JP2000049127A - 半導体シリコン単結晶ウェーハのピット保管方法 - Google Patents

半導体シリコン単結晶ウェーハのピット保管方法

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JP2000049127A
JP2000049127A JP21417298A JP21417298A JP2000049127A JP 2000049127 A JP2000049127 A JP 2000049127A JP 21417298 A JP21417298 A JP 21417298A JP 21417298 A JP21417298 A JP 21417298A JP 2000049127 A JP2000049127 A JP 2000049127A
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JP
Japan
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water
wafer
pit
electrolytic
polishing
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JP21417298A
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English (en)
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Koichiro Watanabe
浩一郎 渡▼邊▲
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Shin Etsu Handotai Co Ltd
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Shin Etsu Handotai Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】研磨後のウェーハをピット槽中の電解カソード
水に浸漬して次の洗浄工程までの間保管することによっ
て研磨剤を用いた研磨時に発生した研磨剤やシリコン
層、酸化膜の研磨屑等に起因するパーティクルを、ウェ
ーハ面をエッチングすることなく効率よく除去すること
ができるようにした半導体シリコン単結晶ウェーハのピ
ット保管方法を提供する。 【解決手段】研磨後の半導体シリコン単結晶ウェーハ
を、ピット槽の水中に浸漬して次の洗浄工程までの間保
管する方法において、該ピット槽の水として電解カソー
ド水を用いることによって当該ウェーハ面からパーティ
クルを除去するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体シリコン単
結晶ウェーハ(以下、単にウェーハということがある)
及び表面に酸化膜を有するウェーハを、研磨後にピット
槽中の水に浸漬して次の洗浄工程までの間保管する方法
に関する。
【0002】
【関連技術】半導体シリコン単結晶ウェーハは、一般的
には、シリコン単結晶インゴットをスライスして薄円板
状のウェーハを得るスライス工程、該スライス工程によ
って得られたウェーハの割れ、欠けを防止するためにそ
の外周部を面取りする面取り工程、この面取りされたウ
ェーハを平面化するラッピング工程、面取り及びラッピ
ングされたウェーハに残留する加工歪みを除去するエッ
チング工程、このエッチングされたウェーハ表面を鏡面
化する研磨工程及び研磨されたウェーハを洗浄してこれ
に付着した研磨剤や異物を除去する洗浄工程を経て製造
される。
【0003】研磨後のウェーハは、次の洗浄工程までの
運搬には純水をピット槽に満たし、その中にウェーハを
浸漬して行っている。しかし、研磨後のウェーハ表面に
は研磨工程で使用したスラリーや研磨工程で発生したシ
リコン屑がパーティクルとしてウェーハ表面に付着し、
洗浄で落ちにくくなる等の問題があった。
【0004】他方、半導体デバイス製造工程においては
素子の高集積化に伴い多層配線が用いられているが、こ
うした配線等に起因する段差が大きくなり、ホトリソグ
ラフィーで素子のパターンを形成する時の障害となって
いる。この解決のために、層間絶縁膜として形成した酸
化膜を研磨剤を用いて化学的・物理的に研磨することが
行われている。この表面に酸化膜を有するウェーハの研
磨においても研磨剤や酸化膜の研磨屑のパーティクルと
しての付着が問題となっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記した問
題点に鑑みなされたもので、研磨後のウェーハをピット
槽中の電解カソード水に浸漬して次の洗浄工程までの間
保管することによって研磨剤を用いた研磨時に発生した
研磨剤やシリコン屑、酸化膜の研磨屑等に起因するパー
ティクルを、ウェーハ面をエッチングすることなく効率
よく除去することができるようにした半導体シリコン単
結晶ウェーハのピット保管方法を提供することを目的と
する。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の半導体シリコン単結晶ウェーハのピット保
管方法は、研磨後の半導体シリコン単結晶ウェーハを、
ピット槽の水中に浸漬して次の洗浄工程までの間保管す
る方法において、該ピット槽の水として電解カソード水
を用いることによって当該ウェーハ面からパーティクル
を除去することを特徴とする。
【0007】また、本発明の表面に酸化膜を有する半導
体シリコンウェーハのピット保管方法は、表面に酸化膜
を有する半導体シリコン単結晶ウェーハの研磨後、ピッ
ト槽の水中に浸漬して次の工程までの間保管する方法に
おいて、該ピット槽の水として電解カソード水を用いる
ことによって当該ウェーハ面からパーティクルを除去す
ることを特徴とする。
【0008】本発明において用いられる電解カソード水
としては、純水(又は超純水)を電気分解して得られる
電解カソード水が好適に用いられるが、純水(又は超純
水)に電解質を添加した電解質溶液を電気分解して得ら
れる電解カソード水もpHが5.5〜10の範囲のもの
であれば使用できる。
【0009】pHが5.5未満ではパーティクル除去の
効果が得られず、pHが10を越えるとウェーハ(鏡面
研磨ウェーハ)の面荒れが生じ易くなってしまう。な
お、添加される電解質としては、特別の限定はないが、
例えばNaCl,NH4Cl等をあげることができる。
【0010】本発明による電解カソード水を用いたピッ
ト槽保管は、研磨剤を用いた所定の研磨後に行えばパー
ティクル除去の効果が得られるが、シリコン単結晶ウェ
ーハの鏡面研磨のように複数段の研磨を行う場合には最
終段の仕上げ研磨後に行うことが好ましい。
【0011】上記電解カソード水への半導体シリコン単
結晶ウェーハの浸漬は10分〜180分程度行うのが好
適である。この浸漬時間が10分未満ではピット槽保管
時の電解カソード水によるパーティクル除去効果が充分
でなく、180分を越えると、生産性が低下するととも
に重金属汚染の可能性が高くなってしまう。
【0012】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態をあげ
るが、以下の説明は例示的に示されるもので限定的に解
釈すべきものでないことはいうまでもない。
【0013】電気化学的処理や物理的処理など、水に何
等かのエネルギーを与えて活性化させた機能水が知られ
ているが、水を電気分解すると得られる電解イオン水は
この機能水の一種としてあげられている。この電解イオ
ン水は電解アノード水(陽極水)と電解カソード水(陰
極水)に大別される(例えば、「シリコンの科学」UC
S半導体基盤技術研究会編、377〜384頁、株式会
社リアライズ社1996年6月28日発行、「クリーン
テクノロジー」1996年3月号、53〜57頁「電解
オイン水の開発と応用」酒井重男著)。
【0014】純水(又は超純水)を電気分解すると、
【0015】
【化1】 H2O→1/2O2+2H++2e- ・・・・・(1)
【0016】陽極では、式(1)の電解反応により、酸
素(及びオゾンと水素イオン)が生成し、電解アノード
水(純水電解による)が得られる。
【0017】また、純水(又は超純水)に電解質(例え
ばNaCl)を添加した電解質溶液を電気分解すると、
【0018】
【化2】
【0019】陽極では、式(1)(2)の電解反応によ
り酸素ガスと水素イオン、塩素ガスが生成する。生成し
た塩素ガスは水に溶解し、式(3)にしたがって、塩酸
と次亜塩素酸となる。
【0020】純水電解による電解アノード水は、中性領
域で+0.7V〜+1.2Vの高い酸化還元電位(高い
酸化性)を示し、電解質添加電解による電解アノード水
は、pHが0〜7の領域で+0.7V〜+1.4Vの高
い酸化還元電位(高い酸化力)を示す。
【0021】純水電解による電解アノード水の高い酸化
還元電位は、酸素の他に高い酸化力を示すオゾンを含む
ためであり、電解質添加電解による電解アノード水の高
い酸化還元電位は、オゾンの他にClOX -が生成される
からである。電解アノード水の酸化還元電位は、純水電
解、電解質添加電解ともに3000分程度の時間内では
変化が少なく安定している。
【0022】これに対し、純水(又は超純水)を電気分
解した場合、
【0023】
【化3】 2H2O+2e-→1/2H2+2OH- ・・・・・(4)
【0024】陰極では、式(4)の電解反応により、水
素ガスと水酸イオンが生成し、電解カソード水(純水電
解による)が得られる。
【0025】また、純水(又は超純水)に電解質(例え
ばNaCl)を添加した電解質溶液を電気分解した場
合、
【0026】
【化4】 2H2O+2e-→1/2H2+2OH- ・・・・・(4) Na++e-→Na ・・・・・・・・・・・・(5) Na+H2O→NaOH+1/2H2 ・・・・・・(6)
【0027】陰極では、式(4)(5)の電解反応によ
り水素ガスと水酸イオン、Naが生成する。生成したN
aは、水と反応し、式(6)にしたがって、NaOHと
なる。
【0028】純水電解による電解カソード水は、中性領
域で−0.3V〜−0.7Vの負の大きい酸化還元電位
(高い還元性)を示し、電解質添加電解による電解カソ
ード水は、pH7〜14の領域で−0.3V〜−1.1
Vの負の大きい酸化還元電位(高い還元性)を示す。電
解カソード水が高い還元性を示すのは、溶存水素を含む
ためである。
【0029】電解カソード水の酸化還元電位は、純水電
解、電解質添加電解ともに、大気解放状態では500分
程度、大気遮断状態では1500分程度で0に戻る傾向
がある。したがって、電解カソード水は生成後早めに使
用する必要がある。
【0030】従来、研磨剤を用いた研磨を行った後のウ
ェーハ表面は活性なため、次工程である洗浄工程までの
間は純水を入れたピット槽中にウェーハを浸漬して一時
的に保管していた。本発明者は電解カソード水を研磨後
のウェーハ浸漬用のピット水に適用すると、パーティク
ル除去の効果があることを確認して本発明を完成させ
た。
【0031】また、電解カソード水によるピット槽保管
はシリコン単結晶ウェーハ表面の鏡面研磨のみならず、
表面に酸化膜等を有するデバイスパターンが形成された
ウェーハの化学的、物理的研磨においてもパーティクル
除去の効果が得られる。
【0032】シリコン単結晶ウェーハの鏡面研磨や表面
に酸化膜を有するウェーハの研磨後のピット槽中保管に
おいて、電解カソード水を用いると、電解カソード水中
のOH-イオンの働きで、研磨剤やシリコンや酸化膜の
研磨屑がパーティクルとして付着しているものが除去さ
れるのである。
【0033】
【実施例】以下に、本発明の実施例をあげてさらに具体
的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定される
ものではなく、本発明の技術思想から逸脱しない限り、
種々の変形が可能であることはいうまでもない。
【0034】実施例1 試料ウェーハ:チョクラルスキー(CZ)法で製造した
(低速引上げ、0.4mm/min)p型、結晶方位<
100>、300mmφ、シリコンウェーハ50枚。 試料ウェーハの製造工程:スライス→面取り→ラップ→
エッチング→粗研磨。
【0035】低速引上げウェーハは、COP(Crystal O
riginated Particle) と呼ばれるGrown-in欠陥が少な
い。COPもパーティクル測定装置(サーフスキャン)
でパーティクルとして検出されてしまうので、その影響
を極力排除するために試料ウェーハとして低速引上げウ
ェーハを用いた。
【0036】実験フロー:仕上げ研磨→ピット槽保管
(電解カソード水、120分)→純水リンス(4分)→
乾燥。
【0037】・仕上げ研磨 研磨機:枚葉式研磨機 研磨剤:コロイダルシリカ 研磨圧:100g/cm2 時間:90秒
【0038】・電解カソード水の生成 電解イオン水発生装置:オルガノ製3槽式を用いて純水
を電気分解して電解カソード水を生成した。
【0039】・乾燥 IPA(イソプロピルアルコール)ベーパー乾燥
【0040】パーティクル測定:テンコール社製サーフ
スキャンSP1(Tencor InstrumentsSurfscan SP1) を
用いて測定した。
【0041】上記した工程を通した試料ウェーハの表面
のパーティクル数を上記したパーティクル測定装置で、
測定しその結果を図1に示した。
【0042】比較例1 ピット槽保管条件を純水+界面活性剤(ノニオン系界面
活性剤)で120分とした以外は実施例1と同様に試料
ウェーハ(50枚)の処理を行い、乾燥後のウェーハ表
面のパーティクル数を測定し、その結果を図1に示し
た。
【0043】図1の結果から明らかなごとく、本発明方
法によるピット槽保管を行ったウェーハ(実施例1)の
パーティクル数は、従来と同様のピット槽保管を行った
ウェーハ(比較例1)のパーティクル数に比較して低減
していることが確認できた。
【0044】実施例2 試料ウェーハ:チョクラルスキー(CZ)法で製造した
(低速引上げ、0.4mm/min.)p型、結晶方位
<100>、200mmφ、シリコンウェーハ50枚に
モノシランと酸素を原料ガスとした常圧CVD法により
2μmのSiO2膜を緻密化するために窒素雰囲気下8
00℃で30分熱処理を行ったもの。
【0045】実験フロー:酸化膜研磨→ピット槽保管
(電解カソード水、120分)→純水リンス(3分)→
乾燥。
【0046】・酸化膜研磨条件 研磨機:枚葉式研磨機 研磨剤:コロイダルシリカ 研磨圧:400g/cm2 研磨時間:60秒
【0047】・電解カソード水の生成 電解イオン水発生装置:オルガノ製3槽式を用いて純水
を電気分解して電解カソード水を生成した。
【0048】・乾燥 IPA(イソプロピルアルコール)ベーパー乾燥
【0049】パーティクル測定:テンコール社製サーフ
スキャンSP1(Tencor InstrumentsSurfscan SP1) を
用いて測定した。
【0050】上記した工程を通した試料ウェーハ面のパ
ーティクル数を上記したパーティクル測定装置で測定
し、その結果を図2に示した。
【0051】比較例2 ピット槽保管条件を純水+界面活性剤(ノニオン系界面
活性剤)で120分とした以外は実施例2と同様に試料
ウェーハ(25枚)の研磨を行い、乾燥後のウェーハ表
面のパーティクル数を測定し、その結果を図2に示し
た。
【0052】図2の結果から、明らかなごとく、本発明
方法によってピット槽保管を行った表面に酸化膜を有す
るウェーハ(実験例2)のパーティクル数は従来と同様
のピット槽保管を行った表面に酸化膜を有するウェーハ
(比較例2)のパーティクル数に比較して低減している
ことが確認できた。
【0053】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、研磨後
のウェーハをピット槽中の電解カソード水に浸漬して次
の洗浄工程までの間保管することによって、研磨剤を用
いた研磨時に発生した研磨剤やシリコン屑、酸化膜の研
磨屑等に起因するパーティクルを、ウェーハ面をエッチ
ングすることなく効率よく除去できるという効果が達成
される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施例1と比較例1におけるピット槽保管ウ
ェーハのパーティクル数を示すグラフである。
【図2】 実施例2と比較例2におけるピット槽保管ウ
ェーハのパーティクル数を示すグラフである。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 研磨後の半導体シリコン単結晶ウェーハ
    を、ピット槽の水中に浸漬して次の洗浄工程までの間保
    管する方法において、該ピット槽の水として電解カソー
    ド水を用いることによって当該ウェーハ面からパーティ
    クルを除去することを特徴とする半導体シリコン単結晶
    ウェーハのピット保管方法。
  2. 【請求項2】 前記研磨が最終段の仕上げ研磨であるこ
    とを特徴とする請求項1記載の半導体シリコン単結晶ウ
    ェーハのピット保管方法。
  3. 【請求項3】 表面に酸化膜を有する半導体シリコン単
    結晶ウェーハの研磨後、ピット槽の水中に浸漬して次の
    洗浄工程までの間保管する方法において、該ピット槽の
    水として電解カソード水を用いることによって当該ウェ
    ーハ表面からパーティクルを除去することを特徴とする
    表面に酸化膜を有する半導体シリコン単結晶ウェーハの
    ピット保管方法。
  4. 【請求項4】 前記電解カソード水のpHが5.5〜1
    0の範囲であることを特徴とする請求項1〜3のいずれ
    か1項に記載の半導体シリコン単結晶ウェーハのピット
    保管方法。
  5. 【請求項5】 電解カソード水への半導体シリコン単結
    晶ウェーハの浸漬を10分〜180分行うことを特徴と
    する請求項1〜4のいずれか1項に記載の半導体シリコ
    ン単結晶ウェーハのピット保管方法。
JP21417298A 1998-07-29 1998-07-29 半導体シリコン単結晶ウェーハのピット保管方法 Pending JP2000049127A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8303722B2 (en) 2001-03-16 2012-11-06 Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. Water and method for storing silicon wafer

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8303722B2 (en) 2001-03-16 2012-11-06 Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. Water and method for storing silicon wafer

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