DE112013002027T5 - Verfahren zum Reinigen eines Halbleiter-Wafers - Google Patents

Verfahren zum Reinigen eines Halbleiter-Wafers Download PDF

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen eines Halbleiter-Wafers, welches das Einfüllen einer Reinigungslösung, enthaltend Ammoniak und wässriges Wasserstoffperoxid, in einen Reinigungstank, umfassend ein synthetisches Quarzmaterial mit einer durchschnittlichen Al-Konzentration von 1 ppb oder weniger, Eintauchen des oben erwähnten Halbleiter-Wafers in die oben erwähnte Reinigungslösung und Reinigen des oben erwähnten Halbleiter-Wafers, umfasst, sodass eine Oberflächen-Ätzgeschwindigkeit des oben erwähnten synthetischen Quarzes durch die oben erwähnte Reinigungslösung 0,3 nm/min oder weniger wurde, und gemäß diesem Verfahren ein Reinigungsverfahren, welches die Al-Konzentration in der Ammoniak- und Per-Wasser-Reinigungslösung auf einer niedrigen Konzentration beibehalten kann und die Oberflächenreinheit des Halbleiter-Wafers verbessert, bereitgestellt wird.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen eines Halbleiter-Wafers.
  • HINTERGRUND – STAND DER TECHNIK
  • Als ein Verfahren zum Reinigen eines Halbleiter-Wafers ist im Allgemeinen eine gemischte Flüssigkeit, enthaltend Ammoniak und wässriges Wasserstoffperoxid (nachfolgend auch als ”Per-Wasser” bezeichnet), als eine Reinigungslösung verwendet worden. Als eine Reinigungsabfolge kann in diesem Fall beispielsweise Ammoniak und Per-Wasser-Reinigen -> Reinstwasserspülen -> Salzsäure und Per-Wasser-Reinigen -> Reinstwasserspülen -> Trocknen erwähnt werden. In diesem Reinigungsverfahren werden an die Oberfläche angeheftete organische Substanzen und Partikel durch die erste Ammoniak- und Per-Wasser-Reinigungslösung entfernt, die Chemikalien werden durch das Reinstwasser-Spülen weggewaschen, dann werden in der folgenden Salzsäure- und Per-Wasser-Reinigungslösung Metallverunreinigungen entfernt und Chemikalien werden wiederum durch das Reinstwasser-Spülen weggewaschen und Trocknen wird durchgeführt.
  • Im Allgemeinen wird die zum Reinigen eines Halbleiter-Wafers verwendete Reinigungslösung in vielen Fällen zum Erhöhen der Reinigungseffekte durch Erwärmen bei 60°C bis 80°C verwendet. Deshalb ist ein Zirkulations-Filtrations-System an einen Reinigungstank angebracht, und die Temperaturkontrolle der Reinigungslösung durch einen Heizer wird simultan mit dem Entfernen der Partikel durchgeführt. Es gibt auch einen Fall, wo die Konzentration der chemischen Flüssigkeit konstant kontrolliert wird, um ein Verringern der Reinigungslösung aufgrund eines Evaporierens der Chemikalien, enthalten in der Reinigungslösung, zu verhindern. Es gibt auch einen weiteren Fall, wo Ultraschallwelle-Reinigung in Kombination verwendet wird, um die Leistung der Entfernung der Partikel zu verbessern.
  • Die in einem Verfahren zum Reinigen eines Halbleiter-Wafers zu verwendende Reinigungslösung beeinflusst auch direkt die Qualität der Reinheit des Halbleiter-Wafers, sodass die Partikel in der Reinigungslösung oder die Konzentration der Metallverunreinigungen in der Reinigungslösung streng kontrolliert werden. Ebenso werden Hochqualitäts-Chemikalien, in denen Partikel und Verunreinigungen bis zum Äußersten reduziert sind, verwendet, da die Chemikalien, die in der Reinigungslösung enthalten sind, gleichermaßen auf die Qualität der Reinheit des Halbleiter-Wafers direkt Einfluss nehmen.
  • ZITATLISTE
  • PATENTLITERATUR
    • Patentdokument 1: japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 2005-322714
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • TECHNISCHES PROBLEM
  • Ammoniak- und Per-Wasser-Reinigen zur Verwendung in dem Reinigungsprozess des Halbleiter-Wafers wird hauptsächlich zum Entfernen der Partikel verwendet, und es gibt ein Problem, dass ein Teil der Verunreinigungen wahrscheinlich auf der Oberfläche des Halbleiter-Wafers verbleibt. Insbesondere ist Al, welches sehr wahrscheinlich in den Oxidfilm inkorporiert wird, als ein Teil der Verunreinigung das Problem. Al ist in dem als Reinigungstank-Quarzmaterial verwendeten Naturquarz in etwa 10 ppmw enthalten, und das Al wird in die Reinigungslösung durch Ätzen der Quarz-Oberfläche mit Ammoniak- und Per-Wasser-Reinigen ausgespült, um die Oberfläche des Halbleiter-Wafers zu kontaminieren.
  • Deshalb wird manchmal ein synthetischer Quarz-Reinigungstank verwendet zum Reduzieren der Al-Kontamination der Oberfläche, wenn ein Halbleiter-Wafer mit höherer Oberflächenreinheit gefordert ist (siehe Patentdokument 1). Jedoch können, selbst wenn solch ein synthetischer Quarz-Tank verwendet wird, Metallkontaminationen, enthaltend Al, nicht in der Schweiß- und Hitzebehandlung zum Zeitpunkt des Herstellens des Quarz-Tanks vermieden werden, sodass es nicht möglich ist, die Al-Kontamination aus dem Quarz-Reinigungstank zu eliminieren.
  • Die vorliegende Erfindung ist im Hinblick auf die vorangegangenen Probleme vollendet worden, und eine Aufgabe davon ist es, ein Reinigungsverfahren zur Verfügung zu stellen, welches die Al-Konzentration in der Ammoniak- und Per-Wasser-Reinigungslösung auf einer niedrigen Konzentration beibehalten kann, und die Oberflächenreinheit des Halbleiter-Wafers verbessern kann.
  • LÖSUNG DES PROBLEMS
  • Um die oben erwähnten Aufgaben zu vollenden, soll die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Reinigen eines Halbleiter-Wafers zur Verfügung stellen, welches das Einfüllen einer Reinigungslösung, enthaltend Ammoniak und wässriges Wasserstoffperoxid, in einen Reinigungstank, umfassend ein synthetisches Quarz-Material, mit einer durchschnittlichen Al-Konzentration von 1 ppb oder weniger, das Eintauchen des oben erwähnten Halbleiter-Wafers in die oben erwähnte Reinigungslösung, und Reinigen des oben erwähnten Halbleiter-Wafers, sodass eine Oberflächen-Ätzgeschwindigkeit des oben erwähnten synthetischen Quarzes durch die oben erwähnte Reinigungslösung 0,3 nm/min oder weniger wird, umfasst.
  • Deshalb wird durch das Reinigen des Halbleiter-Wafers unter Verwendung eines hochreinen synthetischen Quarz-Materials sowie Erzielen einer Oberflächen-Ätzgeschwindigkeit des synthetischen Quarzes von 0,3 nm/min oder weniger, eine Oberflächen-Al-Konzentration des Halbleiter-Wafers nach Ammoniak- und Per-Wasser-Reinigen 1 × 1010 Atome/cm2 oder weniger, wobei die Oberflächen-Reinheit des Halbleiter-Wafers verbessert wird. Des Weiteren ist es auch möglich, das Säurereinigen des Halbleiter-Wafers, welches notwendig war zum Erzielen der Oberflächen-Al-Konzentration des Halbleiter-Wafers von 1 × 1010 Atome/cm2 oder weniger, wegzulassen.
  • Zum jetzigen Zeitpunkt ist es bevorzugt, das Reinigen des oben erwähnten Halbleiter-Wafers durchzuführen, während die jeweiligen Konzentrationen des Ammoniaks und des wässrigen Wasserstoffperoxids in der oben erwähnten Reinigungslösung durch einen Zirkulations-Filtrations-Apparat zu kontrollieren, welcher für das Durchführen der Filtration und Erwärmen auf eine konstante Temperatur durch Zirkulieren der oben erwähnten Reinigungslösung ist.
  • Deshalb kann durch das Reinigen des Halbleiter-Wafers die Oberflächen-Ätzgeschwindigkeit des synthetischen Quarzes sicher auf den vorbestimmten Wert kontrolliert werden, und der Reinigungseffekt des Halbleiter-Wafers kann erhöht werden, während die jeweiligen Konzentrationen des Ammoniaks und des wässrigen Wasserstoffperoxids in der Reinigungslösung durchgehend kontrolliert werden.
  • VORTEILHAFTE EFFEKTE DER ERFINDUNG
  • Wie oben erwähnt, ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, die Oberflächen-Al-Konzentration des Halbleiter-Wafers nach Ammoniak- und Per-Wasser-Reinigen von 1 × 1010 Atome/cm2 oder weniger zu erzielen, sodass die Oberflächen-Reinheit des Halbleiter-Wafers verbessert werden kann, und das Säurereinigen, um die Oberflächen-Al-Konzentration des Halbleiter-Wafers von 1 × 1010 Atome/cm2 oder weniger zu erzielen, weggelassen werden kann, wodurch ein Halbleiter-Wafer mit hoher Reinheit erhalten werden kann, bei geringeren Kosten und in einer kürzeren Zeit.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist ein Fließdiagramm der Behandlung, die zum Untersuchen einer Oberflächen-Metallverunreinigung(Al)-Konzentration des Halbleiter-Wafers vor dem Reinigungs-Experiment in den Beispielen und Vergleichsbeispielen angewendet wird,
  • 2 ist ein Reinigungs-Fließschema eines Reinigungs-Experiments in den Beispielen und Vergleichsbeispielen; und
  • 3 ist ein Apparat, der das Verfahren zum Reinigen eines Halbleiter-Wafers in der vorliegenden Erfindung durchführen kann.
  • BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung durch Bezugnahme auf die Zeichnungen als ein Beispiel der Ausführungsformen detaillierter erklärt, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht durch diese beschränkt.
  • 3 ist eine schematische Zeichnung, die ein Beispiel von Apparaten zum Durchführen des Verfahrens zum Reinigen eines Halbleiter-Wafers der vorliegenden Erfindung zeigt. In 3 wird eine Reinigungslösung 3 in einen Reinigungstank 2 gefüllt, ein Halbleiter-Wafer 1 wird in die Reinigungslösung 3 zum Reinigen des Halbleiter-Wafers 1 eingetaucht. Zu diesem Zeitpunkt wird durch Zirkulieren der Reinigungslösung 3 durch einen Filtrations-Apparat 5 jede Konzentration der Chemikalien in der Reinigungslösung durchgehend kontrolliert. Des Weiteren wird eine Flüssigkeitstemperatur der Reinigungslösung 3 durch einen Heizapparat 4 zum Erwärmen der Reinigungslösung 3 in dem Reinigungstank 2 durchgehend kontrolliert. In diesem Reinigungsapparat 6 wird der Reinigungstank 2 durch synthetischen Quarz mit einer durchschnittlichen Al-Konzentration von 1 ppb oder weniger gebildet.
  • Durch Verwenden solch eines Apparats ist die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Reinigen eines Halbleiter-Wafers, welches das Einfüllen einer Reinigungslösung, enthaltend Ammoniak und wässriges Wasserstoffperoxid, in einen Reinigungstank umfassend ein synthetisches Quarz-Material mit einer durchschnittlichen Al-Konzentration von 1 ppb oder weniger, Eintauchen eines Halbleiter-Wafers in die Reinigungslösung, und Reinigen des Halbleiter-Wafers, sodass eine Oberflächen-Ätzgeschwindigkeit des synthetischen Quarzes durch die Reinigungslösung 0,3 nm/min oder weniger wird, umfasst.
  • Deshalb wird durch Reinigen des Halbleiter-Wafers unter Verwendung des hochreinen synthetischen Quarzes, sowie Erzielen einer Oberflächen-Ätzgeschwindigkeit des synthetischen Quarzes von 0,3 nm/min oder weniger, eine Oberflächen-Al-Konzentration des Halbleiter-Wafers nach Ammoniak- und Per-Wasser-Reinigen 1 × 1010 Atome/cm2 oder weniger, wodurch die Oberflächen-Reinheit des Halbleiter-Wafers verbessert wird. Des Weiteren ist es auch möglich, das Säurereinigen des Halbleiter-Wafers, welches notwendig war zum Erzielen der Oberflächen-Al-Konzentration des Halbleiter-Wafers von 1 × 1010 Atome/cm2 oder weniger, wegzulassen, wodurch ein Halbleiter-Wafer mit hoher Reinheit erhalten werden kann, zu geringeren Kosten und in kürzerer Zeit.
  • Das Säurereinigen ist ein Reinigen unter Verwendung einer sauren chemischen Flüssigkeit und ist weit verbreitet verwendet worden zum Wafer-Reinigen beim Herstellen eines IC, und in dem Verfahren zum Reinigen eines Halbleiter-Wafers der vorliegenden Erfindung kann die Oberflächen-Al-Konzentration des Halbleiter-Wafers nach dem Reinigen mit 1 × 1010 Atome/cm2 oder weniger, wie oben erwähnt, gemacht werden, sodass das Säurereinigen des Halbleiter-Wafers weggelassen werden kann. Jedoch kann in der vorliegenden Erfindung das Säurereinigen durchgeführt werden, falls notwendig, und solch ein Fall ist nicht beabsichtigt, von der vorliegenden Erfindung ausgeschlossen zu werden.
  • Es ist auch bevorzugt, dass die Reinigungslösung 3 durch einen Filtrationsapparat 5 durch Zirkulieren unter Verwendung des Reinigungsapparats 6, wie in 3 gezeigt, filtriert wird, und die Reinigungslösung 3 in einem Reinigungstank 2, umfassend synthetischen Quarz, weiter erwärmt wird bei einer konstanten Temperatur durch einen Heizapparat 4, wodurch der Halbleiter-Wafer 1 gereinigt wird, während die jeweiligen Konzentrationen an Ammoniak und wässrigem Wasserstoffperoxid in der Reinigungslösung 3 durchgehend kontrolliert werden.
  • Deshalb kann durch Reinigen des Halbleiter-Wafers unter durchgehendem Kontrollieren der jeweiligen Konzentrationen an Ammoniak und wässrigem Wasserstoffperoxid und der Flüssigkeitstemperatur der Reinigungslösung, eine Geschwindigkeit der durch die Reinigungslösung zu ätzenden Oberfläche des Reinigungstanks, umfassend synthetischen Quarz, von 0,3 nm/min oder weniger sicher erzielt werden, sodass der Reinigungseffekt des Halbleiter-Wafers erhöht werden kann.
  • Gleichzeitig ist der in der vorliegenden Erfindung zu reinigende Halbleiter-Wafer nicht besonders beschränkt und zusätzlich zu dem Silizium-Wafer kann auch ein elementarer Halbleiter, wie beispielsweise Germanium, oder ein Verbindungshalbleiter, wie beispielweise GaAs und InP, ebenso verwendet werden.
  • BEISPIEL
  • Im Folgenden ist die vorliegende Erfindung durch Bezugnahme auf die Beispiele und Vergleichsbeispiele detaillierter erklärt, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht durch diese beschränkt.
  • (Beispiel 1)
  • Ein Wafer aus reinem Silizium-Einkristall mit einem Durchmesser von 300 mm, bei dem beide Oberflächen mit Spiegeloberflächen gefertigt wurden, wurde hergestellt. Dieser Silizium-Wafer wurde wie in 1 gezeigt so behandelt, dass Ammoniak- und Per-Wasser-Reinigen durchgeführt wurde, dann wurde Reinigen mit verdünnter Flusssäure kontinuierlich durchgeführt, des Weiteren wurde eine Behandlung mit ozonisiertem Wasser angewendet, um einen sauberen Oxidfilm auf der Silizium-Halbleiteroberfläche zu bilden, und Trocknen davon wurde durchgeführt.
  • Um die Oberflächen-Metall-Verunreinigungs-(Al)-Konzentration des gereinigten Silizium-Wafers zu untersuchen, wurde die Oberflächen-Metall-Verunreinigung-(Al) des Silizium-Wafers danach durch Flusssäure wiedergewonnen und die wiedergewonnene Flüssigkeit wurde durch einen ICP-MS-Analyseapparat quantitativ analysiert. Als ein Ergebnis der Analyse war die Oberflächen-Metall-Verunreinigungs-(Al)-Konzentration des Silizium-Wafers vor dem Experiment bei allen N. D. (nicht detektiert, oder das Detektionslimit oder weniger).
  • Als nächstes wurde ein Reinigungs-Experiment des Silizium-Wafers unter Verwendung des synthetischen Quarz-Reinigungstanks durchgeführt. Dieses Reinigungs-Experiment ist, wie in 2 gezeigt, zum Durchführen eines ersten Eintauchens des Silizium-Wafers in Ammoniak- und Per-Wafer-Reinigungslösung, eingefüllt in den synthetischen Quarz-Reinigungstank, um diesen zu reinigen. Zu diesem Zeitpunkt wurden als die Reinigungsbedingungen die chemische Flüssigkeitszusammensetzung (Mischverhältnis) von Ammoniak- und Per-Wasser-Reinigungslösung gemacht Ammoniak: Per-Wasser: Reinstwasser = 1:1:10 zu sein. Ebenso wurde die Temperatur der Reinigungslösung auf 50°C eingestellt, sodass die Ätzgeschwindigkeit des synthetischen Quarzes durch die Ammoniak- und Per-Wasser-Reinigungslösung während des Reinigens 0,3 nm/min erzielt wurde. Gleichzeitig wurde das Ammoniak- und Per-Wasser-Reinigen für 5 Minuten durchgeführt, nachdem Unterziehen einer Temperatur-Kontroll und Zirkulations-Filtration für 4 Stunden nach Herstellen der oben erwähnten Reinigungslösung und der synthetische Quarz-Reinigungstank mit einer durchschnittlichen Al-Konzentration darin von 0,5 ppb wurde verwendet.
  • Danach wurde der Silizium-Wafer auf den das Ammoniak- und Per-Wasser-Reinigen angewendet worden ist, einem Reinstwasser-Spülen unterzogen, und der Silizium-Wafer, der dem Reinstwasser-Spülen unterzogen wurde, wurde weiter getrocknet. Nach Vervollständigung des oben erwähnten Reinigungs-Experiments wurde eine Al-Konzentration, enthalten in dem Quarz des synthetischen Quarz-Tanks, analysiert durch Entnehmen einer analytischen Probe aus dem synthetischen Quarz-Tank, aufgelöst in Flusssäure, und dann, Messen durch ICP-MS, wobei die Oberflächen-Metall-Verunreinigungs-(Al)-Konzentration des Silizium-Wafers berechnet wurde.
  • (Beispiel 2)
  • Ein Reinigungs-Experiment wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt, mit der Ausnahme, dass eine Reinigungslösungs-Temperatur bei dem Reinigungs-Experiment des Silizium-Wafers durch die Ammoniak- und Per-Wasser-Reinigungslösung von 40°C gemacht wurde, sodass die Ätzgeschwindigkeit des synthetischen Quarzes durch die Ammoniak- und Per-Wasser-Reinigungslösung während des Reinigens von 0,2 nm/min erzielt wurde, und die Oberfächen-Metall-Verunreinigungs-(Al)-Konzentration des Silizium-Wafers des synthetischen Quarz-Tanks nach Vervollständigung des Experiments wurde berechnet.
  • (Beispiel 3)
  • Ein Reinigungs-Experiment wurde in der gleichen Weise durchgeführt wie in Beispiel 1 mit der Ausnahme des Verwendens eines synthetischen Quarz-Tanks mit einer durchschnittlichen Al-Konzentration von 1,0 ppb als ein Reinigungstank zum Zeitpunkt des Reinigungs-Experiments des Silizium-Wafers durch die Ammoniak- und Per-Wasser-Reinigungslösung, und die Oberflächen-Metall-Verunreinigungs-(Al)-Konzentration des Silizium-Wafers nach Vervollständigung des Experiments wurde berechnet.
  • (Vergleichsbeispiel 1)
  • Ein Reinigungs-Experiment wurde in der gleichen Weise durchgeführt wie in Beispiel 1 mit der Ausnahme, dass ein natürlicher Quarz-Tank mit einer durchschnittlichen Al-Konzentration von 10 ppm als ein Ammoniak- und Per-Wasser-Reinigungstank zum Zeitpunkt des Reinigungs-Experiments des Silizium-Wafers durch die Ammoniak- und Per-Wasser-Reinigungslösung verwendet wurde, und eine Reinigungslösungs-Temperatur von 80°C gemacht wurde, sodass die Ätzgeschwindigkeit des synthetischen Quarzes durch die Ammoniak- und Per-Wasser-Reinigungslösung während des Reinigens von 0,7 nm/min gemacht wurde, und die Oberflächen-Metall-Verunreinigungs-(Al)-Konzentration der Silizium-Wafer nach Vervollständigung des Experiments berechnet wurde.
  • (Vergleichsbeispiel 2)
  • Ein Reinigungs-Experiment wurde in der gleichen Weise wie in dem Vergleichsbeispiel 1 durchgeführt, mit der Ausnahme des Verwendens eines synthetischen Quarz-Tanks mit einer durchschnittlichen Al-Konzentration von 2,0 ppb als einen Ammoniak- und Per-Wasser-Reinigungstank zu dem Zeitpunkt des Reinigungs-Experiments des Silizium-Wafers durch die Ammoniak- und Per-Wasser-Reinigungslösung, und die Oberflächen-Metall-Verunreinigungs-(Al)-Konzentration der Silizium-Wafer nach Vervollständigung des Experiments wurde berechnet.
  • (Vergleichsbeispiel 3)
  • Ein Reinigungsexperiment wurde in der gleichen Weise wie in dem Vergleichsbeispiel 2 durchgeführt mit der Ausnahme, dass eine Reinigungslösungs-Temperatur von 50°C zum Zeitpunkt des Reinigungs-Experiments des Silizium-Wafers durch die Ammoniak- und Per-Wasser-Reinigungslösung gemacht wurde, sodass die Ätzgeschwindigkeit des synthetischen Quarzes durch die Ammoniak- und Per-Wasser-Reinigungslösung während des Reinigens von 0,3 nm/min gemacht wurde, und die Oberflächen-Metall-Verunreinigungs-(Al)-Konzentration der Silizium-Wafer nach Vervollständigung des Experiments wurde berechnet.
  • Im Folgenden sind die Reinigungsbedingungen des Silizium-Wafers und die Ergebnisse der Analysen der Wafer-Oberflächen-Metall-Verunreinigungs-(Al)-Konzentration nach dem Reinigen des Silizium-Wafers in den Beispielen 1 bis 3 und Vergleichsbeispielen 1 bis 3 in den Tabellen 1 bzw. 2 zusammengefasst. [Tabelle 1]
    Bedingungen Quarztank-Material (durchschnittliche Al-Konzentration) Ammoniak- und Per-Wasser-Reinigen (SiO2-Ätzgeschwindigkeit)
    Vergleichsbeispiel 1 natürlicher Quarz (10.000 ppb = 10 ppm) SiO2-Ätzgeschwindigkeit = 0,7 nm/min NH4OH:H2O2:H2O = 1:1:10 Temperatur = 80°C
    Vergleichsbeispiel 2 synthetischer Quarz (2,0 ppb) SiO2-Ätzgeschwindigkeit = 0,7 nm/min NH4OH:H2O2:H2O = 1:1:10 Temperatur = 80°C
    Vergleichsbeispiel 3 synthetischer Quarz (2,0 ppb) SiO2-Ätzgeschwindigkeit = 0,3 nm/min NH4OH:H2O2:H2O = 1:1:10 Temperatur = 50°C
    Beispiel 1 synthetischer Quarz (0,5 ppb) SiO2-Ätzgeschwindigkeit = 0,3 nm/min NH4OH:H2O2:H2O = 1:1:10 Temperatur = 50°C
    Beispiel 2 synthetischer Quarz (0,5 ppb) SiO2-Ätzgeschwindigkeit = 0,2 nm/min NH4OH:H2O2:H2O = 1:1:10 Temperatur = 40°C
    Beispiel 3 synthetischer Quarz (1,0 ppb) SiO2-Ätzgeschwindigkeit = 0,3 nm/min NH4OH:H2O2:H2O = 1:1:10 Temperatur = 50°C
    [Tabelle 2]
    Bedingungen Wafer-Oberflächenmetall-Verunreinigung (Al-Konzentration)
    Vergleichsbeispiel 1 22,1 × 1010 Atome/cm2
    Vergleichsbeispiel 2 3,9 × 1010 Atome/cm2
    Vergleichsbeispiel 3 1,9 × 1010 Atome/cm2
    Beispiel 1 0,6 × 1010 Atome/cm2
    Beispiel 2 0,4 × 1010 Atome/cm2
    Beispiel 3 0,9 × 1010 Atome/cm2
  • Von den Ergebnissen von Beispielen 1 bis 3, wie oben erwähnt, konnte verstanden werden, dass die Oberflächen-Al-Konzentration des Halbleiter-Wafers nach dem Ammoniak- und Per-Wasser-Reinigen auf 1 × 1010 Atome/cm2 oder niedriger gebracht werden kann, da der Halbleiter-Wafer durch Füllen einer Reinigungslösung, enthaltend Ammoniak und Per-Wasser, in einen Reinigungstank, umfassend ein synthetisches Quarzmaterial mit einer durchschnittlichen Al-Konzentration von 1 ppb oder weniger, wenn der Halbleiter-Wafer gereinigt wird, gereinigt wird, Eintauchen des Halbleiter-Wafers in die Reinigungslösung und Einstellen der Bedingungen, dass eine Oberflächen-Ätzgeschwindigkeit des synthetischen Quarzes durch die Reinigungslösung 0,3 nm/min oder weniger wird.
  • Andererseits konnte die Oberflächen-Al-Konzentration des Halbleiter-Wafers in den Vergleichsbeispielen 1 und 2 nach dem Ammoniak- und Per-Wasser-Reinigen nicht auf 1 × 1010 Atome/cm2 oder weniger gebracht werden, da der Halbleiter-Wafer durch Einfüllen einer Reinigungslösung, enthaltend Ammoniak- und Per-Wasser in einen Reinigungstank, umfassend ein Quarzmaterial (Vergleichsbeispiel 1 ist ein natürlicher Quarz und Vergleichsbeispiel 2 ist ein synthetischer Quarz) mit einer durchschnittlichen Al-Konzentration von größer als 1 ppb, wenn der Halbleiter-Wafer gereinigt wird, gereinigt wird, Eintauchen des Halbleiter-Wafers in die Reinigungslösung und Reinigen des Halbleiter-Wafers mit einer Oberflächen-Ätzgeschwindigkeit des Quarzes durch die Reinigungslösung von größer als 0,3 nm/min.
  • Ebenso konnte die Oberflächen-Al-Konzentration des Halbleiter-Wafers von Vergleichsbeispiel 3 nach dem Ammoniak- und Per-Wasser-Reinigen nicht auf 1 × 1010 Atome/cm2 oder weniger gebracht werden, gleichermaßen wie in den Vergleichsbeispielen 1 und 2, da ein Reinigungstank, umfassend ein synthetisches Quarzmaterial mit einer durchschnittlichen Al-Konzentration von größer als 1 ppb, verwendet wurde, während der Halbleiter-Wafer durch die Reinigungslösung, enthaltend Ammoniak und Per-Wasser, gereinigt wird, sodass die Oberflächen-Ätzgeschwindigkeit des synthetischen Quarzes 0,3 nm/min wurde.
  • Gleichzeitig wurde die Ätzgeschwindigkeit des Quarztanks durch eine Temperatur der Reinigungslösung verändert, wenn das Ammoniak- und Per-Wasser-Reinigen in Beispielen 1 bis 3 und Vergleichsbeispielen 1 bis 3 durchgeführt wird, jedoch kann die Ätzgeschwindigkeit des Quarztanks gleichermaßen durch Ändern einer Zusammensetzung aufgrund eines Mischverhältnisses von Ammoniak und Per-Wasser, enthaltend eine Reinigungslösung, verändert werden.
  • Es muss hier angemerkt werden, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die Ausführungsformen, die in den Beispielen gezeigt sind, beschränkt ist. Die Ausführungsformen, die in den Beispielen gezeigt sind, stellen lediglich Beispiele dar, sodass jegliche Ausführungsformen, die im Wesentlichen aus dem gleichen technischen Konzept wie in den Ansprüchen der vorliegenden Erfindung bestehen, und einen ähnlichen Effekt ausdrücken, in den technischen Schutzbereich der vorliegenden Erfindung eingeschlossen sind.

Claims (2)

  1. Verfahren zum Reinigen eines Halbleiter-Wafers, welches das Einfüllen einer Reinigungslösung, enthaltend Ammoniak und wässriges Wasserstoffperoxid in einen Reinigungstank, umfassend ein synthetisches Quarzmaterial mit einer durchschnittlichen Al-Konzentration von 1 ppb oder weniger, Eintauchen des Halbleiter-Wafers in die Reinigungslösung, und Reinigen des Halbleiter-Wafers, sodass eine Oberflächen-Ätzgeschwindigkeit des synthetischen Quarzes durch die Reinigungslösung 0,3 nm/min oder weniger wird, umfasst.
  2. Das Verfahren zum Reinigen eines Halbleiter-Wafers nach Anspruch 1, wobei der Halbleiter-Wafer durch kontinuierliches Kontrollieren der jeweiligen Konzentrationen des Ammoniaks und des wässrigen Wasserstoffperoxids in der Reinigungslösung durch einen Zirkulations-Filtrationsapparat kontrolliert ist, welcher zum Durchführen einer Filtration und Wärmen bei einer konstanten Temperatur durch Zirkulieren der Reinigungslösung ist.
DE201311002027 2012-05-18 2013-04-18 Verfahren zum Reinigen eines Halbleiter-Wafers Withdrawn DE112013002027T5 (de)

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