JP2002329691A - Method of cleaning silicon wafer - Google Patents
Method of cleaning silicon waferInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、シリコンウェーハ
の洗浄方法に関する。[0001] The present invention relates to a method for cleaning a silicon wafer.
【０００２】[0002]
【従来の技術】例えば、シリコン単結晶基板の主表面上
にシリコンエピタキシャル層を形成する気相成長工程の
前後においては、シリコン単結晶基板、あるいはシリコ
ンエピタキシャルウェーハ（以下、シリコン単結晶基板
とシリコンエピタキシャルウェーハを総称してシリコン
ウェーハという）を洗浄する工程が、従来より一般的に
行われている。この洗浄は、例えば、ＲＣＡ洗浄法によ
り行われる。このＲＣＡ洗浄法とは、ＳＣ１洗浄、ＳＣ
２洗浄、およびＤＨＦ洗浄を、目的に応じて適宜組み合
わせる洗浄のことである。このうち、ＳＣ１洗浄とは、
アンモニア水と過酸化水素水との混合液を用い、アルカ
リ溶液中におけるシリコン等の微粒子とシリコンウェー
ハとの間の静電気的反発を利用して微粒子（パーティク
ル）を除去する洗浄である。また、ＳＣ２洗浄とは、塩
酸と過酸化水素水との混合液を用い、金属をイオン化し
て除去する洗浄である。さらに、ＤＨＦ洗浄とは、希フ
ッ酸を用いて、シリコン表面の自然酸化膜を除去する洗
浄である。2. Description of the Related Art For example, before and after a vapor phase growth step of forming a silicon epitaxial layer on a main surface of a silicon single crystal substrate, a silicon single crystal substrate or a silicon epitaxial wafer (hereinafter, referred to as a silicon single crystal substrate and a silicon epitaxial A step of cleaning a wafer (generically referred to as a silicon wafer) has been generally performed conventionally. This cleaning is performed by, for example, the RCA cleaning method. This RCA cleaning method includes SC1 cleaning, SC
This is a washing in which 2 washing and DHF washing are appropriately combined depending on the purpose. Among them, SC1 cleaning is
This cleaning uses a mixed solution of aqueous ammonia and aqueous hydrogen peroxide to remove fine particles (particles) by utilizing electrostatic repulsion between fine particles such as silicon and a silicon wafer in an alkaline solution. The SC2 cleaning is cleaning using a mixed solution of hydrochloric acid and hydrogen peroxide solution to ionize and remove metals. Further, the DHF cleaning is cleaning for removing a natural oxide film on the silicon surface using dilute hydrofluoric acid.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ＲＣＡ洗浄法では、Ｎｉ（ニッケル）濃度を低下させる
のは容易ではなく、非常に多くの洗浄時間を要する。However, in the above-mentioned RCA cleaning method, it is not easy to lower the Ni (nickel) concentration, and a very long cleaning time is required.
【０００４】本発明は、上記の課題を解決するためにな
されたもので、好適にニッケル濃度を低下させることが
できるシリコンウェーハの洗浄方法を提供することを目
的とする。[0004] The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and has as its object to provide a method for cleaning a silicon wafer, which can suitably reduce the nickel concentration.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明者は、以下のよう
な条件（条件１〜３）でシリコンウェーハを洗浄するこ
とで、ニッケル濃度を低減することができることを見出
した。 （条件１）被洗浄シリコンウェーハとして、ニッケル汚
染された６インチのシリコンエピタキシャルウェーハ
（ニッケル汚染レベル；（５．２〜５．８）×１０ 10ａ
ｔｏｍｓ／ｃｍ2）を使用する。 （条件２）洗浄液として次の（１）、（２）、（３）を
使用する。 （１）ＳＣ１（１：１：５） （２）ＳＣ２（１：１：２０） （３）フッ酸（３０％） ここで、ＳＣ１洗浄用の薬液は、アンモニア水（濃度２
９％のＮＨ4ＯＨ水）と過酸化水素水（濃度３１％のＨ2
Ｏ2水）との混合液であり、ＳＣ２洗浄用の薬液は、塩
酸（濃度３６％のＨＣｌ）と過酸化水素水（濃度３１％
のＨ2Ｏ2水）との混合液である。それぞれのかっこ内の
数字は組成比を示すものである。すなわち、ＳＣ１洗浄
用の薬液としては、ＮＨ4ＯＨとＨ2Ｏ2とＨ2Ｏの組成比
が１：１：５のものを用いる。ＳＣ２洗浄用の薬液とし
ては、ＨＣｌとＨ2Ｏ2とＨ2Ｏの組成比が１：１：２０
のものを用いる。 （条件３）１サイクルの洗浄フローを次のフロー（洗浄
フローＢ）とする。 ＳＣ１洗浄→純水リンス×２→フッ酸洗浄→純水リンス
×２→ＳＣ１洗浄×２→純水リンス×２→ＳＣ２洗浄→
純水リンス×２ ここで、ＳＣ１洗浄、純水リンス、フッ酸洗浄、ＳＣ２
洗浄は、それぞれ３分ずつ行うこととする。また、「×
２」とは、２回繰り返すことを意味する。The inventor of the present invention has the following features.
Cleaning silicon wafers under various conditions (conditions 1-3)
And found that nickel concentration can be reduced
did. (Condition 1) Nickel contamination as silicon wafer to be cleaned
6 inch silicon epitaxial wafer dyed
(Nickel contamination level; (5.2-5.8) × 10 Tena
toms / cmTwo). (Condition 2) The following (1), (2), and (3) were used as cleaning solutions.
use. (1) SC1 (1: 1: 5) (2) SC2 (1: 1: 20) (3) Hydrofluoric acid (30%) Here, the chemical solution for SC1 cleaning is ammonia water (concentration 2
9% NHFourOH water) and hydrogen peroxide solution (31% HTwo
OTwoWater), and the chemical solution for cleaning SC2 is salt
Acid (concentration 36% HCl) and aqueous hydrogen peroxide (concentration 31%)
HTwoOTwoWater). In each parenthesis
The numbers indicate the composition ratios. That is, SC1 cleaning
NH3FourOH and HTwoOTwoAnd HTwoO composition ratio
Used is 1: 1: 5. As a chemical for SC2 cleaning
HCl and HTwoOTwoAnd HTwoO composition ratio is 1: 1: 20
Use (Condition 3) One cycle of the cleaning flow is replaced by the following flow (cleaning)
Flow B). SC1 cleaning → pure water rinse × 2 → hydrofluoric acid cleaning → pure water rinse
× 2 → SC1 cleaning × 2 → Pure water rinse × 2 → SC2 cleaning →
Pure water rinsing × 2 Here, SC1 cleaning, pure water rinsing, hydrofluoric acid cleaning, SC2
Washing is performed for 3 minutes each. Also, "×
"2" means repeating twice.
【０００６】以上のような条件で繰り返し洗浄する際に
シリコンウェーハの表面で検出されるニッケル濃度の変
化状況、すなわち、ニッケル濃度の洗浄サイクル数依存
性（上記洗浄フローで７サイクル目まで）を図３（およ
び図６の洗浄フローＢのグラフ）に示す。この図３（お
よび図６）に示すように、上記の洗浄フローを５サイク
ル繰り返すことで、ニッケル濃度を検出下限値（例えば
１．６×１０9ａｔｏｍｓ／ｃｍ2）未満にすることがで
きる。なお、図６にて、「ＮＤ（Ｎｏｎ Ｄｅｔｅｃ
ｔ）」とは、測定機により検出できなかったこと（ニッ
ケル濃度が検出下限値未満であること）を意味する。な
お、ニッケル濃度は全て、原子吸光分析法を用いて測定
した値である。The change in the nickel concentration detected on the surface of the silicon wafer during repeated cleaning under the above conditions, that is, the dependency of the nickel concentration on the number of cleaning cycles (up to the seventh cycle in the above cleaning flow) is shown. 3 (and a graph of the cleaning flow B in FIG. 6). As shown in FIG. 3 (and FIG. 6), the nickel concentration can be made lower than the lower limit of detection (for example, 1.6 × 10 9 atoms / cm 2 ) by repeating the above cleaning flow for five cycles. In FIG. 6, “ND (Non Detect
"t)" means that it could not be detected by the measuring instrument (the nickel concentration was lower than the lower detection limit). Note that all nickel concentrations are values measured using atomic absorption spectrometry.
【０００７】また、条件２だけを変更して上記洗浄フロ
ーを１サイクル行った場合のニッケル濃度を図４および
図５に示す。このうち図４は、フッ酸の濃度を変えた
（１％、２％、３％、５％、３０％）場合のニッケル濃
度を示す。この図４の結果から分かるように、洗浄後に
検出されるニッケル濃度は、少なくともフッ酸濃度が１
％〜３０％の範囲では、フッ酸の濃度に依存しない。他
方、図５はＳＣ１洗浄液およびＳＣ２洗浄液の組成比を
変えた場合のニッケル濃度を示す。なお、ＳＣ１洗浄液
は、ＮＨ4ＯＨとＨ2Ｏ2とＨ2Ｏとの組成比が１：１：５
の場合と４：１：２０の場合とを調べた。また、ＳＣ２
洗浄液はＨＣｌとＨ2Ｏ2とＨ2Ｏの組成比が１：１：２
０の場合と１：１：５の場合とを調べた。この図５の結
果から分かるように、洗浄後のニッケル濃度は、少なく
ともこの例の組成比の範囲では、各洗浄液（ＳＣ１洗浄
液、ＳＣ２洗浄液）の組成比に依存しない。FIGS. 4 and 5 show the nickel concentration in the case where the cleaning flow is performed for one cycle while only the condition 2 is changed. FIG. 4 shows the nickel concentration when the concentration of hydrofluoric acid was changed (1%, 2%, 3%, 5%, 30%). As can be seen from the results of FIG. 4, the nickel concentration detected after washing is at least 1 hydrofluoric acid.
In the range of% to 30%, it does not depend on the concentration of hydrofluoric acid. On the other hand, FIG. 5 shows the nickel concentration when the composition ratio of the SC1 cleaning solution and the SC2 cleaning solution was changed. The SC1 cleaning solution has a composition ratio of NH 4 OH, H 2 O 2, and H 2 O of 1: 1: 5.
And the case of 4: 1: 20 were examined. SC2
The cleaning solution has a composition ratio of HCl, H 2 O 2 and H 2 O of 1: 1: 2.
The case of 0 and the case of 1: 1: 5 were examined. As can be seen from the results of FIG. 5, the nickel concentration after cleaning does not depend on the composition ratio of each cleaning solution (SC1 cleaning solution, SC2 cleaning solution) at least within the range of the composition ratio of this example.
【０００８】以上のことを鑑みると、洗浄後に検出され
るニッケル濃度は、フッ酸濃度、ＳＣ１洗浄液ならびに
ＳＣ２洗浄液の組成比などには依存せず、洗浄（例えば
上記洗浄フローＢで行う洗浄）の繰り返しサイクル数に
依存し、このサイクル数が増えるほど、洗浄後に検出さ
れるニッケル濃度が低下することが分かる。In view of the above, the nickel concentration detected after cleaning does not depend on the hydrofluoric acid concentration, the composition ratio of the SC1 cleaning solution and the SC2 cleaning solution, and the like, but does not depend on the cleaning (for example, the cleaning performed in the above cleaning flow B). It can be seen that it depends on the number of repetition cycles, and as this number of cycles increases, the nickel concentration detected after washing decreases.
【０００９】このことから、シリコンウェーハからニッ
ケルが除去される仕組みは、以下の様であると考えられ
る。図１（ａ）には、ウェーハ本体２の表面に酸化膜３
が形成された状態のシリコンウェーハ１を示す。なお、
ウェーハ本体２は、例えばシリコン単結晶基板と該基板
上に形成されたシリコンエピタキシャル層とからなる。
図１（ａ）に示すように、ニッケル４は、シリコンウェ
ーハ１のウェーハ本体２とこのウェーハ本体２上の酸化
膜３との界面付近に存在し、酸化膜３を、例えばフッ酸
によりエッチングして除去するのに伴い、該酸化膜３中
に存在するニッケル４もシリコンウェーハ１から除去さ
れる（図１（ｂ））。次に、図１（ｃ）に示すように、
再びシリコンウェーハ１の表面に酸化膜３を形成すると
同時に（上記洗浄フローＢの場合、酸化膜３はＳＣ１洗
浄液により形成される）、シリコンウェーハ１中に存在
していたニッケルが酸化膜３中へ取り込まれる。この酸
化膜３中に取り込まれたニッケル４は、再び酸化膜３を
除去するのに伴い除去される（図１（ｄ））。このよう
な洗浄工程を繰り返すことにより、シリコンウェーハ１
の表面近傍に存在するニッケル４を徐々に減らしていく
ことができ、結果、ニッケル濃度を、例えば検出下限値
未満にすることができる。From this, the mechanism by which nickel is removed from the silicon wafer is considered as follows. FIG. 1A shows an oxide film 3 on the surface of the wafer body 2.
1 shows the silicon wafer 1 in a state in which is formed. In addition,
The wafer main body 2 includes, for example, a silicon single crystal substrate and a silicon epitaxial layer formed on the substrate.
As shown in FIG. 1A, nickel 4 exists near an interface between a wafer main body 2 of a silicon wafer 1 and an oxide film 3 on the wafer main body 2, and the oxide film 3 is etched by, for example, hydrofluoric acid. As a result, the nickel 4 present in the oxide film 3 is also removed from the silicon wafer 1 (FIG. 1B). Next, as shown in FIG.
At the same time as the oxide film 3 is formed again on the surface of the silicon wafer 1 (in the case of the cleaning flow B, the oxide film 3 is formed by the SC1 cleaning liquid), nickel existing in the silicon wafer 1 is transferred into the oxide film 3. It is captured. The nickel 4 taken into the oxide film 3 is removed as the oxide film 3 is removed again (FIG. 1D). By repeating such a cleaning process, the silicon wafer 1
The nickel 4 existing near the surface can be gradually reduced, and as a result, the nickel concentration can be, for example, less than the lower detection limit.
【００１０】そこで、本発明者は、次の条件（条件４〜
６）でシリコンウェーハを洗浄することで、上記と同様
にニッケル濃度を低減することができることを見出し
た。 条件４．上記条件１と同様。 条件５．洗浄液として以下の（１）、（２）を適用す
る。 （１）フッ酸（１％） （２）オゾン水（５ｐｐｍ） 条件６．以下の洗浄フロー（洗浄フローＡ）とする。 ｛フッ酸洗浄（１５秒）→オゾン水洗浄（１５秒）｝×
５サイクル繰り返し→純水リンス（３分）Therefore, the present inventor has made the following conditions (conditions 4 to 4).
It has been found that by cleaning the silicon wafer in 6), the nickel concentration can be reduced in the same manner as described above. Condition 4. Same as condition 1 above. Condition 5. The following (1) and (2) are applied as the cleaning liquid. (1) Hydrofluoric acid (1%) (2) Ozone water (5 ppm) Conditions 6. The following cleaning flow (cleaning flow A) is used. ｛Hydrofluoric acid cleaning (15 seconds) → ozone water cleaning (15 seconds)｝ ×
Repeat 5 cycles → rinse with pure water (3 minutes)
【００１１】このように、フッ酸とオゾン水との交互洗
浄を５回繰り返す際にシリコンウェーハの表面で検出さ
れるニッケル濃度の変化状況、すなわち、ニッケル濃度
の洗浄サイクル数依存性を図６の洗浄フローＡのグラフ
に示す。この図６に示すように、洗浄フローＡを適用す
る場合、３サイクルの洗浄を繰り返すことで、ニッケル
濃度を検出下限値未満にすることができる。FIG. 6 shows the change in the nickel concentration detected on the surface of the silicon wafer when the alternate cleaning of hydrofluoric acid and ozone water is repeated five times, that is, the dependence of the nickel concentration on the number of cleaning cycles. This is shown in the graph of the washing flow A. As shown in FIG. 6, when the cleaning flow A is applied, the nickel concentration can be made lower than the lower detection limit by repeating three cycles of cleaning.
【００１２】そこで、本発明のシリコンウェーハの洗浄
方法は、シリコンウェーハの表面に酸化膜を形成する酸
化膜形成洗浄と、該形成した酸化膜を除去する酸化膜除
去洗浄とを、他の薬液洗浄を挟まずに複数回繰り返すこ
とを特徴とする。Therefore, the method for cleaning a silicon wafer according to the present invention comprises an oxide film forming cleaning for forming an oxide film on the surface of the silicon wafer and an oxide film removing cleaning for removing the formed oxide film, which are separated by another chemical cleaning. Is repeated a plurality of times without being interposed.
【００１３】酸化膜形成洗浄は、より具体的には、オゾ
ン水、ＳＣ１洗浄液、ＳＣ２洗浄液のいずれかを用い
て、シリコンウェーハの表面に酸化膜を形成する洗浄で
あることが好ましい。なお、ＳＣ１洗浄液とは、アンモ
ニア水と過酸化水素水との混合液であり、ＳＣ２洗浄液
とは、塩酸と過酸化水素水との混合液である。ここで、
薬液洗浄以外の洗浄（例えば純水リンス）であれば、酸
化膜形成洗浄と酸化膜除去洗浄との間に行っても良い。More specifically, the cleaning for forming an oxide film is preferably a cleaning for forming an oxide film on the surface of a silicon wafer by using any of ozone water, SC1 cleaning solution and SC2 cleaning solution. The SC1 cleaning liquid is a mixed liquid of ammonia water and hydrogen peroxide water, and the SC2 cleaning liquid is a mixed liquid of hydrochloric acid and hydrogen peroxide water. here,
If cleaning other than chemical cleaning (for example, pure water rinsing), cleaning may be performed between the oxide film forming cleaning and the oxide film removing cleaning.
【００１４】また、本発明のシリコンウェーハの洗浄方
法は、オゾン水を用いてシリコンウェーハの表面に酸化
膜を形成する酸化膜形成洗浄と、該形成した酸化膜を除
去する酸化膜除去洗浄とを、複数回繰り返すこと洗浄方
法であっても良い。この洗浄方法では、必要に応じて酸
化膜形成洗浄と酸化膜除去洗浄との間に他の薬液洗浄工
程を挟んでも良い。Further, the method for cleaning a silicon wafer according to the present invention comprises: an oxide film forming cleaning for forming an oxide film on the surface of the silicon wafer using ozone water; and an oxide film removing cleaning for removing the formed oxide film. The cleaning method may be repeated a plurality of times. In this cleaning method, another chemical solution cleaning step may be interposed between the oxide film forming cleaning and the oxide film removing cleaning as needed.
【００１５】酸化膜除去洗浄は、より具体的には、シリ
コンウェーハ表面の酸化膜をフッ酸を用いて除去する洗
浄であることが好ましい。More specifically, the oxide film removal cleaning is preferably cleaning for removing an oxide film on the surface of the silicon wafer using hydrofluoric acid.
【００１６】さらに、酸化膜形成洗浄と酸化膜除去洗浄
とを繰り返す工程の後又は前に、ＳＣ１洗浄とＳＣ２洗
浄とを行うことが好ましい。Further, it is preferable to perform SC1 cleaning and SC2 cleaning after or before the step of repeating the oxide film forming cleaning and the oxide film removing cleaning.
【００１７】[0017]
【発明の実施の形態】以下に、本発明に係るシリコンウ
ェーハの洗浄方法の好ましい実施の形態の例を示す。こ
の実施の形態では、オゾン水（Ｏ3水）を用いてシリコ
ンウェーハ１（図１）の表面に酸化膜３（図１）を形成
し、この形成した酸化膜３をフッ酸（ＨＦ）を用いて除
去する例について説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The preferred embodiments of the method for cleaning a silicon wafer according to the present invention will be described below. In this embodiment, an oxide film 3 (FIG. 1) is formed on the surface of a silicon wafer 1 (FIG. 1) using ozone water (O 3 water), and the formed oxide film 3 is coated with hydrofluoric acid (HF). An example of removal using the method will be described.
【００１８】この実施の形態の好ましい洗浄フロー（洗
浄フローＣとする）の一例を図２に示す。この図２に示
すように、ステップＳ１にてシリコンウェーハ１をフッ
酸（ＨＦ）薬液槽（例えば濃度１％程度）に浸し、次
に、このフッ酸薬液槽から取り出したシリコンウェーハ
１をステップＳ２にてオゾン水（Ｏ3水）薬液槽（例え
ばオゾン濃度５ｐｐｍ程度）に浸す、といった工程（繰
り返し洗浄）を、例えば３サイクル繰り返す。ここで、
ステップＳ１にてシリコンウェーハ１をフッ酸薬液槽に
浸すことにより、エッチングが行われ、シリコンウェー
ハ１表面の酸化膜３が除去される。この際、酸化膜３と
ともに、該酸化膜３中のニッケル４もシリコンウェーハ
１から除去される。つまりステップＳ１は、本発明の酸
化膜除去洗浄に相当する。また、ステップＳ２にてシリ
コンウェーハ１をオゾン水薬液槽に浸すことにより、シ
リコンウェーハ１の表面が酸化され、酸化膜（Ｓｉ
Ｏ2）が形成される。つまり、ステップＳ２は、本発明
の酸化膜形成洗浄に相当する。このステップＳ２にて形
成される酸化膜の膜厚は１ｎｍ程度であり、この程度の
膜厚の酸化膜は、シリコンウェーハ１０をオゾン水薬液
層に約１０秒程度浸すことで形成することができ、それ
以上浸しても膜厚はほとんど変化しない。そこで、本実
施形態では、例えば、ステップＳ２を行う時間の長さ
は、例えば１５秒に設定する。また、ステップＳ１を行
う時間の長さも、ステップＳ２を行う時間の長さに合わ
せて例えば１５秒に設定する。なお、本発明の洗浄工程
を行う前のシリコンウェーハの表面には、自然酸化膜等
の酸化膜が形成されているため、洗浄フローＣでは、先
ず、酸化膜の形成洗浄ではなく、酸化膜除去洗浄から始
まる。FIG. 2 shows an example of a preferable cleaning flow (hereinafter referred to as cleaning flow C) of this embodiment. As shown in FIG. 2, in step S1, the silicon wafer 1 is immersed in a hydrofluoric acid (HF) chemical solution tank (for example, about 1% concentration). The process (repeated washing) of dipping in an ozone water (O 3 water) chemical solution tank (for example, an ozone concentration of about 5 ppm) is repeated, for example, three cycles. here,
In step S1, the silicon wafer 1 is immersed in a hydrofluoric acid chemical bath to perform etching, and the oxide film 3 on the surface of the silicon wafer 1 is removed. At this time, the nickel 4 in the oxide film 3 is removed from the silicon wafer 1 together with the oxide film 3. That is, step S1 corresponds to the oxide film removal cleaning of the present invention. Further, in step S2, the surface of the silicon wafer 1 is oxidized by immersing the silicon wafer 1 in the ozone water chemical solution tank, and the oxide film (Si
O 2 ) is formed. That is, step S2 corresponds to the oxide film forming cleaning of the present invention. The thickness of the oxide film formed in step S2 is about 1 nm, and the oxide film having such a thickness can be formed by immersing the silicon wafer 10 in the ozone water chemical liquid layer for about 10 seconds. The film thickness hardly changes even if it is immersed further. Therefore, in the present embodiment, for example, the length of time for performing step S2 is set to, for example, 15 seconds. Also, the length of time for performing step S1 is set to, for example, 15 seconds in accordance with the length of time for performing step S2. Since an oxide film such as a natural oxide film is formed on the surface of the silicon wafer before performing the cleaning step of the present invention, the cleaning flow C is not a cleaning process for forming an oxide film but a cleaning process for removing an oxide film. Begin with washing.
【００１９】このようなステップＳ１とステップＳ２の
繰り返し洗浄を例えば３サイクル行う（図１の（ａ）
（１回目ステップＳ１）、（ｂ）（１回目ステップＳ
２）、（ｃ）（２回目ステップＳ１）、（ｄ）（２回目
ステップＳ２）、（ｅ）（３回目ステップＳ１）、
（ｆ）（３回目ステップＳ２））ことにより、シリコン
ウェーハ１中のニッケル４を徐々に減らしていくことが
でき、結果、ニッケル濃度を、例えば検出下限値（例え
ば、１．６×１０9ａｔｏｍｓ／ｃｍ2）未満にすること
ができる。Such a repetitive cleaning of steps S1 and S2 is performed, for example, for three cycles (FIG. 1 (a)).
(First Step S1), (b) (First Step S)
2), (c) (second step S1), (d) (second step S2), (e) (third step S1),
(F) (the third step S2)), the nickel 4 in the silicon wafer 1 can be gradually reduced, and as a result, the nickel concentration is reduced to, for example, the lower limit of detection (for example, 1.6 × 10 9 atoms). / Cm 2 ).
【００２０】次に、このステップＳ１とステップＳ２の
繰り返し洗浄（以下、この繰り返し洗浄をステップＳ１
０とする）を終えたシリコンウェーハ１を、ステップＳ
３にて純水槽に浸して純水リンスする。次に、ステップ
Ｓ３後のシリコンウェーハ１をステップＳ４にてＳＣ１
薬液槽に浸してＳＣ１洗浄を行い、主にパーティクルを
除去する。なお、ここで用いるＳＣ１洗浄用の薬液は、
ＮＨ4ＯＨとＨ2Ｏ2とＨ2Ｏの組成比が、例えば１：１：
５の混合薬液である。次に、ステップＳ４後のシリコン
ウェーハ１をステップＳ５にて純水槽に浸して純水リン
スする。このステップＳ５を、例えば２回繰り返す。次
に、ステップＳ５後のシリコンウェーハ１をステップＳ
６にてＳＣ２薬液槽に浸してＳＣ２洗浄を行い、主に金
属汚染（ニッケルではない金属汚染）を除去する。な
お、ここで用いるＳＣ２洗浄用の薬液は、ＨＣｌとＨ2
Ｏ2とＨ2Ｏの組成比が、例えば１：１：２０の混合薬液
である。次に、ステップＳ６後のシリコンウェーハ１を
ステップＳ７にて純水槽に浸して純水リンスする。この
ステップＳ７を、例えば２回繰り返す。次に、ステップ
Ｓ７後のシリコンウェーハ１をステップＳ８にて乾燥す
る。Next, the repetitive cleaning of step S1 and step S2 (hereinafter, this repetitive cleaning is performed in step S1
0), the silicon wafer 1 is subjected to step S
In 3 immerse in a pure water tank and rinse with pure water. Next, the silicon wafer 1 after step S3 is converted into SC1 in step S4.
SC1 cleaning is performed by immersion in a chemical bath to remove mainly particles. The chemical solution for SC1 cleaning used here is as follows.
The composition ratio of NH 4 OH, H 2 O 2, and H 2 O is, for example, 1: 1:
5 is a mixed chemical solution. Next, the silicon wafer 1 after step S4 is immersed in a pure water tank in step S5 and rinsed with pure water. This step S5 is repeated, for example, twice. Next, the silicon wafer 1 after step S5 is
In step 6, SC2 cleaning is performed by dipping in the SC2 chemical solution tank to remove mainly metal contamination (metal contamination other than nickel). The chemical solution for SC2 cleaning used here is HCl and H 2.
It is a mixed chemical solution in which the composition ratio of O 2 and H 2 O is, for example, 1: 1: 20. Next, the silicon wafer 1 after step S6 is immersed in a pure water tank in step S7 and rinsed with pure water. This step S7 is repeated, for example, twice. Next, the silicon wafer 1 after step S7 is dried in step S8.
【００２１】ここで、上記のステップＳ１０（繰り返し
洗浄）は、例えば、全部で３分程度もあれば十分行うこ
とが可能である。そこで、このステップ１０を行う時間
に合わせて、上記のステップＳ３（純水リンス）、ステ
ップＳ４（ＳＣ１洗浄）、ステップＳ５（純水リン
ス）、ステップＳ６（ＳＣ２洗浄）、ステップＳ７（純
水リンス）を行う時間の長さも、それぞれ例えば３分に
設定する。さらに、上記の各ステップＳ１〜Ｓ７は、例
えばフッ素樹脂製のキャリアに複数枚のシリコンウェー
ハ１を搭載し、このキャリアごと、各薬液槽にシリコン
ウェーハ１を浸すことで、キャリアに搭載された複数枚
のシリコンウェーハ１に対し一括して行う。つまり、図
２の洗浄フローを、いわゆるバッチ式に処理するのに加
え、上記ステップＳ１０、ステップＳ３、ステップＳ
４、ステップＳ５、ステップＳ６、ステップＳ７を行う
時間の長さを、それぞれ３分と等しくするので、各キャ
リアに搭載されたシリコンウェーハ１に対し、流れ作業
的にステップＳ１０、ステップＳ３、ステップＳ４、ス
テップＳ５、ステップＳ６、ステップＳ７を順次行うこ
とにより、多数のシリコンウェーハ１を効率的に洗浄す
ることができる。Here, the above-mentioned step S10 (repeated washing) can be sufficiently performed, for example, if it takes about 3 minutes in total. Therefore, according to the time for performing Step 10, the above-described Step S3 (pure water rinsing), Step S4 (SC1 cleaning), Step S5 (pure water rinsing), Step S6 (SC2 cleaning), Step S7 (pure water rinsing) ) Is also set to, for example, 3 minutes. Further, in each of the above steps S1 to S7, the plurality of silicon wafers 1 are mounted on a carrier made of, for example, a fluororesin, and the silicon wafers 1 are immersed in each chemical solution tank together with the carriers, so that the plurality of silicon wafers 1 are mounted on the carrier. The process is performed on one silicon wafer 1 at a time. That is, in addition to processing the cleaning flow of FIG. 2 in a so-called batch system, the above-described steps S10, S3,
4. Since the length of time for performing steps S5, S6, and S7 is each equal to 3 minutes, the steps S10, S3, and S4 are performed on the silicon wafer 1 mounted on each carrier. By sequentially performing the steps S5, S6, and S7, a large number of silicon wafers 1 can be efficiently cleaned.
【００２２】このような実施の形態のシリコンウェーハ
の洗浄方法によれば、シリコンウェーハ１の表面に酸化
膜３を形成する酸化膜形成洗浄（ステップＳ２）と、該
形成した酸化膜３を除去する酸化膜除去洗浄（ステップ
Ｓ１）とを、他の薬液洗浄を挟まずに複数回繰り返すこ
とにより、短時間でニッケル濃度を検出下限値未満にす
ることができる。また、本実施の形態では、酸化膜形成
洗浄（ステップＳ２）を、オゾン水を用いて行うように
したが、オゾン水にはフッ酸を除去するリンス効果もあ
るため、ステップＳ１の後、純水リンスを行わずにステ
ップＳ２を行うことができ、非常に効率が良い。しか
も、酸化膜形成洗浄（ステップＳ２）と酸化膜除去洗浄
（ステップＳ１）との繰り返し洗浄（ステップＳ１０）
の後にＳＣ１洗浄（ステップＳ４）およびＳＣ２洗浄
（ステップＳ６）も行うので、シリコンウェーハ１の表
面のパーティクルや金属微粒子も除去できる。According to the silicon wafer cleaning method of the embodiment, the oxide film forming cleaning for forming the oxide film 3 on the surface of the silicon wafer 1 (step S2), and the formed oxide film 3 is removed. By repeating the oxide film removal cleaning (step S1) a plurality of times without interposing another chemical solution cleaning, the nickel concentration can be reduced below the detection lower limit in a short time. In this embodiment, the oxide film forming cleaning (step S2) is performed using ozone water. However, since ozone water has a rinsing effect of removing hydrofluoric acid, pure water is removed after step S1. Step S2 can be performed without performing water rinsing, which is very efficient. In addition, repeated cleaning of the oxide film forming cleaning (step S2) and cleaning of removing the oxide film (step S1) (step S10).
After that, SC1 cleaning (Step S4) and SC2 cleaning (Step S6) are also performed, so that particles and metal fine particles on the surface of the silicon wafer 1 can also be removed.
【００２３】なお、上記の実施の形態では、オゾン水を
用いて酸化膜形成洗浄を行う例について説明したが、本
発明はこれに限らず、例えばＳＣ１洗浄液あるいはＳＣ
２洗浄液を用いて酸化膜形成洗浄を行うこととしても良
い。ただし、これらの場合には、酸化膜形成洗浄の後、
純水リンスを行ってから、酸化膜除去洗浄を行うことが
好ましい。また、上記の実施の形態では、酸化膜除去洗
浄を行う際のフッ酸の濃度を１％程度に設定したが、フ
ッ酸の濃度は適宜変更して良い。例えば図７に示すよう
にシリコンウェーハ１の裏面に、オートドーピング防止
用の酸化膜３０（例えば、膜厚が５００ｎｍ程度）が予
め形成されている場合には、例えば２５％程度の濃度の
フッ酸を用いて酸化膜除去洗浄を行い、この酸化膜除去
洗浄にてオートドーピング防止用の酸化膜も除去するこ
ととしても良い。これは、濃度が高いほど酸化膜のエッ
チング速度が大きいというフッ酸の性質を利用したもの
であり、比較的濃度の高い（例えば２５％程度の）フッ
酸を用いることにより、膜厚が１ｎｍ程度の酸化膜３と
比べて非常に膜厚の大きい酸化膜３０をも好適に除去す
ることができる。In the above-described embodiment, an example in which the oxide film forming cleaning is performed using ozone water has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, SC1 cleaning liquid or SC1 cleaning liquid may be used.
(2) The oxide film forming cleaning may be performed using the cleaning liquid. However, in these cases, after the oxide film formation cleaning,
After rinsing with pure water, it is preferable to carry out oxide film removal cleaning. Further, in the above embodiment, the concentration of hydrofluoric acid at the time of performing the oxide film removal cleaning is set to about 1%, but the concentration of hydrofluoric acid may be appropriately changed. For example, as shown in FIG. 7, when an oxide film 30 (for example, having a thickness of about 500 nm) for preventing auto-doping is formed on the back surface of the silicon wafer 1 in advance, for example, hydrofluoric acid having a concentration of about 25% The oxide film removal cleaning may be performed by using, and the oxide film for preventing auto-doping may be removed by the oxide film removal cleaning. This utilizes the property of hydrofluoric acid that the higher the concentration, the higher the etching rate of the oxide film is. By using hydrofluoric acid having a relatively high concentration (for example, about 25%), the film thickness is about 1 nm. The oxide film 30 having an extremely large thickness as compared with the oxide film 3 can be suitably removed.
【００２４】[0024]
【発明の効果】本発明に係るシリコンウェーハの洗浄方
法によれば、シリコンウェーハの表面に酸化膜を形成す
る酸化膜形成洗浄と、該形成した酸化膜を除去する酸化
膜除去洗浄とを、他の薬液洗浄を挟まずに複数回繰り返
すことにより、短時間でニッケル濃度を低下させること
ができる。According to the silicon wafer cleaning method of the present invention, an oxide film forming cleaning for forming an oxide film on the surface of a silicon wafer and an oxide film removing cleaning for removing the formed oxide film are included. The nickel concentration can be reduced in a short time by repeating the chemical cleaning a plurality of times without sandwiching the same.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図１】本発明の洗浄方法によりシリコンウェーハから
ニッケル（Ｎｉ）が除去される仕組みを説明するための
一連の模式図である。FIG. 1 is a series of schematic diagrams illustrating a mechanism for removing nickel (Ni) from a silicon wafer by a cleaning method of the present invention.
【図２】本発明の洗浄方法のフローの一例を示す模式図
である。FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of the flow of the cleaning method of the present invention.
【図３】ニッケル濃度の洗浄サイクル数依存性を示す図
である。FIG. 3 is a diagram showing the dependency of the nickel concentration on the number of cleaning cycles.
【図４】ニッケル濃度のフッ酸濃度依存性を示す図であ
る。FIG. 4 is a graph showing the dependence of nickel concentration on hydrofluoric acid concentration.
【図５】ニッケル濃度のＳＣ１洗浄用の薬液とＳＣ２洗
浄用の薬液の組成比依存性を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing the composition ratio dependence of the chemical solution for SC1 cleaning and the chemical solution for SC2 cleaning of nickel concentration.
【図６】本発明の洗浄フローのサイクル数と、洗浄後の
ニッケル濃度との相関を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing the correlation between the number of cycles of the cleaning flow of the present invention and the nickel concentration after cleaning.
【図７】裏面にオートドーピング防止用の酸化膜を有す
るシリコンウェーハを示す概略断面図である。FIG. 7 is a schematic sectional view showing a silicon wafer having an oxide film for preventing auto-doping on the back surface.
１ シリコンウェーハ ３ 酸化膜 ３０ オートドーピング防止用の酸化膜 Reference Signs List 1 silicon wafer 3 oxide film 30 oxide film for preventing auto-doping
Claims (5)
する酸化膜形成洗浄と、該形成した酸化膜を除去する酸
化膜除去洗浄とを、他の薬液洗浄を挟まずに複数回繰り
返すことを特徴とするシリコンウェーハの洗浄方法。An oxide film forming cleaning for forming an oxide film on the surface of a silicon wafer and an oxide film removing cleaning for removing the formed oxide film are repeated a plurality of times without interposing another chemical solution cleaning. Silicon wafer cleaning method.
１洗浄液、ＳＣ２洗浄液のいずれかを用いて、シリコン
ウェーハの表面に酸化膜を形成する洗浄であることを特
徴とする請求項１記載のシリコンウェーハの洗浄方法。2. The cleaning for forming an oxide film is performed using ozone water, SC
2. The method for cleaning a silicon wafer according to claim 1, wherein the cleaning is performed by forming an oxide film on the surface of the silicon wafer by using one of the cleaning liquid 1 and the SC2 cleaning liquid.
面に酸化膜を形成する酸化膜形成洗浄と、該形成した酸
化膜を除去する酸化膜除去洗浄とを、複数回繰り返すこ
とを特徴とするシリコンウェーハの洗浄方法。3. A silicon wafer characterized by repeating an oxide film forming cleaning for forming an oxide film on the surface of a silicon wafer using ozone water and an oxide film removing cleaning for removing the formed oxide film a plurality of times. Wafer cleaning method.
ハ表面の酸化膜をフッ酸を用いて除去する洗浄であるこ
とを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のシリコ
ンウェーハの洗浄方法。4. The method for cleaning a silicon wafer according to claim 1, wherein said oxide film removing cleaning is cleaning for removing an oxide film on a silicon wafer surface using hydrofluoric acid. .
浄とを繰り返す工程の後又は前に、ＳＣ１洗浄とＳＣ２
洗浄とを行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれか
に記載のシリコンウェーハの洗浄方法。5. After or before the step of repeating the oxide film forming cleaning and the oxide film removing cleaning, SC1 cleaning and SC2 cleaning are performed.
The method for cleaning a silicon wafer according to any one of claims 1 to 4, wherein cleaning is performed.
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