JP2002164313A

JP2002164313A - 基板洗浄方法及び電子デバイスの製造方法

Info

Publication number: JP2002164313A
Application number: JP2000357089A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Nagai; 俊彦永井
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-11-24
Filing date: 2000-11-24
Publication date: 2002-06-07

Abstract

(57)【要約】【課題】被処理基板の表面に付着した反応生成物をス
ピン型洗浄装置を用いて確実且つ効率的に除去できるよ
うにする。【解決手段】基板３０上に形成された配線３４上に絶
縁膜３５を形成した後、レジストパターン３６をマスク
として絶縁膜３５に対してドライエッチングを行なって
ビアホール３７を形成する。その後、低回転領域の第１
の基板回転速度で基板３０を回転させながら基板３０の
表面に洗浄液を供給する第１のスピン工程と、基板３０
の表面に洗浄液を供給することなく高回転領域の第２の
基板回転速度で基板３０を回転させる第２のスピン工程
とを同一のスピン型洗浄装置を用いて交互に繰り返し行
なうことにより、ビアホール３７の壁面又は底面に付着
した反応生成物３８を除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板洗浄方法及び
それを用いた電子デバイスの製造方法に関し、特に、絶
縁膜に対してドライエッチングを行なって凹部を形成し
た後に、凹部の壁面又は底面等に付着した反応生成物を
効率的に除去する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子デバイスの製造においては、例え
ば、絶縁膜又は導電膜よりなるパターンを形成するとき
にドライエッチング技術が用いられる場合が多い。この
ドライエッチング技術により形成されたビアホールや配
線等の被エッチングパターンの周辺には、エッチングガ
ス、フォトレジスト又は被加工膜等に起因して反応生成
物（側壁保護膜やポリマー残さ等）が付着することが知
られている。このような反応生成物が例えばビアホール
の内部に残存してしまうと、上層配線と下層配線との間
で接合不良が生じたり、ビア抵抗が増大したりする。ま
た、反応生成物が例えば配線の壁面に付着してしまう
と、配線同士が短絡する可能性が生じる。すなわち、反
応生成物は電子デバイスの信頼性を著しく損なうもので
ある。

【０００３】そこで、反応生成物を除去するために、各
種の有機化合物又は無機化合物を含む洗浄液が用いられ
るようになってきた。このとき、枚葉式又はバッチ式の
スピン型洗浄装置を用いることによって、より高精度な
洗浄を行なうことができる。

【０００４】図７は枚葉式のスピン型洗浄装置を用いて
半導体ウェハよりなる被処理基板の表面を洗浄している
様子を示している。

【０００５】枚葉式のスピン型洗浄装置においては、図
７に示すように、モーター６１の回転軸に固着されたス
ピンチャック（図示省略）によって１枚の被処理基板６
０が保持されている。そして、モーター６１により被処
理基板６０を回転させながら、ノズル６２から被処理基
板６０に対して洗浄液６３を吐出することによって、被
処理基板６０の表面を洗浄する。

【０００６】図８はバッチ式のスピン型洗浄装置を用い
て半導体ウェハよりなる被処理基板の表面を洗浄してい
る様子を示している。

【０００７】バッチ式のスピン型洗浄装置においては、
図８に示すように、モーター７１の回転軸に固着された
ローター７２によって複数枚の被処理基板７０が保持さ
れている。そして、モーター７１により各被処理基板７
０を回転させながら、ノズル７３から各被処理基板７０
に対して洗浄液７４を吐出することによって、各被処理
基板７０の表面を洗浄する。

【０００８】尚、枚葉式又はバッチ式のスピン型洗浄装
置を用いて被処理基板の表面を洗浄する場合、被処理基
板の表面に供給される洗浄液の均一性（以下、面内均一
性と称する）を考慮して、被処理基板を回転させる回転
速度（以下、基板回転速度と称する）が設定される。

【０００９】図９は面内均一性と基板回転速度との関係
を示している。

【００１０】図９に示すように、基板回転速度がｒ₀に
達するまで基板回転速度の増加に伴って面内均一性は向
上する一方、基板回転速度がｒ₀を超えると基板回転速
度の増加に伴って面内均一性は悪化する。従って、面内
均一性が一定の水準（均一性限界）を満たす基板回転速
度の範囲ｒ_min〜ｒ_maxが存在する。現在広く用いられて
いるバッチ式のスピン型洗浄装置（８インチウェハ用）
においては、面内均一性が最良になる基板回転速度であ
るｒ₀は３０〜４０ｒｐｍ（revolution per minute）
程度であり、面内均一性が均一性限界を満たす基板回転
速度の下限であるｒ_minは１５〜２５ｒｐｍ程度であ
り、面内均一性が均一性限界を満たす基板回転速度の上
限であるｒ_maxは１９０〜２１０ｒｐｍ程度である。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年の電子
デバイスの微細化又は高密度化等により、ビアホールの
口径等の被エッチングパターンの寸法がより小さくなっ
てきている。それに伴って、スピン型洗浄装置を用いて
も例えばビアホールの内部の反応生成物、特にビアホー
ルの底面に付着した反応生成物を除去することができな
かったり、該反応生成物の除去に長い時間を要したりす
るという問題が生じてきている。このような問題は、例
えばビアホールの深さが深い場合に特に顕著になる。

【００１２】前記に鑑み、本発明は、被処理基板の表面
に付着した反応生成物をスピン型洗浄装置を用いて確実
且つ効率的に除去できるようにすることを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本願発明者は、前記の目
的を達成するために、比較例として、被処理基板に形成
されたビアホールの壁面又は底面等に付着した反応生成
物をスピン型洗浄装置を用いて除去してみた。

【００１４】図１０（ａ）〜（ｃ）は、比較例に係る電
子デバイスの製造方法の各工程を示す断面図である。

【００１５】まず、図１０（ａ）に示すように、半導体
ウェハよりなる基板８０上に、第１の窒化チタン膜８
１、アルミニウム合金膜８２及び第２の窒化チタン膜８
３の積層構造を有する配線８４を形成した後、該配線８
４上に絶縁膜８５を形成した。その後、絶縁膜８５上に
レジスト膜を形成した後、該レジスト膜に対して公知の
プロジェクション法によりパターン露光を行ない、その
後、パターン露光されたレジスト膜を公知の現像処理法
により現像することによって、ビアホール形成領域に凹
部を有するレジストパターン８６を形成した。

【００１６】次に、レジストパターン８６をマスクとし
て絶縁膜８５及び第２の窒化チタン膜８３に対して順次
ドライエッチングを行なって、図１０（ｂ）に示すよう
に、ビアホール８７を形成した後、プラズマアッシング
によりレジストパターン８６を除去した。このとき、ビ
アホール８７の壁面及び底面等に反応生成物８８が付着
した。

【００１７】次に、枚葉式又はバッチ式のスピン型洗浄
装置を用いて従来通りの洗浄方法、つまり、面内均一性
が均一性限界より良くなる範囲、例えば２５〜２００ｒ
ｐｍの範囲（以下、低回転領域と称する）の一定の回転
速度で基板８０を回転させながら、基板８０の表面に絶
縁膜８５に対するエッチング力が強い洗浄液、例えば三
菱瓦斯化学株式会社製ＥＬＭ−Ｃ３０−Ａ１０を２３℃
で５〜１０分間供給することによって、ビアホール８７
の内部を洗浄した。すなわち、比較例においては、洗浄
中の基板回転速度は一定に固定されている。その後、基
板８０の表面を水洗した後、基板８０を乾燥させた。

【００１８】その結果、図１０（ｃ）に示すように、ビ
アホール８７内の上部に付着した反応生成物８８は完全
に除去されたが、ビアホール８７の底面に付着した反応
生成物８８の一部が残存してしまった。

【００１９】ここで、本願発明者は、ビアホール８７の
開口面の寸法Ｔ０に対するビアホール８７の底面の寸法
Ｂ０の比率（以下、開口比率と称する）Ｂ０／Ｔ０を求
めてみた。その結果、ビアホール８７が基板８０つまり
半導体ウェハの周縁部に形成されている場合にも、ビア
ホール８７が半導体ウェハの中心部に形成されている場
合にも、開口比率Ｂ０／Ｔ０は０．６であった。尚、開
口比率Ｂ０／Ｔ０は、基板８０の周縁部及び中心部のそ
れぞれに形成された１２個のビアホールの開口比率の平
均値として求めたものである。

【００２０】以上の結果、つまり、ビアホール８７の底
面の寸法Ｂ０が開口面の寸法Ｔ０よりも小さくなるとい
う結果は、ビアホール８７内の上部と比べて下部、特に
底面近傍においては、洗浄液による絶縁膜８５のエッチ
ングが進行していなかったことを示している。すなわ
ち、ビアホール８７内の上部と比べて底面近傍において
は、洗浄液の置換効率（使用済みの洗浄液が新たな洗浄
液と置換される効率）が低く、その結果、ビアホール８
７の底面に付着した反応生成物８８を完全に除去できな
かったということが判明した。そして、本願発明者は、
スピン型洗浄装置を用いた従来の洗浄方法、つまり、洗
浄中の基板回転速度を一定に固定した洗浄方法が、ビア
ホールの底面近傍における洗浄液の置換効率の低下原因
であることを見出した。

【００２１】図１１はビアホールが形成された被処理基
板を低回転領域の基板回転速度で回転させながら該被処
理基板の表面に洗浄液を供給しているときのビアホール
周辺の洗浄液の様子を示している。

【００２２】図１１に示すように、低回転領域の一定の
基板回転速度を用いた場合、被処理基板に供給された洗
浄液は、被処理基板の表面から離れたところでは流速の
大きい乱流を形成する一方、被処理基板の表面に近接す
るところでは流速の小さい層流を形成する。このため、
ビアホール内の洗浄液において、拡散速度の速い渦流域
がビアホール内の上部のみにしか形成されないのに対し
て、拡散速度の遅い対流域がビアホール内の下部に大き
く形成されてしまう。そして、このような洗浄液の状態
が持続すると、言い換えると、面内均一性が均一性限界
より良くなる範囲（低回転領域）で基板回転速度を一定
に固定しながら洗浄を行なうと、ビアホールの底面近傍
では洗浄液の置換効率が悪くなる。

【００２３】そこで、本願発明者は、洗浄中に基板回転
速度を変化させることにより、具体的には、低回転領域
の基板回転速度を用いた洗浄と、低回転領域の基板回転
速度よりも大きい基板回転速度、つまり高回転領域の基
板回転速度を用いた洗浄とを交互に繰り返し行なうこと
により、被処理基板に供給された洗浄液に遠心力を作用
させて、ビアホールの内部、特にビアホールの底面近傍
における洗浄液の置換効率を向上させ、それによってビ
アホールの内部の反応生成物を確実に除去する方法を想
到するに到った。

【００２４】図１２（ａ）は枚葉式のスピン型洗浄装置
を用いて被処理基板を低回転領域の基板回転速度で回転
させている様子を模式的に示しており、図１２（ｂ）は
枚葉式のスピン型洗浄装置を用いて被処理基板を高回転
領域の基板回転速度で回転させている様子を模式的に示
している。

【００２５】また、図１３（ａ）はバッチ式のスピン型
洗浄装置を用いて被処理基板を低回転領域の基板回転速
度で回転させている様子を模式的に示しており、図１３
（ｂ）はバッチ式のスピン型洗浄装置を用いて被処理基
板を高回転領域の基板回転速度で回転させている様子を
模式的に示している。

【００２６】図１２（ｂ）又は図１３（ｂ）に示すよう
に、高回転領域の基板回転速度を用いることにより、被
処理基板に供給された洗浄液に大きな遠心力が作用する
ため、使用済みの洗浄液が被処理基板から振り切られ
る。従って、高回転領域の基板回転速度を用いた後に、
再び低回転領域の基板回転速度を用いながら洗浄液を供
給することにより、ビアホールの底面近傍でも洗浄液の
置換効率が向上する。ここで、本願発明者は、被処理基
板の表面に洗浄液を供給することなく高回転領域の基板
回転速度を用いた直後に低回転領域の基板回転速度を用
いながら洗浄液を供給することにより、ビアホールの底
面近傍における洗浄液の置換効率が一層向上することを
見出した。

【００２７】図１４（ａ）は、図１１に示す低回転領域
の基板回転速度を用いた工程の後に、ビアホールが形成
された被処理基板の表面に洗浄液を供給することなく該
被処理基板を高回転領域の基板回転速度で回転させてい
るときのビアホール周辺の洗浄液の様子を示しており、
図１４（ｂ）は、図１４（ａ）に示す高回転領域の基板
回転速度を用いた工程の直後に、ビアホールが形成され
た被処理基板を低回転領域の基板回転速度で回転させな
がら該被処理基板の表面に洗浄液を供給しているときの
ビアホール周辺の洗浄液の様子を示している。

【００２８】図１４（ａ）に示すように、洗浄液を供給
することなく高回転領域の基板回転速度を用いると、遠
心力に起因する洗浄液の振り切り効果によって、被処理
基板上の洗浄液量が減少する結果、図１１に示す工程
（低回転領域の基板回転速度を用いた工程）において被
処理基板の表面上に生じていた層流が存在しなくなる。

【００２９】また、図１４（ｂ）に示すように、高回転
領域の基板回転速度を用いた直後に低回転領域の基板回
転速度を用いながら洗浄液の供給を再開すると、被処理
基板の表面上に層流が存在しないため、言い換えると、
被処理基板の表面上に乱流のみが存在しているため、ビ
アホール内の洗浄液において拡散速度の速い渦流域が大
きく形成される。その結果、ビアホールの内部全体に亘
って洗浄液の置換効率が向上するので、ビアホールの底
面近傍における洗浄液の置換効率も良くなって、ビアホ
ールの壁面に付着した反応生成物のみならず、ビアホー
ルの底面に付着した反応生成物も確実に除去される。す
なわち、ビアホール内の反応生成物が、ビアホール内の
上部から底面に至るまで確実に除去される。

【００３０】本発明は、以上の知見に基づきなされたも
のであって、具体的には、本発明に係る第１の基板洗浄
方法は、被処理基板を第１の回転速度で回転させながら
被処理基板の表面に洗浄液を供給する第１のスピン工程
と、被処理基板を第１の回転速度よりも大きい第２の回
転速度で回転させながら被処理基板の表面に洗浄液を供
給する第２のスピン工程とを同一のスピン型洗浄装置を
用いて交互に繰り返し行なうことにより、被処理基板の
表面を洗浄する。

【００３１】第１の基板洗浄方法によると、被処理基板
を第１の回転速度で回転させながら被処理基板の表面に
洗浄液を供給する第１のスピン工程と、被処理基板を第
１の回転速度よりも大きい第２の回転速度で回転させな
がら被処理基板の表面に洗浄液を供給する第２のスピン
工程とを交互に繰り返し行なう。このため、第２のスピ
ン工程で遠心力に起因して生じる洗浄液の振り切り効果
によって、被処理基板の表面における洗浄液の置換効率
が向上するので、被処理基板の表面に付着した反応生成
物を確実且つ効率的に除去することができる。

【００３２】また、第１の基板洗浄方法によると、第１
のスピン工程と第２のスピン工程とを通じて被処理基板
の表面に洗浄液を供給し続けるので、洗浄液の制御を簡
単に行なえる。

【００３３】本発明に係る第２の基板洗浄方法は、被処
理基板を第１の回転速度で回転させながら被処理基板の
表面に洗浄液を供給する第１のスピン工程と、被処理基
板の表面に洗浄液を供給することなく被処理基板を第１
の回転速度よりも大きい第２の回転速度で回転させる第
２のスピン工程とを同一のスピン型洗浄装置を用いて交
互に繰り返し行なうことにより、被処理基板の表面を洗
浄する。

【００３４】第２の基板洗浄方法によると、被処理基板
を第１の回転速度で回転させながら被処理基板の表面に
洗浄液を供給する第１のスピン工程と、被処理基板の表
面に洗浄液を供給することなく被処理基板を第１の回転
速度よりも大きい第２の回転速度で回転させる第２のス
ピン工程とを交互に繰り返し行なう。このため、第２の
スピン工程で遠心力に起因して生じる洗浄液の振り切り
効果によって、被処理基板の表面における洗浄液の置換
効率が向上するので、被処理基板の表面に付着した反応
生成物を確実且つ効率的に除去することができる。

【００３５】また、第２の基板洗浄方法によると、第１
の回転速度よりも大きい第２の回転速度を用いた第２の
スピン工程で被処理基板の表面に洗浄液を供給しないた
め、遠心力の作用によって被処理基板の周縁部を洗浄液
が高速で流れることがないので、該周縁部における洗浄
液の置換効率のみが低下することを防止できる。このた
め、被処理基板の周縁部と中心部との間で、洗浄液の置
換効率がばらつくことを抑制できるので、被処理基板の
表面を均一に洗浄することができる。

【００３６】第１又は第２の基板洗浄方法において、ス
ピン型洗浄装置はバッチ式であってもよいし、枚葉式で
あってもよい。

【００３７】第１又は第２の基板洗浄方法において、第
１の回転速度は２５〜２００ｒｐｍであることが好まし
い。

【００３８】このようにすると、第１のスピン工程で被
処理基板の表面に洗浄液を均一に供給することができる
ので、被処理基板の表面を均一に洗浄することができ
る。

【００３９】第１又は第２の基板洗浄方法において、第
２の回転速度は４００〜２０００ｒｐｍであることが好
ましい。

【００４０】このようにすると、第２のスピン工程で洗
浄液の振り切り効果が確実に生じるため、被処理基板の
表面における洗浄液の置換効率が確実に向上する。

【００４１】第１又は第２の基板洗浄方法において、第
１の回転速度から第２の回転速度まで回転速度を増大さ
せる加速度、又は第２の回転速度から第１の回転速度ま
で回転速度を減少させる減速度は毎秒１００〜４００ｒ
ｐｍであることが好ましい。

【００４２】このようにすると、スピン型洗浄装置の負
荷を軽減しつつ、被処理基板を回転させる回転速度を変
化させることができる。

【００４３】第２の基板洗浄方法において、第１の回転
速度から第２の回転速度まで回転速度を増大させる加速
度、又は第２の回転速度から第１の回転速度まで回転速
度を減少させる減速度は毎秒６００〜１０００ｒｐｍで
あることが好ましい。

【００４４】このようにすると、第１のスピン工程と第
２のスピン工程との間での回転速度の大きな加減速によ
って、慣性力がさらに強くなって洗浄液の振り切り効果
が増大するため、被処理基板の表面における洗浄液の置
換効率がより一層向上する。

【００４５】本発明に係る第１の電子デバイスの製造方
法は、基板上に形成された導電パターン上に絶縁膜を形
成する工程と、レジストパターンをマスクとして絶縁膜
に対してドライエッチングを行なって、絶縁膜に凹部を
形成する工程と、基板を第１の回転速度で回転させなが
ら基板の表面に洗浄液を供給する第１のスピン工程と、
基板を第１の回転速度よりも大きい第２の回転速度で回
転させながら基板の表面に洗浄液を供給する第２のスピ
ン工程とを同一のスピン型洗浄装置を用いて交互に繰り
返し行なうことにより、凹部の壁面又は底面に付着した
反応生成物を除去する工程とを備えている。

【００４６】第１の電子デバイスの製造方法によると、
基板を第１の回転速度で回転させながら基板の表面に洗
浄液を供給する第１のスピン工程と、基板を第１の回転
速度よりも大きい第２の回転速度で回転させながら基板
の表面に洗浄液を供給する第２のスピン工程とを交互に
繰り返し行なうことにより、基板上の絶縁膜に形成され
た凹部の壁面又は底面に付着した反応生成物を除去す
る。このため、第２のスピン工程で遠心力に起因して生
じる洗浄液の振り切り効果によって、凹部の内部、特に
凹部の底面近傍における洗浄液の置換効率が向上するの
で、凹部の壁面に付着した反応生成物のみならず、凹部
の底面に付着した反応生成物も確実且つ効率的に除去す
ることができる。すなわち、凹部内の反応生成物を凹部
内の上部から底面に至るまで確実且つ効率的に除去する
ことができる。

【００４７】また、第１の電子デバイスの製造方法によ
ると、第１のスピン工程と第２のスピン工程とを通じて
基板の表面に洗浄液を供給し続けるので、洗浄液の制御
を簡単に行なえる。

【００４８】本発明に係る第２の電子デバイスの製造方
法は、基板上に形成された導電パターン上に絶縁膜を形
成する工程と、レジストパターンをマスクとして絶縁膜
に対してドライエッチングを行なって、絶縁膜に凹部を
形成する工程と、基板を第１の回転速度で回転させなが
ら基板の表面に洗浄液を供給する第１のスピン工程と、
基板の表面に洗浄液を供給することなく基板を第１の回
転速度よりも大きい第２の回転速度で回転させる第２の
スピン工程とを同一のスピン型洗浄装置を用いて交互に
繰り返し行なうことにより、凹部の壁面又は底面に付着
した反応生成物を除去する工程とを備えている。

【００４９】第２の電子デバイスの製造方法によると、
基板を第１の回転速度で回転させながら基板の表面に洗
浄液を供給する第１のスピン工程と、基板の表面に洗浄
液を供給することなく基板を第１の回転速度よりも大き
い第２の回転速度で回転させる第２のスピン工程とを交
互に繰り返し行なうことにより、基板上の絶縁膜に形成
された凹部の壁面又は底面に付着した反応生成物を除去
する。このため、第２のスピン工程で遠心力に起因して
生じる洗浄液の振り切り効果によって、凹部の内部、特
に凹部の底面近傍における洗浄液の置換効率が向上する
ので、凹部の壁面に付着した反応生成物のみならず、凹
部の底面に付着した反応生成物も確実且つ効率的に除去
することができる。すなわち、凹部内の反応生成物を凹
部内の上部から底面に至るまで確実且つ効率的に除去す
ることができる。

【００５０】また、第２の電子デバイスの製造方法によ
ると、第１の回転速度よりも大きい第２の回転速度を用
いた第２のスピン工程で基板の表面に洗浄液を供給しな
いため、遠心力の作用によって基板の周縁部を洗浄液が
高速で流れることがないので、該周縁部に設けられた凹
部の底面近傍における洗浄液の置換効率のみが低下する
ことを防止できる。このため、基板の周縁部と中心部と
の間で、凹部の底面近傍における洗浄液の置換効率がば
らつくことを抑制できるので、基板の表面を均一に洗浄
することができる。

【００５１】第１又は第２の電子デバイスの製造方法に
おいて、スピン型洗浄装置はバッチ式であってもよい
し、枚葉式であってもよい。

【００５２】第１又は第２の電子デバイスの製造方法に
おいて、第１の回転速度は２５〜２００ｒｐｍであるこ
とが好ましい。

【００５３】このようにすると、第１のスピン工程で基
板の表面に洗浄液を均一に供給することができるので、
基板の表面を均一に洗浄することができる。

【００５４】第１又は第２の電子デバイスの製造方法に
おいて、第２の回転速度は４００〜２０００ｒｐｍであ
ることが好ましい。

【００５５】このようにすると、第２のスピン工程で洗
浄液の振り切り効果が確実に生じるため、凹部の底面近
傍における洗浄液の置換効率が確実に向上する。

【００５６】第１又は第２の電子デバイスの製造方法に
おいて、第１の回転速度から第２の回転速度まで回転速
度を増大させる加速度、又は第２の回転速度から第１の
回転速度まで回転速度を減少させる減速度は毎秒１００
〜４００ｒｐｍであることが好ましい。

【００５７】このようにすると、スピン型洗浄装置の負
荷を軽減しつつ、基板を回転させる回転速度を変化させ
ることができる。

【００５８】第２の電子デバイスの製造方法において、
第１の回転速度から第２の回転速度まで回転速度を増大
させる加速度、又は第２の回転速度から第１の回転速度
まで回転速度を減少させる減速度は毎秒６００〜１００
０ｒｐｍであることが好ましい。

【００５９】このようにすると、第１のスピン工程と第
２のスピン工程との間での回転速度の大きな加減速によ
って、慣性力がさらに強くなって洗浄液の振り切り効果
が増大するため、凹部の底面近傍における洗浄液の置換
効率がより一層向上する。このため、凹部が設けられた
絶縁膜に対するエッチング力を有する洗浄液を用いる場
合にも、凹部を、その開口面の寸法とその底面の寸法と
が略等しくなるように形成することができる。

【００６０】

【発明の実施の形態】（第１の実施形態）以下、本発明
の第１の実施形態に係る電子デバイスの製造方法につい
て図面を参照しながら説明する。

【００６１】図１（ａ）〜（ｃ）は、第１の実施形態に
係る電子デバイスの製造方法の各工程を示す断面図であ
る。

【００６２】まず、図１（ａ）に示すように、半導体ウ
ェハよりなる基板１０上に、第１の窒化チタン膜１１、
アルミニウム合金膜１２及び第２の窒化チタン膜１３の
積層構造を有する配線１４を形成した後、該配線１４上
に絶縁膜１５を形成する。その後、絶縁膜１５上にレジ
スト膜を形成した後、該レジスト膜に対して公知のプロ
ジェクション法によりパターン露光を行ない、その後、
パターン露光されたレジスト膜を公知の現像処理法によ
り現像することによって、ビアホール形成領域に開口部
を有するレジストパターン１６を形成する。

【００６３】次に、レジストパターン１６をマスクとし
て絶縁膜１５及び第２の窒化チタン膜１３に対して順次
ドライエッチングを行なって、図１（ｂ）に示すよう
に、ビアホール１７を形成した後、プラズマアッシング
によりレジストパターン１６を除去する。このとき、ビ
アホール１７の壁面及び底面等に反応生成物１８が付着
する。

【００６４】次に、低回転領域（例えば２５〜２００ｒ
ｐｍ）の一定の基板回転速度（第１の基板回転速度）で
基板１０を回転させながら基板１０の表面に絶縁膜１５
に対するエッチング力が強い洗浄液、例えば三菱瓦斯化
学株式会社製ＥＬＭ−Ｃ３０−Ａ１０を例えば３〜３０
秒間供給する第１のスピン工程と、高回転領域（例えば
４００〜２０００ｒｐｍ）の一定の基板回転速度（第２
の基板回転速度）で基板１０を回転させながら基板１０
の表面に前述の洗浄液を例えば３〜３０秒間供給する第
２のスピン工程とを、同一のバッチ式のスピン型洗浄装
置を用いて例えば２３℃程度の温度下で１０〜２０分間
程度交互に繰り返し行なう。その後、基板１０の表面を
水洗した後、基板１０を乾燥させる。このようにする
と、図１（ｃ）に示すように、ビアホール１７の壁面又
は底面等に付着した反応生成物１８を完全に除去するこ
とができ、それによって基板１０の表面を清浄化するこ
とができる。

【００６５】尚、第１の実施形態においては、第１の基
板回転速度から第２の基板回転速度まで基板回転速度を
増大させる加速度、又は第２の基板回転速度から第１の
基板回転速度まで基板回転速度を減少させる減速度を毎
秒１００〜４００ｒｐｍに設定する。

【００６６】また、第１の実施形態においては、第１の
スピン工程と第２のスピン工程との間で基板回転速度を
変化させている間も、基板１０の表面に前述の洗浄液を
供給し続ける。

【００６７】ところで、第１の実施形態において、反応
生成物１８が除去された後のビアホール１７の開口面及
び底面のそれぞれの寸法Ｔ１及びＢ１を走査型電子顕微
鏡を用いて測定し、開口比率Ｂ１／Ｔ１を求めてみたと
ころ、ビアホール１７が基板１０つまり半導体ウェハの
周縁部に形成されている場合、Ｂ１／Ｔ１＝０．７であ
り、ビアホール１７が半導体ウェハの中心部に形成され
ている場合、Ｂ１／Ｔ１＝０．８であった。尚、開口比
率Ｂ１／Ｔ１は、基板１０の周縁部及び中心部のそれぞ
れに形成された１２個のビアホールの開口比率の平均値
として求めたものである。

【００６８】ここで、第１の実施形態において得られた
ビアホールの開口比率Ｂ１／Ｔ１は、比較例（「課題を
解決するための手段」参照）において得られたビアホー
ルの開口比率Ｂ０／Ｔ０（半導体ウェハの周縁部でも中
心部でも０．６）よりも大きい。この結果は、第１の実
施形態において、ビアホール１７の底面近傍における絶
縁膜１５のエッチング量が、ビアホール１７内の上部に
おける絶縁膜１５のエッチング量に近づいたことを示し
ている。言い換えると、ビアホールの底面近傍おける洗
浄液の置換効率は第１の実施形態の方が比較例よりも良
い。尚、第１の実施形態において得られたビアホール１
７の開口比率Ｂ１／Ｔ１は、半導体ウェハの中心部（Ｂ
１／Ｔ１＝０．８）の方が半導体ウェハの周縁部（Ｂ１
／Ｔ１＝０．７）よりも大きくなっている。その理由
は、第１の実施形態では高回転領域の第２の基板回転速
度を用いた第２のスピン工程においても洗浄液を供給し
ているので、遠心力の作用により半導体ウェハの周縁部
を洗浄液が高速度で流れ、それによって該周縁部に設け
られたビアホール１７の底面近傍おける洗浄液の拡散速
度が低下するからである。

【００６９】以上に説明したように、第１の実施形態に
よると、基板１０を低回転領域の第１の基板回転速度で
回転させながら基板１０の表面に洗浄液を供給する第１
のスピン工程と、基板１０を高回転領域の第２の基板回
転速度で回転させながら基板１０の表面に洗浄液を供給
する第２のスピン工程とを交互に繰り返し行なうことに
より、基板１０上の絶縁膜１５に形成されたビアホール
１７の壁面又は底面に付着した反応生成物１８を除去す
る。このため、第２のスピン工程で遠心力に起因して生
じる洗浄液の振り切り効果によって、ビアホール１７の
内部、特にビアホール１７の底面近傍における洗浄液の
置換効率が向上するので、ビアホール１７の壁面に付着
した反応生成物１８のみならず、ビアホール１７の底面
に付着した反応生成物１８も確実且つ効率的に除去する
ことができる。すなわち、ビアホール１７内の反応生成
物１８をビアホール１７内の上部から底面に至るまで確
実且つ効率的に除去することができる。

【００７０】また、第１の実施形態によると、第１のス
ピン工程と第２のスピン工程とを通じて基板１０の表面
に洗浄液を供給し続けるので、洗浄液の制御を簡単に行
なえる。

【００７１】また、第１の実施形態によると、第１のス
ピン工程で基板１０を低回転領域、具体的には２５〜２
００ｒｐｍの第１の基板回転速度で回転させながら基板
１０の表面に洗浄液を供給するため、第１のスピン工程
で基板１０の表面に洗浄液を均一に供給することができ
るので、基板１０の表面を均一に洗浄することができ
る。

【００７２】また、第１の実施形態によると、第２のス
ピン工程で基板１０を高回転領域、具体的には４００〜
２０００ｒｐｍの第２の基板回転速度で回転させるた
め、第２のスピン工程で洗浄液の振り切り効果が確実に
生じるので、ビアホール１７の底面近傍における洗浄液
の置換効率が確実に向上する。

【００７３】また、第１の実施形態によると、第１の基
板回転速度から第２の基板回転速度まで基板回転速度を
増大させる加速度、又は第２の基板回転速度から第１の
基板回転速度まで基板回転速度を減少させる減速度が毎
秒１００〜４００ｒｐｍであるため、スピン型洗浄装置
の負荷を軽減しつつ、基板回転速度を変化させることが
できる。

【００７４】（第２の実施形態）以下、本発明の第２の
実施形態に係る電子デバイスの製造方法について図面を
参照しながら説明する。

【００７５】図２（ａ）〜（ｃ）は、第２の実施形態に
係る電子デバイスの製造方法の各工程を示す断面図であ
る。

【００７６】まず、図２（ａ）に示すように、半導体ウ
ェハよりなる基板２０上に、第１の窒化チタン膜２１、
アルミニウム合金膜２２及び第２の窒化チタン膜２３の
積層構造を有する配線２４を形成した後、該配線２４上
に絶縁膜２５を形成する。その後、絶縁膜２５上にレジ
スト膜を形成した後、該レジスト膜に対して公知のプロ
ジェクション法によりパターン露光を行ない、その後、
パターン露光されたレジスト膜を公知の現像処理法によ
り現像することによって、ビアホール形成領域に開口部
を有するレジストパターン２６を形成する。

【００７７】次に、レジストパターン２６をマスクとし
て絶縁膜２５及び第２の窒化チタン膜２３に対して順次
ドライエッチングを行なって、図２（ｂ）に示すよう
に、ビアホール２７を形成した後、プラズマアッシング
によりレジストパターン２６を除去する。このとき、ビ
アホール２７の壁面及び底面等に反応生成物２８が付着
する。

【００７８】次に、低回転領域（例えば２５〜２００ｒ
ｐｍ）の一定の基板回転速度（第１の基板回転速度）で
基板２０を回転させながら基板２０の表面に絶縁膜２５
に対するエッチング力が強い洗浄液、例えば三菱瓦斯化
学株式会社製ＥＬＭ−Ｃ３０−Ａ１０を例えば３〜３０
秒間供給する第１のスピン工程と、基板２０の表面に前
述の洗浄液を供給することなく高回転領域（例えば４０
０〜２０００ｒｐｍ）の一定の基板回転速度（第２の基
板回転速度）で基板２０を例えば３〜３０秒間回転させ
る第２のスピン工程とを、同一のバッチ式のスピン型洗
浄装置を用いて例えば２３℃程度の温度下で１０〜２０
分間程度交互に繰り返し行なう。その後、基板２０の表
面を水洗した後、基板２０を乾燥させる。このようにす
ると、図２（ｃ）に示すように、ビアホール２７の壁面
又は底面等に付着した反応生成物２８を完全に除去する
ことができ、それによって基板２０の表面を清浄化する
ことができる。

【００７９】尚、第２の実施形態においては、第１の基
板回転速度から第２の基板回転速度まで基板回転速度を
増大させる加速度、又は第２の基板回転速度から第１の
基板回転速度まで基板回転速度を減少させる減速度を毎
秒１００〜４００ｒｐｍに設定する。

【００８０】また、第２の実施形態においては、第１の
スピン工程と第２のスピン工程との間で基板回転速度を
変化させている間は、基板２０の表面に前述の洗浄液を
供給しない。

【００８１】ところで、第２の実施形態において、反応
生成物２８が除去された後のビアホール２７の開口面及
び底面のそれぞれの寸法Ｔ２及びＢ２を走査型電子顕微
鏡を用いて測定し、開口比率Ｂ２／Ｔ２を求めてみたと
ころ、ビアホール２７が基板２０つまり半導体ウェハの
周縁部に形成されている場合、Ｂ２／Ｔ２＝０．８であ
り、ビアホール２７が半導体ウェハの中心部に形成され
ている場合も同じくＢ２／Ｔ２＝０．８であった。尚、
開口比率Ｂ２／Ｔ２は、基板２０の周縁部及び中心部の
それぞれに形成された１２個のビアホールの開口比率の
平均値として求めたものである。

【００８２】ここで、第２の実施形態において得られた
ビアホールの開口比率Ｂ２／Ｔ２は、比較例（「課題を
解決するための手段」参照）において得られたビアホー
ルの開口比率Ｂ０／Ｔ０（半導体ウェハの周縁部でも中
心部でも０．６）よりも大きい。この結果は、第２の実
施形態において、ビアホール２７の底面近傍における絶
縁膜２５のエッチング量が、ビアホール２７内の上部に
おける絶縁膜２５のエッチング量に近づいたことを示し
ている。言い換えると、ビアホールの底面近傍おける洗
浄液の置換効率は第２の実施形態の方が比較例よりも良
い。また、第２の実施形態において得られたビアホール
２７の開口比率Ｂ２／Ｔ２は、半導体ウェハの中心部で
も半導体ウェハの周縁部でも等しくなっている。その理
由は、第２の実施形態では高回転領域の第２の基板回転
速度を用いた第２のスピン工程において洗浄液の供給を
行なわないため、遠心力の作用により半導体ウェハの周
縁部を洗浄液が高速度で流れることがないので、該周縁
部に設けられたビアホール２７の底面近傍における洗浄
液の置換効率のみが低下することを防止できるからであ
る。

【００８３】以上に説明したように、第２の実施形態に
よると、基板２０を低回転領域の第１の基板回転速度で
回転させながら基板２０の表面に洗浄液を供給する第１
のスピン工程と、基板２０の表面に洗浄液を供給するこ
となく基板２０を高回転領域の第２の基板回転速度で回
転させる第２のスピン工程とを交互に繰り返し行なうこ
とにより、基板２０上の絶縁膜２５に形成されたビアホ
ール２７の壁面又は底面に付着した反応生成物２８を除
去する。このため、第２のスピン工程で遠心力に起因し
て生じる洗浄液の振り切り効果によって、ビアホール２
７の内部、特にビアホール２７の底面近傍における洗浄
液の置換効率が向上するので、ビアホール２７の壁面に
付着した反応生成物２８のみならず、ビアホール２７の
底面に付着した反応生成物２８も確実且つ効率的に除去
することができる。すなわち、ビアホール２７内の反応
生成物２８をビアホール２７内の上部から底面に至るま
で確実且つ効率的に除去することができる。

【００８４】また、第２の実施形態によると、高回転領
域の第２の基板回転速度を用いた第２のスピン工程で基
板２０の表面に洗浄液を供給しないため、遠心力の作用
によって基板２０の周縁部を洗浄液が高速で流れること
がないので、該周縁部に設けられたビアホール２７の底
面近傍における洗浄液の置換効率のみが低下することを
防止できる。このため、基板２０の周縁部と中心部との
間で、ビアホール２７の底面近傍における洗浄液の置換
効率がばらつくことを抑制できるので、基板２０の表面
を均一に洗浄することができる。

【００８５】また、第２の実施形態によると、第１のス
ピン工程で基板２０を低回転領域、具体的には２５〜２
００ｒｐｍの第１の基板回転速度で回転させながら基板
２０の表面に洗浄液を供給するため、第１のスピン工程
で基板２０の表面に洗浄液を均一に供給することができ
るので、基板２０の表面を均一に洗浄することができ
る。

【００８６】また、第２の実施形態によると、第２のス
ピン工程で基板２０を高回転領域、具体的には４００〜
２０００ｒｐｍの第２の基板回転速度で回転させるた
め、第２のスピン工程で洗浄液の振り切り効果が確実に
生じるので、ビアホール２７の底面近傍における洗浄液
の置換効率が確実に向上する。

【００８７】また、第２の実施形態によると、第１の基
板回転速度から第２の基板回転速度まで基板回転速度を
増大させる加速度、又は第２の基板回転速度から第１の
基板回転速度まで基板回転速度を減少させる減速度が毎
秒１００〜４００ｒｐｍであるため、スピン型洗浄装置
の負荷を軽減しつつ、基板回転速度を変化させることが
できる。

【００８８】（第３の実施形態）以下、本発明の第３の
実施形態に係る電子デバイスの製造方法について図面を
参照しながら説明する。

【００８９】図３（ａ）〜（ｃ）は、第３の実施形態に
係る電子デバイスの製造方法の各工程を示す断面図であ
る。

【００９０】まず、図３（ａ）に示すように、半導体ウ
ェハよりなる基板３０上に、第１の窒化チタン膜３１、
アルミニウム合金膜３２及び第２の窒化チタン膜３３の
積層構造を有する配線３４を形成した後、該配線３４上
に絶縁膜３５を形成する。その後、絶縁膜３５上にレジ
スト膜を形成した後、該レジスト膜に対して公知のプロ
ジェクション法によりパターン露光を行ない、その後、
パターン露光されたレジスト膜を公知の現像処理法によ
り現像することによって、ビアホール形成領域に開口部
を有するレジストパターン３６を形成する。

【００９１】次に、レジストパターン３６をマスクとし
て絶縁膜３５及び第２の窒化チタン膜３３に対して順次
ドライエッチングを行なって、図３（ｂ）に示すよう
に、ビアホール３７を形成した後、プラズマアッシング
によりレジストパターン３６を除去する。このとき、ビ
アホール３７の壁面及び底面等に反応生成物３８が付着
する。

【００９２】次に、低回転領域（例えば２５〜２００ｒ
ｐｍ）の一定の基板回転速度（第１の基板回転速度）で
基板３０を回転させながら基板３０の表面に絶縁膜３５
に対するエッチング力が強い洗浄液、例えば三菱瓦斯化
学株式会社製ＥＬＭ−Ｃ３０−Ａ１０を例えば３〜３０
秒間供給する第１のスピン工程と、基板３０の表面に前
述の洗浄液を供給することなく高回転領域（例えば４０
０〜２０００ｒｐｍ）の一定の基板回転速度（第２の基
板回転速度）で基板３０を例えば３〜３０秒間回転させ
る第２のスピン工程とを、同一のバッチ式のスピン型洗
浄装置を用いて例えば２３℃程度の温度下で１０〜２０
分間程度交互に繰り返し行なう。その後、基板３０の表
面を水洗した後、基板３０を乾燥させる。このようにす
ると、図３（ｃ）に示すように、ビアホール３７の壁面
又は底面等に付着した反応生成物３８を完全に除去する
ことができ、それによって基板３０の表面を清浄化する
ことができる。

【００９３】尚、第３の実施形態においては、第１の基
板回転速度から第２の基板回転速度まで基板回転速度を
増大させる加速度、又は第２の基板回転速度から第１の
基板回転速度まで基板回転速度を減少させる減速度を毎
秒６００〜１０００ｒｐｍに設定する。

【００９４】また、第３の実施形態においては、第１の
スピン工程と第２のスピン工程との間で基板回転速度を
変化させている間は、基板３０の表面に前述の洗浄液を
供給しない。

【００９５】ところで、第３の実施形態において、反応
生成物３８が除去された後のビアホール３７の開口面及
び底面のそれぞれの寸法Ｔ３及びＢ３を走査型電子顕微
鏡を用いて測定し、開口比率Ｂ３／Ｔ３を求めてみたと
ころ、ビアホール３７が基板３０つまり半導体ウェハの
周縁部に形成されている場合、Ｂ３／Ｔ３＝０．９であ
り、ビアホール３７が半導体ウェハの中心部に形成され
ている場合も同じくＢ３／Ｔ３＝０．９であった。尚、
開口比率Ｂ３／Ｔ３は、基板３０の周縁部及び中心部の
それぞれに形成された１２個のビアホールの開口比率の
平均値として求めたものである。

【００９６】ここで、第３の実施形態において得られた
ビアホールの開口比率Ｂ３／Ｔ３は、比較例（「課題を
解決するための手段」参照）において得られたビアホー
ルの開口比率Ｂ０／Ｔ０（半導体ウェハの周縁部でも中
心部でも０．６）よりも大きい。この結果は、第３の実
施形態において、ビアホール３７の底面近傍における絶
縁膜３５のエッチング量が、ビアホール３７内の上部に
おける絶縁膜３５のエッチング量に近づいたことを示し
ている。言い換えると、ビアホールの底面近傍おける洗
浄液の置換効率は第３の実施形態の方が比較例よりも良
い。また、第３の実施形態において得られたビアホール
３７の開口比率Ｂ３／Ｔ３は、半導体ウェハの中心部で
も半導体ウェハの周縁部でも等しくなっている。その理
由は、第３の実施形態では高回転領域の第２の基板回転
速度を用いた第２のスピン工程において洗浄液の供給を
行なわないため、遠心力の作用により半導体ウェハの周
縁部を洗浄液が高速度で流れることがないので、該周縁
部に設けられたビアホール３７の底面近傍における洗浄
液の置換効率のみが低下することを防止できるからであ
る。さらに、第３の実施形態において得られたビアホー
ル３７の開口比率Ｂ３／Ｔ３は０．９と非常に高い。そ
の理由は、第１の基板回転速度から第２の基板回転速度
まで基板回転速度を増大させる加速度、又は第２の基板
回転速度から第１の基板回転速度まで基板回転速度を減
少させる減速度を毎秒６００〜１０００ｒｐｍと大きな
値に設定しているため、慣性力がさらに強くなって洗浄
液の振り切り効果が増大するので、ビアホール３７の内
部、特にビアホール３７の底面近傍における洗浄液の置
換効率がより一層向上するからである。

【００９７】以上に説明したように、第３の実施形態に
よると、基板３０を低回転領域の第１の基板回転速度で
回転させながら基板３０の表面に洗浄液を供給する第１
のスピン工程と、基板３０の表面に洗浄液を供給するこ
となく基板３０を高回転領域の第２の基板回転速度で回
転させる第２のスピン工程とを交互に繰り返し行なうこ
とにより、基板３０上の絶縁膜３５に形成されたビアホ
ール３７の壁面又は底面に付着した反応生成物３８を除
去する。このため、第２のスピン工程で遠心力に起因し
て生じる洗浄液の振り切り効果によって、ビアホール３
７の内部、特にビアホール３７の底面近傍における洗浄
液の置換効率が向上するので、ビアホール３７の壁面に
付着した反応生成物３８のみならず、ビアホール３７の
底面に付着した反応生成物３８も確実且つ効率的に除去
することができる。すなわち、ビアホール３７内の反応
生成物３８をビアホール３７内の上部から底面に至るま
で確実且つ効率的に除去することができる。

【００９８】また、第３の実施形態によると、高回転領
域の第２の基板回転速度を用いた第２のスピン工程で基
板３０の表面に洗浄液を供給しないため、遠心力の作用
によって基板３０の周縁部を洗浄液が高速で流れること
がないので、該周縁部に設けられたビアホール３７の底
面近傍における洗浄液の置換効率のみが低下することを
防止できる。このため、基板３０の周縁部と中心部との
間で、ビアホール３７の底面近傍における洗浄液の置換
効率がばらつくことを抑制できるので、基板３０の表面
を均一に洗浄することができる。

【００９９】また、第３の実施形態によると、第１のス
ピン工程で基板３０を低回転領域、具体的には２５〜２
００ｒｐｍの第１の基板回転速度で回転させながら基板
３０の表面に洗浄液を供給するため、第１のスピン工程
で基板３０の表面に洗浄液を均一に供給することができ
るので、基板３０の表面を均一に洗浄することができ
る。

【０１００】また、第３の実施形態によると、第２のス
ピン工程で基板３０を高回転領域、具体的には４００〜
２０００ｒｐｍの第２の基板回転速度で回転させるた
め、第２のスピン工程で洗浄液の振り切り効果が確実に
生じるので、ビアホール３７の底面近傍における洗浄液
の置換効率が確実に向上する。

【０１０１】また、第３の実施形態によると、第１の基
板回転速度から第２の基板回転速度まで基板回転速度を
増大させる加速度、又は第２の基板回転速度から第１の
基板回転速度まで基板回転速度を減少させる減速度が毎
秒６００〜１０００ｒｐｍであるため、第１のスピン工
程と第２のスピン工程との間での回転速度の大きな加減
速によって、慣性力がさらに強くなって洗浄液の振り切
り効果が増大するので、ビアホール３７の底面近傍にお
ける洗浄液の置換効率がより一層向上する。このため、
ビアホール３７が設けられた絶縁膜３５に対するエッチ
ング力を有する洗浄液を用いる場合にも、ビアホール３
７を、その開口面の寸法（Ｔ３）とその底面の寸法（Ｂ
３）とが略等しくなるように形成することができる。

【０１０２】表１は、第１〜第３の実施形態に係る電子
デバイスの製造方法の特徴を、低回転領域の第１の基板
回転速度を用いた第１のスピン工程、及び高回転領域の
第２の基板回転速度を用いた第２のスピン工程のそれぞ
れにおける洗浄液供給の有無と、第１の基板回転速度
（低回転領域）から第２の基板回転速度（高回転領域）
まで基板回転速度を増大させる加速度、及び第２の基板
回転速度から第１の基板回転速度まで基板回転速度を減
少させる減速度とについて示している。

【０１０３】

【表１】

【０１０４】図４は、第１〜第３の実施形態に係る電子
デバイスの製造方法における、基板回転速度の時間変化
及び洗浄液供給の時間帯のそれぞれを示している。尚、
図４においては、第１及び第２のスピン工程を行なう時
間並びに第１及び第２の基板回転速度は各実施形態で等
しくしている。また、図４において、洗浄液ＯＮは洗浄
液を供給することを意味し、洗浄液ＯＦＦは洗浄液を供
給しないことを意味する。

【０１０５】表２は、比較例に係る電子デバイスの製造
方法、及び第１〜第３の実施形態に係る電子デバイスの
製造方法のそれぞれを用いた場合の効果を、ビアホール
内の反応生成物を除去する能力と、ビアホールの開口比
率（ビアホール開口面の寸法に対するビアホール底面の
寸法の比率）とについて示している。尚、表２において
は、ビアホールの開口比率は１に近いほど、言い換える
と、ビアホール底面の寸法がビアホール開口面の寸法に
近いほど、結果が良好であるとしている。

【０１０６】

【表２】

【０１０７】図５は、比較例に係る電子デバイスの製造
方法、及び第１〜第３の実施形態に係る電子デバイスの
製造方法のそれぞれを用いて被処理基板の周縁部及び中
心部に形成されたビアホールの開口比率を示している。

【０１０８】図６は、比較例に係る電子デバイスの製造
方法、及び第３の実施形態に係る電子デバイスの製造方
法のそれぞれを用いて形成された口径０．２μｍのビア
１個当たりの抵抗値（以下、ビア抵抗値（単位：Ω／ｖ
ｉａ）と称する）を測定した結果を示している。尚、図
６に示す結果は、比較例及び第３の実施形態のそれぞれ
において同一且つ任意の洗浄液を用いることにより得ら
れたものである。

【０１０９】図６に示すように、比較例を用いた場合、
ビア抵抗値は平均５Ω／ｖｉａと大きく、また測定値の
ばらつきも大きい。それに対して、第３の実施形態を用
いた場合、ビア抵抗値は平均３Ω／ｖｉａと小さく、し
かも測定値のばらつきも小さい。すなわち、比較例にお
いては、ビアホール８７の底面に付着した反応生成物８
８が洗浄後も残存する結果（図１０（ｃ）参照）、ビア
抵抗の増大が生じる。一方、第３の実施形態において
は、ビアホール３７の底面及び壁面に付着した反応生成
物３８が洗浄により完全に除去される結果（図３（ｃ）
参照）、ビア抵抗の増大が生じないと共にビア抵抗のば
らつきが抑制される。

【０１１０】尚、第１〜第３の実施形態において、バッ
チ式のスピン型洗浄装置を用いたが、これに代えて、枚
葉式のスピン型洗浄装置を用いてもよい。枚葉式のスピ
ン型洗浄装置を用いる場合、第２の基板回転速度の設定
範囲である高回転領域として、４００〜４０００ｒｐｍ
を用いることができる。

【０１１１】また、第１〜第３の実施形態において、洗
浄液として三菱瓦斯化学株式会社製ＥＬＭ−Ｃ３０−Ａ
１０を用いたが、各実施形態で用いることができる洗浄
液は特に限定されるものではない。

【０１１２】また、第１〜第３の実施形態において、洗
浄液を室温、具体的には２３℃で用いたが、これに限ら
れず、１８〜２５℃程度で用いてもよい。また、洗浄液
を１８〜２５℃程度で用いたときに反応生成物の除去速
度が著しく遅くなる場合には、洗浄液を例えば３５〜６
０℃程度に加熱して用いてもよい。

【０１１３】また、第１〜第３の実施形態において、洗
浄液が用いられる洗浄温度、第１及び第２のスピン工程
のそれぞれを行なう洗浄時間、並びに第１及び第２のス
ピン工程を交互に繰り返し行なう総洗浄時間等は、反応
生成物の状態又は配線材料の種類等を考慮して適切に決
定されることが好ましい。

【０１１４】また、第１〜第３の実施形態において、被
処理基板に対する洗浄液の供給方法としては、被処理基
板を回転させながら被処理基板に対して洗浄液をシャワ
ー状に噴霧してもよいし、洗浄液を吐出してもよいし、
又は洗浄液を連続的若しくは間欠的に滴下してもよい。

【０１１５】また、第１〜第３の実施形態において、配
線上に形成された絶縁膜に対してドライエッチングを行
なってビアホールを形成した後、該ビアホールの壁面又
は底面等に付着した反応生成物を除去する場合を対象と
したが、これに限られず、例えば、ＭＯＳトランジスタ
上に形成された絶縁膜に対してドライエッチングを行な
ってコンタクトホールを形成した後、該コンタクトホー
ルの壁面又は底面等に付着した反応生成物を除去する場
合、絶縁膜上に形成された導電膜に対してドライエッチ
ングを行なって配線パターンを形成した後、該配線パタ
ーンの壁面等に付着した反応生成物を除去する場合、又
は、例えばデュアルダマシン法等により絶縁膜に配線用
溝を形成した後、該配線用溝の壁面又は底面等に付着し
た反応生成物を除去する場合等を対象としてもよい。

【０１１６】

【発明の効果】本発明によると、被処理基板を第１の回
転速度で回転させながら被処理基板の表面に洗浄液を供
給する第１のスピン工程と、被処理基板を第１の回転速
度よりも大きい第２の回転速度で回転させる第２のスピ
ン工程とを交互に繰り返し行なうため、第２のスピン工
程で遠心力に起因して生じる洗浄液の振り切り効果によ
って、被処理基板の表面における洗浄液の置換効率が向
上するので、被処理基板の表面に付着した反応生成物を
確実且つ効率的に除去することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第１の実施形態に係
る電子デバイスの製造方法の各工程を示す断面図であ
る。

【図２】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第２の実施形態に係
る電子デバイスの製造方法の各工程を示す断面図であ
る。

【図３】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第３の実施形態に係
る電子デバイスの製造方法の各工程を示す断面図であ
る。

【図４】本発明の第１〜第３の実施形態に係る電子デバ
イスの製造方法における、基板回転速度の時間変化及び
洗浄液供給の時間帯のそれぞれを示す図である。

【図５】比較例に係る電子デバイスの製造方法、及び本
発明の第１〜第３の実施形態に係る電子デバイスの製造
方法のそれぞれを用いて被処理基板の周縁部及び中心部
に形成されたビアホールの開口比率を示す図である。

【図６】比較例に係る電子デバイスの製造方法、及び本
発明の第３の実施形態に係る電子デバイスの製造方法の
それぞれを用いて形成された口径０．２μｍのビア１個
当たりの抵抗値を測定した結果を示す図である。

【図７】枚葉式のスピン型洗浄装置を用いて半導体ウェ
ハよりなる被処理基板の表面を洗浄している様子を示す
図である。

【図８】バッチ式のスピン型洗浄装置を用いて半導体ウ
ェハよりなる被処理基板の表面を洗浄している様子を示
す図である。

【図９】被処理基板の表面に供給される洗浄液の均一性
と、被処理基板を回転させる回転速度（基板回転速度）
との関係を示す図である。

【図１０】比較例に係る電子デバイスの製造方法の各工
程を示す断面図である。

【図１１】ビアホールが形成された被処理基板を低回転
領域の基板回転速度で回転させながら該被処理基板の表
面に洗浄液を供給しているときのビアホール周辺の洗浄
液の様子を示す図である。

【図１２】（ａ）は枚葉式のスピン型洗浄装置を用いて
被処理基板を低回転領域の基板回転速度で回転させてい
る様子を模式的に示す図であり、（ｂ）は枚葉式のスピ
ン型洗浄装置を用いて被処理基板を高回転領域の基板回
転速度で回転させている様子を模式的に示す図である。

【図１３】（ａ）はバッチ式のスピン型洗浄装置を用い
て被処理基板を低回転領域の基板回転速度で回転させて
いる様子を模式的に示す図であり、（ｂ）はバッチ式の
スピン型洗浄装置を用いて被処理基板を高回転領域の基
板回転速度で回転させている様子を模式的に示す図であ
る。

【図１４】（ａ）は、図１１に示す低回転領域の基板回
転速度を用いた工程の後に、ビアホールが形成された被
処理基板の表面に洗浄液を供給することなく該被処理基
板を高回転領域の基板回転速度で回転させているときの
ビアホール周辺の洗浄液の様子を示す図であり、（ｂ）
は、（ａ）に示す高回転領域の基板回転速度を用いた工
程の直後に、ビアホールが形成された被処理基板を低回
転領域の基板回転速度で回転させながら該被処理基板の
表面に洗浄液を供給しているときのビアホール周辺の洗
浄液の様子を示す図である。

【符号の説明】

１０基板１１第１の窒化チタン膜１２アルミニウム合金膜１３第２の窒化チタン膜１４配線１５絶縁膜１６レジストパターン１７ビアホール１８反応生成物２０基板２１第１の窒化チタン膜２２アルミニウム合金膜２３第２の窒化チタン膜２４配線２５絶縁膜２６レジストパターン２７ビアホール２８反応生成物３０基板３１第１の窒化チタン膜３２アルミニウム合金膜３３第２の窒化チタン膜３４配線３５絶縁膜３６レジストパターン３７ビアホール３８反応生成物６０被処理基板６１モーター６２ノズル６３洗浄液７０被処理基板７１モーター７２ローター７３ノズル７４洗浄液８０基板８１第１の窒化チタン膜８２アルミニウム合金膜８３第２の窒化チタン膜８４配線８５絶縁膜８６レジストパターン８７ビアホール８８反応生成物Ｔ１洗浄後のビアホール１７の開口面の寸法Ｔ２洗浄後のビアホール２７の開口面の寸法Ｔ３洗浄後のビアホール３７の開口面の寸法Ｔ０洗浄後のビアホール８７の開口面の寸法Ｂ１洗浄後のビアホール１７の底面の寸法Ｂ２洗浄後のビアホール２７の底面の寸法Ｂ３洗浄後のビアホール３７の底面の寸法Ｂ０洗浄後のビアホール８７の底面の寸法ｒ₀ 面内均一性が最良になる基板回転速度ｒ_min面内均一性が均一性限界を満たす基板回転速度の
下限ｒ_max面内均一性が均一性限界を満たす基板回転速度の
上限

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被処理基板を第１の回転速度で回転させ
ながら前記被処理基板の表面に洗浄液を供給する第１の
スピン工程と、前記被処理基板を前記第１の回転速度よ
りも大きい第２の回転速度で回転させながら前記被処理
基板の表面に洗浄液を供給する第２のスピン工程とを同
一のスピン型洗浄装置を用いて交互に繰り返し行なうこ
とにより、前記被処理基板の表面を洗浄すること特徴と
する基板洗浄方法。
【請求項２】被処理基板を第１の回転速度で回転させ
ながら前記被処理基板の表面に洗浄液を供給する第１の
スピン工程と、前記被処理基板の表面に洗浄液を供給す
ることなく前記被処理基板を前記第１の回転速度よりも
大きい第２の回転速度で回転させる第２のスピン工程と
を同一のスピン型洗浄装置を用いて交互に繰り返し行な
うことにより、前記被処理基板の表面を洗浄することを
特徴とする基板洗浄方法。
【請求項３】前記スピン型洗浄装置はバッチ式又は枚
葉式であることを特徴とする請求項１又は２に記載の基
板洗浄方法。
【請求項４】前記第１の回転速度は２５〜２００ｒｐ
ｍであることを特徴とする請求項１又は２に記載の基板
洗浄方法。
【請求項５】前記第２の回転速度は４００〜２０００
ｒｐｍであることを特徴とする請求項１又は２に記載の
基板洗浄方法。
【請求項６】前記第１の回転速度から前記第２の回転
速度まで回転速度を増大させる加速度、又は前記第２の
回転速度から前記第１の回転速度まで回転速度を減少さ
せる減速度は毎秒１００〜４００ｒｐｍであることを特
徴とする請求項１又は２に記載の基板洗浄方法。
【請求項７】前記第１の回転速度から前記第２の回転
速度まで回転速度を増大させる加速度、又は前記第２の
回転速度から前記第１の回転速度まで回転速度を減少さ
せる減速度は毎秒６００〜１０００ｒｐｍであることを
特徴とする請求項２に記載の基板洗浄方法。
【請求項８】基板上に形成された導電パターン上に絶
縁膜を形成する工程と、レジストパターンをマスクとして前記絶縁膜に対してド
ライエッチングを行なって、前記絶縁膜に凹部を形成す
る工程と、前記基板を第１の回転速度で回転させながら前記基板の
表面に洗浄液を供給する第１のスピン工程と、前記基板
を前記第１の回転速度よりも大きい第２の回転速度で回
転させながら前記基板の表面に洗浄液を供給する第２の
スピン工程とを同一のスピン型洗浄装置を用いて交互に
繰り返し行なうことにより、前記凹部の壁面又は底面に
付着した反応生成物を除去する工程とを備えていること
を特徴とする電子デバイスの製造方法。
【請求項９】基板上に形成された導電パターン上に絶
縁膜を形成する工程と、レジストパターンをマスクとして前記絶縁膜に対してド
ライエッチングを行なって、前記絶縁膜に凹部を形成す
る工程と、前記基板を第１の回転速度で回転させながら前記基板の
表面に洗浄液を供給する第１のスピン工程と、前記基板
の表面に洗浄液を供給することなく前記基板を前記第１
の回転速度よりも大きい第２の回転速度で回転させる第
２のスピン工程とを同一のスピン型洗浄装置を用いて交
互に繰り返し行なうことにより、前記凹部の壁面又は底
面に付着した反応生成物を除去する工程とを備えている
ことを特徴とする電子デバイスの製造方法。
【請求項１０】前記スピン型洗浄装置はバッチ式又は
枚葉式であることを特徴とする請求項８又は９に記載の
電子デバイスの製造方法。
【請求項１１】前記第１の回転速度は２５〜２００ｒ
ｐｍであることを特徴とする請求項８又は９に記載の電
子デバイスの製造方法。
【請求項１２】前記第２の回転速度は４００〜２００
０ｒｐｍであることを特徴とする請求項８又は９に記載
の電子デバイスの製造方法。
【請求項１３】前記第１の回転速度から前記第２の回
転速度まで回転速度を増大させる加速度、又は前記第２
の回転速度から前記第１の回転速度まで回転速度を減少
させる減速度は毎秒１００〜４００ｒｐｍであることを
特徴とする請求項８又は９に記載の電子デバイスの製造
方法。
【請求項１４】前記第１の回転速度から前記第２の回
転速度まで回転速度を増大させる加速度、又は前記第２
の回転速度から前記第１の回転速度まで回転速度を減少
させる減速度は毎秒６００〜１０００ｒｐｍであること
を特徴とする請求項９に記載の電子デバイスの製造方
法。