交する方向に間隔を隔ててすれ違うことによって、ウェハの表面上に薬液の渦流を形成される技術が記載されている。
【０００９】
特開２０１０−８７３２６号公報（特許文献４）には、ウェハにＳＰＭ液などの薬液を吐出する前にウェハ外のノズル待機ポッドの位置で数秒薬液を吐出することにより、ウェハへの放電によるダメージを防止する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００８−１３０７６３号公報
【特許文献２】特開２００５−２５１８０６号公報
【特許文献３】特開２００６−１５６９０６号公報
【特許文献４】特開２０１０−８７３２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明者の検討によれば、次のことが分かった。
【００１２】
半導体装置の製造工程の後、ウェハ表面に局所的に異常放電の痕跡が発見されることがある。本発明者による調査の結果、この異常放電が、洗浄工程において発生していることが分かった。
【００１３】
また、この異常放電は、（１）ＳＰＭ液の吐出直後、（２）ＳＰＭ液の吐出中、および、（３）ＳＰＭ液の吐出終了後水洗への切り替えの際、に発生することが分かった。このうち、（１）ＳＰＭ液の吐出直後、および、（３）ＳＰＭ液の吐出終了後水洗への切り替えの際、に発生する異常放電は、薬液または水を吐出する前にウェハ外の位置で数秒薬液または水を吐出することにより、抑制することができる。しかし、吐出前にウェハ外の位置で数秒薬液または水を吐出する方法では、（２）ＳＰＭ液の吐出中に発生する異常放電は、抑制することができない。その結果、半導体装置の製造工程で、ウェハに局所的に異常放電が起こり、半導体装置の性能が低下するおそれがある。
【００１４】
本発明の目的は、半導体装置の性能を向上させることができる技術を提供することにある。
【００１５】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述およ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】
【００１６】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００１７】
代表的な実施の形態による半導体装置の製造方法は、洗浄工程を含むものである。その洗浄工程では、ウェハステージに設けられたウェハチャックによりウェハの外周部を保持し、保持したウェハを、ウェハの外周の回転速度が１．６〜２．４ｍ／秒になるように回転させた状態で、過酸化水素水と加熱された硫酸とが混合された薬液をウェハ上に吐出する。
【００１８】
また、代表的な実施の形態による半導体装置の製造方法は、洗浄工程を含むものである。その洗浄工程では、ウェハステージと電気的に接触した突起部材が設けられたウェハステージを用い、そのウェハステージに設けられたウェハチャックによりウェハの外周部を保持し、保持したウェハを回転させた状態で、過酸化水素水と加熱された硫酸とが混合された薬液をウェハ上に吐出する。
【発明の効果】
【００１９】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。
【００２０】
代表的な実施の形態によれば、半導体装置の性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施の形態１の洗浄装置の構成を模式的に示す図である。
【図２】実施の形態１の洗浄装置の要部の構成を模式的に示す側面図である。
【図３】実施の形態１の洗浄装置の要部の構成を模式的に示す上面図である。
【図４】実施の形態１の洗浄工程の一部を示すプロセスフロー図である。
【図５】実施の形態１の洗浄工程中の洗浄装置の要部の状態を模式的に示す側面図である。
【図６】実施の形態１の半導体装置の製造工程の一部を示す製造プロセスフロー図である。
【図７】実施の形態１の半導体装置の製造工程の一部を示す製造プロセスフロー図である。
【図８】実施の形態１の半導体装置の製造工程中の要部断面図である。
【図９】実施の形態１の半導体装置の製造工程中の要部断面図である。
【図１０】実施の形態１の半導体装置の製造工程中の要部断面図である。
【図１１】実施の形態１の半導体装置の製造工程中の要部断面図である。
【図１２】実施の形態１の半導体装置の製造工程中の要部断面図である。
【図１３】実施の形態１の半導体装置の製造工程中の要部断面図である。
【図１４】実施の形態１の半導体装置の製造工程中の要部断面図である。
【図１５】実施の形態１の半導体装置の製造工程中の要部断面図である。
【図１６】実施の形態１の半導体装置の製造工程中の要部断面図である。
【図１７】実施の形態１の半導体装置の製造工程中の要部断面図である。
【図１８】実施の形態１の半導体装置の製造工程中の要部断面図である。
【図１９】実施の形態１の半導体装置の製造工程中の要部断面図である。
【図２０】実施の形態１の半導体装置の製造工程中の要部断面図である。
【図２１】実施の形態１の半導体装置の製造工程中の要部断面図である。
【図２２】実施の形態１の半導体装置の製造工程中の要部断面図である。
【図２３】実施の形態１の半導体装置の製造工程中の要部断面図である。
【図２４】実施の形態１の半導体装置の製造工程中の要部断面図である。
【図２５】実施の形態１の半導体装置の製造工程中の要部断面図である。
【図２６】実施の形態１の半導体装置の製造工程中の要部断面図である。
【図２７】実施の形態１の半導体装置の製造工程中の要部断面図である。
【図２８】実施の形態１の半導体装置の製造工程中の要部断面図である。
【図２９】実施の形態１の半導体装置の製造工程中の要部断面図である。
【図３０】実施の形態１の半導体装置の製造工程中の要部断面図である。
【図３１】比較例を行う際のウェハ上のノズルの状態を模式的に示す側面図である。
【図３２】比較例として、洗浄工程におけるウェハの回転数を変えた場合について、ウェハの帯電量を計測した結果を示すグラフである。
【図３３】実施の形態２の洗浄装置の要部の構成を模式的に示す側面図である。
【図３４】実施の形態２の洗浄装置の要部の構成を模式的に示す上面図である。
【図３５】実施の形態２の洗浄工程中の洗浄装置の要部の状態を模式的に示す側面図である。
【図３６】実施の形態３の洗浄装置の構成を模式的に示す図である。
【図３７】実施の形態３の洗浄装置の要部の構成を模式的に示す側面図である。
【図３８】実施の形態３の洗浄工程中の洗浄装置の要部の状態を模式的に示す側面図である。
【図３９】実施の形態４の洗浄装置の要部の構成を模式的に示す側面図である。
【図４０】実施の形態４の洗浄装置の要部の構成を模式的に示す上面図および側面図である。
【図４１】実施の形態４の洗浄工程中の洗浄装置の要部の状態を模式的に示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良い。さらに、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。
【００２３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、以下の実施の形態では、特に必要なとき以外は同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。
【００２４】
また、実施の形態で用いる図面においては、断面図であっても図面を見易くするためにハッチングを省略する場合もある。また、平面図であっても図面を見易くするためにハッチングを付す場合もある。
【００２５】
（実施の形態１）
＜洗浄装置および洗浄工程＞
本発明の一実施の形態である洗浄装置および洗浄工程を、図面を参照して説明する。本実施の形態の洗浄装置は、基板を１枚ずつ洗浄処理する枚葉式洗浄装置である。
【００２６】
図１は、実施の形態１の洗浄装置の構成を模式的に示す図である。図２は、実施の形態１の洗浄装置の要部の構成を模式的に示す側面図である。図３は、実施の形態１の洗浄装置の要部の構成を模式的に示す上面図である。図４は、実施の形態１の洗浄工程の一部を示すプロセスフロー図である。図５は、実施の形態１の洗浄工程中の洗浄装置の要部の状態を模式的に示す側面図である。
【００２７】
洗浄装置は、処理チャンバー１、配管ライン２ａ〜２ｃで構成されている。処理チャンバー１内には、ウェハ２１を薬液により処理する処理カップ３と、ノズル待機ポッド４ａ、４ｂが設けられており、それらの上方には横方向（水平方向）に移動可能な、薬液を吐出するノズル５ａ、リンス液を吐出するノズル５ｂが設けられている。処理カップ３には、半導体基板であるウェハ２１が保持される保持台であるウェハステージ６が設けられている。
【００２８】
ウェハステージ６には、ウェハ２１の外周部を保持する保持部材であるウェハチャック７が設けられている。ウェハチャック７は、図３に示されるように、保持されているウェハ２１の周方向に沿って複数の位置に、例えば周方向に沿って等間隔な３つの位置に設けられている。また、ウェハチャック７は、保持されるウェハ２１の外周部に対して進退可能またはウェハ２１の面内で回動可能に設けられている。そして、ウェハチャック７は、上記した複数の位置でウェハチャック７がウェハ２１の外周部に接触してウェハ２１を中心側へ押圧することによって、ウェハ２１を保持する。
【００２９】
また、ウェハステージ６は、保持されているウェハ２１の中心を通り、ウェハ２１表面に垂直な軸である回転軸８を中心として回転可能に設けられている。ウェハステージ６の回転軸８は、モーター９により回転駆動される。処理カップ３は、ノズル５ａからウェハ２１上に吐出され、振り切られた薬液、および、ノズル５ｂからウェハ２１上に吐出され、振り切られたリンス液を受ける。処理カップ３には、廃液管１０が接続されている。
【００３０】
ノズル待機ポッド４ａは、処理カップ３の側方外部に設けられている。ノズル待機ポッド４ａは、薬液を吐出して処理を行わないときに、ノズル５ａがウェハ２１外で待機する位置の下方に設けられている。ノズル待機ポッド４ａは、ノズル５ａからノズル待機ポッド４ａに吐出された薬液を受ける。ノズル待機ポッド４ａには、廃液管１１ａが接続されている。
【００３１】
ノズル待機ポッド４ｂは、処理カップ３の側方外部に設けられている。ノズル待機ポッド４ｂは、リンス液を吐出して処理を行わないときに、ノズル５ｂがウェハ２１外で待機する位置の下方に設けられている。ノズル待機ポッド４ｂは、ノズル５ｂからノズル待機ポッド４ｂに吐出されたリンス液を受ける。ノズル待機ポッド４ｂには、廃液管１１ｂが接続されている。
【００３２】
ノズル５ａは、ウェハ２１中心上の位置（図１で実線で表示された状態）とウェハ２１外のノズル待機ポッド４ａ上の位置（図１で二点鎖線で表示された状態）との間で移動可能に設けられている。また、ノズル５ａは、移動機構１２ａにより、ウェハ２１の中心上の位置（図１で実線で表示された状態）とウェハ２１外のノズル待機ポッド４ａ上の位置（図１で二点鎖線で表示された状態）との間を移動する。
【００３３】
ノズル５ｂは、ウェハ２１中心上の位置とウェハ２１外のノズル待機ポッド４ｂ上の位置との間で移動可能に設けられている。また、ノズル５ｂは、移動機構１２ｂにより、ウェハ２１の中心上の位置とウェハ２１外のノズル待機ポッド４ｂ上の位置との間を移動する。
【００３４】
ノズル５ａには、２系統の配管ライン２ａおよび配管ライン２ｂが接続されている。配管ライン２ａは、ノズル５ａと薬液タンク１３ａとを接続し、配管ライン２ｂは、ノズル５ａと薬液タンク１３ｂとを接続する。ノズル５ａと薬液タンク１３ａとの間の配管ライン２ａには、ポンプ１４ａ、ヒーター１５ａ、フィルター１６ａ、バルブ１７ａ、流量計１８ａが設けられている。ノズル５ａと薬液タンク１３ｂとの間の配管ライン２ｂには、ポンプ１４ｂ、フィルター１６ｂ、バルブ１７ｂ、流量計１８ｂが設けられている。薬液タンク１３ａには、硫酸が貯留されている。そして、バルブ１７ａが開いているときは、薬液タンク１３ａに貯留されている硫酸は、フィルター１６ａによりろ過され、ヒーター１５ａにより所定の温度に加熱され、流量計１８ａおよびポンプ１４ａにより流量が調整された状態で、ノズル５ａに供給される。また、薬液タンク１３ｂには、過酸化水素水が貯留されている。そして、バルブ１７ｂが開いているときは、薬液タンク１３ｂに貯留されている過酸化水素水は、室温の状態で、フィルター１６ｂによりろ過され、流量計１８ｂおよびポンプ１４ｂにより流量が調整された状態で、ノズル５ａに供給される。ノズル５ａに供給された、加熱された硫酸と室温の過酸化水素水は、ノズル５ａの先端よりも上流側で混合される。混合された硫酸と過酸化水素水は、硫酸と過酸化水素水の反応熱を利用してさらに加熱されたＳＰＭ液となり、ノズル５ａの先端からウェハ２１上に吐出される。加熱されたＳＰＭ液中では、硫酸（Ｈ２ＳＯ４）と過酸化水素水（Ｈ２Ｏ２）が反応し、
Ｈ２ＳＯ４＋Ｈ２Ｏ２→Ｈ２ＳＯ５＋Ｈ２Ｏ      （１）
に示されるように、カロ酸（Ｈ２ＳＯ５）が発生する。そして、発生したカロ酸により、ウェハ２１表面が洗浄処理される。例えば９８ｗｔ％の硫酸を用い、３０ｗｔ％の過酸化水素水を用いる場合、硫酸と過酸化水素水との混合比を、流量比で例えば４：１とすることができる。
【００３５】
ノズル５ａからウェハ２１上に吐出されるＳＰＭ液は、１２０〜２００℃の温度に加熱されていることが好ましい。ＳＰＭ液の温度が１２０℃未満の場合、洗浄工程における洗浄能力を確保できないからである。また、ＳＰＭ液の温度が２００℃を超える場合、ノズル５ａなどＳＰＭ液が接触する各部材の耐熱性の確保が困難になるからである。また、前述したように、ノズル５ａの先端よりも上流側で加熱された硫酸と室温の過酸化水素水が混合されると、硫酸と過酸化水素水の反応熱により、予め加熱された硫酸の温度よりもさらに高温に加熱されたＳＰＭ液となる。従って、ヒーター１５ａにより硫酸が加熱される温度は、８０〜１８０℃であることが好ましい。
【００３６】
また、ウェハ２１上に吐出されるＳＰＭ液の流量が１．５〜３．０Ｌ／分であることが好ましい。ＳＰＭ液の流量が１．５Ｌ／分未満の場合、洗浄工程における洗浄能力を確保できないからである。また、ＳＰＭ液の流量が３．０Ｌ／分を超える場合、洗浄能力が飽和し、ＳＰＭ液の使用量だけが増加してしまうからである。
【００３７】
ノズル５ｂには、配管ライン２ｃが接続されている。配管ライン２ｃは、ノズル５ｂとリンス液供給源１３ｃとを接続する。ノズル５ｂとリンス液供給源１３ｃとの間の配管ライン２ｃには、バルブ１７ｃ、流量計１８ｃが設けられている。そして、バルブ１７ｃが開いているときは、流量計１８ｃにより流量が調整された状態で、リンス液がリンス液供給源１３ｃからノズル５ｂに供給される。ノズル５ｂに供給されたリンス液は、ノズル５ｂの先端からウェハ２１上に吐出される。リンス液として純水を用いることができる。
【００３８】
ウェハステージ６は、導電性部材からなるとともに、接地されている。本願発明では、電流を流す機能ではなく、帯電を抑制する機能が確保できればよいため、導電性部材は、金属導電体に加え、半導体（電気抵抗率が１０−５〜１０８Ωｃｍ程度）であってもよい。また、ウェハステージ６は、高温において例えばＳＰＭ液などの酸からなる薬液に対する耐性に優れていることが好ましい。このような条件を満たす導電性部材として、炭化珪素（ＳｉＣ）を好適に用いることができる。炭化珪素（ＳｉＣ）は、電気抵抗率が１０−２〜１０―１Ωｃｍ程度であり、帯電したＳＰＭ液などの薬液による帯電を抑制することができるからである。また、炭化珪素（ＳｉＣ）は、化学的に安定であり、前述したような１２０℃以上の温度に保持されたＳＰＭ液などの高温の酸に対する耐性に優れているからである。
【００３９】
ノズル５ａ、配管ライン２ａ、２ｂおよびウェハチャック７の材質として、非導電性のフッ素系樹脂が好適に用いられる。非導電性のフッ素系樹脂として、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などを用いることができ、その電気抵抗率は、１０１４Ωｃｍ程度以上である。ＳＰＭ液の帯電を抑制するためには、ノズル５ａ、配管ライン２ａ、２ｂおよびウェハチャック７の材質として、非導電性のフッ素系樹脂に例えばカーボンなどを混合した、導電性のフッ素系樹脂（電気抵抗率が１０８Ωｃｍ程度以下）を用いることも考えられる。しかし、導電性のフッ素系樹脂は、耐熱温度がせいぜい１００℃程度であり、非導電性のフッ素系樹脂に比べて耐熱性に劣るため、前述したような１２０℃以上の温度に保持されたＳＰＭ液などの高温の酸に対する耐性が、非導電性のフッ素系樹脂に比べて劣る。そのため、耐酸性および耐熱性の制約から、ノズル５ａ、配管ライン２ａ、２ｂおよびウェハチャック７の材質として、非導電性のフッ素系樹脂が用いられる。
【００４０】
なお、ＳＰＭ液の帯電を抑制するためには、ウェハチャック７の材質として、ウェハステージ６と同様に、導電性を有し、耐熱性にも優れた炭化珪素（ＳｉＣ）を用いることも考えられる。しかし、炭化珪素（ＳｉＣ）は、衝撃に弱く硬質であるため、ウェハ２１と直接接触するウェハチャック７の材質としては適切ではない。そのため、耐衝撃性の制約からも、ウェハチャック７の材質として、非導電性のフッ素系樹脂が用いられる。
【００４１】
なお、耐熱性、耐酸性、耐衝撃性に優れているものであれば、ノズル５ａ、配管ライン２ａ、２ｂおよびウェハチャック７の材質として、フッ素系樹脂以外の各種の非導電性の樹脂を用いることもできる。また、ノズル５ｂおよび配管ライン２ｃは、内部をＳＰＭ液が流れるわけではないが、ＳＰＭ液の蒸気雰囲気中で使用されるため、材質として、同様に、非導電性のフッ素系樹脂、または、フッ素系樹脂以外の各種の非導電性の樹脂であって、耐熱性、耐酸性、耐衝撃性に優れたものを用いることができる。
【００４２】
本実施の形態の洗浄装置を用いた洗浄工程では、まず、ウェハ２１をウェハステージ６に保持する（図４のステップＳ１）。このステップＳ１では、ウェハ２１を保持している搬送アーム（図示せず）を洗浄装置内に搬入し、搬送アームからウェハステージ６に設けられた例えば昇降可能なリフトピン（図示せず）にウェハ２１を受け渡して保持する。そして、ウェハステージ６に保持されたウェハ２１の外周部にウェハチャック７を前進または回動させて接触させることで、ウェハ２１を保持する。
【００４３】
次に、ウェハ２１を回転させる（図４のステップＳ２）。このステップＳ２では、ウェハ２１が保持されたウェハステージ６をモーター９により回転させることで、保持されているウェハ２１の中心を通り、ウェハ２１表面に垂直な軸を中心として、ウェハ２１をウェハステージ６とともに回転させる。回転数については、後述する。
【００４４】
次に、ウェハ２１にＳＰＭ液を吐出する前に、ウェハ２１外のノズル待機ポッド４ａ上の位置で、ノズル５ａから予めＳＰＭ液を吐出する（図４のステップＳ３）。このステップＳ３では、移動機構１２ａによりノズル５ａをノズル待機ポッド４ａ上の位置に移動させ、その位置でノズル５ａからＳＰＭ液を吐出する。非導電性のフッ素系樹脂はＳＰＭ液との摩擦により帯電しやすい。従って、前述したように、ノズル５ａの材質として非導電性のフッ素系樹脂が用いられている場合、ノズル５ａがＳＰＭ液との摩擦により帯電するおそれがある。そのため、ウェハ２１にＳＰＭ液を吐出する前にウェハ２１外のノズル待機ポッド４ａ上の位置で数秒間ＳＰＭ液を吐出する。これにより、ノズル５ａおよび配管ライン２ａ、２ｂの帯電部分が放電され、帯電が緩和されるとともに、ノズル５ａから吐出されるＳＰＭ液の帯電が緩和される。
【００４５】
次に、ウェハ２１の中心上の位置で、ノズル５ａからＳＰＭ液を吐出する（図４のステップＳ４）。このステップＳ４では、移動機構１２ａによりノズル５ａをノズル待機ポッド４ａ上の位置からウェハ２１の中心上の位置に移動させる。そして、モーター９によりウェハステージ６とともにウェハ２１を回転させた状態で、ウェハ２１の中心上の位置でノズル５ａからウェハ２１上にＳＰＭ液を吐出する。吐出されたＳＰＭ液がウェハ２１上を中心から外周側へ流れることによって、ウェハ２１を洗浄する。前述したように、このときのＳＰＭ液の流量を例えば１．５〜３．０Ｌ／分とすることができる。
【００４６】
前述したように、例えば８０℃以上の温度に加熱された硫酸と、室温の過酸化水素水を、ノズル５ａの先端よりも上流側で混合し、硫酸と過酸化水素水の反応熱によりさらに例えば１２０℃以上の温度に加熱されたＳＰＭ液とした状態で、ノズル５ａの先端からウェハ２１上にＳＰＭ液を吐出する。式（１）を用いて前述したように、加熱されたＳＰＭ液中では、硫酸（Ｈ２ＳＯ４）と過酸化水素水（Ｈ２Ｏ２）が反応し、カロ酸（Ｈ２ＳＯ５）が発生する。そして、発生したカロ酸により、ウェハ２１表面が洗浄処理される。
【００４７】
ノズル５ａからＳＰＭ液を吐出する際には、ノズル５ａとＳＰＭ液との摩擦により、ＳＰＭ液に流動帯電が発生する。また、加熱された硫酸と、室温の過酸化水素水をノズル５ａの先端よりも上流側で混合すると、混合された硫酸と過酸化水素水が激しく反応し、気泡が大量に発生するため、発生した気泡とＳＰＭ液との摩擦により、ＳＰＭ液の帯電がさらに増加する。このため、加熱された硫酸と、室温の過酸化水素水をノズル５ａの先端よりも上流側で混合すると、吐出されるＳＰＭ液の帯電量が、時間経過に伴って著しく増加するおそれがあった。それに伴って、ＳＰＭ液が吐出されたウェハ２１の帯電量も、時間経過に伴って著しく増加するおそれがあった。
【００４８】
しかし、本実施の形態では、ウェハ２１の中心上の位置でＳＰＭ液を吐出する工程（図４のステップＳ４）において、ウェハ２１の外周の回転速度Ｖを、１．６〜２．４ｍ／秒とする。このウェハ２１の外周の回転速度は、従来のＳＰＭ液を吐出する工程におけるウェハ２１の外周の回転速度よりも低い。これにより、図５に示されるように、ウェハ２１上に吐出されたＳＰＭ液Ｓが振り切られず、ウェハチャック７を濡らしながらウェハチャック７を伝ってウェハステージ６へ流れる。そして、ウェハチャック７を濡らしているＳＰＭ液を介して、ウェハ２１とウェハステージ６とを電気的に接触させることができるため、時間経過に伴ってウェハ２１の帯電量が増加することを抑制することができる。
【００４９】
なお、ノズル５ａをウェハ２１の中心上の位置とウェハ２１の外周上の位置との間で移動または揺動させてもよい。これにより、ウェハ２１面内の各位置に吐出するＳＰＭ液の合計量を調整することができ、ウェハ２１面内の各位置における洗浄量を均一化することができる。
【００５０】
例えばウェハ２１が直径３００ｍｍのウェハ（１２インチウェハ）である場合、ウェハ２１の中心上の位置でＳＰＭ液を吐出する工程（図４のステップＳ４）において、ウェハ２１の回転数ωを１００〜１５０ｒｐｍとする。図３２を用いて後述するように、回転数ωが１５０ｒｐｍを超える場合、ウェハ２１上に吐出されたＳＰＭ液が遠心力により振り切られてしまい、ＳＰＭ液がウェハチャック７を濡らしながらウェハチャック７を伝ってウェハステージ６へ流れることができず、ウェハ２１とウェハステージ６とを電気的に接触させることができないからである。一方、回転数ωが１００ｒｐｍ未満である場合、ウェハ２１上に吐出されたＳＰＭ液が中心から外周側に均一に流れず、ウェハ２１を均一に洗浄できないからである。
【００５１】
ここで、ウェハ２１の半径をＲ（ｍ）、回転数をω（ｒｐｍ）とすると、ウェハ２１の外周の回転速度Ｖ（ｍ／秒）は、
Ｖ＝Ｒ×（ω×２π／６０）                （２）
と表される。例えばウェハ２１の直径が３００ｍｍ（Ｒ＝０．１５ｍ）の場合、式（２）により、回転数ωが１００〜１５０ｒｐｍであることは、外周の回転速度Ｖが１．６〜２．４ｍ／秒であることに相当する。従って、ウェハ２１の直径が３００ｍｍ（Ｒ＝０．１５ｍ）以外の場合も含め、ウェハ２１の中心上の位置でＳＰＭ液を吐出する工程（図４のステップＳ４）において、ウェハ２１の外周の回転速度Ｖを１．６〜２．４ｍ／秒とする。このような条件でウェハ２１を回転させることにより、ＳＰＭ洗浄の際に、ウェハ２１表面を均一にＳＰＭ洗浄処理できるとともに、時間経過に伴ってウェハ２１の帯電量が増加することを抑制することができる。
【００５２】
次に、ノズル５ｂからリンス液を吐出する（図４のステップＳ５）。このステップＳ５では、ノズル５ａからのＳＰＭ液の吐出を停止し、移動機構１２ａによりノズル５ａをノズル待機ポッド４ａ上の位置に移動させる。次に、移動機構１２ｂによりノズル５ｂをノズル待機ポッド４ｂ上の位置からウェハ２１の中心上の位置に移動させる。そして、モーター９によりウェハステージ６とともにウェハ２１を回転させた状態で、ウェハ２１の中心上の位置でノズル５ｂからウェハ２１にリンス液を吐出する。吐出されたリンス液がウェハ２１上を中心から外周側へ流れることによって、ウェハ２１上のＳＰＭ液を洗い流す。このときのウェハ２１の回転数を例えば１０００ｒｐｍとし、リンス液の流量を例えば２Ｌ／分とすることができる。
【００５３】
また、ウェハ２１にリンス液を吐出する前にも、ウェハ２１外のノズル待機ポッド４ｂ上の位置で、ノズル５ｂから予めリンス液を吐出してもよい。移動機構１２ｂによりノズル５ｂを移動させ、ノズル待機ポッド４ｂ上の位置でノズル５ｂからリンス液を吐出する。これにより、ノズル５ｂおよび配管ライン２ｃの帯電部分が放電し、帯電が緩和されるとともに、ノズル５ｂから吐出されるリンス液の帯電が緩和される。
【００５４】
次に、ウェハ２１を振り切り乾燥する（図４のステップＳ６）。このステップＳ６では、ノズル５ｂからのリンス液の吐出を停止し、移動機構１２ｂによりノズル５ｂをノズル待機ポッド４ｂ上の位置に移動させる。そして、モーター９によりウェハステージ６とともにウェハ２１を回転させることによって、ウェハ２１を振り切り乾燥させる。このときのウェハ２１の回転数を例えば２２５０ｒｐｍとすることができる。
【００５５】
次に、ウェハ２１の回転を停止する（図４のステップＳ７）。
【００５６】
次に、ウェハ２１をウェハステージ６から取り外す（図４のステップＳ８）。このステップＳ８では、ウェハ２１の外周部からウェハチャック７を後退または回動させてウェハ２１の保持を解除し、ウェハステージ６に設けられた例えば昇降可能なリフトピン（図示せず）を介してウェハ２１を搬送アーム（図示せず）に受け渡し、ウェハ２１をウェハステージ６から取り外す。
【００５７】
＜半導体装置の製造工程＞
次に、前述の洗浄工程を含む本実施の形態の半導体装置の製造工程を、図面を参照して説明する。図６および図７は、実施の形態１の半導体装置の製造工程の一部を示す製造プロセスフロー図である。図８〜図３０は、実施の形態１の半導体装置の製造工程中の要部断面図である。
【００５８】
まず、図８に示されるように、例えば１〜１０Ωｃｍ程度の電気抵抗率を有するｐ型の単結晶シリコンなどからなる半導体基板（ウェハ）２１を準備する（図６のステップＳ１１）。
【００５９】
次に、半導体基板２１上に、絶縁膜２２および絶縁膜２３を形成する（図６のステップＳ１２）。まず、半導体基板２１を酸化（好ましくは熱酸化）して半導体基板２１の主面（表面）に絶縁膜（酸化膜）２２を形成する。次に、半導体基板２１の主面（表面）全面上に、すなわち絶縁膜２２上に、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition：化学気相成長）法（例えば熱ＣＶＤ法）などにより、絶縁膜２３を形成（堆積）する。半導体基板２１上に、絶縁膜２２および絶縁膜２３を形成（堆積）した状態を、図９に示す。絶縁膜２２は、好ましくは酸化シリコン膜からなり、絶縁膜２３は、好ましくは窒化シリコン膜からなる。絶縁膜２２の厚みは、例えば５〜２０ｎｍ程度とすることができ、絶縁膜２３の厚みは、例えば５０〜５００ｎｍ程度とすることができる。
【００６０】
次に、半導体基板２１の主面（表面）全面上に、すなわち絶縁膜２３上に、フォトレジスト層を塗布した後、このフォトレジスト層を露光、現像することで、図１０に示されるように、フォトレジストパターンＰＲ１を形成する（図６のステップＳ１３）。フォトレジストパターンＰＲ１は、素子分離領域２４に開口部を有している。
【００６１】
次に、フォトレジストパターンＰＲ１をエッチングマスクとして用いて、絶縁膜２３、絶縁膜２２および半導体基板２１を順次ドライエッチング（プラズマドライエッチング）することにより、図１１に示されるように、素子分離用の溝（素子分離溝）２５を形成する（図６のステップＳ１４）。このステップＳ１４では、例えばプラズマドライエッチングによって溝２５を形成する。溝２５は、絶縁膜２３、絶縁膜２２および半導体基板２１にかけて形成されている。溝２５の深さ（半導体基板２１の上面から溝２５の底面までの深さ）は、例えば３００〜７００ｎｍ程度である。溝２５の形成後、フォトレジストパターンＰＲ１は除去する。図１１には、フォトレジストパターンＰＲ１を除去した段階（状態）が示されている。
【００６２】
次に、図１２に示されるように、溝２５の内部（すなわち溝２５の底面および側壁）および絶縁膜２３の表面を酸化（好ましくは熱酸化）して絶縁膜２６を形成（堆積）する（図６のステップＳ１５）。絶縁膜２６のうち、溝２５の底面および側壁で露出する半導体基板２１の露出面に形成された部分は、酸化シリコン膜からなり、絶縁膜２３の表面に形成された部分は、酸化シリコン膜または酸窒化シリコン膜からなる。絶縁膜２６の厚みは、例えば５〜２０ｎｍ程度とすることができる。
【００６３】
次に、図１３に示されるように、半導体基板２１の主面（表面）全面上に、すなわち絶縁膜２６上に、溝２５を埋めるように、素子分離膜２７を形成（堆積）する（図６のステップＳ１６）。素子分離膜２７は、好ましくは酸化シリコン膜からなる。素子分離膜２７は、好ましくはプラズマＣＶＤにより形成し、特に好ましくはＨＤＰ（High Density Plasma：高密度プラズマ）−ＣＶＤ法により形成する。素子分離膜２７は、溝２５内を埋めることができるような厚みに形成する。溝２５の深さにもよるが、素子分離膜２７の厚みは、例えば５００〜１０００ｎｍ程度とすることができる。プラズマＣＶＤ法（特にＨＤＰ−ＣＶＤ法）により素子分離膜２７を成膜した場合、絶縁膜２６は、素子分離膜２７を堆積する際の半導体基板２１へのダメージを防止する作用も備えている。素子分離膜２７の形成後、スクラバ洗浄（例えば純水を使用したスクラバ洗浄）のような洗浄処理が行われる。
【００６４】
次に、溝２５内に埋め込まれた素子分離膜２７を焼き締めるための熱処理（アニール処理）を行う。この熱処理は、半導体基板２１を例えば４００〜１２００℃程度で熱処理することにより、行うことができる。
【００６５】
次に、素子分離膜２７をＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing：化学的機械的研磨）法により研磨する（図６のステップＳ１７）。これにより、図１４に示されるように、溝２５の外部の素子分離膜２７が除去され、溝２５内に素子分離膜２７が残される。また、このＣＭＰ法による研磨（ＣＭＰ処理）の際に、絶縁膜２３上の素子分離膜２７および絶縁膜２６も除去され、絶縁膜２３の上面が露出される。また、ステップＳ１７のＣＭＰ処理は、素子分離膜２７および絶縁膜２６（酸化シリコン膜）の研磨速度に比べて、絶縁膜２３（窒化シリコン膜）の研磨速度が小さくなるような条件で行われるため、絶縁膜２３はＣＭＰ処理のストッパ膜（または保護膜）として機能することができる。
【００６６】
次に、絶縁膜２３、２２を除去し（図６のステップＳ１８）、素子分離膜２７を所望量エッチングし、溝２５内に埋め込まれた素子分離膜２７の上面と半導体基板２１の上面との段差を低減する処置を行う。まず、熱リン酸などの薬液（エッチング液）を用いたウェットエッチングにより絶縁膜２３を除去する。この際のウェットエッチングは、絶縁膜２３（窒化シリコン膜）のエッチング速度に比べて素子分離膜２７および絶縁膜２２（酸化シリコン膜）のエッチング速度が小さくなるようなエッチング条件で行われるため、絶縁膜２３が選択的に除去されて、絶縁膜２２の上面が露出される。次に、フッ酸などの薬液（エッチング液）を用いたウェットエッチングにより、絶縁膜２２を除去する。絶縁膜２２を除去したことにより、半導体基板２１の上面が露出される。また、絶縁膜２２のウェットエッチングでは、絶縁膜２２が除去されて半導体基板２１の上面が露出される程度だけ行うため、溝２５内の素子分離膜２７および絶縁膜２６は、ほとんどエッチングされずに残存する。次に、溝２５内の素子分離膜２７の上部（上面）をドライエッチング（プラズマドライエッチング）によってエッチバックすることにより、溝２５内の素子分離膜２７の上面を後退させる。この際、溝２５内の素子分離膜２７の上面の高さ位置が、半導体基板２１の上面の高さ位置よりも低くなる前に、ドライエッチング（プラズマドライエッチング）を終了することで、溝２５内の素子分離膜２７の上面と半導体基板２１の上面との段差が低減される。
【００６７】
このようにして、図１５に示されるように、半導体基板２１の素子分離領域２４において、素子分離膜２７がＳＴＩ（Shallow Trench Isolation）法により形成される。素子分離領域２４に素子分離膜２７を形成したことで、半導体基板２１においては、素子分離膜２７が形成された素子分離領域２４によりＭＩＳＦＥＴ形成領域（活性領域）２８Ａ、２８Ｂが規定（画定）される。そして、そのＭＩＳＦＥＴ形成領域２８Ａ、２８Ｂに、以降の工程で種々の半導体素子（例えば後述するＭＩＳＦＥＴＱ１、Ｑ２など）が形成される。
【００６８】
次に、半導体基板２１の上面から所定の深さに亘ってウェル領域を形成する工程を２回繰り返す。１回目は、半導体基板２１中に、ｐ型不純物（例えば、ホウ素など）を含有するｐ型ウェル領域ＰＷを形成し、２回目は、半導体基板２１中に、ｎ型不純物(例えば、リンやヒ素など）を含有するｎ型ウェル領域ＮＷを形成する。
【００６９】
ｐ型ウェル領域ＰＷは、例えば、イオン注入法を用いて、半導体基板２１中にｐ型不純物を導入することにより形成することができる。まず、半導体基板２１の主面（表面）全面上に、フォトレジスト層を塗布した後、このフォトレジスト層を露光、現像することで、図１６に示されるように、フォトレジストパターンＰＲ２を形成する（１回目の図６のステップＳ１９）。フォトレジストパターンＰＲ２は、ＭＩＳＦＥＴ形成領域２８Ａに開口部を有している。次に、フォトレジストパターンＰＲ２をマスクとして用いて、例えば、５×１０１２〜５×１０１３／ｃｍ２の濃度で、ホウ素（Ｂ）をイオン打ち込みし、図１７に示されるように、不純物の濃度が、５×１０１７〜５×１０１８／ｃｍ３のｐ型ウェル領域ＰＷを形成する（１回目の図６のステップＳ２０）。その後、フォトレジストパターンＰＲ２を除去する（１回目の図６のステップＳ２１）。図１７には、フォトレジストパターンＰＲ２を除去した段階（状態）が示されている。
【００７０】
ｎ型ウェル領域ＮＷは、例えば、イオン注入法を用いて、半導体基板２１中にｎ型不純物を導入することにより形成することができる。まず、半導体基板２１の主面（表面）全面上に、フォトレジスト層を塗布した後、このフォトレジスト層を露光、現像することで、図１８に示されるように、フォトレジストパターンＰＲ３を形成する（２回目の図６のステップＳ１９）。フォトレジストパターンＰＲ３は、ＭＩＳＦＥＴ形成領域２８Ｂに開口部を有している。次に、フォトレジストパターンＰＲ３をマスクとして用いて、例えば、５×１０１２〜５×１０１３／ｃｍ２の濃度で、リン（Ｐ）またはヒ素（Ａｓ）をイオン打ち込みし、図１９に示されるように、不純物の濃度が、５×１０１７〜５×１０１８／ｃｍ３のｎ型ウェル領域ＮＷを形成する（２回目の図６のステップＳ２０）。その後、フォトレジストパターンＰＲ３を除去する（２回目の図６のステップＳ２１）。図１９には、フォトレジストパターンＰＲ３を除去した段階（状態）が示されている。
【００７１】
本実施の形態では、フォトレジストパターンＰＲ２、ＰＲ３の除去（図６のステップＳ２１）には、前述した洗浄装置を用いた洗浄工程、すなわちＳＰＭ液を用いたＳＰＭ洗浄を用いることができる（図４のステップＳ１〜ステップＳ８）。イオン注入後の半導体基板（ウェハ）２１の外周部をウェハチャック７により保持することによって、半導体基板（ウェハ）２１をウェハステージ６に保持する（図４のステップＳ１）。そして、モーター９によりウェハステージ６とともに半導体基板（ウェハ）２１を回転させ（図４のステップＳ２）、予めノズル待機ポッド４ａ上の位置でＳＰＭ液を吐出した後（図４のステップＳ３）、半導体基板（ウェハ）２１の中心上の位置でノズル５ａからＳＰＭ液を吐出する（図４のステップＳ４）。そして、吐出されたＳＰＭ液によりフォトレジストパターンＰＲ２またはＰＲ３を除去する。その後、ＳＰＭ液の吐出を停止し、ノズル５ｂからリンス液を吐出し（図４のステップＳ５）、振り切り乾燥し（図４のステップＳ６）、半導体基板（ウェハ）２１の回転を停止し（図４のステップＳ７）、半導体基板（ウェハ）２１をウェハステージ６から取り外す（図４のステップＳ８）。
【００７２】
このうち、ステップＳ４の工程では、前述したように、半導体基板２１上に吐出されたＳＰＭ液が、ウェハチャック７を濡らしながらウェハチャック７を伝ってウェハステージ６へ流れるように、半導体基板２１の外周の回転速度Ｖを、１．６〜２．４ｍ／秒とする。これにより、高温のＳＰＭ液に対する耐性を確保するため非導電性のフッ素系樹脂からなるウェハチャック７を用いなければならない場合でも、ウェハチャック７を濡らしているＳＰＭ液を介して、半導体基板２１とウェハステージ６とを電気的に接触させることができる。そのため、ＳＰＭ液を吐出する際の半導体基板２１の帯電量の増加を抑制することができる。
【００７３】
次に、半導体基板２１上に、ゲート絶縁膜用の絶縁膜２９およびゲート電極用の導電体膜３０を形成する（図７のステップＳ２２）。
【００７４】
まず、半導体基板２１の主面（表面）全面上に、例えば熱酸化法により例えば酸化シリコン膜からなるゲート絶縁膜用の絶縁膜２９を形成する。膜厚を例えば１．０〜２．５ｎｍ程度とすることができる。なお、ＣＶＤ法を用いて酸化シリコン膜を形成してもよく、酸化シリコン膜に、３〜１０％程度の窒素を窒素プラズマ法で導入し、酸窒化シリコン膜としてもよい。また、ゲート絶縁膜用の絶縁膜２９を、例えばＨｉｇｈ−ｋ膜（高誘電率膜）などの他の絶縁膜、または、酸化シリコン膜（もしくは酸窒化シリコン膜）とＨｉｇｈ−ｋ膜（高誘電率膜）との積層膜としてもよい。
【００７５】
次に、半導体基板２１の主面（表面）全面上に、ゲート電極用の導電体膜３０を形成する。ゲート電極用の導電体膜３０として例えば多結晶シリコン膜（ドープトポリシリコン膜）を用いることができる。半導体基板２１上にゲート絶縁膜用の絶縁膜２９およびゲート電極用の導電体膜３０が形成された状態を図２０に示す。
【００７６】
次に、図２１に示されるように、半導体基板２１の主面（表面）全面上に、フォトレジスト層を塗布した後、露光、現像することで、フォトレジストパターンＰＲ４を形成する（図７のステップＳ２３）。その後、フォトレジストパターンＰＲ４をエッチングマスクとしたドライエッチング（プラズマドライエッチング）によりゲート電極用の導電体膜３０およびゲート絶縁膜用の絶縁膜２９をエッチングする。これにより、図２２に示されるように、ｎ型ＭＩＳＦＥＴ形成領域２８Ａおよびｐ型ＭＩＳＦＥＴ形成領域２８Ｂのそれぞれに、パターニングされたゲート電極ＧＥおよびゲート絶縁膜ＧＩを形成する（図７のステップＳ２４）。その後、フォトレジストパターンＰＲ４は除去される。図２２には、フォトレジストパターンＰＲ４を除去した段階（状態）が示されている。なお、このフォトレジストパターンＰＲ４の除去の際に、前述したＳＰＭ液を用いたＳＰＭ洗浄からなる洗浄工程を行ってもよく、これにより、洗浄工程における半導体基板２１の帯電を抑制することができる。
【００７７】
次に、図２３に示されるように、エクステンション領域ＥＸを形成する（図７のステップＳ２５）。まず、ｐ型ウェル領域ＰＷのゲート電極ＧＥの両側の領域にリン（Ｐ）またはヒ素（Ａｓ）などのｎ型の不純物をイオン注入することにより、ｎ型のエクステンション領域ＥＸを形成する。また、ｎ型ウェル領域ＮＷのゲート電極ＧＥの両側の領域にホウ素（Ｂ）などのｐ型の不純物をイオン注入することにより、ｐ型のエクステンション領域ＥＸを形成する。このイオン注入の際に、ゲート電極ＧＥはイオン注入阻止マスクとして機能することができるため、エクステンション領域ＥＸは、ゲート電極ＧＥの直下の領域に整合（自己整合）して形成される。
【００７８】
ｎ型のエクステンション領域ＥＸおよびｐ型のエクステンション領域ＥＸのそれぞれを形成する際には、フォトレジストパターンを形成してイオン注入を行い、その後、フォトレジストパターンを除去することができる。なお、このフォトレジストパターンの除去の際にも、前述したＳＰＭ洗浄からなる洗浄工程を行ってもよく、これにより、洗浄工程における半導体基板２１の帯電を抑制することができる。
【００７９】
次に、図２４に示されるように、ゲート電極ＧＥの側壁上に、側壁絶縁膜として、例えば酸化シリコン膜もしくは窒化シリコン膜またはそれらの積層膜などからなるサイドウォールスペーサＳＷを形成する（図７のステップＳ２６）。サイドウォールスペーサＳＷは、例えば、半導体基板２１の主面（表面）全面上に酸化シリコン膜もしくは窒化シリコン膜またはそれらの積層膜を堆積し、この酸化シリコン膜もしくは窒化シリコン膜またはそれらの積層膜をＲＩＥ（Reactive Ion Etching）法などにより異方性エッチングすることによって形成することができる。
【００８０】
サイドウォールスペーサＳＷの形成後、図２５に示されるように、ソース・ドレイン領域ＳＤを形成する（図７のステップＳ２７）。ｎ型ウェル領域ＮＷのゲート電極ＧＥおよびサイドウォールスペーサＳＷの両側の領域にホウ素（Ｂ）などのｐ型の不純物をイオン注入することにより、ｐ型のソース・ドレイン領域ＳＤを形成する。また、ｐ型ウェル領域ＰＷのゲート電極ＧＥおよびサイドウォールスペーサＳＷの両側の領域にリン（Ｐ）またはヒ素（Ａｓ）などのｎ型の不純物をイオン注入することにより、ｎ型のソース・ドレイン領域ＳＤを形成する。このイオン注入の際に、ゲート電極ＧＥおよびその側壁上のサイドウォールスペーサＳＷはイオン注入阻止マスクとして機能することができるため、ソース・ドレイン領域ＳＤは、ゲート電極ＧＥの直下の領域に整合（自己整合）して形成される。
【００８１】
ｎ型のソース・ドレイン領域ＳＤおよびｐ型のソース・ドレイン領域ＳＤのそれぞれを形成する際には、フォトレジストパターンを形成してイオン注入を行い、その後、フォトレジストパターンは除去される。なお、このフォトレジストパターンの除去の際にも、前述したＳＰＭ液を用いたＳＰＭ洗浄からなる洗浄工程を行ってもよく、これにより、洗浄工程における半導体基板２１の帯電を抑制することができる。
【００８２】
ソース・ドレイン領域ＳＤ形成用のイオン注入の後、導入した不純物の活性化のためのアニール処理を行う。このアニール処理は、例えば、１０５０℃程度のフラッシュランプアニール処理にて行うことができる。
【００８３】
このようにして、図２５に示されるように、ｎ型ＭＩＳＦＥＴ形成領域２８Ａにおいて、ｎチャネル型のＭＩＳＦＥＴＱ１が形成され、ｐ型ＭＩＳＦＥＴ形成領域２８Ｂにおいて、ｐチャネル型のＭＩＳＦＥＴＱ２が形成される。ゲート電極ＧＥの一方の側に形成されているエクステンション領域ＥＸとソース・ドレイン領域ＳＤとの対によりＬＤＤ（Lightly Doped Drain）構造のソースまたはドレインとして機能する半導体領域が形成される。ソース・ドレイン領域ＳＤはエクステンション領域ＥＸよりも、不純物濃度が高くかつ深さ（接合深さ）が深くなっている。
【００８４】
次に、サリサイド技術により、ゲート電極ＧＥおよびソース・ドレイン領域ＳＤの表面に、コバルトシリサイドまたはニッケルシリサイドなどからなる低抵抗の金属シリサイド層３４ａ、３４ｂを形成する（図７のステップＳ２８）。
【００８５】
まず、図２６に示されるように、例えば多結晶シリコン膜からなるゲート電極ＧＥおよびソース・ドレイン領域ＳＤを覆うように、半導体基板２１の主面（表面）全面上に、例えばコバルト（Ｃｏ）膜またはニッケル（Ｎｉ）膜などの金属膜３３を形成（堆積）する。この金属膜３３は、例えばスパッタ法により形成することができる。
【００８６】
次に、ゲート電極ＧＥと金属膜３３の接触部に金属シリサイド層３４ａを形成し、ソース・ドレイン領域ＳＤと金属膜３３との接触部に金属シリサイド層３４ｂを形成する。例えば５００〜５４０℃で１分間程度の熱処理を施すことにより、多結晶シリコン膜（シリコン層）からなるゲート電極ＧＥとＣｏ膜またはＮｉ膜からなる金属膜３３の接触部、および、シリコン層からなるソース・ドレイン領域ＳＤと金属膜３３との接触部において、シリサイド化反応を起こさせる。その後、未反応の金属膜３３を除去（図７のステップＳ２９）することによって、図２７に示されるように、コバルトシリサイドまたはニッケルシリサイドからなる金属シリサイド層３４ａ、３４ｂを形成する。
【００８７】
本実施の形態では、未反応の金属膜３３の除去（図７のステップＳ２９）には、前述した洗浄工程、すなわちＳＰＭ液を用いたＳＰＭ洗浄を用いることができる（図４のステップＳ１〜Ｓ８）。熱処理後の半導体基板（ウェハ）２１の外周部をウェハチャック７により保持することによって、半導体基板（ウェハ）２１をウェハステージ６に保持する（図４のステップＳ１）。そして、モーター９によりウェハステージ６とともに半導体基板（ウェハ）２１を回転させ（図４のステップＳ２）、予めノズル待機ポッド４ａ上の位置でＳＰＭ液を吐出した後（図４のステップＳ３）、半導体基板（ウェハ）２１の中心上の位置でノズル５ａからＳＰＭ液を吐出する（図４のステップＳ４）。そして、吐出されたＳＰＭ液により未反応の金属膜３３を除去する。その後、ＳＰＭ液の吐出を停止し、ノズル５ｂからリンス液を吐出し（図４のステップＳ５）、振り切り乾燥し（図４のステップＳ６）、半導体基板（ウェハ）２１の回転を停止し（図４のステップＳ７）、半導体基板（ウェハ）２１をウェハステージ６から取り外す（図４のステップＳ８）。
【００８８】
また、ステップＳ４の工程では、前述したように、半導体基板２１上に吐出されたＳＰＭ液が、ウェハチャック７を濡らしながらウェハチャック７を伝ってウェハステージ６へ流れるように、半導体基板２１の外周の回転速度Ｖを、１．６〜２．４ｍ／秒とする。これにより、高温のＳＰＭ液に対する耐性を確保するため非導電性のフッ素系樹脂からなるウェハチャック７を用いなければならない場合でも、ウェハチャック７を濡らしているＳＰＭ液を介して、半導体基板２１とウェハステージ６とを電気的に接触させることができる。そのため、ＳＰＭ液を吐出する際の半導体基板２１の帯電量の増加を抑制することができる。
【００８９】
次に、層間絶縁膜３１およびプラグＰＧを形成する（図７のステップＳ３０）。
【００９０】
まず、図２８に示されるように、半導体基板２１の主面（表面）全面上に層間絶縁膜３１を形成する。すなわち、ゲート電極ＧＥおよびサイドウォールスペーサＳＷを覆うように、半導体基板２１の主面（表面）全面上に層間絶縁膜３１を形成する。層間絶縁膜３１は、例えば、酸化シリコン膜の単体膜や、あるいは、窒化シリコン膜とそれよりも厚い酸化シリコン膜との積層膜などからなる。その後、層間絶縁膜３１の表面（上面）をＣＭＰ法により研磨するなどして、層間絶縁膜３１の上面を平坦化する。下地段差に起因して層間絶縁膜３１の表面に凹凸形状が形成されていても、層間絶縁膜３１の表面をＣＭＰ法により研磨することにより、その表面が平坦化された層間絶縁膜を得ることができる。
【００９１】
次に、層間絶縁膜３１上に形成したフォトレジストパターン（図示せず）をエッチングマスクとして用いて、層間絶縁膜３１をドライエッチングすることにより、層間絶縁膜３１にコンタクトホールＣＮＴを形成する。コンタクトホールＣＮＴの底部では、半導体基板２１の主面の一部、例えばゲート電極ＧＥに形成された金属シリサイド層３４ａの一部や、ソース・ドレイン領域ＳＤの表面に形成された金属シリサイド層３４ｂの一部などが露出される。
【００９２】
次に、コンタクトホールＣＮＴ内に、タングステン（Ｗ）などからなる導電性のプラグＰＧを形成する。プラグＰＧを形成するには、例えば、コンタクトホールＣＮＴの内部を含む層間絶縁膜３１上に、プラズマＣＶＤ法などによりバリア導体膜（例えばチタン膜、窒化チタン膜、あるいはそれらの積層膜）を形成する。それから、タングステン膜などからなる主導体膜を、ＣＶＤ法などによって、バリア導体膜上にコンタクトホールＣＮＴを埋めるように形成し、層間絶縁膜３１上の不要な主導体膜およびバリア導体膜をＣＭＰ法またはエッチバック法などによって除去することにより、図２９に示されるように、プラグＰＧを形成することができる。図２９では、図面の簡略化のために、プラグＰＧは、主導体膜とバリア導体膜を一体化して示してある。プラグＰＧは、その底部で、ゲート電極ＧＥに形成された金属シリサイド層３４ａ、または、ソース・ドレイン領域ＳＤの表面に形成された金属シリサイド層３４ｂなどと、電気的に接触する。
【００９３】
次に、プラグＰＧが埋め込まれた層間絶縁膜３１上に、絶縁膜３２を形成する。絶縁膜３２は、複数の絶縁膜の積層膜で形成することもできる。
【００９４】
次に、シングルダマシン法により第１層目の配線である配線Ｍ１を形成する（図７のステップＳ３１）。具体的には、次のようにして配線Ｍ１を形成することができる。まず、フォトレジストパターン（図示せず）をマスクとしたドライエッチング（プラズマドライエッチング）によって絶縁膜３２の所定の領域に配線溝を形成した後、配線溝の底部および側壁上を含む絶縁膜３２上にバリア導体膜（例えば窒化チタン膜、タンタル膜または窒化タンタル膜など）を形成する。続いて、ＣＶＤ法またはスパッタリング法などによりバリア導体膜上に銅のシード層を形成し、さらに電解めっき法などを用いてシード層上に銅めっき膜を形成して、銅めっき膜により配線溝の内部を埋め込む。それから、配線溝以外の領域の主導体膜（銅めっき膜およびシード層）とバリア導体膜をＣＭＰ法により研磨して除去することで、配線溝に埋め込まれ、銅を主導電材料とする第１層目の配線Ｍ１を形成する。これにより、図３０に示すように、第１層目の配線Ｍ１までが形成された構造を有する半導体装置が製造される。図３０では、図面の簡略化のために、配線Ｍ１は、バリア導体膜、シード層および銅めっき膜を一体化して示してある。
【００９５】
配線Ｍ１は、プラグＰＧを介してゲート電極ＧＥまたはソース・ドレイン領域ＳＤなどと電気的に接続されている。その後、デュアルダマシン法により２層目の配線を形成するが、ここでは図示およびその説明は省略する。
【００９６】
＜ウェハの回転数とウェハの帯電量との関係について＞
図３１は、比較例を行う際のウェハ上のノズルの状態を模式的に示す側面図である。図３２は、比較例として、洗浄工程におけるウェハの回転数を変えた場合について、ウェハの帯電量を計測した結果を示すグラフである。
【００９７】
比較例では、ノズル５ａからＳＰＭ液を吐出しながら、ウェハ２１の中心上と外周上とを往復動作させた。そして、このときのウェハ２１の帯電量を、ウェハ２１上のＳＰＭ液の帯電量として測定した。ＳＰＭ液の帯電量の測定として、図３１に示されるように、ノズル５ａの先端に一端が現れるように、ノズル５ａに白金（Ｐｔ）線３５を挿入し、白金（Ｐｔ）線３５の他端にステンレス（ＳＵＳ）板３６を接続し、ステンレス（ＳＵＳ）板３６の電位を測定することで、ＳＰＭ液の帯電量およびウェハ２１の帯電量を測定した。また、比較例は、直径３００ｍｍ（１２インチ）のウェハ２１について行った。
【００９８】
ノズル５ａからＳＰＭ液を吐出しながらウェハ２１の中心上と外周上との間を往復動作させた場合、図３２の「ノズル往復」の部分に示されるように、ウェハ２１の回転数が２００ｒｐｍ以上のときに、ＳＵＳ板３６の電位が上下変動した。例えばウェハ２１の回転数が３００ｒｐｍのとき、時間経過とともに増加するＳＵＳ板３６の電位が、時間（時刻）Ａ、時間（時刻）Ｂで急激に減少する。また、ウェハ２１の回転数が３００ｒｐｍのとき、時間（時刻）Ａ、時間（時刻）Ｂでは、ノズル５ａはウェハ２１の外周上に位置しており、時間（時刻）Ａから時間（時刻）Ｂの間で、ノズル５ａは、ウェハ２１の外周上→中心上→外周上と往復動している。すなわち、ウェハ２１の回転数が２００ｒｐｍ以上の場合、ノズル５ａがウェハ２１の外周上に位置するときは、ＳＵＳ板３６の電位が減少して０に近くなり、ノズル５ａがウェハ２１の外周上に位置しないときは、ＳＵＳ板３６の電位が時間経過に伴って上昇した。これは、ノズル５ａがウェハ２１の外周上に位置するときは、ノズル５ａから吐出されたＳＰＭ液がウェハチャック７を濡らしながらウェハチャック７を伝ってウェハステージ６へ流れており、ウェハ２１上のＳＰＭ液が、ウェハチャック７を濡らしているＳＰＭ液を介して、ウェハステージ６と電気的に接触しているためと考えられる。そして、ウェハ２１が、ウェハ２１上のＳＰＭ液およびウェハチャック７を濡らしているＳＰＭ液を介して、ウェハステージ６と電気的に接触しているためと考えられる。また、ノズル５ａがウェハ２１の外周上に位置しないときは、ＳＰＭ液がウェハ２１の回転により振り切られており、ノズル５ａから吐出されたＳＰＭ液がウェハチャック７を濡らしながらウェハチャック７を伝ってウェハステージ６へ流れておらず、ウェハ２１上のＳＰＭ液がウェハステージ６と電気的に接触していないためと考えられる。そして、ウェハ２１がウェハステージ６と電気的に接触していないためと考えられる。
【００９９】
一方、ウェハ２１の回転数が１５０ｒｐｍ以下では、ＳＵＳ板３６の電位は、ノズル５ａの往復移動に関わらず上下変動しなかった。すなわち、ウェハ２１の回転数が１５０ｒｐｍ以下の場合、ノズル５ａがウェハ２１の外周上に位置するときも、ノズル５ａがウェハ２１の外周上に位置しないときも、ＳＵＳ板３６の電位は相対的に低く、０に近くなっていた。これは、ウェハ２１の回転数が１５０ｒｐｍ以下の場合は、ノズル５ａがウェハ２１上のどの位置にあっても、ノズル５ａから吐出されたＳＰＭ液がウェハチャック７を濡らしながらウェハチャック７を伝ってウェハステージ６へ流れており、ウェハ２１上のＳＰＭ液が、ウェハチャック７を濡らしているＳＰＭ液を介して、ウェハステージ６と電気的に接触しているためと考えられる。そして、ウェハ２１が、ウェハ２１上のＳＰＭ液およびウェハチャック７を濡らしているＳＰＭ液を介して、ウェハステージ６と電気的に接触しているためと考えられる。
【０１００】
＜本実施の形態の主要な特徴と効果＞
そこで、本実施の形態では、ＳＰＭ洗浄の際に、ウェハ２１を、ウェハ２１上に吐出されたＳＰＭ液が振り切られず、ウェハチャック７を濡らしながらウェハチャック７を伝ってウェハステージ６へ流れるように、ウェハ２１の外周の回転速度Ｖを１．６〜２．４ｍ／秒とする。これにより、ノズル５ａがウェハ２１の中心上に位置するときも、ウェハ２１を、ウェハ２１上のＳＰＭ液およびウェハチャック７を濡らしているＳＰＭ液を介して、ウェハステージ６と電気的に接触させることができる。そして、ウェハステージ６が導電性部材からなるとともに、接地されているため、ウェハ２１を、ウェハ２１上のＳＰＭ液、ウェハチャック７を濡らしているＳＰＭ液およびウェハステージ６を介して、接地することができる。そのため、耐酸性、耐熱性およびウェハ２１と接触する際の耐衝撃性の制約からウェハチャック７が非導電性の樹脂からなる場合でも、ウェハ２１表面を均一にＳＰＭ洗浄処理できるとともに、ＳＰＭ洗浄工程におけるウェハ２１の帯電を抑制することができる。
【０１０１】
また、ＳＰＭ洗浄の際に、ウェハ２１上にＳＰＭ液を吐出している間、ウェハ２１の外周の回転速度Ｖが常に１．６〜２．４ｍ／秒であることが好ましい。これにより、ノズル５ａがウェハ２１の中心上に位置する場合でも、図３２に示したような時間経過に伴うウェハ２１の帯電量の増加を、より確実に抑制することができる。
【０１０２】
また、ＳＰＭ洗浄の際に、ウェハ２１にＳＰＭ液を吐出している間、ウェハ２１は、ウェハ２１上のＳＰＭ液およびウェハチャック７を濡らしているＳＰＭ液を介して、ウェハステージ６に電気的に接触していることが好ましい。これにより、ウェハ２１にＳＰＭ液を吐出している間、ウェハ２１は常時接地された状態となるため、ＳＰＭ洗浄工程における時間経過に伴うウェハ２１の帯電量の増加を抑制することができる。
【０１０３】
なお、本実施の形態では、さらに、フォトレジストパターンＰＲ１その他の工程のフォトレジストパターンを除去する工程でも、本実施の形態の洗浄工程を行うことができる。これにより、フォトレジストパターンＰＲ２またはＰＲ３を除去する工程などと同様に、ＳＰＭ洗浄工程におけるウェハ２１の帯電を抑制することができる。
【０１０４】
（実施の形態２）
実施の形態１では、ウェハ２１上に吐出されたＳＰＭ液が振り切られず、ウェハチャック７を濡らしながらウェハチャック７を伝ってウェハステージ６へ流れるように、ウェハ２１の外周の回転速度Ｖを１．６〜２．４ｍ／秒とし、従来のウェハの回転速度よりも低い回転速度とした。それに対して、実施の形態２では、ウェハチャック７に保持されているウェハ２１の周囲に、ウェハステージ６と電気的に接触した導電性部材である突起部材４１を設け、ウェハ２１上を中心から外周側に流れるＳＰＭ液を突起部材４１に接触させる。
【０１０５】
＜洗浄装置および洗浄方法＞
図３３は、実施の形態２の洗浄装置の要部の構成を模式的に示す側面図である。図３４は、実施の形態２の洗浄装置の要部の構成を模式的に示す上面図である。図３５は、実施の形態２の洗浄工程中の洗浄装置の要部の状態を模式的に示す側面図である。
【０１０６】
本実施の形態では、実施の形態１の洗浄装置を構成する各部材に加え、突起部材４１が設けられている。突起部材４１は、ウェハチャック７に保持されているウェハ２１の周囲に、ウェハステージ６上面から上方に突出するように設けられており、導電性部材からなるとともに、ウェハステージ６と電気的に接触している。導電性部材として、炭化珪素（ＳｉＣ）を用いることができる。前述したように、炭化珪素（ＳｉＣ）は、電気抵抗率が１０−２〜１０―１Ωｃｍ程度であり、帯電したＳＰＭ液などの薬液による帯電を抑制することができる。そして、炭化珪素（ＳｉＣ）は、耐酸性および耐熱性にも優れている。また、突起部材４１はウェハ２１と直接接触しないため、衝撃に弱く硬質であっても炭化珪素（ＳｉＣ）を用いることができる。
【０１０７】
突起部材４１は、図３４に示されるように、ウェハチャック７に保持されているウェハ２１の周囲であって、ウェハ２１の周方向に沿って複数の位置に、例えば周方向に沿って等間隔に３箇所に設けられている。また、突起部材４１は、ウェハ２１の周方向に沿ってウェハチャック７と異なる位置に設けられている。これにより、突起部材４１をウェハ２１の外周に近づけて設けることができる。
【０１０８】
図３３に示されるように、ウェハ２１の径方向に沿った突起部材４１とウェハ２１との間隔Ｄは、０．３〜１．０ｍｍであることが好ましい。間隔Ｄが１．０ｍｍを超える場合、ウェハ２１上を中心から外周側に流れるＳＰＭ液を容易に突起部材４１に接触させることができないおそれがある。また、間隔Ｄが０．３ｍｍ未満の場合、ウェハ２１の寸法公差などによりウェハ２１が突起部材４１と接触し、ウェハ２１または突起部材４１が損傷するおそれがある。
【０１０９】
突起部材４１の上端の高さは、ウェハステージ６に保持されているウェハ２１の上面の高さよりも高いことが好ましい。これによりウェハ２１上を中心から外周側に流れるＳＰＭ液を容易に突起部材４１に接触させることができる。
【０１１０】
本実施の形態の洗浄装置を用いた洗浄工程は、ウェハ２１の中心上の位置でＳＰＭ液を吐出する工程（図４のステップＳ４）を除き、実施の形態１の洗浄装置を用いた洗浄工程と同様に行うことができる。また、ステップＳ４では、ウェハ２１の周囲に突起部材４１が設けられているため、図３５に示されるように、ウェハ２１上を中心から外周側に流れるＳＰＭ液Ｓは、突起部材４１に接触する。突起部材４１に接触したＳＰＭ液Ｓは、突起部材４１を伝ってウェハステージ６へ流れる場合もある。ＳＰＭ液Ｓが突起部材４１に接触することで、ウェハ２１も、ＳＰＭ液Ｓを介して突起部材４１と電気的に接触する。さらに、突起部材４１は、導電性部材からなるとともに、ウェハステージ６と電気的に接触しており、また、ウェハステージ６が導電性部材からなるとともに接地されている。このため、ウェハ２１を、ＳＰＭ液、突起部材４１およびウェハステージ６を介して、接地することができる。従って、耐酸性、耐熱性およびウェハ２１と接触する際の耐衝撃性の制約からウェハチャック７が非導電性の樹脂からなる場合でも、ウェハ２１表面を均一にＳＰＭ洗浄処理でき、また、ＳＰＭ洗浄工程におけるウェハ２１の帯電を抑制することができる。
【０１１１】
その結果、ステップＳ４におけるウェハ２１の外周の回転速度Ｖは、１．６〜２．４ｍ／秒に限られない。すなわち、例えばウェハ２１が直径３００ｍｍのウェハ（１２インチウェハ）であるときは、ステップＳ４におけるウェハ２１の回転数ωは、１００〜１５０ｒｐｍに限られない。
【０１１２】
さらに、ステップＳ４におけるウェハ２１の外周の回転速度Ｖは、４．８ｍ／秒以上であることが好ましい。すなわち、例えばウェハ２１が直径３００ｍｍのウェハ（１２インチウェハ）であるときは、ステップＳ４におけるウェハ２１の回転数ωは、式（２）により、３００ｒｐｍ以上であることが好ましい。これにより、ステップＳ４における回転速度を従来の回転速度より低くしなくてもＳＰＭ洗浄工程におけるウェハ２１の帯電を抑制することができるため、例えば洗浄工程の時間を短縮することができるなど、洗浄工程における条件をより自在に調整することができる。
【０１１３】
＜半導体装置の製造工程＞
本実施の形態の洗浄工程を含む半導体装置の製造工程も、洗浄工程を除き、図８〜図３０を用いて説明した実施の形態１の洗浄工程を含む半導体装置の製造工程と同様に行うことができる。
【０１１４】
そして、フォトレジストパターンＰＲ２、ＰＲ３を除去する工程（図６のステップＳ２１）、金属シリサイド層３４ａ、３４ｂを形成した後、未反応の金属膜３３を除去する工程（図７のステップＳ２９）、さらに、フォトレジストパターンＰＲ１、ＰＲ４その他のフォトレジストパターンを除去する工程で、本実施の形態の洗浄工程を行うことができる。これにより、ＳＰＭ洗浄工程におけるウェハ２１の帯電を抑制することができ、また、ウェハ２１の回転速度の範囲をより広げることができる。
【０１１５】
（実施の形態３）
実施の形態１では、ウェハ２１上に吐出されたＳＰＭ液が振り切られず、ウェハチャック７を濡らしながらウェハチャック７を伝ってウェハステージ６へ流れるように、ウェハ２１の外周の回転速度Ｖを１．６〜２．４ｍ／秒とし、従来のウェハの回転速度よりも低い回転速度とした。それに対して、実施の形態３では、ウェハ２１の外周部上にノズル５ａとは別にノズル５ｃを設け、ノズル５ｃからウェハ２１の外周部上に吐出されたＳＰＭ液がウェハチャック７を濡らしながらウェハチャック７を伝ってウェハステージ６へ流れるようにする。
【０１１６】
＜洗浄装置および洗浄方法＞
図３６は、実施の形態３の洗浄装置の構成を模式的に示す図である。図３７は、実施の形態３の洗浄装置の要部の構成を模式的に示す側面図である。図３８は、実施の形態３の洗浄工程中の洗浄装置の要部の状態を模式的に示す側面図である。
【０１１７】
本実施の形態では、実施の形態１の洗浄装置を構成する各部材に加え、ノズル５ｃが設けられている。ノズル５ｃは、ウェハ２１の外周部上の位置に設けられている。ノズル５ｃは、ウェハ２１の外周部上にＳＰＭ液を吐出する。
【０１１８】
ノズル５ｃには、２系統の配管ライン２ｄおよび配管ライン２ｅが接続されている。図３６に示されるように、配管ライン２ｄは、配管ライン２ａから分岐されており、配管ライン２ｄの途中にバルブ１７ｄ、流量計１８ｄが設けられている。また、配管ライン２ｅは、配管ライン２ｂから分岐されており、配管ライン２ｅの途中にバルブ１７ｅ、流量計１８ｅが設けられている。あるいは、配管ライン２ｄは、薬液タンク１３ａと別に設けられ、硫酸が貯留された薬液タンクとノズル５ｃとを接続してもよく、その薬液タンクとノズル５ｃとの間にポンプ、ヒーター、フィルター、バルブ、流量計が設けられていてもよい。また、配管ライン２ｅは、薬液タンク１３ｂと別に設けられ、過酸化水素水が貯留された薬液タンクとノズル５ｃとを接続してもよく、その薬液タンクとノズル５ｃとの間にポンプ、フィルター、バルブ、流量計が設けられていてもよい。
【０１１９】
なお、ノズル５ｃおよび配管ライン２ｄ、２ｅの材質として、ノズル５ａおよび配管ライン２ａ、２ｂの材質と同様に、非導電性のフッ素系樹脂、または、フッ素系樹脂以外の各種の非導電性の樹脂であって、耐熱性、耐酸性、耐衝撃性に優れたものを用いることができる。
【０１２０】
本実施の形態の洗浄装置を用いた洗浄工程は、ウェハ２１の中心上の位置でＳＰＭ液を吐出する工程（図４のステップＳ４）を除き、実施の形態１の洗浄装置を用いた洗浄工程と同様に行うことができる。また、ステップＳ４では、ノズル５ａからＳＰＭ液ＳＡを吐出するのに加え、図３８に示されるように、ノズル５ｃからもＳＰＭ液ＳＢを吐出する。ノズル５ｃから吐出されたＳＰＭ液ＳＢは、直接ウェハチャック７に接触し、ウェハチャック７を濡らしながらウェハチャック７を伝ってウェハステージ６に流れる。従って、ウェハ２１上のＳＰＭ液ＳＡは、ウェハチャック７を濡らしているＳＰＭ液ＳＢを介して、ウェハステージ６と電気的に接触する。また、ウェハ２１も、ＳＰＭ液ＳＡ、ＳＢを介して、ウェハステージ６と電気的に接触する。さらに、ウェハステージ６は、導電性部材からなるとともに、接地されている。このため、ウェハ２１を、ＳＰＭ液およびウェハステージ６を介して、接地することができる。従って、耐酸性、耐熱性およびウェハ２１と接触する際の耐衝撃性の制約からウェハチャック７が非導電性の樹脂からなる場合でも、ウェハ２１表面を均一にＳＰＭ洗浄処理でき、また、ＳＰＭ洗浄工程におけるウェハ２１の帯電を抑制することができる。
【０１２１】
なお、ノズル５ｃからウェハ２１上に吐出されるＳＰＭ液の流量が１．０〜２．５Ｌ／分であることが好ましい。ＳＰＭ液の流量が１．０Ｌ／分未満の場合、ウェハ２１の帯電を抑制できないからである。また、ＳＰＭ液の流量が２．５Ｌ／分を超える場合、ＳＰＭ液の使用量が増加してしまうからである。
【０１２２】
その結果、ステップＳ４におけるウェハ２１の外周の回転速度Ｖは、１．６〜２．４ｍ／秒に限られない。すなわち、例えばウェハ２１が直径３００ｍｍのウェハ（１２インチウェハ）であるときは、ステップＳ４におけるウェハ２１の回転数ωは、１００〜１５０ｒｐｍに限られない。さらに、ステップＳ４におけるウェハ２１の外周の回転速度Ｖは、４．８ｍ／秒以上であることが好ましく、これにより、実施の形態２と同様に、ステップＳ４における回転速度を従来の回転速度より低くしなくてもＳＰＭ洗浄工程におけるウェハ２１の帯電を抑制することができるため、例えば洗浄工程の時間を短縮することができるなど、洗浄工程における条件をより自在に調整することができる。
【０１２３】
また、ノズル５ａからウェハ２１上に吐出されるＳＰＭ液の流量も１．５〜３．０Ｌ／分に限られない。これにより、ノズル５ａからウェハ２１に吐出されるＳＰＭ液の流量を、３．０Ｌ／分より多くするか、または、１．５Ｌ／分より少なくした場合でもＳＰＭ洗浄工程におけるウェハ２１の帯電を抑制することができるため、洗浄工程における条件をより自在に調整することができる。
【０１２４】
＜半導体装置の製造工程＞
本実施の形態の洗浄工程を含む半導体装置の製造工程も、洗浄工程を除き、図８〜図３０を用いて説明した実施の形態１の洗浄工程を含む半導体装置の製造工程と同様に行うことができる。
【０１２５】
そして、フォトレジストパターンＰＲ２、ＰＲ３を除去する工程（図６のステップＳ２１）、金属シリサイド層３４ａ、３４ｂを形成した後、未反応の金属膜３３を除去する工程（図７のステップＳ２９）、さらに、フォトレジストパターンＰＲ１、ＰＲ４その他のフォトレジストパターンを除去する工程で、本実施の形態の洗浄工程を行うことができる。これにより、ＳＰＭ洗浄工程におけるウェハ２１の帯電を抑制することができ、また、ウェハ２１の回転速度やノズル５ａからのＳＰＭ液の流量の範囲をより広げることができる。
【０１２６】
（実施の形態４）
実施の形態１では、ウェハ２１上に吐出されたＳＰＭ液が振り切られず、ウェハチャック７を濡らしながらウェハチャック７を伝ってウェハステージ６へ流れるように、ウェハ２１の外周の回転速度Ｖを１．６〜２．４ｍ／秒とし、従来のウェハの回転速度よりも低い回転速度とした。それに対して、実施の形態４では、ウェハチャック７ａのウェハ２１に接触する側に、上下方向に沿って溝７ｂを形成し、ウェハ２１上を中心から外周側に流れるＳＰＭ液が、溝７ｂを通ってウェハステージ６まで流れるようにする。
【０１２７】
＜洗浄装置および洗浄方法＞
図３９は、実施の形態４の洗浄装置の要部の構成を模式的に示す側面図である。図４０は、実施の形態４の洗浄装置の要部の構成を模式的に示す上面図および側面図である。図４０（ａ）は上面図であり、図４０（ｂ）は、側面図である。図４１は、実施の形態４の洗浄工程中の洗浄装置の要部の状態を模式的に示す側面図である。なお、図４１では、図面を見易くするために、ウェハチャック７ａについては、断面を示す。
【０１２８】
本実施の形態の洗浄装置のうち、ウェハチャック７ａ以外の部分は、実施の形態１の洗浄装置と同様である。ウェハチャック７ａは、図４０に示されるように、保持されているウェハ２１の周方向に沿って複数の位置に、例えば周方向に沿って等間隔な３つの位置に設けられている。また、ウェハチャック７ａは、保持されるウェハ２１の外周部に対して進退可能またはウェハ２１の面内で回動可能に設けられている。そして、ウェハチャック７ａは、上記した複数の位置でウェハチャック７ａがウェハ２１の外周部に接触してウェハ２１を中心側へ押圧することによって、ウェハ２１を保持する。
【０１２９】
ただし、図３９および図４０に示されるように、ウェハチャック７ａには、ウェハチャック７ａのウェハ２１に接触する側に、上下方向に沿って溝７ｂが形成されている。溝７ｂは、ウェハ２１がウェハチャック７ａに保持されているとき、ウェハ２１の上側と下側とを連通する。これにより、ウェハ２１上を中心から外周側に流れるＳＰＭ液が、ウェハチャック７ａに接触した後、溝７ｂを通ってウェハステージ６に流れやすくなる。
【０１３０】
例えば、図４０に示されるように、溝７ｂの半径ｒ１は、０．５〜２．０ｍｍであることが好ましい。半径ｒ１が０．５ｍｍ未満の場合、ＳＰＭ液が溝７ｂを通って容易にウェハステージ６に流れないおそれがある。また、半径ｒ１が２．０ｍｍを超える場合、ＳＰＭ液が振り切られてしまい、ウェハ２１がＳＰＭ液を介してウェハステージ６と電気的に接触できないおそれがある。
【０１３１】
なお、ウェハチャック７ａの材質として、ウェハチャック７の材質と同様に、非導電性のフッ素系樹脂、または、フッ素系樹脂以外の各種の非導電性の樹脂であって、耐熱性、耐酸性、耐衝撃性に優れたものを用いることができる。
【０１３２】
本実施の形態の洗浄装置を用いた洗浄工程は、ウェハ２１の中心上の位置でＳＰＭ液を吐出する工程（図４のステップＳ４）を除き、実施の形態１の洗浄装置を用いた洗浄工程と同様に行うことができる。また、ステップＳ４では、図４１に示されるように、ウェハ２１から振り切られたＳＰＭ液Ｓは、ウェハチャック７ａに接触し、溝７ｂを濡らしながら溝７ｂを通ってウェハステージ６に流れる。従って、ウェハ２１上のＳＰＭ液Ｓは、溝７ｂを濡らしているＳＰＭ液Ｓを介して、ウェハステージ６と電気的に接触する。また、ウェハ２１も、ＳＰＭ液Ｓを介して、ウェハステージ６と電気的に接触する。さらに、ウェハステージ６は、導電性部材からなるとともに、接地されている。このため、ウェハ２１を、ＳＰＭ液およびウェハステージ６を介して、接地することができる。従って、耐酸性、耐熱性およびウェハ２１と接触する際の耐衝撃性の制約からウェハチャック７ａが非導電性の樹脂からなる場合でも、突起部材４１（図３３参照）やノズル５ｃ（図３６参照）を設けることなく、ウェハ２１表面を均一にＳＰＭ洗浄処理でき、また、ＳＰＭ洗浄工程におけるウェハ２１の帯電を抑制することができる。
【０１３３】
その結果、ステップＳ４におけるウェハ２１の外周の回転速度Ｖは、１．６〜２．４ｍ／秒に限られない。すなわち、例えばウェハ２１が直径３００ｍｍのウェハ（１２インチウェハ）であるときは、ステップＳ４におけるウェハ２１の回転数ωは、１００〜１５０ｒｐｍに限られない。さらに、ステップＳ４におけるウェハ２１の外周の回転速度Ｖは、４．８ｍ／秒以上であることが好ましく、これにより、実施の形態２と同様に、ステップＳ４における回転速度を従来の回転速度より低くしなくてもＳＰＭ洗浄工程におけるウェハ２１の帯電を抑制することができるため、例えば洗浄工程の時間を短縮することができるなど、洗浄工程における条件をより自在に調整することができる。
【０１３４】
＜半導体装置の製造工程＞
本実施の形態の洗浄工程を含む半導体装置の製造工程も、洗浄工程を除き、図８〜図３０を用いて説明した実施の形態１の洗浄工程を含む半導体装置の製造工程と同様に行うことができる。
【０１３５】
そして、フォトレジストパターンＰＲ２、ＰＲ３を除去する工程（図６のステップＳ２１）、金属シリサイド層３４ａ、３４ｂを形成した後、未反応の金属膜３３を除去する工程（図７のステップＳ２９）、さらに、フォトレジストパターンＰＲ１、ＰＲ４その他のフォトレジストパターンを除去する工程で、本実施の形態の洗浄工程を行うことができる。これにより、突起部材４１（図３３参照）やノズル５ｃ（図３６参照）を設けることなく、ＳＰＭ洗浄工程におけるウェハ２１の帯電を抑制することができ、また、ウェハ２１の回転速度の範囲をより広げることができる。
【０１３６】
以上、本発明者によってなされた発明をその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言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【０１３７】
本発明は、半導体装置の製造方法に適用して有効である。
【符号の説明】
【０１３８】
１  処理チャンバー
２ａ〜２ｅ  配管ライン
３  処理カップ
４ａ、４ｂ  ノズル待機ポッド
５ａ〜５ｃ  ノズル
６  ウェハステージ
７、７ａ  ウェハチャック
７ｂ  溝
８  回転軸
９  モーター
１０、１１ａ、１１ｂ  廃液管
１２ａ、１２ｂ  移動機構
１３ａ、１３ｂ  薬液タンク
１３ｃ  リンス液供給源
１４ａ、１４ｂ  ポンプ
１５ａ  ヒーター
１６ａ、１６ｂ  フィルター
１７ａ〜１７ｅ  バルブ
１８ａ〜１８ｅ  流量計
２１  半導体基板（ウェハ）
２２、２３、２６、２９、３２  絶縁膜
２４  素子分離領域
２５  溝（素子分離溝）
２７  素子分離膜
２８Ａ、２８Ｂ  ＭＩＳＦＥＴ形成領域（活性領域）
３０  導電体膜
３１  層間絶縁膜
３３  金属膜
３４ａ、３４ｂ  金属シリサイド層
３５  白金線
３６  ステンレス板（ＳＵＳ板）
４１  突起部材
ＣＮＴ  コンタクトホール
ＥＸ  エクステンション領域
ＧＥ  ゲート電極
ＧＩ  ゲート絶縁膜
Ｍ１  配線
ＮＷ  ｎ型ウェル領域
ＰＧ  プラグ
ＰＲ１〜ＰＲ４  フォトレジストパターン
ＰＷ  ｐ型ウェル領域
Ｑ１、Ｑ２  ＭＩＳＦＥＴ
Ｓ、ＳＡ、ＳＢ  ＳＰＭ液
ＳＤ  ソース・ドレイン領域
ＳＷ  サイドウォールスペーサ
【図１】
2013118316.tif 000003
【図２】
2013118316.tif 000004
【図３】
2013118316.tif 000005
【図４】
2013118316.tif 000006
【図５】
2013118316.tif 000007
【図６】
2013118316.tif 000008
【図７】
2013118316.tif 000009
【図８】
2013118316.tif 000010
【図９】
2013118316.tif 000011
【図１０】
2013118316.tif 000012
【図１１】
2013118316.tif 000013
【図１２】
2013118316.tif 000014
【図１３】
2013118316.tif 000015
【図１４】
2013118316.tif 000016
【図１５】
2013118316.tif 000017
【図１６】
2013118316.tif 000018
【図１７】
2013118316.tif 000019
【図１８】
2013118316.tif 000020
【図１９】
2013118316.tif 000021
【図２０】
2013118316.tif 000022
【図２１】
2013118316.tif 000023
【図２２】
2013118316.tif 000024
【図２３】
2013118316.tif 000025
【図２４】
2013118316.tif 000026
【図２５】
2013118316.tif 000027
【図２６】
2013118316.tif 000028
【図２７】
2013118316.tif 000029
【図２８】
2013118316.tif 000030
【図２９】
2013118316.tif 000031
【図３０】
2013118316.tif 000032
【図３１】
2013118316.tif 000033
【図３２】
2013118316.tif 000034
【図３３】
2013118316.tif 000035
【図３４】
2013118316.tif 000036
【図３５】
2013118316.tif 000037
【図３６】
2013118316.tif 000038
【図３７】
2013118316.tif 000039
【図３８】
2013118316.tif 000040
【図３９】
2013118316.tif 000041
【図４０】
2013118316.tif 000042
【図４１】
2013118316.tif 000043