JP2002118088A - 半導体ウェハを化学的に処理する方法 - Google Patents

半導体ウェハを化学的に処理する方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体ウェハをＨＦ含有媒体および引き続き
オゾン含有媒体で処理する半導体ウェハの化学的な処理
法を提供する。 【解決手段】 オゾン含有媒体で処理される半導体ウェ
ハが水性ＨＦを含んでいない。 【効果】 半導体ウェハのＳｉ表面は、ＨＦ水溶液の残
留物が水性のオゾンと結合することにより生じる種々の
マイクロラフネスを有する領域を有していない。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、特にシリコンから
なる半導体ウェハを洗浄するために、ＨＦの存在下およ
び引き続きオゾンの存在下に半導体ウェハを化学的に処
理する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体ウェハを湿式化学的に処理する方
法はすでに公知である。このためには例えば、半導体ウ
ェハから金属不純物およびパーティクルを除去すること
を目標としているＤＥ−Ａ１９８５３４８６号ならびに
ＵＳ−Ａ５，６６２，７４３号を参照されたい。前記の
不純物は一般に表面構造化の際に妨げとなる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、半導
体ウェハをＨＦ含有媒体および引き続きオゾン含有媒体
で処理する半導体ウェハの化学的な処理方法において、
オゾン含有媒体で処理される半導体ウェハが水性ＨＦを
含んでいないことを特徴とする、半導体ウェハの化学的
処理法である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明による方法で使用
されるＨＦ含有媒体は、純粋なフッ化水素であっても、
フッ化水素の水溶液、つまりフッ化水素酸であってもよ
く、この場合、いずれの場合でもＨＦ含有媒体は気体状
であっても、液状であってもよい。有利には本発明によ
り使用されるＨＦ含有媒体はＨＦ水溶液であり、特に有
利には、ＨＦを０．００１〜１０質量％の濃度で含有し
ている水溶液である。さらに本発明により使用されるＨ
Ｆ水溶液は、ＨＣｌを０．００１〜１０質量％、有利に
は０．２〜２．０質量％の濃度で含有していてもよい。
本発明により使用されるＨＦ含有媒体は、ＨＦ以外に、
場合により水および場合によりＨＣｌを含有し、かつ有
利にはその他の物質、例えば界面活性剤を含有していな
い。
【０００５】本発明による方法で使用されるオゾン含有
媒体は、気体状のＯ３であっても、Ｏ３の水溶液であっ
てもよい。有利には本発明により使用されるオゾン含有
媒体は、Ｏ３水溶液、特に有利にはＯ３を１〜５０ｐｐ
ｍの濃度で含有している水溶液である。
【０００６】本発明による方法でＨＦ水溶液および／ま
たはオゾン水溶液を使用する場合、これらは有利には脱
イオン水で調製したものである。
【０００７】本発明による方法の場合、オゾン含有媒体
による処理は、ＨＦ含有媒体での処理に直接引き続いて
行い、水を用いた付加的なリンス工程は存在しない。化
学的に作用する薬剤を用いた処理と処理との間で、水を
用いたリンスを省略することは、すでに経済的な観点か
ら有利であり、かつＳｉ表面における清浄化作用をはる
かに改善する。さらに本発明による方法によりＳｉ表面
におけるオゾンの酸化作用が改善される。
【０００８】ＨＦ含有媒体で処理され、かつ水性ＨＦ不
含である、本発明による方法で使用される半導体ウェハ
は、ＨＦ含有媒体による処理を ａ）気体状のＨＦを用いて実施するか、または ｂ）半導体ウェハを水性のＨＦ浴中で処理した後で、半
導体ウェハの表面にもはや水性ＨＦが存在していないよ
うに該浴から分離することにより得られる。
【０００９】変法ａ）の場合、閉鎖された装置中にＨＦ
ガスを貫流させて半導体ウェハを処理し、かつ処理時間
の終わりに残りのＨＦガスを吸引する。こうして得られ
た半導体ウェハを第二工程でオゾンガスにより処理す
る。オゾンガスを用いた処理時間の後で、残りのオゾン
ガスを吸引する。
【００１０】本発明による方法の場合、変法ｂ）による
水性のＨＦ浴からの、ＨＦで処理した半導体ウェハの分
離は、 ｂ１）ＨＦ水溶液を処理浴から取り出すか、または ｂ２）処理した半導体ウェハを水性のＨＦ浴から取り出
すことにより行うことができる。
【００１１】本発明による方法の場合、変法ｂ１）では
有利にはＨＦ水溶液を、液面が有利には毎秒０．０１〜
１５ｍｍで低下するような速度でプロセス浴から中間容
器へと排出する。この場合、ＨＦ溶液の放出を有利には
横断面で調整可能なバルブにより制御する。ＨＦ溶液を
完全に浴から排出したら、ＨＦ溶液不含の半導体ウェハ
を後続するオゾン含有媒体中に浸漬する。ＨＦ溶液は中
間容器中で、有利には０．０５μｍの回転濾過器を用い
て清浄化し、かつプロセス浴へと返送する。濾過したＨ
Ｆ溶液は、半導体ウェハを改めて清浄化するために用い
る。
【００１２】本発明による方法の場合、変法ｂ２）では
処理した半導体ウェハを、有利には毎秒０．０１〜１５
ｍｍの速度で、有利には自動的なハンドリング装置を用
いてＨＦ水溶液の表面に通過させる。次いで、こうして
得られたＨＦ溶液不含の半導体ウェハを、引き続きその
後のオゾン含有媒体中に浸漬し、かつ均一に親水化す
る。
【００１３】本発明による方法は、有利には１０〜６５
℃、特に有利には２０〜３０℃の温度および９００〜１
１００ｈＰａの圧力で実施する。
【００１４】本発明による一連の処理は、所望の場合に
は、半導体ウェハの化学処理に通例のその他の工程、例
えばオゾン処理を行った後の半導体ウェハの乾燥処理を
その前後に行ってもよい。
【００１５】本発明により、欠陥のない熱酸化膜を成長
させるために、半導体ウェハを特に効果的にコンディシ
ョニングすることができる方法が提供される。
【００１６】本発明による方法は、オゾン親水化の間に
半導体ウェハの全Ｓｉ表面上で自然酸化膜が極めて均一
に成長するという利点を有する。該酸化膜は、有利には
自然酸化膜中に、ｎｍ範囲での不均一な熱酸化をもたら
す欠陥個所を有していない。ＩＣ産業におけるその後の
加工の要求に相応して、極めて薄いもしくは厚い酸化物
層を半導体ウェハ上に施与する。熱的に生じる酸化物層
は、均一に成長し、かつ欠陥領域を有していない。
【００１７】さらに、本発明による方法は、半導体ウェ
ハのＳｉ表面が、ＨＦ水溶液の残留物がオゾン水溶液と
結合することにより生じる、種々のマイクロラフネス
（曇り）を有する領域を有していないことが有利であ
る。
【００１８】
【実施例】例１ それぞれ直径２００ｍｍを有するシリコン半導体ウェハ
５０枚を、ＨＦ濃度０．２質量％を有するＨＦ水溶液５
０ｌ中に浸漬し、かつ引張速度０．５ｍｍ／ｓで５分
間、ＨＦ溶液に通過させた。引き続き、こうして得られ
た半導体ウェハをオゾン濃度６ｐｐｍを有するオゾン水
溶液５０ｌ中に５分間浸漬した。
【００１９】次いでこうして処理した半導体ウェハに、
自体公知の熱的なポリ／ＬＴＯ−酸化を行った。酸化の
均一性の品質を、ヘーズ・ライト(Haze-Licht)を用いて
目視により評価した。不均一な酸化物表面を有する半導
体ウェハの割合は、ほぼ０であった。
【００２０】比較例１ 例１に記載の作業方法を繰り返したが、ただしこの場
合、ＨＦ浴からの半導体ウェハの引張速度を、０．５ｍ
ｍ／ｓではなく５０ｍｍ／ｓに変更した。
【００２１】不均一な酸化物表面を有する半導体ウェハ
の割合は、有利にはＨＦ溶液がオゾン溶液への浸漬の前
に半導体ウェハに付着している箇所で、８０％の範囲で
あった。

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 半導体ウェハをＨＦ含有媒体および引き
    続きオゾン含有媒体で処理する半導体ウェハの化学的な
    処理法において、オゾン含有媒体で処理される半導体ウ
    ェハが水性ＨＦを含んでいないことを特徴とする、半導
    体ウェハの化学的処理法。
  2. 【請求項２】 ＨＦ含有媒体がフッ化水素水溶液であ
    る、請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 ＨＦ含有媒体が、ＨＦを０．００１〜１
    ０質量％の濃度で含有しているＨＦ水溶液である、請求
    項１または２記載の方法。
  4. 【請求項４】 Ｏ３水溶液である、請求項１から３まで
    のいずれか１項記載の方法。
  5. 【請求項５】 Ｏ３を１〜５０ｐｐｍの濃度で含有する
    Ｏ３水溶液である、請求項１から４までのいずれか１項
    記載の方法。
  6. 【請求項６】 ＨＦ含有媒体による処理を気体状のＨＦ
    を用いて実施する、請求項１から５までのいずれか１項
    記載の方法。
  7. 【請求項７】 半導体ウェハを水性ＨＦ浴中で処理した
    後、半導体ウェハの表面上に水性ＨＦがもはや存在しな
    いように、水性ＨＦ浴から分離する、請求項１から５ま
    でのいずれか１項記載の方法。
  8. 【請求項８】 ＨＦ水溶液を処理浴から取り出すことに
    より、ＨＦで処理した半導体ウェハを水性ＨＦ浴から分
    離する、請求項７記載の方法。
  9. 【請求項９】 処理した半導体ウェハを水性ＨＦ浴から
    取り出すことにより、ＨＦで処理した半導体ウェハを水
    性ＨＦ浴から分離する、請求項７記載の方法。
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