JP3644770B2 - 水斑点の防止のための半導体装置の洗浄方法およびその装置 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水斑点の防止のための半導体装置の洗浄方法およびその装置に関する。さらに詳細には、半導体の製造工程において、ウェーハを洗浄してから膜上に水斑点が残らず、完全に除去できるようにした半導体装置の洗浄方法と、これを実現するための洗浄液の供給およびドレーン装置を最終の洗浄槽に形成した半導体の洗浄装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置の製造に際して、ポリシリコン膜上にケイ化物（ＷＳｉ）を堆積させる工程を行う前には、前記ポリシリコン膜とケイ化物膜との間の接着性を良好にするために、純水（Ｄ．Ｉ：Deionized water）とフッ化水素酸（ＨＦ）との混合液（ＤＨＦ）の溶液を用いてウェーハの前処理洗浄が行われる。
【０００３】
しかしながら、従来の半導体の製造工程においては、前記ポリシリコン膜を堆積させた前記ウェーハをＤＨＦ（通常、純粋対ＨＦの比率＝１００：１）により洗浄しているので、前記ポリシリコン膜上に水斑点が残存する場合が発生することがある。すなわち、図１（ａ）、図１（ｂ）に示すように、シリコン基板１００上に、シリコン酸化膜１１０とポリシリコン膜１２０が形成された状態で、ケイ化物１３０を堆積させるために、前記ポリシリコン膜１２０の表面を前記ＤＨＦにより洗浄すると、前記ポリシリコン膜１２０とケイ化物１３０の界面に水斑点１２１がしばしば残存する。
【０００４】
したがって、図１（ｃ）に示すように、前記ケイ化物１３０上にフォトレジスト１４０のパターンを形成してから選択的に下部のケイ化物１３０とポリシリコン膜１２０をプラズマエッチング（等方性エッチング）する場合、これらの界面間の前記水斑点１２１が一種の酸化膜の成分のように作用するので、図１（ｄ）に示すように、前記水斑点１２１の下部のポリシリコン膜がエッチングされずに残存するようになる。
【０００５】
このような現象は、前記下部ゲート酸化膜１１０がエッチングされないようにするために、前記ポリシリコン膜と酸化膜との膜質による選択比を非常に高く設定した場合によく発生し、甚だしい場合には、ブリッジ現象を示すこともある。
【０００６】
前記のようにポリシリコン膜１２０の洗浄後に前記水斑点が残存するということは、洗浄された前記ウェーハの完全な乾燥が実行されなかったことによるものである。
【０００７】
このように、半導体装置に致命的な影響を及ぼす前記水斑点は、ＤＨＦの処理後における回転乾燥の際して、ロボットが最終の洗浄槽から前記ウェーハを取り上げてローディングしているが、このとき前記ポリシリコン膜１２０に付いている純水が回転乾燥時に残されて形成される。
【０００８】
ここで、従来の半導体の洗浄装置における最終の洗浄槽の構成について、図２を参照して説明する。
【０００９】
最終の洗浄槽１０には、洗浄液の供給制御用の空気弁２０が設けられた前記洗浄液の供給管路１と、前記洗浄液のドレーン制御用の手動バルブ４０が設けられたドレーン管路３とがそれぞれ具備されている。そして、前記供給管路１上には、前記洗浄液を、前記空気弁２０をバイパスして前記洗浄槽１０に供給し得るように、補助管路２が形成されている。この補助管路２上には、この管路を通じて流通する前記洗浄液の制御のための手動バルブ３０が設置されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このように構成されている最終の洗浄槽１０においては、前記ポリシリコン膜１２０の洗浄を終了したときには、ロボットが最終の洗浄槽１０から前記ウェーハを持ち上げ、前記洗浄液の供給を遮断しながら洗浄液をドレーンさせているので、前記ポリシリコン膜１２０上に前記洗浄液が多量に付着してしまい、乾燥時に完全に除去しきれずに水斑点として残存する。
【００１１】
したがって、本発明は、前記問題点を解決するために創出されたもので、その目的は、半導体の製造工程において、前記ウェーハの洗浄後に前記ウェーハから前記洗浄液を除去し得る水斑点の防止のための半導体装置の洗浄方法を提供することにある。
【００１２】
また、本発明の他の目的は、前記ウェーハの洗浄後における水斑点の形成防止のために、前記最終の洗浄槽から前記洗浄液がスロードレーンされるようにして前記ウェーハの表面張力により前記ウェーハ上に前記洗浄液を少量しか付着させず、乾燥時に完全に除去できるようにした水斑点の防止のための半導体装置の洗浄装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記本発明の目的を達成するための水斑点の防止のための半導体装置の洗浄方法は、
半導体装置の製造工程の中でウェーハを洗浄するに際して、最終の洗浄段階で前記ウェーハを洗浄した後に、前記洗浄液から前記ウェーハをゆっくり離脱させて前記ウェーハの表面張力によって前記ウェーハの膜上に水斑点が付かないようにしたことにその特徴がある。
前記洗浄液から前記ウェーハをゆっくり離脱させる方法としては、前記ウェーハを洗浄した後に、前記洗浄液から前記ウェーハをゆっくり持ち上げるとか、前記洗浄槽から前記洗浄液をゆっくりドレーンさせる方法があり、前記２つの方法を一緒に適用しても差し支えない。
【００１４】
また、本発明の水斑点の防止のための半導体装置の洗浄装置は、
半導体の洗浄装置における前記最終の洗浄槽に、前記洗浄液の供給調節のための第１、第２空気弁と、洗浄液が前記第１空気弁をバイパスし得るものの手動バルブによって制御されるようにした補助管路が形成された前記洗浄液の供給管路と、前記洗浄液のドレーン調節用の空気弁がそれぞれ設置された複数個のドレーン管路が設置されて、前記ウェーハの洗浄後に、前記洗浄液の供給を遮断されながら前記複数個のドレーン管路が順次的に開放されるようにして前記洗浄槽内の前記洗浄液がスロードレーンされて前記ウェーハの表面張力による作用によって前記ウェーハの膜上に水斑点が付かないようにしたことにその特徴がある。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【００１６】
図３は、水斑点の防止のために本発明の半導体の洗浄装置における最終の洗浄槽に設置される洗浄液の供給およびスロードレーン装置を示したものである。
【００１７】
同図において、前記最終の洗浄槽１０の下端部には、洗浄液の前記洗浄液の供給管路１と、３個のドレーン管路３、３ａ、３ｂが形成されている。そして、それぞれの管路上には、手動バルブと空気弁が選択的に形成されている。
【００１８】
前記洗浄液の供給管路１上には、洗浄液供給用および遮断用空気弁２０、２１がそれぞれ設置されており、供給される前記洗浄液が前記空気弁２０をバイパスされるように補助管路２が形成されており、この補助管路２上には、この管路を通じて流れる前記洗浄液の制御用の手動バルブ３０が設置されている。
【００１９】
前記洗浄液の前記ドレーン管路３、３ａ、３ｂには、各管路にそれぞれ前記洗浄液のドレーン制御用の空気弁４１、４２、４３が形成されている。
【００２０】
このように構成された本発明の装置においては、半導体の製造工程中に前記ウェーハを最後に洗浄する段階において、洗浄しようとする前記ウェーハが前記ロボットによって前記最終の洗浄槽１０内に移送され、一定の時間が経過して洗浄された後に、前記ウェーハを前記ロボットが取り上げて回転乾燥器に移送する瞬間、すなわち前記ウェーハを前記最終の洗浄槽１０から持ち上げる瞬間に、前記供給管路１に設置された洗浄液遮断用の空気弁２１を作動させて、前記最終の洗浄槽１０内への洗浄液の供給を遮断すると共に、前記ドレーン管路３、３ａ、３ｂの前記空気弁４１、４２、４３を一定の時間間隔をおいて開放し、前記最終の洗浄槽１０内の前記洗浄液をゆっくりドレーンさせる。したがって、前記最終の洗浄槽１０内の前記洗浄液が減少されながら、前記ウェーハは、ゆっくり持ち上げられるようになるので、前記ウェーハの表面張力によって前記ウェーハから前記洗浄液が容易に脱離される。したがって、前記ウェーハに水が付くことが防止できる。
【００２１】
【発明の効果】
以上詳しく説明したように、本発明においては、半導体の製造工程中のウェーハの洗浄時にウェーハに水斑点が発生する現象を防ぐことによって、以降の工程における水斑点の残存によるアンエッチ（Ｕｎｅｔｃｈ）現象を防止することができて、半導体の製造歩留まりを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来の一般的な半導体装置の製造工程を示す図である。
【図２】 従来の半導体の製造装置における最終の洗浄槽の構成図である。
【図３】 本発明の半導体の製造装置における最終の洗浄槽の構成図である。
【符号の説明】
１、２、３、３ａ、３ｂ 管路
１０ 最終の洗浄槽
２０、２１、４１、４２、４３ 空気弁
３０、４０ 手動バルブ
１００ シリコン基板
１１０ ゲート酸化膜
１２０ ポリシリコン膜
１２１ 水斑点
１３０ ケイ化物
１４０ フォトレジスト

Claims (5)

  1. 半導体装置の製造工程の中でウェーハを洗浄することにおいて、
    洗浄槽内の洗浄液から前記ウェーハを持ち上げるのと同時に、前記洗浄槽の底部に配置された第１ドレーン管路を開放し、これにより、この第１ドレーン管路を通して前記洗浄槽から洗浄液をドレーンし；
    前記第１ドレーン管路の開放の後に、前記第１ドレーン管路を通して洗浄液がドレーンされている最中になおかつ前記ウェーハが前記洗浄槽の洗浄液から持ち上げられている最中に、前記洗浄槽の底部に配置された第２ドレーン管路を開放し；
    前記第２ドレーン管路の開放の後に、前記第１ドレーン管路と前記第２ドレーン管路とを通して洗浄液がドレーンされている最中になおかつ前記ウェーハが前記洗浄槽の洗浄液から持ち上げられている最中に、前記洗浄槽の底部に配置された第３ドレーン管路を開放し；
    このように、複数のドレーン管路を順次的に開放することによって、前記洗浄槽からの洗浄液のスロードレーンを達成することを特徴とする水斑点の防止のための半導体装置の洗浄方法。
  2. 前記ウェーハを洗浄した後に、前記洗浄液から前記ウェーハをゆっくり持ち上げることを特徴とする請求項１記載の水斑点の防止のための半導体装置の洗浄方法。
  3. 前記ウェーハを洗浄した後に、前記洗浄槽から前記洗浄液をゆっくりドレーンさせることを特徴とする請求項１記載の水斑点の防止のための半導体装置の洗浄方法。
  4. 前記ウェーハを洗浄した後に、前記洗浄槽から前記ウェーハをゆっくり持ち上げながら前記洗浄液をスロードレーンさせることを特徴とする請求項１記載の水斑点の防止のための半導体装置の洗浄方法。
  5. 半導体装置の洗浄装置において、
    最終の洗浄槽に洗浄液の供給調節のための第１、第２空気弁が設置されており、前記第１空気弁を前記洗浄液がバイパスされるように手動バルブを有する補助管路が形成された前記洗浄液の供給管路と、前記洗浄液のドレーン調節用の空気弁がそれぞれ設置された複数個のドレーン管路が設けられ、前記ウェーハの洗浄後に、前記洗浄液の供給を遮断されながら前記複数個のドレーン管路が順次的に開放されるようにして洗浄槽内の前記洗浄液がスロードレーンされて前記ウェーハの表面張力による作用によって前記ウェーハの膜上に水斑点が付かないようにしたことを特徴とする水斑点の防止のための半導体装置の洗浄装置。
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