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JP4532776B2 - 基板洗浄方法及び電子デバイスの製造方法 - Google Patents

基板洗浄方法及び電子デバイスの製造方法 Download PDF

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板洗浄方法及びそれを用いた電子デバイスの製造方法に関し、特に、絶縁膜に対してドライエッチングを行なって凹部を形成した後、凹部の壁面又は底面等に付着した反応生成物を洗浄液を用いて除去し、その後、凹部を短時間で効率よく水洗する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子デバイスの製造においては、例えば、絶縁膜又は導電膜をパターン化するときにドライエッチング技術が用いられる場合が多い。このドライエッチング技術により形成されたビアホールや配線等の被エッチングパターンの周辺には、エッチングガス、フォトレジスト又は被加工膜等に起因して反応生成物（側壁保護膜やポリマー残さ等）が付着することが知られている。このような反応生成物が例えばビアホールの内部に残存してしまうと、上層配線と下層配線との間で接合不良が生じたり、ビア抵抗が増大したりする。また、反応生成物が例えば配線の壁面に付着してしまうと、配線同士が短絡する可能性が生じる。すなわち、反応生成物は電子デバイスの信頼性を著しく損なうものである。
【０００３】
そこで、この反応生成物を除去するために、各種の有機化合物又は無機化合物を含む洗浄液が用いられるようになってきた。また、該洗浄液を用いた洗浄工程、又は該洗浄工程の後に行なわれる水洗工程において、より高精度な洗浄又は水洗を行なうために、枚葉式又はバッチ式のスピン型洗浄装置が用いられるようになってきた。
【０００４】
図６は枚葉式のスピン型洗浄装置を用いて半導体ウェハよりなる被処理基板の表面を水洗している様子を示している。
【０００５】
枚葉式のスピン型洗浄装置においては、図６に示すように、モーター６１の回転軸に固着されたスピンチャック（図示省略）によって１枚の被処理基板６０が保持されている。そして、モーター６１により被処理基板６０を回転させながら、ノズル６２から被処理基板６０に対して水６３を吐出することによって、被処理基板６０の表面を水洗する。
【０００６】
図７はバッチ式のスピン型洗浄装置を用いて半導体ウェハよりなる被処理基板の表面を水洗している様子を示している。
【０００７】
バッチ式のスピン型洗浄装置においては、図７に示すように、モーター７１の回転軸に固着されたローター７２によって複数枚の被処理基板７０が保持されている。そして、モーター７１により各被処理基板７０を回転させながら、ノズル７３から各被処理基板７０に対して水７４を吐出することによって、各被処理基板７０の表面を水洗する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年の電子デバイスの微細化又は高密度化等により、ビアホールの口径等の被エッチングパターンの寸法がより小さくなってきている。それに伴って、洗浄液を用いた洗浄工程の後に行なわれる水洗工程においては、スピン型洗浄装置を用いても例えばビアホールの内部、特にビアホールの底面近傍における洗浄液と水との置換効率が低下して、ビアホールの底面近傍における洗浄液の拡散速度が低下する結果、水洗工程に要する時間が長くなってしまう。ところで、洗浄液の種類によっては、水により希釈された状態において導電膜等を腐食させてしまう場合がある。すなわち、水洗工程に要する時間が長くなると、例えば配線上に設けられたビアホールの底面近傍において洗浄液が水によって希釈された状態が持続する結果、配線の腐食が生じて電子デバイスにおける配線の信頼性が低下してしまうという問題が生じる。
【０００９】
前記に鑑み、本発明は、被処理基板の表面を洗浄液を用いて洗浄した後の水洗工程において、洗浄液と水との置換効率を向上させることにより水洗工程に要する時間を短縮することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本願発明者らは、比較例として、基板上の絶縁膜に形成されたビアホールの壁面等に付着した反応生成物を洗浄液を用いて除去した後にスピン型洗浄装置を用いてビアホールを水洗してみた。尚、比較例においては、洗浄液として、前述の反応生成物を除去するために、絶縁膜に対するエッチング作用を有するフッ素化合物が有機溶媒に添加されてなる洗浄液（以下、フッ素含有洗浄液と称する）、例えば特開平７−２０１７９４又は特開平１０−５５９９３等に開示されているフッ素含有洗浄液を用いた。このとき、フッ素含有洗浄液を用いることによって、絶縁膜が過度にエッチングされてビアホールの形状が著しく変形することはない。但し、フッ素含有洗浄液を水によって希釈すると、該洗浄液中のフッ素化合物が導電膜に対してエッチング作用を有するようになって導電膜の腐食が生じる。図８は、フッ素含有洗浄液の水による希釈倍率と、フッ素含有洗浄液による導電膜のエッチングレートとの関係の一例を示している。図８に示すように、フッ素含有洗浄液は、水による希釈倍率が特定の範囲内にあるとき、導電膜に対して強いエッチング作用を示す。
【００１１】
図９（ａ）〜（ｃ）は、比較例に係る電子デバイスの製造方法の各工程を示す断面図である。
【００１２】
まず、図９（ａ）に示すように、半導体ウェハよりなる基板８０上に、第１の窒化チタン膜８１、アルミニウム合金膜８２及び第２の窒化チタン膜８３の積層構造を有する配線８４を形成した後、該配線８４上に絶縁膜８５を形成した。その後、絶縁膜８５上にレジスト膜を形成した後、該レジスト膜に対して公知のプロジェクション法によりパターン露光を行ない、その後、パターン露光されたレジスト膜を公知の現像処理法により現像することによって、ビアホール形成領域に開口部を有するレジストパターン８６を形成した。
【００１３】
次に、レジストパターン８６をマスクとして絶縁膜８５及び第２の窒化チタン膜８３に対して順次ドライエッチングを行なって、図９（ｂ）に示すように、ビアホール８７を形成した後、プラズマアッシングによりレジストパターン８６を除去した。このとき、ビアホール８７の壁面及び底面等に反応生成物８８が付着した。
【００１４】
次に、枚葉式又はバッチ式のスピン型洗浄装置（図示省略）を用いて、例えば１０〜２００ｒｐｍの範囲（以下、低回転領域と称する）の一定の回転速度で基板８０を回転させながら、基板８０の表面にフッ素含有洗浄液を２３℃で５〜１０分間供給することによって、図９（ｃ）に示すように、反応生成物８８を除去した。その後、同じスピン型洗浄装置を用いて、低回転領域の一定の回転速度で基板８０を回転させながら、ビアホール８７を含む基板８０の表面を水洗した後、基板８０を乾燥させた。このとき、ビアホール８７の口径が小さい場合、フッ素含有洗浄液を用いた洗浄工程の後の水洗工程において、前述のように、ビアホール８７の内部、特に底面近傍におけるフッ素含有洗浄液と水との置換効率が低下して水洗工程に要する時間が長くなる。その結果、ビアホール８７の底面近傍ではフッ素含有洗浄液が水によって希釈された状態が持続してしまうので、図９（ｃ）に示すように、ビアホール８７の下側の配線８４を構成するアルミニウム合金膜８２が著しく腐食されて、絶縁膜８５におけるビアホール８７の近傍部分の下側に空孔８９が形成された。
【００１５】
ここで、本願発明者らは、図９（ａ）〜（ｃ）に示す方法によって形成された電子デバイスにおける配線８４の信頼性を評価するために、配線８４に対して２００℃の高温下で１０００時間の高温保存試験を行なってみた。その結果、高温保存試験による配線８４の抵抗の上昇率（以下、高温保存抵抗上昇率と称する）は２０〜３０％と非常に高いものであった。また、この配線８４の抵抗の著しい上昇は、基板８０つまり半導体ウェハの面内において均一に見られた。
【００１６】
以上に説明した比較例を参考にして、本願発明者らは、ビアホールの口径が小さい場合に、洗浄液を用いた洗浄工程の後の水洗工程においてビアホールの内部、特に底面近傍における洗浄液と水との置換効率が低下してしまう原因を検討した。そして、本願発明者らは、スピン型洗浄装置を用いた従来の水洗方法、つまり、被処理基板の回転速度（以下、基板回転速度と称する）を一定に固定した水洗方法が、ビアホールの底面近傍における洗浄液と水との置換効率の低下原因であることを見出した。
【００１７】
図１０は、ビアホールが設けられた被処理基板を洗浄液を用いて洗浄した後の水洗工程において、被処理基板を低回転領域の基板回転速度で回転させながら被処理基板の表面に水を供給しているときのビアホール周辺の水の様子を示している。
【００１８】
図１０に示すように、低回転領域の一定の基板回転速度を用いた場合、被処理基板に供給された水は、被処理基板の表面から離れたところでは流速の大きい乱流を形成する一方、被処理基板の表面に近接するところでは流速の小さい層流を形成する。このため、ビアホール内の水において、拡散速度の速い渦流域がビアホール内の上部のみにしか形成されないのに対して、拡散速度の遅い対流域がビアホール内の下部に大きく形成されてしまう。そして、このような状態が持続すると、言い換えると、低回転領域で基板回転速度を一定に固定しながら水洗を行なうと、ビアホール内の上部では洗浄液と水との置換が促進される一方、ビアホールの底面近傍では洗浄液と水との置換がほとんど停滞する。その結果、水洗工程に要する時間が長くなって、ビアホールの下側の配線用金属膜が、水によって希釈された洗浄液に長時間さらされることになるので、該配線用金属膜が腐食されてしまう。
【００１９】
そこで、本願発明者らは、洗浄液を用いた洗浄工程の後の水洗工程において基板回転速度を変化させることにより、具体的には、低回転領域の基板回転速度を用いた水洗と、低回転領域の基板回転速度よりも大きい基板回転速度つまり高回転領域の基板回転速度を用いた水洗とを交互に繰り返し行なう方法を想到した。これにより、被処理基板の表面に残存する洗浄液（水で希釈された洗浄液を含む）に遠心力を作用させて、ビアホールの内部、特にビアホールの底面近傍における洗浄液と水との置換効率を向上させ、それにより水洗工程に要する時間を短縮することができる。
【００２０】
図１１（ａ）は、図６に示す枚葉式のスピン型洗浄装置を用いて、被処理基板を低回転領域の基板回転速度で回転させながら被処理基板の表面を水洗している様子を模式的に示しており、図１１（ｂ）は、図６に示す枚葉式のスピン型洗浄装置を用いて被処理基板を高回転領域の基板回転速度で回転させながら被処理基板の表面を水洗している様子を模式的に示している。尚、図１１（ａ）及び（ｂ）において、図６に示す枚葉式のスピン型洗浄装置と同一の部材には同一の符号を付すことにより説明を省略する。
【００２１】
また、図１２（ａ）は、図７に示すバッチ式のスピン型洗浄装置を用いて、被処理基板を低回転領域の基板回転速度で回転させながら被処理基板の表面を水洗している様子を模式的に示しており、図１２（ｂ）は、図７に示すバッチ式のスピン型洗浄装置を用いて、被処理基板を高回転領域の基板回転速度で回転させながら被処理基板の表面を水洗している様子を模式的に示している。尚、図１２（ａ）及び（ｂ）において、図７に示す枚葉式のスピン型洗浄装置と同一の部材には同一の符号を付すことにより説明を省略する。
【００２２】
図１１（ｂ）又は図１２（ｂ）に示すように、高回転領域の基板回転速度を用いることにより、被処理基板から振り切られる洗浄液（水で希釈された洗浄液を含む）の量が増加する。従って、高回転領域の基板回転速度を用いた後に、再び低回転領域の基板回転速度を用いながら水を供給することにより、ビアホールの底面近傍でも洗浄液と水との置換効率が向上する。
【００２３】
ところで、本願発明者らは、被処理基板の表面に水を供給することなく高回転領域の基板回転速度を用いた直後に低回転領域の基板回転速度を用いながら水を供給することにより、ビアホールの底面近傍における洗浄液と水との置換効率をより高くできることを見出した。
【００２４】
図１３（ａ）は、図１０に示す低回転領域の基板回転速度を用いたスピン工程の後に、ビアホールが形成された被処理基板の表面に水を供給することなく該被処理基板を高回転領域の基板回転速度で回転させているときのビアホール周辺の水の様子を示しており、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）に示す高回転領域の基板回転速度を用いたスピン工程の直後に、ビアホールが形成された被処理基板を低回転領域の基板回転速度で回転させながら該被処理基板の表面に水を供給しているときのビアホール周辺の洗浄液の様子を示している。
【００２５】
図１３（ａ）に示すように、水を供給することなく高回転領域の基板回転速度を用いると、遠心力に起因する水の振り切り効果によって、被処理基板上の水の量が減少する結果、図１０に示す工程において被処理基板の表面上に生じていた層流が存在しなくなる。
【００２６】
また、図１３（ｂ）に示すように、高回転領域の基板回転速度を用いた直後に低回転領域の基板回転速度を用いながら水の供給を再開すると、被処理基板の表面上に層流が存在しないため、言い換えると、被処理基板の表面上に乱流のみが存在しているため、ビアホール内の水において拡散速度の速い渦流域が大きく形成される。その結果、ビアホールの内部全体に亘って洗浄液と水との置換効率がさらに向上するので、ビアホールの底面近傍における洗浄液と水との置換効率もさらに向上して、水洗工程に要する時間がより一層短くなる。従って、ビアホールの下側の配線用金属膜が、水で希釈された洗浄液によって腐食されてしまうことをより確実に抑制できる。
【００２７】
本発明は、以上の知見に基づきなされたものであって、具体的には、本発明に係る第１の基板洗浄方法は、被処理基板の表面を洗浄液を用いて洗浄する工程と、洗浄後の被処理基板の表面を水洗する工程とを備え、被処理基板の表面を水洗する工程は、被処理基板を第１の回転速度で回転させながら被処理基板の表面に水を供給する第１のスピン工程と、被処理基板を第１の回転速度よりも大きい第２の回転速度で回転させながら被処理基板の表面に水を供給する第２のスピン工程とを同一のスピン型洗浄装置を用いて交互に繰り返し行なう工程を含む。
【００２８】
第１の基板洗浄方法によると、被処理基板の表面を洗浄液を用いて洗浄した後の水洗工程において、被処理基板を第１の回転速度で回転させながら被処理基板の表面に水を供給する第１のスピン工程と、被処理基板を第１の回転速度よりも大きい第２の回転速度で回転させる第２のスピン工程とを交互に繰り返し行なう。このため、第２のスピン工程で遠心力に起因して生じる洗浄液（水で希釈された洗浄液を含む）の振り切り効果によって、被処理基板の表面における洗浄液と水との置換効率が向上するので、水洗工程に要する時間が短くなる。従って、被処理基板上に導電パターンが設けられている場合にも、水で希釈された洗浄液によって導電パターンが腐食されてしまうことを抑制できるので、電子デバイスの信頼性を向上させることができる。
【００２９】
また、第１の基板洗浄方法によると、第１のスピン工程と第２のスピン工程とを通じて被処理基板の表面に水を供給し続けるので、水洗工程を簡単に行なうことができる。
【００３０】
本発明に係る第２の基板洗浄方法は、被処理基板の表面を洗浄液を用いて洗浄する工程と、洗浄後の被処理基板の表面を水洗する工程とを備え、被処理基板の表面を水洗する工程は、被処理基板を第１の回転速度で回転させながら被処理基板の表面に水を供給する第１のスピン工程と、被処理基板の表面に水を供給することなく被処理基板を第１の回転速度よりも大きい第２の回転速度で回転させる第２のスピン工程とを同一のスピン型洗浄装置を用いて交互に繰り返し行なう工程を含む。
【００３１】
第２の基板洗浄方法によると、被処理基板の表面を洗浄液を用いて洗浄した後の水洗工程において、被処理基板を第１の回転速度で回転させながら被処理基板の表面に水を供給する第１のスピン工程と、被処理基板を第１の回転速度よりも大きい第２の回転速度で回転させる第２のスピン工程とを交互に繰り返し行なう。このため、第２のスピン工程で遠心力に起因して生じる洗浄液（水で希釈された洗浄液を含む）の振り切り効果によって、被処理基板の表面における洗浄液と水との置換効率が向上するので、水洗工程に要する時間が短くなる。従って、被処理基板上に配線等の導電パターンが設けられている場合にも、水で希釈された洗浄液によって導電パターンが腐食されてしまうことを抑制できるので、電子デバイスの信頼性を向上させることができる。
【００３２】
また、第２の基板洗浄方法によると、第１の回転速度よりも大きい第２の回転速度を用いた第２のスピン工程で被処理基板の表面への水の供給を中断するため、第２のスピン工程で被処理基板の表面へ水を供給する場合と比べて、被処理基板の表面における洗浄液と水との置換効率がさらに向上するので、水洗工程に要する時間がより一層短くなる。また、第２のスピン工程において遠心力の作用によって水が被処理基板の周縁部を高速で流れることがないため、被処理基板の周縁部と中心部との間で、洗浄液と水との置換効率がばらつくことを抑制できるので、被処理基板の表面を均一に水洗することができる。従って、被処理基板上に例えば配線が設けられている場合、配線の腐食を被処理基板面内で均一に抑制できるので、被処理基板面内の全体に亘って良好な特性を有する配線を形成することができる。
【００３３】
第１又は第２の基板洗浄方法において、スピン型洗浄装置はバッチ式であってもよいし、枚葉式であってもよい。
【００３４】
第１又は第２の基板洗浄方法において、第１の回転速度は１０〜２００ｒｐｍであることが好ましい。
【００３５】
このようにすると、第１のスピン工程で被処理基板の表面に水を均一に供給することができるので、被処理基板の表面を均一に水洗することができる。
【００３６】
第１又は第２の基板洗浄方法において、第２の回転速度は４００〜２０００ｒｐｍであることが好ましい。
【００３７】
このようにすると、第２のスピン工程で洗浄液（水で希釈された洗浄液を含む）の振り切り効果が確実に生じるため、被処理基板の表面における洗浄液と水との置換効率が確実に向上する。
【００３８】
第１又は第２の基板洗浄方法において、第１の回転速度から第２の回転速度まで回転速度を増大させる加速度、又は第２の回転速度から第１の回転速度まで回転速度を減少させる減速度は毎秒１００〜４００ｒｐｍであることが好ましい。
【００３９】
このようにすると、スピン型洗浄装置の負荷を軽減しつつ、被処理基板を回転させる回転速度を変化させることができる。
【００４０】
第２の基板洗浄方法において、第１の回転速度から第２の回転速度まで回転速度を増大させる加速度、又は第２の回転速度から第１の回転速度まで回転速度を減少させる減速度は毎秒６００〜１０００ｒｐｍであることが好ましい。
【００４１】
このようにすると、第１のスピン工程と第２のスピン工程との間での回転速度の大きな加減速によって、慣性力がさらに強くなって洗浄液（水で希釈された洗浄液を含む）の振り切り効果が増大するため、被処理基板の表面における洗浄液と水との置換効率がより一層向上する。
【００４２】
本発明に係る第１の電子デバイスの製造方法は、基板上に形成された導電パターン上に絶縁膜を形成する工程と、レジストパターンをマスクとして絶縁膜に対してドライエッチングを行なって、絶縁膜に凹部を形成する工程と、凹部の壁面又は底面に付着した反応生成物を洗浄液を用いて除去する工程と、反応生成物が除去された凹部を水洗する工程とを備え、凹部を水洗する工程は、基板を第１の回転速度で回転させながら基板の表面に水を供給する第１のスピン工程と、基板を第１の回転速度よりも大きい第２の回転速度で回転させながら基板の表面に水を供給する第２のスピン工程とを同一のスピン型洗浄装置を用いて交互に繰り返し行なう工程を含む。
【００４３】
第１の電子デバイスの製造方法によると、基板上の導電パターンの上に設けられた凹部を洗浄液を用いて洗浄した後の水洗工程において、基板を第１の回転速度で回転させながら基板の表面に水を供給する第１のスピン工程と、基板を第１の回転速度よりも大きい第２の回転速度で回転させる第２のスピン工程とを交互に繰り返し行なう。このため、第２のスピン工程で遠心力に起因して生じる洗浄液（水で希釈された洗浄液を含む）の振り切り効果によって、凹部の内部、特に凹部の底面近傍における洗浄液と水との置換効率が向上するので、水洗工程に要する時間が短くなる。従って、水で希釈された洗浄液によって凹部の下側の導電パターン、例えばビアホールの下側の配線が腐食されてしまうことを抑制できるので、電子デバイスの信頼性を向上させることができる。
【００４４】
また、第１の電子デバイスの製造方法によると、第１のスピン工程と第２のスピン工程とを通じて基板の表面に水を供給し続けるので、水洗工程を簡単に行なうことができる。
【００４５】
本発明に係る第２の電子デバイスの製造方法は、基板上に形成された導電パターン上に絶縁膜を形成する工程と、レジストパターンをマスクとして絶縁膜に対してドライエッチングを行なって、絶縁膜に凹部を形成する工程と、凹部の壁面又は底面に付着した反応生成物を洗浄液を用いて除去する工程と、反応生成物が除去された凹部を水洗する工程とを備え、凹部を水洗する工程は、基板を第１の回転速度で回転させながら基板の表面に水を供給する第１のスピン工程と、基板の表面に水を供給することなく基板を第１の回転速度よりも大きい第２の回転速度で回転させる第２のスピン工程とを同一のスピン型洗浄装置を用いて交互に繰り返し行なう工程を含む。
【００４６】
第２の電子デバイスの製造方法によると、基板上の導電パターンの上に設けられた凹部を洗浄液を用いて洗浄した後の水洗工程において、基板を第１の回転速度で回転させながら基板の表面に水を供給する第１のスピン工程と、基板を第１の回転速度よりも大きい第２の回転速度で回転させる第２のスピン工程とを交互に繰り返し行なう。このため、第２のスピン工程で遠心力に起因して生じる洗浄液（水で希釈された洗浄液を含む）の振り切り効果によって、凹部の内部、特に凹部の底面近傍における洗浄液と水との置換効率が向上するので、水洗工程に要する時間が短くなる。従って、水で希釈された洗浄液によって凹部の下側の導電パターン、例えばビアホールの下側の下層配線が腐食されてしまうことを抑制できるので、電子デバイスの信頼性を向上させることができる。
【００４７】
また、第２の電子デバイスの製造方法によると、第１の回転速度よりも大きい第２の回転速度を用いた第２のスピン工程で基板の表面に水を供給しないため、第２のスピン工程で基板の表面へ水を供給する場合と比べて、凹部の底面近傍における洗浄液と水との置換効率がさらに向上するので、水洗工程に要する時間がより一層短くなる。また、第２のスピン工程において遠心力の作用によって基板の周縁部を水が高速で流れることがないため、基板の周縁部と中心部との間で、凹部の底面近傍における洗浄液と水との置換効率がばらつくことを抑制できるので、基板の表面を均一に水洗することができる。従って、例えば下層配線等の腐食を基板面内で均一に抑制できるので、基板面内の全体に亘って良好な特性を有する下層配線等を形成することができる。
【００４８】
第１又は第２の電子デバイスの製造方法において、スピン型洗浄装置はバッチ式であってもよいし、枚葉式であってもよい。
【００４９】
第１又は第２の電子デバイスの製造方法において、第１の回転速度は１０〜２００ｒｐｍであることが好ましい。
【００５０】
このようにすると、第１のスピン工程で基板の表面に水を均一に供給することができるので、基板の表面を均一に水洗することができる。
【００５１】
第１又は第２の電子デバイスの製造方法において、第２の回転速度は４００〜２０００ｒｐｍであることが好ましい。
【００５２】
このようにすると、第２のスピン工程で洗浄液（水で希釈された洗浄液を含む）の振り切り効果が確実に生じるため、凹部の底面近傍における洗浄液と水との置換効率が確実に向上する。
【００５３】
第１又は第２の電子デバイスの製造方法において、第１の回転速度から第２の回転速度まで回転速度を増大させる加速度、又は第２の回転速度から第１の回転速度まで回転速度を減少させる減速度は毎秒１００〜４００ｒｐｍであることが好ましい。
【００５４】
このようにすると、スピン型洗浄装置の負荷を軽減しつつ、基板を回転させる回転速度を変化させることができる。
【００５５】
第２の電子デバイスの製造方法において、第１の回転速度から第２の回転速度まで回転速度を増大させる加速度、又は第２の回転速度から第１の回転速度まで回転速度を減少させる減速度は毎秒６００〜１０００ｒｐｍであることが好ましい。
【００５６】
このようにすると、第１のスピン工程と第２のスピン工程との間での回転速度の大きな加減速によって、慣性力がさらに強くなって洗浄液（水で希釈された洗浄液を含む）の振り切り効果が増大するため、凹部の底面近傍における洗浄液と水との置換効率がより一層向上する。このため、水で希釈された洗浄液によって下層配線等が腐食されてしまうことをより確実に抑制できるので、電子デバイスの信頼性をより一層向上させることができる。
【００５７】
本発明に係る電子デバイスは、請求項１〜７のいずれか１項に記載の基板洗浄方法又は請求項８〜１４のいずれか１項に記載の電子デバイスの製造方法を用いて製造されている。
【００５８】
本発明の電子デバイスによると、製造時における水洗工程に要する時間が短いため、基板上に配線等の導電パターンが設けられている場合にも、水で希釈された洗浄液によって導電パターンが腐食されてしまうことを抑制できるので、電子デバイスの信頼性を向上させることができる。
【００５９】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態に係る電子デバイスの製造方法について図面を参照しながら説明する。
【００６０】
図１（ａ）〜（ｃ）は、第１の実施形態に係る電子デバイスの製造方法の各工程を示す断面図である。
【００６１】
まず、図１（ａ）に示すように、半導体ウェハよりなる基板１０上に、第１の窒化チタン膜１１、アルミニウム合金膜１２及び第２の窒化チタン膜１３の積層構造を有する配線１４を形成した後、配線１４の上を含む基板１０上に絶縁膜１５を形成する。その後、絶縁膜１５上にレジスト膜を形成した後、該レジスト膜に対して公知のプロジェクション法によりパターン露光を行ない、その後、パターン露光されたレジスト膜を公知の現像処理法により現像することによって、ビアホール形成領域に開口部を有するレジストパターン１６を形成する。
【００６２】
次に、レジストパターン１６をマスクとして絶縁膜１５及び第２の窒化チタン膜１３に対して順次ドライエッチングを行なって、図１（ｂ）に示すように、ビアホール１７を形成した後、プラズマアッシングによりレジストパターン１６を除去する。このとき、ビアホール１７の壁面及び底面等に反応生成物１８が付着する。
【００６３】
次に、バッチ式のスピン型洗浄装置を用いて（図示省略）、ビアホール１７が設けられた基板１０の表面に、絶縁膜１５に対するエッチング力を有する洗浄液、例えば図８に示す特性を有するフッ素含有洗浄液（「課題を解決するための手段」参照）を供給することにより、図１（ｃ）に示すように、反応生成物１８を除去する。このとき、フッ素含有洗浄液を用いることによって、絶縁膜１５が過度にエッチングされてビアホール１７の形状が著しく変形することはない。
【００６４】
その後、同じスピン型洗浄装置を用いてビアホール１７を水洗する。具体的には、ビアホール１７の水洗工程において、低回転領域（例えば１０〜２００ｒｐｍ）の一定の基板回転速度（第１の基板回転速度）で基板１０を回転させながら基板１０の表面に水を例えば３〜３０秒間供給する第１のスピン工程と、高回転領域（例えば４００〜２０００ｒｐｍ）の一定の基板回転速度（第２の基板回転速度）で基板１０を回転させながら基板１０の表面に水を例えば３〜３０秒間供給する第２のスピン工程とを繰り返し行なう。その後、基板１０を乾燥させる。
【００６５】
尚、第１の実施形態においては、第１の基板回転速度から第２の基板回転速度まで基板回転速度を増大させる加速度、又は第２の基板回転速度から第１の基板回転速度まで基板回転速度を減少させる減速度を毎秒１００〜４００ｒｐｍに設定する。
【００６６】
また、第１の実施形態においては、第１のスピン工程と第２のスピン工程との間で基板回転速度を変化させている間も、基板１０の表面に水を供給し続ける。
【００６７】
本願発明者らが、水洗後のビアホール１７の断面形状を調べたところ、図１（ｃ）に示すように、比較例（図９（ｃ）参照）と比べて、ビアホール１７の下側の配線１４を構成するアルミニウム合金膜１２の腐食が抑制されており、絶縁膜１５におけるビアホール１７の近傍部分の下側には小さな空孔しか形成されないことを確認できた。すなわち、比較例と比べて、ビアホール１７の底面近傍における洗浄液と水との置換効率が改善されている。但し、後述する理由により、基板１０の中心部では、配線用導電膜の腐食により生じた空孔の大きさが基板１０の周縁部と比べて若干大きかった。
【００６８】
また、本願発明者らは、図１（ａ）〜（ｃ）に示す方法によって形成された電子デバイスにおける配線１４の信頼性を評価するために、配線１４に対して２００℃の高温下で１０００時間の高温保存試験を行なってみた。その結果、配線１４の高温保存抵抗上昇率は、基板１０の周縁部で１０〜１５％程度であり、基板１０の中心部で１５〜２０％程度であった。すなわち、比較例における配線８４の高温保存抵抗上昇率（２０〜３０％）と比べて、配線１４の高温保存抵抗上昇率が抑制されている。尚、配線１４の高温保存抵抗上昇率が基板１０の中心部で周縁部よりも高くなったり、配線用導電膜の腐食により生じた空孔の大きさが基板１０の中心部で周縁部より大きくなったりしているが、その原因は、高回転領域の第２の基板回転速度を用いた第２のスピン工程において水を供給していることにある。すなわち、第２のスピン工程において遠心力の作用により基板１０の周縁部を水が高速度で流れるため、該周縁部に設けられたビアホール１７の底面近傍おける洗浄液と水との置換が促進される。一方、基板１０の中心部には水が到達しにくくなるため、該中心部に設けられたビアホール１７の底面近傍おける洗浄液と水との置換が停滞して洗浄液の拡散速度が低下する。
【００６９】
以上に説明したように、第１の実施形態によると、基板１０上の配線１４の上に設けられたビアホール１７を洗浄液を用いて洗浄した後の水洗工程において、基板１０を低回転領域の第１の基板回転速度で回転させながら基板１０の表面に水を供給する第１のスピン工程と、基板１０を高回転領域の第２の基板回転速度で回転させる第２のスピン工程とを交互に繰り返し行なう。このため、第２のスピン工程で遠心力に起因して生じる洗浄液（水で希釈された洗浄液を含む）の振り切り効果によって、ビアホール１７の内部、特にビアホール１７の底面近傍における洗浄液と水との置換効率が向上するので、水洗工程に要する時間が短くなる。従って、水で希釈された洗浄液によって配線１４（具体的にはアルミニウム合金膜１２）が腐食されてしまうことを抑制できるので、電子デバイスの信頼性を向上させることができる。
【００７０】
また、第１の実施形態によると、第１のスピン工程と第２のスピン工程とを通じて基板１０の表面に水を供給し続けるので、水洗工程を簡単に行なうことができる。
【００７１】
また、第１の実施形態によると、第１のスピン工程で基板１０を低回転領域、具体的には１０〜２００ｒｐｍの第１の基板回転速度で回転させながら基板１０の表面に水を供給するため、第１のスピン工程で基板１０の表面に水を均一に供給することができるので、基板１０の表面を均一に水洗することができる。
【００７２】
また、第１の実施形態によると、第２のスピン工程で基板１０を高回転領域、具体的には４００〜２０００ｒｐｍの第２の基板回転速度で回転させるため、第２のスピン工程で洗浄液（水で希釈された洗浄液を含む）の振り切り効果が確実に生じるので、ビアホール１７の底面近傍における洗浄液と水との置換効率が確実に向上する。
【００７３】
また、第１の実施形態によると、第１の基板回転速度から第２の基板回転速度まで基板回転速度を増大させる加速度、又は第２の基板回転速度から第１の基板回転速度まで基板回転速度を減少させる減速度が毎秒１００〜４００ｒｐｍであるため、スピン型洗浄装置の負荷を軽減しつつ、基板回転速度を変化させることができる。
【００７４】
（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態に係る電子デバイスの製造方法について図面を参照しながら説明する。
【００７５】
図２（ａ）〜（ｃ）は、第２の実施形態に係る電子デバイスの製造方法の各工程を示す断面図である。
【００７６】
まず、図２（ａ）に示すように、半導体ウェハよりなる基板２０上に、第１の窒化チタン膜２１、アルミニウム合金膜２２及び第２の窒化チタン膜２３の積層構造を有する配線２４を形成した後、配線２４の上を含む基板２０上に絶縁膜２５を形成する。その後、絶縁膜２５上にレジスト膜を形成した後、該レジスト膜に対して公知のプロジェクション法によりパターン露光を行ない、その後、パターン露光されたレジスト膜を公知の現像処理法により現像することによって、ビアホール形成領域に開口部を有するレジストパターン２６を形成する。
【００７７】
次に、レジストパターン２６をマスクとして絶縁膜２５及び第２の窒化チタン膜２３に対して順次ドライエッチングを行なって、図２（ｂ）に示すように、ビアホール２７を形成した後、プラズマアッシングによりレジストパターン２６を除去する。このとき、ビアホール２７の壁面及び底面等に反応生成物２８が付着する。
【００７８】
次に、バッチ式のスピン型洗浄装置を用いて（図示省略）、ビアホール２７が設けられた基板２０の表面に、絶縁膜２５に対するエッチング力を有する洗浄液、例えば図８に示す特性を有するフッ素含有洗浄液（「課題を解決するための手段」参照）を供給することにより、図２（ｃ）に示すように、反応生成物２８を除去する。このとき、フッ素含有洗浄液を用いることによって、絶縁膜２５が過度にエッチングされてビアホール２７の形状が著しく変形することはない。
【００７９】
その後、同じスピン型洗浄装置を用いてビアホール２７を水洗する。具体的には、ビアホール２７の水洗工程において、低回転領域（例えば１０〜２００ｒｐｍ）の一定の基板回転速度（第１の基板回転速度）で基板２０を回転させながら基板２０の表面に水を例えば３〜３０秒間供給する第１のスピン工程と、基板２０の表面に水を供給することなく高回転領域（例えば４００〜２０００ｒｐｍ）の一定の基板回転速度（第２の基板回転速度）で基板２０を例えば３〜３０秒間回転させる第２のスピン工程とを繰り返し行なう。その後、基板２０を乾燥させる。
【００８０】
尚、第２の実施形態においては、第１の基板回転速度から第２の基板回転速度まで基板回転速度を増大させる加速度、又は第２の基板回転速度から第１の基板回転速度まで基板回転速度を減少させる減速度を毎秒１００〜４００ｒｐｍに設定する。
【００８１】
また、第２の実施形態においては、第１のスピン工程と第２のスピン工程との間で基板回転速度を変化させている間は、基板２０の表面に水を供給しない。
【００８２】
本願発明者らが、水洗後のビアホール２７の断面形状を調べたところ、図２（ｃ）に示すように、比較例（図９（ｃ）参照）と比べて、ビアホール２７の下側の配線２４を構成するアルミニウム合金膜２２の腐食が抑制されており、絶縁膜２５におけるビアホール２７の近傍部分の下側には小さな空孔しか形成されないことを確認できた。また、アルミニウム合金膜２２の腐食は、基板２０の中心部でも周縁部でもほぼ均一に抑制されていることを確認できた。すなわち、比較例と比べて、ビアホール２７の底面近傍における洗浄液と水との置換効率が基板２０の面内で均一に改善されている。
【００８３】
また、本願発明者らは、図２（ａ）〜（ｃ）に示す方法によって形成された電子デバイスにおける配線２４の信頼性を評価するために、配線２４に対して２００℃の高温下で１０００時間の高温保存試験を行なってみた。その結果、配線２４の高温保存抵抗上昇率は、基板２０の面内で均一に１０〜１５％程度であった。すなわち、比較例における配線８４の高温保存抵抗上昇率（２０〜３０％）と比べて、配線２４の高温保存抵抗上昇率が基板２０の面内で均一に抑制されている。
【００８４】
以上に説明したように、第２の実施形態によると、基板２０上の配線２４の上に設けられたビアホール２７を洗浄液を用いて洗浄した後の水洗工程において、基板２０を低回転領域の第１の基板回転速度で回転させながら基板２０の表面に水を供給する第１のスピン工程と、基板２０を高回転領域の第２の基板回転速度で回転させる第２のスピン工程とを交互に繰り返し行なう。このため、第２のスピン工程で遠心力に起因して生じる洗浄液（水で希釈された洗浄液を含む）の振り切り効果によって、ビアホール２７の内部、特にビアホール２７の底面近傍における洗浄液と水との置換効率が向上するので、水洗工程に要する時間が短くなる。従って、水で希釈された洗浄液によって配線２４（具体的にはアルミニウム合金膜２２）が腐食されてしまうことを抑制できるので、電子デバイスの信頼性を向上させることができる。
【００８５】
また、第２の実施形態によると、高回転領域の第２の基板回転速度を用いた第２のスピン工程で基板２０の表面に水を供給しないため、第２のスピン工程で基板２０の表面へ水を供給する場合と比べて、ビアホール２７の底面近傍における洗浄液と水との置換効率がさらに向上するので、水洗工程に要する時間がより一層短くなる。また、第２のスピン工程において遠心力の作用によって基板２０の周縁部を水が高速で流れることがないため、基板２０の周縁部と中心部との間で、ビアホール２７の底面近傍における洗浄液と水との置換効率がばらつくことを抑制できるので、基板２０の表面を均一に水洗できる。従って、配線２４の腐食を基板２０の面内で均一に抑制できるので、基板２０の面内の全体に亘って良好な特性（具体的には１０〜１５％程度の高温保存抵抗上昇率）を有する配線２４を形成できる。
【００８６】
また、第２の実施形態によると、第１のスピン工程で基板２０を低回転領域、具体的には１０〜２００ｒｐｍの第１の基板回転速度で回転させながら基板２０の表面に水を供給するため、第１のスピン工程で基板２０の表面に水を均一に供給することができるので、基板２０の表面を均一に水洗することができる。
【００８７】
また、第２の実施形態によると、第２のスピン工程で基板２０を高回転領域、具体的には４００〜２０００ｒｐｍの第２の基板回転速度で回転させるため、第２のスピン工程で洗浄液（水で希釈された洗浄液を含む）の振り切り効果が確実に生じるので、ビアホール２７の底面近傍における洗浄液と水との置換効率が確実に向上する。
【００８８】
また、第２の実施形態によると、第１の基板回転速度から第２の基板回転速度まで基板回転速度を増大させる加速度、又は第２の基板回転速度から第１の基板回転速度まで基板回転速度を減少させる減速度が毎秒１００〜４００ｒｐｍであるため、スピン型洗浄装置の負荷を軽減しつつ、基板回転速度を変化させることができる。
【００８９】
（第３の実施形態）
以下、本発明の第３の実施形態に係る電子デバイスの製造方法について図面を参照しながら説明する。
【００９０】
図３（ａ）〜（ｃ）は、第３の実施形態に係る電子デバイスの製造方法の各工程を示す断面図である。
【００９１】
まず、図３（ａ）に示すように、半導体ウェハよりなる基板３０上に、第１の窒化チタン膜３１、アルミニウム合金膜３２及び第２の窒化チタン膜３３の積層構造を有する配線３４を形成した後、配線３４の上を含む基板３０上に絶縁膜３５を形成する。その後、絶縁膜３５上にレジスト膜を形成した後、該レジスト膜に対して公知のプロジェクション法によりパターン露光を行ない、その後、パターン露光されたレジスト膜を公知の現像処理法により現像することによって、ビアホール形成領域に開口部を有するレジストパターン３６を形成する。
【００９２】
次に、レジストパターン３６をマスクとして絶縁膜３５及び第２の窒化チタン膜３３に対して順次ドライエッチングを行なって、図３（ｂ）に示すように、ビアホール３７を形成した後、プラズマアッシングによりレジストパターン３６を除去する。このとき、ビアホール３７の壁面及び底面等に反応生成物３８が付着する。
【００９３】
次に、バッチ式のスピン型洗浄装置を用いて（図示省略）、ビアホール３７が設けられた基板３０の表面に、絶縁膜３５に対するエッチング力を有する洗浄液、例えば図８に示す特性を有するフッ素含有洗浄液（「課題を解決するための手段」参照）を供給することにより、図３（ｃ）に示すように、反応生成物３８を除去した。このとき、フッ素含有洗浄液を用いることによって、絶縁膜３５が過度にエッチングされてビアホール３７の形状が著しく変形することはない。
【００９４】
その後、同じスピン型洗浄装置を用いてビアホール３７を水洗する。具体的には、ビアホール３７の水洗工程において、低回転領域（例えば１０〜２００ｒｐｍ）の一定の基板回転速度（第１の基板回転速度）で基板３０を回転させながら基板３０の表面に水を例えば３〜３０秒間供給する第１のスピン工程と、基板３０の表面に水を供給することなく高回転領域（例えば４００〜２０００ｒｐｍ）の一定の基板回転速度（第２の基板回転速度）で基板３０を例えば３〜３０秒間回転させる第２のスピン工程とを繰り返し行なう。その後、基板３０を乾燥させる。
【００９５】
尚、第３の実施形態においては、第１の基板回転速度から第２の基板回転速度まで基板回転速度を増大させる加速度、又は第２の基板回転速度から第１の基板回転速度まで基板回転速度を減少させる減速度を毎秒６００〜１０００ｒｐｍに設定する。
【００９６】
また、第３の実施形態においては、第１のスピン工程と第２のスピン工程との間で基板回転速度を変化させている間は、基板３０の表面に水を供給しない。
【００９７】
本願発明者らが、水洗後のビアホール３７の断面形状を調べたところ、図３（ｃ）に示すように、比較例（図９（ｃ）参照）と比べて、ビアホール３７の下側の配線３４を構成するアルミニウム合金膜３２の腐食が抑制されており、絶縁膜３５におけるビアホール３７の近傍部分の下側には空孔がほとんど形成されないことを確認できた。また、アルミニウム合金膜３２の腐食は、基板３０の中心部でも周縁部でもほぼ均一に抑制されていることを確認できた。すなわち、比較例と比べて、ビアホール３７の底面近傍における洗浄液と水との置換効率が基板３０の面内で均一に改善されている。
【００９８】
また、本願発明者らは、図３（ａ）〜（ｃ）に示す方法によって形成された電子デバイスにおける配線３４の信頼性を評価するために、配線３４に対して２００℃の高温下で１０００時間の高温保存試験を行なってみた。その結果、配線３４の高温保存抵抗上昇率は、基板３０の面内で均一に５〜１０％程度であった。すなわち、比較例における配線８４の高温保存抵抗上昇率（２０〜３０％）と比べて、配線３４の高温保存抵抗上昇率が基板３０の面内で均一に抑制されている。
【００９９】
以上に説明したように、第３の実施形態によると、基板３０上の配線３４の上に設けられたビアホール３７を洗浄液を用いて洗浄した後の水洗工程において、基板３０を低回転領域の第１の基板回転速度で回転させながら基板３０の表面に水を供給する第１のスピン工程と、基板３０を高回転領域の第２の基板回転速度で回転させる第２のスピン工程とを交互に繰り返し行なう。このため、第２のスピン工程で遠心力に起因して生じる洗浄液（水で希釈された洗浄液を含む）の振り切り効果によって、ビアホール３７の内部、特にビアホール３７の底面近傍における洗浄液と水との置換効率が向上するので、水洗工程に要する時間が短くなる。従って、水で希釈された洗浄液によって配線３４（具体的にはアルミニウム合金膜３２）が腐食されてしまうことを抑制できるので、電子デバイスの信頼性を向上させることができる。
【０１００】
また、第３の実施形態によると、高回転領域の第２の基板回転速度を用いた第２のスピン工程で基板３０の表面に水を供給しないため、第２のスピン工程で基板３０の表面へ水を供給する場合と比べて、ビアホール３７の底面近傍における洗浄液と水との置換効率がさらに向上するので、水洗工程に要する時間がより一層短くなる。また、第２のスピン工程において遠心力の作用によって基板３０の周縁部を水が高速で流れることがないため、基板３０の周縁部と中心部との間で、ビアホール３７の底面近傍における洗浄液と水との置換効率がばらつくことを抑制できるので、基板３０の表面を均一に水洗することができる。従って、配線３４の腐食を基板３０の面内で均一に抑制できるので、基板３０の面内の全体に亘って良好な特性を有する配線３４を形成することができる。
【０１０１】
また、第３の実施形態によると、第１のスピン工程で基板３０を低回転領域、具体的には１０〜２００ｒｐｍの第１の基板回転速度で回転させながら基板３０の表面に水を供給するため、第１のスピン工程で基板３０の表面に洗浄液を均一に供給することができるので、基板３０の表面を均一に水洗することができる。
【０１０２】
また、第３の実施形態によると、第２のスピン工程で基板３０を高回転領域、具体的には４００〜２０００ｒｐｍの第２の基板回転速度で回転させるため、第２のスピン工程で水の振り切り効果が確実に生じるので、ビアホール３７の底面近傍における水の置換効率が確実に向上する。
【０１０３】
また、第３の実施形態によると、第１の基板回転速度から第２の基板回転速度まで基板回転速度を増大させる加速度、又は第２の基板回転速度から第１の基板回転速度まで基板回転速度を減少させる減速度が毎秒６００〜１０００ｒｐｍであるため、第１のスピン工程と第２のスピン工程との間での回転速度の大きな加減速によって、慣性力がさらに強くなって洗浄液（水で希釈された洗浄液を含む）の振り切り効果が増大するので、ビアホール３７の底面近傍における洗浄液と水との置換効率がより一層向上する。このため、水で希釈された洗浄液によって配線３４が腐食されてしまうことをより確実に抑制でき、それにより優れた特性（具体的には５〜１０％程度の高温保存抵抗上昇率）を有する配線３４を形成できるので、電子デバイスの信頼性をより一層向上させることができる。
【０１０４】
表１は、第１〜第３の実施形態に係る電子デバイスの製造方法の特徴を、低回転領域の第１の基板回転速度を用いた第１のスピン工程、及び高回転領域の第２の基板回転速度を用いた第２のスピン工程のそれぞれにおける水の供給の有無と、第１の基板回転速度（低回転領域）から第２の基板回転速度（高回転領域）まで基板回転速度を増大させる加速度（及び第２の基板回転速度から第１の基板回転速度まで基板回転速度を減少させる減速度）とについて示している。
【０１０５】
【表１】
Figure 0004532776
【０１０６】
図４は、第１〜第３の実施形態に係る電子デバイスの製造方法における、基板回転速度の時間変化及び水供給の時間帯のそれぞれを示している。尚、図４において、水ＯＮは水を供給することを意味し、水ＯＦＦは水を供給しないことを意味する。
【０１０７】
図５は、比較例に係る電子デバイスの製造方法、及び第１〜第３の実施形態に係る電子デバイスの製造方法のそれぞれを用いて被処理基板の周縁部及び中心部に形成された配線の高温保存抵抗上昇率を示している。
【０１０８】
表２は、比較例に係る電子デバイスの製造方法、及び第１〜第３の実施形態に係る電子デバイスの製造方法のそれぞれを用いた場合の効果を、配線の高温保存抵抗上昇率を抑制する能力と、配線用導電膜の腐食により生じた空孔の大きさとについて示している。但し、空孔の大きさについては、それが小さいほど良好な結果が得られていることを意味する。
【０１０９】
【表２】
Figure 0004532776
【０１１０】
尚、第１〜第３の実施形態において、バッチ式のスピン型洗浄装置を用いたが、これに代えて、枚葉式のスピン型洗浄装置を用いてもよい。枚葉式のスピン型洗浄装置を用いる場合、第２の基板回転速度の設定範囲である高回転領域として、４００〜４０００ｒｐｍを用いることができる。
【０１１１】
また、第１〜第３の実施形態において、洗浄液として、図８に示す特性を有するフッ素含有洗浄液を用いたが、各実施形態で用いることができる洗浄液は特に限定されるものではない。
【０１１２】
また、第１〜第３の実施形態において、水洗工程における水の温度としては、例えば１８〜２５℃程度の常温でよいが、水洗工程の前の洗浄工程で粘度の高い洗浄液を用いるときのように水洗工程で洗浄液と水との置換効率が悪くなる場合には、水を例えば３５〜６０℃程度に加熱して用いてもよい。
【０１１３】
また、第１〜第３の実施形態において、水洗工程における水の温度、第１及び第２のスピン工程のそれぞれを行なう時間、並びに第１及び第２のスピン工程を交互に繰り返し行なう総水洗時間等は、水洗工程の前の洗浄工程で用いる洗浄液の種類、又は基板上に設けられる配線の構造若しくは材料等を考慮して適切に決定されることが好ましい。
【０１１４】
また、第１〜第３の実施形態において、被処理基板に対する水の供給方法としては、被処理基板を回転させながら被処理基板に対して、水をシャワー状に噴霧してもよいし、水を吐出してもよいし、又は水を連続的若しくは間欠的に滴下してもよい。
【０１１５】
また、第１〜第３の実施形態において、配線上に形成された絶縁膜に対してドライエッチングを行なってビアホールを形成した後、該ビアホールの壁面又は底面等に付着した反応生成物を洗浄液を用いて除去し、その後、ビアホールを水洗する場合を対象としたが、これに限られず、例えば、ＭＯＳトランジスタ上に形成された絶縁膜に対してドライエッチングを行なってコンタクトホールを形成した後、該コンタクトホールの壁面又は底面等に付着した反応生成物を洗浄液を用いて除去し、その後、コンタクトホールを水洗するする場合を対象としてもよい。また、絶縁膜上に形成された導電膜に対してドライエッチングを行なって配線パターンを形成した後、該配線パターンの壁面等に付着した反応生成物を洗浄液を用いて除去し、その後、配線パターンを水洗する場合を対象としてもよい。さらに、例えばデュアルダマシン法等により絶縁膜に配線用溝を形成した後、該配線用溝の壁面又は底面等に付着した反応生成物を洗浄液を用いて除去し、その後、配線用溝を水洗する場合を対象としてもよい。
【０１１６】
【発明の効果】
本発明によると、被処理基板の表面を洗浄液を用いて洗浄した後の水洗工程において、被処理基板を第１の回転速度で回転させながら被処理基板の表面に水を供給する第１のスピン工程と、被処理基板を第１の回転速度よりも大きい第２の回転速度で回転させる第２のスピン工程とを交互に繰り返し行なうため、第２のスピン工程で遠心力に起因して生じる洗浄液の振り切り効果によって、被処理基板の表面における洗浄液と水との置換効率が向上する。従って、水洗工程に要する時間が短くなるため、被処理基板上に配線等の導電パターンが設けられている場合にも、水で希釈された洗浄液によって導電パターンが腐食されてしまうことを抑制できるので、電子デバイスの信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第１の実施形態に係る電子デバイスの製造方法の各工程を示す断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第２の実施形態に係る電子デバイスの製造方法の各工程を示す断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第３の実施形態に係る電子デバイスの製造方法の各工程を示す断面図である。
【図４】本発明の第１〜第３の実施形態に係る電子デバイスの製造方法における、基板回転速度の時間変化及び水供給の時間帯のそれぞれを示す図である。
【図５】比較例に係る電子デバイスの製造方法、及び本発明の第１〜第３の実施形態に係る電子デバイスの製造方法のそれぞれを用いて被処理基板の周縁部及び中心部に形成された配線の高温保存抵抗上昇率を示す図である。
【図６】枚葉式のスピン型洗浄装置を用いて半導体ウェハよりなる被処理基板の表面を水洗している様子を示す図である。
【図７】バッチ式のスピン型洗浄装置を用いて半導体ウェハよりなる被処理基板の表面を水洗している様子を示す図である。
【図８】洗浄液の水による希釈倍率と、洗浄液による導電膜のエッチングレートとの関係の一例を示す図である。
【図９】（ａ）〜（ｃ）は比較例に係る電子デバイスの製造方法の各工程を示す断面図である。
【図１０】ビアホールが設けられた被処理基板を洗浄液を用いて洗浄した後の水洗工程において、被処理基板を低回転領域の基板回転速度で回転させながら被処理基板の表面に水を供給しているときのビアホール周辺の水の様子を示す図である。
【図１１】（ａ）は枚葉式のスピン型洗浄装置を用いて被処理基板を低回転領域の基板回転速度で回転させながら被処理基板の表面を水洗している様子を模式的に示す図であり、（ｂ）は枚葉式のスピン型洗浄装置を用いて被処理基板を高回転領域の基板回転速度で回転させながら被処理基板の表面を水洗している様子を模式的に示す図である。
【図１２】（ａ）はバッチ式のスピン型洗浄装置を用いて被処理基板を低回転領域の基板回転速度で回転させながら被処理基板の表面を水洗している様子を模式的に示す図であり、（ｂ）はバッチ式のスピン型洗浄装置を用いて被処理基板を高回転領域の基板回転速度で回転させながら被処理基板の表面を水洗している様子を模式的に示す図である。
【図１３】（ａ）は、図１０に示す低回転領域の基板回転速度を用いたスピン工程の後に、ビアホールが形成された被処理基板の表面に水を供給することなく該被処理基板を高回転領域の基板回転速度で回転させているときのビアホール周辺の水の様子を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す高回転領域の基板回転速度を用いたスピン工程の直後に、ビアホールが形成された被処理基板を低回転領域の基板回転速度で回転させながら該被処理基板の表面に水を供給しているときのビアホール周辺の洗浄液の様子を示す図である。
【符号の説明】
１０ 基板
１１ 第１の窒化チタン膜
１２ アルミニウム合金膜
１３ 第２の窒化チタン膜
１４ 配線
１５ 絶縁膜
１６ レジストパターン
１７ ビアホール
１８ 反応生成物
２０ 基板
２１ 第１の窒化チタン膜
２２ アルミニウム合金膜
２３ 第２の窒化チタン膜
２４ 配線
２５ 絶縁膜
２６ レジストパターン
２７ ビアホール
２８ 反応生成物
３０ 基板
３１ 第１の窒化チタン膜
３２ アルミニウム合金膜
３３ 第２の窒化チタン膜
３４ 配線
３５ 絶縁膜
３６ レジストパターン
３７ ビアホール
３８ 反応生成物
６０ 被処理基板
６１ モーター
６２ ノズル
６３ 水
７０ 被処理基板
７１ モーター
７２ ローター
７３ ノズル
７４ 水
８０ 基板
８１ 第１の窒化チタン膜
８２ アルミニウム合金膜
８３ 第２の窒化チタン膜
８４ 配線
８５ 絶縁膜
８６ レジストパターン
８７ ビアホール
８８ 反応生成物
８９ 空孔

Claims (17)

  1. 被処理基板の表面を洗浄液を用いて洗浄する工程と、
    洗浄後の前記被処理基板の表面を水洗する工程とを備え、
    前記被処理基板の表面を水洗する工程は、前記被処理基板を第１の回転速度で回転させながら前記被処理基板の表面に水を供給する第１のスピン工程と、前記被処理基板を前記第１の回転速度よりも大きい第２の回転速度で回転させながら前記被処理基板の表面に水を供給する第２のスピン工程とを同一のスピン型洗浄装置を用いて交互に繰り返し行なう工程を含み、
    前記被処理基板の表面には開口部を有する絶縁膜が形成されており、
    前記開口部の底面には導電膜が露出していることを特徴とする基板洗浄方法。
  2. 被処理基板の表面を洗浄液を用いて洗浄する工程と、
    洗浄後の前記被処理基板の表面を水洗する工程とを備え、
    前記被処理基板の表面を水洗する工程は、前記被処理基板を第１の回転速度で回転させながら前記被処理基板の表面に水を供給する第１のスピン工程と、前記被処理基板の表面に水を供給することなく前記被処理基板を前記第１の回転速度よりも大きい第２の回転速度で回転させる第２のスピン工程とを同一のスピン型洗浄装置を用いて交互に繰り返し行なう工程を含み、
    前記被処理基板の表面には開口部を有する絶縁膜が形成されており、
    前記開口部の底面には導電膜が露出していることを特徴とする基板洗浄方法。
  3. 前記洗浄液はフッ素を含有する薬液であり、
    前記導電膜はアルミニウムを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の基板洗浄方法。
  4. 前記スピン型洗浄装置はバッチ式又は枚葉式であることを特徴とする請求項１又は２に記載の基板洗浄方法。
  5. 前記第１の回転速度は１０〜２００ｒｐｍであることを特徴とする請求項１又は２に記載の基板洗浄方法。
  6. 前記第２の回転速度は４００〜２０００ｒｐｍであることを特徴とする請求項１又は２に記載の基板洗浄方法。
  7. 前記第１の回転速度から前記第２の回転速度まで回転速度を増大させる加速度、又は前記第２の回転速度から前記第１の回転速度まで回転速度を減少させる減速度は毎秒１００〜４００ｒｐｍであることを特徴とする請求項１又は２に記載の基板洗浄方法。
  8. 前記第１の回転速度から前記第２の回転速度まで回転速度を増大させる加速度、又は前記第２の回転速度から前記第１の回転速度まで回転速度を減少させる減速度は毎秒６００〜１０００ｒｐｍであることを特徴とする請求項２に記載の基板洗浄方法。
  9. 基板上に形成された導電パターン上に絶縁膜を形成する工程と、
    レジストパターンをマスクとして前記絶縁膜に対してドライエッチングを行なって、前記絶縁膜に前記導電パターンを露出する凹部を形成する工程と、
    前記凹部の壁面又は底面に付着した反応生成物を洗浄液を用いて除去する工程と、
    前記反応生成物が除去された前記凹部を水洗する工程とを備え、
    前記凹部を水洗する工程は、前記基板を第１の回転速度で回転させながら前記基板の表面に水を供給する第１のスピン工程と、前記基板を前記第１の回転速度よりも大きい第２の回転速度で回転させながら前記基板の表面に水を供給する第２のスピン工程とを同一のスピン型洗浄装置を用いて交互に繰り返し行なう工程を含むことを特徴とする電子デバイスの製造方法。
  10. 基板上に形成された導電パターン上に絶縁膜を形成する工程と、
    レジストパターンをマスクとして前記絶縁膜に対してドライエッチングを行なって、前記絶縁膜に前記導電パターンを露出する凹部を形成する工程と、
    前記凹部の壁面又は底面に付着した反応生成物を洗浄液を用いて除去する工程と、
    前記反応生成物が除去された前記凹部を水洗する工程とを備え、
    前記凹部を水洗する工程は、前記基板を第１の回転速度で回転させながら前記基板の表面に水を供給する第１のスピン工程と、前記基板の表面に水を供給することなく前記基板を前記第１の回転速度よりも大きい第２の回転速度で回転させる第２のスピン工程とを同一のスピン型洗浄装置を用いて交互に繰り返し行なう工程を含むことを特徴とする電子デバイスの製造方法。
  11. 前記洗浄液はフッ素を含む薬液であり、
    前記導電パターンはアルミニウムを含むことを特徴とする請求項９又は１０に記載の電子デバイスの製造方法。
  12. 前記スピン型洗浄装置はバッチ式又は枚葉式であることを特徴とする請求項９又は１０に記載の電子デバイスの製造方法。
  13. 前記第１の回転速度は１０〜２００ｒｐｍであることを特徴とする請求項９又は１０に記載の電子デバイスの製造方法。
  14. 前記第２の回転速度は４００〜２０００ｒｐｍであることを特徴とする請求項９又は１０に記載の電子デバイスの製造方法。
  15. 前記第１の回転速度から前記第２の回転速度まで回転速度を増大させる加速度、又は前記第２の回転速度から前記第１の回転速度まで回転速度を減少させる減速度は毎秒１００〜４００ｒｐｍであることを特徴とする請求項９又は１０に記載の電子デバイスの製造方法。
  16. 前記第１の回転速度から前記第２の回転速度まで回転速度を増大させる加速度、又は前記第２の回転速度から前記第１の回転速度まで回転速度を減少させる減速度は毎秒６００〜１０００ｒｐｍであることを特徴とする請求項１０に記載の電子デバイスの製造方法。
  17. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の基板洗浄方法又は請求項９〜１６のいずれか１項に記載の電子デバイスの製造方法を用いて製造されていることを特徴とする電子デバイス。
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