JPH09275085A - Semiconductor substrate cleaning method, cleaning apparatus, semiconductor substrate manufacturing film forming method, and film forming apparatus - Google Patents

Semiconductor substrate cleaning method, cleaning apparatus, semiconductor substrate manufacturing film forming method, and film forming apparatus

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JPH09275085A
JPH09275085A JP8395696A JP8395696A JPH09275085A JP H09275085 A JPH09275085 A JP H09275085A JP 8395696 A JP8395696 A JP 8395696A JP 8395696 A JP8395696 A JP 8395696A JP H09275085 A JPH09275085 A JP H09275085A
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JP
Japan
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cleaning
cleaned
dry
semiconductor substrate
chamber
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JP8395696A
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Japanese (ja)
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Akio Saito
昭男 斉藤
Hitoshi Oka
齊 岡
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】高アスペクト比コンタクトホールや高段差部で
あっても、ウォータマークを残すことなく高清浄に洗浄
する。 【解決手段】ウエット洗浄、真空乾燥、ドライ洗浄を、
この順で行なう。また、ドライ洗浄後に被洗浄物の清浄
度を検査し、基準値に達していなければ、洗浄処理の少
なくとも一部を再実行する。 【効果】半導体装置等のエレクトロニクス部品の歩留ま
りを高めることができる。
(57) 【Abstract】 PROBLEM TO BE SOLVED: To clean a high aspect ratio contact hole or a high step portion without leaving a watermark. SOLUTION: Wet cleaning, vacuum drying and dry cleaning are performed.
Do in this order. Further, after the dry cleaning, the cleanliness of the object to be cleaned is inspected, and if the standard value is not reached, at least part of the cleaning process is re-executed. [Effect] The yield of electronic parts such as semiconductor devices can be improved.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
工程等において、半導体ウエハ等の半導体基板の表面を
清浄にする洗浄技術に係り、特に高アスペクト比のコン
タクトホールや高段差部を有する素子洗浄時に発生しや
すいウォータマークの発生を防止する洗浄方法および洗
浄装置と、該洗浄方法を用いた成膜方法および成膜装置
とに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cleaning technique for cleaning the surface of a semiconductor substrate such as a semiconductor wafer in a manufacturing process of a semiconductor device, and more particularly to an element having a contact hole with a high aspect ratio or a high step portion. The present invention relates to a cleaning method and a cleaning apparatus that prevent the generation of watermarks that tend to occur during cleaning, and a film forming method and a film forming apparatus using the cleaning method.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体ウエハ等の半導体基板の表面に形
成される集積回路は、近年ますます集積度が増加してお
り、パターンの線幅が微細化してきている。例えば、6
4MbitDRAM(Dynamic Random Access Memory)
の最小加工寸法は0.3μmであり、256MbitD
RAMの最小加工寸法は0.2μmである。したがっ
て、製造工程における微量の汚染(異物・金属汚染、有
機物汚染等)であっても、それらの製品の品質や歩留ま
りを著しく低下させる。
2. Description of the Related Art In recent years, the degree of integration of integrated circuits formed on the surface of a semiconductor substrate such as a semiconductor wafer has been increasing, and the line width of patterns has been miniaturized. For example, 6
4Mbit DRAM (Dynamic Random Access Memory)
Has a minimum processing size of 0.3 μm and 256 MbitD
The minimum processing size of RAM is 0.2 μm. Therefore, even a slight amount of contamination (contamination of foreign matter / metal, contamination of organic matter, etc.) in the manufacturing process significantly reduces the quality and yield of those products.

【0003】この半導体基板の洗浄には、例えば、アー
ルシーエーレビュー(RCA Review)第31巻
第187〜206頁(1970年)で述べられているよ
うに、アンモニア水と過酸化水素水の混合物や塩酸と過
酸化水素水の混合物を80℃程度に加熱し、これにウエ
ハを浸漬する方法による洗浄(RCA洗浄)が一般に行
なわれている。このような洗浄方法は、基板表面を溶液
に接触させて洗浄するため、ウエット洗浄とよばれてい
る。ウエット洗浄後の基板の乾燥方法としては、通常、
遠心力を利用したスピン乾燥、または、アルコール(主
としてイソプロピルアルコール)を用いた蒸気乾燥が用
いられている。
For cleaning the semiconductor substrate, for example, as described in RCA Review, Vol. 31, pp. 187-206 (1970), a mixture of ammonia water and hydrogen peroxide water, Cleaning by a method of heating a mixture of hydrochloric acid and hydrogen peroxide solution to about 80 ° C. and immersing the wafer in this (RCA cleaning) is generally performed. Such a cleaning method is called wet cleaning because the surface of the substrate is cleaned by bringing it into contact with a solution. As a method of drying the substrate after wet cleaning,
Spin drying utilizing centrifugal force or vapor drying using alcohol (mainly isopropyl alcohol) is used.

【0004】このウエット洗浄法を用いた場合、大きく
歩留りを低下させる要因となるものがウォータマークと
呼ばれる乾燥後のしみである。ウォータマークとは、乾
燥中に形成された自然酸化膜、あるいはこの自然酸化膜
が液中に溶け出し、乾燥後に基板表面に残った残渣であ
る。ウォータマークは、例えば洗浄後にポリシリコン膜
をエッチングする場合、ウォータマーク部分のみ酸化膜
であるためエッチングできず、従って広い範囲に不良を
生じさせるものであるため、半導体洗浄技術の大きな問
題となっている。ウォータマークは特にコンタクトホー
ル内や高段差部に形成されやすいと考えられ、従来技術
においても洗浄後乾燥を開始するまでの時間を短くす
る、乾燥速度を速くする等、いろいろな工夫がなされて
いる。
When this wet cleaning method is used, a factor that greatly reduces the yield is a stain after drying called a watermark. The watermark is a natural oxide film formed during drying, or a residue left on the surface of the substrate after the natural oxide film is dissolved in the liquid and dried. For example, when the polysilicon film is etched after cleaning, the watermark cannot be etched because only the watermark part is an oxide film, and thus causes defects in a wide range, which is a major problem in semiconductor cleaning technology. There is. Water marks are considered to be particularly likely to be formed in contact holes and high stepped portions, and various techniques have been made in the prior art, such as shortening the time required to start drying after cleaning and increasing the drying speed. .

【0005】また、ウエット洗浄とは異なり、気相中で
プラズマ、光、熱等により励起された活性分子や活性原
子を汚染物質と反応させることにより、被洗浄物表面の
汚染を除去する方法(ドライ洗浄法)も、基板の洗浄に
用いられている。このドライ洗浄法は、まだ半導体基板
の量産に一般的に用いられているわけではないが、金属
汚染、有機物汚染、および自然酸化膜の除去に有効であ
り、研究レベルでは既にいくつかの技術が提案されてい
る。
Also, unlike wet cleaning, a method of removing contaminants on the surface of the object to be cleaned by reacting active molecules and active atoms excited by plasma, light, heat, etc. with contaminants in the gas phase ( The dry cleaning method) is also used for cleaning the substrate. Although this dry cleaning method is not generally used for mass production of semiconductor substrates yet, it is effective for removing metal contamination, organic contamination, and natural oxide film, and at the research level, some technologies have already been used. Proposed.

【0006】例えば、金属汚染に対しては特開昭62−
42530号公報で述べられている塩素ガスに紫外光を
照射する洗浄方法等が、有機物汚染に対しては特開平4
−75324号公報で述べられているプラズマで活性化
された酸素ガスによりドライエッチングする洗浄方法等
が、またウォータマークの成分である自然酸化膜に対し
ては特開平6−338478号公報で述べられているプ
ラズマで活性化された三フッ化窒素によりドライエッチ
ングする洗浄方法等が、それぞれ知られている。
For example, with respect to metal contamination, Japanese Patent Laid-Open No. 62-
The cleaning method of irradiating chlorine gas with ultraviolet light, which is described in Japanese Patent No. 42530, has been disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 4 (1999) -4
Japanese Patent Laid-Open No. 6-338478 discloses a cleaning method for dry etching with oxygen gas activated by plasma, which is described in JP-A-75324, and a natural oxide film which is a component of a watermark. There are known cleaning methods and the like in which dry etching is performed using nitrogen trifluoride activated by plasma.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】基板の高集積化に伴
い、コンタクトホールの孔径も、配線幅と同様に微細に
なっているが、孔の深さは深くなる傾向にあり、孔径と
深さの比(アスペクト比)はますます大きくなってきて
いる。また、配線の微細化に伴い、配線抵抗を少しでも
低くするため配線の高さを高くする必要があり、従って
高段差部が増加する傾向にある。
With the high integration of the substrate, the hole diameter of the contact hole has become as fine as the wiring width, but the hole depth tends to become deeper. The ratio (aspect ratio) is increasing more and more. Further, with the miniaturization of the wiring, it is necessary to increase the height of the wiring in order to reduce the wiring resistance as much as possible, and therefore the high step portion tends to increase.

【0008】このようなコンタクトホール内や高段差部
は、液体に浸漬された後に十分な乾燥を行うことが難し
い。従って、ウエット洗浄を行なった後、上述のスピン
乾燥や蒸気乾燥を行っても、コンタクトホール内や高段
差部の液は十分に乾燥できず、液残りが生ずやすい。ス
ピン乾燥の場合、コンタクトホール内や高段差部の液を
遠心力によって飛び出させることができない。また、イ
ソプロピルアルコールを用いた蒸気乾燥の場合は、コン
タクトホール内や高段差部の液とアルコール蒸気との置
換をスムーズに行なうことができないため、十分な乾燥
ができない。
It is difficult to sufficiently dry the inside of such a contact hole and the high step portion after being immersed in the liquid. Therefore, even if the above-mentioned spin drying or vapor drying is performed after performing wet cleaning, the liquid in the contact hole or in the high step portion cannot be sufficiently dried, and the liquid remains easily. In the case of spin drying, the liquid in the contact hole or the high step portion cannot be ejected by the centrifugal force. Further, in the case of vapor drying using isopropyl alcohol, the liquid in the contact hole or the high step portion cannot be smoothly replaced with alcohol vapor, so that sufficient drying cannot be performed.

【0009】このため、結果として長時間の自然乾燥を
要すことになる。従って、基板の集積度が現状よりも高
くなると、現状でも大きな問題となっている自然酸化膜
すなわちウォータマークが、従来よりも大量に発生し、
歩留りが大幅に低下して、半導体素子の製造に支障を来
すことが予想される。
Therefore, as a result, long-term natural drying is required. Therefore, when the degree of integration of the substrate becomes higher than the current level, a larger amount of the natural oxide film, that is, the watermark, which is still a big problem than the conventional level, is generated.
It is expected that the yield will be significantly reduced and the manufacture of semiconductor devices will be hindered.

【0010】しかし、液体を使用しないためウォータマ
ークが発生することのないドライ洗浄のみでは、微小異
物による汚染を除去することは困難であり、基板表面に
付着した異物を除去するためには、ウエット洗浄を避け
ることはできない。
However, since the liquid is not used, it is difficult to remove the contamination due to the minute foreign matter only by the dry cleaning which does not generate the watermark, and in order to remove the foreign matter attached to the substrate surface, the wet method is used. Cleaning cannot be avoided.

【0011】このため、ウォータマークのない清浄な表
面を得るために、ウエット洗浄後に、さらに基板表面を
処理してウォータマークを除去する技術が提案されてい
る。例えば、特開昭61−212375号公報には、ウ
エット洗浄後に続けてドライ洗浄を行う洗浄方法が記載
されている。しかし、この方法では、高集積基板のコン
タクトホール内や段差部に生じる多量のウォータマーク
を完全に除去することはできなかった。この方法では、
ドライ洗浄の前に、高アスペクト比のコンタクトホール
内や高段差部に大量のウォータマークが形成されてしま
い、これを完全に除去するためには相当に激しい反応を
用いなければならない。しかし、コンタクトホールは絶
縁膜(酸化シリコン膜)中に形成されることが多く、ウ
ォータマークも絶縁膜も酸化シリコンからなるため、激
しい反応によりウォータマークを除去しようとすると、
絶縁膜をエッチングすることになってしまうのである。
このように、多量のウォータマークをドライ洗浄により
除去すると、半導体素子に、ウォータマーク以外の部分
(例えば絶縁層)をエッチングする等のダメージを与え
ることとなる。従って、このような方法を高集積基板に
用いることは実用上現実的ではない。
Therefore, in order to obtain a clean surface free from watermarks, a technique has been proposed in which after the wet cleaning, the substrate surface is further processed to remove the watermarks. For example, JP-A-61-212375 describes a cleaning method in which dry cleaning is continuously performed after wet cleaning. However, this method cannot completely remove a large amount of watermarks formed in the contact holes of the highly integrated substrate or in the step portion. in this way,
Before the dry cleaning, a large amount of watermarks are formed in the contact hole with a high aspect ratio or in the high step portion, and a considerably violent reaction must be used to completely remove the watermark. However, contact holes are often formed in an insulating film (silicon oxide film), and both the watermark and the insulating film are made of silicon oxide.
The insulating film will be etched.
As described above, if a large amount of watermarks are removed by dry cleaning, the semiconductor element will be damaged by etching the portion other than the watermark (eg, the insulating layer). Therefore, it is not practical to use such a method for a highly integrated substrate.

【0012】そこで、特開昭63−45822号公報お
よび特開平5−90239号公報では、ウエット洗浄と
ドライ洗浄との間に、基板を蒸気乾燥またはスピン乾燥
する技術が提案されている。特開昭63−45822号
公報記載の洗浄方法では、ウエット洗浄後に、基板をイ
ソプロピルアルコールを用いた蒸気乾燥法で乾燥させ、
次いでフッ素あるいはフッ化水素ガス雰囲気中でウエハ
を加熱することによりウォータマークを除去する。ま
た、特開平5−90239号公報記載の洗浄方法では、
ウエット洗浄の後、スピン乾燥を行い、次いでフッ化水
素の蒸気によるドライ洗浄を行う。
Therefore, Japanese Patent Laid-Open Nos. 63-45822 and 5-90239 propose a technique of vapor-drying or spin-drying a substrate between wet cleaning and dry cleaning. In the cleaning method described in JP-A-63-45822, after wet cleaning, the substrate is dried by a steam drying method using isopropyl alcohol,
Then, the wafer is heated in a fluorine or hydrogen fluoride gas atmosphere to remove the watermark. Further, in the cleaning method described in JP-A-5-90239,
After wet cleaning, spin drying is performed, and then dry cleaning with vapor of hydrogen fluoride is performed.

【0013】しかし、上述のように、蒸気乾燥法やスピ
ン乾燥法では、アスペクト比が5以上のコンタクトホー
ル内を十分に乾燥させることは困難である。従って、ウ
エット洗浄とこれらの方法による乾燥とを行った後、ド
ライ洗浄を行ったとしても、コンタクトホールのアスペ
クト比が高くなると、乾燥後に多量のウォータマークが
残ることになり、ドライ洗浄では除去しきれないため、
アスペクト比が7以上のコンタクトホール内にはウォー
タマークが残ってしまうという問題が生じる。
However, as described above, it is difficult to sufficiently dry the inside of the contact hole having an aspect ratio of 5 or more by the vapor drying method or the spin drying method. Therefore, even if dry cleaning is performed after performing wet cleaning and drying by these methods, if the aspect ratio of the contact hole becomes high, a large amount of watermarks will remain after drying, and thus it will be removed by dry cleaning. Because I can't
There arises a problem that the watermark remains in the contact hole having an aspect ratio of 7 or more.

【0014】そこで、本発明は、上述の従来技術におけ
る問題を解消し、基板表面の高清浄性を実現する洗浄方
法および洗浄装置と、該洗浄方法を用いることにより、
良好な膜特性を有する膜を形成する成膜方法および成膜
装置とを提供することを目的とする。
Therefore, the present invention solves the above-mentioned problems in the prior art and realizes high cleanliness of a substrate surface, and a cleaning apparatus, and by using the cleaning method,
An object of the present invention is to provide a film forming method and a film forming apparatus for forming a film having good film characteristics.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、被洗浄物表面の汚染物質を、洗浄液に
接触させることにより除去するウエット洗浄工程と、被
洗浄物周囲の雰囲気を減圧にすることにより、被洗浄物
表面を乾燥させる乾燥工程と、被洗浄物表面の汚染物質
を、ドライエッチングにより除去するドライ洗浄工程と
を、この順で備える半導体基板の洗浄方法が提供され
る。さらに、本発明では、本発明の洗浄方法を用いて半
導体基板を洗浄する洗浄装置と、本発明の洗浄方法によ
り洗浄した後、成膜する、半導体基板の成膜方法、およ
び、該成膜方法を用いる成膜装置とが提供される。
In order to achieve the above object, in the present invention, a wet cleaning step of removing contaminants on the surface of the object to be cleaned by contacting with a cleaning liquid, and decompression of the atmosphere around the object to be cleaned. According to the above, there is provided a semiconductor substrate cleaning method including a drying step of drying the surface of the object to be cleaned and a dry cleaning step of removing contaminants on the surface of the object to be cleaned by dry etching in this order. Furthermore, in the present invention, a cleaning apparatus for cleaning a semiconductor substrate using the cleaning method of the present invention, a film forming method for a semiconductor substrate that forms a film after cleaning by the cleaning method of the present invention, and the film forming method And a film forming apparatus using the same.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】本発明の洗浄方法は、ウエット洗
浄に引き続き、真空乾燥法により乾燥した後、ドライ洗
浄法を行うというものである。本発明者らは、ウォータ
マークの発生メカニズムおよびその防止法について鋭意
検討した結果、ウエット洗浄と、真空乾燥と、ドライ洗
浄とをこの順で組み合せることにより、将来非常に大き
な問題になると予想されるウォータマークの発生を、完
全に防止できるという知見を得た。本発明は、この知見
に基づくものである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the cleaning method of the present invention, a wet cleaning is followed by drying by a vacuum drying method and then a dry cleaning method. As a result of intensive studies on the mechanism of watermark generation and its prevention method, the inventors of the present invention are expected to become a very serious problem in the future by combining wet cleaning, vacuum drying, and dry cleaning in this order. We have found that it is possible to completely prevent the occurrence of watermarks. The present invention is based on this finding.

【0017】真空乾燥法は、高アスペクト比のコンタク
トホール内や高段差部に残った液を急速に乾燥させるこ
とができるため、ウォータマークの発生量を著しく少な
くすることができる。しかし、真空乾燥法では、ウエッ
ト洗浄において基板表面に残った洗浄液(またはリンス
液)を蒸発により除去するため、液中に存在する汚染物
が液の蒸発とともに析出して、基板表面に付着してしま
う。そこで、本発明では、これらの汚染やウォータマー
クを完全に除去するため、真空乾燥後にドライ洗浄を実
施する。本発明では、ウエット洗浄と、真空乾燥と、ド
ライ洗浄とをこの順で実施することにより、完璧な洗浄
が実現される。
The vacuum drying method can rapidly dry the liquid remaining in the contact hole having a high aspect ratio or in the high step portion, so that the amount of watermarks can be significantly reduced. However, in the vacuum drying method, the cleaning liquid (or rinse liquid) remaining on the substrate surface in wet cleaning is removed by evaporation, so that the contaminants present in the liquid are deposited as the liquid evaporates and adhere to the substrate surface. I will end up. Therefore, in the present invention, in order to completely remove these contaminations and watermarks, dry cleaning is performed after vacuum drying. In the present invention, perfect cleaning is realized by performing wet cleaning, vacuum drying, and dry cleaning in this order.

【0018】つぎに、本発明の洗浄方法を、図1を用い
て説明する。 (1)ウエット洗浄工程 まず、被洗浄物(半導体基板)100の表面に付着した
異物3(図1(a))を、ウエット洗浄で除去する(図
1(b))。
Next, the cleaning method of the present invention will be described with reference to FIG. (1) Wet Cleaning Step First, the foreign matter 3 (FIG. 1A) attached to the surface of the object to be cleaned (semiconductor substrate) 100 is removed by wet cleaning (FIG. 1B).

【0019】(2)真空乾燥工程 ウエット洗浄後、高アスペクト比のコンタクトホール1
内や高段差部2に残っている水(洗浄液)4を、真空乾
燥により乾燥させる。ここで、真空乾燥とは、被洗浄物
周囲の雰囲気を減圧(望ましくは真空)にすることで、
液体の蒸発を促進する乾燥法であり、減圧に際して被洗
浄物または雰囲気を加熱すれば、さらに効率良く短時間
に乾燥することができる。なお、真空度は、100mm
Hg〜10−12mmHgとすることが好ましく、10
mmHg〜10−12mmHgとすることが特に好まし
い。
(2) Vacuum drying step After wet cleaning, contact hole 1 with high aspect ratio
The water (cleaning liquid) 4 remaining inside or in the high step portion 2 is dried by vacuum drying. Here, vacuum drying means reducing the pressure of the atmosphere around the object to be cleaned (preferably vacuum),
This is a drying method that promotes evaporation of the liquid, and if the object to be cleaned or the atmosphere is heated during depressurization, it can be dried more efficiently and in a short time. The degree of vacuum is 100 mm
Hg is preferably 10 to 12 mmHg and 10
It is particularly preferable to set it to mmHg to 10-12 mmHg.

【0020】(3)ドライ洗浄工程 乾燥後、ウォータマーク5や、水4に含まれていた汚染
(金属汚染および有機物汚染)の残渣6を、ドライエッ
チングにより除去する。このドライ洗浄工程の具体例と
しては、プラズマあるいは紫外線により活性化された塩
素系ガスに基板を曝す工程、プラズマあるいは紫外線に
より活性化された酸素ガスあるいはオゾンガスに基板を
曝す工程、プラズマにより活性化された水素ガスに基板
を曝す工程、プラズマにより活性化されたフッ素系ガス
に基板を曝す工程、などが挙げられる。ドライ洗浄工程
としては、これらの工程のうちのいずれか一工程を用い
ればよいが、これらのうち二以上の工程を組み合われ
ば、さらに効率よく基板表面を清浄にすることができる
ため望ましい。
(3) Dry Cleaning Step After drying, the watermark 5 and the residue 6 of contamination (metal contamination and organic contamination) contained in the water 4 are removed by dry etching. Specific examples of this dry cleaning step include a step of exposing the substrate to a chlorine-based gas activated by plasma or ultraviolet rays, a step of exposing the substrate to oxygen gas or ozone gas activated by plasma or ultraviolet rays, and a step activated by plasma. And a step of exposing the substrate to a fluorine-based gas activated by plasma, and the like. As the dry cleaning step, any one of these steps may be used, but it is preferable to combine two or more of these steps because the substrate surface can be cleaned more efficiently.

【0021】なお、乾燥工程とドライ洗浄工程とは、同
じチャンバ内で行ってもよい。また、ウエット洗浄工程
と、乾燥工程との間に、ウエハ面上に残存する洗浄水
を、蒸気乾燥またはスピン乾燥などの従来法により大ま
かに除去する工程を、さらに備えていてもよい。このよ
うにすれば、真空(減圧)乾燥の時間を短縮でき、好ま
しい。
The drying process and the dry cleaning process may be performed in the same chamber. Further, a step of roughly removing the cleaning water remaining on the wafer surface by a conventional method such as steam drying or spin drying may be further provided between the wet cleaning step and the drying step. This is preferable because the time for vacuum (reduced pressure) drying can be shortened.

【0022】なお、本発明によれば、従来技術ではウォ
ータマークを防止することのできなかった、アスペクト
比7以上のコンタクトホールであっても、その内壁にウ
ォータマークが形成されることを防止できる。従って、
本発明の洗浄方法および洗浄装置は、アスペクト比7以
上のコンタクトホールを備える半導体基板の洗浄に特に
適している。また、本発明の成膜方法は、このような高
アスペクト比のコンタクトホールを有する半導体基板の
製造に特に適している。なお、本発明は基板のバッチ処
理、枚葉処理のいずれにも適用可能である。
According to the present invention, it is possible to prevent the formation of a watermark on the inner wall of a contact hole having an aspect ratio of 7 or more, which could not be prevented by the conventional technique. . Therefore,
The cleaning method and the cleaning apparatus of the present invention are particularly suitable for cleaning a semiconductor substrate having a contact hole with an aspect ratio of 7 or more. The film forming method of the present invention is particularly suitable for manufacturing a semiconductor substrate having such a high aspect ratio contact hole. The present invention can be applied to both batch processing and single wafer processing of substrates.

【0023】また、本発明では、基板表面を、上述した
本発明の洗浄方法により洗浄する洗浄工程と、該表面に
膜を形成する成膜工程とを、この順で備える半導体基板
の成膜方法が提供される。膜の形成には、気相成長法
(例えば、CVD(化学蒸着法)またはスパッタ等)を
用いることができる。形成される膜には、窒化膜や酸化
膜、導体(例えばアルミニウム)膜などがある。本発明
の洗浄方法によれば、非常に清浄度の高い表面を得るこ
とができる。従って、本発明の洗浄方法により表面を清
浄にした上で成膜する本発明の成膜方法によれば、成膜
の歩留りを高くすることができる。
Further, according to the present invention, a method for forming a semiconductor substrate is provided with a cleaning step for cleaning the surface of the substrate by the above-described cleaning method of the present invention and a film forming step for forming a film on the surface in this order. Will be provided. A vapor phase growth method (for example, CVD (chemical vapor deposition) or sputtering) can be used for forming the film. The formed film includes a nitride film, an oxide film, a conductor (for example, aluminum) film, and the like. According to the cleaning method of the present invention, a very clean surface can be obtained. Therefore, according to the film forming method of the present invention in which the surface is cleaned by the cleaning method of the present invention and the film is formed, the yield of film formation can be increased.

【0024】なお、半導体基板は、通常、洗浄工程、酸
化工程、イオン打ち込み工程、成膜工程、アニール工
程、リソグラフィ工程、エッチング工程の7種の工程
を、所定の順序で繰り返すことにより製造され、半導体
素子は、このようにして得られた半導体基板に対するパ
ッシベーション工程および組み立て工程により製造され
る。本発明では、洗浄工程に、上述した本発明の洗浄方
法を用いる半導体基板または半導体素子の製造方法も提
供される。
A semiconductor substrate is usually manufactured by repeating seven kinds of steps of a cleaning step, an oxidation step, an ion implantation step, a film forming step, an annealing step, a lithography step and an etching step in a predetermined order, The semiconductor element is manufactured by a passivation process and an assembling process for the semiconductor substrate thus obtained. The present invention also provides a method of manufacturing a semiconductor substrate or a semiconductor element using the above-described cleaning method of the present invention in the cleaning step.

【0025】さらに、本発明では、上述した本発明の洗
浄方法に用いられる洗浄装置が提供される。本発明の洗
浄装置は、ウエット洗浄のためのウエット洗浄槽と、該
ウエット洗浄槽に洗浄液を供給する洗浄液供給機構と、
チャンバ内の雰囲気を吸引して減圧にするための真空吸
引口を備える乾燥チャンバと、ドライ洗浄のためのドラ
イ洗浄チャンバと、該ドライ洗浄チャンバ内でドライエ
ッチングをするためのエッチング機構とを備える。この
エッチング機構には、例えば、ドライ洗浄チャンバ内に
ガスを供給するガス供給機構と、プラズマまたは紫外線
を発生させて該ガスを活性化する活性化機構とを備える
ものや、ドライ洗浄チャンバ内にガスを供給するガス供
給機構と、ドライ洗浄チャンバ内に保持された被洗浄物
を加熱するための加熱機構とを備えるものなどがある。
Furthermore, the present invention provides a cleaning apparatus used in the above-described cleaning method of the present invention. The cleaning device of the present invention comprises a wet cleaning tank for wet cleaning, a cleaning liquid supply mechanism for supplying a cleaning liquid to the wet cleaning tank,
A drying chamber having a vacuum suction port for sucking the atmosphere in the chamber to reduce the pressure is provided, a dry cleaning chamber for dry cleaning, and an etching mechanism for performing dry etching in the dry cleaning chamber. The etching mechanism includes, for example, a gas supply mechanism that supplies a gas into the dry cleaning chamber and an activation mechanism that generates plasma or ultraviolet rays to activate the gas, or a gas supply mechanism inside the dry cleaning chamber. There is a gas supply mechanism for supplying the gas and a heating mechanism for heating the object to be cleaned held in the dry cleaning chamber.

【0026】なお、乾燥チャンバとドライ洗浄チャンバ
として、一つのチャンバを共通に用いてもよい。すなわ
ち、本発明の洗浄装置は、ウエット洗浄槽と、洗浄液供
給機構と、真空吸引口を備えるドライ洗浄チャンバと、
エッチング機構とを備えるよう構成してもよい。また、
ウエット洗浄槽および乾燥チャンバの間と、乾燥チャン
バおよびドライ洗浄チャンバの間とに、それぞれ、適宜
搬送機構を設けてもよい。なお、乾燥効率をさらに高め
ることができるため、乾燥中に被洗浄物を加熱する手段
を設けておくことが望ましい。
It should be noted that one chamber may be commonly used as the drying chamber and the dry cleaning chamber. That is, the cleaning apparatus of the present invention includes a wet cleaning tank, a cleaning liquid supply mechanism, a dry cleaning chamber including a vacuum suction port,
An etching mechanism may be provided. Also,
An appropriate transport mechanism may be provided between the wet cleaning tank and the drying chamber and between the drying chamber and the dry cleaning chamber. Since the drying efficiency can be further improved, it is desirable to provide a means for heating the article to be cleaned during the drying.

【0027】本発明の洗浄装置は、基板表面の清浄度に
応じて洗浄処理の少なくとも一部を再実行するためのモ
ニタ機構を、さらに備えていていれば、被洗浄物表面の
清浄度を一定の水準に保つことができるので好ましい。
このモニタ機構の構成としては、例えば、ドライ洗浄処
理後の被洗浄物表面の清浄度を検出するセンサと、被洗
浄物をドライ洗浄槽に戻すための戻し搬送手段と、セン
サにより検出された洗浄度があらかじめ定められた値に
達していなければ、戻し搬送手段に、被洗浄物をドライ
洗浄槽に戻させる制御手段とを備えるものがある。な
お、ドライ洗浄槽の代わりに、ウエット洗浄槽に戻させ
るようにしてもよい。
If the cleaning apparatus of the present invention further includes a monitor mechanism for re-executing at least a part of the cleaning process according to the cleanliness of the substrate surface, the cleanliness of the surface to be cleaned can be kept constant. It is preferable because it can be maintained at the level of.
Examples of the configuration of this monitor mechanism include a sensor that detects the cleanliness of the surface of the object to be cleaned after the dry cleaning process, a return transport unit that returns the object to be cleaned to the dry cleaning tank, and the cleaning detected by the sensor. If the degree does not reach a predetermined value, the return conveying means may include a control means for returning the object to be cleaned to the dry cleaning tank. Instead of the dry cleaning tank, it may be returned to the wet cleaning tank.

【0028】さらに、本発明では、成膜機構と、本発明
の洗浄装置とを備える成膜装置が提供される。成膜機構
には、気相成長法により成膜する機構があり、例えば、
成膜のための成膜チャンバと、該成膜チャンバ内におい
て、気相成長法により上記基板表面に成膜する機構とを
備えるものなどがある。この気相成長法により上記基板
表面に成膜する機構には、例えば、CVDにより成膜す
る機構、プラズマCVDにより成膜する機構、スパッタ
により成膜する機構などがある。なお、成膜機構の成膜
チャンバと、洗浄装置のドライ洗浄チャンバまたは乾燥
チャンバとを、一つのチャンバを共用することにより実
現しても構わない。
Further, the present invention provides a film forming apparatus comprising a film forming mechanism and the cleaning apparatus of the present invention. The film forming mechanism includes a mechanism for forming a film by a vapor phase growth method.
Some include a film forming chamber for forming a film and a mechanism for forming a film on the surface of the substrate in the film forming chamber by a vapor phase growth method. Mechanisms for forming a film on the surface of the substrate by the vapor phase growth method include, for example, a mechanism for forming a film by CVD, a mechanism for forming a film by plasma CVD, and a mechanism for forming a film by sputtering. The film forming chamber of the film forming mechanism and the dry cleaning chamber or the drying chamber of the cleaning device may be realized by sharing one chamber.

【0029】この成膜装置においても、上述のモニタ機
構を備えていることが望ましい。成膜装置にモニタ機構
を設ける場合、成膜機構の成膜チャンバと洗浄装置のド
ライ洗浄チャンバとの間に送り搬送機構を設け、制御手
段は、センサにより検出された洗浄度があらかじめ定め
られた値に達していなければ、戻し搬送手段に、被洗浄
物をドライ洗浄槽に戻させ、センサにより検出された洗
浄度があらかじめ定められた基準値に達していれば、送
り搬送手段に、洗浄後の基板を成膜チャンバに搬送させ
るようにすることが望ましい。なお、洗浄度が基準値に
達していない場合、ドライ洗浄槽の代わりにウエット洗
浄槽に、被洗浄物を戻させるようにしてもよい。
It is desirable that this film forming apparatus also includes the above-mentioned monitor mechanism. When the film forming apparatus is provided with a monitor mechanism, a feed / conveyance mechanism is provided between the film forming chamber of the film forming mechanism and the dry cleaning chamber of the cleaning device, and the controller determines the cleaning degree detected by the sensor in advance. If the value does not reach the value, the return conveyance means returns the object to be cleaned to the dry cleaning tank, and if the cleaning degree detected by the sensor has reached a predetermined reference value, the feed conveyance means after cleaning. It is desirable to transfer the substrate to the film forming chamber. When the cleaning degree does not reach the reference value, the object to be cleaned may be returned to the wet cleaning tank instead of the dry cleaning tank.

【0030】[0030]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。なお、以下の実施例では、シリコンウエハを被洗浄
物としているが、本発明の洗浄方法の被洗浄物は、これ
に限られるものではない。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following examples, the silicon wafer is used as the cleaning object, but the cleaning object of the cleaning method of the present invention is not limited to this.

【0031】(実施例1〜3)実施例1〜3では、図2
(a)に示すように、深さの異なる複数のコンタクトホ
ール8(孔径0.5μm)を有する直径6インチのシリ
コンウエハ7を、被洗浄物として用いて、以下の実験を
行った。
(Examples 1 to 3) In Examples 1 to 3, FIG.
As shown in (a), a silicon wafer 7 having a diameter of 6 inches having a plurality of contact holes 8 (hole diameter 0.5 μm) having different depths was used as an object to be cleaned, and the following experiment was conducted.

【0032】A.洗浄装置 まず、本実施例で用いた洗浄装置について説明する。本
実施例の洗浄装置は、図3に示すように、ドライ洗浄チ
ャンバ10と、ドライ洗浄チャンバ内にガスを供給する
ガス供給機構13と、ガスを活性化する活性化機構(プ
ラズマを発生させるためのマイクロ波電源15、およ
び、紫外線を照射するための紫外線ランプ16)と、チ
ャンバ10内の雰囲気を吸引して減圧にするための真空
排気装置18とを備える。
A. Cleaning Device First, the cleaning device used in this embodiment will be described. As shown in FIG. 3, the cleaning apparatus of the present embodiment includes a dry cleaning chamber 10, a gas supply mechanism 13 for supplying gas into the dry cleaning chamber, and an activation mechanism for activating the gas (to generate plasma. The microwave power supply 15 and the ultraviolet lamp 16) for irradiating ultraviolet rays, and the vacuum exhaust device 18 for sucking the atmosphere in the chamber 10 to reduce the pressure.

【0033】ドライ洗浄チャンバ10内には、試料加熱
台12が設けられている。また、チャンバ10は、内部
を減圧するための真空吸引口18aと、紫外線ランプ1
6から照射された光を透過する石英窓17と、ガスをチ
ャンバ内に導入するためのガス導入口14aとを備え
る。真空吸引口18aは、真空排気装置18に連通され
いる。ガス導入口14aは、キャビティ14に連通され
ており、キャビティ14は、ガス供給機構13およびマ
イクロ波電源15と連通されている。
A sample heating table 12 is provided in the dry cleaning chamber 10. Further, the chamber 10 has a vacuum suction port 18a for reducing the pressure inside and the ultraviolet lamp 1
A quartz window 17 for transmitting the light emitted from No. 6 and a gas introduction port 14a for introducing gas into the chamber are provided. The vacuum suction port 18a communicates with the vacuum exhaust device 18. The gas inlet 14a is in communication with the cavity 14, and the cavity 14 is in communication with the gas supply mechanism 13 and the microwave power supply 15.

【0034】なお、本実施例の洗浄装置では、ドライ洗
浄において洗浄ガスをプラズマで励起させる場合には、
ガス供給機構13によりチャンバ10内に洗浄ガスを導
入し、キャビテイ14によりプラズマを発生させればよ
い。また、洗浄ガスを紫外線により励起させる場合に
は、ガス供給機構13によりチャンバ10内に洗浄ガス
を導入し、ランプ16によりチャンバ10内に紫外線を
照射すればよい。
In the cleaning apparatus of this embodiment, when the cleaning gas is excited by plasma in dry cleaning,
A cleaning gas may be introduced into the chamber 10 by the gas supply mechanism 13 and plasma may be generated by the cavity 14. When the cleaning gas is excited by ultraviolet rays, the cleaning gas may be introduced into the chamber 10 by the gas supply mechanism 13 and the chamber 16 may be irradiated with ultraviolet rays by the lamp 16.

【0035】B.洗浄工程 つぎに、本実施例の洗浄方法について説明する。まず、
洗浄液を用いてウエハ7をウエット洗浄した。すなわ
ち、27重量%アンモニア水、30重量%過酸化水素
水、および水を、容積比1:1:5の割合で混合して、
洗浄液とし、この洗浄液の温度を80℃に保持して、ウ
エハ7をこの洗浄液中に10分間浸漬し、次に超純水中
で10分間水洗した。なお、本実施例で用いた洗浄液
は、RCA洗浄液といわれ、シリコンウエハ上に付着し
た異物を除去するのに有効である。
B. Cleaning Step Next, the cleaning method of this embodiment will be described. First,
The wafer 7 was wet cleaned using a cleaning liquid. That is, 27 wt% ammonia water, 30 wt% hydrogen peroxide water, and water are mixed at a volume ratio of 1: 1: 5,
As a cleaning liquid, the temperature of this cleaning liquid was maintained at 80 ° C., the wafer 7 was immersed in this cleaning liquid for 10 minutes, and then washed in ultrapure water for 10 minutes. The cleaning liquid used in this example is called an RCA cleaning liquid, and is effective in removing foreign matters adhering to the silicon wafer.

【0036】つぎに、0.25重量%フッ化水素酸水溶
液中にウエハ7を30秒間浸漬し、超純水中で10分間
水洗して、この処理はコンタクトホール底部の自然酸化
膜を除去した。
Next, the wafer 7 was dipped in a 0.25 wt% hydrofluoric acid aqueous solution for 30 seconds and washed with ultrapure water for 10 minutes to remove the natural oxide film at the bottom of the contact hole. .

【0037】つぎに、ウエハ7をスピン乾燥法にて乾燥
し、直ちに上述の洗浄装置の試料加熱台12に載置し、
真空排気装置18を作動させて、10分間、チャンバ1
0内を真空に保持した後、用いるドライエッチング法に
応じて、ガス供給機構13より洗浄ガスを導入し、キャ
ビテイ14によりプラズマを発生させるか、または、ラ
ンプ16により紫外光を照射することで、洗浄ガスを励
起させて、ウエハ7のドライ洗浄を行なった。なお、真
空乾燥中のチャンバ内雰囲気およびウエハ7は、室温の
まま、加熱しなかった。
Next, the wafer 7 is dried by the spin drying method and immediately placed on the sample heating table 12 of the above-mentioned cleaning device,
The vacuum evacuation device 18 is operated and the chamber 1 is operated for 10 minutes.
After keeping the inside of the vacuum at 0, a cleaning gas is introduced from the gas supply mechanism 13 and plasma is generated by the cavity 14, or ultraviolet light is irradiated by the lamp 16 in accordance with the dry etching method used. The cleaning gas was excited to dry-clean the wafer 7. The chamber atmosphere during vacuum drying and the wafer 7 were not heated at room temperature.

【0038】C.成膜工程 以上の洗浄方法により洗浄されたシリコンウエハ7の表
面に、図2(b)に示すように、CVD法によりポリシ
リコン膜9を形成し、リソグラフィによりパターニング
した後、コンタクト抵抗を測定した。実際には、図2に
示したそれぞれのアスペクト比のコンタクトホールが紙
面に垂直な方向にいくつか形成されており、その直列抵
抗からコンタクト抵抗を評価した。
C. Film Forming Step As shown in FIG. 2B, a polysilicon film 9 is formed on the surface of the silicon wafer 7 cleaned by the cleaning method described above by the CVD method and patterned by lithography, and then the contact resistance is measured. . Actually, several contact holes with respective aspect ratios shown in FIG. 2 are formed in the direction perpendicular to the paper surface, and the contact resistance was evaluated from the series resistance thereof.

【0039】各実施例において用いたドライエッチング
方法と、測定されたコンタクト抵抗比とを、表1に示
す。なお、コンタクト抵抗比は、真空乾燥およびドライ
洗浄を行わない場合(比較例1)の、アスペクト比3の
コンタクト抵抗値に対する比率である。
Table 1 shows the dry etching method used in each example and the measured contact resistance ratio. The contact resistance ratio is the ratio of the aspect ratio 3 to the contact resistance value when vacuum drying and dry cleaning are not performed (Comparative Example 1).

【0040】[0040]

【表1】 [Table 1]

【0041】真空乾燥およびドライ洗浄を両方行なった
実施例1〜3は、アスペクト比が大きいコンタクトホー
ルでもコンタクト抵抗が変化せず、本発明の効果が実証
できた。
In Examples 1 to 3 in which both vacuum drying and dry cleaning were performed, the contact resistance did not change even in a contact hole having a large aspect ratio, and the effect of the present invention could be demonstrated.

【0042】(比較例1)本比較例では、真空乾燥とド
ライ洗浄とを実施しない以外は実施例1〜3と同様にし
て、ポリシリコン膜9を備えるシリコンウエハを作成し
た。すなわち、本比較例では、ウエット洗浄の後、スピ
ン乾燥のみによりウエハを乾燥させ、そのままポリシリ
コン膜9の成膜を行い、得られたウエハのコンタクト抵
抗を測定した。結果を表1に示す。
Comparative Example 1 In this comparative example, a silicon wafer provided with the polysilicon film 9 was prepared in the same manner as in Examples 1 to 3 except that vacuum drying and dry cleaning were not performed. That is, in this comparative example, after wet cleaning, the wafer was dried only by spin drying, the polysilicon film 9 was formed as it was, and the contact resistance of the obtained wafer was measured. The results are shown in Table 1.

【0043】表1からわかるように、本比較例のウエハ
では、コンタクトホールのアスペクト比が5より大きく
なると、コントクト抵抗が極端に大きな値となった。こ
れは、コンタクトホール中に水分が残ってしまうため、
自然乾燥とともにウォータマークが大量に形成されるた
めである。
As can be seen from Table 1, in the wafer of this comparative example, when the aspect ratio of the contact hole was larger than 5, the contact resistance became extremely large. This is because water remains in the contact hole,
This is because a large amount of watermarks are formed with natural drying.

【0044】(比較例2〜4)さらに、真空乾燥、ドラ
イ洗浄が、それぞれ単独ではどの程度の効果があるのか
を確認するため、真空乾燥およびドライ洗浄のいずれか
を実施しない以外は実施例1〜3と同様にして、ポリシ
リコン膜9を備えるシリコンウエハを作成した。各比較
例における真空乾燥の時間およびドライ洗浄のドライエ
ッチング方法と、実験結果とを、表2に示す。
(Comparative Examples 2 to 4) Further, in order to confirm the effect of vacuum drying and dry cleaning independently, Example 1 was carried out except that either vacuum drying or dry cleaning was not performed. A silicon wafer provided with the polysilicon film 9 was prepared in the same manner as in steps 3 to 3. Table 2 shows the vacuum drying time, the dry etching method for dry cleaning, and the experimental results in each comparative example.

【0045】[0045]

【表2】 [Table 2]

【0046】表2から、真空乾燥のみの場合(比較例
2)、アスペクト比7以上のコンタクトホールでは、比
較例1より良好な値が得られたが、アスペクト比3の場
合に比べて10倍以上の高い抵抗値を示し、十分な洗浄
効果が得られていないことがわかる。また、ドライ洗浄
のみの場合(比較例3,4)、真空乾燥のみの比較例2
に比べれば良好な結果ではあるが、やはり、アスペクト
比の増加に伴い、抵抗値がかなり増加ている。本比較例
2〜4の結果から、真空乾燥とドライ洗浄とを組み合わ
せることなく、それぞれ単独で実施した場合には、ウォ
ータマークを完全に防止することはできないということ
がわかった。
From Table 2, in the case of only vacuum drying (Comparative Example 2), contact holes having an aspect ratio of 7 or more gave better values than those of Comparative Example 1, but 10 times as much as those in the case of Aspect Ratio 3. The above high resistance value is shown, and it is understood that a sufficient cleaning effect is not obtained. Further, in the case of only dry cleaning (Comparative Examples 3 and 4), Comparative Example 2 of only vacuum drying
Although the result is better than that of No. 1, the resistance value considerably increases as the aspect ratio increases. From the results of Comparative Examples 2 to 4, it was found that the watermark cannot be completely prevented when the vacuum drying and the dry cleaning are individually performed without combining them.

【0047】(実施例4〜6)つぎに、真空乾燥の時間
依存性について調べるため、乾燥時間を変えた他は、実
施例2と同様にして、コンタクト抵抗を測定した。各実
施例における乾燥時間と、得られた結果とを表3に示
す。
(Examples 4 to 6) Next, in order to examine the time dependency of vacuum drying, the contact resistance was measured in the same manner as in Example 2 except that the drying time was changed. Table 3 shows the drying time and the obtained results in each example.

【0048】[0048]

【表3】 [Table 3]

【0049】表3からわかるように、乾燥時間を長くす
るとともに結果は良好となるが、真空乾燥の時間を2.
5分にしても、アスペクト比7の場合のコンタクト抵抗
比が1.5と、十分な効果が得られ、7.5分以上であ
れば、実施例2とほぼ同様の良好な結果が得られる。
As can be seen from Table 3, the longer the drying time, the better the results, but the vacuum drying time was 2.
Even if it is 5 minutes, the contact resistance ratio in the case of the aspect ratio 7 is 1.5, which is a sufficient effect, and if it is 7.5 minutes or more, almost the same good result as in Example 2 is obtained. .

【0050】(実施例7〜10)本実施例では、真空乾
燥中の被洗浄物の加熱の効果について検討した。すなわ
ち、本実施例では、真空乾燥中に試料加熱台12により
ウエハを加熱して100℃に保持した他は、実施例4〜
6および実施例2と同様にして、洗浄効果を評価した。
結果を表4に示す。
(Examples 7 to 10) In this example, the effect of heating the object to be cleaned during vacuum drying was examined. That is, in this example, the wafer was heated by the sample heating table 12 during vacuum drying and held at 100 ° C.
The cleaning effect was evaluated in the same manner as in Example 6 and Example 2.
The results are shown in Table 4.

【0051】[0051]

【表4】 [Table 4]

【0052】表4に示したように、本実施例から、ウエ
ハ7を加熱することで、常温の場合より短時間で良好な
結果が得られることがわかった。すなわち、真空乾燥中
にウエハ7を約100℃に保持すれば、5分以下の真空
乾燥でも非常に良好な効果が得られる。従って、ウエハ
7を真空乾燥中に加熱すれば、洗浄工程のスループット
を改善することができる。
As shown in Table 4, it was found from this example that by heating the wafer 7, good results can be obtained in a shorter time than at room temperature. That is, if the wafer 7 is kept at about 100 ° C. during vacuum drying, a very good effect can be obtained even by vacuum drying for 5 minutes or less. Therefore, if the wafer 7 is heated during vacuum drying, the throughput of the cleaning process can be improved.

【0053】(実施例11)図4に示すような、底面が
縦横各30μmの正方形であり、主表面41との段差が
0.5μmである凹部40を複数備えるシリコンウエハ
7を用意し、実施例1と同様にして、ウエット洗浄、ス
ピン乾燥、真空乾燥の各処理をこの順で行ない、ウエハ
7表面を電子顕微鏡により観察したところ、ウォータマ
ークは全く見られなかった。なお、ウォータマークは自
然酸化膜であるため、電子顕微鏡で見るとチャージアッ
プして他の部分とは違って見える。そこで、この外観の
相違をもとに、ウォータマークを識別できる。
(Embodiment 11) As shown in FIG. 4, a silicon wafer 7 having a plurality of concave portions 40 each having a square bottom surface of 30 μm in length and width and a step difference of 0.5 μm from the main surface 41 was prepared and carried out. As in Example 1, wet cleaning, spin drying, and vacuum drying were performed in this order, and the surface of the wafer 7 was observed with an electron microscope. No watermark was found at all. Since the watermark is a natural oxide film, it looks up with an electron microscope and looks different from other parts. Therefore, the watermark can be identified based on this difference in appearance.

【0054】(比較例5)実施例1で用いたものと同様
のパターンを有するシリコンウエハ7を、比較例1と同
様にウエット洗浄およびスピン乾燥して、その表面を電
子顕微鏡により観察した。観察したシリコンウエハ7の
平面図を図5(a)に示し、その部分拡大図を図5
(b)に示す。図5(b)に示したように、凹部40の
段差部2にウォータマーク5が観察された。
(Comparative Example 5) A silicon wafer 7 having the same pattern as that used in Example 1 was subjected to wet cleaning and spin drying in the same manner as in Comparative Example 1, and its surface was observed by an electron microscope. A plan view of the observed silicon wafer 7 is shown in FIG. 5A, and a partially enlarged view thereof is shown in FIG.
(B). As shown in FIG. 5B, the watermark 5 was observed on the step portion 2 of the recess 40.

【0055】(実施例12〜18)本実施例では、本発
明の洗浄方法が、金属汚染または有機物汚染を効果的に
除去できることを確認した。すなわち、実施例11と同
様のシリコンウエハ7を予め汚染した後、表5に示すよ
うに種々のドライエッチング法を用いた他は、実施例1
1と同様にして、ウエット洗浄、スピン乾燥、真空乾燥
の各処理をこの順で行なった。
(Examples 12 to 18) In this example, it was confirmed that the cleaning method of the present invention can effectively remove metal contamination or organic contamination. That is, except that the same dry etching method as shown in Table 5 was used after preliminarily contaminating the same silicon wafer 7 as in Example 11, Example 1
In the same manner as in No. 1, each process of wet cleaning, spin drying, and vacuum drying was performed in this order.

【0056】本実施例により洗浄されたウエハ7におい
ても、実施例11と同様、ウォータマーク5は観察され
なかった。また、洗浄後のウエハ7表面の汚染量を測定
したところ、表5に示すように、汚染はほとんど検出さ
れなかった。なお、金属汚染の汚染量については全反射
蛍光X線法を用い、有機物汚染の汚染量についてはオー
ジェ電子分光法を用いて、それぞれ測定した。
Also in the wafer 7 cleaned in this example, the watermark 5 was not observed, as in Example 11. When the amount of contamination on the surface of the wafer 7 after cleaning was measured, as shown in Table 5, almost no contamination was detected. The amount of metal contamination was measured by the total reflection X-ray fluorescence method, and the amount of organic contamination was measured by Auger electron spectroscopy.

【0057】[0057]

【表5】 [Table 5]

【0058】なお、金属イオンによる汚染は、Ni,F
e,Cuの各原子吸光用標準試薬をそれぞれ用いて形成
した。すなわち、金属量が0.1ppmとなるように調
整した水溶液中にウエハ7を10分間浸漬し、さらに超
純水中に10分間浸漬した後、スピンナにより乾燥させ
て形成した。また、有機物汚染は、界面活性剤(ドデシ
ル硫酸トリエタノールアミン)の10-4モル/L水溶液
を用い、同様にウエハ7上に飛散させて行った。
Contamination by metal ions is caused by Ni, F
The standard reagents for atomic absorption of e and Cu were used respectively. That is, the wafer 7 was dipped in an aqueous solution adjusted to have a metal amount of 0.1 ppm for 10 minutes, further dipped in ultrapure water for 10 minutes, and then dried by a spinner. Further, the organic matter was polluted by using a 10 −4 mol / L aqueous solution of a surfactant (triethanolamine dodecyl sulfate) and similarly scattering it on the wafer 7.

【0059】(比較例6〜9)実施例12〜18と同様
に汚染させたウエハ7を、比較例5と同様にウエット洗
浄およびスピン乾燥した後、真空乾燥、およびドライ洗
浄を行うことなく、実施例12〜18と同様にして表面
の汚染量を測定したところ、表5に示したように、実施
例12〜18に比べ、汚染物質の残存量がはるかに高い
ことがわかった。これは、汚染物質を含む洗浄液および
/またはリンス液が段差部に残り、これが自然乾燥する
ことで汚染がウエハ7上に残ったためであると考えられ
る。
(Comparative Examples 6 to 9) The wafer 7 contaminated in the same manner as in Examples 12 to 18 was wet-cleaned and spin-dried in the same manner as in Comparative Example 5, and then vacuum-dried and dry-cleaned without performing. When the amount of contamination on the surface was measured in the same manner as in Examples 12 to 18, it was found that, as shown in Table 5, the residual amount of contaminant was much higher than that in Examples 12 to 18. It is considered that this is because the cleaning liquid and / or the rinse liquid containing the contaminants remain on the step portion, and the contaminants remain on the wafer 7 as it naturally dries.

【0060】(実施例19)本実施例では、枚葉処理に
よりシリコンウエハ表面を洗浄した。本実施例で用いた
洗浄装置を図6に示す。
(Example 19) In this example, the surface of a silicon wafer was cleaned by single-wafer processing. The cleaning apparatus used in this example is shown in FIG.

【0061】本実施例で用いた洗浄装置は、実施例1で
用いた洗浄装置に構成に加えて、ドライ洗浄チャンバ1
0にゲートバルブ23を介して連通された準備室20
と、該準備室20内を減圧するための真空排気装置18
bと、準備室20に連通された枚葉ウエット洗浄チャン
バ19と、枚葉ウエット洗浄チャンバ19内に洗浄液お
よびリンス液61を供給する洗浄液供給機構60と、各
チャンバ19,20,10間でウエハ7を搬送するため
の搬送機構(図示せず)とを備える。枚葉ウエット洗浄
チャンバ19は、内部にスピンナ22を備える。
The cleaning apparatus used in the present embodiment is the same as the cleaning apparatus used in the first embodiment except that the dry cleaning chamber 1 is used.
0, which is in communication with 0 through a gate valve 23
And an evacuation device 18 for reducing the pressure in the preparation chamber 20.
b, a single-wafer wet cleaning chamber 19 communicating with the preparation chamber 20, a cleaning liquid supply mechanism 60 for supplying a cleaning liquid and a rinse liquid 61 into the single-wafer wet cleaning chamber 19, and a wafer between the chambers 19, 20, and 10. And a transport mechanism (not shown) for transporting 7. The single-wafer wet cleaning chamber 19 includes a spinner 22 inside.

【0062】なお、本実施例の洗浄装置においても、実
施例1の装置と同様、ドライ洗浄において洗浄ガスをプ
ラズマで励起させる場合には、ガス供給機構13により
チャンバ10内に洗浄ガスを導入し、キャビテイ14に
よりプラズマを発生させればよい。また、洗浄ガスを紫
外線により励起させる場合には、ガス供給機構13によ
りチャンバ10内に洗浄ガスを導入し、ランプ16によ
りチャンバ10内に紫外線を照射すればよい。
In the cleaning apparatus of this embodiment, as in the apparatus of the first embodiment, when the cleaning gas is excited by plasma in the dry cleaning, the cleaning gas is introduced into the chamber 10 by the gas supply mechanism 13. The plasma may be generated by the cavity 14. When the cleaning gas is excited by ultraviolet rays, the cleaning gas may be introduced into the chamber 10 by the gas supply mechanism 13 and the chamber 16 may be irradiated with ultraviolet rays by the lamp 16.

【0063】つぎに、本実施例の洗浄方法について説明
する。まず、枚葉ウエット洗浄チャンバ19のスピンナ
22の載置台上にウエハ7を固定し、洗浄液供給機構6
0から洗浄液および超純水61を順次噴射して、ウエハ
7をウエット洗浄した。つぎに、スピンナ22の載置台
を回転させることで、ウエハ7表面に残ったリンス液を
除去し、スピン乾燥させた。
Next, the cleaning method of this embodiment will be described. First, the wafer 7 is fixed on the mounting table of the spinner 22 of the single-wafer wet cleaning chamber 19, and the cleaning liquid supply mechanism 6
The cleaning liquid and the ultrapure water 61 were sequentially sprayed from 0 to wet-clean the wafer 7. Next, by rotating the mounting table of the spinner 22, the rinse liquid remaining on the surface of the wafer 7 was removed and spin drying was performed.

【0064】つぎに、搬送機構によりウエハ7を準備室
20内に移し、真空排気装置18bを作動させて準備室
内を真空にしてから、バルブ23を開いて、搬送機構に
よりウエハ7をドライ洗浄チャンバ10内の試料加熱台
12上に移し、ウエハ7を100℃に保持しながら、真
空排気装置18を作動させて、チャンバ10内の真空度
を高め、その真空度を維持した。
Next, the wafer 7 is moved into the preparation chamber 20 by the transfer mechanism, the vacuum chamber 18b is operated to evacuate the preparation chamber, the valve 23 is opened, and the wafer 7 is dried in the dry cleaning chamber by the transfer mechanism. The wafer 7 was transferred to the sample heating table 12 in 10 and the vacuum evacuation device 18 was operated while maintaining the wafer 7 at 100 ° C. to increase the degree of vacuum in the chamber 10 and maintain the degree of vacuum.

【0065】ウエハ7のコンタクトホール内の水分が十
分に除去されたところで、実施例10と同様に、ガス供
給機構13により洗浄ガスとして水素ガスを導入し、キ
ャビテイ14によりプラズマを発生させる水素ガスを励
起させて、ウエハ7のドライ洗浄を行なった。
When the water content in the contact hole of the wafer 7 is sufficiently removed, hydrogen gas is introduced as a cleaning gas by the gas supply mechanism 13 and hydrogen gas for generating plasma is generated by the cavity 14, as in the tenth embodiment. The wafer 7 was excited and dry-cleaned.

【0066】以上のようにして洗浄されたウエハ7に対
して、実施例1と同様にポリシリコン膜9を形成してコ
ンタクト抵抗を測定したところ、実施例10と同様に、
良好な結果が得られた。
When the polysilicon film 9 was formed on the wafer 7 cleaned as described above and the contact resistance was measured, as in the case of Example 10,
Good results were obtained.

【0067】(実施例20)本実施例では、バッチ処理
によりシリコンウエハ表面を洗浄した。本実施例で用い
た洗浄装置を図7に示す。
(Embodiment 20) In this embodiment, the surface of a silicon wafer is cleaned by batch processing. The cleaning device used in this example is shown in FIG.

【0068】本実施例で用いた洗浄装置は、実施例1で
用いた洗浄装置の構成に加えて、ドライ洗浄チャンバ1
0にゲートバルブ23を介して連通された真空乾燥室2
7と、該真空乾燥室27内を減圧するための真空排気装
置18cと、真空乾燥室27に連通されたバッチウエッ
ト洗浄チャンバ24と、各チャンバ24,27,10間
でウエハ7を搬送するための搬送機構(図示せず)とを
備える。バッチウエット洗浄チャンバ19は、内部にR
CA洗浄槽25および水洗層(図示せず)と、フッ酸洗
浄槽26および水洗層(図示せず)と、各槽間のウエハ
7の搬送のための搬送機構(図示せず)とを備える。
The cleaning apparatus used in this embodiment is the same as the cleaning apparatus used in Embodiment 1 except that the dry cleaning chamber 1 is used.
0 through the gate valve 23 in the vacuum drying chamber 2
7, a vacuum evacuation device 18c for reducing the pressure in the vacuum drying chamber 27, a batch wet cleaning chamber 24 in communication with the vacuum drying chamber 27, and a wafer 7 to be transferred between the chambers 24, 27 and 10. Transport mechanism (not shown). The batch wet cleaning chamber 19 has an internal R
A CA cleaning tank 25 and a water washing layer (not shown), a hydrofluoric acid cleaning tank 26 and a water washing layer (not shown), and a transfer mechanism (not shown) for transferring the wafer 7 between the tanks are provided. .

【0069】つぎに、本実施例の洗浄方法について説明
する。なお、洗浄前に、バッチウエット洗浄チャンバ2
4のRCA洗浄槽25には実施例1と同様のRCA洗浄
液を、フッ酸洗浄槽26にはフッ化水素酸(約0.25
重量%)を、各水洗層には水を、それぞれ満たしてお
く。
Next, the cleaning method of this embodiment will be described. Before the cleaning, the batch wet cleaning chamber 2
The RCA cleaning tank 25 of No. 4 was filled with the same RCA cleaning solution as in Example 1, and the hydrofluoric acid cleaning tank 26 was filled with hydrofluoric acid (about 0.25).
%), And each washing layer is filled with water.

【0070】まず、ウエハ50枚(以下、ウエハ群とよ
ぶ)を一組として、バッチ式ウエット洗浄チャンバ24
のRCA洗浄槽25に10分間浸した後水洗層に10分
間浸し、さらにフッ酸洗浄槽26に30秒間浸した後水
洗層に30秒間浸す。なお、フッ酸洗浄は省略してもか
まわない。
First, the batch type wet cleaning chamber 24 is made up of a set of 50 wafers (hereinafter referred to as a wafer group).
Of the RCA cleaning tank 25 for 10 minutes, then for 10 minutes in the water washing layer, for 30 seconds in the hydrofluoric acid cleaning tank 26, and then for 30 seconds in the water washing layer. The hydrofluoric acid cleaning may be omitted.

【0071】つぎに、ウエハ群を、搬送機構により真空
乾燥室27に移し、真空排気装置18cを作動させて真
空乾燥室27内を真空にして10分保持した後、バルブ
23を開いて、搬送機構によりウエハ7をドライ洗浄チ
ャンバ10内の試料加熱台12上に移し、実施例19と
同様にしてドライ洗浄を行った。なお、本実施例におい
ても、実施例19と同様、ドライ洗浄は枚葉処理であ
る。
Next, the wafer group is transferred to the vacuum drying chamber 27 by the transfer mechanism, the vacuum evacuation device 18c is operated to evacuate the vacuum drying chamber 27 for 10 minutes, and then the valve 23 is opened to transfer the wafer. The wafer 7 was transferred onto the sample heating table 12 in the dry cleaning chamber 10 by the mechanism, and dry cleaning was performed in the same manner as in Example 19. Note that, also in this embodiment, the dry cleaning is a single-wafer processing, as in the nineteenth embodiment.

【0072】以上のようにして洗浄されたウエハ7に対
して、実施例1と同様にポリシリコン膜9を形成してコ
ンタクト抵抗を測定したところ、実施例10と同様に、
良好な結果が得られた。
When the polysilicon film 9 was formed on the wafer 7 washed as described above and the contact resistance was measured, as in the case of Example 10,
Good results were obtained.

【0073】(実施例21)本実施例では、図8に示し
た成膜装置を用いて、シリコンウエハ表面の洗浄および
成膜を行った。
(Embodiment 21) In this embodiment, the surface of a silicon wafer is cleaned and a film is formed by using the film forming apparatus shown in FIG.

【0074】本実施例で用いた成膜装置は、ロード・ア
ンロード部28と、洗浄部29と、モニタ機構30と、
成膜部80とを備える。ロード・アンロード部28と洗
浄部29との間、および、洗浄部29と成膜部80との
間は、それぞれゲートバルブ23を介して連通されてお
り、ウエハ7の搬送のための搬送機構(図示せず)を備
える。
The film forming apparatus used in this embodiment includes a load / unload unit 28, a cleaning unit 29, a monitor mechanism 30,
The film forming unit 80. The load / unload unit 28 and the cleaning unit 29, and the cleaning unit 29 and the film forming unit 80 are communicated with each other through the gate valve 23, and a transfer mechanism for transferring the wafer 7 is provided. (Not shown).

【0075】ロード・アンロード部28は、処理対象の
シリコンウエハ7の投入および搬出のためのチャンバで
ある。洗浄部29は、ウエハ7のウエット洗浄、真空乾
燥およびドライ洗浄を枚葉処理により行う機構であり、
実施例19の洗浄装置と同様の構成を有する。モニタ機
構30は、洗浄部29に取り付けられており、ドライ洗
浄後のウエハ7表面の清浄度一定に保つための機構であ
る。
The load / unload unit 28 is a chamber for loading and unloading the silicon wafer 7 to be processed. The cleaning unit 29 is a mechanism that performs wet cleaning, vacuum drying, and dry cleaning of the wafer 7 by single-wafer processing.
It has the same structure as the cleaning apparatus of the nineteenth embodiment. The monitor mechanism 30 is attached to the cleaning unit 29 and is a mechanism for keeping the cleanliness of the surface of the wafer 7 after dry cleaning constant.

【0076】まず、本実施例におけるモニタ機構30に
ついて説明する。なお、本実施例のモニタ機構30のハ
ードウエア構成は、図10に示すように、センサ91
と、主記憶装置101および中央演算処理装置(CP
U)102を備える情報処理装置103とからなる。
First, the monitor mechanism 30 in this embodiment will be described. The hardware structure of the monitor mechanism 30 of this embodiment is, as shown in FIG.
And the main memory 101 and the central processing unit (CP
U) 102 and an information processing device 103.

【0077】本実施例のモニタ機構30は、図9に示す
ように、ドライ洗浄後のウエハ7表面の清浄度を検出す
るセンサ91と、洗浄部29の搬送機構94に回線を介
して接続された戻し搬送手段92と、センサの検出結果
に応じて戻し搬送手段92を制御する制御手段93とを
備える。本実施例では、戻し搬送手段92と制御手段9
3とは、主記憶装置101にあらかじめ保持されたイン
ストラクションをCPU102が実行することにより実
現される。しかし、本発明はこれに限られず、例えば専
用回路など、他の手段により実現されてもよい。
As shown in FIG. 9, the monitor mechanism 30 of this embodiment is connected to a sensor 91 for detecting the cleanliness of the surface of the wafer 7 after dry cleaning and a transfer mechanism 94 of the cleaning section 29 via a line. And a control means 93 for controlling the return transportation means 92 according to the detection result of the sensor. In the present embodiment, the return conveyance means 92 and the control means 9
3 is realized by the CPU 102 executing an instruction previously stored in the main storage device 101. However, the present invention is not limited to this, and may be realized by other means such as a dedicated circuit.

【0078】戻し搬送手段92は、洗浄部29の搬送機
構94を逆向きに動作させることにより、ドライ洗浄後
のウエハ7を枚葉ウエット洗浄チャンバ19内のスピン
ナ22上に戻す手段である。なお、ドライ洗浄チャンバ
10(または準備室20)に戻し、ドライ洗浄を再実行
するようにしてもよい。
The return transfer means 92 is a means for returning the wafer 7 after dry cleaning onto the spinner 22 in the single wafer wet cleaning chamber 19 by operating the transfer mechanism 94 of the cleaning section 29 in the reverse direction. The dry cleaning may be performed again by returning to the dry cleaning chamber 10 (or the preparation room 20).

【0079】制御手段93は、ドライ洗浄終了時に起動
される。制御手段93は、図11に示すように、起動さ
れるとまず、センサ91を介してドライ洗浄後のウエハ
7表面の清浄度を読み込み(ステップ111)、読み込
んだ清浄度があらかじめ定められた基準値と比較する
(ステップ112)。基準値以上に清浄であれば、制御
手段93は、成膜部80への搬送機構を起動させてウエ
ハ7を成膜部80へ送り、処理を終了する(ステップ1
13)。基準値より汚染されていれば、制御手段93
は、戻し搬送手段92に、ウエハ7をウエット洗浄チャ
ンバ19へ戻させ、処理を終了する(ステップ11
4)。この制御手段93により、本実施例の成膜装置3
0では、成膜に供するウエハの表面が、常に基準値以上
に清浄であることが担保される。
The control means 93 is activated at the end of dry cleaning. When the control means 93 is activated as shown in FIG. 11, first, the cleanliness of the surface of the wafer 7 after the dry cleaning is read through the sensor 91 (step 111), and the read cleanliness is a predetermined criterion. The value is compared (step 112). If the cleaning value is equal to or higher than the reference value, the control unit 93 activates the transfer mechanism to the film forming unit 80, sends the wafer 7 to the film forming unit 80, and ends the process (step 1).
13). If it is polluted from the reference value, the control means 93
Causes the return transfer means 92 to return the wafer 7 to the wet cleaning chamber 19 and ends the process (step 11).
4). By this control means 93, the film forming apparatus 3 of the present embodiment
When 0, it is guaranteed that the surface of the wafer used for film formation is always cleaner than the reference value.

【0080】つぎに、本実施例の成膜部80について説
明する。本実施例の成膜部80は、図8に示すように、
成膜チャンバ31と、チャンバ31内にガスを供給する
ガス供給機構13aと、チャンバ内を加熱するための加
熱ランプ32と、チャンバ31内を減圧するための真空
排気装置18dとを備える。成膜チャンバ31内には、
試料台33が設けられている。
Next, the film forming unit 80 of this embodiment will be described. As shown in FIG. 8, the film forming unit 80 of the present embodiment is
The film forming chamber 31, a gas supply mechanism 13a for supplying gas into the chamber 31, a heating lamp 32 for heating the inside of the chamber, and a vacuum exhaust device 18d for depressurizing the inside of the chamber 31 are provided. In the film forming chamber 31,
A sample table 33 is provided.

【0081】上述のステップ113の結果、洗浄済みウ
エハ7は、搬送機構により成膜チャンバ31内の試料台
33上に載置される。これを受けて、本実施例の成膜部
80は、CVDにより基板表面に成膜する。すなわち、
真空排気装置18dによりチャンバ31内の雰囲気を吸
引した後、ガス導入機構13aにより膜原料のガスを成
膜チャンバ31に導入し、加熱用ランプ32によりウエ
ハ7を加熱すれば、ウエハ7表面に膜を形成することが
できる。なお、低温プラズマを発生させる機構を設けれ
ば、プラズマCVDにより成膜することもできる。ま
た、高圧の電圧を印加できる電極やマイクロ波電源15
などのプラズマを発生させる機構と、ターゲットの保持
部とを設ければ、スパッタにより成膜することもでき
る。
As a result of the above step 113, the cleaned wafer 7 is placed on the sample stage 33 in the film forming chamber 31 by the transfer mechanism. In response to this, the film forming unit 80 of the present embodiment forms a film on the surface of the substrate by CVD. That is,
After the atmosphere in the chamber 31 is sucked by the vacuum evacuation device 18d, the gas of the film raw material is introduced into the film forming chamber 31 by the gas introducing mechanism 13a and the wafer 7 is heated by the heating lamp 32. Can be formed. Note that a film can be formed by plasma CVD if a mechanism for generating low temperature plasma is provided. In addition, an electrode or microwave power source 15 to which a high voltage can be applied
If a mechanism for generating plasma such as the above and a target holding unit are provided, the film can be formed by sputtering.

【0082】[0082]

【発明の効果】本発明によれば、上述の従来技術におけ
る問題点を解消し、ウエット洗浄後、高アスペクト比の
コンタクトホール内や高段差部をウォータマークを残す
ことなく効率良く乾燥させることができるので、高清浄
な半導体基板を得ることができる。従って、本発明によ
れば、高アスペクト比コンタクトホールや高段差部を有
する素子をウォータマークレスで高清浄に洗浄できるた
め、半導体装置等のエレクトロニクス部品の歩留まりを
高めることができ、コストを低く抑えることができる。
According to the present invention, the above-mentioned problems in the prior art can be solved, and after wet cleaning, the inside of a contact hole having a high aspect ratio or a high step can be efficiently dried without leaving a watermark. Therefore, a highly clean semiconductor substrate can be obtained. Therefore, according to the present invention, since an element having a high aspect ratio contact hole or a high step portion can be highly cleanly cleaned without a watermark, the yield of electronic parts such as a semiconductor device can be increased and the cost can be kept low. be able to.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の洗浄原理を示した説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram showing the cleaning principle of the present invention.

【図2】 実施例1におけるコンタクトホールの状態を
示すための、シリコンウエハの部分断面図である。
FIG. 2 is a partial cross-sectional view of a silicon wafer for showing a state of a contact hole in Example 1.

【図3】 実施例1の洗浄装置の構成を示す説明図であ
る。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a configuration of a cleaning device according to a first embodiment.

【図4】 実施例11で用いたシリコンウエハの部分断
面図である。
FIG. 4 is a partial cross-sectional view of a silicon wafer used in Example 11.

【図5】 比較例5における洗浄後のシリコンウエハ表
面を示す、平面図および電子顕微鏡像模式図である。
5A and 5B are a plan view and an electron microscope image schematic view showing the surface of a silicon wafer after cleaning in Comparative Example 5.

【図6】 実施例19の洗浄装置の構成を示す説明図で
ある。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing the structure of a cleaning apparatus according to a nineteenth embodiment.

【図7】 実施例20の洗浄装置の構成を示す説明図で
ある。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing the structure of a cleaning device according to a twentieth embodiment.

【図8】 実施例21の洗浄装置の構成を示す説明図で
ある。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing the structure of a cleaning apparatus according to a twenty-first embodiment.

【図9】 実施例21のモニタ機構の機能構成図であ
る。
FIG. 9 is a functional configuration diagram of a monitor mechanism according to a twenty-first embodiment.

【図10】 実施例21のモニタ機構のハードウエア構
成図である。
FIG. 10 is a hardware configuration diagram of a monitor mechanism of Example 21.

【図11】 実施例21のモニタ機構の処理を示す流れ
図である。
FIG. 11 is a flowchart showing the processing of the monitor mechanism of the twenty-first embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…コンタクトホール、2…高段差部、3…異物、4…
水、5…ウォータマーク、6…汚染、7…シリコンウエ
ハ、8…高アスペクト比コンタクトホール、9…ポリシ
リコン膜、10…ドライ洗浄チャンバ、12…試料加熱
台、13,13a…ガス供給機構、14…キャビティ、
14a…ガス導入口、15…マイクロ波電源、16…紫
外線ランプ、17…石英窓、18,18b〜d…真空排
気装置、18a,18e…真空吸引口、19…枚葉ウエ
ット洗浄チャンバ、20…準備室、22…スピンナ、2
3…ゲートバルブ、24…バッチウエット洗浄チャン
バ、25…RCA洗浄槽、26…フッ酸洗浄槽、27…
真空乾燥室、28…ロード・アンロード部、29…洗浄
部、30…モニタ機構、31…成膜チャンバ、32…加
熱ランプ、33…試料台、40…試料凹部、41…試料
主表面、60…洗浄液供給機構、61…洗浄液またはリ
ンス液、80…成膜部、91…センサ、92…戻し搬送
手段、93…制御手段、94…搬送手段、100…半導
体基板、101…主記憶装置、102…中央演算処理装
置、103…情報処理装置。
1 ... Contact hole, 2 ... High step, 3 ... Foreign matter, 4 ...
Water, 5 ... Water mark, 6 ... Contamination, 7 ... Silicon wafer, 8 ... High aspect ratio contact hole, 9 ... Polysilicon film, 10 ... Dry cleaning chamber, 12 ... Sample heating table, 13, 13a ... Gas supply mechanism, 14 ... cavity,
14a ... Gas introduction port, 15 ... Microwave power source, 16 ... Ultraviolet lamp, 17 ... Quartz window, 18, 18b-d ... Evacuation device, 18a, 18e ... Vacuum suction port, 19 ... Single wafer wet cleaning chamber, 20 ... Preparation room, 22 ... Spinner, 2
3 ... Gate valve, 24 ... Batch wet cleaning chamber, 25 ... RCA cleaning tank, 26 ... Hydrofluoric acid cleaning tank, 27 ...
Vacuum drying chamber 28 ... Load / unload unit, 29 ... Cleaning unit, 30 ... Monitor mechanism, 31 ... Film forming chamber, 32 ... Heating lamp, 33 ... Sample stage, 40 ... Sample recess, 41 ... Sample main surface, 60 ... cleaning liquid supply mechanism, 61 ... cleaning liquid or rinse liquid, 80 ... film forming part, 91 ... sensor, 92 ... return transport means, 93 ... control means, 94 ... transport means, 100 ... semiconductor substrate, 101 ... main memory device, 102 ... Central processing unit, 103 ... Information processing device.

Claims (17)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】被洗浄物表面の汚染物質を、洗浄液に接触
させることにより除去するウエット洗浄工程と、 被洗浄物周囲の雰囲気を減圧にすることにより、被洗浄
物表面を乾燥させる乾燥工程と、 被洗浄物表面の汚染物質を、ドライエッチングにより除
去するドライ洗浄工程とを、この順で備えることを特徴
とする半導体基板の洗浄方法。
1. A wet cleaning step of removing contaminants on the surface of the object to be cleaned by contact with a cleaning liquid, and a drying step of drying the surface of the object to be cleaned by reducing the pressure of the atmosphere around the object to be cleaned. A method for cleaning a semiconductor substrate, comprising a dry cleaning step of removing contaminants on the surface of the object to be cleaned by dry etching in this order.
【請求項2】請求項1において、 上記乾燥工程は、 上記被洗浄物および上記雰囲気のうちの、少なくとも一
方の加熱を含むことを特徴とする半導体基板の洗浄方
法。
2. The method of cleaning a semiconductor substrate according to claim 1, wherein the drying step includes heating at least one of the object to be cleaned and the atmosphere.
【請求項3】請求項1において、 上記ウエット洗浄工程と、上記乾燥工程との間に、 上記被洗浄物表面に存在する液体を、遠心力により除去
するスピン乾燥工程と、 上記被洗浄物表面に存在する液体を、該液体と共沸する
液体の蒸気により共沸させて除去する蒸気乾燥工程と
の、少なくともいずれかを、さらに備えることを特徴と
する半導体基板の洗浄方法。
3. The spin drying step of removing liquid existing on the surface of the object to be cleaned by centrifugal force between the wet cleaning step and the drying step, and the surface of the object to be cleaned. A method of cleaning a semiconductor substrate, further comprising at least one of a vapor drying step of azeotropically removing the liquid present in 1. by azeotroping with the vapor of the liquid azeotropic with the liquid.
【請求項4】請求項1において、 上記乾燥工程は、 2.5分以上、被洗浄物周囲の雰囲気を減圧にすること
を特徴とする半導体基板の洗浄方法。
4. The method for cleaning a semiconductor substrate according to claim 1, wherein in the drying step, the atmosphere around the object to be cleaned is depressurized for 2.5 minutes or more.
【請求項5】請求項1において、 上記乾燥工程と、上記ドライ洗浄工程とは、同一チャン
バ内で行われることを特徴とする半導体基板の洗浄方
法。
5. The method of cleaning a semiconductor substrate according to claim 1, wherein the drying step and the dry cleaning step are performed in the same chamber.
【請求項6】請求項1において、 上記ドライ洗浄工程は、 プラズマあるいは紫外線により活性化された塩素系ガス
に基板を曝す工程と、 プラズマあるいは紫外線により活性化された酸素ガスに
基板を曝す工程と、 プラズマあるいは紫外線により活性化されたオゾンガス
に基板を曝す工程と、 プラズマにより活性化された水素ガスに基板を曝す工程
と、 プラズマにより活性化されたフッ素系ガスに基板を曝す
工程とのうちの少なくともいずれかの工程を備えること
を特徴とする半導体基板の洗浄方法。
6. The dry cleaning step according to claim 1, wherein the substrate is exposed to a chlorine-based gas activated by plasma or ultraviolet rays, and the substrate is exposed to an oxygen gas activated by plasma or ultraviolet rays. Of the steps of exposing the substrate to ozone gas activated by plasma or ultraviolet rays, exposing the substrate to hydrogen gas activated by plasma, and exposing the substrate to fluorine-based gas activated by plasma. A method for cleaning a semiconductor substrate, comprising at least one step.
【請求項7】基板表面を洗浄する洗浄工程と、該基板表
面に膜を形成する成膜工程とを、この順で備える半導体
基板製造用の成膜方法において、 上記洗浄工程は、 被洗浄物表面の汚染物質を、洗浄液に接触させることに
より除去するウエット洗浄工程と、 被洗浄物周囲の雰囲気を減圧にすることにより、被洗浄
物表面を乾燥させる乾燥工程と、 被洗浄物表面の汚染物質を、ドライエッチングにより除
去するドライ洗浄工程とを、この順で備えることを特徴
とする半導体基板の成膜方法。
7. A film forming method for manufacturing a semiconductor substrate, comprising a cleaning step of cleaning a substrate surface and a film forming step of forming a film on the substrate surface in this order, wherein the cleaning step is an object to be cleaned. Wet cleaning process to remove surface contaminants by contact with cleaning liquid, drying process to dry the surface of the object to be cleaned by reducing the pressure of the atmosphere around the object to be cleaned, and contaminant to the surface of the object to be cleaned And a dry cleaning step of removing by means of dry etching in this order.
【請求項8】請求項7において、 上記成膜工程は、 上記基板表面に気相成長法により膜を形成する工程であ
ることを特徴とする半導体基板製造用の成膜方法。
8. The film forming method for manufacturing a semiconductor substrate according to claim 7, wherein the film forming step is a step of forming a film on the surface of the substrate by a vapor phase growth method.
【請求項9】半導体基板表面の洗浄工程を備える半導体
素子の製造方法において、 上記洗浄工程は、 被洗浄物表面の汚染物質を、洗浄液に接触させることに
より除去するウエット洗浄工程と、 被洗浄物周囲の雰囲気を減圧にすることにより、被洗浄
物表面を乾燥させる乾燥工程と、 被洗浄物表面の汚染物質を、ドライエッチングにより除
去するドライ洗浄工程とを、この順で備えることを特徴
とする半導体素子の製造方法。
9. A method of manufacturing a semiconductor device comprising a step of cleaning a surface of a semiconductor substrate, wherein the cleaning step includes a wet cleaning step of removing contaminants on the surface of the object to be cleaned by contacting with a cleaning liquid, and an object to be cleaned. It is characterized by comprising a drying step of drying the surface of the object to be cleaned by reducing the pressure of the surrounding atmosphere and a dry cleaning step of removing contaminants on the surface of the object to be cleaned by dry etching in this order. Manufacturing method of semiconductor device.
【請求項10】請求項9において、 上記半導体素子は、アスペクト比が7以上のコンタクト
ホールを有することを特徴とする半導体素子の製造方
法。
10. The method of manufacturing a semiconductor element according to claim 9, wherein the semiconductor element has a contact hole having an aspect ratio of 7 or more.
【請求項11】ウエット洗浄のためのウエット洗浄槽
と、 上記ウエット洗浄槽に洗浄液を供給する洗浄液供給機構
と、 内部を減圧するための真空吸引口を備える乾燥チャンバ
と、 ドライ洗浄のためのドライ洗浄チャンバと、 上記ドライ洗浄チャンバ内でドライエッチングをするド
ライエッチング機構とを備えることを特徴とする半導体
基板の洗浄装置。
11. A wet cleaning tank for wet cleaning, a cleaning solution supply mechanism for supplying a cleaning solution to the wet cleaning tank, a drying chamber having a vacuum suction port for decompressing the inside, and a dry cleaning chamber. An apparatus for cleaning a semiconductor substrate, comprising: a cleaning chamber; and a dry etching mechanism for performing dry etching in the dry cleaning chamber.
【請求項12】請求項11において、 基板表面の清浄度に応じて洗浄処理の少なくとも一部を
再実行するためのモニタ機構を、さらに備えることを特
徴とする半導体基板の洗浄装置。
12. The semiconductor substrate cleaning apparatus according to claim 11, further comprising a monitor mechanism for re-executing at least a part of the cleaning process according to the cleanliness of the substrate surface.
【請求項13】ウエット洗浄のためのウエット洗浄槽
と、 上記ウエット洗浄槽に洗浄液を供給する洗浄液供給機構
と、 内部を減圧するための真空吸引口を備える乾燥チャンバ
と、 上記乾燥チャンバ内でドライエッチングをするドライエ
ッチング機構と、 基板表面の清浄度に応じて洗浄処理の少なくとも一部を
再実行するためのモニタ機構とを備えることを特徴とす
る半導体基板の洗浄装置。
13. A wet cleaning tank for wet cleaning, a cleaning liquid supply mechanism for supplying a cleaning liquid to the wet cleaning tank, a drying chamber having a vacuum suction port for decompressing the inside, and a dry chamber in the drying chamber. An apparatus for cleaning a semiconductor substrate, comprising: a dry etching mechanism for etching; and a monitor mechanism for re-executing at least a part of the cleaning process according to the cleanliness of the substrate surface.
【請求項14】請求項12または13において、 上記モニタ機構は、 ドライ洗浄処理後の被洗浄物表面の清浄度を検出するセ
ンサと、 被洗浄物をドライ洗浄槽に戻すための戻し搬送手段と、 センサにより検出された洗浄度があらかじめ定められた
値に達していなければ、戻し搬送手段に、被洗浄物をド
ライ洗浄槽に戻させる制御手段とを備えることを特徴と
する半導体基板の洗浄装置。
14. The monitor mechanism according to claim 12, wherein the monitor mechanism includes a sensor for detecting a degree of cleanliness of the surface of the object to be cleaned after the dry cleaning process, and a return conveying means for returning the object to be cleaned to the dry cleaning tank. If the cleaning degree detected by the sensor has not reached a predetermined value, the returning and conveying means includes a control means for returning the object to be cleaned to the dry cleaning tank, and a semiconductor substrate cleaning apparatus. .
【請求項15】基板表面を洗浄する洗浄機構と、該基板
表面に膜を形成する成膜機構とを備える半導体基板製造
用の成膜装置において、 上記洗浄機構は、 ウエット洗浄のためのウエット洗浄槽と、 上記ウエット洗浄槽に洗浄液を供給する洗浄液供給機構
と 内部を減圧するための真空吸引口を備える乾燥チャンバ
と、 ドライ洗浄のためのドライ洗浄チャンバと、 上記ドライ洗浄チャンバ内でドライエッチングを行うた
めの機構とを備えることを特徴とする半導体基板製造用
の成膜装置。
15. A film forming apparatus for manufacturing a semiconductor substrate, comprising a cleaning mechanism for cleaning a substrate surface and a film forming mechanism for forming a film on the substrate surface, wherein the cleaning mechanism is wet cleaning for wet cleaning. Bath, a cleaning liquid supply mechanism for supplying a cleaning liquid to the wet cleaning bath, a drying chamber having a vacuum suction port for decompressing the inside, a dry cleaning chamber for dry cleaning, and dry etching in the dry cleaning chamber. A film forming apparatus for manufacturing a semiconductor substrate, comprising: a mechanism for performing the film formation.
【請求項16】請求項15において、 上記成膜機構は、 上記乾燥チャンバおよび上記ドライ洗浄チャンバのうち
の少なくともいずれかのチャンバ内において、気相成長
法により上記基板表面に成膜する機構を、さらに備える
ことを特徴とする半導体基板製造用の成膜装置。
16. The mechanism according to claim 15, wherein the film forming mechanism is a mechanism for forming a film on the surface of the substrate by a vapor phase growth method in at least one of the drying chamber and the dry cleaning chamber. A film forming apparatus for manufacturing a semiconductor substrate, further comprising:
【請求項17】請求項15において、 基板表面の清浄度に応じて洗浄処理の少なくとも一部を
再実行するためのモニタ機構を、さらに備えることを特
徴とする半導体基板製造用の成膜装置。
17. The film forming apparatus for manufacturing a semiconductor substrate according to claim 15, further comprising a monitor mechanism for re-executing at least a part of the cleaning process according to the cleanliness of the substrate surface.
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