JP2000124182A - Cleaning of semiconductor substrate and the semiconductor substrate - Google Patents

Cleaning of semiconductor substrate and the semiconductor substrate

Info

Publication number
JP2000124182A
JP2000124182A JP10297050A JP29705098A JP2000124182A JP 2000124182 A JP2000124182 A JP 2000124182A JP 10297050 A JP10297050 A JP 10297050A JP 29705098 A JP29705098 A JP 29705098A JP 2000124182 A JP2000124182 A JP 2000124182A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor substrate
substrate
oxide film
cleaning
organic compound
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10297050A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshihiro Mori
良弘 森
Kenichi Kamimura
賢一 上村
Susumu Otsuka
進 大塚
Toshihiro Morimoto
敏弘 森本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Priority to JP10297050A priority Critical patent/JP2000124182A/en
Publication of JP2000124182A publication Critical patent/JP2000124182A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor substrate which is manufactured by a method, wherein when the substrate is cleaned using an organic compound-added chemical, the organic compound itself is prevented from being adsorbed to the substrate and the yield of a device is not deteriorated. SOLUTION: A 5 to 100 angstrom oxide film consisting of a substrate material is made to form on the surface of a semiconductor substrate, and thereafter the substrate is cleaned with a chemical containing one weight ppm or higher to 10 wt.% or lower of an organic compound. Since the oxide film formed before hand acts as a protective film with respect the to adsorption of the organic compound to the substrate, the adsorption of the organic compound added to the chemical to the substrate, that is, the contamination on the substrate due to an organic substance can be prevented.

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】この発明は、半導体基板の洗
浄方法及びその方法により洗浄した半導体基板に関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for cleaning a semiconductor substrate and a semiconductor substrate cleaned by the method.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体製造工程において、半導体基板表
面に付着したパーティクル(ゴミ)や金属はそれぞれ配
線不良や電気特性劣化を引き起こすことが広く知られて
いる。このため、従来より、これらの汚染物質を除去す
るための薬液洗浄が多用されている。
2. Description of the Related Art In a semiconductor manufacturing process, it is widely known that particles (dust) and metal adhering to the surface of a semiconductor substrate cause wiring defects and deterioration of electrical characteristics. Therefore, chemical cleaning for removing these contaminants has been frequently used.

【0003】代表的な薬液としては、アンモニア−過酸
化水素水混合液(APM)、塩酸−過酸化水素水混合液
(HPM)、硫酸−過酸化水素混合液(SPM)、希弗
酸溶液(DHF)などが挙げられる。また最近では、弗
酸−過酸化水素混合液(FPM)、弗酸−オゾン水溶液
等の新しい薬液が使用されつつある。
[0003] Representative chemicals include ammonia-hydrogen peroxide mixture (APM), hydrochloric acid-hydrogen peroxide mixture (HPM), sulfuric acid-hydrogen peroxide mixture (SPM), and dilute hydrofluoric acid solution (SPM). DHF) and the like. In recent years, new chemical solutions such as a mixed solution of hydrofluoric acid and hydrogen peroxide (FPM) and an aqueous solution of hydrofluoric acid and ozone have been used.

【0004】さらに、これらの薬液による基板の洗浄効
率を向上させる目的で、有機化合物が添加される場合も
ある。例えば、APM洗浄液に錯形成剤(特許第259
9021号)や界面活性剤(K.Mori et al., 1993 Semi
conductor Pure Water and Chemicals Conference, San
ta Clara, 1993, Chemical Proceedings, p.122)を添
加する方法や、FPMまたは弗酸−オゾンに界面活性剤
を添加する方法(S.Ojima et al., 信学技報 Technica
l Report of IEICE, SDM95-86, p.105, 1995)が提案さ
れている。
Further, an organic compound may be added for the purpose of improving the cleaning efficiency of the substrate with these chemicals. For example, a complexing agent is added to an APM cleaning solution (Japanese Patent No. 259).
No. 9021) and surfactants (K. Mori et al., 1993 Semi)
conductor Pure Water and Chemicals Conference, San
ta Clara, 1993, Chemical Proceedings, p. 122) or a method of adding a surfactant to FPM or hydrofluoric acid-ozone (S. Ojima et al., IEICE Technica).
l Report of IEICE, SDM95-86, p.105, 1995) has been proposed.

【0005】しかし、上記のように有機化合物を薬液に
添加した場合にパーティクル又は金属の除去能力が向上
する一方で、添加した有機化合物自身が半導体基板に吸
着し、これが熱処理後の結晶欠陥を誘起したりデバイス
の電気特性を悪化させる場合がある。結晶欠陥や電気特
性の悪化はデバイス歩留まりを低下させるので、量産ラ
インへの適用に際しては大きな障害となる。
However, when an organic compound is added to a chemical solution as described above, the ability to remove particles or metals is improved, but the added organic compound itself is adsorbed on a semiconductor substrate, which induces crystal defects after heat treatment. Or may degrade the electrical characteristics of the device. Since crystal defects and deterioration of electrical characteristics lower the device yield, they become a major obstacle in application to mass production lines.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】この発明は上記問題に
鑑みてなされたものであり、有機化合物を添加した薬液
を用いる半導体基板の洗浄において有機化合物自身の基
板への吸着を防止し、デバイス歩留まりの悪化しない半
導体基板を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and prevents the organic compound itself from being adsorbed to the substrate in cleaning a semiconductor substrate using a chemical solution containing an organic compound, thereby improving the device yield. It is an object of the present invention to provide a semiconductor substrate which does not deteriorate.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記課題
に鑑みて有機物吸着現象に関して鋭意検討を重ねてき
た。その結果、結晶欠陥や電気特性悪化を引き起こす多
くの有機化合物は、基板物質そのものに対しては吸着し
やすく、一方基板の酸化物には吸着しにくいことを見出
し、本発明を完成させた。
Means for Solving the Problems In view of the above problems, the present inventors have made intensive studies on the organic substance adsorption phenomenon. As a result, they have found that many organic compounds causing crystal defects and deterioration of electrical properties are easily adsorbed on the substrate material itself, but are hardly adsorbed on the oxide of the substrate, thereby completing the present invention.

【0008】本発明の要旨は以下の通りである。The gist of the present invention is as follows.

【0009】(1)厚さ5オングストローム未満の酸化
膜を有する半導体基板の洗浄方法において、半導体基板
表面に5〜100オングストロームの酸化膜を形成させ
た後、該基板を1重量ppm以上10重量%以下の有機
化合物を含有する薬液で洗浄することを特徴とする半導
体基板の洗浄方法。
(1) In a method for cleaning a semiconductor substrate having an oxide film having a thickness of less than 5 angstroms, after forming an oxide film of 5 to 100 angstroms on the surface of the semiconductor substrate, the substrate is added in an amount of 1 to 10 wt%. A method for cleaning a semiconductor substrate, comprising cleaning with a chemical containing the following organic compound.

【0010】(2)酸化剤を含有する溶液によって酸化
膜を形成させる(1)記載の洗浄方法。
(2) The cleaning method according to (1), wherein an oxide film is formed by a solution containing an oxidizing agent.

【0011】(3)酸化剤が、過酸化水素、硝酸、及び
オゾンから選ばれる一種または二種以上の酸化剤である
(2)記載の洗浄方法。
(3) The cleaning method according to (2), wherein the oxidizing agent is one or more oxidizing agents selected from hydrogen peroxide, nitric acid, and ozone.

【0012】(4)酸化性気体を含有する雰囲気中で酸
化膜を形成させる(1)記載の洗浄方法。
(4) The cleaning method according to (1), wherein the oxide film is formed in an atmosphere containing an oxidizing gas.

【0013】(5)酸化性気体が、窒素酸化物、オゾ
ン、及び酸素から選ばれる一種または二種以上の気体で
ある(4)記載の洗浄方法。
(5) The cleaning method according to (4), wherein the oxidizing gas is one or two or more gases selected from nitrogen oxides, ozone, and oxygen.

【0014】(6)有機化合物が、界面活性剤及び/又
は錯形成剤である(1)記載の洗浄方法。
(6) The cleaning method according to (1), wherein the organic compound is a surfactant and / or a complex forming agent.

【0015】(7)薬液が、アンモニア−過酸化水素水
混合液(APM)、塩酸−過酸化水素水混合液(HP
M)、硫酸−過酸化水素水混合液(SPM)、希弗酸溶
液(DHF)、弗酸−過酸化水素水混合液(FPM)、
又は弗酸(HF)−オゾン水溶液である(1)記載の洗
浄方法。
(7) The chemical solution is an ammonia-hydrogen peroxide mixture (APM) or a hydrochloric acid-hydrogen peroxide mixture (HP
M), sulfuric acid-hydrogen peroxide mixture (SPM), dilute hydrofluoric acid solution (DHF), hydrofluoric acid-hydrogen peroxide mixture (FPM),
Alternatively, the cleaning method according to (1), wherein the cleaning method is an aqueous solution of hydrofluoric acid (HF) and ozone.

【0016】(8)半導体基板がシリコンウェハである
(1)記載の洗浄方法。
(8) The cleaning method according to (1), wherein the semiconductor substrate is a silicon wafer.

【0017】(9)(1)〜(8)に記載の方法により
洗浄したp型半導体基板であって、該基板をウェット雰
囲気中で1100℃120分間熱処理した後に基板表面
に発生する酸化物誘起積層欠陥が50個/cm2 以下で
あることを特徴とする半導体基板。
(9) A p-type semiconductor substrate which has been cleaned by the method described in (1) to (8), wherein the substrate is subjected to a heat treatment at 1100 ° C. for 120 minutes in a wet atmosphere to induce an oxide induced on the substrate surface. A semiconductor substrate having a stacking fault of 50 defects / cm 2 or less.

【0018】(10)(1)〜(8)に記載の方法によ
り洗浄したn型半導体基板であって、該基板をウェット
雰囲気中で1100℃120分間熱処理した後に基板表
面に発生する酸化物誘起積層欠陥が500個/cm2
下であることを特徴とする半導体基板。
(10) An n-type semiconductor substrate which has been cleaned by the method described in (1) to (8), wherein an oxide induced on the surface of the substrate is heat-treated at 1100 ° C. for 120 minutes in a wet atmosphere. A semiconductor substrate having a stacking fault of 500 defects / cm 2 or less.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下に、本発明を詳細に説明す
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail.

【0020】本発明では、半導体基板上に形成する酸化
膜の厚みを制御しやすくするため、酸化膜厚みが5オン
グストローム未満の半導体基板を用いることが必要であ
る。5オングストローム以上の酸化膜厚みを有する半導
体基板に対しては、予め基板上に生成している酸化膜を
剥離してから、新たに酸化膜を形成させることが好まし
い。基板上の酸化膜を剥離する手段としては、HF水溶
液に浸漬することなどが例示できる。
In the present invention, it is necessary to use a semiconductor substrate having an oxide film thickness of less than 5 Å in order to easily control the thickness of the oxide film formed on the semiconductor substrate. For a semiconductor substrate having an oxide film thickness of 5 angstroms or more, it is preferable that an oxide film formed on the substrate be peeled in advance and a new oxide film be formed. As a means for removing the oxide film on the substrate, immersion in an HF aqueous solution can be exemplified.

【0021】半導体基板の洗浄に先立ち、予め形成させ
た5〜100オングストロームの酸化膜は有機化合物吸
着に対する保護膜として機能するため、有機化合物含有
薬液で該半導体基板を洗浄した際に有機化合物の吸着が
抑制され、その結果、洗浄後の基板表面への有機化合物
の残留を防止できる。形成する酸化膜の厚みが5オング
ストローム未満では、酸化膜が薄すぎて有機化合物分子
のすり抜けが起こるため、十分な有機化合物付着抑制が
できない。また、100オングストローム超では、付着
抑制作用が飽和するとともに、後工程での酸化膜除去作
業が必要となるため生産性やコストの点で好ましくな
い。
Prior to the cleaning of the semiconductor substrate, an oxide film of 5 to 100 angstroms formed in advance functions as a protective film against the adsorption of the organic compound. As a result, it is possible to prevent the organic compound from remaining on the substrate surface after cleaning. If the thickness of the oxide film to be formed is less than 5 angstroms, the oxide film is too thin to allow organic compound molecules to pass through, so that it is impossible to sufficiently suppress the adhesion of the organic compound. On the other hand, if it exceeds 100 angstroms, the effect of suppressing adhesion is saturated, and an operation of removing an oxide film in a later step is required, which is not preferable in terms of productivity and cost.

【0022】半導体基板上への酸化膜形成手段として
は、酸化剤を含有する溶液に浸漬する方法、及び酸化性
気体を含有する雰囲気に暴露する方法がある。前者の場
合、酸化剤として過酸化水素、硝酸、オゾンが好適であ
り、これらを含有する溶液としては、APM、SPM、
硝酸水溶液、オゾン水、等が例示される。また、後者の
場合、酸化性気体としてNO2 等の窒素酸化物ガス、オ
ゾンガス、酸素ガスが好適であり、これらの気体を単独
で使用しても、空気や不活性ガス等の各種気体と混合希
釈してから用いても良い。本発明では、基板上に5〜1
00オングストロームの酸化膜が形成できれば、これら
の酸化剤や酸化性気体の含有量や酸化膜形成条件などを
特に限定するものではないが、5〜10ppmのオゾン
水に室温で5分間程度浸漬する方法や、200ppmの
オゾンガスに室温で10分間程度暴露する方法が、化学
量論比に近い緻密な酸化膜を形成でき、また処理後の廃
液・排気処理の負荷も小さいため好適である。
As a means for forming an oxide film on a semiconductor substrate, there are a method of dipping in a solution containing an oxidizing agent and a method of exposing to an atmosphere containing an oxidizing gas. In the former case, hydrogen peroxide, nitric acid, and ozone are preferable as the oxidizing agent, and the solution containing these is APM, SPM,
Examples include nitric acid aqueous solution and ozone water. In the latter case, a nitrogen oxide gas such as NO 2 , an ozone gas, or an oxygen gas is preferable as the oxidizing gas. Even if these gases are used alone, they are mixed with various gases such as air and an inert gas. It may be used after dilution. In the present invention, 5-1 to 1
As long as an oxide film having a thickness of 00 Å can be formed, the content of these oxidizing agents and oxidizing gases and the conditions for forming the oxide film are not particularly limited, but a method of immersing in 5 to 10 ppm ozone water at room temperature for about 5 minutes. Alternatively, a method of exposing to 200 ppm ozone gas at room temperature for about 10 minutes is preferable because a dense oxide film having a stoichiometric ratio can be formed, and the load of the waste liquid and the exhaust treatment after the treatment is small.

【0023】そして、このように酸化膜を形成した半導
体基板を有機化合物を含有する薬液で洗浄することによ
り、金属、パーティクルや有機物などの付着が抑制され
た清浄な表面状態の半導体基板を得ることができる。こ
こで、洗浄に用いる薬液中の有機化合物の濃度は1重量
ppmから10重量%であることが必要である。1重量
ppm未満では基板への金属やパーティクルの付着抑制
という有機化合物の有する作用効果が得られず、10重
量%超では酸化膜を有する基板表面に対しても有機化合
物が強固に吸着するようになるため好ましくない。
Then, the semiconductor substrate on which the oxide film is formed is washed with a chemical solution containing an organic compound to obtain a clean semiconductor substrate in which adhesion of metals, particles and organic substances is suppressed. Can be. Here, the concentration of the organic compound in the chemical solution used for cleaning needs to be 1 wt ppm to 10 wt%. When the content is less than 1 ppm by weight, the effect of the organic compound, that is, the suppression of the adhesion of metal and particles to the substrate, cannot be obtained. Is not preferred.

【0024】薬液に含有させる有機化合物としては、洗
浄中の基板に対して金属吸着抑制やパーティクル除去が
できる物質であることが必要であり。錯形成剤や界面活
性剤が好適である。錯形成剤として、カテコール、チロ
ン、トロポロン、8−ヒドロキシキノリン−5−スルホ
ン酸等が、界面活性剤として、ドデシルベンゼンスルホ
ン酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテ
ル、サーフロンS145(旭硝子製、商品名)等が例示
できる。また、薬液としては、半導体基板の洗浄ができ
れば良く、APM、HPM、SPM、DHF、FPM又
はHF−オゾン水溶液が好適である。
The organic compound to be contained in the chemical must be a substance capable of suppressing metal adsorption and removing particles from the substrate being washed. Complexing agents and surfactants are preferred. As complexing agents, catechol, tiron, tropolone, 8-hydroxyquinoline-5-sulfonic acid and the like, and as surfactants, sodium dodecylbenzenesulfonate, polyoxyethylene alkyl ether, Surflon S145 (trade name, manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), etc. Can be exemplified. Further, as the chemical solution, it is sufficient that the semiconductor substrate can be cleaned, and APM, HPM, SPM, DHF, FPM or HF-ozone aqueous solution is preferable.

【0025】上述の洗浄を施すことにより、酸化物積層
欠陥の少ない半導体基板が得られる。具体的には、ウェ
ット雰囲気中で1100℃120分間熱処理した後に基
板表面に発生する酸化物誘起積層欠陥が、p型半導体基
板で50個/cm2 以下、n型半導体基板で500個/
cm2 以下となる。
By performing the above-described cleaning, a semiconductor substrate with few oxide stacking faults can be obtained. Specifically, the number of oxide-induced stacking faults generated on the substrate surface after heat treatment at 1100 ° C. for 120 minutes in a wet atmosphere is 50 defects / cm 2 or less for a p-type semiconductor substrate and 500 defects / cm 2 for an n-type semiconductor substrate.
cm 2 or less.

【0026】[0026]

【実施例】以下、この発明の実施例を下記表1、2に従
って説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to Tables 1 and 2 below.

【0027】[0027]

【表1】 [Table 1]

【0028】[0028]

【表2】 [Table 2]

【0029】表1、2は、本発明の実施例及び比較例で
ある。基板としては、CZ法で引き上げたp型10Ωc
mの6インチシリコンウェハを用いた。但し、実施例J
群及びRではn型を、K群及びSでは5μmのエピタキ
シャル層(p型10Ωcm)を堆積したウェハを用い
た。有機物含有洗浄液としては、界面活性剤または錯形
成剤を含有させたAPMまたはFPM洗浄液を用いた。
各処理の条件を以下に示す。
Tables 1 and 2 show examples of the present invention and comparative examples. As the substrate, p-type 10Ωc pulled up by CZ method
m 6 inch silicon wafer was used. However, in Example J
For the group and R, an n-type wafer was used. For the group K and S, a 5 μm epitaxial layer (p-type 10 Ωcm) was used. An APM or FPM cleaning solution containing a surfactant or a complexing agent was used as the organic-containing cleaning solution.
The conditions of each process are shown below.

【0030】出発基板は、シリコンウェハをDHF洗浄
液(1重量%、室温)に2分間浸漬し、引き続き超純水
で5分間オーバーフローリンスした後スピンドライした
ものである。この処理により、シリコンウェハ表面の自
然酸化膜は弗酸で除去され、ベアなシリコン表面が露出
する。
The starting substrate is one in which a silicon wafer is immersed in a DHF cleaning solution (1% by weight, room temperature) for 2 minutes, then overflow-rinsed with ultrapure water for 5 minutes, and then spin-dried. By this process, the natural oxide film on the surface of the silicon wafer is removed with hydrofluoric acid, and the bare silicon surface is exposed.

【0031】ここで出発基板の自然酸化膜を除去する方
法については特に限定しない。例えば、適当な組成のフ
ッ化水素酸と塩酸の混合液や、弗酸と過酸化水素水の混
合液等でもよい。
Here, the method for removing the natural oxide film of the starting substrate is not particularly limited. For example, a mixed solution of hydrofluoric acid and hydrochloric acid having an appropriate composition, a mixed solution of hydrofluoric acid and aqueous hydrogen peroxide, or the like may be used.

【0032】上記出発基板を酸化剤を含有する溶液に浸
漬して、表面に酸化膜を形成させた。具体的には、80
℃のAPM(29%アンモニア水:31%過酸化水素
水:超純水=1:1:5体積比)に5分間浸漬して10
オングストローム、または120℃のSPM(97%硫
酸:31%過酸化水素水=4:1体積比)に5分間浸漬
して20オングストローム、または室温の硝酸(68%
硝酸:水=1:99)に5分間浸漬して20オングスト
ローム、または室温のオゾン水(10ppm)に5分間
浸漬して15オングストロームの酸化膜を形成させた
後、超純水で10分間オーバーフローリンスした。
The starting substrate was immersed in a solution containing an oxidizing agent to form an oxide film on the surface. Specifically, 80
10 minutes by immersion in APM (29% ammonia water: 31% hydrogen peroxide solution: ultrapure water = 1: 1: 5 by volume) at 10 ° C.
Immersion in SPM (97% sulfuric acid: 31% hydrogen peroxide solution = 4: 1 by volume) at 120 ° C. for 5 minutes to 20 angstrom or room temperature nitric acid (68%
(Immersion in nitric acid: water = 1: 99) for 5 minutes to form an oxide film of 20 Å or 20 Å of room temperature ozone water (10 ppm) for 5 minutes to form an oxide film of 15 Å and overflow rinse with ultrapure water for 10 minutes. did.

【0033】または、上記出発基板に対し酸化性気体を
用いて表面に酸化膜を形成させた。具体的には、50p
pmの二酸化窒素雰囲気中に10分間暴露し20オング
ストローム、または10ppmのオゾン雰囲気中に10
分間暴露し30オングストローム、または大気雰囲気中
に室温で放置し3オングストロームまたは6オングスト
ローム、または大気雰囲気中600℃で横型酸化炉に出
し入れし95オングストロームまたは150オングスト
ロームの酸化膜を形成させた。
Alternatively, an oxide film was formed on the surface of the starting substrate by using an oxidizing gas. Specifically, 50p
exposure to 20 Angstroms or 10 ppm ozone atmosphere for 10 minutes.
Exposure for 30 minutes or 30 Å or at room temperature in an air atmosphere, and the substrate was taken in and out of a horizontal oxidation furnace at 3 Å or 6 Å or at 600 ° C. in an air atmosphere to form an oxide film of 95 Å or 150 Å.

【0034】また、従来の材料として、酸化膜形成処理
を行っていない基板を準備した。
As a conventional material, a substrate not subjected to an oxide film forming process was prepared.

【0035】引き続きこれら基板を、有機化合物を含有
したAPM洗浄液(29%アンモニア水:31%過酸化
水素水:超純水=1:1:5体積比、80℃、5分)、
またはFPM洗浄液(50%弗酸:31%過酸化水素
水:水=0.04:3:7、室温、5分、1MHz超音
波印加)で洗浄した。添加する有機化合物としては、錯
形成剤であるトロポロン(以下、TP)、8−ヒドロキ
シキノリン−5−スルホン酸(以下、HQ)、または界
面活性剤であるドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム
(以下、DB)、サーフロンS145(旭硝子(株)商
品名、以下SF)を使用し、各表中に示した濃度を添加
した。
Subsequently, these substrates were washed with an APM cleaning solution containing an organic compound (29% ammonia water: 31% hydrogen peroxide solution: ultrapure water = 1: 1: 5 by volume, 80 ° C., 5 minutes).
Alternatively, cleaning was performed with an FPM cleaning liquid (50% hydrofluoric acid: 31% aqueous hydrogen peroxide: water = 0.04: 3: 7, room temperature, 5 minutes, 1 MHz ultrasonic wave application). Examples of the organic compound to be added include tropolone (hereinafter, TP) as a complexing agent, 8-hydroxyquinoline-5-sulfonic acid (hereinafter, HQ), and sodium dodecylbenzenesulfonate (hereinafter, DB) as a surfactant. And Surflon S145 (trade name of Asahi Glass Co., Ltd., hereinafter referred to as SF) were added at the concentrations shown in each table.

【0036】得られたウェハについて、以下の評価を行
った。
The following evaluation was performed on the obtained wafer.

【0037】(A)レーザー散乱式表面異物計によるパ
ーティクル(ゴミ)の測定 Tencor社製SurfScan6200にて、0.
20μm以上のパーティクルの数を計測した。計測結果
の評価は、A:優れている(0〜4個/ウェハ)、B:
許容(5〜9個/ウェハ)、C:許容できる下限(10
〜29個/ウェハ)、D:不合格(30個以上/ウェ
ハ)である。なおパーティクルに関する合否の判定基準
は作製するデバイスにより異なるが、デバイスメーカー
におけるシリコンウェハ受け入れ検査での典型的基準値
は30個/ウェハ程度と言われているので、今回はこの
基準により判定を行った。
(A) Measurement of Particles (Dust) Using a Laser Scattering Surface Contaminometer A SurfScan 6200 manufactured by Tencor Co., Ltd.
The number of particles having a size of 20 μm or more was measured. Evaluation of the measurement results is as follows: A: excellent (0 to 4 pieces / wafer), B:
Allowable (5 to 9 wafers / wafer), C: Acceptable lower limit (10
2929 / wafer), D: failed (30 or more / wafer). Although the criteria for pass / fail regarding particles differ depending on the device to be manufactured, a typical reference value in a silicon wafer acceptance inspection by a device maker is said to be about 30 pieces / wafer. .

【0038】(B)全反射蛍光X線分析装置による重金
属汚染量を測定 理学電機工業(株)製SYSTEM3726にて、C
r、Fe、Ni、Cu、Zn濃度を測定した。測定結果
の評価は、これら金属の総濃度について、A:優れてい
る(1x1010atoms/cm2 未満)、B:許容
(1〜2x1010atoms/cm2 )、C:許容でき
る下限(2〜5x1010atoms/cm2)、D:不
合格(5x1010atoms/cm2 以上)とした。な
お、パーティクルの場合と同様に金属に関する合否判定
基準は作製するデバイスにより異なるが、デバイスメー
カーにおけるシリコンウェハ受け入れ検査での典型的基
準値は5x1010atoms/cm2 程度と言われてい
るので、今回はこの基準により判定を行った。
(B) Measurement of Heavy Metal Contamination by Total Reflection X-Ray Fluorescence Spectrometer C was measured by SYSTEM 3726 manufactured by Rigaku Corporation.
The r, Fe, Ni, Cu, and Zn concentrations were measured. Evaluation of the measurement results is as follows: A: excellent (less than 1 × 10 10 atoms / cm 2 ), B: acceptable (1-2 × 10 10 atoms / cm 2 ), C: acceptable lower limit ( 2- 5 × 10 10 atoms / cm 2 ), D: Rejected (5 × 10 10 atoms / cm 2 or more). As in the case of particles, the pass / fail judgment criteria for metal differ depending on the device to be manufactured. However, a typical reference value in a silicon wafer acceptance inspection by a device manufacturer is said to be about 5 × 10 10 atoms / cm 2. Determined according to this standard.

【0039】(C)熱処理後の結晶欠陥調査 ウェット雰囲気中1100℃で120分熱酸化し、発生
した結晶欠陥の密度を調査した。この結晶欠陥はパーテ
ィクルと同様にデバイスの配線不良を誘発する。低密度
であればデバイスの冗長回路により救済可能であるが、
ある一定密度を超えると救済不可能になるため不合格と
なる。不合格基準は作製するデバイスにより異なるが、
今回はシリコンウェハメーカーが社内管理基準として設
定する典型的な密度として、p型ウェハで50個/cm
2 、n型ウェハで500個/cm2 を合否判定基準とし
た。
(C) Investigation of crystal defects after heat treatment Thermal oxidation was performed at 1100 ° C. for 120 minutes in a wet atmosphere, and the density of generated crystal defects was examined. This crystal defect induces a device wiring defect similarly to particles. If the density is low, it can be remedied by the redundant circuit of the device,
If the density exceeds a certain level, it will be impossible to remedy and will be rejected. The rejection criteria vary depending on the device to be made,
This time, the typical density set by the silicon wafer manufacturer as an internal management standard is 50 wafers / cm for p-type wafers.
2 , 500 / cm 2 n-type wafers were used as pass / fail judgment criteria.

【0040】(D)MOSダイオード平均破壊電界の測
定 通常のCZシリコンウェハを該洗浄法で洗浄した後ウェ
ハ表面にゲート酸化膜厚250オングストロームのポリ
シリコン電極MOSダイオードを形成させ、判定電流1
μAで破壊電界を測定した。有機化合物は破壊電界ヒス
トグラムのうちいわゆるCモード(破壊電界11MV/
cm)比率を悪化させるので、Cモード比率を計算し、
有機化合物無添加の洗浄液で洗浄した場合を基準に合否
を判定した。
(D) Measurement of average breakdown electric field of MOS diode After cleaning a normal CZ silicon wafer by the above-mentioned cleaning method, a polysilicon electrode MOS diode having a gate oxide film thickness of 250 Å was formed on the surface of the wafer.
The breakdown electric field was measured in μA. The organic compound is a so-called C mode (breakdown electric field of 11 MV /
cm) As the ratio worsens, calculate the C mode ratio,
Pass / fail was determined based on the case of washing with a washing solution containing no organic compound.

【0041】これらの実験結果を上記の表1及び表2に
示す。なお、パーティクル及び重金属汚染に関し太線で
囲んだ欄は、通常法に比べ特性が向上したことを示す。
また、結晶欠陥密度及びMOSダイオードCモード合格
率に関し網掛けした欄は、通常法に比べ特性が悪化し不
合格レベルになっていることを示す。
The results of these experiments are shown in Tables 1 and 2 above. Note that the column surrounded by a thick line regarding particle and heavy metal contamination indicates that the characteristics have been improved as compared with the ordinary method.
Further, shaded columns regarding the crystal defect density and the MOS diode C-mode pass rate indicate that the characteristics are deteriorated as compared with the ordinary method and the reject level is reached.

【0042】APMの場合、酸化膜を形成させない例で
は、表1のA1〜A4、J1、K1に見られるように、
パーティクルまたは重金属汚染は改善される一方で、結
晶欠陥とMOSダイオードの平均破壊電界が不合格レベ
ルになってしまう。これに対し、本発明の実施例に見ら
れるように、5〜100オングストロームの酸化膜をい
ずれかの手法により形成させ、かつ有機化合物添加量を
1ppm〜0.1wt%の範囲にした場合には、結晶欠
陥の発生が抑えられ、またMOSダイオードの平均破壊
電界も向上した。このとき、APMの本来の特長である
パーティクル除去能力は悪化していない。さらに、薬液
処理においてキレート化剤を適切な量添加した場合は重
金属汚染が抑制され、また界面活性剤を適切な量添加し
た場合はパーティクル除去力が向上している。
In the case of APM, when an oxide film is not formed, as shown in A1 to A4, J1, and K1 in Table 1,
While particle or heavy metal contamination is improved, crystal defects and the average breakdown field of the MOS diode are at reject levels. On the other hand, as shown in the examples of the present invention, when an oxide film of 5 to 100 Å is formed by any of the methods and the amount of the organic compound added is in the range of 1 ppm to 0.1 wt%, In addition, the generation of crystal defects was suppressed, and the average breakdown electric field of the MOS diode was improved. At this time, the capability of removing particles, which is an essential feature of APM, has not deteriorated. Furthermore, when a suitable amount of a chelating agent is added in the treatment with a chemical solution, heavy metal contamination is suppressed, and when a suitable amount of a surfactant is added, the particle removing power is improved.

【0043】また、酸化膜形成手段としてオゾン水又は
オゾンガスを用いた場合、E群及びG群に見られるよう
に他の手段に比べ結晶欠陥の発生やMOSダイオード破
壊電界の劣化がより抑制されている。これはオゾン水又
はオゾンガスにより形成された酸化膜が他の場合よりも
緻密で、有機化合物付着抑制効果が高いためであると考
えられる。
Further, when ozone water or ozone gas is used as the oxide film forming means, generation of crystal defects and deterioration of the MOS diode breakdown electric field are more suppressed as compared with other means as seen in the groups E and G. I have. This is considered to be because the oxide film formed by the ozone water or the ozone gas is denser than the other cases, and has a high organic compound adhesion suppressing effect.

【0044】FPMの場合、酸化膜を形成させない例で
は、L1、L2に見られるように結晶欠陥とMOSダイ
オードの平均破壊電界が不合格レベルになってしまう。
これに対し、本発明の実施例に見られるように、5〜1
00オングストロームの酸化膜をいずれかの手法により
形成させ、かつ有機化合物添加量を1ppm〜0.1w
t%の範囲にした場合には、結晶欠陥の発生が抑えら
れ、またMOSダイオードの平均破壊電界も向上した。
このとき、FPMの本来の特長である金属除去能力は悪
化していない。さらに、界面活性剤を適切な量添加した
場合のパーティクル除去力の向上は、酸化膜の事前形成
を行った場合も維持されている。
In the case of the FPM, when the oxide film is not formed, the crystal defects and the average breakdown electric field of the MOS diode become rejected levels as shown in L1 and L2.
On the other hand, as seen in the embodiment of the present invention, 5 to 1
An oxide film of 00 Å is formed by any of the methods, and the amount of the organic compound added is 1 ppm to 0.1 w
In the case of t%, the generation of crystal defects was suppressed, and the average breakdown electric field of the MOS diode was improved.
At this time, the metal removal capability, which is an essential feature of the FPM, has not deteriorated. Further, the improvement of the particle removing power when an appropriate amount of the surfactant is added is maintained even when the oxide film is formed in advance.

【0045】また、酸化膜形成手段としてオゾン水又は
オゾンガスを用いた場合、N及びOに見られるように他
の手段に比べ結晶欠陥の発生やMOSダイオード破壊電
界の劣化がより抑制されている。これもまた前記APM
の場合と同様に、オゾン水又はオゾンガスにより形成さ
れた酸化膜が他の場合よりも緻密で、有機化合物付着抑
制効果が高いためであると考えられる。
When ozone water or ozone gas is used as the oxide film forming means, the occurrence of crystal defects and the deterioration of the MOS diode breakdown electric field are further suppressed as compared with other means as seen in N and O. This is also the APM
It is considered that the oxide film formed by the ozone water or the ozone gas is denser than the other cases and has a high organic compound adhesion suppressing effect as in the case of the above.

【0046】なお、これら添加有機化合物の濃度の下限
は1ppmである。理由は、1ppm未満では薄すぎ
て、金属吸着の抑制やパーティクル除去能力の向上とい
った所望の機能が発現されないからである(B1及びM
1参照)。
The lower limit of the concentration of these added organic compounds is 1 ppm. The reason is that if it is less than 1 ppm, it is too thin and desired functions such as suppression of metal adsorption and improvement of particle removal ability are not exhibited (B1 and M).
1).

【0047】また、添加有機化合物の濃度の上限は10
%である。理由は、10wt%を超えると濃度が濃すぎ
て吸着を抑制しきれず有機化合物の残留が起こり、結晶
欠陥の発生やMOSダイオードの平均破壊電界の悪化が
起こるからである(例えば、B5及びM5参照)。ま
た、あまりに高濃度の添加はコスト的にも不利なものと
なる。
The upper limit of the concentration of the added organic compound is 10
%. The reason is that if the content exceeds 10 wt%, the concentration is too high to suppress the adsorption, and the organic compound remains, resulting in generation of crystal defects and deterioration of the average breakdown electric field of the MOS diode (for example, see B5 and M5). ). Addition of too high a concentration is disadvantageous in terms of cost.

【0048】ここで述べた液組成・成分濃度・処理時間
等は例示であり、5〜100オングストロームの酸化膜
を形成させることのできる範囲で可変しても構わないこ
とを付記しておく。
The liquid composition, component concentration, processing time, and the like described above are merely examples, and it should be noted that they may be varied within a range where an oxide film of 5 to 100 angstroms can be formed.

【0049】なお、酸化膜が5オングストローム未満の
場合は、H1及びP1に見られるように十分な有機化合
物の付着抑制ができない。これは、酸化膜が薄すぎて有
機化合物分子のすりぬけが起こるためであると考えられ
る。
When the thickness of the oxide film is less than 5 angstroms, it is impossible to sufficiently suppress the adhesion of the organic compound as seen in H1 and P1. This is presumably because the oxide film is too thin and the organic compound molecules slip through.

【0050】一方、100オングストローム以上の酸化
膜を形成させてもI2及びQ2に見られるように同様の
効果が得られるが、この厚さでは後工程で酸化膜を全て
除去するための負荷が大きくなるため実施は困難であ
る。
On the other hand, although the same effect can be obtained as shown by I2 and Q2 even if an oxide film of 100 Å or more is formed, the load for removing all the oxide film in a later step is large with this thickness. It is difficult to implement.

【0051】[0051]

【発明の効果】洗浄液への有機化合物の添加は、洗浄液
の欠点を補う手段として効果的であるが、有機化合物の
添加により熱処理後の欠陥生成や酸化膜耐圧不良が起こ
るため、本格的実用化は困難であった。しかし、本発明
の方法によれば、有機化合物添加に伴う副作用を防止す
ることができる。このため、従来やむを得ず複数の洗浄
液を組み合わせていた工程を短縮することができ、洗浄
工程全体としての省スペースや省コストが実現可能とな
るとともに、極めて優れた特性を有する半導体基板を提
供することができる。
The addition of an organic compound to a cleaning solution is effective as a means for compensating for the drawbacks of the cleaning solution, but the addition of the organic compound causes defects to be formed after heat treatment and a failure in oxide film breakdown voltage. Was difficult. However, according to the method of the present invention, side effects associated with the addition of the organic compound can be prevented. For this reason, a process in which a plurality of cleaning liquids are conventionally unavoidably combined can be shortened, so that space and cost can be saved as a whole of the cleaning process, and a semiconductor substrate having extremely excellent characteristics can be provided. it can.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大塚 進 神奈川県川崎市中原区井田3−35−1 新 日本製鐵株式会社技術開発本部内 (72)発明者 森本 敏弘 神奈川県川崎市中原区井田3−35−1 新 日本製鐵株式会社技術開発本部内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Susumu Otsuka 3-35-1 Ida, Nakahara-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Prefecture Nippon Steel Corporation Technology Development Division (72) Inventor Toshihiro Morimoto Ida, Nakahara-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa 3-35-1 New Nippon Steel Corporation Technology Development Division

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 厚さ5オングストローム未満の酸化膜を
有する半導体基板の洗浄方法において、半導体基板表面
に5〜100オングストロームの酸化膜を形成させた
後、該基板を1重量ppm以上10重量%以下の有機化
合物を含有する薬液で洗浄することを特徴とする半導体
基板の洗浄方法。
In a method for cleaning a semiconductor substrate having an oxide film having a thickness of less than 5 Å, after forming an oxide film having a thickness of 5 to 100 Å on the surface of the semiconductor substrate, the substrate is reduced to 1 wt% to 10 wt%. A method for cleaning a semiconductor substrate, comprising cleaning with a chemical solution containing an organic compound.
【請求項2】 酸化剤を含有する溶液によって酸化膜を
形成させる請求項1記載の洗浄方法。
2. The cleaning method according to claim 1, wherein the oxide film is formed by a solution containing an oxidizing agent.
【請求項3】 酸化剤が、過酸化水素、硝酸、及びオゾ
ンから選ばれる一種または二種以上の酸化剤である請求
項2記載の洗浄方法。
3. The cleaning method according to claim 2, wherein the oxidizing agent is one or more oxidizing agents selected from hydrogen peroxide, nitric acid, and ozone.
【請求項4】 酸化性気体を含有する雰囲気中で酸化膜
を形成させる請求項1記載の洗浄方法。
4. The cleaning method according to claim 1, wherein the oxide film is formed in an atmosphere containing an oxidizing gas.
【請求項5】 酸化性気体が、窒素酸化物、オゾン、及
び酸素から選ばれる一種または二種以上の気体である請
求項4記載の洗浄方法。
5. The cleaning method according to claim 4, wherein the oxidizing gas is one or more gases selected from nitrogen oxides, ozone, and oxygen.
【請求項6】 有機化合物が、界面活性剤及び/又は錯
形成剤である請求項1記載の洗浄方法。
6. The cleaning method according to claim 1, wherein the organic compound is a surfactant and / or a complexing agent.
【請求項7】 薬液が、アンモニア−過酸化水素水混合
液、塩酸−過酸化水素水混合液、硫酸−過酸化水素水混
合液、希弗酸溶液、弗酸−過酸化水素水混合液、又は弗
酸−オゾン水溶液である請求項1記載の洗浄方法。
7. A chemical solution comprising an ammonia-hydrogen peroxide mixture, a hydrochloric acid-hydrogen peroxide mixture, a sulfuric acid-hydrogen peroxide mixture, a dilute hydrofluoric acid solution, a hydrofluoric acid-hydrogen peroxide mixture, The cleaning method according to claim 1, wherein the cleaning method is an aqueous solution of hydrofluoric acid and ozone.
【請求項8】 半導体基板がシリコンウェハである請求
項1記載の洗浄方法。
8. The cleaning method according to claim 1, wherein the semiconductor substrate is a silicon wafer.
【請求項9】 請求項1〜8記載の方法により洗浄した
p型半導体基板であって、該基板をウェット雰囲気中で
1100℃120分間熱処理した後に基板表面に発生す
る酸化物誘起積層欠陥が50個/cm2 以下であること
を特徴とする半導体基板。
9. A p-type semiconductor substrate cleaned by the method according to claim 1, wherein the substrate is subjected to a heat treatment at 1100 ° C. for 120 minutes in a wet atmosphere, and an oxide-induced stacking fault generated on the substrate surface is reduced to 50%. Semiconductor substrate, wherein the number is not more than the number of pieces / cm 2 .
【請求項10】 請求項1〜8記載の方法により洗浄し
たn型半導体基板であって、該基板をウェット雰囲気中
で1100℃120分間熱処理した後に基板表面に発生
する酸化物誘起積層欠陥が500個/cm2 以下である
ことを特徴とする半導体基板。
10. An n-type semiconductor substrate cleaned by the method according to claim 1, wherein the substrate is subjected to a heat treatment at 1100 ° C. for 120 minutes in a wet atmosphere, and an oxide-induced stacking fault generated on the surface of the substrate is 500%. Semiconductor substrate, wherein the number is not more than the number of pieces / cm 2 .
JP10297050A 1998-10-19 1998-10-19 Cleaning of semiconductor substrate and the semiconductor substrate Pending JP2000124182A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10297050A JP2000124182A (en) 1998-10-19 1998-10-19 Cleaning of semiconductor substrate and the semiconductor substrate

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10297050A JP2000124182A (en) 1998-10-19 1998-10-19 Cleaning of semiconductor substrate and the semiconductor substrate

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000124182A true JP2000124182A (en) 2000-04-28

Family

ID=17841574

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10297050A Pending JP2000124182A (en) 1998-10-19 1998-10-19 Cleaning of semiconductor substrate and the semiconductor substrate

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000124182A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002176025A (en) * 2000-12-11 2002-06-21 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor substrate cleaning device and method of cleaning semiconductor substrate using it

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002176025A (en) * 2000-12-11 2002-06-21 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor substrate cleaning device and method of cleaning semiconductor substrate using it

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100322392B1 (en) Cleaning agent
JP3061470B2 (en) Surface treatment method and treatment agent
KR101774843B1 (en) Method for cleaning semiconductor wafer
EP1363321B1 (en) Post-CMP washing liquid composition
JP2005244179A (en) Wet cleaning method of material surface and manufacturing process of electronic, optical or optoelectronic device using the same
JPWO2012066894A1 (en) Liquid composition for cleaning semiconductor substrate and method for cleaning semiconductor substrate using the same
JP4390616B2 (en) Cleaning liquid and method for manufacturing semiconductor device
JP4498726B2 (en) Washing soap
JPH03219000A (en) Etching method and washing method for silicon wafer
JP6729632B2 (en) Silicon wafer cleaning method
JP4817887B2 (en) Semiconductor substrate cleaning method
JP5330598B2 (en) Method and apparatus for removing contaminants from a substrate
JP3957268B2 (en) Semiconductor substrate cleaning method
US6218085B1 (en) Process for photoresist rework to avoid sodium incorporation
JP2776583B2 (en) Semiconductor substrate processing solution and processing method
JP2000124182A (en) Cleaning of semiconductor substrate and the semiconductor substrate
JP3040067B2 (en) Method for cleaning substrate having semiconductor layer
JPH03208899A (en) Washing method for silicon wafer
JPH11340182A (en) Cleaning agent for semiconductor surface, and method for cleaning
JP3255103B2 (en) Storage water for silicon wafers and method of storage
JPH0831781A (en) Washing chemicals
JP2001217215A (en) Composition and method for treating surface of semiconductor substrate
JPH09298180A (en) Silicon wafer washing method
JPH0750281A (en) Cleaning method for silicon wafer
JP3274834B2 (en) Surface treatment method and treatment agent

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050421

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20070730

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20071009

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20071210

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20080122

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080221

A911 Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20080328

A912 Removal of reconsideration by examiner before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912

Effective date: 20080425