JP2001244228A - 半導体基板の洗浄液及び洗浄方法 - Google Patents

半導体基板の洗浄液及び洗浄方法

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JP2001244228A
JP2001244228A JP2000054283A JP2000054283A JP2001244228A JP 2001244228 A JP2001244228 A JP 2001244228A JP 2000054283 A JP2000054283 A JP 2000054283A JP 2000054283 A JP2000054283 A JP 2000054283A JP 2001244228 A JP2001244228 A JP 2001244228A
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Hiroshi Wakahara
浩 若原
Toshihiko Watanabe
敏彦 渡辺
Masafumi Norimoto
雅史 則本
Keiji Hatano
桂司 畑野
Kazunari Takaishi
和成 高石
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Mitsubishi Materials Silicon Corp
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Mitsubishi Materials Silicon Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板表面上への局所的なCu汚染を抑制し得
る。基板表面へのCuの局所的な高濃度汚染を原因とす
るデバイス不良を低減する。 【解決手段】 水酸化カリウムを0.5〜20重量%、
過酸化水素を2〜4重量%の割合でそれぞれ含む半導体
基板表面の洗浄液である。半導体基板表面を20〜70
℃の温度に保たれた上記洗浄液で洗浄する。或いは、半
導体基板表面を洗浄する洗浄液がアンモニアを0.5〜
15重量%、過酸化水素を0.4〜10重量%の割合で
それぞれ含み、基板表面を20〜70℃の温度に保たれ
た洗浄液で洗浄する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、シリコンウェーハ
に代表される半導体基板の洗浄工程においてこの基板の
表面が洗浄工程で局所的にCuにより汚染されないよう
に抑制する半導体基板の洗浄液及び洗浄方法に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】半導体デバイスの微細化と高集積化が進
むに従って、半導体基板の表面汚染が製造歩留りやデバ
イス特性及び信頼性に与える影響はますます大きくなっ
てきている。半導体基板は様々なデバイス製造工程を経
て最終製品に至るが、この間に基板表面は各種の汚染環
境に晒される。この基板表面の汚染のうち金属による汚
染がデバイス不良の多くの原因とされている。半導体基
板表面の金属汚染は主にラッピング液、ポリッシング
液、化学エッチング液、金属部品、装置などから生じ
る。この基板表面の汚染は金属濃度が微量でもデバイス
の電気的特性劣化をもたらす。このため基板表面を清浄
化するための様々な薬品や薬液処理が開発され、施され
ている。
【0003】基板表面から金属不純物や微粒子等を除去
するために各工程後にそれぞれ洗浄工程を行う。従来の
半導体基板の洗浄方法として、過酸化水素と水酸化アン
モニウムの混合液であるSC−1溶液と、過酸化水素と
希塩酸の混合液であるSC−2溶液を用いたRCA洗浄
法が知られている。このRCA洗浄法では、先ず半導体
基板を液温が約80℃のSC−1溶液に浸漬して、この
溶液の酸化性及びアルカリ性の性質により基板から微粒
子及び有機残留物を除去する。即ち、このSC−1溶液
中では酸化と還元の両反応が同時に行われ、アンモニア
による還元と過酸化水素による酸化が同一槽で競合して
起こり、同時に水酸化アンモニウム溶液のエッチング作
用によって基板表面からリフトオフすることにより除去
する。次いで半導体基板をフッ酸水溶液に浸漬して基板
表面の自然酸化膜を除去した後、この半導体基板をSC
−2溶液の酸性溶液に浸漬して、SC−1溶液で不溶の
アルカリイオンや金属不純物を除去する。このため、R
CA洗浄は水酸化アンモニウム溶液のエッチング作用に
より清浄化された基板表面を酸性溶液の洗浄によって再
清浄化することになる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このRCA洗
浄法を用いて基板表面を洗浄し、基板表面の金属汚染濃
度を分析すると、平均的金属汚染量は分析による検出下
限以下となるにも関わらず、依然としてデバイス不良が
発生していた。このデバイス不良は、基板表面へのCu
の局所的な汚染により生じると言われている。即ちRC
A洗浄法では除去しきれないCuの局所的な高濃度の汚
染によりデバイス不良が発生する。このCuの汚染形態
は、Cuが基板表面に均等に吸着しているのではなく局
所的に吸着している。その理由として、基板表面上には
Cuの吸着サイトと呼ばれる局所的汚染発生箇所が存在
する。Cuはこの吸着サイト近傍に集中的に吸着するた
めに、クラスタ(Cluster)と呼ばれる形態を有するCu
の局所的な高濃度汚染箇所ができる。これは水溶液中に
おいてはCuは正電荷を持つイオンとして存在している
ため、電気的相互作用により基板表面に存在する吸着サ
イトに引き寄せられるからである。基板表面に存在する
クラスタはウェット洗浄により除去することができる
が、クラスタを除去した後の基板表面にはピットが発生
し、このピットは化学的な処理では修復できないという
問題があった。
【0005】本発明の目的は、基板表面上への局所的な
Cu汚染を抑制し得る半導体基板の洗浄液及び洗浄方法
を提供することにある。本発明の別の目的は、基板表面
へのCuの局所的な高濃度汚染を原因とするデバイス不
良を低減する半導体基板の洗浄液及び洗浄方法を提供す
ることにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1に係る発明は、
水酸化カリウム、過酸化水素及び水を混合してなる半導
体基板の洗浄液において、水酸化カリウムを0.5〜2
0重量%、過酸化水素を2〜4重量%の割合でそれぞれ
含む半導体基板の洗浄液である。請求項1に係る発明で
は、上記割合で水酸化カリウム、過酸化水素を含んだ洗
浄液で半導体基板表面を洗浄することによりCu汚染を
抑制できる。
【0007】請求項2に係る発明は、水酸化カリウムを
0.5〜20重量%、過酸化水素を2〜4重量%の割合
でそれぞれ含む洗浄液を用いて半導体基板表面を洗浄す
ることを特徴とする半導体基板の洗浄方法である。請求
項3に係る発明は、請求項2に係る発明であって、洗浄
液の液温が20〜70℃である洗浄方法である。請求項
2及び3に係る発明では、上記方法により、Cuクラス
タを形成することなく洗浄できる。
【0008】請求項4に係る発明は、アンモニア、過酸
化水素及び水を混合してなる洗浄液を用いて洗浄する半
導体基板の洗浄方法において、洗浄液がアンモニアを
0.5〜15重量%、過酸化水素を0.4〜10重量%
の割合でそれぞれ含み、基板表面を20〜70℃の温度
に保たれた洗浄液で洗浄することを特徴とする半導体基
板の洗浄方法である。請求項4に係る発明では、上記方
法により半導体基板表面に酸化膜を均一に形成させ、吸
着サイトを低減することによりCuのクラスタを防止す
る。
【0009】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態について
説明する。請求項1に係る洗浄液には0.5〜20重量
%の水酸化カリウム、2〜4重量%の過酸化水素が含ま
れる。水酸化カリウムの好ましい濃度は1〜15重量%
である。0.5重量%未満では、エッチング作用が不十
分であるため基板表面から微粒子及び有機残留物をリフ
トオフできず、洗浄液には適さない。20重量%を越え
ると過剰なエッチング作用により、基板の表面性状に悪
影響を及ぼす。過酸化水素の好ましい濃度は2〜3重量
%である。2重量%未満及び4重量%を越えると基板表
面でのエッチング能力が酸化膜形成能力を上回るため、
基板表面に酸化膜を均一に形成する能力が低下する不具
合がある。
【0010】また、請求項4に係る洗浄液には0.5〜
15重量%のアンモニア、0.4〜10重量%の過酸化
水素が含まれる。アンモニアの好ましい濃度は1〜10
重量%である。0.5重量%未満であるとエッチング作
用が不十分であるため基板表面から微粒子及び有機残留
物をリフトオフできず、洗浄液には適さない。15重量
%を越えると、過剰なエッチング作用により、基板の表
面性状に悪影響を及ぼす。過酸化水素の好ましい濃度は
0.5〜5重量%である。0.4重量%未満であると洗
浄液中の酸化還元電位が低くなり、基板表面に酸化膜を
均一に形成する能力が低下する。10重量%を越えると
基板表面での酸化膜形成能力がエッチング能力を大幅に
上回り、エッチング作用が不十分となるため、基板表面
から微粒子及び有機残留物をリフトオフするには、洗浄
液の能力が不足する不具合がある。
【0011】請求項1及び4に係る洗浄液の液温はそれ
ぞれ20〜70℃である。35〜60℃で洗浄を行うこ
とが好ましい。より好ましくは45〜55℃である。2
0℃未満であると基板表面での酸化膜形成能力がエッチ
ング能力を大幅に上回り、エッチング作用が不十分とな
るため、基板表面から微粒子及び有機残留物をリフトオ
フするには、洗浄液の能力に不具合を生じる。70℃を
越えると、基板表面でのエッチング能力が酸化膜形成能
力を上回るため、基板表面に酸化膜を均一に形成する能
力が低下し、Cuがクラスタとして析出する不具合を生
じる。
【0012】表面に酸化膜を有しないベアの基板では、
表面に酸化膜を有する基板と比較して、基板表面の半導
体元素、例えばSiにはCuが吸着しやすい。これはS
iの価電子帯とCuイオンの間で直接的な電子授受が行
われるからである。一方、半導体基板を洗浄する際、ア
ルカリに過酸化水素を添加した溶液中ではアルカリ種が
異なっても、基板表面に酸化膜が形成されるため、Si
の価電子帯と溶液中のCuイオンの間で直接的な電子授
受が困難となり、酸化膜面に対してはCuが表面へ直接
析出することが困難になる。しかし、本発明者らは酸化
と還元のバランスの差異で不均一な酸化膜が基板表面に
形成される場合には、半導体基板の表面に露出したSi
に、Cuがクラスタ状に析出する現象が起きているとの
知見を得た。そこで本発明の洗浄方法では、洗浄液が水
酸化カリウムを0.5〜20重量%、過酸化水素を2〜
4重量%の割合でそれぞれ含むか、或いは洗浄液がアン
モニアを0.5〜15重量%、過酸化水素を0.4〜1
0重量%の割合でそれぞれ含み、洗浄液の液温を20〜
70℃に保った状態で基板表面を洗浄することにより、
基板表面に酸化膜を均一に形成し、これによりCuの吸
着サイトを低減する。Cuは酸化膜には吸着しにくいた
めCuのクラスタ形成を防止することができる。
【0013】
【実施例】次に本発明の実施例を比較例とともに説明す
る。 <実施例1>1重量%の水酸化カリウム(以下、KOH
という。)、2重量%の過酸化水素(以下、H22とい
う。)及び純水を混合して洗浄液を調製した。この洗浄
液にCuイオン濃度が100ppbとなるように原子吸
光分析用のCu標準液(Cuイオン濃度が1000pp
mの硝酸銅溶液)を添加して強制的にCuで汚染させ
た。このように混合された洗浄液を洗浄槽に入れ、液温
を45℃に保った。清浄な半導体基板である直径150
mmのp型シリコンウェーハを洗浄槽に10分間浸漬
し、洗浄槽から引上げた。次にこのウェーハを流水で5
分間リンスした後、乾燥した。
【0014】<実施例2〜4>1重量%のKOH、3重
量%のH22及び純水を混合して洗浄液を調製した。こ
の洗浄液を実施例1と同一のCu標準液を添加して実施
例1と同様に強制的にCuで汚染させた。このように混
合された洗浄液を3つの洗浄槽にそれぞれ入れ、それぞ
れの液温を35℃(実施例2)、45℃(実施例3)、
55℃(実施例4)に保った。実施例1と同じ3枚のp
型シリコンウェーハを1枚ずつ各洗浄槽に10分間浸漬
し、その後実施例1と同様にリンスして乾燥した。 <実施例5>1重量%のKOH、4重量%のH22及び
純水を混合して洗浄液を調製した。この洗浄液を実施例
1と同一のCu標準液を添加して実施例1と同様に強制
的にCuで汚染させた。このように混合された洗浄液を
洗浄槽に入れ、液温を45℃に保った。実施例1と同じ
p型シリコンウェーハを洗浄槽に10分間浸漬し、その
後実施例1と同様にリンスして乾燥した。 <実施例6〜8>5重量%のKOH、2重量%のH22
及び純水を混合して洗浄液を調製した。この洗浄液を実
施例1と同一のCu標準液を添加して実施例1と同様に
強制的にCuで汚染させた。このように混合された洗浄
液を3つの洗浄槽にそれぞれ入れ、それぞれの液温を3
5℃(実施例6)、45℃(実施例7)、55℃(実施
例8)に保った。実施例1と同じ3枚のp型シリコンウ
ェーハを1枚ずつ各洗浄槽に10分間浸漬し、その後実
施例1と同様にリンスして乾燥した。 <実施例9〜11>5重量%のKOH、3重量%のH2
2及び純水を混合して洗浄液を調製した。この洗浄液
を実施例1と同一のCu標準液を添加して実施例1と同
様に強制的にCuで汚染させた。このように混合された
洗浄液を3つの洗浄槽にそれぞれ入れ、それぞれの液温
を35℃(実施例9)、45℃(実施例10)、55℃
(実施例11)に保った。実施例1と同じ3枚のp型シ
リコンウェーハを1枚ずつ各洗浄槽に10分間浸漬し、
その後実施例1と同様にリンスして乾燥した。
【0015】<実施例12>10重量%のKOH、2重
量%のH22及び純水を混合して洗浄液を調製した。こ
の洗浄液を実施例1と同一のCu標準液を添加して実施
例1と同様に強制的にCuで汚染させた。このように混
合された洗浄液を洗浄槽に入れ、液温を45℃に保っ
た。実施例1と同じp型シリコンウェーハを洗浄槽に1
0分間浸漬し、その後実施例1と同様にリンスして乾燥
した。 <実施例13>10重量%のKOH、3重量%のH22
及び純水を混合して洗浄液を調製した。この洗浄液を実
施例1と同一のCu標準液を添加して実施例1と同様に
強制的にCuで汚染させた。このように混合された洗浄
液を洗浄槽に入れ、液温を45℃に保った。実施例1と
同じp型シリコンウェーハを洗浄槽に10分間浸漬し、
その後実施例1と同様にリンスして乾燥した。 <実施例14〜16>20重量%のKOH、2重量%の
22及び純水を混合して洗浄液を調製した。この洗浄
液を実施例1と同一のCu標準液を添加して実施例1と
同様に強制的にCuで汚染させた。このように混合され
た洗浄液を3つの洗浄槽にそれぞれ入れ、それぞれの液
温を35℃(実施例14)、45℃(実施例15)、5
5℃(実施例16)に保った。実施例1と同じ3枚のp
型シリコンウェーハを1枚ずつ各洗浄槽に10分間浸漬
し、その後実施例1と同様にリンスして乾燥した。
【0016】<比較例1〜3>1重量%のKOH、1重
量%のH22及び純水を混合して洗浄液を調製した。こ
の洗浄液を実施例1と同一のCu標準液を添加して実施
例1と同様に強制的にCuで汚染させた。このように混
合された洗浄液を3つの洗浄槽にそれぞれ入れ、それぞ
れの液温を35℃(比較例1)、45℃(比較例2)、
55℃(比較例3)に保った。実施例1と同じ3枚のp
型シリコンウェーハを1枚ずつ各洗浄槽に10分間浸漬
し、その後実施例1と同様にリンスして乾燥した。 <比較例4〜6>1重量%のKOH、5重量%のH22
及び純水を混合して洗浄液を調製した。この洗浄液を実
施例1と同一のCu標準液を添加して実施例1と同様に
強制的にCuで汚染させた。このように混合された洗浄
液を3つの洗浄槽にそれぞれ入れ、それぞれの液温を3
5℃(比較例4)、45℃(比較例5)、55℃(比較
例6)に保った。実施例1と同じ3枚のp型シリコンウ
ェーハを1枚ずつ各洗浄槽に10分間浸漬し、その後実
施例1と同様にリンスして乾燥した。 <比較例7〜9>10重量%のKOH、1重量%のH2
2及び純水を混合して洗浄液を調製した。この洗浄液
を実施例1と同一のCu標準液を添加して実施例1と同
様に強制的にCuで汚染させた。このように混合された
洗浄液を3つの洗浄槽にそれぞれ入れ、それぞれの液温
を35℃(比較例7)、45℃(比較例8)、55℃
(比較例9)に保った。実施例1と同じ3枚のp型シリ
コンウェーハを1枚ずつ各洗浄槽に10分間浸漬し、そ
の後実施例1と同様にリンスして乾燥した。
【0017】<比較例10〜12>10重量%のKO
H、5重量%のH22及び純水を混合して洗浄液を調製
した。この洗浄液を実施例1と同一のCu標準液を添加
して実施例1と同様に強制的にCuで汚染させた。この
ように混合された洗浄液を3つの洗浄槽にそれぞれ入
れ、それぞれの液温を35℃(比較例10)、45℃
(比較例11)、55℃(比較例12)に保った。実施
例1と同じ3枚のp型シリコンウェーハを1枚ずつ各洗
浄槽に10分間浸漬し、その後実施例1と同様にリンス
して乾燥した。 <比較例13〜15>20重量%のKOH、1重量%の
22及び純水を混合して洗浄液を調製した。この洗浄
液を実施例1と同一のCu標準液を添加して実施例1と
同様に強制的にCuで汚染させた。このように混合され
た洗浄液を3つの洗浄槽にそれぞれ入れ、それぞれの液
温を35℃(比較例13)、45℃(比較例14)、5
5℃(比較例15)に保った。実施例1と同じ3枚のp
型シリコンウェーハを1枚ずつ各洗浄槽に10分間浸漬
し、その後実施例1と同様にリンスして乾燥した。 <比較例16〜18>20重量%のKOH、5重量%の
22及び純水を混合して洗浄液を調製した。この洗浄
液を実施例1と同一のCu標準液を添加して実施例1と
同様に強制的にCuで汚染させた。このように混合され
た洗浄液を3つの洗浄槽にそれぞれ入れ、それぞれの液
温を35℃(比較例16)、45℃(比較例17)、5
5℃(比較例18)に保った。実施例1と同じ3枚のp
型シリコンウェーハを1枚ずつ各洗浄槽に10分間浸漬
し、その後実施例1と同様にリンスして乾燥した。
【0018】<比較例19>1重量%のKOH、3重量
%のH22及び純水を混合して洗浄液を調製した。この
洗浄液を実施例1と同一のCu標準液を添加して実施例
1と同様に強制的にCuで汚染させた。このように混合
された洗浄液を洗浄槽に入れ、液温を80℃に保った。
実施例1と同じp型シリコンウェーハを洗浄槽に10分
間浸漬し、その後実施例1と同様にリンスして乾燥し
た。 <比較評価1>洗浄後のウェーハ表面を原子間力顕微鏡
(AFM)を用いてウェーハ中央付近10μm×10μ
mの領域を観察した。実施例1〜16及び比較例1〜1
9におけるクラスタの有無を表1に示す。また、代表的
な原子間力顕微鏡写真図として実施例3を図1に、比較
例2を図2にそれぞれ示す。
【0019】
【表1】
【0020】表1、図1及び図2より明らかなように、
比較例1〜19ではウェーハ表面にクラスタが確認され
た。これはH22が低濃度のためウェーハ表面に酸化膜
が均一に形成されず吸着サイトができてしまったためと
考えられる。これに対し、実施例1〜16ではウェーハ
表面にクラスタは確認されなかった。
【0021】<実施例17>1重量%のアンモニア(以
下、NH3という。)、0.4重量%のH22及び純水
を混合して洗浄液を調製した。この洗浄液を実施例1と
同一のCu標準液を添加して実施例1と同様に強制的に
Cuで汚染させた。このように混合された洗浄液を洗浄
槽に入れ、液温を45℃に保った。実施例1と同じp型
シリコンウェーハを洗浄槽に10分間浸漬し、その後実
施例1と同様にリンスして乾燥した。 <実施例18〜20>1重量%のNH3、0.8重量%
のH22及び純水を混合して洗浄液を調製した。この洗
浄液を実施例1と同一のCu標準液を添加して実施例1
と同様に強制的にCuで汚染させた。このように混合さ
れた洗浄液を3つの洗浄槽にそれぞれ入れ、それぞれの
液温を35℃(実施例18)、45℃(実施例19)、
55℃(実施例20)に保った。実施例1と同じ3枚の
p型シリコンウェーハを1枚ずつ各洗浄槽に10分間浸
漬し、その後実施例1と同様にリンスして乾燥した。 <実施例21〜23>1重量%のNH3、1重量%のH2
2及び純水を混合して洗浄液を調製した。この洗浄液
を実施例1と同一のCu標準液を添加して実施例1と同
様に強制的にCuで汚染させた。このように混合された
洗浄液を3つの洗浄槽にそれぞれ入れ、それぞれの液温
を35℃(実施例21)、45℃(実施例22)、55
℃(実施例23)に保った。実施例1と同じ3枚のp型
シリコンウェーハを1枚ずつ各洗浄槽に10分間浸漬
し、その後実施例1と同様にリンスして乾燥した。
【0022】<実施例24〜26>1重量%のNH3
1.2重量%のH22及び純水を混合して洗浄液を調製
した。この洗浄液を実施例1と同一のCu標準液を添加
して実施例1と同様に強制的にCuで汚染させた。この
ように混合された洗浄液を3つの洗浄槽にそれぞれ入
れ、それぞれの液温を35℃(実施例24)、45℃
(実施例25)、55℃(実施例26)に保った。実施
例1と同じ3枚のp型シリコンウェーハを1枚ずつ各洗
浄槽に10分間浸漬し、その後実施例1と同様にリンス
して乾燥した。 <実施例27〜29>5重量%のNH3、0.4重量%
のH22及び純水を混合して洗浄液を調製した。この洗
浄液を実施例1と同一のCu標準液を添加して実施例1
と同様に強制的にCuで汚染させた。このように混合さ
れた洗浄液を3つの洗浄槽にそれぞれ入れ、それぞれの
液温を35℃(実施例27)、45℃(実施例28)、
55℃(実施例29)に保った。実施例1と同じ3枚の
p型シリコンウェーハを1枚ずつ各洗浄槽に10分間浸
漬し、その後実施例1と同様にリンスして乾燥した。 <実施例30〜32>5重量%のNH3、0.6重量%
のH22及び純水を混合して洗浄液を調製した。この洗
浄液を実施例1と同一のCu標準液を添加して実施例1
と同様に強制的にCuで汚染させた。このように混合さ
れた洗浄液を3つの洗浄槽にそれぞれ入れ、それぞれの
液温を35℃(実施例30)、45℃(実施例31)、
55℃(実施例32)に保った。実施例1と同じ3枚の
p型シリコンウェーハを1枚ずつ各洗浄槽に10分間浸
漬し、その後実施例1と同様にリンスして乾燥した。
【0023】<実施例33>5重量%のNH3、0.8
重量%のH22及び純水を混合して洗浄液を調製した。
この洗浄液を実施例1と同一のCu標準液を添加して実
施例1と同様に強制的にCuで汚染させた。このように
混合された洗浄液を洗浄槽に入れ、液温を55℃に保っ
た。実施例1と同じp型シリコンウェーハを洗浄槽に1
0分間浸漬し、その後実施例1と同様にリンスして乾燥
した。 <実施例34>5重量%のNH3、1.2重量%のH2
2及び純水を混合して洗浄液を調製した。この洗浄液を
実施例1と同一のCu標準液を添加して実施例1と同様
に強制的にCuで汚染させた。このように混合された洗
浄液を洗浄槽に入れ、液温を45℃に保った。実施例1
と同じp型シリコンウェーハを洗浄槽に10分間浸漬
し、その後実施例1と同様にリンスして乾燥した。 <実施例35>15重量%のNH3、0.4重量%のH2
2及び純水を混合して洗浄液を調製した。この洗浄液
を実施例1と同一のCu標準液を添加して実施例1と同
様に強制的にCuで汚染させた。このように混合された
洗浄液を洗浄槽に入れ、液温を45℃に保った。実施例
1と同じp型シリコンウェーハを洗浄槽に10分間浸漬
し、その後実施例1と同様にリンスして乾燥した。
【0024】<実施例36>15重量%のNH3、0.
6重量%のH22及び純水を混合して洗浄液を調製し
た。この洗浄液を実施例1と同一のCu標準液を添加し
て実施例1と同様に強制的にCuで汚染させた。このよ
うに混合された洗浄液を洗浄槽に入れ、液温を45℃に
保った。実施例1と同じp型シリコンウェーハを洗浄槽
に10分間浸漬し、その後実施例1と同様にリンスして
乾燥した。 <実施例37>15重量%のNH3、1.2重量%のH2
2及び純水を混合して洗浄液を調製した。この洗浄液
を実施例1と同一のCu標準液を添加して実施例1と同
様に強制的にCuで汚染させた。このように混合された
洗浄液を洗浄槽に入れ、液温を45℃に保った。実施例
1と同じp型シリコンウェーハを洗浄槽に10分間浸漬
し、その後実施例1と同様にリンスして乾燥した。 <比較例20〜22>5重量%のNH3、0.2重量%
のH22及び純水を混合して洗浄液を調製した。この洗
浄液を実施例1と同一のCu標準液を添加して実施例1
と同様に強制的にCuで汚染させた。このように混合さ
れた洗浄液を3つの洗浄槽にそれぞれ入れ、それぞれの
液温を35℃(比較例20)、45℃(比較例21)、
55℃(比較例22)に保った。実施例1と同じ3枚の
p型シリコンウェーハを1枚ずつ各洗浄槽に10分間浸
漬し、その後実施例1と同様にリンスして乾燥した。
【0025】<比較例23>1重量%のNH3、0.8
重量%のH22及び純水を混合して洗浄液を調製した。
この洗浄液を実施例1と同一のCu標準液を添加して実
施例1と同様に強制的にCuで汚染させた。このように
混合された洗浄液を洗浄槽に入れ、液温を80℃に保っ
た。実施例1と同じp型シリコンウェーハを洗浄槽に1
0分間浸漬し、その後実施例1と同様にリンスして乾燥
した。 <比較例24>15重量%のNH3、0.2重量%のH2
2及び純水を混合して洗浄液を調製した。この洗浄液
を実施例1と同一のCu標準液を添加して実施例1と同
様に強制的にCuで汚染させた。このように混合された
洗浄液を洗浄槽に入れ、液温を45℃に保った。実施例
1と同じp型シリコンウェーハを洗浄槽に10分間浸漬
し、その後実施例1と同様にリンスして乾燥した。 <比較評価2>洗浄後のウェーハ表面を原子間力顕微鏡
(AFM)を用いてウェーハ中央付近10μm×10μ
mの領域を観察した。実施例17〜37及び比較例20
〜24におけるクラスタの有無を表2に示す。また、代
表的な原子間力顕微鏡写真図として実施例28を図3
に、比較例21を図4にそれぞれ示す。
【0026】
【表2】
【0027】表2、図3及び図4より明らかなように、
比較例20〜24ではウェーハ表面にクラスタが確認さ
れた。これはH22が低濃度のためウェーハ表面に酸化
膜が均一に形成されず吸着サイトができてしまったため
と考えられる。これに対し、実施例17〜37ではウェ
ーハ表面にクラスタは確認されなかった。
【0028】<実施例38〜40>2.4重量%のNH
3、2.5重量%のH22及び純水を混合してSC−1
洗浄液を調製した。この洗浄液を実施例1と同一のCu
標準液を添加して実施例1と同様に強制的にCuで汚染
させた。このように混合された洗浄液を3つの洗浄槽に
それぞれ入れ、それぞれの液温を45℃(実施例3
8)、65℃(実施例39)、70℃(実施例40)に
保った。実施例1と同じ3枚のp型シリコンウェーハを
1枚ずつ各洗浄槽に10分間浸漬し、その後実施例1と
同様にリンスして乾燥した。 <比較例25>2.4重量%のNH3、2.5重量%の
22及び純水を混合してSC−1洗浄液を調製した。
この洗浄液を実施例1と同一のCu標準液を添加して実
施例1と同様に強制的にCuで汚染させた。このように
混合された洗浄液を洗浄槽に入れ、液温を80℃に保っ
た。実施例1と同じp型シリコンウェーハを洗浄槽に1
0分間浸漬し、その後実施例1と同様にリンスして乾燥
した。 <比較評価3>洗浄後のウェーハ表面を原子間力顕微鏡
(AFM)を用いてウェーハ中央付近10μm×10μ
mの領域を観察した。実施例38〜40及び比較例25
におけるクラスタの有無を表3に示す。
【0029】
【表3】
【0030】表3より明らかなように、比較例25では
ウェーハ表面にクラスタが確認された。これは酸化膜の
形成能力よりもエッチング能力が上回ったためCuがク
ラスタとして析出したと考えられる。これに対し、実施
例38〜40ではウェーハ表面にクラスタは確認されな
かった。
【0031】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、洗
浄液が水酸化カリウムを0.5〜20重量%、過酸化水
素を2〜4重量%の割合でそれぞれ含み、基板表面を2
0〜70℃の温度に保たれた洗浄液で洗浄するか、或い
は洗浄液がアンモニアを0.5〜15重量%、過酸化水
素を0.4〜10重量%の割合でそれぞれ含み、基板表
面を20〜70℃の温度に保たれた洗浄液で洗浄するこ
とにより、基板表面に均一に酸化膜を形成させることが
できるため局所的なCu汚染を抑制することができる。
その結果、基板表面へのCuの局所的な高濃度汚染を原
因とするデバイス不良を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例3における洗浄後のウェーハ表面の原子
間力顕微鏡写真図。
【図2】比較例2における洗浄後のウェーハ表面の原子
間力顕微鏡写真図。
【図3】実施例28における洗浄後のウェーハ表面の原
子間力顕微鏡写真図。
【図4】比較例21における洗浄後のウェーハ表面の原
子間力顕微鏡写真図。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成12年3月1日(2000.3.1)
【手続補正1】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図1
【補正方法】変更
【補正内容】
【図1】
【手続補正2】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図2
【補正方法】変更
【補正内容】
【図2】
【手続補正3】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図3
【補正方法】変更
【補正内容】
【図3】
【手続補正4】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図4
【補正方法】変更
【補正内容】
【図4】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 則本 雅史 埼玉県大宮市北袋町1丁目297番地 三菱 マテリアル株式会社シリコン研究センター 内 (72)発明者 畑野 桂司 埼玉県大宮市北袋町1丁目297番地 三菱 マテリアル株式会社シリコン研究センター 内 (72)発明者 高石 和成 埼玉県大宮市北袋町1丁目297番地 三菱 マテリアル株式会社シリコン研究センター 内 Fターム(参考) 3B201 AA03 AB01 BB01 BB82 BB92 CC01 CC11 4H003 BA12 DA15 EA21 EA23 ED02 EE04

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水酸化カリウム、過酸化水素及び水を混
    合してなる半導体基板の洗浄液において、 水酸化カリウムを0.5〜20重量%、過酸化水素を2
    〜4重量%の割合でそれぞれ含む半導体基板の洗浄液。
  2. 【請求項2】 水酸化カリウムを0.5〜20重量%、
    過酸化水素を2〜4重量%の割合でそれぞれ含む洗浄液
    を用いて半導体基板表面を洗浄することを特徴とする半
    導体基板の洗浄方法。
  3. 【請求項3】 洗浄液の液温が20〜70℃である請求
    項2記載の洗浄方法。
  4. 【請求項4】 アンモニア、過酸化水素及び水を混合し
    てなる洗浄液を用いて洗浄する半導体基板の洗浄方法に
    おいて、 前記洗浄液がアンモニアを0.5〜15重量%、過酸化
    水素を0.4〜10重重量%の割合でそれぞれ含み、 前記基板表面を20〜70℃の温度に保たれた前記洗浄
    液で洗浄することを特徴とする半導体基板の洗浄方法。
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