洗浄装置、洗浄方法及び半導体装置の製造方法
【課題】本発明は、洗浄装置、洗浄方法及び半導体装置の製造方法等に関し、半導体ウエハのエッジ部に形成された膜を除去するための洗浄装置及び洗浄方法、及び半導体装置の製造方法等に関する。
【解決手段】本発明に係るの洗浄装置は、半導体ウエハ３の最外端から内側に５ｍｍ以内の部分を挟んで押し当てる第１及び第２のブラシ１ａ、１ｂと、第１及び第２のブラシを保持する第１及び第２のブラシ軸２ａ、２ｂと、第１及び第２のブラシ軸を回転させる回転機構と、半導体ウエハを回転させる回転機構と、洗浄液を供給する機構と、制御機構とを具備し、制御機構は、半導体ウエハの最外端から内側に５ｍｍ以内の部分に第１及び第２のブラシを押し当て且つ半導体ウエハの最外端から内側に５ｍｍより更に内側の表裏面には第１及び第２のブラシを押し当てないことにより、半導体ウエハのエッジ部に成膜された膜を除去するように制御する機構であることを特徴とする。
【解決手段】本発明に係るの洗浄装置は、半導体ウエハ３の最外端から内側に５ｍｍ以内の部分を挟んで押し当てる第１及び第２のブラシ１ａ、１ｂと、第１及び第２のブラシを保持する第１及び第２のブラシ軸２ａ、２ｂと、第１及び第２のブラシ軸を回転させる回転機構と、半導体ウエハを回転させる回転機構と、洗浄液を供給する機構と、制御機構とを具備し、制御機構は、半導体ウエハの最外端から内側に５ｍｍ以内の部分に第１及び第２のブラシを押し当て且つ半導体ウエハの最外端から内側に５ｍｍより更に内側の表裏面には第１及び第２のブラシを押し当てないことにより、半導体ウエハのエッジ部に成膜された膜を除去するように制御する機構であることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、洗浄装置、洗浄方法及び半導体装置の製造方法等に関し、特に、半導体ウエハのエッジ部に形成された膜を除去するための洗浄装置及び洗浄方法、また、半導体ウエハのエッジ部に形成された膜を除去することによりパーティクルの発生を抑制した半導体装置の製造方法等に関する。
【背景技術】
【０００２】
図９（Ａ）は、従来の半導体ウエハを示す断面図である。
図９（Ａ）に示す半導体ウエハ１０は、シリコン基板に例えばトランジスタのような半導体素子を形成し、半導体素子の上に例えばシリコン酸化膜からなる層間絶縁膜を形成し、層間絶縁膜上に配線を形成し、最上層の配線上に例えばシリコン窒化膜からなるパッシベーション膜を形成し、パッシベーション膜にパッド開口部を形成した後の半導体ウエハであり、前工程を終了した後の半導体ウエハである。
【０００３】
上記の前工程には、シリコン基板を熱酸化する工程、ＣＶＤ（chemical vapor deposition）法によりシリコン酸化膜又はシリコン窒化膜を形成する工程などがあり、これらの工程によって半導体ウエハ１０のべべル部（ウエハエッジ部）１０ａにも熱酸化膜、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜などの膜２１が成膜されてしまう（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
上述したように酸化膜や窒化膜などの膜２１がウエハエッジ部（周縁部）１０ａに成膜された状態の半導体ウエハ１０を熱処理炉に挿入してシンター処理を行うと、図９（Ｂ）に示すように、シンター処理による熱応力によってストレスの高い厚い膜２１ａが剥がれることがある。この剥がれた膜２１ａがパーティクルの原因となる。
【０００５】
そこで、上記のようなパーティクルの発生を防止するために、シンター処理を行う前に、洗浄装置によって膜２１を除去することが考えられる。
【０００６】
従来の洗浄装置は、ウエハを取り囲むようにして複数のローラーを配置し、ローラー先端部に形成した把持部によってウエハの縁部を保持し、ローラーの回転によってウエハを回転させ、ロール型スクラブ洗浄ブラシが上下からウエハに接触させることにより、ウエハの洗浄を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−１２０９０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記従来の洗浄装置では、ローラーによってウエハを保持し回転させながらウエハの表裏面に液供給を行いつつ、上下からスクラブ洗浄ブラシをウエハの表裏面に擦り付けてスクラブ洗浄を行う。このため、ウエハのベベル及びエッジ部のみを洗浄することはできず、ウエハの裏表面、ベベル及びエッジ部すべてにブラシが当たってしまう。その結果、パターン付きウエハのパターンを破壊し、さらに穴及び溝にパーティクルが残留することとなる。
【０００９】
本発明は上記のような事情を考慮してなされたものであり、本発明に係る幾つかの態様は、半導体ウエハのエッジ部に形成された膜を除去するための洗浄装置及び洗浄方法、また、半導体ウエハのエッジ部に形成された膜を除去することによりパーティクルの発生を抑制した半導体装置の製造方法等である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明に係る洗浄装置は、半導体ウエハの最外端から内側に５ｍｍ以内の部分を挟んで押し当てる第１及び第２のブラシと、
前記第１のブラシを保持する第１のブラシ軸と、
前記第２のブラシを保持する第２のブラシ軸と、
前記第１及び第２のブラシ軸を回転させる第１の回転機構と、
前記半導体ウエハを回転させる第２の回転機構と、
前記半導体ウエハに洗浄液を供給する供給機構と、
前記第１及び第２の回転機構を制御する制御機構と、
を具備し、
前記制御機構は、前記半導体ウエハの最外端から内側に５ｍｍ以内の部分に前記第１及び第２のブラシを押し当て且つ前記半導体ウエハの最外端から内側に５ｍｍより更に内側の表裏面には前記第１及び第２のブラシを押し当てないことにより、前記半導体ウエハのエッジ部に成膜された膜を除去するように制御する機構であることを特徴とする。
【００１１】
上記洗浄装置によれば、半導体ウエハの最外端から内側に５ｍｍ以内の部分を挟んで押し当てる第１及び第２のブラシを用いて半導体ウエハを洗浄することにより、半導体ウエハの表面に形成されたパターンにブラシが接触することはない。これにより、半導体ウエハのエッジ部のみを洗浄したい場合において、半導体ウエハの表面上に形成されたパターンを破壊させることなく半導体ウエハのエッジ部の洗浄を行うことが可能となる。
【００１２】
また、本発明に係る洗浄装置において、前記第１のブラシ軸は、前記第１のブラシを保持する部分に凹凸形状の第１の滑り止めを有し、前記第２のブラシ軸は、前記第２のブラシを保持する部分に凹凸形状の第２の滑り止めを有することも可能である。
【００１３】
また、本発明に係る洗浄装置において、前記第１のブラシ軸は、その端部に前記第１のブラシを止める第１のストッパーを有し、前記第２のブラシ軸は、その端部に前記第２のブラシを止める第２のストッパーを有することも可能である。
【００１４】
また、本発明に係る洗浄装置において、前記第１のブラシの表面には凹部が形成されており、前記第２のブラシの表面には前記凹部にはめ込まれる凸部が形成されていることも可能である。
【００１５】
また、本発明に係る洗浄装置において、前記第１及び第２のブラシの表面は、前記半導体ウエハの最外端から内側に５ｍｍ以内の部分に沿う形状を有することも可能である。
【００１６】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、半導体ウエハの表面に熱酸化法又はＣＶＤ法により膜を成膜することにより、前記半導体ウエハのエッジ部にも前記膜が成膜される工程と、
前記半導体ウエハの最外端から内側に５ｍｍ以内の部分にブラシを押し当て且つ前記半導体ウエハの最外端から内側に５ｍｍより更に内側の表裏面には前記ブラシを押し当てないことにより、前記半導体ウエハのエッジ部に成膜された膜を洗浄して除去する工程と、
を具備することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明に係る半導体装置の製造方法において、前記除去する工程の後に、前記半導体ウエハを熱処理する工程をさらに具備することも可能である。
【００１８】
また、本発明に係る半導体装置の製造方法において、前記除去する工程の後に、前記半導体ウエハに液浸露光を行う工程をさらに具備することも可能である。
【００１９】
本発明に係る洗浄方法は、半導体ウエハを回転させながら前記半導体ウエハの最外端から内側に５ｍｍ以内の部分にブラシを押し当て且つ前記半導体ウエハの最外端から内側に５ｍｍより更に内側の表裏面には前記ブラシを押し当てないことにより、前記半導体ウエハのエッジ部に成膜された膜を洗浄して除去することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１の実施形態に係る洗浄機を模式的に示す図。
【図２】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係る洗浄機を模式的に示す図。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第２の実施形態に係る洗浄機を模式的に示す図。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第３の実施形態に係る洗浄機を模式的に示す図。
【図５】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第４の実施形態に係る洗浄機を模式的に示す図。
【図６】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第５の実施形態に係る洗浄機を模式的に示す図。
【図７】本発明の第１の実施形態の洗浄機における動作を示すフローチャート。
【図８】図１（ａ）に示す半導体ウエハ３の一部を示す断面図。
【図９】（Ａ）及び（Ｂ）は、従来の半導体ウエハを示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図を参照して本発明の第１の実施形態について説明する。
図１（ａ）〜（ｃ）及び図２（ａ）、（ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係る洗浄装置を模式的に示す図である。図１（ｃ）は、洗浄装置の上面図であり、図１（ａ）は、図１（ｃ）のＢ方向からみた側面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ方向からみた側面図である。
図１（ａ）〜（ｃ）及び図２（ａ）、（ｂ）に示す洗浄装置は、半導体ウエハ３のエッジ部（周縁部）において表裏面をスクラブ洗浄するためのものである。また、図８は、図１（ａ）〜（ｃ）及び図２（ａ）、（ｂ）に示す半導体ウエハ３の一部を示す断面図である。
【００２２】
まず、図８に示すように、シリコン基板１０上にＬＯＣＯＳ法によりＬＯＣＯＳ酸化膜１３を形成する。次いで、このＬＯＣＯＳ酸化膜１３の内側に位置するシリコン基板１０上に熱酸化法によりゲート酸化膜１４を形成する。シリコン基板１０には複数種類のトランジスタを形成するため、各種類によってゲート酸化膜の膜厚を変更して異なる膜厚のゲート酸化膜を形成する。具体的には、シリコン基板１０に熱酸化（ゲート酸化）工程と酸化膜除去工程を繰り返す。この際、半導体ウエハ（シリコン基板）１０の周縁部にも熱酸化膜が形成される。
【００２３】
次に、ゲート酸化膜１４を含む全面上にＣＶＤ法によりポリシリコン膜を堆積し、このポリシリコン膜をパターニングにすることにより、ゲート酸化膜１４上にはポリシリコン膜からなるゲート電極１５が形成される。次いで、このゲート電極１５及びＬＯＣＯＳ酸化膜１３をマスクとして不純物をイオン注入することにより、シリコン基板１０にはＬＤＤ領域１７が形成される。
【００２４】
次いで、ゲート電極１５を含む全面上にシリコン酸化膜又はシリコン窒化膜をＣＶＤ法により堆積し、このシリコン酸化膜又はシリコン窒化膜をエッチバックすることにより、ゲート電極１５の側壁にはサイドウォール１６が形成される。次いで、このサイドウォール１６及びゲート電極１５をマスクとして不純物をイオン注入することにより、シリコン基板１０にはソース・ドレイン領域１８が形成される。
【００２５】
この後、ゲート電極１５を含む全面上にシリコン酸化膜からなる第１の層間絶縁膜２２をＣＶＤ法により形成する。この際、半導体ウエハの周縁部にも第１の層間絶縁膜が成膜される。
【００２６】
次いで、第１の層間絶縁膜２２上にレジストパターン（図示せず）を形成する。次いで、このレジストパターンをマスクとして第１の層間絶縁膜２２をエッチングすることにより、第１の層間絶縁膜２２にゲート電極１６及びソース・ドレイン領域１８それぞれの上に位置するコンタクトホール２２ａが形成される。
【００２７】
次いで、コンタクトホール２２ａ内及び第１の層間絶縁膜２２上にＷ膜をスパッタリング法により堆積する。次いで、第１の層間絶縁膜２２上に存在するＷ膜をＣＭＰ(Chemical Mechanical Polishing)又はエッチバックで除去することにより、コンタクトホール２２内には第１のＷプラグ１９が埋め込まれる。次いで、第１のＷプラグ１９及び第１の層間絶縁膜２２の上にスパッタリング法によりＡｌ合金膜を堆積し、このＡｌ合金膜をパターニングすることにより、第１のＷプラグ１９及び第１の層間絶縁膜２２上には第１のＡｌ合金配線３０が形成される。
【００２８】
次に、第１のＡｌ合金配線３０及び第１の層間絶縁膜２２の上にシリコン酸化膜からなる第２の層間絶縁膜２３をＣＶＤ法により形成する。この際、半導体ウエハの周縁部にも第２の層間絶縁膜２３が成膜される。
【００２９】
次いで、第２の層間絶縁膜２３上にレジストパターン（図示せず）を形成する。次いで、このレジストパターンをマスクとして第２の層間絶縁膜２３をエッチングすることにより、第２の層間絶縁膜２３には第１のＡｌ合金配線３０上に位置する第１のビアホール２３ａが形成される。
【００３０】
次いで、第１のビアホール２３ａ内及び第２の層間絶縁膜２３上にＷ膜をスパッタリング法により堆積する。次いで、第２の層間絶縁膜２３上に存在するＷ膜をＣＭＰ又はエッチバックで除去することにより、第１のビアホール２３ａ内には第２のＷプラグ２６が埋め込まれる。次いで、第２のＷプラグ２６及び第２の層間絶縁膜２３の上にスパッタリング法によりＡｌ合金膜を堆積し、このＡｌ合金膜をパターニングすることにより、第２のＷプラグ２６及び第２の層間絶縁膜２３の上には第２のＡｌ合金配線２７が形成される。
【００３１】
この後、第２のＡｌ合金配線２７及び第２の層間絶縁膜２３の上にシリコン酸化膜からなる第３の層間絶縁膜２４をＣＶＤ法により形成する。この際、半導体ウエハの周縁部にも第３の層間絶縁膜が成膜される。
【００３２】
次いで、第３の層間絶縁膜２４上にレジストパターン（図示せず）を形成する。次いで、このレジストパターンをマスクとして第３の層間絶縁膜２４をエッチングすることにより、第３の層間絶縁膜２４には第２のＡｌ合金配線２７上に位置する第２のビアホール２４ａが形成される。
【００３３】
次いで、第２のビアホール２４ａ内及び第３の層間絶縁膜２４上にＷ膜をスパッタリング法により堆積する。次いで、第３の層間絶縁膜２４上に存在するＷ膜をＣＭＰ又はエッチバックで除去することにより、第２のビアホール２４ａ内には第３のＷプラグ２８が埋め込まれる。次いで、第３のＷプラグ２８及び第３の層間絶縁膜２４の上にスパッタリング法によりＡｌ合金膜を堆積し、このＡｌ合金膜をパターニングすることにより、第３のＷプラグ２８及び第３の層間絶縁膜２４の上にＡｌパッド２９が形成される。
【００３４】
次いで、Ａｌパッド２９及び第３の層間絶縁膜２４の上にシリコン窒化膜からなるパッシベーション膜２５をＣＶＤ法により形成する。この際、半導体ウエハのエッジ部にもパッシベーション膜が成膜される。次いで、このパッシベーション膜２５上にレジストパターン（図示せず）を形成する。次いで、このレジストパターンをマスクとしてパッシベーション膜２５をエッチングすることにより、このパッシベーション膜２５にはＡｌパッド２９を露出させるパッド開口部２５ａが形成される。
【００３５】
このようにパッド開口部２５ａを形成する工程まで施された半導体ウエハの周縁部には、前述したように熱酸化膜、ＣＶＤ法によるシリコン酸化膜、シリコン窒化膜などが成膜されている。
【００３６】
次に、図１（ａ）〜（ｃ）及び図２（ａ）、（ｂ）に示す洗浄装置を用意し、上記のように半導体ウエハのエッジ部に成膜された熱酸化膜、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜などの膜を除去する工程を行う。具体的には、半導体ウエハのエッジ部（周縁部）を図１及び図２に示す洗浄装置によって洗浄する工程を行う。
【００３７】
以下に、図１及び図２に示す洗浄装置の構成について説明する。
図１（ａ）、（ｂ）及び図２（ａ）に示すように、洗浄装置はスクラブ洗浄ブラシ１ａ及び１ｂを有している。スクラブ洗浄ブラシ１ａ及び１ｂはブラシ軸２ａ及び２ｂによって固定されている。スクラブ洗浄ブラシ１ａ及び１ｂの材質は、例えばＰＶＡ（ｐｏｌｙ ｖｉｎｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ）が用いられる。また、スクラブ洗浄ブラシ１ａ及び１ｂは、輪形状であり、ブラシ軸２ａ及び２ｂにはめ込むように取り付けられている。
【００３８】
スクラブ洗浄ブラシ１ａ及び１ｂは、半導体ウエハ３を上下から挟むように、半導体ウエハ３のエッジ部の表裏面に押し当て及び待避可能に配置されており、前記押し当て及び待避それぞれの位置にスクラブ洗浄ブラシ１ａ及び１ｂを移動させる移動機構（図示せず）を洗浄装置は有している。また、スクラブ洗浄ブラシ１ａ及び１ｂの周囲には、半導体ウエハ３のエッジ部の表裏面に薬液及び純水などの洗浄液を供給する供給機構のノズル（図示せぬ）が設置されている。
【００３９】
また、図１（ｃ）に示すように、洗浄装置は、半導体ウエハ３を保持するための複数のローラー４を有しており、これらのローラー４は半導体ウエハ３の周囲に配置されている。ローラー４は回転機構であるローラー用モーター（図示せぬ）に接続されており、このローラー用モーターが稼動することによってローラー４が矢印の方向に回転駆動し、半導体ウエハ３もまた矢印の方向に回転させている。ブラシ軸２ａ及び２ｂは、回転機構であるモーター５に接続されており、このモーター５が稼動することによって上下のブラシ軸２ａ及び２ｂを回転駆動させるとともに、ブラシ１ａ及び１ｂを回転させている。また、洗浄装置は、前記ローラー用モーター及びモーター５の動作などを制御することによって半導体ウエハ３のエッジ部を洗浄する際の装置動作を自動制御する制御機構（図示せぬ）を有している。
【００４０】
以下に、上述した洗浄装置によって半導体ウエハのエッジ部を洗浄する工程を図７に示すフローチャートを用いて説明する。また、図２（ａ）及び（ｂ）は、ブラシ軸２ａ及び２ｂに固定されたブラシ１ａ及び１ｂの動作を説明するための模式図である。
【００４１】
まず、図２（ａ）に示すように、洗浄装置に半導体ウエハ３が投入される。次いで、投入された半導体ウエハ３は、図１（ｃ）に示すローラー４に保持される（Ｓ１）。次いで、前記ローラー用モーターが稼動し、ローラー４が矢印の方向に回転開始することによって半導体ウエハ３も矢印の方向に回転開始する（Ｓ２）。この際に、モーター５が稼動し、ブラシ軸２ａ及び２ｂを回転駆動させることによってスクラブ洗浄ブラシ１ａ及び１ｂが回転開始し、それぞれ図２（ａ）に示す矢印１１、１２の方向に移動する。
【００４２】
次いで、図２（ｂ）に示すように、スクラブ洗浄ブラシ１ａ及び１ｂは回転しながら半導体ウエハ３のエッジ部を上下から挟むように半導体ウエハ３に押し当てられ、半導体ウエハ３のエッジ部の洗浄が開始される（Ｓ４）。この際、半導体ウエハ３のエッジ部の表裏面には、前記ノズルより薬液及び純水が供給される。また、スクラブ洗浄ブラシ１ａ及び１ｂが半導体ウエハ３に押し当てられる領域は、図８に示す半導体素子が形成されていないエリア、即ち製品チップが形成される有効エリアの外側であり、具体的には半導体ウエハ３の最外端（外縁）から内側に５ｍｍ以内の部分である。
【００４３】
また、半導体ウエハ３はローラー４によって回転しているため、ブラシ１ａ及び１ｂに接触していない半導体ウエハ３のエッジ部も順次洗浄される。
【００４４】
次いで、所定時間において洗浄が終了した後、ブラシ１ａが上方向に移動し、ブラシ１ｂが下方向に移動し、図２（ａ）に示す位置に戻る。その後、前記制御機構により前記ローラー用モーターが稼動停止し、ローラー４の回転が停止するとともに半導体ウエハ３の回転も停止する。この際に、モーター５もまた前記制御機構により稼動停止し、ブラシ軸２ａ及び２ｂの回転が停止するとともにブラシ１ａ及び１ｂも回転が停止する。その後、半導体ウエハ３を接触固定していたローラー４を解除する（Ｓ５）。
【００４５】
次いで、半導体ウエハ３のエッジ部の表裏面に付着した処理液を高速回転の遠心力により完全に除去し、半導体ウエハ３の洗浄が終了する（Ｓ６）。
【００４６】
次に、半導体ウエハ３を熱処理炉に挿入し、Ａｌの活性化などを目的とするシンター処理を行う。このシンター処理は、例えば４００℃の温度に３０分間保持する条件で行う。
【００４７】
以上、本発明の第１の実施形態によれば、半導体ウエハ３のエッジ部の表裏面に接触するスクラブ洗浄ブラシ１ａ及び１ｂを用いて基板洗浄することにより、半導体ウエハ３の表面に形成されたパターンにブラシ１ａ及び１ｂが接触することはない。これにより、半導体ウエハ３のエッジ部のみを洗浄したい場合において、図８に示す半導体ウエハ３の表面上に形成されたパターンを破壊させることなく半導体ウエハのエッジ部の洗浄を行うことが可能となる。さらに、半導体ウエハ３のエッジ部以外にブラシ１ａ及び１ｂが接触しないため、半導体ウエハ３の表面に残留するパーティクルを低減することも可能である。
【００４８】
また、ブラシ１ａ及び１ｂの形状が異なる以外は、従来の洗浄装置と同様である。そのため、洗浄用途に合わせてブラシ１ａ及び１ｂの交換を行うことが可能となる。その結果、既存の洗浄装置を用いて半導体ウエハ３のエッジ部の洗浄を行うことができる。
【００４９】
また、本実施の形態では、シンター処理前に、半導体ウエハ３のエッジ部に成膜されている膜を除去するため、熱処理炉に挿入して半導体ウエハのシンター処理を行う際に、シンター処理による熱応力によって前記エッジ部に成膜された膜が剥がれることを防止できる。その結果、膜が剥がれることに起因するパーティクルの発生を抑制できる。
【００５０】
図３（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第２の実施形態による洗浄装置のブラシ軸２ａ及び２ｂに固定されたブラシ１ａ及び１ｂの動作を説明するための模式図であり、図２（ａ）及び（ｂ）と同一部分には同一符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。
【００５１】
第２の実施形態は、ブラシ軸の構成が第１の実施形態と異なるが、それ以外の洗浄装置の構造及び半導体ウエハ３の洗浄方法は、第１の実施形態と同様である。
【００５２】
図３（ａ）に示すように、ブラシ軸２ａ及び２ｂにおいてブラシ１ａ及び１ｂが取り付けられる部分には、凹凸形状の滑り止め６か形成されている。この凹凸形状の滑り止め６が形成された部分にブラシ１ａ及び１ｂをはめ込んでいる。
【００５３】
図３（ｂ）に示すように、ブラシ１ａ及び１ｂは回転しながら半導体ウエハ３のエッジ部を上下から挟むように半導体ウエハ３に接触し、半導体ウエハ３の洗浄が開始される。
【００５４】
以上、本発明の第２の実施形態においても第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。さらに、ブラシ軸２ａ及び２ｂにおいてブラシ１ａ及び１ｂが取り付けられる部分には、凹凸形状の滑り止め６か形成することにより、ブラシ１ａ及び１ｂがずれることなく半導体ウエハ３のエッジ部を洗浄することが可能となる。
【００５５】
図４（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第３の実施形態による洗浄装置のブラシ軸２ａ及び２ｂに固定されたブラシ１ａ及び１ｂの動作を説明するための模式図であり、図２（ａ）及び（ｂ）と同一部分には同一符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。
【００５６】
第３の実施形態は、ブラシ軸の構成が第１の実施形態と異なるが、それ以外の洗浄装置の構造及び半導体ウエハ３の洗浄方法は、第１の実施形態と同様である。
【００５７】
図４（ａ）に示すように、ブラシ軸２ａ及び２ｂに取り付けられたブラシ１ａ及び１ｂの外側からストッパー７を設置している。
【００５８】
図４（ｂ）に示すように、ブラシ１ａ及び１ｂは回転しながら半導体ウエハ３のエッジ部を上下から挟むように半導体ウエハ３に接触し、半導体ウエハ３の洗浄が開始される。
【００５９】
以上、本発明の第３の実施形態においても第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。さらに、ブラシ軸２ａ及び２ｂにストッパー７を設置することにより、ブラシ軸２ａ及び２ｂに取り付けられたブラシ１ａ及び１ｂがずれることを防止することが可能となる。
【００６０】
図５（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第４の実施形態による洗浄装置のブラシ軸２ａ及び２ｂに固定されたブラシ１ａ及び１ｂの動作を説明するための模式図であり、図２（ａ）及び（ｂ）と同一部分には同一符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。
【００６１】
第４の実施形態は、スクラブ洗浄ブラシの構成が第１の実施形態と異なるが、それ以外の洗浄装置の構造及び半導体ウエハ３の洗浄方法は、第１の実施形態と同様である。
【００６２】
図５（ａ）に示すように、半導体ウエハ３のエッジ部とブラシ１ａ及び１ｂの接触面において、半導体ウエハ３の表面と接触するブラシ１ａには、凹部８ａを形成し、半導体ウエハ３の裏面と接触するブラシ１ｂには、凸部８ｂを形成している。これにより、モーター５が稼動し、ブラシ軸２ａ及び２ｂを回転駆動させることによってブラシ１ａ及び１ｂが回転開始し、それぞれ矢印１１、１２の方向に移動し、ブラシ１ａ及び１ｂが接触した際に凹部８ａに凸部８ｂがはまる。
【００６３】
図５（ｂ）に示すように、ブラシ１ａ及び１ｂは回転しながら半導体ウエハ３のエッジ部を上下から挟むように半導体ウエハ３に接触し、半導体ウエハ３の洗浄が開始される。
【００６４】
以上、本発明の第５の実施形態においても第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。さらに、ブラシ１ａ及び１ｂにそれぞれ凹部８ａ及び凸部８ｂを形成し、それぞれが接触した際に隙間無くはまるようになる。これにより、ブラシ１ａ及び１ｂの密着性が向上し、且つブラシ１ａ及び１ｂと半導体ウエハ３の密着性が向上する。
【００６５】
図６（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第５の実施形態による洗浄装置のブラシ軸２ａ及び２ｂに固定されたブラシ１ａ及び１ｂの動作を説明するための模式図であり、図２（ａ）及び（ｂ）と同一部分には同一符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。
【００６６】
第５の実施形態は、スクラブ洗浄ブラシの構成が第１の実施形態と異なるが、それ以外の洗浄装置の構造及び半導体ウエハ３の洗浄方法は、第１の実施形態と同様である。
【００６７】
図６（ａ）に示すように、半導体ウエハ３のエッジ部とブラシ１ａ及び１ｂの接触面９は、その断面が半導体ウエハ３の外縁に沿って同様な円弧になるようにＲ形状を有している。
【００６８】
図６（ｂ）に示すように、ブラシ１ａ及び１ｂは回転しながら半導体ウエハ３のエッジ部を上下から挟むように半導体ウエハ３に接触し、半導体ウエハ３の洗浄が開始される。
【００６９】
以上、本発明の第５の実施形態においても第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。さらに、ブラシ１ａ及び１ｂの断面が半導体ウエハ３の外縁に沿って同様な円弧になるようにＲ形状を有している。これにより、ブラシ１ａ及び１ｂと半導体ウエハ３の密着性が向上する。
【００７０】
尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することが可能である。例えば、上記実施の形態では、パッシベーション膜にパッド開口部を形成した後に半導体ウエハのエッジ部を研磨しているが、パッシベーション膜にパッド開口部を形成する前に半導体ウエハのエッジ部を研磨し、その後にパッシベーション膜にパッド開口部を形成することも可能である。
【００７１】
また、上記実施の形態では、シンター処理の前に半導体ウエハのエッジ部を研磨しているが、これに限定されるものではなく、半導体ウエハのエッジ部で発生するパーティクルが問題となる工程の前に半導体ウエハのエッジ部を研磨することも可能であり、例えば、液浸露光工程の前に半導体ウエハのエッジ部を研磨することも可能である。ここでいう液浸露光工程とは、露光装置の投影レンズと半導体ウエハの間を超純水で満たすことにより、同じ角度の光でも投影レンズの開口率（Ｎ．Ａ．）を大きくして半導体の微細化に対応した露光技術を用いた露光工程である。
【符号の説明】
【００７２】
１ａ，１ｂ・・・ブラシ、２ａ，２ｂ・・・ブラシ軸、３・・・半導体ウエハ、４・・・ローラー、５・・・モーター、６・・・滑り止め、７・・・ストッパー、８ａ・・・凹部、８ｂ・・・凸部、１１，１２・・・矢印、１０・・・シリコン基板、１０ａ・・・ベベル部、１３・・・ＬＯＣＯＳ酸化膜、１４・・・ゲート酸化膜、１５・・・ゲート電極、１６・・・サイドウォール、１７・・・ＬＤＤ領域、１８・・・ソース・ドレイン領域、１９・・・Ｗプラグ、２１、２１ａ・・・膜、２２・・・第１の層間絶縁膜、２２ａ・・・コンタクトホール、２３・・・第２の層間絶縁膜、２３ａ・・・第１のビアホール、２４・・・第３の層間絶縁膜、２４ａ・・・第２のビアホール、２５・・・パッシベーション膜、２５ａ・・・パッド開口部、２６・・・第２のＷプラグ、２７・・・第２のＡｌ合金配線、２８・・・第３のＷプラグ、２９・・・Ａｌパッド、３０・・・第１のＡｌ合金配線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、洗浄装置、洗浄方法及び半導体装置の製造方法等に関し、特に、半導体ウエハのエッジ部に形成された膜を除去するための洗浄装置及び洗浄方法、また、半導体ウエハのエッジ部に形成された膜を除去することによりパーティクルの発生を抑制した半導体装置の製造方法等に関する。
【背景技術】
【０００２】
図９（Ａ）は、従来の半導体ウエハを示す断面図である。
図９（Ａ）に示す半導体ウエハ１０は、シリコン基板に例えばトランジスタのような半導体素子を形成し、半導体素子の上に例えばシリコン酸化膜からなる層間絶縁膜を形成し、層間絶縁膜上に配線を形成し、最上層の配線上に例えばシリコン窒化膜からなるパッシベーション膜を形成し、パッシベーション膜にパッド開口部を形成した後の半導体ウエハであり、前工程を終了した後の半導体ウエハである。
【０００３】
上記の前工程には、シリコン基板を熱酸化する工程、ＣＶＤ（chemical vapor deposition）法によりシリコン酸化膜又はシリコン窒化膜を形成する工程などがあり、これらの工程によって半導体ウエハ１０のべべル部（ウエハエッジ部）１０ａにも熱酸化膜、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜などの膜２１が成膜されてしまう（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
上述したように酸化膜や窒化膜などの膜２１がウエハエッジ部（周縁部）１０ａに成膜された状態の半導体ウエハ１０を熱処理炉に挿入してシンター処理を行うと、図９（Ｂ）に示すように、シンター処理による熱応力によってストレスの高い厚い膜２１ａが剥がれることがある。この剥がれた膜２１ａがパーティクルの原因となる。
【０００５】
そこで、上記のようなパーティクルの発生を防止するために、シンター処理を行う前に、洗浄装置によって膜２１を除去することが考えられる。
【０００６】
従来の洗浄装置は、ウエハを取り囲むようにして複数のローラーを配置し、ローラー先端部に形成した把持部によってウエハの縁部を保持し、ローラーの回転によってウエハを回転させ、ロール型スクラブ洗浄ブラシが上下からウエハに接触させることにより、ウエハの洗浄を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−１２０９０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記従来の洗浄装置では、ローラーによってウエハを保持し回転させながらウエハの表裏面に液供給を行いつつ、上下からスクラブ洗浄ブラシをウエハの表裏面に擦り付けてスクラブ洗浄を行う。このため、ウエハのベベル及びエッジ部のみを洗浄することはできず、ウエハの裏表面、ベベル及びエッジ部すべてにブラシが当たってしまう。その結果、パターン付きウエハのパターンを破壊し、さらに穴及び溝にパーティクルが残留することとなる。
【０００９】
本発明は上記のような事情を考慮してなされたものであり、本発明に係る幾つかの態様は、半導体ウエハのエッジ部に形成された膜を除去するための洗浄装置及び洗浄方法、また、半導体ウエハのエッジ部に形成された膜を除去することによりパーティクルの発生を抑制した半導体装置の製造方法等である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明に係る洗浄装置は、半導体ウエハの最外端から内側に５ｍｍ以内の部分を挟んで押し当てる第１及び第２のブラシと、
前記第１のブラシを保持する第１のブラシ軸と、
前記第２のブラシを保持する第２のブラシ軸と、
前記第１及び第２のブラシ軸を回転させる第１の回転機構と、
前記半導体ウエハを回転させる第２の回転機構と、
前記半導体ウエハに洗浄液を供給する供給機構と、
前記第１及び第２の回転機構を制御する制御機構と、
を具備し、
前記制御機構は、前記半導体ウエハの最外端から内側に５ｍｍ以内の部分に前記第１及び第２のブラシを押し当て且つ前記半導体ウエハの最外端から内側に５ｍｍより更に内側の表裏面には前記第１及び第２のブラシを押し当てないことにより、前記半導体ウエハのエッジ部に成膜された膜を除去するように制御する機構であることを特徴とする。
【００１１】
上記洗浄装置によれば、半導体ウエハの最外端から内側に５ｍｍ以内の部分を挟んで押し当てる第１及び第２のブラシを用いて半導体ウエハを洗浄することにより、半導体ウエハの表面に形成されたパターンにブラシが接触することはない。これにより、半導体ウエハのエッジ部のみを洗浄したい場合において、半導体ウエハの表面上に形成されたパターンを破壊させることなく半導体ウエハのエッジ部の洗浄を行うことが可能となる。
【００１２】
また、本発明に係る洗浄装置において、前記第１のブラシ軸は、前記第１のブラシを保持する部分に凹凸形状の第１の滑り止めを有し、前記第２のブラシ軸は、前記第２のブラシを保持する部分に凹凸形状の第２の滑り止めを有することも可能である。
【００１３】
また、本発明に係る洗浄装置において、前記第１のブラシ軸は、その端部に前記第１のブラシを止める第１のストッパーを有し、前記第２のブラシ軸は、その端部に前記第２のブラシを止める第２のストッパーを有することも可能である。
【００１４】
また、本発明に係る洗浄装置において、前記第１のブラシの表面には凹部が形成されており、前記第２のブラシの表面には前記凹部にはめ込まれる凸部が形成されていることも可能である。
【００１５】
また、本発明に係る洗浄装置において、前記第１及び第２のブラシの表面は、前記半導体ウエハの最外端から内側に５ｍｍ以内の部分に沿う形状を有することも可能である。
【００１６】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、半導体ウエハの表面に熱酸化法又はＣＶＤ法により膜を成膜することにより、前記半導体ウエハのエッジ部にも前記膜が成膜される工程と、
前記半導体ウエハの最外端から内側に５ｍｍ以内の部分にブラシを押し当て且つ前記半導体ウエハの最外端から内側に５ｍｍより更に内側の表裏面には前記ブラシを押し当てないことにより、前記半導体ウエハのエッジ部に成膜された膜を洗浄して除去する工程と、
を具備することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明に係る半導体装置の製造方法において、前記除去する工程の後に、前記半導体ウエハを熱処理する工程をさらに具備することも可能である。
【００１８】
また、本発明に係る半導体装置の製造方法において、前記除去する工程の後に、前記半導体ウエハに液浸露光を行う工程をさらに具備することも可能である。
【００１９】
本発明に係る洗浄方法は、半導体ウエハを回転させながら前記半導体ウエハの最外端から内側に５ｍｍ以内の部分にブラシを押し当て且つ前記半導体ウエハの最外端から内側に５ｍｍより更に内側の表裏面には前記ブラシを押し当てないことにより、前記半導体ウエハのエッジ部に成膜された膜を洗浄して除去することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１の実施形態に係る洗浄機を模式的に示す図。
【図２】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係る洗浄機を模式的に示す図。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第２の実施形態に係る洗浄機を模式的に示す図。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第３の実施形態に係る洗浄機を模式的に示す図。
【図５】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第４の実施形態に係る洗浄機を模式的に示す図。
【図６】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第５の実施形態に係る洗浄機を模式的に示す図。
【図７】本発明の第１の実施形態の洗浄機における動作を示すフローチャート。
【図８】図１（ａ）に示す半導体ウエハ３の一部を示す断面図。
【図９】（Ａ）及び（Ｂ）は、従来の半導体ウエハを示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図を参照して本発明の第１の実施形態について説明する。
図１（ａ）〜（ｃ）及び図２（ａ）、（ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係る洗浄装置を模式的に示す図である。図１（ｃ）は、洗浄装置の上面図であり、図１（ａ）は、図１（ｃ）のＢ方向からみた側面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ方向からみた側面図である。
図１（ａ）〜（ｃ）及び図２（ａ）、（ｂ）に示す洗浄装置は、半導体ウエハ３のエッジ部（周縁部）において表裏面をスクラブ洗浄するためのものである。また、図８は、図１（ａ）〜（ｃ）及び図２（ａ）、（ｂ）に示す半導体ウエハ３の一部を示す断面図である。
【００２２】
まず、図８に示すように、シリコン基板１０上にＬＯＣＯＳ法によりＬＯＣＯＳ酸化膜１３を形成する。次いで、このＬＯＣＯＳ酸化膜１３の内側に位置するシリコン基板１０上に熱酸化法によりゲート酸化膜１４を形成する。シリコン基板１０には複数種類のトランジスタを形成するため、各種類によってゲート酸化膜の膜厚を変更して異なる膜厚のゲート酸化膜を形成する。具体的には、シリコン基板１０に熱酸化（ゲート酸化）工程と酸化膜除去工程を繰り返す。この際、半導体ウエハ（シリコン基板）１０の周縁部にも熱酸化膜が形成される。
【００２３】
次に、ゲート酸化膜１４を含む全面上にＣＶＤ法によりポリシリコン膜を堆積し、このポリシリコン膜をパターニングにすることにより、ゲート酸化膜１４上にはポリシリコン膜からなるゲート電極１５が形成される。次いで、このゲート電極１５及びＬＯＣＯＳ酸化膜１３をマスクとして不純物をイオン注入することにより、シリコン基板１０にはＬＤＤ領域１７が形成される。
【００２４】
次いで、ゲート電極１５を含む全面上にシリコン酸化膜又はシリコン窒化膜をＣＶＤ法により堆積し、このシリコン酸化膜又はシリコン窒化膜をエッチバックすることにより、ゲート電極１５の側壁にはサイドウォール１６が形成される。次いで、このサイドウォール１６及びゲート電極１５をマスクとして不純物をイオン注入することにより、シリコン基板１０にはソース・ドレイン領域１８が形成される。
【００２５】
この後、ゲート電極１５を含む全面上にシリコン酸化膜からなる第１の層間絶縁膜２２をＣＶＤ法により形成する。この際、半導体ウエハの周縁部にも第１の層間絶縁膜が成膜される。
【００２６】
次いで、第１の層間絶縁膜２２上にレジストパターン（図示せず）を形成する。次いで、このレジストパターンをマスクとして第１の層間絶縁膜２２をエッチングすることにより、第１の層間絶縁膜２２にゲート電極１６及びソース・ドレイン領域１８それぞれの上に位置するコンタクトホール２２ａが形成される。
【００２７】
次いで、コンタクトホール２２ａ内及び第１の層間絶縁膜２２上にＷ膜をスパッタリング法により堆積する。次いで、第１の層間絶縁膜２２上に存在するＷ膜をＣＭＰ(Chemical Mechanical Polishing)又はエッチバックで除去することにより、コンタクトホール２２内には第１のＷプラグ１９が埋め込まれる。次いで、第１のＷプラグ１９及び第１の層間絶縁膜２２の上にスパッタリング法によりＡｌ合金膜を堆積し、このＡｌ合金膜をパターニングすることにより、第１のＷプラグ１９及び第１の層間絶縁膜２２上には第１のＡｌ合金配線３０が形成される。
【００２８】
次に、第１のＡｌ合金配線３０及び第１の層間絶縁膜２２の上にシリコン酸化膜からなる第２の層間絶縁膜２３をＣＶＤ法により形成する。この際、半導体ウエハの周縁部にも第２の層間絶縁膜２３が成膜される。
【００２９】
次いで、第２の層間絶縁膜２３上にレジストパターン（図示せず）を形成する。次いで、このレジストパターンをマスクとして第２の層間絶縁膜２３をエッチングすることにより、第２の層間絶縁膜２３には第１のＡｌ合金配線３０上に位置する第１のビアホール２３ａが形成される。
【００３０】
次いで、第１のビアホール２３ａ内及び第２の層間絶縁膜２３上にＷ膜をスパッタリング法により堆積する。次いで、第２の層間絶縁膜２３上に存在するＷ膜をＣＭＰ又はエッチバックで除去することにより、第１のビアホール２３ａ内には第２のＷプラグ２６が埋め込まれる。次いで、第２のＷプラグ２６及び第２の層間絶縁膜２３の上にスパッタリング法によりＡｌ合金膜を堆積し、このＡｌ合金膜をパターニングすることにより、第２のＷプラグ２６及び第２の層間絶縁膜２３の上には第２のＡｌ合金配線２７が形成される。
【００３１】
この後、第２のＡｌ合金配線２７及び第２の層間絶縁膜２３の上にシリコン酸化膜からなる第３の層間絶縁膜２４をＣＶＤ法により形成する。この際、半導体ウエハの周縁部にも第３の層間絶縁膜が成膜される。
【００３２】
次いで、第３の層間絶縁膜２４上にレジストパターン（図示せず）を形成する。次いで、このレジストパターンをマスクとして第３の層間絶縁膜２４をエッチングすることにより、第３の層間絶縁膜２４には第２のＡｌ合金配線２７上に位置する第２のビアホール２４ａが形成される。
【００３３】
次いで、第２のビアホール２４ａ内及び第３の層間絶縁膜２４上にＷ膜をスパッタリング法により堆積する。次いで、第３の層間絶縁膜２４上に存在するＷ膜をＣＭＰ又はエッチバックで除去することにより、第２のビアホール２４ａ内には第３のＷプラグ２８が埋め込まれる。次いで、第３のＷプラグ２８及び第３の層間絶縁膜２４の上にスパッタリング法によりＡｌ合金膜を堆積し、このＡｌ合金膜をパターニングすることにより、第３のＷプラグ２８及び第３の層間絶縁膜２４の上にＡｌパッド２９が形成される。
【００３４】
次いで、Ａｌパッド２９及び第３の層間絶縁膜２４の上にシリコン窒化膜からなるパッシベーション膜２５をＣＶＤ法により形成する。この際、半導体ウエハのエッジ部にもパッシベーション膜が成膜される。次いで、このパッシベーション膜２５上にレジストパターン（図示せず）を形成する。次いで、このレジストパターンをマスクとしてパッシベーション膜２５をエッチングすることにより、このパッシベーション膜２５にはＡｌパッド２９を露出させるパッド開口部２５ａが形成される。
【００３５】
このようにパッド開口部２５ａを形成する工程まで施された半導体ウエハの周縁部には、前述したように熱酸化膜、ＣＶＤ法によるシリコン酸化膜、シリコン窒化膜などが成膜されている。
【００３６】
次に、図１（ａ）〜（ｃ）及び図２（ａ）、（ｂ）に示す洗浄装置を用意し、上記のように半導体ウエハのエッジ部に成膜された熱酸化膜、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜などの膜を除去する工程を行う。具体的には、半導体ウエハのエッジ部（周縁部）を図１及び図２に示す洗浄装置によって洗浄する工程を行う。
【００３７】
以下に、図１及び図２に示す洗浄装置の構成について説明する。
図１（ａ）、（ｂ）及び図２（ａ）に示すように、洗浄装置はスクラブ洗浄ブラシ１ａ及び１ｂを有している。スクラブ洗浄ブラシ１ａ及び１ｂはブラシ軸２ａ及び２ｂによって固定されている。スクラブ洗浄ブラシ１ａ及び１ｂの材質は、例えばＰＶＡ（ｐｏｌｙ ｖｉｎｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ）が用いられる。また、スクラブ洗浄ブラシ１ａ及び１ｂは、輪形状であり、ブラシ軸２ａ及び２ｂにはめ込むように取り付けられている。
【００３８】
スクラブ洗浄ブラシ１ａ及び１ｂは、半導体ウエハ３を上下から挟むように、半導体ウエハ３のエッジ部の表裏面に押し当て及び待避可能に配置されており、前記押し当て及び待避それぞれの位置にスクラブ洗浄ブラシ１ａ及び１ｂを移動させる移動機構（図示せず）を洗浄装置は有している。また、スクラブ洗浄ブラシ１ａ及び１ｂの周囲には、半導体ウエハ３のエッジ部の表裏面に薬液及び純水などの洗浄液を供給する供給機構のノズル（図示せぬ）が設置されている。
【００３９】
また、図１（ｃ）に示すように、洗浄装置は、半導体ウエハ３を保持するための複数のローラー４を有しており、これらのローラー４は半導体ウエハ３の周囲に配置されている。ローラー４は回転機構であるローラー用モーター（図示せぬ）に接続されており、このローラー用モーターが稼動することによってローラー４が矢印の方向に回転駆動し、半導体ウエハ３もまた矢印の方向に回転させている。ブラシ軸２ａ及び２ｂは、回転機構であるモーター５に接続されており、このモーター５が稼動することによって上下のブラシ軸２ａ及び２ｂを回転駆動させるとともに、ブラシ１ａ及び１ｂを回転させている。また、洗浄装置は、前記ローラー用モーター及びモーター５の動作などを制御することによって半導体ウエハ３のエッジ部を洗浄する際の装置動作を自動制御する制御機構（図示せぬ）を有している。
【００４０】
以下に、上述した洗浄装置によって半導体ウエハのエッジ部を洗浄する工程を図７に示すフローチャートを用いて説明する。また、図２（ａ）及び（ｂ）は、ブラシ軸２ａ及び２ｂに固定されたブラシ１ａ及び１ｂの動作を説明するための模式図である。
【００４１】
まず、図２（ａ）に示すように、洗浄装置に半導体ウエハ３が投入される。次いで、投入された半導体ウエハ３は、図１（ｃ）に示すローラー４に保持される（Ｓ１）。次いで、前記ローラー用モーターが稼動し、ローラー４が矢印の方向に回転開始することによって半導体ウエハ３も矢印の方向に回転開始する（Ｓ２）。この際に、モーター５が稼動し、ブラシ軸２ａ及び２ｂを回転駆動させることによってスクラブ洗浄ブラシ１ａ及び１ｂが回転開始し、それぞれ図２（ａ）に示す矢印１１、１２の方向に移動する。
【００４２】
次いで、図２（ｂ）に示すように、スクラブ洗浄ブラシ１ａ及び１ｂは回転しながら半導体ウエハ３のエッジ部を上下から挟むように半導体ウエハ３に押し当てられ、半導体ウエハ３のエッジ部の洗浄が開始される（Ｓ４）。この際、半導体ウエハ３のエッジ部の表裏面には、前記ノズルより薬液及び純水が供給される。また、スクラブ洗浄ブラシ１ａ及び１ｂが半導体ウエハ３に押し当てられる領域は、図８に示す半導体素子が形成されていないエリア、即ち製品チップが形成される有効エリアの外側であり、具体的には半導体ウエハ３の最外端（外縁）から内側に５ｍｍ以内の部分である。
【００４３】
また、半導体ウエハ３はローラー４によって回転しているため、ブラシ１ａ及び１ｂに接触していない半導体ウエハ３のエッジ部も順次洗浄される。
【００４４】
次いで、所定時間において洗浄が終了した後、ブラシ１ａが上方向に移動し、ブラシ１ｂが下方向に移動し、図２（ａ）に示す位置に戻る。その後、前記制御機構により前記ローラー用モーターが稼動停止し、ローラー４の回転が停止するとともに半導体ウエハ３の回転も停止する。この際に、モーター５もまた前記制御機構により稼動停止し、ブラシ軸２ａ及び２ｂの回転が停止するとともにブラシ１ａ及び１ｂも回転が停止する。その後、半導体ウエハ３を接触固定していたローラー４を解除する（Ｓ５）。
【００４５】
次いで、半導体ウエハ３のエッジ部の表裏面に付着した処理液を高速回転の遠心力により完全に除去し、半導体ウエハ３の洗浄が終了する（Ｓ６）。
【００４６】
次に、半導体ウエハ３を熱処理炉に挿入し、Ａｌの活性化などを目的とするシンター処理を行う。このシンター処理は、例えば４００℃の温度に３０分間保持する条件で行う。
【００４７】
以上、本発明の第１の実施形態によれば、半導体ウエハ３のエッジ部の表裏面に接触するスクラブ洗浄ブラシ１ａ及び１ｂを用いて基板洗浄することにより、半導体ウエハ３の表面に形成されたパターンにブラシ１ａ及び１ｂが接触することはない。これにより、半導体ウエハ３のエッジ部のみを洗浄したい場合において、図８に示す半導体ウエハ３の表面上に形成されたパターンを破壊させることなく半導体ウエハのエッジ部の洗浄を行うことが可能となる。さらに、半導体ウエハ３のエッジ部以外にブラシ１ａ及び１ｂが接触しないため、半導体ウエハ３の表面に残留するパーティクルを低減することも可能である。
【００４８】
また、ブラシ１ａ及び１ｂの形状が異なる以外は、従来の洗浄装置と同様である。そのため、洗浄用途に合わせてブラシ１ａ及び１ｂの交換を行うことが可能となる。その結果、既存の洗浄装置を用いて半導体ウエハ３のエッジ部の洗浄を行うことができる。
【００４９】
また、本実施の形態では、シンター処理前に、半導体ウエハ３のエッジ部に成膜されている膜を除去するため、熱処理炉に挿入して半導体ウエハのシンター処理を行う際に、シンター処理による熱応力によって前記エッジ部に成膜された膜が剥がれることを防止できる。その結果、膜が剥がれることに起因するパーティクルの発生を抑制できる。
【００５０】
図３（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第２の実施形態による洗浄装置のブラシ軸２ａ及び２ｂに固定されたブラシ１ａ及び１ｂの動作を説明するための模式図であり、図２（ａ）及び（ｂ）と同一部分には同一符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。
【００５１】
第２の実施形態は、ブラシ軸の構成が第１の実施形態と異なるが、それ以外の洗浄装置の構造及び半導体ウエハ３の洗浄方法は、第１の実施形態と同様である。
【００５２】
図３（ａ）に示すように、ブラシ軸２ａ及び２ｂにおいてブラシ１ａ及び１ｂが取り付けられる部分には、凹凸形状の滑り止め６か形成されている。この凹凸形状の滑り止め６が形成された部分にブラシ１ａ及び１ｂをはめ込んでいる。
【００５３】
図３（ｂ）に示すように、ブラシ１ａ及び１ｂは回転しながら半導体ウエハ３のエッジ部を上下から挟むように半導体ウエハ３に接触し、半導体ウエハ３の洗浄が開始される。
【００５４】
以上、本発明の第２の実施形態においても第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。さらに、ブラシ軸２ａ及び２ｂにおいてブラシ１ａ及び１ｂが取り付けられる部分には、凹凸形状の滑り止め６か形成することにより、ブラシ１ａ及び１ｂがずれることなく半導体ウエハ３のエッジ部を洗浄することが可能となる。
【００５５】
図４（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第３の実施形態による洗浄装置のブラシ軸２ａ及び２ｂに固定されたブラシ１ａ及び１ｂの動作を説明するための模式図であり、図２（ａ）及び（ｂ）と同一部分には同一符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。
【００５６】
第３の実施形態は、ブラシ軸の構成が第１の実施形態と異なるが、それ以外の洗浄装置の構造及び半導体ウエハ３の洗浄方法は、第１の実施形態と同様である。
【００５７】
図４（ａ）に示すように、ブラシ軸２ａ及び２ｂに取り付けられたブラシ１ａ及び１ｂの外側からストッパー７を設置している。
【００５８】
図４（ｂ）に示すように、ブラシ１ａ及び１ｂは回転しながら半導体ウエハ３のエッジ部を上下から挟むように半導体ウエハ３に接触し、半導体ウエハ３の洗浄が開始される。
【００５９】
以上、本発明の第３の実施形態においても第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。さらに、ブラシ軸２ａ及び２ｂにストッパー７を設置することにより、ブラシ軸２ａ及び２ｂに取り付けられたブラシ１ａ及び１ｂがずれることを防止することが可能となる。
【００６０】
図５（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第４の実施形態による洗浄装置のブラシ軸２ａ及び２ｂに固定されたブラシ１ａ及び１ｂの動作を説明するための模式図であり、図２（ａ）及び（ｂ）と同一部分には同一符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。
【００６１】
第４の実施形態は、スクラブ洗浄ブラシの構成が第１の実施形態と異なるが、それ以外の洗浄装置の構造及び半導体ウエハ３の洗浄方法は、第１の実施形態と同様である。
【００６２】
図５（ａ）に示すように、半導体ウエハ３のエッジ部とブラシ１ａ及び１ｂの接触面において、半導体ウエハ３の表面と接触するブラシ１ａには、凹部８ａを形成し、半導体ウエハ３の裏面と接触するブラシ１ｂには、凸部８ｂを形成している。これにより、モーター５が稼動し、ブラシ軸２ａ及び２ｂを回転駆動させることによってブラシ１ａ及び１ｂが回転開始し、それぞれ矢印１１、１２の方向に移動し、ブラシ１ａ及び１ｂが接触した際に凹部８ａに凸部８ｂがはまる。
【００６３】
図５（ｂ）に示すように、ブラシ１ａ及び１ｂは回転しながら半導体ウエハ３のエッジ部を上下から挟むように半導体ウエハ３に接触し、半導体ウエハ３の洗浄が開始される。
【００６４】
以上、本発明の第５の実施形態においても第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。さらに、ブラシ１ａ及び１ｂにそれぞれ凹部８ａ及び凸部８ｂを形成し、それぞれが接触した際に隙間無くはまるようになる。これにより、ブラシ１ａ及び１ｂの密着性が向上し、且つブラシ１ａ及び１ｂと半導体ウエハ３の密着性が向上する。
【００６５】
図６（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第５の実施形態による洗浄装置のブラシ軸２ａ及び２ｂに固定されたブラシ１ａ及び１ｂの動作を説明するための模式図であり、図２（ａ）及び（ｂ）と同一部分には同一符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。
【００６６】
第５の実施形態は、スクラブ洗浄ブラシの構成が第１の実施形態と異なるが、それ以外の洗浄装置の構造及び半導体ウエハ３の洗浄方法は、第１の実施形態と同様である。
【００６７】
図６（ａ）に示すように、半導体ウエハ３のエッジ部とブラシ１ａ及び１ｂの接触面９は、その断面が半導体ウエハ３の外縁に沿って同様な円弧になるようにＲ形状を有している。
【００６８】
図６（ｂ）に示すように、ブラシ１ａ及び１ｂは回転しながら半導体ウエハ３のエッジ部を上下から挟むように半導体ウエハ３に接触し、半導体ウエハ３の洗浄が開始される。
【００６９】
以上、本発明の第５の実施形態においても第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。さらに、ブラシ１ａ及び１ｂの断面が半導体ウエハ３の外縁に沿って同様な円弧になるようにＲ形状を有している。これにより、ブラシ１ａ及び１ｂと半導体ウエハ３の密着性が向上する。
【００７０】
尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することが可能である。例えば、上記実施の形態では、パッシベーション膜にパッド開口部を形成した後に半導体ウエハのエッジ部を研磨しているが、パッシベーション膜にパッド開口部を形成する前に半導体ウエハのエッジ部を研磨し、その後にパッシベーション膜にパッド開口部を形成することも可能である。
【００７１】
また、上記実施の形態では、シンター処理の前に半導体ウエハのエッジ部を研磨しているが、これに限定されるものではなく、半導体ウエハのエッジ部で発生するパーティクルが問題となる工程の前に半導体ウエハのエッジ部を研磨することも可能であり、例えば、液浸露光工程の前に半導体ウエハのエッジ部を研磨することも可能である。ここでいう液浸露光工程とは、露光装置の投影レンズと半導体ウエハの間を超純水で満たすことにより、同じ角度の光でも投影レンズの開口率（Ｎ．Ａ．）を大きくして半導体の微細化に対応した露光技術を用いた露光工程である。
【符号の説明】
【００７２】
１ａ，１ｂ・・・ブラシ、２ａ，２ｂ・・・ブラシ軸、３・・・半導体ウエハ、４・・・ローラー、５・・・モーター、６・・・滑り止め、７・・・ストッパー、８ａ・・・凹部、８ｂ・・・凸部、１１，１２・・・矢印、１０・・・シリコン基板、１０ａ・・・ベベル部、１３・・・ＬＯＣＯＳ酸化膜、１４・・・ゲート酸化膜、１５・・・ゲート電極、１６・・・サイドウォール、１７・・・ＬＤＤ領域、１８・・・ソース・ドレイン領域、１９・・・Ｗプラグ、２１、２１ａ・・・膜、２２・・・第１の層間絶縁膜、２２ａ・・・コンタクトホール、２３・・・第２の層間絶縁膜、２３ａ・・・第１のビアホール、２４・・・第３の層間絶縁膜、２４ａ・・・第２のビアホール、２５・・・パッシベーション膜、２５ａ・・・パッド開口部、２６・・・第２のＷプラグ、２７・・・第２のＡｌ合金配線、２８・・・第３のＷプラグ、２９・・・Ａｌパッド、３０・・・第１のＡｌ合金配線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウエハの最外端から内側に５ｍｍ以内の部分を挟んで押し当てる第１及び第２のブラシと、
前記第１のブラシを保持する第１のブラシ軸と、
前記第２のブラシを保持する第２のブラシ軸と、
前記第１及び第２のブラシ軸を回転させる第１の回転機構と、
前記半導体ウエハを回転させる第２の回転機構と、
前記半導体ウエハに洗浄液を供給する供給機構と、
前記第１及び第２の回転機構を制御する制御機構と、
を具備し、
前記制御機構は、前記半導体ウエハの最外端から内側に５ｍｍ以内の部分に前記第１及び第２のブラシを押し当て且つ前記半導体ウエハの最外端から内側に５ｍｍより更に内側の表裏面には前記第１及び第２のブラシを押し当てないことにより、前記半導体ウエハのエッジ部に成膜された膜を除去するように制御する機構であることを特徴とする洗浄装置。
【請求項２】
請求項１において、前記第１のブラシ軸は、前記第１のブラシを保持する部分に凹凸形状の第１の滑り止めを有し、前記第２のブラシ軸は、前記第２のブラシを保持する部分に凹凸形状の第２の滑り止めを有していることを特徴とする洗浄装置。
【請求項３】
請求項１において、前記第１のブラシ軸は、その端部に前記第１のブラシを止める第１のストッパーを有し、前記第２のブラシ軸は、その端部に前記第２のブラシを止める第２のストッパーを有していることを特徴とする洗浄装置。
【請求項４】
請求項１において、前記第１のブラシの表面には凹部が形成されており、前記第２のブラシの表面には前記凹部にはめ込まれる凸部が形成されていることを特徴とする洗浄装置。
【請求項５】
請求項１において、前記第１及び第２のブラシの表面は、前記半導体ウエハの最外端から内側に５ｍｍ以内の部分に沿う形状を有していることを特徴とする洗浄装置。
【請求項６】
半導体ウエハの表面に熱酸化法又はＣＶＤ法により膜を成膜することにより、前記半導体ウエハのエッジ部にも前記膜が成膜される工程と、
前記半導体ウエハの最外端から内側に５ｍｍ以内の部分にブラシを押し当て且つ前記半導体ウエハの最外端から内側に５ｍｍより更に内側の表裏面には前記ブラシを押し当てないことにより、前記半導体ウエハのエッジ部に成膜された膜を洗浄して除去する工程と、
を具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項７】
請求項１において、前記除去する工程の後に、前記半導体ウエハを熱処理する工程をさらに具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項８】
請求項１において、前記除去する工程の後に、前記半導体ウエハに液浸露光を行う工程をさらに具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項９】
半導体ウエハを回転させながら前記半導体ウエハの最外端から内側に５ｍｍ以内の部分にブラシを押し当て且つ前記半導体ウエハの最外端から内側に５ｍｍより更に内側の表裏面には前記ブラシを押し当てないことにより、前記半導体ウエハのエッジ部に成膜された膜を洗浄して除去することを特徴とする洗浄方法。
【請求項１】
半導体ウエハの最外端から内側に５ｍｍ以内の部分を挟んで押し当てる第１及び第２のブラシと、
前記第１のブラシを保持する第１のブラシ軸と、
前記第２のブラシを保持する第２のブラシ軸と、
前記第１及び第２のブラシ軸を回転させる第１の回転機構と、
前記半導体ウエハを回転させる第２の回転機構と、
前記半導体ウエハに洗浄液を供給する供給機構と、
前記第１及び第２の回転機構を制御する制御機構と、
を具備し、
前記制御機構は、前記半導体ウエハの最外端から内側に５ｍｍ以内の部分に前記第１及び第２のブラシを押し当て且つ前記半導体ウエハの最外端から内側に５ｍｍより更に内側の表裏面には前記第１及び第２のブラシを押し当てないことにより、前記半導体ウエハのエッジ部に成膜された膜を除去するように制御する機構であることを特徴とする洗浄装置。
【請求項２】
請求項１において、前記第１のブラシ軸は、前記第１のブラシを保持する部分に凹凸形状の第１の滑り止めを有し、前記第２のブラシ軸は、前記第２のブラシを保持する部分に凹凸形状の第２の滑り止めを有していることを特徴とする洗浄装置。
【請求項３】
請求項１において、前記第１のブラシ軸は、その端部に前記第１のブラシを止める第１のストッパーを有し、前記第２のブラシ軸は、その端部に前記第２のブラシを止める第２のストッパーを有していることを特徴とする洗浄装置。
【請求項４】
請求項１において、前記第１のブラシの表面には凹部が形成されており、前記第２のブラシの表面には前記凹部にはめ込まれる凸部が形成されていることを特徴とする洗浄装置。
【請求項５】
請求項１において、前記第１及び第２のブラシの表面は、前記半導体ウエハの最外端から内側に５ｍｍ以内の部分に沿う形状を有していることを特徴とする洗浄装置。
【請求項６】
半導体ウエハの表面に熱酸化法又はＣＶＤ法により膜を成膜することにより、前記半導体ウエハのエッジ部にも前記膜が成膜される工程と、
前記半導体ウエハの最外端から内側に５ｍｍ以内の部分にブラシを押し当て且つ前記半導体ウエハの最外端から内側に５ｍｍより更に内側の表裏面には前記ブラシを押し当てないことにより、前記半導体ウエハのエッジ部に成膜された膜を洗浄して除去する工程と、
を具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項７】
請求項１において、前記除去する工程の後に、前記半導体ウエハを熱処理する工程をさらに具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項８】
請求項１において、前記除去する工程の後に、前記半導体ウエハに液浸露光を行う工程をさらに具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項９】
半導体ウエハを回転させながら前記半導体ウエハの最外端から内側に５ｍｍ以内の部分にブラシを押し当て且つ前記半導体ウエハの最外端から内側に５ｍｍより更に内側の表裏面には前記ブラシを押し当てないことにより、前記半導体ウエハのエッジ部に成膜された膜を洗浄して除去することを特徴とする洗浄方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−１７７３６３（Ｐ２０１０−１７７３６３Ａ）
【公開日】平成２２年８月１２日（２０１０．８．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１７０１９（Ｐ２００９−１７０１９）
【出願日】平成２１年１月２８日（２００９．１．２８）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月１２日（２０１０．８．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月２８日（２００９．１．２８）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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