半導体装置の製造方法およびその製造装置
【課題】半導体基板のベベル部に付着した付着物を効果的に除去することができ、製品の歩留りの低下を抑制させた半導体装置の製造方法およびこれに用いられる製造装置を提供する。
【解決手段】半導体装置の製造方法は、保持チャック３１に保持された半導体基板１０のベベル部をリングヒーター３０を用いて加熱する工程（ａ）と、工程（ａ）の後、吐出ノズル３２から噴出された洗浄液３３により、半導体基板１０のベベル部を洗浄する工程（ｂ）とを備えている。工程（ａ）では、リングヒーター３０をベベル部における上面と側面と下面とを覆うように設置する。
【解決手段】半導体装置の製造方法は、保持チャック３１に保持された半導体基板１０のベベル部をリングヒーター３０を用いて加熱する工程（ａ）と、工程（ａ）の後、吐出ノズル３２から噴出された洗浄液３３により、半導体基板１０のベベル部を洗浄する工程（ｂ）とを備えている。工程（ａ）では、リングヒーター３０をベベル部における上面と側面と下面とを覆うように設置する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば半導体基板などの洗浄工程に用いる半導体装置の製造装置とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、半導体素子の高集積化および微細化が進むにつれて、付着物による半導体装置の歩留りの低下が顕著になってきている。その中でも、ドライエッチング時に半導体基板のエッジ付近やベベル部（辺縁部の面取りされた部分）に付着した異物および生成物は、後の工程で使用する設備にパーティクルとして再付着することで、製品の歩留まりが低下する要因の１つとなっている。しかしながら、エッジ付近およびベベル部に付着した異物および生成物の除去は、エッジ付近やベベル部が局部的な位置であること、そして下地膜へのダメージを考慮しなければならないことから非常に困難であり、その除去方法の実施例は数少ない。
【０００３】
ここで、ドライエッチング時にベベル部に付着した膜、異物、および生成物などの付着物は、その後の工程で使用する設備のアームあるいはＦＯＵＰ（Ｆｒｏｎｔ Ｏｐｅｎｉｎｇ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｐｏｄ）等の半導体基板キャリアと接触することでベベル部から剥離した後、設備内に堆積したり、半導体基板の表面に再付着する。その結果、設備内に付着するパーティクルが増加することで設備の稼働率が低下してしまう。また、投影露光時に半導体基板の表面に付着した付着物が障害となりパターン形成が不完全となることで、半導体素子が電気的に絶縁もしくは短絡状態になるなど、歩留りの低下の原因となるおそれがある。これらの不具合を防止するためには、半導体基板のエッジ付近およびベベル部に付着した付着物を効率良く除去する必要がある。そこで、従来の半導体装置の製造工程では、上述の不具合を防ぐため、半導体基板上に膜を形成した後、もしくは半導体基板の加工後に、半導体基板のエッジ部分を洗浄する工程が設けられている。
【０００４】
図９は、従来の第１の半導体装置の洗浄装置の概略を示す断面図である。従来の第１の半導体装置の洗浄装置は、図９に示すように、洗浄チャンバー８５と、半導体基板８３を保持するための回転チャック８２と、半導体基板８３の表面および裏面をそれぞれ洗浄するための表面洗浄用ノズル８４および裏面洗浄用ノズル８１とを備えている。この裏面洗浄用ノズル８１は半導体基板８３の径方向に自由に移動できる構造を有しているため、回転チャック８２に吸着保持された半導体基板８３を回転させながら薬液を供給することで、半導体基板８３の裏面における平面的に見て回転チャック８２と重ならない部分を洗浄することができる。この洗浄方法によれば、半導体基板８３の裏面までも洗浄することができ、且つ、半導体基板８３に供給する薬液の種類や条件などの洗浄条件を変更することができる。その結果、効率良く半導体基板８３の裏面におけるエッジ部分に付着した付着物を取り除くことができる（特許文献１参照）。
【０００５】
また、図１０は従来の第２の半導体装置の洗浄装置の概略を示す断面図である。図１０に示すように、従来の第２の半導体装置の洗浄装置は、半導体基板９０を保持するための真空チャック９６と、ボウル９１の内側側面に設けられ、半導体基板９０のエッジ部を洗浄するための洗浄機構９２とを備えている。洗浄機構９２は、半導体基板９０のエッジを囲むようにコの字型に形成されたブラシ９４と、ブラシ９４の外側を囲む洗浄ブラシ９３と、ボウル９１の側面から半導体基板９０のエッジへ水平に洗浄ブラシ９３およびブラシ９４を移動させるための移送装置９５とから構成されている。なお、洗浄ブラシ９３およびブラシ９４は、ボウル９１の側面に形成された開口部を通って、ボウル９１の外に備えられた移送装置９５と接合されている。また、移送装置９５は油圧を利用したアクチュエータにより電気モータの回転を制御するように設けられている。
【０００６】
従来の第２の半導体装置の製造装置において、真空チャック９６により吸着保持された半導体基板９０のエッジを洗浄する際には、半導体基板９０を回転させながら、移送装置９５により洗浄ブラシ９３をボウル９１の側面から半導体基板９０のエッジまで水平に移動させる。この時、半導体基板９０の上面とブラシ９４が平面的に見て約１ｍｍ分の幅で重なるように、且つ、半導体基板９０の下面とブラシ９４が平面的に見て約２ｍｍ分の幅で重なるように、洗浄ブラシ９３のコの字型の凹み部分に半導体基板９０のエッジ部を挿入する。半導体基板９０とブラシ９４が接触する際には、洗浄液がブラシ９４から半導体基板９０へ一定に噴射される。その後、半導体基板９０のエッジの洗浄が完了すると、移送装置９５により洗浄ブラシ９３をエッジからボウル９１の側面まで水平に移動させる。このような従来の第２の半導体装置の製造装置では、エッジを洗浄する際に、ボウル９１の内壁にぶつかった反動で付着物が再度半導体基板９０の表面を汚染するのを抑制することができる（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平６−１６３３８５号公報
【特許文献２】特開平９−２２３６６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述の従来の第１の半導体装置の製造装置では、裏面洗浄用ノズル８１を用いることで、半導体基板の裏面におけるエッジ部分に付着した付着物に対する除去性能を向上させているが、半導体基板の表面におけるエッジ部分およびベベル部は十分に洗浄されていない可能性がある。さらに、半導体基板の裏面におけるエッジ部分のみを制御して局所的に洗浄しているわけではないため、異物が残留するおそれがある。
【０００８】
また、上述の従来の第２の半導体装置の製造装置では、ブラシを用いて、ブラシから洗浄液を吐出させることで、半導体基板の両面におけるエッジ部およびベベル部の付着物の除去性能を向上させているが、ブラシが半導体基板と接触し、その接触度合いを制御できないため、異物のクロスコンタミやブラシが半導体基板へ及ぼす物理ダメージが発生するおそれがある。
【０００９】
さらに、上述の従来技術は、専ら半導体基板のエッジ付近あるいはベベル部に非連続的に付着する付着物を対象にしたものであり、ドライエッチング時に半導体基板のエッジ付近やベベル部に一様に付着した生成物の除去に関しては、ほとんど考慮されていない。ここで、ドライエッチング時には、主な生成物としてＣ、Ｈ、Ｆを含んだ粘性を有するポリマーが、厚さが数〜数百ｎｍで半導体基板のエッジ付近やベベル部に連続的に付着する。このため、上述の従来技術による付着物の除去方法では、下地膜や素子形成領域にダメージを与えることなくポリマー膜を溶解させたり、物理的に除去することが難しい。
【００１０】
上記の不具合を鑑み、本発明は、半導体基板のベベル部に付着した付着物を効果的に除去することができ、製品の歩留りの低下を抑制させた半導体装置の製造方法およびこれに用いられる製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の半導体装置の製造方法は、基板保持機構に保持された半導体基板のベベル部を加熱機構を用いて加熱する工程（ａ）と、前記工程（ａ）の後、前記半導体基板のベベル部を洗浄液により洗浄する工程（ｂ）とを備えている。
【００１２】
この方法によれば、例えばエッチング工程後に半導体基板に付着したポリマー膜に対して、工程（ａ）で半導体基板のベベル部を加熱することにより、該ベベル部に付着したポリマーの結合の一部を切断させることができ、ポリマー膜を脆化することができる。これにより、ポリマー膜と半導体基板の密着性が悪化するため、工程（ｂ）でベベル部を洗浄することで、該ベベル部に付着したポリマー膜を比較的容易に取り除くことが可能となる。このため、本発明の半導体装置の製造方法では、付着物によるパーティクルの発生を抑制でき、後の工程で使用する設備や半導体基板の素子形成領域上にパーティクルが再付着することを抑えることができる。その結果、従来の方法に比べて良好な歩留まりで、半導体装置を製造することができる。
【００１３】
なお、前記工程（ａ）では、水蒸気により前記半導体基板のベベル部を加熱してもよい。この場合、比較的低温（約１００℃）で半導体基板を加熱できるため、半導体基板上に形成された素子に与える熱影響を抑えることができ、素子特性の劣化を引き起こすことなく半導体装置を製造することができる。
【００１４】
また、前記工程（ａ）では、前記ベベル部における上面と側面と下面とを覆うヒーターを用いて加熱してもよい。この場合、半導体基板のベベル部を選択的に加熱することができるため、より効率的にポリマー膜を脆化させ、ポリマー膜の除去効率を向上させることができる。
【００１５】
また、前記工程（ａ）では、レーザーを照射することにより前記半導体基板のベベル部を加熱してもよい。この場合、半導体基板を局所的に加熱することができるため、半導体基板上に形成された素子に与える熱影響をより抑えることができる。なお、前記レーザーの波長は１μｍ以上であると、より効果的にポリマーの結合を切断させることができるため望ましい。
【００１６】
また、前記工程（ａ）では、前記半導体基板のベベル部に酸素を供給しながら前記ベベル部を加熱してもよい。この場合、酸化作用によりポリマーの結合の切断を促進させることができるため、ポリマーの脆化が起こりやすくなり、ポリマー膜の除去効率を向上させることができる。
【００１７】
次に、本発明の半導体装置の製造装置は、半導体基板を保持するための基板保持機構と、前記半導体基板のベベル部を加熱するための加熱機構と、洗浄液を吐出し、前記半導体基板のベベル部を洗浄するための洗浄機構とを備えている。
【００１８】
この構成によれば、半導体基板を洗浄する際に、半導体基板のベベル部を選択的に加熱および洗浄することができるため、ベベル部に付着した付着物を効率良く除去することができる。その結果、本発明の半導体装置の製造装置を用いると、付着物によるパーティクルの発生が抑制され、比較的歩留まりが良く半導体装置を製造することが可能となる。
【００１９】
なお、前記加熱機構が前記半導体基板のベベル部の上面と下面と側面とを覆うヒーターであれば、より効果的にベベル部に付着した付着物を加熱することができ、付着物の除去効率を向上させることができる。
【００２０】
また、前記加熱機構は、レーザーを照射する機構であってもよい。さらに、前記加熱機構は、水蒸気を吐出するノズルを有していてもよい。
【００２１】
なお、前記半導体基板のベベル部に酸素を導入するための酸素ガス導入口をさらに備えていてもよい。これにより、酸素を供給しながら半導体基板を加熱することができるため、酸化作用を利用してより効果的に半導体基板を洗浄することができる。
【００２２】
また、前記半導体基板のベベル部を冷却するための冷却ガス導入口をさらに備えていてもよい。この場合、半導体基板のベベル部を加熱するだけでなく、冷却することもできるため、半導体基板に付着した付着物に熱ストレスを与えることで、より効果的に付着物を取り除くことが可能となる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の半導体装置の製造方法およびそれに用いられる製造装置によれば、半導体基板のベベル部を効率良く加熱して、洗浄することができるため、該ベベル部に付着した付着物と半導体基板の密着性を悪化させ、該付着物を効率良く除去することができる。その結果、パーティクルの発生を抑えることができ、製品の歩留まりの低下が抑制された半導体装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法およびそれに用いられる製造装置について図１〜図３（ａ）、（ｂ）を参照しながら説明する。なお、本発明では、半導体装置の製造方法およびそれに用いられる製造装置として、例えば銅配線を形成する際のドライエッチング工程後に行われる半導体基板の洗浄方法およびそれに用いられる洗浄装置を挙げて説明する。
【００２５】
図１は、本実施形態に係る半導体装置の製造方法で用いる半導体基板の周辺部を示す断面図である。同図に示すように、本発明においては、半導体基板１０における辺縁部の面取りされた部分をベベル部（点線で囲まれた部分）１２と称し、ベベル部１２の側面をベベル端面１１とする。ここで、以下に述べる半導体基板１０のエッジからの距離は、ベベル端面１１を始点としたものとする。なお、半導体基板１０の下面上には、保護膜１３として窒化膜または酸化膜が形成されている。
【００２６】
ここで、ドライエッチング工程時に形成された生成物（ポリマー）は、ドライエッチング後の灰化処理を経て、図２に示すようなポリマー膜となり、半導体基板などに堆積する。図２は、灰化処理後の半導体基板のベベル部を示す断面図である。同図に示すように、ドライエッチング時に生成された付着物はポリマー膜２１として、上面上だけでなく下面上にも回り込むように半導体基板１０のベベル部に付着する。そのベベル部の下面上に付着したポリマー膜２１の膜厚は例えば２００ｎｍ程度であり、ポリマー膜２１は半導体基板１０のエッジからの距離がおよそ３ｍｍ程度内の領域に付着している。
【００２７】
以上のようなポリマー膜が付着した半導体基板の洗浄方法とそれに用いられる洗浄装置について、図３（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。
【００２８】
図３（ａ）、（ｂ）は、それぞれ本実施形態における半導体装置の製造装置の構成を示す断面図および上面図である。同図に示すように、本実施形態における第１の半導体装置の製造装置（第１の製造装置）は、半導体基板１０を保持するためのバキュームタイプの保持チャック３１と、半導体基板１０を洗浄する洗浄液３３を吐出するための吐出ノズル３２と、半導体基板１０のベベル部１２（図１参照）における下面と側面と上面とを囲むようにコの字型に形成された抵抗加熱型のリングヒーター３０とを備えている。なお、保持チャック３１は回転機構を有しており、半導体基板１０を回転させながら洗浄を行うことができる。また、リングヒーター３０は半導体基板１０の主面に平行な方向（矢印方向）に移動することができる。
【００２９】
次に、第１の製造装置を用いた半導体基板の洗浄方法について説明する。
【００３０】
最初に、半導体基板１０を第１の製造装置のチャンバー（図示せず）内に挿入し、バキュームタイプの保持チャック３１により所定の場所に固定する。続いて、半導体基板１０のエッジ部およびベベル部を囲むように、リングヒーター３０を設置し、例えば３００℃で３分間、半導体基板１０を加熱する。
【００３１】
次に、半導体基板１０のエッジ部およびベベル部に向けて、吐出ノズル３２より、例えば純水３３を１０００ｍＬ／ｍｉｎの流量で１２０秒間吐出する。これにより、半導体基板１０に付着したポリマー膜２１が除去される。なお、従来の加熱工程が設けられていない製造方法では、純水により半導体基板１０を洗浄しても、ポリマー膜２１を完全に除去することができなかった。以上の方法により、半導体基板１０の洗浄を行うことができる。
【００３２】
本実施形態の半導体装置の製造方法によれば、リングヒーター３０により半導体基板１０のエッジ部およびベベル部を選択的に加熱することで、該ベベル部に付着したポリマーの結合の一部が切断され、ポリマー膜２１（図２参照）を脆化させることができるため、半導体基板１０とポリマー膜２１との密着性を悪くすることができる。これにより、後の工程で水を半導体基板へ噴出することで比較的容易にベベル部に付着したポリマー膜２１を除去することが可能となる。その結果、付着物によるパーティクルの発生を抑制でき、後の工程で使用する設備や半導体基板１０の素子形成領域上にパーティクルが再付着することを抑えることができるので、従来の方法に比べて製品の歩留まりを向上させることができる。
【００３３】
また、本実施形態の半導体装置の製造方法では、高温での熱処理を長時間加えるなどの過剰な洗浄処理を行う必要がないため、半導体基板上に形成された素子の特性劣化を引き起こすことなく、半導体基板を洗浄することができる。
【００３４】
なお、本実施形態の製造方法においては、半導体基板の温度としては、２５０℃以上とすることが好ましい。この理由について、図４を用いて説明する。図４は、本実施形態における半導体基板の加熱温度とベベル部における欠陥数を示す図である。同図が示すように、半導体基板の温度が高くなるほど、ベベル部における欠陥数も少なくなり、付着物の除去性能が向上することがわかる。従って、本発明においては、２５０℃以上の温度になるように半導体基板を加熱することが好ましい。
【００３５】
（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の製造方法およびそれに用いられる製造装置について図５を参照しながら説明する。なお、本実施形態における第２の半導体装置の製造装置（第２の製造装置）は、リングヒーターの構成が上述の第１の製造装置と異なっている。従って、リングヒーター以外の第１の製造装置と同様な構成部分については、簡単に述べる。
【００３６】
図５は、第２の製造装置の構成を示す断面図である。同図に示すように、第２の製造装置は、半導体基板１０を保持するための保持チャック３１と、半導体基板１０を洗浄する洗浄液３３を吐出するための吐出ノズル３２と、半導体基板１０のベベル部１２（図１参照）における下面と側面と上面とを囲むようにコの字型に形成された抵抗加熱型のリングヒーター３０とを備えている。ここで、第２の製造装置では、リングヒーター３０は酸素ガス導入口３５を有しており、半導体基板１０へ酸素を導入しながら加熱処理を行うことができる。
【００３７】
次に、第２の製造装置を用いた半導体基板の洗浄方法について説明する。なお、上述の第１の実施形態の製造方法と同様な部分は簡略化して述べる。
【００３８】
最初に、半導体基板１０を第２の製造装置のチャンバー（図示せず）内に挿入し、保持チャック３１により所定の場所に固定する。その後、半導体基板１０のエッジ部およびベベル部を囲むように、リングヒーター３０を設置し、酸素ガス導入口３５より酸素を供給しながら、半導体基板１０を例えば３００℃で３分間加熱する。なお、酸素ガスは例えば５００ｍＬ／ｍｉｎの流量で半導体基板１０へ導入する。
【００３９】
次に、半導体基板１０のエッジ部およびベベル部に向けて、吐出ノズル３２より例えば純水３３を１０００ｍＬ／ｍｉｎの流量で１２０秒間吐出する。これにより、半導体基板１０に付着したポリマー膜２１が除去される。以上の方法により、半導体基板１０の洗浄を行うことができる。
【００４０】
本実施形態の半導体装置の製造方法によれば、第１の実施形態の製造方法と同様に、リングヒーター３０により半導体基板１０のエッジ部およびベベル部を選択的に加熱することで、該ベベル部に付着したポリマーの結合の一部を切断させることができる。さらに、酸素を供給しながら半導体基板１０を加熱することで、酸化作用によりポリマーの結合の切断を促進させることができるため、ポリマー膜２１の脆化がより起こりやすく、第１の実施形態の製造方法に比べて、ベベル部に付着したポリマー膜２１をより効率的に除去することが可能となる。その結果、パーティクルの発生が抑制され、歩留まりが比較的良好な半導体装置を製造することが可能となる。
【００４１】
（第３の実施形態）
以下、本発明の第３の実施形態に係る半導体装置の製造方法およびそれに用いられる製造装置について図６を参照しながら説明する。なお、本実施形態における第３の半導体装置の製造装置（第３の製造装置）は、加熱機構としてリングヒーターの代わりにレーザー光源を備えている点が第１の製造装置と異なっている。従って、第１の製造装置と同様な構成部分については簡単に述べる。
【００４２】
図６は、第３の製造装置の構成を示す断面図である。同図に示すように、第３の製造装置は、半導体基板を保持するための保持チャックと、半導体基板１０を洗浄する洗浄液３３を吐出するための吐出ノズル３２と、レーザー光４２を発振するためのレーザー光源４１と、レーザー光源４１からのレーザー光４２を半導体基板１０のベベル部１２（図１参照）へ集光させるレーザー集光レンズ４３とを備えている。なお、レーザー光４２はレーザー光源４１より発振され、レーザー集光レンズ４３により半導体基板１０上に集光されることで、半導体基板１０のベベル部を局所的に加熱することができる。また、半導体基板１０を回転させながらレーザー光４２を照射することにより、半導体基板１０の辺縁部全体を加熱することができる。
【００４３】
次に、第３の製造装置を用いた半導体基板の洗浄方法について説明する。
なお、上述の第１の実施形態の製造方法と同様な部分は簡略化して述べる。
【００４４】
最初に、半導体基板１０を第３の製造装置のチャンバー（図示せず）内に挿入し、保持チャック３１により所定の場所に固定する。その後、半導体基板１０を回転させながら、半導体基板のエッジ部およびベベル部にレーザー光４２を照射する。ここで、例えば炭酸ガスレーザー（波長が１０．６μｍ）を用いて、出力０．５Ｗで３分間の照射を行う。また、この時の半導体基板１０の回転数は例えば５００ｒｐｍである。
【００４５】
次に、半導体基板１０のエッジ部およびベベル部に向けて吐出ノズル３２より例えば純水３３を吐出することで、半導体基板１０に付着したポリマー膜２１を除去する。以上の方法により、半導体基板１０の洗浄を行うことができる。
【００４６】
本実施形態の半導体装置の製造方法によれば、レーザー照射により半導体基板１０のエッジ部およびベベル部を選択的に加熱することで、該ベベル部に付着したポリマーの結合の一部を切断させ、ポリマー膜２１を脆化させることができる。これにより、半導体基板１０とポリマー膜２１との密着性が悪化するため、比較的容易にポリマー膜２１を除去することが可能となる。その結果、パーティクルが製品に混入することを抑制でき、良好な歩留まりで半導体装置を製造することができる。
【００４７】
また、本実施形態の半導体装置の製造方法では、加熱機構としてレーザーを用いることで、第１の実施形態に比べてより局所的に半導体基板１０を加熱することが可能となる。これにより、半導体基板１０に形成された素子に与える熱影響を小さくすることができるため、素子特性の劣化を引き起こすことなく、半導体装置を製造することができる。
【００４８】
また、本実施形態の製造方法で用いるレーザーの波長としては、１μｍ以上であることが望ましい。ここで、ドライエッチング時に生成するポリマー膜２１の主成分はフルオロカーボン系の物質であり、ポリマー膜２１はＣ−Ｈ結合およびＣ−Ｆ結合から主に構成されている。そして、これらの結合の波長吸収帯は赤外線領域（１μｍ以上）に広く存在する。従って、赤外線領域（１μｍ以上）の波長を有するレーザーを用いることで、より効果的にポリマーの結合を切断させることができる。
【００４９】
（第４の実施形態）
以下、本発明の第４の実施形態に係る半導体装置の製造方法およびそれに用いられる製造装置について図６を参照しながら説明する。なお、本実施形態における第４の半導体装置の製造装置（第４の製造装置）は、加熱機構として、リングヒーターの代わりにノズルを備えている点が上述の第１の製造装置と異なっている。従って、第１の実施形態と同様な構成部分については、簡単に述べる。
【００５０】
図７は、第４の製造装置の構成を示す断面図である。同図に示すように、第４の製造装置は、半導体基板１０を保持するための保持チャック３１と、半導体基板１０を洗浄するための吐出ノズル３２と、半導体基板１０のエッジ部およびベベル部に水蒸気５２を吐出するためのノズル５１とを備えている。
【００５１】
第４の製造装置では、水蒸気発生装置（図示せず）で生成された水蒸気５２をノズル５１より半導体基板１０へ供給することで、半導体基板１０のベベル部を加熱することができる。
【００５２】
次に、第４の製造装置を用いた半導体基板の洗浄方法について説明する。なお、上述の第１の実施形態の製造方法と同様な部分は簡略化して述べる。
【００５３】
最初に、半導体基板１０を第４の製造装置のチャンバー（図示せず）内に挿入し、保持チャック３１により所定の場所に固定する。その後、半導体基板１０を回転させながら、半導体基板１０のエッジ部およびベベル部に向けて、ノズル５１より水蒸気５２を吐出する。ここでは、水蒸気５２を例えば１５００ｍＬ／ｍｉｎの流量で２分間噴出する。また、半導体基板１０の回転数は例えば１０００ｒｐｍである。
【００５４】
次に、半導体基板１０のエッジ部およびベベル部に向けて吐出ノズル３２より例えば純水３３を吐出することで、半導体基板１０に付着したポリマー膜２１を除去する。以上の方法により、半導体基板１０の洗浄を行うことができる。
【００５５】
本実施形態の半導体装置の製造方法によれば、水蒸気５２により半導体基板１０のエッジ部およびベベル部を選択的に加熱することで、該ベベル部に付着したポリマー膜２１を膨潤させ、ポリマーの結合の一部を切断させることができる。これにより、ポリマー膜２１を脆化させることで、ポリマー膜２１と半導体基板１０との密着性が悪化するため、比較的容易にポリマー膜２１を除去することが可能となる。
【００５６】
また、本実施形態の半導体装置の製造方法では、水蒸気を用いることにより、比較的低温（約１００℃）で半導体基板を加熱できるため、半導体基板１０に形成された素子に与える熱影響を抑えることができ、素子特性の劣化を引き起こすことなく半導体装置を製造することができる。
【００５７】
（第５の実施形態）
以下、本発明の第５の実施形態に係る半導体装置の製造方法およびそれに用いられる製造装置について図８を参照しながら説明する。なお、本実施形態における第５の半導体装置の製造装置（第５の製造装置）は、第１の製造装置に冷却ガス導入口がさらに備えられた構成となっている。従って、第１の製造装置と同様な構成部分については、簡単に述べる。
【００５８】
図８は、第５の製造装置の構成を示す断面図である。同図に示すように、第５の製造装置は、半導体基板１０を保持するための保持チャック３１と、半導体基板１０を洗浄するための吐出ノズル３２と、半導体基板１０のベベル部１２（図１参照）における下面と側面と上面とを囲むようにコの字型に形成された抵抗加熱型のリングヒーター３０と、半導体基板１０のベベル部に冷却ガスを供給するための冷却ガス導入口６１とを備えている。
【００５９】
第５の半導体装置では、冷却ガス６２を冷却ガス導入口６１より半導体基板１０へ供給することで、半導体基板１０のベベル部を冷却することができる。
【００６０】
次に、第５の製造装置を用いた半導体基板の洗浄方法について説明する。なお、上述の第１の実施形態の製造方法と同様な部分は簡略化して述べる。
【００６１】
最初に、半導体基板１０を第５の製造装置のチャンバー（図示せず）内に挿入し、保持チャック３１により所定の場所に固定する。続いて、半導体基板１０のエッジ部およびベベル部を囲むように、リングヒーター３０を設置し、例えば３００℃で３分間、半導体基板１０を加熱する。
【００６２】
次に、冷却ガス導入口６１より冷却ガス６２を半導体基板１０のエッジ部およびベベル部に向けて吹き付ける。ここで、冷却ガス６２としては、例えば液体窒素（７７Ｋ）で冷却したＨｅ（ヘリウム）ガスを用いる。この場合、半導体基板１０のベベル部に作用するＨｅガスの温度は約−１００℃となる。
【００６３】
続いて、半導体基板１０のエッジ部およびベベル部に向けて吐出ノズル３２より例えば純水３３を吐出することで、半導体基板１０に付着したポリマー膜２１を除去する。以上の方法により、半導体基板１０の洗浄を行うことができる。
【００６４】
本実施形態の半導体装置の製造方法によれば、リングヒーター３０により半導体基板１０のエッジ部およびベベル部を選択的に加熱することで、該ベベル部に付着したポリマーの結合の一部を切断させることができ、ポリマー膜２１を脆化させることできる。さらに、半導体基板１０のベベル部を加熱した後、急激に冷却することで、該ベベル部に熱ストレスを付加することにより、ポリマー膜２１と半導体基板１０との密着性をより悪化させることができる。その結果、本実施形態の半導体装置の製造方法では、より効率的にポリマー膜２１を除去することが可能となる。
【００６５】
なお、本発明における各実施形態の製造方法では、銅配線を形成する際のドライエッチング工程後における半導体基板の洗浄方法を挙げて説明したが、これに限定されるものではない。また、ポリマー膜を除去する工程では、純水を半導体基板へ噴出して洗浄する物理的な方法を挙げたが、これに限定されるものではなく、化学な洗浄方法を用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明の半導体装置の製造方法およびそれに用いられる製造装置は、例えばドライエッチング工程後の半導体基板の洗浄に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法で用いる半導体基板の周辺部を示す断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る灰化処理後の半導体基板のベベル部を示す断面図である。
【図３】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ第１の製造装置の構成を示す断面図および上面図である。
【図４】第１の実施形態における半導体基板の加熱温度とベベル部における欠陥数を示す図である。
【図５】本発明の第２の製造装置の構成を示す断面図である。
【図６】本発明の第３の製造装置の構成を示す断面図である。
【図７】本発明の第４の製造装置の構成を示す断面図である。
【図８】本発明の第５の製造装置の構成を示す断面図である。
【図９】従来の第１の半導体装置の洗浄装置の概略を示す断面図である。
【図１０】従来の第２の半導体装置の洗浄装置の概略を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６８】
１０ 半導体基板
１１ ベベル端面
１２ ベベル部
１３ 保護膜
２１ ポリマー膜
３０ リングヒーター
３１ 保持チャック
３２ 吐出ノズル
３３ 洗浄液
３５ 酸素ガス導入口
４１ レーザー光源
４２ レーザー光
４３ レーザー集光レンズ
５１ ノズル
５２ 水蒸気
６１ 冷却ガス導入口
６２ 冷却ガス
８１ 裏面洗浄用ノズル
８２ 回転チャック
８３ 半導体基板
８４ 表面洗浄用ノズル
８５ 洗浄チャンバー
９０ 半導体基板
９１ ボウル
９２ 洗浄機構
９３ 洗浄ブラシ
９４ ブラシ
９５ 移送装置
９６ 真空チャック
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば半導体基板などの洗浄工程に用いる半導体装置の製造装置とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、半導体素子の高集積化および微細化が進むにつれて、付着物による半導体装置の歩留りの低下が顕著になってきている。その中でも、ドライエッチング時に半導体基板のエッジ付近やベベル部（辺縁部の面取りされた部分）に付着した異物および生成物は、後の工程で使用する設備にパーティクルとして再付着することで、製品の歩留まりが低下する要因の１つとなっている。しかしながら、エッジ付近およびベベル部に付着した異物および生成物の除去は、エッジ付近やベベル部が局部的な位置であること、そして下地膜へのダメージを考慮しなければならないことから非常に困難であり、その除去方法の実施例は数少ない。
【０００３】
ここで、ドライエッチング時にベベル部に付着した膜、異物、および生成物などの付着物は、その後の工程で使用する設備のアームあるいはＦＯＵＰ（Ｆｒｏｎｔ Ｏｐｅｎｉｎｇ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｐｏｄ）等の半導体基板キャリアと接触することでベベル部から剥離した後、設備内に堆積したり、半導体基板の表面に再付着する。その結果、設備内に付着するパーティクルが増加することで設備の稼働率が低下してしまう。また、投影露光時に半導体基板の表面に付着した付着物が障害となりパターン形成が不完全となることで、半導体素子が電気的に絶縁もしくは短絡状態になるなど、歩留りの低下の原因となるおそれがある。これらの不具合を防止するためには、半導体基板のエッジ付近およびベベル部に付着した付着物を効率良く除去する必要がある。そこで、従来の半導体装置の製造工程では、上述の不具合を防ぐため、半導体基板上に膜を形成した後、もしくは半導体基板の加工後に、半導体基板のエッジ部分を洗浄する工程が設けられている。
【０００４】
図９は、従来の第１の半導体装置の洗浄装置の概略を示す断面図である。従来の第１の半導体装置の洗浄装置は、図９に示すように、洗浄チャンバー８５と、半導体基板８３を保持するための回転チャック８２と、半導体基板８３の表面および裏面をそれぞれ洗浄するための表面洗浄用ノズル８４および裏面洗浄用ノズル８１とを備えている。この裏面洗浄用ノズル８１は半導体基板８３の径方向に自由に移動できる構造を有しているため、回転チャック８２に吸着保持された半導体基板８３を回転させながら薬液を供給することで、半導体基板８３の裏面における平面的に見て回転チャック８２と重ならない部分を洗浄することができる。この洗浄方法によれば、半導体基板８３の裏面までも洗浄することができ、且つ、半導体基板８３に供給する薬液の種類や条件などの洗浄条件を変更することができる。その結果、効率良く半導体基板８３の裏面におけるエッジ部分に付着した付着物を取り除くことができる（特許文献１参照）。
【０００５】
また、図１０は従来の第２の半導体装置の洗浄装置の概略を示す断面図である。図１０に示すように、従来の第２の半導体装置の洗浄装置は、半導体基板９０を保持するための真空チャック９６と、ボウル９１の内側側面に設けられ、半導体基板９０のエッジ部を洗浄するための洗浄機構９２とを備えている。洗浄機構９２は、半導体基板９０のエッジを囲むようにコの字型に形成されたブラシ９４と、ブラシ９４の外側を囲む洗浄ブラシ９３と、ボウル９１の側面から半導体基板９０のエッジへ水平に洗浄ブラシ９３およびブラシ９４を移動させるための移送装置９５とから構成されている。なお、洗浄ブラシ９３およびブラシ９４は、ボウル９１の側面に形成された開口部を通って、ボウル９１の外に備えられた移送装置９５と接合されている。また、移送装置９５は油圧を利用したアクチュエータにより電気モータの回転を制御するように設けられている。
【０００６】
従来の第２の半導体装置の製造装置において、真空チャック９６により吸着保持された半導体基板９０のエッジを洗浄する際には、半導体基板９０を回転させながら、移送装置９５により洗浄ブラシ９３をボウル９１の側面から半導体基板９０のエッジまで水平に移動させる。この時、半導体基板９０の上面とブラシ９４が平面的に見て約１ｍｍ分の幅で重なるように、且つ、半導体基板９０の下面とブラシ９４が平面的に見て約２ｍｍ分の幅で重なるように、洗浄ブラシ９３のコの字型の凹み部分に半導体基板９０のエッジ部を挿入する。半導体基板９０とブラシ９４が接触する際には、洗浄液がブラシ９４から半導体基板９０へ一定に噴射される。その後、半導体基板９０のエッジの洗浄が完了すると、移送装置９５により洗浄ブラシ９３をエッジからボウル９１の側面まで水平に移動させる。このような従来の第２の半導体装置の製造装置では、エッジを洗浄する際に、ボウル９１の内壁にぶつかった反動で付着物が再度半導体基板９０の表面を汚染するのを抑制することができる（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平６−１６３３８５号公報
【特許文献２】特開平９−２２３６６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述の従来の第１の半導体装置の製造装置では、裏面洗浄用ノズル８１を用いることで、半導体基板の裏面におけるエッジ部分に付着した付着物に対する除去性能を向上させているが、半導体基板の表面におけるエッジ部分およびベベル部は十分に洗浄されていない可能性がある。さらに、半導体基板の裏面におけるエッジ部分のみを制御して局所的に洗浄しているわけではないため、異物が残留するおそれがある。
【０００８】
また、上述の従来の第２の半導体装置の製造装置では、ブラシを用いて、ブラシから洗浄液を吐出させることで、半導体基板の両面におけるエッジ部およびベベル部の付着物の除去性能を向上させているが、ブラシが半導体基板と接触し、その接触度合いを制御できないため、異物のクロスコンタミやブラシが半導体基板へ及ぼす物理ダメージが発生するおそれがある。
【０００９】
さらに、上述の従来技術は、専ら半導体基板のエッジ付近あるいはベベル部に非連続的に付着する付着物を対象にしたものであり、ドライエッチング時に半導体基板のエッジ付近やベベル部に一様に付着した生成物の除去に関しては、ほとんど考慮されていない。ここで、ドライエッチング時には、主な生成物としてＣ、Ｈ、Ｆを含んだ粘性を有するポリマーが、厚さが数〜数百ｎｍで半導体基板のエッジ付近やベベル部に連続的に付着する。このため、上述の従来技術による付着物の除去方法では、下地膜や素子形成領域にダメージを与えることなくポリマー膜を溶解させたり、物理的に除去することが難しい。
【００１０】
上記の不具合を鑑み、本発明は、半導体基板のベベル部に付着した付着物を効果的に除去することができ、製品の歩留りの低下を抑制させた半導体装置の製造方法およびこれに用いられる製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の半導体装置の製造方法は、基板保持機構に保持された半導体基板のベベル部を加熱機構を用いて加熱する工程（ａ）と、前記工程（ａ）の後、前記半導体基板のベベル部を洗浄液により洗浄する工程（ｂ）とを備えている。
【００１２】
この方法によれば、例えばエッチング工程後に半導体基板に付着したポリマー膜に対して、工程（ａ）で半導体基板のベベル部を加熱することにより、該ベベル部に付着したポリマーの結合の一部を切断させることができ、ポリマー膜を脆化することができる。これにより、ポリマー膜と半導体基板の密着性が悪化するため、工程（ｂ）でベベル部を洗浄することで、該ベベル部に付着したポリマー膜を比較的容易に取り除くことが可能となる。このため、本発明の半導体装置の製造方法では、付着物によるパーティクルの発生を抑制でき、後の工程で使用する設備や半導体基板の素子形成領域上にパーティクルが再付着することを抑えることができる。その結果、従来の方法に比べて良好な歩留まりで、半導体装置を製造することができる。
【００１３】
なお、前記工程（ａ）では、水蒸気により前記半導体基板のベベル部を加熱してもよい。この場合、比較的低温（約１００℃）で半導体基板を加熱できるため、半導体基板上に形成された素子に与える熱影響を抑えることができ、素子特性の劣化を引き起こすことなく半導体装置を製造することができる。
【００１４】
また、前記工程（ａ）では、前記ベベル部における上面と側面と下面とを覆うヒーターを用いて加熱してもよい。この場合、半導体基板のベベル部を選択的に加熱することができるため、より効率的にポリマー膜を脆化させ、ポリマー膜の除去効率を向上させることができる。
【００１５】
また、前記工程（ａ）では、レーザーを照射することにより前記半導体基板のベベル部を加熱してもよい。この場合、半導体基板を局所的に加熱することができるため、半導体基板上に形成された素子に与える熱影響をより抑えることができる。なお、前記レーザーの波長は１μｍ以上であると、より効果的にポリマーの結合を切断させることができるため望ましい。
【００１６】
また、前記工程（ａ）では、前記半導体基板のベベル部に酸素を供給しながら前記ベベル部を加熱してもよい。この場合、酸化作用によりポリマーの結合の切断を促進させることができるため、ポリマーの脆化が起こりやすくなり、ポリマー膜の除去効率を向上させることができる。
【００１７】
次に、本発明の半導体装置の製造装置は、半導体基板を保持するための基板保持機構と、前記半導体基板のベベル部を加熱するための加熱機構と、洗浄液を吐出し、前記半導体基板のベベル部を洗浄するための洗浄機構とを備えている。
【００１８】
この構成によれば、半導体基板を洗浄する際に、半導体基板のベベル部を選択的に加熱および洗浄することができるため、ベベル部に付着した付着物を効率良く除去することができる。その結果、本発明の半導体装置の製造装置を用いると、付着物によるパーティクルの発生が抑制され、比較的歩留まりが良く半導体装置を製造することが可能となる。
【００１９】
なお、前記加熱機構が前記半導体基板のベベル部の上面と下面と側面とを覆うヒーターであれば、より効果的にベベル部に付着した付着物を加熱することができ、付着物の除去効率を向上させることができる。
【００２０】
また、前記加熱機構は、レーザーを照射する機構であってもよい。さらに、前記加熱機構は、水蒸気を吐出するノズルを有していてもよい。
【００２１】
なお、前記半導体基板のベベル部に酸素を導入するための酸素ガス導入口をさらに備えていてもよい。これにより、酸素を供給しながら半導体基板を加熱することができるため、酸化作用を利用してより効果的に半導体基板を洗浄することができる。
【００２２】
また、前記半導体基板のベベル部を冷却するための冷却ガス導入口をさらに備えていてもよい。この場合、半導体基板のベベル部を加熱するだけでなく、冷却することもできるため、半導体基板に付着した付着物に熱ストレスを与えることで、より効果的に付着物を取り除くことが可能となる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の半導体装置の製造方法およびそれに用いられる製造装置によれば、半導体基板のベベル部を効率良く加熱して、洗浄することができるため、該ベベル部に付着した付着物と半導体基板の密着性を悪化させ、該付着物を効率良く除去することができる。その結果、パーティクルの発生を抑えることができ、製品の歩留まりの低下が抑制された半導体装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法およびそれに用いられる製造装置について図１〜図３（ａ）、（ｂ）を参照しながら説明する。なお、本発明では、半導体装置の製造方法およびそれに用いられる製造装置として、例えば銅配線を形成する際のドライエッチング工程後に行われる半導体基板の洗浄方法およびそれに用いられる洗浄装置を挙げて説明する。
【００２５】
図１は、本実施形態に係る半導体装置の製造方法で用いる半導体基板の周辺部を示す断面図である。同図に示すように、本発明においては、半導体基板１０における辺縁部の面取りされた部分をベベル部（点線で囲まれた部分）１２と称し、ベベル部１２の側面をベベル端面１１とする。ここで、以下に述べる半導体基板１０のエッジからの距離は、ベベル端面１１を始点としたものとする。なお、半導体基板１０の下面上には、保護膜１３として窒化膜または酸化膜が形成されている。
【００２６】
ここで、ドライエッチング工程時に形成された生成物（ポリマー）は、ドライエッチング後の灰化処理を経て、図２に示すようなポリマー膜となり、半導体基板などに堆積する。図２は、灰化処理後の半導体基板のベベル部を示す断面図である。同図に示すように、ドライエッチング時に生成された付着物はポリマー膜２１として、上面上だけでなく下面上にも回り込むように半導体基板１０のベベル部に付着する。そのベベル部の下面上に付着したポリマー膜２１の膜厚は例えば２００ｎｍ程度であり、ポリマー膜２１は半導体基板１０のエッジからの距離がおよそ３ｍｍ程度内の領域に付着している。
【００２７】
以上のようなポリマー膜が付着した半導体基板の洗浄方法とそれに用いられる洗浄装置について、図３（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。
【００２８】
図３（ａ）、（ｂ）は、それぞれ本実施形態における半導体装置の製造装置の構成を示す断面図および上面図である。同図に示すように、本実施形態における第１の半導体装置の製造装置（第１の製造装置）は、半導体基板１０を保持するためのバキュームタイプの保持チャック３１と、半導体基板１０を洗浄する洗浄液３３を吐出するための吐出ノズル３２と、半導体基板１０のベベル部１２（図１参照）における下面と側面と上面とを囲むようにコの字型に形成された抵抗加熱型のリングヒーター３０とを備えている。なお、保持チャック３１は回転機構を有しており、半導体基板１０を回転させながら洗浄を行うことができる。また、リングヒーター３０は半導体基板１０の主面に平行な方向（矢印方向）に移動することができる。
【００２９】
次に、第１の製造装置を用いた半導体基板の洗浄方法について説明する。
【００３０】
最初に、半導体基板１０を第１の製造装置のチャンバー（図示せず）内に挿入し、バキュームタイプの保持チャック３１により所定の場所に固定する。続いて、半導体基板１０のエッジ部およびベベル部を囲むように、リングヒーター３０を設置し、例えば３００℃で３分間、半導体基板１０を加熱する。
【００３１】
次に、半導体基板１０のエッジ部およびベベル部に向けて、吐出ノズル３２より、例えば純水３３を１０００ｍＬ／ｍｉｎの流量で１２０秒間吐出する。これにより、半導体基板１０に付着したポリマー膜２１が除去される。なお、従来の加熱工程が設けられていない製造方法では、純水により半導体基板１０を洗浄しても、ポリマー膜２１を完全に除去することができなかった。以上の方法により、半導体基板１０の洗浄を行うことができる。
【００３２】
本実施形態の半導体装置の製造方法によれば、リングヒーター３０により半導体基板１０のエッジ部およびベベル部を選択的に加熱することで、該ベベル部に付着したポリマーの結合の一部が切断され、ポリマー膜２１（図２参照）を脆化させることができるため、半導体基板１０とポリマー膜２１との密着性を悪くすることができる。これにより、後の工程で水を半導体基板へ噴出することで比較的容易にベベル部に付着したポリマー膜２１を除去することが可能となる。その結果、付着物によるパーティクルの発生を抑制でき、後の工程で使用する設備や半導体基板１０の素子形成領域上にパーティクルが再付着することを抑えることができるので、従来の方法に比べて製品の歩留まりを向上させることができる。
【００３３】
また、本実施形態の半導体装置の製造方法では、高温での熱処理を長時間加えるなどの過剰な洗浄処理を行う必要がないため、半導体基板上に形成された素子の特性劣化を引き起こすことなく、半導体基板を洗浄することができる。
【００３４】
なお、本実施形態の製造方法においては、半導体基板の温度としては、２５０℃以上とすることが好ましい。この理由について、図４を用いて説明する。図４は、本実施形態における半導体基板の加熱温度とベベル部における欠陥数を示す図である。同図が示すように、半導体基板の温度が高くなるほど、ベベル部における欠陥数も少なくなり、付着物の除去性能が向上することがわかる。従って、本発明においては、２５０℃以上の温度になるように半導体基板を加熱することが好ましい。
【００３５】
（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の製造方法およびそれに用いられる製造装置について図５を参照しながら説明する。なお、本実施形態における第２の半導体装置の製造装置（第２の製造装置）は、リングヒーターの構成が上述の第１の製造装置と異なっている。従って、リングヒーター以外の第１の製造装置と同様な構成部分については、簡単に述べる。
【００３６】
図５は、第２の製造装置の構成を示す断面図である。同図に示すように、第２の製造装置は、半導体基板１０を保持するための保持チャック３１と、半導体基板１０を洗浄する洗浄液３３を吐出するための吐出ノズル３２と、半導体基板１０のベベル部１２（図１参照）における下面と側面と上面とを囲むようにコの字型に形成された抵抗加熱型のリングヒーター３０とを備えている。ここで、第２の製造装置では、リングヒーター３０は酸素ガス導入口３５を有しており、半導体基板１０へ酸素を導入しながら加熱処理を行うことができる。
【００３７】
次に、第２の製造装置を用いた半導体基板の洗浄方法について説明する。なお、上述の第１の実施形態の製造方法と同様な部分は簡略化して述べる。
【００３８】
最初に、半導体基板１０を第２の製造装置のチャンバー（図示せず）内に挿入し、保持チャック３１により所定の場所に固定する。その後、半導体基板１０のエッジ部およびベベル部を囲むように、リングヒーター３０を設置し、酸素ガス導入口３５より酸素を供給しながら、半導体基板１０を例えば３００℃で３分間加熱する。なお、酸素ガスは例えば５００ｍＬ／ｍｉｎの流量で半導体基板１０へ導入する。
【００３９】
次に、半導体基板１０のエッジ部およびベベル部に向けて、吐出ノズル３２より例えば純水３３を１０００ｍＬ／ｍｉｎの流量で１２０秒間吐出する。これにより、半導体基板１０に付着したポリマー膜２１が除去される。以上の方法により、半導体基板１０の洗浄を行うことができる。
【００４０】
本実施形態の半導体装置の製造方法によれば、第１の実施形態の製造方法と同様に、リングヒーター３０により半導体基板１０のエッジ部およびベベル部を選択的に加熱することで、該ベベル部に付着したポリマーの結合の一部を切断させることができる。さらに、酸素を供給しながら半導体基板１０を加熱することで、酸化作用によりポリマーの結合の切断を促進させることができるため、ポリマー膜２１の脆化がより起こりやすく、第１の実施形態の製造方法に比べて、ベベル部に付着したポリマー膜２１をより効率的に除去することが可能となる。その結果、パーティクルの発生が抑制され、歩留まりが比較的良好な半導体装置を製造することが可能となる。
【００４１】
（第３の実施形態）
以下、本発明の第３の実施形態に係る半導体装置の製造方法およびそれに用いられる製造装置について図６を参照しながら説明する。なお、本実施形態における第３の半導体装置の製造装置（第３の製造装置）は、加熱機構としてリングヒーターの代わりにレーザー光源を備えている点が第１の製造装置と異なっている。従って、第１の製造装置と同様な構成部分については簡単に述べる。
【００４２】
図６は、第３の製造装置の構成を示す断面図である。同図に示すように、第３の製造装置は、半導体基板を保持するための保持チャックと、半導体基板１０を洗浄する洗浄液３３を吐出するための吐出ノズル３２と、レーザー光４２を発振するためのレーザー光源４１と、レーザー光源４１からのレーザー光４２を半導体基板１０のベベル部１２（図１参照）へ集光させるレーザー集光レンズ４３とを備えている。なお、レーザー光４２はレーザー光源４１より発振され、レーザー集光レンズ４３により半導体基板１０上に集光されることで、半導体基板１０のベベル部を局所的に加熱することができる。また、半導体基板１０を回転させながらレーザー光４２を照射することにより、半導体基板１０の辺縁部全体を加熱することができる。
【００４３】
次に、第３の製造装置を用いた半導体基板の洗浄方法について説明する。
なお、上述の第１の実施形態の製造方法と同様な部分は簡略化して述べる。
【００４４】
最初に、半導体基板１０を第３の製造装置のチャンバー（図示せず）内に挿入し、保持チャック３１により所定の場所に固定する。その後、半導体基板１０を回転させながら、半導体基板のエッジ部およびベベル部にレーザー光４２を照射する。ここで、例えば炭酸ガスレーザー（波長が１０．６μｍ）を用いて、出力０．５Ｗで３分間の照射を行う。また、この時の半導体基板１０の回転数は例えば５００ｒｐｍである。
【００４５】
次に、半導体基板１０のエッジ部およびベベル部に向けて吐出ノズル３２より例えば純水３３を吐出することで、半導体基板１０に付着したポリマー膜２１を除去する。以上の方法により、半導体基板１０の洗浄を行うことができる。
【００４６】
本実施形態の半導体装置の製造方法によれば、レーザー照射により半導体基板１０のエッジ部およびベベル部を選択的に加熱することで、該ベベル部に付着したポリマーの結合の一部を切断させ、ポリマー膜２１を脆化させることができる。これにより、半導体基板１０とポリマー膜２１との密着性が悪化するため、比較的容易にポリマー膜２１を除去することが可能となる。その結果、パーティクルが製品に混入することを抑制でき、良好な歩留まりで半導体装置を製造することができる。
【００４７】
また、本実施形態の半導体装置の製造方法では、加熱機構としてレーザーを用いることで、第１の実施形態に比べてより局所的に半導体基板１０を加熱することが可能となる。これにより、半導体基板１０に形成された素子に与える熱影響を小さくすることができるため、素子特性の劣化を引き起こすことなく、半導体装置を製造することができる。
【００４８】
また、本実施形態の製造方法で用いるレーザーの波長としては、１μｍ以上であることが望ましい。ここで、ドライエッチング時に生成するポリマー膜２１の主成分はフルオロカーボン系の物質であり、ポリマー膜２１はＣ−Ｈ結合およびＣ−Ｆ結合から主に構成されている。そして、これらの結合の波長吸収帯は赤外線領域（１μｍ以上）に広く存在する。従って、赤外線領域（１μｍ以上）の波長を有するレーザーを用いることで、より効果的にポリマーの結合を切断させることができる。
【００４９】
（第４の実施形態）
以下、本発明の第４の実施形態に係る半導体装置の製造方法およびそれに用いられる製造装置について図６を参照しながら説明する。なお、本実施形態における第４の半導体装置の製造装置（第４の製造装置）は、加熱機構として、リングヒーターの代わりにノズルを備えている点が上述の第１の製造装置と異なっている。従って、第１の実施形態と同様な構成部分については、簡単に述べる。
【００５０】
図７は、第４の製造装置の構成を示す断面図である。同図に示すように、第４の製造装置は、半導体基板１０を保持するための保持チャック３１と、半導体基板１０を洗浄するための吐出ノズル３２と、半導体基板１０のエッジ部およびベベル部に水蒸気５２を吐出するためのノズル５１とを備えている。
【００５１】
第４の製造装置では、水蒸気発生装置（図示せず）で生成された水蒸気５２をノズル５１より半導体基板１０へ供給することで、半導体基板１０のベベル部を加熱することができる。
【００５２】
次に、第４の製造装置を用いた半導体基板の洗浄方法について説明する。なお、上述の第１の実施形態の製造方法と同様な部分は簡略化して述べる。
【００５３】
最初に、半導体基板１０を第４の製造装置のチャンバー（図示せず）内に挿入し、保持チャック３１により所定の場所に固定する。その後、半導体基板１０を回転させながら、半導体基板１０のエッジ部およびベベル部に向けて、ノズル５１より水蒸気５２を吐出する。ここでは、水蒸気５２を例えば１５００ｍＬ／ｍｉｎの流量で２分間噴出する。また、半導体基板１０の回転数は例えば１０００ｒｐｍである。
【００５４】
次に、半導体基板１０のエッジ部およびベベル部に向けて吐出ノズル３２より例えば純水３３を吐出することで、半導体基板１０に付着したポリマー膜２１を除去する。以上の方法により、半導体基板１０の洗浄を行うことができる。
【００５５】
本実施形態の半導体装置の製造方法によれば、水蒸気５２により半導体基板１０のエッジ部およびベベル部を選択的に加熱することで、該ベベル部に付着したポリマー膜２１を膨潤させ、ポリマーの結合の一部を切断させることができる。これにより、ポリマー膜２１を脆化させることで、ポリマー膜２１と半導体基板１０との密着性が悪化するため、比較的容易にポリマー膜２１を除去することが可能となる。
【００５６】
また、本実施形態の半導体装置の製造方法では、水蒸気を用いることにより、比較的低温（約１００℃）で半導体基板を加熱できるため、半導体基板１０に形成された素子に与える熱影響を抑えることができ、素子特性の劣化を引き起こすことなく半導体装置を製造することができる。
【００５７】
（第５の実施形態）
以下、本発明の第５の実施形態に係る半導体装置の製造方法およびそれに用いられる製造装置について図８を参照しながら説明する。なお、本実施形態における第５の半導体装置の製造装置（第５の製造装置）は、第１の製造装置に冷却ガス導入口がさらに備えられた構成となっている。従って、第１の製造装置と同様な構成部分については、簡単に述べる。
【００５８】
図８は、第５の製造装置の構成を示す断面図である。同図に示すように、第５の製造装置は、半導体基板１０を保持するための保持チャック３１と、半導体基板１０を洗浄するための吐出ノズル３２と、半導体基板１０のベベル部１２（図１参照）における下面と側面と上面とを囲むようにコの字型に形成された抵抗加熱型のリングヒーター３０と、半導体基板１０のベベル部に冷却ガスを供給するための冷却ガス導入口６１とを備えている。
【００５９】
第５の半導体装置では、冷却ガス６２を冷却ガス導入口６１より半導体基板１０へ供給することで、半導体基板１０のベベル部を冷却することができる。
【００６０】
次に、第５の製造装置を用いた半導体基板の洗浄方法について説明する。なお、上述の第１の実施形態の製造方法と同様な部分は簡略化して述べる。
【００６１】
最初に、半導体基板１０を第５の製造装置のチャンバー（図示せず）内に挿入し、保持チャック３１により所定の場所に固定する。続いて、半導体基板１０のエッジ部およびベベル部を囲むように、リングヒーター３０を設置し、例えば３００℃で３分間、半導体基板１０を加熱する。
【００６２】
次に、冷却ガス導入口６１より冷却ガス６２を半導体基板１０のエッジ部およびベベル部に向けて吹き付ける。ここで、冷却ガス６２としては、例えば液体窒素（７７Ｋ）で冷却したＨｅ（ヘリウム）ガスを用いる。この場合、半導体基板１０のベベル部に作用するＨｅガスの温度は約−１００℃となる。
【００６３】
続いて、半導体基板１０のエッジ部およびベベル部に向けて吐出ノズル３２より例えば純水３３を吐出することで、半導体基板１０に付着したポリマー膜２１を除去する。以上の方法により、半導体基板１０の洗浄を行うことができる。
【００６４】
本実施形態の半導体装置の製造方法によれば、リングヒーター３０により半導体基板１０のエッジ部およびベベル部を選択的に加熱することで、該ベベル部に付着したポリマーの結合の一部を切断させることができ、ポリマー膜２１を脆化させることできる。さらに、半導体基板１０のベベル部を加熱した後、急激に冷却することで、該ベベル部に熱ストレスを付加することにより、ポリマー膜２１と半導体基板１０との密着性をより悪化させることができる。その結果、本実施形態の半導体装置の製造方法では、より効率的にポリマー膜２１を除去することが可能となる。
【００６５】
なお、本発明における各実施形態の製造方法では、銅配線を形成する際のドライエッチング工程後における半導体基板の洗浄方法を挙げて説明したが、これに限定されるものではない。また、ポリマー膜を除去する工程では、純水を半導体基板へ噴出して洗浄する物理的な方法を挙げたが、これに限定されるものではなく、化学な洗浄方法を用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明の半導体装置の製造方法およびそれに用いられる製造装置は、例えばドライエッチング工程後の半導体基板の洗浄に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法で用いる半導体基板の周辺部を示す断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る灰化処理後の半導体基板のベベル部を示す断面図である。
【図３】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ第１の製造装置の構成を示す断面図および上面図である。
【図４】第１の実施形態における半導体基板の加熱温度とベベル部における欠陥数を示す図である。
【図５】本発明の第２の製造装置の構成を示す断面図である。
【図６】本発明の第３の製造装置の構成を示す断面図である。
【図７】本発明の第４の製造装置の構成を示す断面図である。
【図８】本発明の第５の製造装置の構成を示す断面図である。
【図９】従来の第１の半導体装置の洗浄装置の概略を示す断面図である。
【図１０】従来の第２の半導体装置の洗浄装置の概略を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６８】
１０ 半導体基板
１１ ベベル端面
１２ ベベル部
１３ 保護膜
２１ ポリマー膜
３０ リングヒーター
３１ 保持チャック
３２ 吐出ノズル
３３ 洗浄液
３５ 酸素ガス導入口
４１ レーザー光源
４２ レーザー光
４３ レーザー集光レンズ
５１ ノズル
５２ 水蒸気
６１ 冷却ガス導入口
６２ 冷却ガス
８１ 裏面洗浄用ノズル
８２ 回転チャック
８３ 半導体基板
８４ 表面洗浄用ノズル
８５ 洗浄チャンバー
９０ 半導体基板
９１ ボウル
９２ 洗浄機構
９３ 洗浄ブラシ
９４ ブラシ
９５ 移送装置
９６ 真空チャック
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板保持機構に保持された半導体基板のベベル部を加熱機構を用いて加熱する工程（ａ）と、
前記工程（ａ）の後、前記半導体基板のベベル部を洗浄液により洗浄する工程（ｂ）とを備えている半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記工程（ａ）では、水蒸気により前記半導体基板のベベル部を加熱する請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記工程（ａ）では、前記ベベル部における上面と側面と下面とを覆うヒーターを用いて加熱する請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記工程（ａ）では、レーザーを照射することにより前記半導体基板のベベル部を加熱する請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記レーザーの波長は１μｍ以上である請求項４に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記工程（ａ）では、前記半導体基板のベベル部に、酸素を供給しながら前記ベベル部を加熱する請求項１〜５のうちいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記工程（ａ）では、加熱温度が２５０度以上である請求項３〜６のうちいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記工程（ａ）の後、且つ、前記工程（ｂ）の前に、前記半導体基板のベベル部を冷却する工程（ｃ）をさらに備えている請求項１〜７のうちいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記（ｂ）では、前記半導体基板のベベル部に水を吐出する請求項１〜８のうちいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記工程（ａ）の前に、ドライエッチングにより前記半導体基板を加工する工程をさらに備えている請求項１〜９のうちいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
半導体基板を保持するための基板保持機構と、
前記半導体基板のベベル部を加熱するための加熱機構と、
洗浄液を吐出し、前記半導体基板のベベル部を洗浄するための洗浄機構とを備えている半導体装置の製造装置。
【請求項１２】
前記加熱機構は、前記半導体基板のベベル部の上面と下面と側面とを覆うヒーターである請求項１１に記載の半導体装置の製造装置。
【請求項１３】
前記加熱機構は、水蒸気を吐出するノズルを有している請求項１１に記載の半導体装置の製造装置。
【請求項１４】
前記加熱機構は、レーザーを照射する機構である請求項１１に記載の半導体装置の製造装置。
【請求項１５】
前記レーザーの波長は１μｍ以上である請求項１４に記載の半導体装置の製造装置。
【請求項１６】
前記半導体基板のベベル部に酸素を導入するための酸素ガス導入口をさらに備えている請求項１１〜１５のうちいずれか１つに記載の半導体装置の製造装置。
【請求項１７】
前記半導体基板のベベル部を冷却するための冷却ガス導入口をさらに備えている請求項１１〜１６のうちいずれか１つに記載の半導体装置の製造装置。
【請求項１】
基板保持機構に保持された半導体基板のベベル部を加熱機構を用いて加熱する工程（ａ）と、
前記工程（ａ）の後、前記半導体基板のベベル部を洗浄液により洗浄する工程（ｂ）とを備えている半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記工程（ａ）では、水蒸気により前記半導体基板のベベル部を加熱する請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記工程（ａ）では、前記ベベル部における上面と側面と下面とを覆うヒーターを用いて加熱する請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記工程（ａ）では、レーザーを照射することにより前記半導体基板のベベル部を加熱する請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記レーザーの波長は１μｍ以上である請求項４に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記工程（ａ）では、前記半導体基板のベベル部に、酸素を供給しながら前記ベベル部を加熱する請求項１〜５のうちいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記工程（ａ）では、加熱温度が２５０度以上である請求項３〜６のうちいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記工程（ａ）の後、且つ、前記工程（ｂ）の前に、前記半導体基板のベベル部を冷却する工程（ｃ）をさらに備えている請求項１〜７のうちいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記（ｂ）では、前記半導体基板のベベル部に水を吐出する請求項１〜８のうちいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記工程（ａ）の前に、ドライエッチングにより前記半導体基板を加工する工程をさらに備えている請求項１〜９のうちいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
半導体基板を保持するための基板保持機構と、
前記半導体基板のベベル部を加熱するための加熱機構と、
洗浄液を吐出し、前記半導体基板のベベル部を洗浄するための洗浄機構とを備えている半導体装置の製造装置。
【請求項１２】
前記加熱機構は、前記半導体基板のベベル部の上面と下面と側面とを覆うヒーターである請求項１１に記載の半導体装置の製造装置。
【請求項１３】
前記加熱機構は、水蒸気を吐出するノズルを有している請求項１１に記載の半導体装置の製造装置。
【請求項１４】
前記加熱機構は、レーザーを照射する機構である請求項１１に記載の半導体装置の製造装置。
【請求項１５】
前記レーザーの波長は１μｍ以上である請求項１４に記載の半導体装置の製造装置。
【請求項１６】
前記半導体基板のベベル部に酸素を導入するための酸素ガス導入口をさらに備えている請求項１１〜１５のうちいずれか１つに記載の半導体装置の製造装置。
【請求項１７】
前記半導体基板のベベル部を冷却するための冷却ガス導入口をさらに備えている請求項１１〜１６のうちいずれか１つに記載の半導体装置の製造装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００８−１３０８９３（Ｐ２００８−１３０８９３Ａ）
【公開日】平成２０年６月５日（２００８．６．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３１５５０８（Ｐ２００６−３１５５０８）
【出願日】平成１８年１１月２２日（２００６．１１．２２）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年６月５日（２００８．６．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月２２日（２００６．１１．２２）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]