JP2001237236A - エッチング処理した基板表面の洗浄方法 - Google Patents
エッチング処理した基板表面の洗浄方法Info
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 プラズマエッチング後の半導体ウェハの洗浄
方法を提供する。 【解決手段】 半導体ウェハ上には複数の層が形成さ
れ、うち１層はフォトレジストマスクを上部に有する酸
化物層である。プラズマエッチングでは、バイア形状の
側壁にポリマ膜が生成される。フォトレジストマスクを
除去するために灰化処理を行ない、その後、第１のブラ
システーション内で、酸化物層と酸化物層内に形成され
たバイア形状を第１の化学薬品でブラシスクラブ洗浄す
る。続いて、第１のブラシステーション内で純水で洗浄
した後、第２の化学薬品を用いて第２のブラシステーシ
ョン内でブラシスクラブ洗浄される。該第２のブラシス
テーションでは、酸化物層およびバイア形状は純水でス
クラブ洗浄される。第１および第２のブラシスクラブ工
程は、バイア形状の側壁からポリマ膜を除去するように
行われる。
方法を提供する。 【解決手段】 半導体ウェハ上には複数の層が形成さ
れ、うち１層はフォトレジストマスクを上部に有する酸
化物層である。プラズマエッチングでは、バイア形状の
側壁にポリマ膜が生成される。フォトレジストマスクを
除去するために灰化処理を行ない、その後、第１のブラ
システーション内で、酸化物層と酸化物層内に形成され
たバイア形状を第１の化学薬品でブラシスクラブ洗浄す
る。続いて、第１のブラシステーション内で純水で洗浄
した後、第２の化学薬品を用いて第２のブラシステーシ
ョン内でブラシスクラブ洗浄される。該第２のブラシス
テーションでは、酸化物層およびバイア形状は純水でス
クラブ洗浄される。第１および第２のブラシスクラブ工
程は、バイア形状の側壁からポリマ膜を除去するように
行われる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、一般に基板の製
造に係り、詳しくはエッチング処理後の半導体ウェハの
洗浄に関するものである。
造に係り、詳しくはエッチング処理後の半導体ウェハの
洗浄に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】周知のように、半導体デバイスは半導体
ウェハから製造されており、半導体ウェハには数多くの
処理が施されている。これらの処理は、例えば、不純物
注入、ゲート酸化物の形成、金属間酸化物蒸着、金属蒸
着、フォトリソグラフィパターニング、エッチング処
理、化学機械研磨（ＣＭＰ）等がある。
ウェハから製造されており、半導体ウェハには数多くの
処理が施されている。これらの処理は、例えば、不純物
注入、ゲート酸化物の形成、金属間酸化物蒸着、金属蒸
着、フォトリソグラフィパターニング、エッチング処
理、化学機械研磨（ＣＭＰ）等がある。
【０００３】説明の便宜から、一般的な半導体集積回路
（ＩＣ）デバイスの製造中に形成された積層の断面を図
１に示す。ここで、図示されている層の上部、下部また
は中間部に追加の層が存在していてもよいことに留意さ
れたい。
（ＩＣ）デバイスの製造中に形成された積層の断面を図
１に示す。ここで、図示されている層の上部、下部また
は中間部に追加の層が存在していてもよいことに留意さ
れたい。
【０００４】さらに、図示された層の全てが存在する必
要はなく、いくつかまたは全ての層が多様な異なる層に
置き換えられてもよい。
要はなく、いくつかまたは全ての層が多様な異なる層に
置き換えられてもよい。
【０００５】積層の底部には、基板１０が示されてい
る。一般に二酸化シリコン（Ｓi Ｏ2）からなる酸化物
層１１は、基板１０の表面上に形成されている。一般に
Ｔi 、Ｔi Ｗ、Ｔi Ｎまたは適切な保護材料からなる保
護層１２が、酸化物層１１の上に積層された金属層１３
との間に配置されてもよい。保護層１２が配置された場
合、該保護層１２はシリコン原子が酸化物層１１から金
属層１３へ拡散することを実質的に防止するように機能
する。
る。一般に二酸化シリコン（Ｓi Ｏ2）からなる酸化物
層１１は、基板１０の表面上に形成されている。一般に
Ｔi 、Ｔi Ｗ、Ｔi Ｎまたは適切な保護材料からなる保
護層１２が、酸化物層１１の上に積層された金属層１３
との間に配置されてもよい。保護層１２が配置された場
合、該保護層１２はシリコン原子が酸化物層１１から金
属層１３へ拡散することを実質的に防止するように機能
する。
【０００６】一般に、金属層１３は、アルミニウム、
銅、または単一または複数の種々の金属合金、例えばＡ
l −Ｃu 、Ａl −Ｓi 、Ａl −Ｃu −Ｓi を含んでい
る。また、金属層１３の上面には、反射防止膜（ＡＲ
Ｃ）層１４が形成されている。従来から知られているよ
うに、ＡＲＣ層１４は一般にＴi 、Ｔi ＮまたはＴi Ｗ
からなる。概して、ＡＲＣ層１４は、フォトリソグラフ
ィ処理で使用される光が、金属層１３の表面で反射およ
び散乱することを防止するために使用される。さらに、
別の酸化物層１６がＡＲＣ層１４上に形成されている。
この簡略化された例では、さらにフォトレジスト層１８
が酸化物層１６上にスピンコーティングされ、パターニ
ングされて、所望のエッチング個所にウインドウを形成
する。周知のように、フォトレジスト層１８は、従来の
写真フォトレジスト材料（photo-sensitive resist mat
erial ）で形成され、レチクルとステッパとを用いてパ
ターニングされて、フォトレジスト層１８上の光波を選
択的に通過させる層を示している。積層された層は、当
業者にとって容易に認識可能であり、化学気相成長法
（ＣＶＤ）、プラズマ化学気相成長法（ＰＥＣＶＤ）、
スパッタリング、スピンコーティング等のような物理蒸
着法（ＰＶＤ）を含む任意の数の周知の蒸着処理を用い
て形成することができる。
銅、または単一または複数の種々の金属合金、例えばＡ
l −Ｃu 、Ａl −Ｓi 、Ａl −Ｃu −Ｓi を含んでい
る。また、金属層１３の上面には、反射防止膜（ＡＲ
Ｃ）層１４が形成されている。従来から知られているよ
うに、ＡＲＣ層１４は一般にＴi 、Ｔi ＮまたはＴi Ｗ
からなる。概して、ＡＲＣ層１４は、フォトリソグラフ
ィ処理で使用される光が、金属層１３の表面で反射およ
び散乱することを防止するために使用される。さらに、
別の酸化物層１６がＡＲＣ層１４上に形成されている。
この簡略化された例では、さらにフォトレジスト層１８
が酸化物層１６上にスピンコーティングされ、パターニ
ングされて、所望のエッチング個所にウインドウを形成
する。周知のように、フォトレジスト層１８は、従来の
写真フォトレジスト材料（photo-sensitive resist mat
erial ）で形成され、レチクルとステッパとを用いてパ
ターニングされて、フォトレジスト層１８上の光波を選
択的に通過させる層を示している。積層された層は、当
業者にとって容易に認識可能であり、化学気相成長法
（ＣＶＤ）、プラズマ化学気相成長法（ＰＥＣＶＤ）、
スパッタリング、スピンコーティング等のような物理蒸
着法（ＰＶＤ）を含む任意の数の周知の蒸着処理を用い
て形成することができる。
【０００７】この時点で、酸化物１６の部位を選択的に
除去するために、エッチング処理２０が行われる。この
例では、形状１７が酸化物１６内にエッチングされ、該
形状１７は溝、バイアホール（via hole）、または他の
任意の幾何学的パターンであってもよい。好ましくは、
エッチング２０は酸化物１６を効果的にエッチング可能
とすべく、良好な選択性を有するように選択される。し
かしながら、エッチング処理中において、エッチングさ
れている形状１７の側壁にポリマ層２２が形成されるこ
とが知られている。一般に、図示されたこのポリマ層２
２は、王冠またはベール状をなしている。すなわち、側
壁に沿って成長し、かつフォトレジスト層１８の上面に
まで達している形状が観察されている。
除去するために、エッチング処理２０が行われる。この
例では、形状１７が酸化物１６内にエッチングされ、該
形状１７は溝、バイアホール（via hole）、または他の
任意の幾何学的パターンであってもよい。好ましくは、
エッチング２０は酸化物１６を効果的にエッチング可能
とすべく、良好な選択性を有するように選択される。し
かしながら、エッチング処理中において、エッチングさ
れている形状１７の側壁にポリマ層２２が形成されるこ
とが知られている。一般に、図示されたこのポリマ層２
２は、王冠またはベール状をなしている。すなわち、側
壁に沿って成長し、かつフォトレジスト層１８の上面に
まで達している形状が観察されている。
【０００８】ポリマ層２２の実際の組成は、エッチング
されている材料、エッチング用に使用されている化学薬
品、および下部の材料（例えば、ＡＲＣ層１４）に依存
する。酸化物１６をプラズマエッチングするために使用
される化学薬品は数多いが、一般的な化学薬品には、Ｃ
Ｆ4 およびＯ2 、ＮＦ3 およびＣ4 Ｆ3 を含む。従って
一般に、ポリマ層２２を構成する材料は、エッチング化
学薬品成分、フォトレジストからの炭素、ＡＲＣ層１４
や金属層１３の金属材料（例えば、Ｔi 、ＴiＮ、Ａl
、Ｓi 、およびＣu ）などを含んだ酸化物である。
されている材料、エッチング用に使用されている化学薬
品、および下部の材料（例えば、ＡＲＣ層１４）に依存
する。酸化物１６をプラズマエッチングするために使用
される化学薬品は数多いが、一般的な化学薬品には、Ｃ
Ｆ4 およびＯ2 、ＮＦ3 およびＣ4 Ｆ3 を含む。従って
一般に、ポリマ層２２を構成する材料は、エッチング化
学薬品成分、フォトレジストからの炭素、ＡＲＣ層１４
や金属層１３の金属材料（例えば、Ｔi 、ＴiＮ、Ａl
、Ｓi 、およびＣu ）などを含んだ酸化物である。
【０００９】プラズマエッチングが行われた後、フォト
レジスト層１８を除去するためにいわゆる灰化処理と呼
ばれる処理が行われる。この灰化処理は、ポリマ層２２
の一部を除去し得るが、大部分はエッチングされた酸化
物層１６の側壁に残ってしまう。この残ったポリマ層２
２を除去するために、従来は、ポリマ層２２を除去する
ように設計された液体を収容する化学槽の中にウェハを
移動させる。化学槽の例は、カリフォルニア、ヘイウォ
ードにあるＥＫＣ社から入手可能なＥＫＣ−２６５と呼
ばれる化学薬品を含んでもよい。
レジスト層１８を除去するためにいわゆる灰化処理と呼
ばれる処理が行われる。この灰化処理は、ポリマ層２２
の一部を除去し得るが、大部分はエッチングされた酸化
物層１６の側壁に残ってしまう。この残ったポリマ層２
２を除去するために、従来は、ポリマ層２２を除去する
ように設計された液体を収容する化学槽の中にウェハを
移動させる。化学槽の例は、カリフォルニア、ヘイウォ
ードにあるＥＫＣ社から入手可能なＥＫＣ−２６５と呼
ばれる化学薬品を含んでもよい。
【００１０】化学槽で洗浄する処理はかっては使用され
ていたが、より小さなデバイス形状が求められるように
なるにつれ、製造プロセスの全工程において非常にクリ
ーンな環境が必要になってきている。あいにく、槽で洗
浄する処理は、本質的に汚れた環境で行われ、従って、
槽内で洗浄された物質が堆積したり、ウェハの他の部分
に付着したり、あるいはその槽で洗浄される他のウェハ
に付着したりし得る。ある場合には、ポリマ層２２を構
成している材料が、エッチングされた形状の底に留まる
ことがあり、その酸化物の組成から、該形状における電
気的な接触を妨げることがある（例えば、酸化物のエッ
チングされた形状を充填するために一旦次の金属形成工
程が行われる場合）。従って、表面の微粒子および汚染
物が集積回路デバイスの性能に有害な影響を及ぼし得
る。
ていたが、より小さなデバイス形状が求められるように
なるにつれ、製造プロセスの全工程において非常にクリ
ーンな環境が必要になってきている。あいにく、槽で洗
浄する処理は、本質的に汚れた環境で行われ、従って、
槽内で洗浄された物質が堆積したり、ウェハの他の部分
に付着したり、あるいはその槽で洗浄される他のウェハ
に付着したりし得る。ある場合には、ポリマ層２２を構
成している材料が、エッチングされた形状の底に留まる
ことがあり、その酸化物の組成から、該形状における電
気的な接触を妨げることがある（例えば、酸化物のエッ
チングされた形状を充填するために一旦次の金属形成工
程が行われる場合）。従って、表面の微粒子および汚染
物が集積回路デバイスの性能に有害な影響を及ぼし得
る。
【００１１】このような観点から、エッチングされた形
状からプラズマエッチング後のポリマ材料を効果的に除
去する改善された方法が必要とされている。除去は、ポ
リマ材料を充分に効果的に取り除くものでなければなら
ず、処理中のウェハの他の表面部位を汚染させないよう
なものでなければならない。
状からプラズマエッチング後のポリマ材料を効果的に除
去する改善された方法が必要とされている。除去は、ポ
リマ材料を充分に効果的に取り除くものでなければなら
ず、処理中のウェハの他の表面部位を汚染させないよう
なものでなければならない。
【００１２】
【課題を解決するための手段】概して、本発明は、半導
体ウェハの所定の層のエッチングされた形状を効率的に
洗浄する方法を提供することによってこれらのニーズを
満たしている。好ましくは、その洗浄はエッチングされ
た形状からプラズマエッチング後のポリマを効率的に除
去するように設計されている。本発明は、プロセス、装
置、システム、デバイス、または方法として含む種々の
形態で実現され得ることを認識されたい。以下に、本発
明のいくつかの新規な実施の形態を説明する。
体ウェハの所定の層のエッチングされた形状を効率的に
洗浄する方法を提供することによってこれらのニーズを
満たしている。好ましくは、その洗浄はエッチングされ
た形状からプラズマエッチング後のポリマを効率的に除
去するように設計されている。本発明は、プロセス、装
置、システム、デバイス、または方法として含む種々の
形態で実現され得ることを認識されたい。以下に、本発
明のいくつかの新規な実施の形態を説明する。
【００１３】一実施の形態では、プロセス処理後の半導
体ウェハの洗浄方法が開示される。その方法は、フォト
レジストマスクを有する酸化物層内の形状をプラズマエ
ッチングする工程を含む。その後、半導体ウェハはフォ
トレジストマスクを除去するために灰化処理を通じて処
理される。それから、半導体ウェハは、プラズマエッチ
ング中に形状内および周囲に堆積したポリマ残留物を除
去するように化学薬品を添加しながらスクラブ洗浄され
る。好適な実施の形態では、化学薬品は、（ａ）ＮＨ4
ＯＨ（水酸化アンモニウム）および純水の混合液、
（ｂ）Ｈ2 Ｏ2 （過酸化水素），ＨＦ（フッ化水素），
および純水の混合液、（ｃ）Ｈ2 Ｏ2 ，ＮＨ4 ＯＨおよ
び純水の混合液、および（ｄ）ＨＦ，および純水の混合
液から１つ選択される。
体ウェハの洗浄方法が開示される。その方法は、フォト
レジストマスクを有する酸化物層内の形状をプラズマエ
ッチングする工程を含む。その後、半導体ウェハはフォ
トレジストマスクを除去するために灰化処理を通じて処
理される。それから、半導体ウェハは、プラズマエッチ
ング中に形状内および周囲に堆積したポリマ残留物を除
去するように化学薬品を添加しながらスクラブ洗浄され
る。好適な実施の形態では、化学薬品は、（ａ）ＮＨ4
ＯＨ（水酸化アンモニウム）および純水の混合液、
（ｂ）Ｈ2 Ｏ2 （過酸化水素），ＨＦ（フッ化水素），
および純水の混合液、（ｃ）Ｈ2 Ｏ2 ，ＮＨ4 ＯＨおよ
び純水の混合液、および（ｄ）ＨＦ，および純水の混合
液から１つ選択される。
【００１４】別の実施の形態では、プラズマエッチング
後の半導体ウェハの洗浄方法が開示される。半導体ウェ
ハはその上部に形成された複数の層を有し、複数の層の
うちの１つはフォトレジストマスクを有する酸化物層で
ある。その方法は、酸化物層内の形状をプラズマエッチ
ングする工程を含んでいる。プラズマエッチングでは、
エッチングされた形状の側壁にポリマ膜が形成される。
その後、フォトレジストマスクを除去するために灰化処
理が行われる。それから、酸化物層およびプラズマエッ
チングされた形状は、化学薬品を用いてブラシスクラブ
洗浄され、続いて純水で洗浄される。化学薬品は、Ｈ2
Ｏ2 、ＮＨ4 ＯＨおよび純水の混合液であり、ブラシス
クラブ洗浄はプラズマエッチングされた形状の側壁から
ポリマ膜を除去するように行われる。さらに、化学薬品
は希釈ＨＦであってもよい。
後の半導体ウェハの洗浄方法が開示される。半導体ウェ
ハはその上部に形成された複数の層を有し、複数の層の
うちの１つはフォトレジストマスクを有する酸化物層で
ある。その方法は、酸化物層内の形状をプラズマエッチ
ングする工程を含んでいる。プラズマエッチングでは、
エッチングされた形状の側壁にポリマ膜が形成される。
その後、フォトレジストマスクを除去するために灰化処
理が行われる。それから、酸化物層およびプラズマエッ
チングされた形状は、化学薬品を用いてブラシスクラブ
洗浄され、続いて純水で洗浄される。化学薬品は、Ｈ2
Ｏ2 、ＮＨ4 ＯＨおよび純水の混合液であり、ブラシス
クラブ洗浄はプラズマエッチングされた形状の側壁から
ポリマ膜を除去するように行われる。さらに、化学薬品
は希釈ＨＦであってもよい。
【００１５】さらに別の実施の形態では、プラズマエッ
チング後の半導体ウェハの洗浄方法が開示される。半導
体ウェハはその上部に形成された複数の層を有し、複数
の層のうちの１つは上部にフォトレジストマスクを有す
る酸化物層である。その方法は、酸化物層内のバイア形
状（via feature ）をプラズマエッチングする工程を含
んでいる。プラズマエッチングでは、エッチングされた
バイア形状の側壁にポリマ膜が形成される。その後、フ
ォトレジストマスクを除去するために灰化処理が行われ
る。その後、酸化物層および該酸化物層中に形成された
バイア形状を、第１の化学薬品を用いて第１のブラシス
テーション内でブラシスクラブ洗浄する工程に移行す
る。酸化物層およびバイア形状のブラシスクラブ洗浄を
終了すると、第１のブラシステーション内で純水で洗浄
する。続いて、酸化物層およびバイア形状を、第２の化
学薬品を用いて第２のブラシステーション内でブラシス
クラブ洗浄する。かかる第２のブラシステーションで
は、酸化物層およびバイア形状は純水でスクラブ洗浄さ
れる。第１および第２のブラシスクラブ工程は、バイア
形状の側壁からポリマ膜を除去するように行われる。
チング後の半導体ウェハの洗浄方法が開示される。半導
体ウェハはその上部に形成された複数の層を有し、複数
の層のうちの１つは上部にフォトレジストマスクを有す
る酸化物層である。その方法は、酸化物層内のバイア形
状（via feature ）をプラズマエッチングする工程を含
んでいる。プラズマエッチングでは、エッチングされた
バイア形状の側壁にポリマ膜が形成される。その後、フ
ォトレジストマスクを除去するために灰化処理が行われ
る。その後、酸化物層および該酸化物層中に形成された
バイア形状を、第１の化学薬品を用いて第１のブラシス
テーション内でブラシスクラブ洗浄する工程に移行す
る。酸化物層およびバイア形状のブラシスクラブ洗浄を
終了すると、第１のブラシステーション内で純水で洗浄
する。続いて、酸化物層およびバイア形状を、第２の化
学薬品を用いて第２のブラシステーション内でブラシス
クラブ洗浄する。かかる第２のブラシステーションで
は、酸化物層およびバイア形状は純水でスクラブ洗浄さ
れる。第１および第２のブラシスクラブ工程は、バイア
形状の側壁からポリマ膜を除去するように行われる。
【００１６】プラズマエッチング後の洗浄が、ブラシス
クラバーによって行われるために、先の化学槽を用いた
場合よりも、スクラブ洗浄後のウェハ面がとても清浄で
あるという利点がある。さらに、バイアホール（例え
ば、約１〜２ｎｍ）内のポリマ材料を完全に除去するこ
とができる。従って、機械的な力（例えば、ブラシ洗
浄）と化学薬品洗浄とを組み合わせることにより、プラ
ズマエッチング後のバイア形状から残留物を確実に除去
することができる。従って、本発明の方法を用いれば、
プラズマエッチング処理後のウェハを効果的かつ簡便に
洗浄することができ、また、洗浄後のウェハが清浄であ
ることから、歩留まり向上の効果が得られる。
クラバーによって行われるために、先の化学槽を用いた
場合よりも、スクラブ洗浄後のウェハ面がとても清浄で
あるという利点がある。さらに、バイアホール（例え
ば、約１〜２ｎｍ）内のポリマ材料を完全に除去するこ
とができる。従って、機械的な力（例えば、ブラシ洗
浄）と化学薬品洗浄とを組み合わせることにより、プラ
ズマエッチング後のバイア形状から残留物を確実に除去
することができる。従って、本発明の方法を用いれば、
プラズマエッチング処理後のウェハを効果的かつ簡便に
洗浄することができ、また、洗浄後のウェハが清浄であ
ることから、歩留まり向上の効果が得られる。
【００１７】発明の他の側面および効果は、本発明の概
念を例示する添付図面を考慮しながら以下の詳細な説明
から明らかになるであろう。
念を例示する添付図面を考慮しながら以下の詳細な説明
から明らかになるであろう。
【００１８】
【発明の実施の形態】半導体ウェハの所定の層のエッチ
ングされた形状の効果的な洗浄方法に関する発明を説明
する。好ましくは、洗浄はエッチングされた形状内およ
び周囲からプラズマエッチング後のポリマおよび他の微
粒子を効率的に除去するように設計されている。しかし
ながら、本発明はこれらの明確な詳細のうちいくらかま
たは全てがなくとも実現可能であることは当業者にとっ
て明らかである。他の例では、本発明を不必要に不明瞭
としないために、周知のプロセス処理の詳細は説明して
いない。
ングされた形状の効果的な洗浄方法に関する発明を説明
する。好ましくは、洗浄はエッチングされた形状内およ
び周囲からプラズマエッチング後のポリマおよび他の微
粒子を効率的に除去するように設計されている。しかし
ながら、本発明はこれらの明確な詳細のうちいくらかま
たは全てがなくとも実現可能であることは当業者にとっ
て明らかである。他の例では、本発明を不必要に不明瞭
としないために、周知のプロセス処理の詳細は説明して
いない。
【００１９】以下の説明では、図１Ｂ〜２Ｃを参照し
て、基板を処理する代表的な準備ユニットおよびそれら
の概要を説明する。さらに、図３〜６のフローチャート
はエッチング処理後にウェハを洗浄するための代表的な
処理工程を示す。一実施の形態において、本発明の方法
を用いれば、エッチング処理中に、あるいは微粒子や汚
染物が生成するような他の処理中に堆積したポリマを効
率的に洗浄することができる。
て、基板を処理する代表的な準備ユニットおよびそれら
の概要を説明する。さらに、図３〜６のフローチャート
はエッチング処理後にウェハを洗浄するための代表的な
処理工程を示す。一実施の形態において、本発明の方法
を用いれば、エッチング処理中に、あるいは微粒子や汚
染物が生成するような他の処理中に堆積したポリマを効
率的に洗浄することができる。
【００２０】図１Ｂは、洗浄制御ステーション１０２に
よって自動的に制御される本発明のウェハ洗浄ステーシ
ョン１００を示す。ウェハ洗浄ステーション１００は、
送り側ステーション１０４、洗浄ステージ１０６、スピ
ン洗浄及び乾燥（ＳＲＤ）ステーション１０８、および
受け側ステーション１１０を含んでいる。洗浄システム
は、洗浄、エッチング、研磨等のような異なる種類の基
板の準備処理を実行するために使用することができる。
これを念頭において、洗浄処理の大まかな概要を説明す
ると、まず最初に、半導体ウェハが送り側ステーション
１０４内に装着される。そして、送り側ステーション１
０４は、ウェハを（１回に１つづつ）洗浄ステージ１０
６へ搬送する。本実施の形態においては、洗浄ステージ
１０６は、第１洗浄ステージ１０６ａおよび第２洗浄ス
テージ１０６ｂに分割されている。もちろん、洗浄ステ
ージ１０６が１つであっても動作可能である。ウェハ
は、洗浄ステージ１０６を通過した後、洗浄液および汚
染物を除去するために排出噴霧器（exit spray）に通さ
れる。ＳＲＤステーション１０８は、ウェハを乾燥さ
せ、そしてウェハは一時的な保管のために受け側ステー
ション１１０に搬送される。
よって自動的に制御される本発明のウェハ洗浄ステーシ
ョン１００を示す。ウェハ洗浄ステーション１００は、
送り側ステーション１０４、洗浄ステージ１０６、スピ
ン洗浄及び乾燥（ＳＲＤ）ステーション１０８、および
受け側ステーション１１０を含んでいる。洗浄システム
は、洗浄、エッチング、研磨等のような異なる種類の基
板の準備処理を実行するために使用することができる。
これを念頭において、洗浄処理の大まかな概要を説明す
ると、まず最初に、半導体ウェハが送り側ステーション
１０４内に装着される。そして、送り側ステーション１
０４は、ウェハを（１回に１つづつ）洗浄ステージ１０
６へ搬送する。本実施の形態においては、洗浄ステージ
１０６は、第１洗浄ステージ１０６ａおよび第２洗浄ス
テージ１０６ｂに分割されている。もちろん、洗浄ステ
ージ１０６が１つであっても動作可能である。ウェハ
は、洗浄ステージ１０６を通過した後、洗浄液および汚
染物を除去するために排出噴霧器（exit spray）に通さ
れる。ＳＲＤステーション１０８は、ウェハを乾燥さ
せ、そしてウェハは一時的な保管のために受け側ステー
ション１１０に搬送される。
【００２１】図１Ｃは、代表的なウェハ洗浄ステーショ
ン１００のより詳細な概略図を示している。送り側ステ
ーション１０４および受け側ステーション１１０はいず
れも、多数のウェハを収容可能なカセットを搭載するこ
とができる。第１及び第２の洗浄ステージ１０６ａ，１
０６ｂは、非常に柔軟でかつ多孔性のポリビニルアルコ
ール（ＰＶＡ）ブラシ１２０を一対備えることとしても
良い。周知のように、ブラシ１２０は繊細な表面を損傷
させないようにウェハをスクラブ洗浄することが可能で
ある。
ン１００のより詳細な概略図を示している。送り側ステ
ーション１０４および受け側ステーション１１０はいず
れも、多数のウェハを収容可能なカセットを搭載するこ
とができる。第１及び第２の洗浄ステージ１０６ａ，１
０６ｂは、非常に柔軟でかつ多孔性のポリビニルアルコ
ール（ＰＶＡ）ブラシ１２０を一対備えることとしても
良い。周知のように、ブラシ１２０は繊細な表面を損傷
させないようにウェハをスクラブ洗浄することが可能で
ある。
【００２２】図２Ａは、ウェハ１３０の上面および底面
をそれぞれスクラブ洗浄するための一対のブラシ１２０
ａ，１２０ｂの簡略化された立体図を示す。一般には、
ブラシ１２０が回転軸のまわりを回転しつつ、ブラシの
１２０の表面がウェハ１３０の表面と接触した状態で、
ウェハ１３０が一定の方向に回転する。ブラシ１２０
ａ，１２０ｂはブラシコア２００ａ，２００ｂに装着さ
れている。ブラシコア２００は、流体注入口２０２を有
するシャフト２０１を有するように形成されている。従
って、流体注入口２０２により、所望の流体がブラシコ
ア２００内に供給される。ブラシコア２００は、流体を
ブラシコア２００から均一に排出するとともに、同じ量
の所望の流体をブラシ１２０に供給することを許容する
複数の孔を有することとしてもよい。
をそれぞれスクラブ洗浄するための一対のブラシ１２０
ａ，１２０ｂの簡略化された立体図を示す。一般には、
ブラシ１２０が回転軸のまわりを回転しつつ、ブラシの
１２０の表面がウェハ１３０の表面と接触した状態で、
ウェハ１３０が一定の方向に回転する。ブラシ１２０
ａ，１２０ｂはブラシコア２００ａ，２００ｂに装着さ
れている。ブラシコア２００は、流体注入口２０２を有
するシャフト２０１を有するように形成されている。従
って、流体注入口２０２により、所望の流体がブラシコ
ア２００内に供給される。ブラシコア２００は、流体を
ブラシコア２００から均一に排出するとともに、同じ量
の所望の流体をブラシ１２０に供給することを許容する
複数の孔を有することとしてもよい。
【００２３】図２Ｂ，２Ｃは、本発明の一実施の形態に
従って、ウェハ１３０をスクラブ洗浄するための２つの
異なる方位の断面を示す。図２Ｂに示すように、ウェハ
が水平に保持されている状態で、上部ブラシ１２０ａが
ウェハ１３０の上面をスクラブ洗浄し、底部ブラシ１２
０ｂがウェハ１３０の底面をスクラブ洗浄する。上述し
たように、ウェハの全表面領域が適切にスクラブ洗浄さ
れて、汚染物が除去され、所望量まで表面がエッチング
され、あるいは表面が研磨されるよう、ブラシ１２０が
回転すると同時に、ウェハ１３０が（図示しないローラ
ーによって）回転する。
従って、ウェハ１３０をスクラブ洗浄するための２つの
異なる方位の断面を示す。図２Ｂに示すように、ウェハ
が水平に保持されている状態で、上部ブラシ１２０ａが
ウェハ１３０の上面をスクラブ洗浄し、底部ブラシ１２
０ｂがウェハ１３０の底面をスクラブ洗浄する。上述し
たように、ウェハの全表面領域が適切にスクラブ洗浄さ
れて、汚染物が除去され、所望量まで表面がエッチング
され、あるいは表面が研磨されるよう、ブラシ１２０が
回転すると同時に、ウェハ１３０が（図示しないローラ
ーによって）回転する。
【００２４】これに対して、図２Ｃは、ウェハ１３０が
垂直位置にある間にスクラブ洗浄する垂直ウェハスクラ
バー１００ｃを示す。一般に、ウェハ１３０はスクラバ
ー１００ｃの一対のローラー上に位置する。均等かつ逆
向きの圧力をウェハ１３０の各面に作用させて、ウェハ
１３０の両面が均等にスクラブ洗浄されるようにブラシ
１２０は所望の方向に回転される。垂直ウェハスクラブ
洗浄に関する更なる情報については、ここに援用され、
スティーブンス等（Stephens et al. ）を発明者とし
「ウェハ洗浄装置」（Wafer Cleaning Apparatus）と題
する米国特許第５，８７５，５０７号を参照されたい。
垂直位置にある間にスクラブ洗浄する垂直ウェハスクラ
バー１００ｃを示す。一般に、ウェハ１３０はスクラバ
ー１００ｃの一対のローラー上に位置する。均等かつ逆
向きの圧力をウェハ１３０の各面に作用させて、ウェハ
１３０の両面が均等にスクラブ洗浄されるようにブラシ
１２０は所望の方向に回転される。垂直ウェハスクラブ
洗浄に関する更なる情報については、ここに援用され、
スティーブンス等（Stephens et al. ）を発明者とし
「ウェハ洗浄装置」（Wafer Cleaning Apparatus）と題
する米国特許第５，８７５，５０７号を参照されたい。
【００２５】図３は、本発明の一実施の形態に従って、
エッチング処理後に半導体ウェハを洗浄するときに実行
される方法処理を記述したフローチャート３００であ
る。その方法は、フォトレジストがパターニングされた
酸化物層の半導体ウェハが準備される処理３０２から始
まる。図１に示すように、半導体ウェハはその上部に形
成された複数の層を有してもよく、所望の層をパターニ
ングするためにフォトレジスト層が使用される。この例
では、パターニングを必要とする層は酸化物層である。
周知のように、一般に酸化物層は無機または有機の誘電
材料であって、相互接続レベル（interconnect level
s）と相互接続金属ライン（interconnect metallizatio
n lines）とを絶縁するために使用される。次いで、エ
ッチングされた形状領域を定義すべくパターニングされ
たフォトレジストを用いて酸化物層のエッチングを行う
ために、プラズマエッチング処理が行われる処理３０４
に移行する。一実施の形態では、プラズマエッチングは
バイアホールのエッチング、コンタクトホールのエッチ
ング、溝、および酸化物層内の他の形状をエッチングす
るために行われてもよい。
エッチング処理後に半導体ウェハを洗浄するときに実行
される方法処理を記述したフローチャート３００であ
る。その方法は、フォトレジストがパターニングされた
酸化物層の半導体ウェハが準備される処理３０２から始
まる。図１に示すように、半導体ウェハはその上部に形
成された複数の層を有してもよく、所望の層をパターニ
ングするためにフォトレジスト層が使用される。この例
では、パターニングを必要とする層は酸化物層である。
周知のように、一般に酸化物層は無機または有機の誘電
材料であって、相互接続レベル（interconnect level
s）と相互接続金属ライン（interconnect metallizatio
n lines）とを絶縁するために使用される。次いで、エ
ッチングされた形状領域を定義すべくパターニングされ
たフォトレジストを用いて酸化物層のエッチングを行う
ために、プラズマエッチング処理が行われる処理３０４
に移行する。一実施の形態では、プラズマエッチングは
バイアホールのエッチング、コンタクトホールのエッチ
ング、溝、および酸化物層内の他の形状をエッチングす
るために行われてもよい。
【００２６】一般に、プラズマエッチング処理を行う
と、エッチングされた形状の側壁にポリマ層が形成され
る。形成されたポリマは、プラズマエッチング化学薬
品、フォトレジストからの炭素、エッチングされている
酸化物層、およびエッチングされている酸化物層の下部
にある材料からの成分からなる組成物であることが知ら
れている。例えば、下部の層は反射防止膜（ＡＲＣ）の
ようなある種の金属層であってもよい。
と、エッチングされた形状の側壁にポリマ層が形成され
る。形成されたポリマは、プラズマエッチング化学薬
品、フォトレジストからの炭素、エッチングされている
酸化物層、およびエッチングされている酸化物層の下部
にある材料からの成分からなる組成物であることが知ら
れている。例えば、下部の層は反射防止膜（ＡＲＣ）の
ようなある種の金属層であってもよい。
【００２７】パターニングされた酸化物層上からパター
ニングされたフォトレジストを除去するために、灰化処
理が行われる処理３０６に移行する。灰化処理は、周知
であり、フォトレジスト材料を除去するために共通して
使用されている。灰化処理が完了し、フォトレジスト材
料が除去されると、処理３０８において生成されたエッ
チングポリマおよび全ての灰化残留物を除去するため
に、ウェハはブラシスクラブシステムを通じて処理され
る。例えば、ブラシスクラブ処理は、処理された半導体
ウェハの各面を均等にブラッシングするための一対のブ
ラシを収容するブラシスクラブステーション内で行われ
てもよい。
ニングされたフォトレジストを除去するために、灰化処
理が行われる処理３０６に移行する。灰化処理は、周知
であり、フォトレジスト材料を除去するために共通して
使用されている。灰化処理が完了し、フォトレジスト材
料が除去されると、処理３０８において生成されたエッ
チングポリマおよび全ての灰化残留物を除去するため
に、ウェハはブラシスクラブシステムを通じて処理され
る。例えば、ブラシスクラブ処理は、処理された半導体
ウェハの各面を均等にブラッシングするための一対のブ
ラシを収容するブラシスクラブステーション内で行われ
てもよい。
【００２８】好適な実施の形態において、ブラシスクラ
ブ処理では、生成されたエッチングポリマおよび全ての
灰化残留物、他の微粒子または汚染物の除去を促進する
化学薬品が好ましくは添加される。例えば、ブラッシン
グ処理は、表面のスクラブ洗浄を約１０秒から約４０秒
にわたって行うことを許容すべく、ブラシを通じて（Ｔ
ＴＢ）化学薬品を供給しながら行われるように設計され
ている。エッチング後および灰化処理の前後におけるブ
ラシスクラブ洗浄は、微粒子でウェハがさらに汚染され
ることが知られている従来の化学槽処理の技術とは、本
質的に異なったものである。
ブ処理では、生成されたエッチングポリマおよび全ての
灰化残留物、他の微粒子または汚染物の除去を促進する
化学薬品が好ましくは添加される。例えば、ブラッシン
グ処理は、表面のスクラブ洗浄を約１０秒から約４０秒
にわたって行うことを許容すべく、ブラシを通じて（Ｔ
ＴＢ）化学薬品を供給しながら行われるように設計され
ている。エッチング後および灰化処理の前後におけるブ
ラシスクラブ洗浄は、微粒子でウェハがさらに汚染され
ることが知られている従来の化学槽処理の技術とは、本
質的に異なったものである。
【００２９】代表的な化学薬品は、（ａ）アンモニア
（ＮＨ4 ＯＨ）および純水（DI水）の混合液、（ｂ）過
酸化水素（Ｈ2 Ｏ2 ），フッ化水素（ＨＦ），および純
水の混合液、（ｃ）過酸化水素（Ｈ2 Ｏ2 ），アンモニ
ア（ＮＨ4 ＯＨ），および純水の混合液、および（ｄ）
ＨＦ，および純水の混合液を含む。係続中の米国特許出
願に記載されているように、Ｈ2 Ｏ2 、ＮＨ4 ＯＨ、お
よび純水の混合液は「ＳＣＩ」として参照されている。
ウェハ洗浄処理に関する付加的な情報については、１９
９７年１月３１日に出願され、「標準洗浄１（ＳＣ１）
を使用した半導体基板の洗浄方法および装置」（Method
And Apparatus For Cleaning Of Semiconductor Subst
rates Using Standard Clean 1(SC1) ）と題する共同所
有の米国特許出願番号第０８／７９２，０９３号を参照
されたい。この出願は、ここに援用されている。
（ＮＨ4 ＯＨ）および純水（DI水）の混合液、（ｂ）過
酸化水素（Ｈ2 Ｏ2 ），フッ化水素（ＨＦ），および純
水の混合液、（ｃ）過酸化水素（Ｈ2 Ｏ2 ），アンモニ
ア（ＮＨ4 ＯＨ），および純水の混合液、および（ｄ）
ＨＦ，および純水の混合液を含む。係続中の米国特許出
願に記載されているように、Ｈ2 Ｏ2 、ＮＨ4 ＯＨ、お
よび純水の混合液は「ＳＣＩ」として参照されている。
ウェハ洗浄処理に関する付加的な情報については、１９
９７年１月３１日に出願され、「標準洗浄１（ＳＣ１）
を使用した半導体基板の洗浄方法および装置」（Method
And Apparatus For Cleaning Of Semiconductor Subst
rates Using Standard Clean 1(SC1) ）と題する共同所
有の米国特許出願番号第０８／７９２，０９３号を参照
されたい。この出願は、ここに援用されている。
【００３０】化学薬品の添加およびスクラブ洗浄が所望
の期間にわたって一旦行われると、同一のブラシスクラ
ブステーション内のブラシを通じた純水洗浄を実行する
ことにより方法が完結する。化学薬品を供給後に純水洗
浄を行うブラシスクラブ処理は、非常に高い清浄度を達
成可能であると同時に、エッチングされた酸化物層の形
状内から生成されたエッチングポリマ、さらには灰化処
理中に堆積し得る他の微粒子および汚染物質をも除去す
ることができる。従って、本発明の方法は、灰化処理に
続くエッチング後の処理として行われる非常に簡便な洗
浄処理を可能とする。一旦、ブラシスクラブ処理３０８
が行われると、ウェハは更なる処理へ移送されて、本発
明の方法が終了する。
の期間にわたって一旦行われると、同一のブラシスクラ
ブステーション内のブラシを通じた純水洗浄を実行する
ことにより方法が完結する。化学薬品を供給後に純水洗
浄を行うブラシスクラブ処理は、非常に高い清浄度を達
成可能であると同時に、エッチングされた酸化物層の形
状内から生成されたエッチングポリマ、さらには灰化処
理中に堆積し得る他の微粒子および汚染物質をも除去す
ることができる。従って、本発明の方法は、灰化処理に
続くエッチング後の処理として行われる非常に簡便な洗
浄処理を可能とする。一旦、ブラシスクラブ処理３０８
が行われると、ウェハは更なる処理へ移送されて、本発
明の方法が終了する。
【００３１】図４は、本発明の別の実施の形態に従うフ
ローチャート４００を示す。この実施の形態において、
処理３０２，３０４および３０６は、図３を参照して行
った説明と同様に行われる。一旦、処理３０６において
フォトレジストを除去するために灰化処理を通じてウェ
ハが処理されると、化学ブラシスクラブ処理を４０２で
行うために、ウェハはブラシスクラブステーション内に
移動される。この好適な実施の形態では、ブラシスクラ
ブ処理は好ましくはブラシを通じて（ＴＴＢ）化学薬品
の混合液を添加することを含む。
ローチャート４００を示す。この実施の形態において、
処理３０２，３０４および３０６は、図３を参照して行
った説明と同様に行われる。一旦、処理３０６において
フォトレジストを除去するために灰化処理を通じてウェ
ハが処理されると、化学ブラシスクラブ処理を４０２で
行うために、ウェハはブラシスクラブステーション内に
移動される。この好適な実施の形態では、ブラシスクラ
ブ処理は好ましくはブラシを通じて（ＴＴＢ）化学薬品
の混合液を添加することを含む。
【００３２】例えば、化学薬品の混合液はＨ2 Ｏ2 、Ｎ
Ｈ4 ＯＨ、および純水を含み、別の方法ではＳＣＩとし
て説明される。Ｈ2 Ｏ2 ：ＮＨ4 ＯＨ：純水の好ましい
体積比は、それぞれ１０：１：１２０である。一般に、
ＮＨ4 ＯＨは約２９％のＮＨ4 ＯＨと残りが純水とから
なる貯蔵溶液として得られる。同様に、Ｈ2 Ｏ2 の貯蔵
溶液は一般に約３０％のＨ2 Ｏ2 と残りが純水とからな
る。従って、Ｈ2 Ｏ2、ＮＨ4 ＯＨ、純水に対する１
０：１：１２０という体積比は、貯蔵溶液の濃度を考慮
すると、それに応じて実際には変わってくる。
Ｈ4 ＯＨ、および純水を含み、別の方法ではＳＣＩとし
て説明される。Ｈ2 Ｏ2 ：ＮＨ4 ＯＨ：純水の好ましい
体積比は、それぞれ１０：１：１２０である。一般に、
ＮＨ4 ＯＨは約２９％のＮＨ4 ＯＨと残りが純水とから
なる貯蔵溶液として得られる。同様に、Ｈ2 Ｏ2 の貯蔵
溶液は一般に約３０％のＨ2 Ｏ2 と残りが純水とからな
る。従って、Ｈ2 Ｏ2、ＮＨ4 ＯＨ、純水に対する１
０：１：１２０という体積比は、貯蔵溶液の濃度を考慮
すると、それに応じて実際には変わってくる。
【００３３】処理において、化学ブラシスクラブ処理４
０２は好ましくは、Ｈ2 Ｏ2 、ＮＨ4 ＯＨ、純水（例え
ば、ＳＣＩ）に対する最適な流量と、純水に対する個別
の流量を有する。好ましくは、ブラシスクラブステーシ
ョンは、毎分約２５０ｍｌの流量のＨ2 Ｏ2 、ＮＨ4 Ｏ
Ｈおよび純水と、毎分約２００ｍｌの流量の純水とを受
ける混合マニホールドを有する。従って、これら２つの
流れは、化学薬品添加物を所望のレベルにまで希釈する
ために混合マニホールド内で適切に混合され、希釈され
た化学薬品をウェハのブラシを介したスクラブ洗浄用の
一対のブラシに添加される。
０２は好ましくは、Ｈ2 Ｏ2 、ＮＨ4 ＯＨ、純水（例え
ば、ＳＣＩ）に対する最適な流量と、純水に対する個別
の流量を有する。好ましくは、ブラシスクラブステーシ
ョンは、毎分約２５０ｍｌの流量のＨ2 Ｏ2 、ＮＨ4 Ｏ
Ｈおよび純水と、毎分約２００ｍｌの流量の純水とを受
ける混合マニホールドを有する。従って、これら２つの
流れは、化学薬品添加物を所望のレベルにまで希釈する
ために混合マニホールド内で適切に混合され、希釈され
た化学薬品をウェハのブラシを介したスクラブ洗浄用の
一対のブラシに添加される。
【００３４】一実施の形態では、処理４０２におけるブ
ラシスクラブの最適な時間は、約１０秒から約３０秒の
範囲であり、最も好ましくは約２０秒間である。一旦、
処理４０２における化学ブラシスクラブ処理が完了する
と、方法は、純水ブラシスクラブ処理が同一のブラシス
クラブステーション内で行われる処理４０４へ進む。こ
の処理では、全ての遊離したエッチングポリマおよび他
の残留物をさらに除去する洗浄を実行するために、毎分
約２０００ｍｌから毎分約３０００ｍｌの範囲でブラシ
スクラブステーションのブラシへ配送される。また、純
水ブラシスクラブ処理４０４は、化学ブラシスクラブ処
理４０２からの化学薬品を洗い流し、そのためウェハが
適切にクリーンであり次の製造処理に対する準備が整う
ことを確実にする。この時点で、この実施の形態の方法
は終了する。
ラシスクラブの最適な時間は、約１０秒から約３０秒の
範囲であり、最も好ましくは約２０秒間である。一旦、
処理４０２における化学ブラシスクラブ処理が完了する
と、方法は、純水ブラシスクラブ処理が同一のブラシス
クラブステーション内で行われる処理４０４へ進む。こ
の処理では、全ての遊離したエッチングポリマおよび他
の残留物をさらに除去する洗浄を実行するために、毎分
約２０００ｍｌから毎分約３０００ｍｌの範囲でブラシ
スクラブステーションのブラシへ配送される。また、純
水ブラシスクラブ処理４０４は、化学ブラシスクラブ処
理４０２からの化学薬品を洗い流し、そのためウェハが
適切にクリーンであり次の製造処理に対する準備が整う
ことを確実にする。この時点で、この実施の形態の方法
は終了する。
【００３５】図５は、本発明の更に別の実施の形態に従
うフローチャート５００を示す。処理３０２，３０４お
よび３０６は、上記図３および４を参照して説明したも
のと実質的に同一である。ここで、方法は、生成された
エッチングポリマおよび灰化処理中に生成された残留物
を除去するために、フッ酸（ＨＦ）化学薬品ブラシスク
ラブ処理がブラシスクラブステーションで行われる処理
５０２へ進む。この実施の形態において、ＨＦ化学薬品
は、１００：１の濃度比を有する希釈ＨＦ薬品である。
すなわち、純水が１００に対して、ＨＦが１存在する。
しかしながら、一般にＨＦの貯蔵溶液は、容積比で約４
９％の純粋ＨＦを含む。従って、純水に対するＨＦの真
の濃度比は実際には約１００：０．５である。その後、
処理において、毎分約９００ｍｌの流量の純水に加え
て、希釈HP溶液が毎分約２５０ｍｌで混合マニホールド
に提供される。従って、希釈ＨＧおよび純水の流れは、
ブラシスクラブステーション内でブラシに添加される前
に混合マニホールド内で混合される。好適な実施の形態
では、ブラシスクラブ処理は、約２０秒から約４０秒の
期間行われ、最も好ましくは約３０秒間である。
うフローチャート５００を示す。処理３０２，３０４お
よび３０６は、上記図３および４を参照して説明したも
のと実質的に同一である。ここで、方法は、生成された
エッチングポリマおよび灰化処理中に生成された残留物
を除去するために、フッ酸（ＨＦ）化学薬品ブラシスク
ラブ処理がブラシスクラブステーションで行われる処理
５０２へ進む。この実施の形態において、ＨＦ化学薬品
は、１００：１の濃度比を有する希釈ＨＦ薬品である。
すなわち、純水が１００に対して、ＨＦが１存在する。
しかしながら、一般にＨＦの貯蔵溶液は、容積比で約４
９％の純粋ＨＦを含む。従って、純水に対するＨＦの真
の濃度比は実際には約１００：０．５である。その後、
処理において、毎分約９００ｍｌの流量の純水に加え
て、希釈HP溶液が毎分約２５０ｍｌで混合マニホールド
に提供される。従って、希釈ＨＧおよび純水の流れは、
ブラシスクラブステーション内でブラシに添加される前
に混合マニホールド内で混合される。好適な実施の形態
では、ブラシスクラブ処理は、約２０秒から約４０秒の
期間行われ、最も好ましくは約３０秒間である。
【００３６】一般に、ＨＦ化学ブラシスクラブ処理は、
ＨＦが下部の層を攻撃しないように注意して行われる。
処理５０２において一旦、ＨＦブラシスクラブ処理が行
われると、方法は純水ブラシスクラブ処理がブラシスク
ラブステーション内で行われる処理５０４へ移行する。
この実施の形態において、全ての遊離した残留物、微粒
子に加えてブラシからの全てのＨＦ化学溶液を洗い流す
ために、毎分約２０００ｍｌから毎分３０００ｍｌの範
囲でブラシスクラブステーションのブラシへ送られる。
従って、この５０４の純水ブラシスクラブ処理は、他の
層の更なる製造工程へ進む前に、ウェハの表面が清浄な
状態に保たれることを確実にする。
ＨＦが下部の層を攻撃しないように注意して行われる。
処理５０２において一旦、ＨＦブラシスクラブ処理が行
われると、方法は純水ブラシスクラブ処理がブラシスク
ラブステーション内で行われる処理５０４へ移行する。
この実施の形態において、全ての遊離した残留物、微粒
子に加えてブラシからの全てのＨＦ化学溶液を洗い流す
ために、毎分約２０００ｍｌから毎分３０００ｍｌの範
囲でブラシスクラブステーションのブラシへ送られる。
従って、この５０４の純水ブラシスクラブ処理は、他の
層の更なる製造工程へ進む前に、ウェハの表面が清浄な
状態に保たれることを確実にする。
【００３７】図６は、本発明の更に別の実施の形態に従
うフローチャート６００を示す。この実施の形態におい
て、方法の処理３０２，３０４および３０６は上述した
説明と実質的に同一である。この実施の形態において、
ブラシスクラブシステムは第１のブラシスクラブステー
ションおよび第２のブラシスクラブステーションを含む
ことが考慮されている。例として、ブラシスクラブシス
テムは、上記図１Ｂおよび１Ｃ、すなわち２つの垂直ブ
ラシスクラバーを参照した説明とほぼ同一であってもよ
い。
うフローチャート６００を示す。この実施の形態におい
て、方法の処理３０２，３０４および３０６は上述した
説明と実質的に同一である。この実施の形態において、
ブラシスクラブシステムは第１のブラシスクラブステー
ションおよび第２のブラシスクラブステーションを含む
ことが考慮されている。例として、ブラシスクラブシス
テムは、上記図１Ｂおよび１Ｃ、すなわち２つの垂直ブ
ラシスクラバーを参照した説明とほぼ同一であってもよ
い。
【００３８】従って、方法は、第１の化学ブラシスクラ
ブ処理が第１のブラシスクラブステーション内で行われ
る処理６０２へ進む。第１の化学ブラシスクラブ処理に
おいて、それぞれの容積比が１０：１：１２０であるＨ
2 Ｏ2 、ＮＨ4 ＯＨ、および純水（例えば、ＳＣＩ）を
含む混合液がスクラブ処理中にブラシを通じて（ＴＴ
Ｂ）使用される。上述したように、ＮＨ4 ＯＨの貯蔵溶
液は、一般に約２９％のＮＨ4 ＯＨであり、Ｈ2 Ｏ2 の
貯蔵溶液は一般に約３０％のＨ2 Ｏ2 である。従って、
体積比１０：１：１２０は、使用される貯蔵溶液に従っ
て適切に修正される。
ブ処理が第１のブラシスクラブステーション内で行われ
る処理６０２へ進む。第１の化学ブラシスクラブ処理に
おいて、それぞれの容積比が１０：１：１２０であるＨ
2 Ｏ2 、ＮＨ4 ＯＨ、および純水（例えば、ＳＣＩ）を
含む混合液がスクラブ処理中にブラシを通じて（ＴＴ
Ｂ）使用される。上述したように、ＮＨ4 ＯＨの貯蔵溶
液は、一般に約２９％のＮＨ4 ＯＨであり、Ｈ2 Ｏ2 の
貯蔵溶液は一般に約３０％のＨ2 Ｏ2 である。従って、
体積比１０：１：１２０は、使用される貯蔵溶液に従っ
て適切に修正される。
【００３９】何れにしても、第１の化学ブラシスクラブ
処理を行うため最適な流れは、毎分約２５０ｍｌのＳＣ
Ｉ（例えば、Ｈ2 Ｏ2 、ＮＨ4 ＯＨ、純水）と毎分約２
００ｍｌの純水とを混合マニホールドを介して添加する
ことである。従って、この希釈溶液は、第１のブラシス
クラブステーション内で約１０秒から約３０秒の期間、
第１のブラシスクラブ処理を行うためにブラシへ添加さ
れる。処理６０２において、一旦、第１の化学ブラシス
クラブ処理が行われると、方法は、純水ブラシスクラブ
処理が同じ第１のブラシスクラブステーション内で行わ
れる処理６０４へ進む。好ましくは、ブラシは毎分約２
２００ｍｌから毎分約３０００ｍｌの範囲の純水の流れ
によって洗い流される。一旦、処理６０４において、純
水ブラシスクラブ処理が完了がすると、方法は第２の化
学ブラシスクラブ処理が第２のブラシスクラブステーシ
ョン内で行われる処理６０６に進む。
処理を行うため最適な流れは、毎分約２５０ｍｌのＳＣ
Ｉ（例えば、Ｈ2 Ｏ2 、ＮＨ4 ＯＨ、純水）と毎分約２
００ｍｌの純水とを混合マニホールドを介して添加する
ことである。従って、この希釈溶液は、第１のブラシス
クラブステーション内で約１０秒から約３０秒の期間、
第１のブラシスクラブ処理を行うためにブラシへ添加さ
れる。処理６０２において、一旦、第１の化学ブラシス
クラブ処理が行われると、方法は、純水ブラシスクラブ
処理が同じ第１のブラシスクラブステーション内で行わ
れる処理６０４へ進む。好ましくは、ブラシは毎分約２
２００ｍｌから毎分約３０００ｍｌの範囲の純水の流れ
によって洗い流される。一旦、処理６０４において、純
水ブラシスクラブ処理が完了がすると、方法は第２の化
学ブラシスクラブ処理が第２のブラシスクラブステーシ
ョン内で行われる処理６０６に進む。
【００４０】従って、ウェハは第２の化学ブラシスクラ
ブ処理を行うために、第１のブラシスクラブステーショ
ンと第２のブラシスクラブステーションとの間を移動さ
れなければならない。第２の化学ブラシスクラブ処理
は、好ましくは、貯蔵溶液が体積比で約４９％のＨＦで
ある約１００：１の体積比を有する希釈ＨＦ化学薬品の
添加を含む。好ましくは、希釈ＨＦ溶液は毎分約２５０
ｍｌの流量で添加されて、混合マニホールドを介して提
供される毎分約９００ｍｌの純水と混合される。それか
ら、混合マニホールドは、第２のブラシスクラブステー
ションのブラシへ希釈ＨＦ溶液をウェハへ添加するため
に適切に供給する。好ましくは、ブラシブラシスクラブ
処理は、約２０秒から約４０秒の範囲で行われ、最も好
ましくは約３０秒間である。
ブ処理を行うために、第１のブラシスクラブステーショ
ンと第２のブラシスクラブステーションとの間を移動さ
れなければならない。第２の化学ブラシスクラブ処理
は、好ましくは、貯蔵溶液が体積比で約４９％のＨＦで
ある約１００：１の体積比を有する希釈ＨＦ化学薬品の
添加を含む。好ましくは、希釈ＨＦ溶液は毎分約２５０
ｍｌの流量で添加されて、混合マニホールドを介して提
供される毎分約９００ｍｌの純水と混合される。それか
ら、混合マニホールドは、第２のブラシスクラブステー
ションのブラシへ希釈ＨＦ溶液をウェハへ添加するため
に適切に供給する。好ましくは、ブラシブラシスクラブ
処理は、約２０秒から約４０秒の範囲で行われ、最も好
ましくは約３０秒間である。
【００４１】処理６０６において一旦、第２の化学ブラ
シスクラブ処理が完了すると、方法は、純水ブラシスク
ラブ処理が同一の第２のスクラブステーション内で行わ
れる処理６０８へ進む。この純水ブラシスクラブ処理
は、ウェハの洗浄を完了するために毎分約２２００ｍｌ
から毎分約３００ｍｌの間の純水をブラシを通じて（Ｔ
ＴＢ）供給するように行われる。
シスクラブ処理が完了すると、方法は、純水ブラシスク
ラブ処理が同一の第２のスクラブステーション内で行わ
れる処理６０８へ進む。この純水ブラシスクラブ処理
は、ウェハの洗浄を完了するために毎分約２２００ｍｌ
から毎分約３００ｍｌの間の純水をブラシを通じて（Ｔ
ＴＢ）供給するように行われる。
【００４２】本発明は、例えば半導体ウェハ、平板ディ
スプレイ等のように任意の数の基板タイプをスクラブす
るように改良され得ることを再度認識されたい。さら
に、本発明の方法は、例えば１００ｍｍウェハ、２００
ｍｍウェハ、３００ｍｍウェハ、より小さなウェハ、よ
り大きなウェハ等、任意のサイズのウェハの洗浄に同様
に適用可能である。
スプレイ等のように任意の数の基板タイプをスクラブす
るように改良され得ることを再度認識されたい。さら
に、本発明の方法は、例えば１００ｍｍウェハ、２００
ｍｍウェハ、３００ｍｍウェハ、より小さなウェハ、よ
り大きなウェハ等、任意のサイズのウェハの洗浄に同様
に適用可能である。
【００４３】ウェハ準備システム、技術、参考文献に関
するさらなる情報については、共同所有の米国特許出願
を参照されたい。（１）１９９５年１０月１３日に出願
され、「ブラシを通じた化学薬品の搬送方法および装
置」（Method and Apparatus for Chemical Delivery T
hrough the Brush）と題する米国特許出願番号第０８／
５４２，５３１号、および（２）１９９９年３月２６日
に出願され、「圧力変動抑制システム」（Pressure Flu
ctuation Dampening System ）と題する米国特許出願番
号第０９／２７７，７１２号。両米国特許出願は、ここ
に援用されている。
するさらなる情報については、共同所有の米国特許出願
を参照されたい。（１）１９９５年１０月１３日に出願
され、「ブラシを通じた化学薬品の搬送方法および装
置」（Method and Apparatus for Chemical Delivery T
hrough the Brush）と題する米国特許出願番号第０８／
５４２，５３１号、および（２）１９９９年３月２６日
に出願され、「圧力変動抑制システム」（Pressure Flu
ctuation Dampening System ）と題する米国特許出願番
号第０９／２７７，７１２号。両米国特許出願は、ここ
に援用されている。
【００４４】上述の発明について、理解を明瞭にするた
めに幾分詳細に説明したが、添付の特許請求の範囲内に
おいてある程度の変更および改変が実施されてもよい。
従って、本実施の形態は限定的ではなく例証的なものと
して認識されるものであり、発明はここに示された詳細
に限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲内お
よび均等な範囲内で改変されてもよい。
めに幾分詳細に説明したが、添付の特許請求の範囲内に
おいてある程度の変更および改変が実施されてもよい。
従って、本実施の形態は限定的ではなく例証的なものと
して認識されるものであり、発明はここに示された詳細
に限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲内お
よび均等な範囲内で改変されてもよい。
【００４５】本発明は、添付の図面に関する以下の詳細
な説明によって容易に理解されるであろう。そして、同
様の参照番号は同様の構成要素を指定している。
な説明によって容易に理解されるであろう。そして、同
様の参照番号は同様の構成要素を指定している。
【図１Ａ】上部に形成された層を有する半導体ウェハお
よび関連するプラズマエッチング処理の説明図。
よび関連するプラズマエッチング処理の説明図。
【図１Ｂ】洗浄制御システムによって自動的に制御され
得る本発明のウェハ洗浄ステーションを示す説明図。
得る本発明のウェハ洗浄ステーションを示す説明図。
【図１Ｃ】本発明の一実施の形態に従う、一般的なウェ
ハ洗浄ステーションのより詳細な概略図。
ハ洗浄ステーションのより詳細な概略図。
【図２Ａ】本発明の一実施の形態に従い、ウェハの上面
および底面をスクラブ洗浄する一対のブラシの簡略化し
た立体図。
および底面をスクラブ洗浄する一対のブラシの簡略化し
た立体図。
【図２Ｂ】本発明の一実施の形態に従い、ウェハをスク
ラブ洗浄するための異なる２つの方位の断面図。
ラブ洗浄するための異なる２つの方位の断面図。
【図２Ｃ】本発明の一実施の形態に従い、ウェハをスク
ラブ洗浄するための異なる２つの方位の断面図。
ラブ洗浄するための異なる２つの方位の断面図。
【図３】本発明の一実施の形態に従い、エッチング処理
が行われた後に、半導体ウェハの洗浄時に行われる方法
処理を示すフローチャート。
が行われた後に、半導体ウェハの洗浄時に行われる方法
処理を示すフローチャート。
【図４】本発明の別の実施の形態に従い、プラズマエッ
チング後の洗浄処理を示すフローチャート。
チング後の洗浄処理を示すフローチャート。
【図５】本発明のまた別の実施の形態に従い、プラズマ
エッチング後の洗浄処理を示すフローチャート。
エッチング後の洗浄処理を示すフローチャート。
【図６】本発明のさらに別の実施の形態に従い、プラズ
マエッチング後の洗浄処理を示すフローチャート。
マエッチング後の洗浄処理を示すフローチャート。
１０…基板 １１…酸化物層 １２…保護層 １３…金属層 １４…ＡＲＣ層 １６…酸化物層 １８…フォトレジスト層 ２０…エッチング処理 ２２…ポリマ層 １００…ウェハ洗浄ステーション １００ｃ…垂直ウェハスクラバー １０２…洗浄制御ステーション １０４…送り側ステーション １０６…洗浄ステージ １０６ａ…第１洗浄ステージ １０６ｂ…第２洗浄ステージ １０８…ＳＲＤステーション １１０…受け側ステーション １２０…ブラシ １２０ａ…上部ブラシ １２０ｂ…底部ブラシ １３０…ウェハ ２００…ブラシコア ２００ａ，２００ｂ…ブラシコア ２０１…シャフト ２０２…流体注入口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/304 ６４４ Ｈ０１Ｌ 21/304 ６４７Ｚ ６４７ ６４８Ｈ ６４８ 21/302 Ｎ (72)発明者 アラン・エム．・ラドマン アメリカ合衆国 カリフォルニア州95003 アプトス，モンテレイ・ドライブ，441 (72)発明者 ヘルムス・ダブリュ．・トレイキル アメリカ合衆国 カリフォルニア州95035 ミルピタス，モンテ・ドライブ，1193
Claims (22)
- 【請求項１】 半導体ウェハの洗浄方法であって、 フォトレジストマスクを有する酸化物層にパターンをプ
ラズマエッチングする工程と、 前記フォトレジストマスクを除去するために前記半導体
ウェハを灰化する工程と、 化学薬品を添加しながら前記半導体ウェハをスクラブ洗
浄することにより、前記プラズマエッチング中に前記パ
ターン内に堆積したポリマ残留物を除去する工程とを備
えることを特徴とする方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載の半導体ウェハの洗浄方
法であって、 前記化学薬品として、（ａ）ＮＨ4 ＯＨおよび純水の混
合液、（ｂ）Ｈ2 Ｏ2 、ＨＦ、および純水の混合液、
（ｃ）Ｈ2 Ｏ2 、ＮＨ4 ＯＨおよび純水の混合液、
（ｄ）ＨＦ、および純水の混合液、の中から選択された
１の混合液を用いる方法。 - 【請求項３】 請求項２に記載の半導体ウェハの洗浄方
法であって、 前記Ｈ2 Ｏ2 、ＮＨ4 ＯＨおよび純水の混合液は、各成
分の濃度比が約１０：１：１２０に調整されている方
法。 - 【請求項４】 請求項２に記載の半導体ウェハの洗浄方
法であって、 前記ＨＦおよび純水の混合液は、各成分の濃度比が約
１：１００に調整されている方法。 - 【請求項５】 請求項３に記載の半導体ウェハの洗浄方
法であって、 前記Ｈ2 Ｏ2 、ＮＨ4 ＯＨおよび純水の混合液を毎分約
２５０ｍｌの流量でブラシスクラブステーションの混合
マニホールドに供給し、加えて第２の純水を毎分約２０
０ｍｌの流量で該混合マニホールドに供給するととも
に、 前記混合マニホールドは、前記ブラシスクラブステーシ
ョンに設けられたブラシに化学薬品の流体を供給して、
前記半導体ウェハのスクラブ洗浄を行うよう構成されて
いる方法。 - 【請求項６】 請求項４に記載の半導体ウェハの洗浄方
法であって、 前記ＨＦおよび純水の混合液を毎分約２５０ｍｌの流量
でブラシスクラブステーションの混合マニホールドに供
給し、加えて第２の純水を毎分約９００ｍｌの流量で該
混合マニホールドに供給するとともに、 前記混合マニホールドは、前記ブラシスクラブステーシ
ョンに設けられたブラシに化学薬品の流体を供給して、
前記半導体ウェハのスクラブ洗浄を行うよう構成されて
いる方法。 - 【請求項７】 請求項５に記載の半導体ウェハの洗浄方
法であって、 前記スクラブ洗浄を、約１０秒間から約３０秒間の範囲
で行う方法。 - 【請求項８】 請求項６に記載の半導体ウェハの洗浄方
法であって、 前記スクラブ洗浄を、約２０秒間から約４０秒間の範囲
で行う方法。 - 【請求項９】 請求項７に記載の半導体ウェハの洗浄方
法であって、 前記化学薬品を用いてスクラブ洗浄を行った後に、前記
半導体ウェハを純水で洗浄しながらスクラブ洗浄する工
程を、更に備えている方法。 - 【請求項１０】 請求項８に記載の半導体ウェハの洗浄
方法であって、 前記化学薬品を用いてスクラブ洗浄を行った後に、前記
半導体ウェハを純水で洗浄しながらスクラブ洗浄する工
程を、更に備えている方法。 - 【請求項１１】 フォトレジストマスクを有する酸化物
層を含む複数の層が積層された半導体ウェハをプラズマ
エッチングした後、該半導体ウェハを洗浄する方法であ
って、 前記酸化物層にパターンをエッチングすることにより、
該エッチングしたパターンの側壁にポリマ膜が形成され
る工程と、 前記フォトレジストマスクを除去するために灰化処理を
行う工程と、 Ｈ2 Ｏ2 、ＮＨ4 ＯＨおよび純水の混合液である化学薬
品を用いて、前記酸化物層および前記プラズマエッチン
グされたパターンをブラシスクラブ洗浄した後、純水で
洗浄しながらブラシスクラブ洗浄する工程とを備え、 前記化学薬品に続いて前記純水洗浄しながらスクラブ洗
浄する工程は、前記プラズマエッチングされたパターン
の側壁から、前記ポリマ膜を除去する工程である方法。 - 【請求項１２】 請求項１１に記載の半導体ウェハの洗
浄方法であって、 前記酸化物層と前記プラズマエッチングされたパターン
を、ＨＦおよび純水の混合液である第２の化学薬品を用
いてスクラブ洗浄した後、第２の純水で洗浄しながらス
クラブ洗浄する第２のブラシスクラブ洗浄工程を更に備
えている方法。 - 【請求項１３】 請求項１１に記載の半導体ウェハの洗
浄方法であって、 Ｈ2 Ｏ2 、ＮＨ4 ＯＨおよび純水を用いたブラシスクラ
ブ洗浄工程を、約１０秒間から約３０秒間の範囲で行う
方法。 - 【請求項１４】 請求項１２に記載の半導体ウェハの洗
浄方法であって、 ＨＦおよび純水を用いた前記第２のブラシスクラブ洗浄
工程を、約２０秒間から約４０秒間の範囲で行う方法。 - 【請求項１５】 請求項１３に記載の半導体ウェハの洗
浄方法であって、 前記Ｈ2 Ｏ2 、ＮＨ4 ＯＨおよび純水の混合液が、各成
分の濃度比が約１０：１：１２０に調整されている方
法。 - 【請求項１６】 請求項１４に記載の半導体ウェハの洗
浄方法であって、 前記ＨＦおよび純水の混合液が、各成分の濃度比が約
１：１００に調整されている方法。 - 【請求項１７】 請求項１６に記載の半導体ウェハの洗
浄方法であって、 前記ＨＦおよび純水を毎分約２５０ｍｌの流量でブラシ
スクラブステーションの混合マニホールドに供給し、加
えて、第２の純水を毎分約９００ｍｌの流量で該混合マ
ニホールドに供給するとともに、 前記混合マニホールドは、前記ブラシスクラブステーシ
ョンに設けられたブラシに化学薬品の流体を供給して、
前記半導体ウェハのスクラブ洗浄を行うよう構成されて
いる方法。 - 【請求項１８】 請求項１５に記載の半導体ウェハの洗
浄方法であって、 前記Ｈ2 Ｏ2 、ＮＨ4 ＯＨおよび純水を毎分約２５０ｍ
ｌの流量でブラシスクラブステーションの混合マニホー
ルドに供給し、加えて、第２の純水を毎分約２００ｍｌ
の流量で該混合マニホールドに供給するとともに、 前記混合マニホールドは、前記ブラシスクラブステーシ
ョンに設けられたブラシに化学薬品の流体を供給して、
前記半導体ウェハのスクラブ洗浄を行うよう構成されて
いる方法。 - 【請求項１９】 フォトレジストマスクを有する酸化物
層を１層含んで複数の層が積層された半導体ウェハをプ
ラズマエッチングした後、該半導体ウェハを洗浄する方
法であって、 前記酸化物層にバイアパターンをエッチングすることに
より、該エッチングしたバイアパターンの側壁にポリマ
膜が形成される工程と、 前記フォトレジストマスクを除去するために灰化処理を
行う工程と、 前記酸化物層および同酸化物層内に形成されたバイアパ
ターンを、第１の化学薬品を用いて第１のブラシステー
ション内でブラシスクラブ洗浄する工程と、 前記酸化物層およびバイアパターンを、純水を用いて前
記第１のブラシステーション内でブラシスクラブ洗浄す
る工程と、 前記酸化物層およびバイアパターンを、第２の化学薬品
を用いて第２のブラシステーション内でブラシスクラブ
洗浄する工程と、 前記酸化物層およびバイアパターンを、純水を用いて第
２のブラシステーション内でブラシスクラブ洗浄する工
程とを備え、 前記第１及び第２のブラシステーション内のブラシスク
ラブ洗浄工程は、前記バイアパターンの側壁から、前記
ポリマ膜を除去する工程である方法。 - 【請求項２０】 請求項１９に記載の半導体ウェハの洗
浄方法であって、 前記第１の化学薬品は、Ｈ2 Ｏ2 、ＮＨ4 ＯＨおよび純
水を含んだ混合液であり、 前記第２の化学薬品は、ＨＦおよび純水を含んだ混合液
である方法。 - 【請求項２１】 請求項２０に記載の半導体ウェハの洗
浄方法であって、 前記Ｈ2 Ｏ2 、ＮＨ4 ＯＨおよび純水の混合液は、各成
分の濃度比が約１０：１：１２０に調整されており、 前記ＨＦおよび純水の混合液は、各成分の濃度比が約
１：１００に調整されている方法。 - 【請求項２２】 請求項２０に記載の半導体ウェハの洗
浄方法であって、 前記第１の化学薬品を用いたブラシスクラブ洗浄工程
を、約１０秒間から３０秒間の範囲で行うとともに、 前記第２の化学薬品を用いたブラシスクラブ洗浄工程
を、約２０秒間から４０秒間の範囲で行う方法。
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