[发明专利]清洗装置

说明书

一边向旋转的半导体晶片等衬底的表面提供清洗液一边清洗衬底的清洗装置中，通过使清洗液在衬底的整个半径流动而使清洗度提高。清洗装置具有：保持衬底(W)并将衬底(W)的中心轴作为旋转轴而使衬底(W)旋转的多根主轴(51)；朝向衬底(W)的上表面排出清洗液(L)的单管喷嘴(41)，单管喷嘴(41)以清洗液(L)着落于衬底W的中心(O)的近前，着落的清洗液(L)在衬底(W)的上表面朝向衬底(W)的中心流动的方式排出清洗液(L)。从单管喷嘴(41)排出的清洗液(L)着落后在衬底(W)的上表面的液流通过衬底(W)的中心(O)。

本申请是申请号为201510151490.X的名称为“清洗装置及清洗方法”的发明专利申请的分案申请，原申请的申请日是2015年04月01日。

技术领域

本发明涉及一边向旋转的半导体晶片等衬底的表面提供清洗液一边清洗衬底的清洗装置以及清洗方法。

背景技术

在半导体晶片等衬底的制造过程中，包含对形成于衬底上的金属等的膜进行研磨的研磨工序，在该研磨工序之后，进行用于除去作为研磨屑的微小颗粒物的清洗。例如，在用金属填埋形成于衬底表面的绝缘膜内的布线槽而形成布线的镶嵌(damascene)布线形成工序中，在形成镶嵌布线后通过化学机械研磨(CMP:Chemical Mechanical Polishing)而除去衬底表面的多余的金属。在CMP后的衬底表面上，由于存在CMP所使用的浆料的残渣(浆料残渣)和金属研磨屑等的颗粒物(缺陷(defect))，所以需要通过清洗除去它们。

若由于衬底表面的清洗不充分而在衬底表面残留了残渣物，则会从衬底表面的残留有残渣物的部分产生泄露(leak)、成为紧贴性不良的原因等在可靠性方面成为问题。因此，需要以较高清洗度清洗露出了金属膜、阻挡膜、及绝缘膜等的衬底表面。近年来，伴随着半导体器件的精细化，应当除去的颗粒物的直径变小，所以对清洗的要求也变得严格。

作为CMP装置内的研磨后的清洗方式，已知有使用了滚动清洗部件的清洗、使用了笔形(pencil)清洗部件的清洗、使用了双流体喷嘴的清洗等。在这些清洗中，使衬底绕其中心轴旋转，同时对衬底的表面(上表面)提供药液和冲洗液(以下，将药液及冲洗(rinse)液统括地称为“清洗液”。)。另外，在这些清洗中，在进行使滚动清洗部件、笔形清洗部件、双流体喷嘴发挥作用而进行的清洗(药液清洗)后，作为清洗液至少提供冲洗液，进行在不使滚动清洗部件、笔形清洗部件、双流体喷嘴发挥作用下进行的清洗(冲洗清洗)。

作为对衬底的表面提供清洗液的方法，已知有从单管喷嘴排出清洗液而使清洗液着落于衬底表面的方法、从喷雾式喷嘴喷出雾状的清洗液而使清洗液着落于衬底表面的方法、从多孔管喷嘴(棒(bar)式喷嘴)排出清洗液而使清洗液着落于衬底表面的方法等。提供至衬底的表面的清洗液受到由衬底旋转所产生的离心力，而朝向衬底的外周流动。此外，着落于衬底之后的清洗液的流动不仅受该离心力的影响，而且在衬底的表面着落之前清洗液向与衬底的表面平行的方向在衬底的表面流动的情况下受其流动的惯性的影响，在衬底的表面倾斜的情况下，受重力的影响，另外，清洗液与衬底的表面的接触角也成为决定清洗液的流动的重要因素。

当与是药液清洗还是冲洗清洗无关，在衬底的一部分上具有清洗液的流动较少的部位或清洗液沉淀的部位时，浆料残渣和/或金属研磨屑等颗粒物等残留在该部分中，从而清洗变得不充分。因此，希望清洗液在衬底的整个半径均匀地流动。

此外，作为与本发明相关的现有技术，存在以下的现有技术文献。

现有技术文献

专利文献

专利文献1日本专利第4007766号公报

专利文献2日本特开平11-47665号公报

发明内容