基板の洗浄方法及び、基板の洗浄装置
【課題】シリコン表面にウォーターマークが残ることを防止しつつ、洗浄装置の省スペース化に寄与することができる基板の洗浄方法及び、基板の洗浄装置を提供する。
【解決手段】まず、ウェハーをフッ酸槽４に運び、このフッ酸槽４内でＨＦ溶液によるウェットエッチングを行ってウェハーのシリコン表面を露出させる。次に、ウェハーを純水リンス槽５に運び、この純水リンス槽５内でウェハーをリンスする。そして、ウェハーを乾燥装置６に運び、この乾燥装置６内でウェハーを乾燥させる。このように、ＨＦ溶液によるエッチングと、リンスとを行った後で、ウェハーを一旦乾燥させる。次に、ウェハーをアルカリ槽２に運び、このアルカリ槽２内でウェハーをアルカリ洗浄して、シリコン表面に薄いケミカル酸化膜を形成する。その後、ウェハーを純水リンス槽３に運び、純水リンス槽３内でウェハーをリンスする。
【解決手段】まず、ウェハーをフッ酸槽４に運び、このフッ酸槽４内でＨＦ溶液によるウェットエッチングを行ってウェハーのシリコン表面を露出させる。次に、ウェハーを純水リンス槽５に運び、この純水リンス槽５内でウェハーをリンスする。そして、ウェハーを乾燥装置６に運び、この乾燥装置６内でウェハーを乾燥させる。このように、ＨＦ溶液によるエッチングと、リンスとを行った後で、ウェハーを一旦乾燥させる。次に、ウェハーをアルカリ槽２に運び、このアルカリ槽２内でウェハーをアルカリ洗浄して、シリコン表面に薄いケミカル酸化膜を形成する。その後、ウェハーを純水リンス槽３に運び、純水リンス槽３内でウェハーをリンスする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の洗浄方法及び、基板の洗浄装置に関し、特に、シリコン表面にウォーターマークが残ることを防止しつつ、洗浄装置の省スペース化に寄与することを可能とした技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に半導体装置の所謂、ウェハー工程ではフォトリソグラフィー技術を繰り返すことで、ウェハーに半導体素子を作成していく。このウェハー工程の水洗処理において、ウォーターマークが発生することが知られている。そして、ウォーターマークの形成を抑制する手段として、特許文献１の方法が知られている。
特許文献１に開示されている洗浄方法は、下記の手順で行われるものと解される。即ち、図７に示すように、まず、ウェハーのシリコン表面に形成されている自然酸化膜を除去するためにフッ酸（ＨＦ）で処理し（ステップＳ１３）、次にフッ酸の残留物を洗い流すためにウェハーを純水でリンスする（ステップＳ１４）。さらに、アルカリ（過酸化水素を含む）薬液でウェハーを処理してその表面に薄いシリコン酸化膜を形成し（ステップＳ１５）、アルカリ薬液の残留成分を洗い流すためにウェハーを純水でリンス（即ち、水洗）する（ステップＳ１６）。その後、ウェハーをスピン乾燥する（ステップＳ１７）。
【０００３】
つまり、特許文献１に開示されている洗浄方法は、「ウェハーのシリコン表面に形成された自然酸化膜をフッ酸でエッチングし、純水でリンスする。次に、リンス直後のウェハーを乾燥させないで、水滴が付着している状態のウェハーを酸化剤を含む液に浸してその表面にケミカル酸化膜を形成する。その後、形成したケミカル酸化膜を最後まで維持する。」という洗浄方法である。
【０００４】
このような洗浄方法は、図８に示すような洗浄装置２００を用いて行われていると解される。即ち、図８に示すように、この洗浄装置２００は、ウェハー投入口（即ち、ローダー）２０１とウェハー払い出し口（即ち、アンローダー）２０９との間に、アルカリ槽２０２と、純水リンス槽２０３と、フッ酸槽２０４と、純水リンス槽２０５と、アルカリ槽２０６と、純水リンス槽２０７と、乾燥装置２０８と、を有する。そして、これら各槽２０２〜２０７と乾燥装置２０８は、洗浄処理の手順に従って、ウェハー投入口２０１から払い出し口２０９に向かって一方向に配置されている。この洗浄装置２００では、ウォーターマークの発生を抑制するために、純水リンス槽２０５の直後にアルカリ槽２０６が配置されている。
【０００５】
なお、フッ酸槽２０４の前にあるアルカリ槽２０２及び純水リンス槽２０３は、フッ酸処理の前処理を行うための槽である。この前処理は、ウェハー表面に付着している可能性のあるパーティクル、有機物等の異物を除去することを目的とするものである。この前処理を行うためのアルカリ槽２０２及び２０３純水リンス槽は、フッ酸槽を有する洗浄装置では、一般的に用意されている。
また、上記の前処理は、洗浄装置２００による洗浄処理の後に続く成膜工程、拡散工程等の種類によっては、省略される場合もある。その場合は、図８の二点鎖線の矢印で示すように、ウェハーは、ウェハー投入口２０１からアルカリ槽２０２と純水リンス槽２０３とをスルーして、フッ酸槽２０４へ直接搬送される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−０１６８６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、半導体装置の製造現場において、その省スペース化は常に求められている課題である。洗浄装置においてもその省スペース化が求められていた。
そこで、本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、シリコン表面にウォーターマークが残ることを防止しつつ、洗浄装置の省スペース化に寄与することができる基板の洗浄方法及び、基板の洗浄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】
【０００８】
本発明者は、上記課題を解決するために、次の点を見出した。即ち、従来技術では、自然酸化膜を除去した後にウェハーを純水でリンスし、リンス後のウェハーを乾燥しないでケミカル酸化膜を形成していた。しかしながら、ウェハーを乾燥した後でもアルカリ洗浄により、ウェハーのシリコン表面にケミカル酸化膜を形成すれば、従来技術と同様な効果（ウォーターマークの防止）を奏する。
【０００９】
即ち、上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る基板の洗浄方法は、基板のシリコン表面をウェットエッチングで露出させる第１の工程と、前記第１の工程の後で前記基板を水洗する第２の工程と、前記第２の工程の後で前記基板を乾燥させる第３の工程と、前記第３の工程の後で前記基板をアルカリ洗浄して、前記シリコン表面にシリコン酸化膜を形成する第４の工程と、前記第４の工程の後で前記基板を水洗する第５の工程と、を含むことを特徴とする。
【００１０】
ここで、「基板」としては、例えば、単結晶シリコンからなる基板（即ち、シリコンウエーハ）や、ＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）ウェハーなどが挙げられる。また、基板の「シリコン表面」としては、例えば、シリコンウエーハの場合は、シリコンウエーハの表面、又は、シリコンウエーハの表面に直接又は間接的に形成された単結晶シリコン膜の表面、多結晶シリコン膜の表面若しくはアモルファスシリコン膜の表面などが挙げられる。ＳＯＩウェハーの場合は、ＳＯＩのうちのシリコン層（ＳＯＩ層とも呼ばれる。）表面、又は、ＳＯＩ層の表面に直接又は間接的に形成された単結晶シリコン膜の表面、多結晶シリコン膜の表面若しくはアモルファスシリコン膜の表面などが挙げられる。
【００１１】
また、「第１の工程」で行うウェットエッチングは、例えば、フッ酸（ＨＦ）を含む液体を用いたウェットエッチングである。以下、このＨＦを含む液体をＨＦ溶液ともいう。「第２の工程」及び「第５の工程」で行う水洗は、例えば、純水を用いた洗浄である。この純水を用いた水洗により、例えば、第１の工程で用いられたＨＦ溶液をシリコン表面から洗い流すことができる。「第３の工程」で行うアルカリ洗浄は、例えば、アンモニア水（ＮＨ４ＯＨ）と過酸化水素水（Ｈ２Ｏ２）を含む液体を用いた洗浄である。
【００１２】
このような洗浄方法であれば、第２の工程から第３の工程へ移行する過程で、シリコン表面にウォーターマーク（即ち、水滴に起因してシリコン表面に局所的に生じる薄い酸化膜）が形成される場合がある。しかしながら、第４の工程では、アルカリ洗浄により、このウォーターマークをエッチングすることができる。また、ウォーターマークのエッチングと並行して、シリコン表面に薄いシリコン酸化膜（即ち、ケミカル酸化膜）を形成することができる。これにより、洗浄後の基板において、シリコン表面にウォーターマークが残ることを防ぐことができる。
【００１３】
また、上記の洗浄方法であれば、第３の工程で基板を一旦乾燥させる。これにより、第４の工程を行う前に、基板を洗浄装置の内又は外で待機させることができ、第４の工程でアルカリ洗浄が行われる槽（即ち、アルカリ槽）を効率良く使用することができる。このため、アルカリ槽の槽数を少なく（例えば、１槽に）抑えることができ、洗浄装置の省スペース化に寄与することができる。
【００１４】
なお、本発明の「基板」としては、例えば、後述するウェハー５０が該当する。「シリコン表面」としては、例えば、後述する多結晶シリコン膜５４の表面、又は、シリコン表面６１が該当する。また、「第１の工程」としては、例えば、後述するステップＳ３が該当する。「第２の工程」としては、例えば、後述するステップＳ４が該当する。「第３の工程」としては、例えば、後述するステップＳ５が該当する。「第４の工程」としては、例えば、後述するステップＳ６が該当する。「第５の工程」としては、例えば、後述するステップＳ７が該当する。
【００１５】
また、上記の洗浄方法において、前記第１の工程では、フッ酸を含む液体を溜める第１の槽でウェットエッチングを行い、前記第２の工程では、純水が供給される第２の槽で前記基板を水洗し、前記第４の工程では、アンモニア水と過酸化水素水とを混合した液体を溜める第３の槽で前記基板をアルカリ洗浄し、前記第５の工程では、純水が供給される第４の槽で前記基板を水洗することを特徴としてもよい。なお、本発明の「第１の槽」としては例えば後述するフッ酸槽４が該当し、「第２の槽」としては例えば後述する純水リンス槽５が該当し、「第３の槽」としては例えば後述するアルカリ槽２が該当し、「第４の槽」としては例えば後述する純水リンス槽３が該当する。
【００１６】
また、上記の洗浄方法において、前記第１の工程を行う前に、前記基板を前記第３の槽でアルカリ洗浄し、前記アルカリ洗浄後の前記基板を前記第４の槽で水洗する前処理工程、をさらに含むことを特徴としてもよい。このような洗浄方法であれば、シリコン表面にパーティクル、有機物等の異物が付着している場合でも、これらの異物を第１の工程の前に除去することができる。また、前処理工程と第４の工程とで第３の槽を兼用し、前処理工程と第５の工程とで第４の槽を兼用する。このため、洗浄装置の省スペース化にさらに寄与することができる。なお、本発明の「前処理工程」としては、例えば、後述するステップＳ１及びＳ２が該当する。
【００１７】
本発明の別の態様に係る基板の洗浄装置は、基板のシリコン表面をウェットエッチングで露出させる第１の槽と、前記第１の槽で前記シリコン表面が露出した前記基板を水洗する第２の槽と、前記第２の槽で水洗された前記基板を乾燥させる乾燥装置と、前記乾燥装置で乾燥した前記基板をアルカリ洗浄して、前記シリコン表面にシリコン酸化膜を形成する第３の槽と、前記第３の槽で前記シリコン酸化膜が形成された前記基板を水洗する第４の槽と、を備えることを特徴とする基板の洗浄装置。このような洗浄装置であれば、上記の洗浄方法を実現することができる。従って、シリコン表面にウォーターマークが残ることを防止しつつ、洗浄装置の省スペース化に寄与することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、基板のシリコン表面にウォーターマークが残ることを防止することができる。また、洗浄装置の省スペース化に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態に係る洗浄装置１００の構成例を示す図。
【図２】洗浄装置１００内でのウェハー５０の搬送方法を示す図。
【図３】本発明の実施形態に係るウェハー５０の洗浄方法を示すフローチャート。
【図４】洗浄工程におけるウェハー５０の状態を示す図。
【図５】本発明の実施形態における変形例を示す図。
【図６】アルカリ洗浄の効果を説明する図。
【図７】従来例に係る洗浄方法を示すフローチャート。
【図８】従来例に係る洗浄装置２００の構成例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明による実施形態を、図面を用いて説明する。なお、以下に説明する各図において、同一の構成を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
（１）洗浄装置
図１は、本発明の実施形態に係る洗浄装置１００の構成例を示す概念図である。
図１に示すように、この洗浄装置１００は、例えば、シリコンウエーハ又はＳＯＩウェハーなどの基板（以下、単にウェハーという。）を洗浄する装置である。この洗浄装置１００は、ウェハー投入口（即ち、ローダー）１と、アルカリ槽２と、純水リンス槽３と、フッ酸槽４と、純水リンス槽５と、乾燥装置６と、ウェハー払い出し口（即ち、アンローダー）７と、を備える。
【００２１】
アルカリ槽２は、アルカリ溶液を排出可能に溜める槽である。この槽に溜められるアルカリ溶液は、例えば、アンモニア水（ＮＨ４ＯＨ）と過酸化水素水（Ｈ２Ｏ２）と純水（Ｈ２Ｏ）とを予め設定された割合で混合した液体である。このアルカリ溶液の各成分の混合割合は、一例を挙げると体積比で、ＮＨ４ＯＨ：Ｈ２Ｏ２：Ｈ２Ｏ＝１：２：１０である。また、アルカリ槽２内でのアルカリ溶液は、例えば７０℃〜９０℃の温度に保持される。
【００２２】
純水リンス槽３、５は、純水を排出可能に溜める槽である。例えば、純水リンス槽３、５には、槽の上方から槽内に向けて純水がシャワー等で供給される。また、純水リンス槽３、５は、槽内の純水を超音波で振動させる。このように、純水リンス槽３、５は、槽内のウェハーに純水を供給すると共に、必要に応じて純水を超音波で振動させる。これにより、ウェハーを純水でリンスする（即ち、水洗する）。
【００２３】
フッ酸槽４は、ＨＦ溶液を排出可能に溜める槽である。ＨＦ溶液は、例えば、ＨＦと純水とを予め設定された割合で混合した液体である。このＨＦ溶液の各成分の混合割合は、一例を挙げると体積比で、ＨＦ（４９％）：Ｈ２Ｏ＝１：９９である。即ち、ＨＦ溶液は、例えば０．５％ＨＦ水溶液である。
乾燥装置６は、純水でリンスされて、アルカリ溶液又はＨＦ溶液等の残留成分が洗い流された後のウェハーを乾燥させる機器である。乾燥装置６におけるウェハーの乾燥方法としては、例えば、水分をＩＰＡ（イソプロピルアルコール）に置換して乾燥させるＩＰＡ乾燥若しくはマランゴニ乾燥、又は、ウェハーを高速回転させて遠心力で水分を除去するスピン乾燥等が挙げられる。
【００２４】
また、この洗浄装置１００は、図２に示すように、複数枚（例えば、１ロット＝２５枚）のウェハー５０をカセット６０に収容した状態で搬送する搬送アーム１０、を備える。この搬送アーム１０は、ウェハー投入口からウェハー払い口へ向かう方向（以下、順方向ともいう。）又は、その逆方向に移動し、一方の槽と他方の槽との間（又は、一方の槽と乾燥装置との間）で、ウェハー５０を受け渡しすることが可能となっている。後述するように、この搬送アーム１０は、ウェハー投入口１とウェハー払い出し口９との間で、アルカリ槽２、純水リンス槽３、フッ酸槽４、純水リンス槽５、乾燥装置６、アルカリ槽２、純水リンス槽３、乾燥装置６の順に、それぞれ洗浄、リンス又は乾燥処理を行いながらウェハー５０を搬送することが可能となっている。
【００２５】
（２）洗浄方法
図３は、本発明の実施形態に係るウェハー５０の洗浄方法を示すフローチャートである。また、図４（ａ）及び（ｂ）は、洗浄工程におけるウェハー５０の状態を示す断面図である。
ここでは、図１に示した洗浄装置を用いて、図４（ａ）に示すウェハー５０を洗浄する場合について説明する。なお、このウェハー５０は、シリコンウエーハであり、シリコン表面５１上に絶縁膜５２又は絶縁膜５３を介して、多結晶シリコン膜５４が堆積されている。ここで、絶縁膜５２は例えば素子分離用のＬＯＣＯＳ（ｌｏｃａｌ ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｉｌｉｃｏｎ）膜である。また、絶縁膜５３は例えばゲート絶縁膜である。多結晶シリコン膜５４は例えばゲート電極膜である。図４（ａ）に示すように、多結晶シリコン膜５４の表面には、絶縁膜５２、５３の段差Ｇを反映して凹凸が生じている。
【００２６】
図３のステップＳ１では、まず始めに、カセット６０に収容された複数枚のウェハー５０を、ウェハー投入口１に投入する。投入されたウェハー５０は、搬送アーム１０によってアルカリ槽２内に運ばれる。このアルカリ槽２内で、ウェハー５０はアルカリ溶液中に浸漬されて洗浄され、その表面からパーティクル、有機物等の異物が除去される。また、このアルカリ槽２内でアルカリ溶液と触れることにより、図４（ａ）に示した多結晶シリコン膜５４の表面には、図示しない薄いシリコン酸化膜（即ち、ケミカル酸化膜）が形成される。ケミカル酸化膜の厚さは、例えば数Åである。
【００２７】
次に、ステップＳ２では、搬送アーム１０によりウェハー５０をアルカリ槽２内から取り出し、取り出したウェハー５０を純水リンス槽３内へ運ぶ。この純水リンス槽３内で、ウェハー５０は純水でリンスされ、アルカリ溶液の残留成分が洗い流される。なお、以上のステップＳ１、Ｓ２は、ステップＳ３の前処理である。
次に、ステップＳ３では、搬送アーム１０によりウェハー５０を純水リンス槽３内から取り出し、取り出したウェハー５０をフッ酸槽４内へ運ぶ。このフッ酸槽４内で、ウェハー５０はＨＦ溶液中に浸漬され、ケミカル酸化膜がウェットエッチングされる。ＨＦ溶液中へのウェハー５０の浸漬時間は例えば１０分程度である。これにより、ケミカル酸化膜下から多結晶シリコン膜５４の表面が露出し、ウェハー５０の表面は親水性から疎水性へと変わる。即ち、ケミカル酸化膜は親水性であり、多結晶シリコン膜５４は疎水性である。ケミカル酸化膜が完全に除去されることにより、ウェハー５０の表面は多結晶シリコン膜５４となり、疎水性となる。
【００２８】
次に、ステップＳ４では、搬送アーム１０によりウェハー５０をフッ酸槽４内から取り出し、取り出したウェハー５０を純水リンス槽５内へ運ぶ。この純水リンス槽５内で、ウェハー５０は純水でリンスされ、ＨＦ溶液の残留成分が洗い流される。
次に、ステップＳ５では、搬送アーム１０によりウェハー５０を純水リンス槽５内から取り出し、取り出したウェハー５０を乾燥装置６内へ運ぶ。この乾燥装置６内で、ウェハー５０はＩＰＡ乾燥若しくはマランゴニ乾燥、又はスピン乾燥等により乾燥される。
【００２９】
なお、ここまでの処理（即ち、ステップＳ１〜５：１巡目の処理）は連続処理であるが、このステップＳ５とＳ６との間は連続処理でなくてもよい。即ち、ステップＳ５の乾燥工程を終えたウェハー５０は、洗浄装置１００内での他のロットの処理状況に応じて、洗浄装置１００の内側又は外側で一旦待機し、その洗浄処理を一時中断してもよい。また、ステップＳ４からステップＳ５へ移行する過程では、多結晶シリコン膜５４の表面に水滴が部分的に付着している場合がほとんどであり、この水滴に起因して多結晶シリコン膜５４の表面にはウォーターマーク５５が形成される場合がある（図４（ａ）参照。）。しかしながら、本発明では、この段階でウォーターマーク５５が形成されても構わない。その理由は、次のステップＳ６で、ウォーターマーク５５を除去することができるからである。
【００３０】
ステップＳ６では、搬送アーム１０により、ウェハー５０を乾燥装置６内（或いは、図示しない待機エリア）から取り出し、取り出したウェハー５０をアルカリ槽２内へ運ぶ。このとき、搬送アーム１０は、図２の矢印で示したように、乾燥装置６からアルカリ槽２に向けて（即ち、逆方向へ）移動することとなる。このアルカリ槽２内で、ウェハー５０はアルカリ溶液中に浸漬されて洗浄され、その表面からパーティクル、有機物等の異物が除去される。アルカリ溶液中へのウェハー５０の浸漬時間は例えば７分程度である。
【００３１】
このアルカリ洗浄により、多結晶シリコン膜５４の表面から自然酸化膜が除去される。また、自然酸化膜の除去と並行して、多結晶シリコン膜５４の表面にはアルカリ溶液と触れることにより、ケミカル酸化膜が形成される。例えば、多結晶シリコン膜５４の表面にウォーターマーク５５が形成されている場合は、アルカリ洗浄により、このウォーターマーク５５も自然酸化膜と共に除去される。そして、ウォーターマーク５５が除去された後の多結晶シリコン膜５４の表面には、図４（ｂ）に示すように、ケミカル酸化膜５６が薄く、且つ均一の厚さに形成される。
【００３２】
つまり、図４（ａ）及び（ｂ）に示したように、乾燥後にアルカリ洗浄を行うことで、多結晶シリコン膜５４の表面に形成された自然酸化膜（ウォーターマーク５５を含む）がエッチングされると共に、ケミカル酸化膜５６が新たに形成される。これにより、多結晶シリコン膜５４の表面からウォーターマーク５５が除去される。
次に、図３のステップＳ７では、搬送アーム１０によりウェハー５０をアルカリ槽２内から取り出し、取り出したウェハー５０を純水リンス槽３内へ運ぶ。この純水リンス槽３内で、ウェハー５０は純水でリンスされ、アルカリ溶液の残留成分が洗い流される。
【００３３】
そして、ステップＳ８では、搬送アーム１０によりウェハー５０を純水リンス槽３内から取り出し、取り出したウェハー５０を乾燥装置６内へ運ぶ。この乾燥装置６内で、ウェハー５０はＩＰＡ乾燥若しくはマランゴニ乾燥、又はスピン乾燥等により乾燥される。なお、上記のステップＳ６〜８の処理（即ち、２巡目の処理）は連続処理である。
また、ステップＳ７からステップＳ８へ移行する過程では、ケミカル酸化膜５６の表面は全体的に水分で濡れている。しかしながら、多結晶シリコン膜５４はケミカル酸化膜５６で覆われており、ケミカル酸化膜５６上の水分によって、ケミカル酸化膜５６下の多結晶シリコン膜５４が酸化されることは、常温（例えば、２５℃）では起き得ない。従って、ウォーターマークが再度形成されることを防ぐことができる。
【００３４】
（３）実施形態の効果
本発明の実施形態によれば、図３のステップＳ５を終えた時点で、多結晶シリコン膜５４の表面には、ウォーターマーク５５が生じている場合がある。しかしながら、その後のステップＳ６で、このウォーターマーク５５をエッチングしつつ、多結晶シリコン膜５４の表面に薄いケミカル酸化膜５６を均一の厚さに形成することができる。従って、洗浄装置１００による洗浄処理が終了した後の（即ち、ウェハー払い出し口７から搬出された後の）ウェハー５０において、多結晶シリコン膜５４の表面にウォーターマーク５５が残ることを防ぐことができる。
【００３５】
また、本発明の実施形態によれば、ステップＳ５でウェハー５０を一旦乾燥させる。これにより、ステップＳ６のアルカリ洗浄を行う前に、ウェハー５０を洗浄装置１００の内又は外で待機させることができ、アルカリ槽２を効率良く使用することができる。さらに、ステップＳ１と、ステップＳ６とで、アルカリ槽２を兼用している。このため、図８に示した従来の洗浄装置２００と比べて、アルカリ槽２の槽数を必要最小限の数（例えば、１槽）に抑えることができる。また、ステップＳ２とＳ７とでも、純水リンス槽３を兼用している。以上から、洗浄装置の省スペース化を十分に達成することができる。
【００３６】
また、本発明の実施形態によれば、アルカリ槽２では、アルカリ溶液を常温よりも高い温度（例えば、７０℃〜９０℃）で保持している。このため、アルカリ溶液を構成しているアンモニア水、過酸化水素水は蒸発し易く、アルカリ溶液の濃度（混合比）が変わり易いため、アルカリ槽２ではアルカリ溶液を定期的に交換する必要がある。ここで、洗浄装置１００が有するアルカリ槽２は例えば１槽であり、従来の洗浄装置２００と比べて、その槽数が少ない。従って、槽数が少ない分だけアルカリ溶液の使用量を減らすことができ、洗浄処理にかかるコストを低減することができる。
【００３７】
（４）変形例
上記の実施形態において、図３に示したステップＳ１、Ｓ２は、ステップＳ３の前処理である。このステップＳ３の前処理は、洗浄装置１００による洗浄処理の後に続く成膜工程、拡散工程等の種類によっては省略してもよい。例えば、洗浄処理の後で、多結晶シリコン膜５４上にシリサイドを形成する場合は、図３に示したステップＳ１、Ｓ２を省略してもよい。その場合は、図５の二点鎖線の矢印で示すように、カセット６０に収納されたウェハー５０を、ウェハー投入口１からアルカリ槽２と純水リンス槽３とをスルーして、フッ酸槽４へ直接搬送すればよい。この搬送も、図２に示した搬送アーム１０が行う。
【００３８】
（５）その他
なお、上記の実施形態では、図４（ａ）及び（ｂ）に示したように、洗浄装置１００による洗浄処理の対象を、多結晶シリコン膜５４が堆積されたウェハー５０とする場合について説明した。しかしながら、本発明において、洗浄処理の対象とする基板はこれに限られることはない。
【００３９】
本発明では、例えば、ベア状態（即ち、自然酸化膜を除いて、膜が成膜されていない状態）のシリコンウエーハ、ベア状態のＳＯＩウェハー、エピタキシャル成長法により単結晶シリコン膜が成膜された状態のウェハー、ＣＶＤ法により絶縁膜を介してアモルファスシリコンが成膜されたウェハーなど、洗浄処理によりウォーターマークが形成される可能性のある基板を、洗浄処理の対象としてもよい。このような場合においても、上記の実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００４０】
即ち、上記のような各種基板にＨＦ溶液による処理を施すと、図６（ａ）に示すように、基板のシリコン表面６１上からシリコン酸化膜が除去される。シリコン表面６１は疎水性のため、基板は水滴をはじく状態となる。また、純水リンス後は、図６（ｂ）に示すようにシリコン表面６１にはウォーターマーク５５が形成される可能性がある。しかしながら、本発明では、純水リンス後に基板を乾燥させ、その後、アルカリ洗浄を施す。これにより、図６（ｃ）に示すように、シリコン表面６１からウォーターマークを除去することができる。また、ウォーターマークの除去と並行して、シリコン表面６１に薄いケミカル酸化膜５６が均一の厚さに形成することができる。従って、上記の実施形態と同様に、洗浄処理後のシリコン表面６１にウォーターマークが残ることを防止することができる。
【００４１】
また、ＨＦ溶液によるエッチングを行い、純水リンスを行った後で、基板を一旦乾燥させる。これにより、基板を洗浄装置の内又は外で待機させることが可能となる。アルカリ槽を効率良く使用することができ、アルカリ槽の槽数を少なくすることが可能となるので、洗浄装置の省スペース化に寄与することができる。
【符号の説明】
【００４２】
１ ウェハー投入口（ローダー）
２ アルカリ槽
３ 純水リンス槽
４ フッ酸槽
５ 純水リンス槽
６ 乾燥装置
９ ウェハー払い出し口（アンローダー）
１０ 搬送アーム
５０ ウェハー
５１ シリコン表面
５２、５３ 絶縁膜
５４ 多結晶シリコン膜
５５ ウォーターマーク
５６ ケミカル酸化膜
６０ カセット
６１ シリコン表面
１００ 洗浄装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の洗浄方法及び、基板の洗浄装置に関し、特に、シリコン表面にウォーターマークが残ることを防止しつつ、洗浄装置の省スペース化に寄与することを可能とした技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に半導体装置の所謂、ウェハー工程ではフォトリソグラフィー技術を繰り返すことで、ウェハーに半導体素子を作成していく。このウェハー工程の水洗処理において、ウォーターマークが発生することが知られている。そして、ウォーターマークの形成を抑制する手段として、特許文献１の方法が知られている。
特許文献１に開示されている洗浄方法は、下記の手順で行われるものと解される。即ち、図７に示すように、まず、ウェハーのシリコン表面に形成されている自然酸化膜を除去するためにフッ酸（ＨＦ）で処理し（ステップＳ１３）、次にフッ酸の残留物を洗い流すためにウェハーを純水でリンスする（ステップＳ１４）。さらに、アルカリ（過酸化水素を含む）薬液でウェハーを処理してその表面に薄いシリコン酸化膜を形成し（ステップＳ１５）、アルカリ薬液の残留成分を洗い流すためにウェハーを純水でリンス（即ち、水洗）する（ステップＳ１６）。その後、ウェハーをスピン乾燥する（ステップＳ１７）。
【０００３】
つまり、特許文献１に開示されている洗浄方法は、「ウェハーのシリコン表面に形成された自然酸化膜をフッ酸でエッチングし、純水でリンスする。次に、リンス直後のウェハーを乾燥させないで、水滴が付着している状態のウェハーを酸化剤を含む液に浸してその表面にケミカル酸化膜を形成する。その後、形成したケミカル酸化膜を最後まで維持する。」という洗浄方法である。
【０００４】
このような洗浄方法は、図８に示すような洗浄装置２００を用いて行われていると解される。即ち、図８に示すように、この洗浄装置２００は、ウェハー投入口（即ち、ローダー）２０１とウェハー払い出し口（即ち、アンローダー）２０９との間に、アルカリ槽２０２と、純水リンス槽２０３と、フッ酸槽２０４と、純水リンス槽２０５と、アルカリ槽２０６と、純水リンス槽２０７と、乾燥装置２０８と、を有する。そして、これら各槽２０２〜２０７と乾燥装置２０８は、洗浄処理の手順に従って、ウェハー投入口２０１から払い出し口２０９に向かって一方向に配置されている。この洗浄装置２００では、ウォーターマークの発生を抑制するために、純水リンス槽２０５の直後にアルカリ槽２０６が配置されている。
【０００５】
なお、フッ酸槽２０４の前にあるアルカリ槽２０２及び純水リンス槽２０３は、フッ酸処理の前処理を行うための槽である。この前処理は、ウェハー表面に付着している可能性のあるパーティクル、有機物等の異物を除去することを目的とするものである。この前処理を行うためのアルカリ槽２０２及び２０３純水リンス槽は、フッ酸槽を有する洗浄装置では、一般的に用意されている。
また、上記の前処理は、洗浄装置２００による洗浄処理の後に続く成膜工程、拡散工程等の種類によっては、省略される場合もある。その場合は、図８の二点鎖線の矢印で示すように、ウェハーは、ウェハー投入口２０１からアルカリ槽２０２と純水リンス槽２０３とをスルーして、フッ酸槽２０４へ直接搬送される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−０１６８６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、半導体装置の製造現場において、その省スペース化は常に求められている課題である。洗浄装置においてもその省スペース化が求められていた。
そこで、本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、シリコン表面にウォーターマークが残ることを防止しつつ、洗浄装置の省スペース化に寄与することができる基板の洗浄方法及び、基板の洗浄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】
【０００８】
本発明者は、上記課題を解決するために、次の点を見出した。即ち、従来技術では、自然酸化膜を除去した後にウェハーを純水でリンスし、リンス後のウェハーを乾燥しないでケミカル酸化膜を形成していた。しかしながら、ウェハーを乾燥した後でもアルカリ洗浄により、ウェハーのシリコン表面にケミカル酸化膜を形成すれば、従来技術と同様な効果（ウォーターマークの防止）を奏する。
【０００９】
即ち、上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る基板の洗浄方法は、基板のシリコン表面をウェットエッチングで露出させる第１の工程と、前記第１の工程の後で前記基板を水洗する第２の工程と、前記第２の工程の後で前記基板を乾燥させる第３の工程と、前記第３の工程の後で前記基板をアルカリ洗浄して、前記シリコン表面にシリコン酸化膜を形成する第４の工程と、前記第４の工程の後で前記基板を水洗する第５の工程と、を含むことを特徴とする。
【００１０】
ここで、「基板」としては、例えば、単結晶シリコンからなる基板（即ち、シリコンウエーハ）や、ＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）ウェハーなどが挙げられる。また、基板の「シリコン表面」としては、例えば、シリコンウエーハの場合は、シリコンウエーハの表面、又は、シリコンウエーハの表面に直接又は間接的に形成された単結晶シリコン膜の表面、多結晶シリコン膜の表面若しくはアモルファスシリコン膜の表面などが挙げられる。ＳＯＩウェハーの場合は、ＳＯＩのうちのシリコン層（ＳＯＩ層とも呼ばれる。）表面、又は、ＳＯＩ層の表面に直接又は間接的に形成された単結晶シリコン膜の表面、多結晶シリコン膜の表面若しくはアモルファスシリコン膜の表面などが挙げられる。
【００１１】
また、「第１の工程」で行うウェットエッチングは、例えば、フッ酸（ＨＦ）を含む液体を用いたウェットエッチングである。以下、このＨＦを含む液体をＨＦ溶液ともいう。「第２の工程」及び「第５の工程」で行う水洗は、例えば、純水を用いた洗浄である。この純水を用いた水洗により、例えば、第１の工程で用いられたＨＦ溶液をシリコン表面から洗い流すことができる。「第３の工程」で行うアルカリ洗浄は、例えば、アンモニア水（ＮＨ４ＯＨ）と過酸化水素水（Ｈ２Ｏ２）を含む液体を用いた洗浄である。
【００１２】
このような洗浄方法であれば、第２の工程から第３の工程へ移行する過程で、シリコン表面にウォーターマーク（即ち、水滴に起因してシリコン表面に局所的に生じる薄い酸化膜）が形成される場合がある。しかしながら、第４の工程では、アルカリ洗浄により、このウォーターマークをエッチングすることができる。また、ウォーターマークのエッチングと並行して、シリコン表面に薄いシリコン酸化膜（即ち、ケミカル酸化膜）を形成することができる。これにより、洗浄後の基板において、シリコン表面にウォーターマークが残ることを防ぐことができる。
【００１３】
また、上記の洗浄方法であれば、第３の工程で基板を一旦乾燥させる。これにより、第４の工程を行う前に、基板を洗浄装置の内又は外で待機させることができ、第４の工程でアルカリ洗浄が行われる槽（即ち、アルカリ槽）を効率良く使用することができる。このため、アルカリ槽の槽数を少なく（例えば、１槽に）抑えることができ、洗浄装置の省スペース化に寄与することができる。
【００１４】
なお、本発明の「基板」としては、例えば、後述するウェハー５０が該当する。「シリコン表面」としては、例えば、後述する多結晶シリコン膜５４の表面、又は、シリコン表面６１が該当する。また、「第１の工程」としては、例えば、後述するステップＳ３が該当する。「第２の工程」としては、例えば、後述するステップＳ４が該当する。「第３の工程」としては、例えば、後述するステップＳ５が該当する。「第４の工程」としては、例えば、後述するステップＳ６が該当する。「第５の工程」としては、例えば、後述するステップＳ７が該当する。
【００１５】
また、上記の洗浄方法において、前記第１の工程では、フッ酸を含む液体を溜める第１の槽でウェットエッチングを行い、前記第２の工程では、純水が供給される第２の槽で前記基板を水洗し、前記第４の工程では、アンモニア水と過酸化水素水とを混合した液体を溜める第３の槽で前記基板をアルカリ洗浄し、前記第５の工程では、純水が供給される第４の槽で前記基板を水洗することを特徴としてもよい。なお、本発明の「第１の槽」としては例えば後述するフッ酸槽４が該当し、「第２の槽」としては例えば後述する純水リンス槽５が該当し、「第３の槽」としては例えば後述するアルカリ槽２が該当し、「第４の槽」としては例えば後述する純水リンス槽３が該当する。
【００１６】
また、上記の洗浄方法において、前記第１の工程を行う前に、前記基板を前記第３の槽でアルカリ洗浄し、前記アルカリ洗浄後の前記基板を前記第４の槽で水洗する前処理工程、をさらに含むことを特徴としてもよい。このような洗浄方法であれば、シリコン表面にパーティクル、有機物等の異物が付着している場合でも、これらの異物を第１の工程の前に除去することができる。また、前処理工程と第４の工程とで第３の槽を兼用し、前処理工程と第５の工程とで第４の槽を兼用する。このため、洗浄装置の省スペース化にさらに寄与することができる。なお、本発明の「前処理工程」としては、例えば、後述するステップＳ１及びＳ２が該当する。
【００１７】
本発明の別の態様に係る基板の洗浄装置は、基板のシリコン表面をウェットエッチングで露出させる第１の槽と、前記第１の槽で前記シリコン表面が露出した前記基板を水洗する第２の槽と、前記第２の槽で水洗された前記基板を乾燥させる乾燥装置と、前記乾燥装置で乾燥した前記基板をアルカリ洗浄して、前記シリコン表面にシリコン酸化膜を形成する第３の槽と、前記第３の槽で前記シリコン酸化膜が形成された前記基板を水洗する第４の槽と、を備えることを特徴とする基板の洗浄装置。このような洗浄装置であれば、上記の洗浄方法を実現することができる。従って、シリコン表面にウォーターマークが残ることを防止しつつ、洗浄装置の省スペース化に寄与することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、基板のシリコン表面にウォーターマークが残ることを防止することができる。また、洗浄装置の省スペース化に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態に係る洗浄装置１００の構成例を示す図。
【図２】洗浄装置１００内でのウェハー５０の搬送方法を示す図。
【図３】本発明の実施形態に係るウェハー５０の洗浄方法を示すフローチャート。
【図４】洗浄工程におけるウェハー５０の状態を示す図。
【図５】本発明の実施形態における変形例を示す図。
【図６】アルカリ洗浄の効果を説明する図。
【図７】従来例に係る洗浄方法を示すフローチャート。
【図８】従来例に係る洗浄装置２００の構成例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明による実施形態を、図面を用いて説明する。なお、以下に説明する各図において、同一の構成を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
（１）洗浄装置
図１は、本発明の実施形態に係る洗浄装置１００の構成例を示す概念図である。
図１に示すように、この洗浄装置１００は、例えば、シリコンウエーハ又はＳＯＩウェハーなどの基板（以下、単にウェハーという。）を洗浄する装置である。この洗浄装置１００は、ウェハー投入口（即ち、ローダー）１と、アルカリ槽２と、純水リンス槽３と、フッ酸槽４と、純水リンス槽５と、乾燥装置６と、ウェハー払い出し口（即ち、アンローダー）７と、を備える。
【００２１】
アルカリ槽２は、アルカリ溶液を排出可能に溜める槽である。この槽に溜められるアルカリ溶液は、例えば、アンモニア水（ＮＨ４ＯＨ）と過酸化水素水（Ｈ２Ｏ２）と純水（Ｈ２Ｏ）とを予め設定された割合で混合した液体である。このアルカリ溶液の各成分の混合割合は、一例を挙げると体積比で、ＮＨ４ＯＨ：Ｈ２Ｏ２：Ｈ２Ｏ＝１：２：１０である。また、アルカリ槽２内でのアルカリ溶液は、例えば７０℃〜９０℃の温度に保持される。
【００２２】
純水リンス槽３、５は、純水を排出可能に溜める槽である。例えば、純水リンス槽３、５には、槽の上方から槽内に向けて純水がシャワー等で供給される。また、純水リンス槽３、５は、槽内の純水を超音波で振動させる。このように、純水リンス槽３、５は、槽内のウェハーに純水を供給すると共に、必要に応じて純水を超音波で振動させる。これにより、ウェハーを純水でリンスする（即ち、水洗する）。
【００２３】
フッ酸槽４は、ＨＦ溶液を排出可能に溜める槽である。ＨＦ溶液は、例えば、ＨＦと純水とを予め設定された割合で混合した液体である。このＨＦ溶液の各成分の混合割合は、一例を挙げると体積比で、ＨＦ（４９％）：Ｈ２Ｏ＝１：９９である。即ち、ＨＦ溶液は、例えば０．５％ＨＦ水溶液である。
乾燥装置６は、純水でリンスされて、アルカリ溶液又はＨＦ溶液等の残留成分が洗い流された後のウェハーを乾燥させる機器である。乾燥装置６におけるウェハーの乾燥方法としては、例えば、水分をＩＰＡ（イソプロピルアルコール）に置換して乾燥させるＩＰＡ乾燥若しくはマランゴニ乾燥、又は、ウェハーを高速回転させて遠心力で水分を除去するスピン乾燥等が挙げられる。
【００２４】
また、この洗浄装置１００は、図２に示すように、複数枚（例えば、１ロット＝２５枚）のウェハー５０をカセット６０に収容した状態で搬送する搬送アーム１０、を備える。この搬送アーム１０は、ウェハー投入口からウェハー払い口へ向かう方向（以下、順方向ともいう。）又は、その逆方向に移動し、一方の槽と他方の槽との間（又は、一方の槽と乾燥装置との間）で、ウェハー５０を受け渡しすることが可能となっている。後述するように、この搬送アーム１０は、ウェハー投入口１とウェハー払い出し口９との間で、アルカリ槽２、純水リンス槽３、フッ酸槽４、純水リンス槽５、乾燥装置６、アルカリ槽２、純水リンス槽３、乾燥装置６の順に、それぞれ洗浄、リンス又は乾燥処理を行いながらウェハー５０を搬送することが可能となっている。
【００２５】
（２）洗浄方法
図３は、本発明の実施形態に係るウェハー５０の洗浄方法を示すフローチャートである。また、図４（ａ）及び（ｂ）は、洗浄工程におけるウェハー５０の状態を示す断面図である。
ここでは、図１に示した洗浄装置を用いて、図４（ａ）に示すウェハー５０を洗浄する場合について説明する。なお、このウェハー５０は、シリコンウエーハであり、シリコン表面５１上に絶縁膜５２又は絶縁膜５３を介して、多結晶シリコン膜５４が堆積されている。ここで、絶縁膜５２は例えば素子分離用のＬＯＣＯＳ（ｌｏｃａｌ ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｉｌｉｃｏｎ）膜である。また、絶縁膜５３は例えばゲート絶縁膜である。多結晶シリコン膜５４は例えばゲート電極膜である。図４（ａ）に示すように、多結晶シリコン膜５４の表面には、絶縁膜５２、５３の段差Ｇを反映して凹凸が生じている。
【００２６】
図３のステップＳ１では、まず始めに、カセット６０に収容された複数枚のウェハー５０を、ウェハー投入口１に投入する。投入されたウェハー５０は、搬送アーム１０によってアルカリ槽２内に運ばれる。このアルカリ槽２内で、ウェハー５０はアルカリ溶液中に浸漬されて洗浄され、その表面からパーティクル、有機物等の異物が除去される。また、このアルカリ槽２内でアルカリ溶液と触れることにより、図４（ａ）に示した多結晶シリコン膜５４の表面には、図示しない薄いシリコン酸化膜（即ち、ケミカル酸化膜）が形成される。ケミカル酸化膜の厚さは、例えば数Åである。
【００２７】
次に、ステップＳ２では、搬送アーム１０によりウェハー５０をアルカリ槽２内から取り出し、取り出したウェハー５０を純水リンス槽３内へ運ぶ。この純水リンス槽３内で、ウェハー５０は純水でリンスされ、アルカリ溶液の残留成分が洗い流される。なお、以上のステップＳ１、Ｓ２は、ステップＳ３の前処理である。
次に、ステップＳ３では、搬送アーム１０によりウェハー５０を純水リンス槽３内から取り出し、取り出したウェハー５０をフッ酸槽４内へ運ぶ。このフッ酸槽４内で、ウェハー５０はＨＦ溶液中に浸漬され、ケミカル酸化膜がウェットエッチングされる。ＨＦ溶液中へのウェハー５０の浸漬時間は例えば１０分程度である。これにより、ケミカル酸化膜下から多結晶シリコン膜５４の表面が露出し、ウェハー５０の表面は親水性から疎水性へと変わる。即ち、ケミカル酸化膜は親水性であり、多結晶シリコン膜５４は疎水性である。ケミカル酸化膜が完全に除去されることにより、ウェハー５０の表面は多結晶シリコン膜５４となり、疎水性となる。
【００２８】
次に、ステップＳ４では、搬送アーム１０によりウェハー５０をフッ酸槽４内から取り出し、取り出したウェハー５０を純水リンス槽５内へ運ぶ。この純水リンス槽５内で、ウェハー５０は純水でリンスされ、ＨＦ溶液の残留成分が洗い流される。
次に、ステップＳ５では、搬送アーム１０によりウェハー５０を純水リンス槽５内から取り出し、取り出したウェハー５０を乾燥装置６内へ運ぶ。この乾燥装置６内で、ウェハー５０はＩＰＡ乾燥若しくはマランゴニ乾燥、又はスピン乾燥等により乾燥される。
【００２９】
なお、ここまでの処理（即ち、ステップＳ１〜５：１巡目の処理）は連続処理であるが、このステップＳ５とＳ６との間は連続処理でなくてもよい。即ち、ステップＳ５の乾燥工程を終えたウェハー５０は、洗浄装置１００内での他のロットの処理状況に応じて、洗浄装置１００の内側又は外側で一旦待機し、その洗浄処理を一時中断してもよい。また、ステップＳ４からステップＳ５へ移行する過程では、多結晶シリコン膜５４の表面に水滴が部分的に付着している場合がほとんどであり、この水滴に起因して多結晶シリコン膜５４の表面にはウォーターマーク５５が形成される場合がある（図４（ａ）参照。）。しかしながら、本発明では、この段階でウォーターマーク５５が形成されても構わない。その理由は、次のステップＳ６で、ウォーターマーク５５を除去することができるからである。
【００３０】
ステップＳ６では、搬送アーム１０により、ウェハー５０を乾燥装置６内（或いは、図示しない待機エリア）から取り出し、取り出したウェハー５０をアルカリ槽２内へ運ぶ。このとき、搬送アーム１０は、図２の矢印で示したように、乾燥装置６からアルカリ槽２に向けて（即ち、逆方向へ）移動することとなる。このアルカリ槽２内で、ウェハー５０はアルカリ溶液中に浸漬されて洗浄され、その表面からパーティクル、有機物等の異物が除去される。アルカリ溶液中へのウェハー５０の浸漬時間は例えば７分程度である。
【００３１】
このアルカリ洗浄により、多結晶シリコン膜５４の表面から自然酸化膜が除去される。また、自然酸化膜の除去と並行して、多結晶シリコン膜５４の表面にはアルカリ溶液と触れることにより、ケミカル酸化膜が形成される。例えば、多結晶シリコン膜５４の表面にウォーターマーク５５が形成されている場合は、アルカリ洗浄により、このウォーターマーク５５も自然酸化膜と共に除去される。そして、ウォーターマーク５５が除去された後の多結晶シリコン膜５４の表面には、図４（ｂ）に示すように、ケミカル酸化膜５６が薄く、且つ均一の厚さに形成される。
【００３２】
つまり、図４（ａ）及び（ｂ）に示したように、乾燥後にアルカリ洗浄を行うことで、多結晶シリコン膜５４の表面に形成された自然酸化膜（ウォーターマーク５５を含む）がエッチングされると共に、ケミカル酸化膜５６が新たに形成される。これにより、多結晶シリコン膜５４の表面からウォーターマーク５５が除去される。
次に、図３のステップＳ７では、搬送アーム１０によりウェハー５０をアルカリ槽２内から取り出し、取り出したウェハー５０を純水リンス槽３内へ運ぶ。この純水リンス槽３内で、ウェハー５０は純水でリンスされ、アルカリ溶液の残留成分が洗い流される。
【００３３】
そして、ステップＳ８では、搬送アーム１０によりウェハー５０を純水リンス槽３内から取り出し、取り出したウェハー５０を乾燥装置６内へ運ぶ。この乾燥装置６内で、ウェハー５０はＩＰＡ乾燥若しくはマランゴニ乾燥、又はスピン乾燥等により乾燥される。なお、上記のステップＳ６〜８の処理（即ち、２巡目の処理）は連続処理である。
また、ステップＳ７からステップＳ８へ移行する過程では、ケミカル酸化膜５６の表面は全体的に水分で濡れている。しかしながら、多結晶シリコン膜５４はケミカル酸化膜５６で覆われており、ケミカル酸化膜５６上の水分によって、ケミカル酸化膜５６下の多結晶シリコン膜５４が酸化されることは、常温（例えば、２５℃）では起き得ない。従って、ウォーターマークが再度形成されることを防ぐことができる。
【００３４】
（３）実施形態の効果
本発明の実施形態によれば、図３のステップＳ５を終えた時点で、多結晶シリコン膜５４の表面には、ウォーターマーク５５が生じている場合がある。しかしながら、その後のステップＳ６で、このウォーターマーク５５をエッチングしつつ、多結晶シリコン膜５４の表面に薄いケミカル酸化膜５６を均一の厚さに形成することができる。従って、洗浄装置１００による洗浄処理が終了した後の（即ち、ウェハー払い出し口７から搬出された後の）ウェハー５０において、多結晶シリコン膜５４の表面にウォーターマーク５５が残ることを防ぐことができる。
【００３５】
また、本発明の実施形態によれば、ステップＳ５でウェハー５０を一旦乾燥させる。これにより、ステップＳ６のアルカリ洗浄を行う前に、ウェハー５０を洗浄装置１００の内又は外で待機させることができ、アルカリ槽２を効率良く使用することができる。さらに、ステップＳ１と、ステップＳ６とで、アルカリ槽２を兼用している。このため、図８に示した従来の洗浄装置２００と比べて、アルカリ槽２の槽数を必要最小限の数（例えば、１槽）に抑えることができる。また、ステップＳ２とＳ７とでも、純水リンス槽３を兼用している。以上から、洗浄装置の省スペース化を十分に達成することができる。
【００３６】
また、本発明の実施形態によれば、アルカリ槽２では、アルカリ溶液を常温よりも高い温度（例えば、７０℃〜９０℃）で保持している。このため、アルカリ溶液を構成しているアンモニア水、過酸化水素水は蒸発し易く、アルカリ溶液の濃度（混合比）が変わり易いため、アルカリ槽２ではアルカリ溶液を定期的に交換する必要がある。ここで、洗浄装置１００が有するアルカリ槽２は例えば１槽であり、従来の洗浄装置２００と比べて、その槽数が少ない。従って、槽数が少ない分だけアルカリ溶液の使用量を減らすことができ、洗浄処理にかかるコストを低減することができる。
【００３７】
（４）変形例
上記の実施形態において、図３に示したステップＳ１、Ｓ２は、ステップＳ３の前処理である。このステップＳ３の前処理は、洗浄装置１００による洗浄処理の後に続く成膜工程、拡散工程等の種類によっては省略してもよい。例えば、洗浄処理の後で、多結晶シリコン膜５４上にシリサイドを形成する場合は、図３に示したステップＳ１、Ｓ２を省略してもよい。その場合は、図５の二点鎖線の矢印で示すように、カセット６０に収納されたウェハー５０を、ウェハー投入口１からアルカリ槽２と純水リンス槽３とをスルーして、フッ酸槽４へ直接搬送すればよい。この搬送も、図２に示した搬送アーム１０が行う。
【００３８】
（５）その他
なお、上記の実施形態では、図４（ａ）及び（ｂ）に示したように、洗浄装置１００による洗浄処理の対象を、多結晶シリコン膜５４が堆積されたウェハー５０とする場合について説明した。しかしながら、本発明において、洗浄処理の対象とする基板はこれに限られることはない。
【００３９】
本発明では、例えば、ベア状態（即ち、自然酸化膜を除いて、膜が成膜されていない状態）のシリコンウエーハ、ベア状態のＳＯＩウェハー、エピタキシャル成長法により単結晶シリコン膜が成膜された状態のウェハー、ＣＶＤ法により絶縁膜を介してアモルファスシリコンが成膜されたウェハーなど、洗浄処理によりウォーターマークが形成される可能性のある基板を、洗浄処理の対象としてもよい。このような場合においても、上記の実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００４０】
即ち、上記のような各種基板にＨＦ溶液による処理を施すと、図６（ａ）に示すように、基板のシリコン表面６１上からシリコン酸化膜が除去される。シリコン表面６１は疎水性のため、基板は水滴をはじく状態となる。また、純水リンス後は、図６（ｂ）に示すようにシリコン表面６１にはウォーターマーク５５が形成される可能性がある。しかしながら、本発明では、純水リンス後に基板を乾燥させ、その後、アルカリ洗浄を施す。これにより、図６（ｃ）に示すように、シリコン表面６１からウォーターマークを除去することができる。また、ウォーターマークの除去と並行して、シリコン表面６１に薄いケミカル酸化膜５６が均一の厚さに形成することができる。従って、上記の実施形態と同様に、洗浄処理後のシリコン表面６１にウォーターマークが残ることを防止することができる。
【００４１】
また、ＨＦ溶液によるエッチングを行い、純水リンスを行った後で、基板を一旦乾燥させる。これにより、基板を洗浄装置の内又は外で待機させることが可能となる。アルカリ槽を効率良く使用することができ、アルカリ槽の槽数を少なくすることが可能となるので、洗浄装置の省スペース化に寄与することができる。
【符号の説明】
【００４２】
１ ウェハー投入口（ローダー）
２ アルカリ槽
３ 純水リンス槽
４ フッ酸槽
５ 純水リンス槽
６ 乾燥装置
９ ウェハー払い出し口（アンローダー）
１０ 搬送アーム
５０ ウェハー
５１ シリコン表面
５２、５３ 絶縁膜
５４ 多結晶シリコン膜
５５ ウォーターマーク
５６ ケミカル酸化膜
６０ カセット
６１ シリコン表面
１００ 洗浄装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板のシリコン表面をウェットエッチングで露出させる第１の工程と、
前記第１の工程の後で前記基板を水洗する第２の工程と、
前記第２の工程の後で前記基板を乾燥させる第３の工程と、
前記第３の工程の後で前記基板をアルカリ洗浄して、前記シリコン表面にシリコン酸化膜を形成する第４の工程と、
前記第４の工程の後で前記基板を水洗する第５の工程と、を含むことを特徴とする基板の洗浄方法。
【請求項２】
前記第１の工程では、フッ酸を含む液体を溜める第１の槽でウェットエッチングを行い、
前記第２の工程では、純水が供給される第２の槽で前記基板を水洗し、
前記第４の工程では、アンモニア水と過酸化水素水とを混合した液体を溜める第３の槽で前記基板をアルカリ洗浄し、
前記第５の工程では、純水が供給される第４の槽で前記基板を水洗することを特徴とする請求項１に記載の基板の洗浄方法。
【請求項３】
前記第１の工程を行う前に、前記基板を前記第３の槽でアルカリ洗浄し、前記アルカリ洗浄後の前記基板を前記第４の槽で水洗する前処理工程、をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の基板の洗浄方法。
【請求項４】
基板のシリコン表面をウェットエッチングで露出させる第１の槽と、
前記第１の槽で前記シリコン表面が露出した前記基板を水洗する第２の槽と、
前記第２の槽で水洗された前記基板を乾燥させる乾燥装置と、
前記乾燥装置で乾燥した前記基板をアルカリ洗浄して、前記シリコン表面にシリコン酸化膜を形成する第３の槽と、
前記第３の槽で前記シリコン酸化膜が形成された前記基板を水洗する第４の槽と、を備えることを特徴とする基板の洗浄装置。
【請求項１】
基板のシリコン表面をウェットエッチングで露出させる第１の工程と、
前記第１の工程の後で前記基板を水洗する第２の工程と、
前記第２の工程の後で前記基板を乾燥させる第３の工程と、
前記第３の工程の後で前記基板をアルカリ洗浄して、前記シリコン表面にシリコン酸化膜を形成する第４の工程と、
前記第４の工程の後で前記基板を水洗する第５の工程と、を含むことを特徴とする基板の洗浄方法。
【請求項２】
前記第１の工程では、フッ酸を含む液体を溜める第１の槽でウェットエッチングを行い、
前記第２の工程では、純水が供給される第２の槽で前記基板を水洗し、
前記第４の工程では、アンモニア水と過酸化水素水とを混合した液体を溜める第３の槽で前記基板をアルカリ洗浄し、
前記第５の工程では、純水が供給される第４の槽で前記基板を水洗することを特徴とする請求項１に記載の基板の洗浄方法。
【請求項３】
前記第１の工程を行う前に、前記基板を前記第３の槽でアルカリ洗浄し、前記アルカリ洗浄後の前記基板を前記第４の槽で水洗する前処理工程、をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の基板の洗浄方法。
【請求項４】
基板のシリコン表面をウェットエッチングで露出させる第１の槽と、
前記第１の槽で前記シリコン表面が露出した前記基板を水洗する第２の槽と、
前記第２の槽で水洗された前記基板を乾燥させる乾燥装置と、
前記乾燥装置で乾燥した前記基板をアルカリ洗浄して、前記シリコン表面にシリコン酸化膜を形成する第３の槽と、
前記第３の槽で前記シリコン酸化膜が形成された前記基板を水洗する第４の槽と、を備えることを特徴とする基板の洗浄装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−８４７２３（Ｐ２０１３−８４７２３Ａ）
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２２９０５（Ｐ２０１１−２２２９０５）
【出願日】平成２３年１０月７日（２０１１．１０．７）
【出願人】（３０３０４６２７７）旭化成エレクトロニクス株式会社 (840)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月７日（２０１１．１０．７）
【出願人】（３０３０４６２７７）旭化成エレクトロニクス株式会社 (840)
【Ｆターム（参考）】
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