JP2002509355A - シリコンウエハのラッピング後洗浄法 - Google Patents

シリコンウエハのラッピング後洗浄法

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Abstract

(57)【要約】 ウエハをラッピングした後に、半導体ウエハの表面から汚染物を洗浄する方法。該方法は、ウエハを酸化剤に接触させて、ウエハの表面に存在することがある有機汚染物を酸化することを含んで成る。次に、音波エネルギーが当てられているクエン酸を含んで成る水性浴にウエハを浸漬して、ウエハの表面に存在することがある金属性汚染物を除去する。クエン酸浴に浸漬した後に、ウエハをフッ化水素酸に接触させて、ウエハの表面に存在することがある二酸化珪素の層を除去する。次に、音波エネルギーが当てられている、アルカリ性成分および界面活性剤を含んで成る水性浴に、ウエハを浸漬する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 （技術分野） 本発明は一般に、半導体ウエハの洗浄法に関する。本発明は特に、ラッピング
された単結晶シリコンウエハの表面に存在することがある有機残留物、金属性不
純物、および他の微粒汚染物を洗浄する一連の処理工程に関する。
【０００２】 （背景技術） 集積回路の製造に使用される半導体ウエハは、単結晶シリコンインゴットから
薄いウエハをスライスすることによって製造される。スライスした後、ウエハを
ラッピング工程に掛けて、ウエハにいくらかの均一な厚みを与える。次に、ウエ
ハをエッチングして損傷を除去し、平滑面を得る。従来の半導体ウエハ成形プロ
セスにおける最終工程は、ウエハの少なくとも１つの面に高反射性の非損傷表面
を得るための研磨工程である。この研磨面において、集積回路の製造が行われる
。
【０００３】 ラッピング工程とエッチング工程の間で、ウエハを洗浄して、ラッピンググリ
ット（例えば、アルミナ）および有機残留物、ならびに金属性汚染物および他の
種類の微粒不純物のような物質を除去しなけらばならない。洗浄工程が効果的で
ない場合に、ウエハの表面がこれらの不純物で汚染されているまたは汚れている
。 さらに、これらの汚染物の中には、ウエハの１つの面から他の面、例えば、 ウエハの非研磨面から研磨面に移動するものもある。これらの不純物で汚染され
たウエハ表面に集積回路を製造する場合に、これらの回路の品質および性能が大
きく低下する。従って、一般に、昼光色（bright light）または蛍光照明下でウ
エハを目視検査することによって、これらの汚染物の存在を示す汚染（stains）
に関してウエハを検査する。
【０００４】 ラッピングされたシリコンウエハの洗浄は、一般に、汚れ（dirt）を湿らせ分
配する（dispensing）のを補助する界面活性剤を含有するかまたは含有しない苛
性アルカリ溶液を使用して、超音波タンクで行われる。しかし、この方法はいく
つかの不利な点を有する。第一に、充分に清浄なウエハを得るのに要する合計処
理時間が、３０分またはそれ以上である。超音波へのそのように長い暴露は、ウ
エハの結晶格子に損傷を生じる。第二に、洗浄タンクに超音波エネルギーを適用
する結果として、定常波を形成させる。その結果、シリコンウエハが不均一エネ
ルギーに暴露され、充分に洗浄されない。第三に、ラッピング後および酸素含有
雰囲気に暴露される際に、「自然」（native）酸素層が、ラッピングされたばか
りのウエハ表面（just-lapped wafer surface）に形成される。この酸素層は、 金属性粒子、ラッピンググリット、および他の不純物を捕捉する働きをする。洗
浄の前にこの酸素層が除去されない場合に、捕捉された不純物も効果的に除去さ
れない。
【０００５】 シリコンウエハの表面に付着する微細な粒子を減少させるかまたは除去する多
くの方法が今日までに提案されている（例えば、米国特許第５４８９５５７号（
Jolley）、第５６３５４６３号（Muraoka）、第５０４９２００号（Brunnerら）
、第５３０８４００号（Chen）、第５１２９９５５号（Tanaka）、第４２６１７
９１号（Shwartzman）、第５４９８２９３号（Ilardiら）、および日本特許第Ｈ
０９−００７９９１号（Kitamuraら）参照）。しかし、これらの方法は一般に、
集積回路の性能および品質の低下を防止するのに充分な量の汚染物を除去するこ
とができない故に、好ましい方法ではない。
【０００６】 前記に鑑みて、音波エネルギーを適用することによって、ウエハの結晶格子に
損傷を与えずに、金属、ラッピンググリット、有機残留物、および他の微粒不純
物を効果的に除去することによって、汚染物を実質的に含有しないシリコンウエ
ハを製造する方法が今もなお求められている。
【０００７】 （発明の開示） 本発明の目的は、半導体ウエハの表面を洗浄する改善された方法を提供し；集
積回路製造に好適なウエハ表面を与えるそのような方法を提供し；ラッピンググ
リット、有機残留物、および他の微粒不純物をウエハ表面から効果的に除去する
そのような方法を提供し；ならびに、ウエハの結晶格子に損傷を生じずに洗浄工
程における超音波の有効性を最大にするそのような方法を提供することである。
【０００８】 本発明は一般に、ウエハをラッピングした後に、半導体ウエハの表面から汚染
物を洗浄する方法に関する。該方法は、ウエハを酸化剤と接触させて、ウエハ表
面に存在することがある有機汚染物を酸化することを含んで成る。酸化剤で処理
した後に、音波エネルギーが当てられているクエン酸を含んで成る水性浴にウエ
ハを浸漬して、ウエハの表面に存在することがある金属性汚染物を除去する。次
に、ウエハをフッ化水素酸と接触させて、ウエハの表面に存在することがある二
酸化珪素の層を除去し、次に、音波エネルギーが当てられているアルカリ性成分
および界面活性剤を含んで成る水性浴に浸漬する。
【０００９】 本発明はさらに、ウエハキャリヤーを使用して多数のウエハを一度に洗浄して
、処理量を増加させるそのような洗浄法にも関する。ウエハキャリヤーを使用す
る場合に、該キャリヤーは、フッ化水素酸での処理の後に、および水性アルカリ
浴に浸漬する前に、水で濯がれる。
【００１０】 他の目的および特徴は、一部が明らかであり、一部が下記に記載される。
【００１１】 （発明の好ましい態様の詳細な説明） シリコンウエハがラッピング工程を経た後に、ラッピングスラリーがウエハ表
面に残留する。特にこのラッピングスラリーが、ラッピンググリット、および性
質において有機であり、アルミナのような微粒不純物をウエハ表面に捕捉する浮
遊するかまたは結合する化合物、を含有する。本発明の方法によれば、初めに、
ラッピングされたシリコンウエハを気体または液体酸化剤に接触させるかまたは
それで処理することによって、存在するこれらおよび他の微粒不純物が除去され
る。好適な酸化剤の例は、オゾン、ＳＣ−１（水酸化アンモニウム、過酸化水素
、および水を、１：１：５の比で含んで成る溶液）、ピラニア浴（piranha bath
）、オゾンを含有する硫酸、および王水である。
【００１２】 酸化剤が、浮遊するかまたは結合する化合物、ならびウエハ表面に存在する多
くの他の有機不純物と反応するかまたはそれらを酸化させる。これらの化合物の
酸化は、それらの炭素結合を壊す働きをし、その結果、それらを二酸化炭素およ
び水に分解する。従って、不純物がこれらの化合物によってシリコンウエハ表面
に結合されていないので、酸化は、アルミナのような不純物が容易に除去される
ようにする。
【００１３】 好ましい実施態様においては、オゾン化水を含んで成る酸化浴に半導体ウエハ
を浸漬する。溶液中のオゾンの濃度は一般に、約５ｐｐｍ〜約５０ｐｐｍである
。その濃度は、好ましくは約１０ｐｐｍ〜約２０ｐｐｍ、より好ましくは約１４
ｐｐｍ〜約１６ｐｐｍである。一般に、浴の温度は、周囲温度より低い温度であ
る。しかし、その温度は、好ましくは約０℃〜２５℃、より好ましくは約１０℃
〜約１５℃である。酸化浴におけるウエハの滞留時間は一般に、約１０秒〜約１
２０秒、好ましくは約２０秒〜４５秒である。酸化浴におけるウエハの滞留時間
は、約２５秒〜約３５秒であるのがより好ましい。
【００１４】 酸化剤で処理した後、クエン酸を含んで成る水性浴に半導体ウエハを浸漬する
。浴中のクエン酸の濃度は、好ましくは約１〜約５重量％、より好ましくは約２
〜約３重量％である。クエン酸浴のｐＨは一般に、約１〜約３である。しかし、
ｐＨが約２.２〜約２.５であるのが好ましい。クエン酸浴の温度は一般に約５０
℃〜約７０℃、好ましくは約５５℃〜約６５℃である。浴におけるウエハの滞留
時間は一般に、少なくとも約４分である。しかし、約４.５〜約６分間でウエハ を浴に浸漬するのが好ましい。
【００１５】 クエン酸は錯生成剤として作用し、ウエハの表面および浴自体に存在する金属
イオン、特にアルミニウム、鉄、およびチタンを捕捉する働きをする。一旦これ
らの錯体が形成されると、クエン酸がさらに作用して、粒子をより大きい構造に
凝集させる。このようにして、微細粒子が、よりたやすく濾過され除去されるよ
り大きい粒子にされる。その結果、クエン酸浴は、ラッピンググリットまたは他
の微粒不純物が除去された後にウエハ表面に再付着する可能性を制限する。
【００１６】 クエン酸浴での処理の後に、一般に二酸化珪素の層がウエハ表面に存在する。
この層または薄膜は、一部は自然的であり、一部は酸化浴でのウエハ処理の結果
である。クエン酸浴によって除去されないラッピンググリットおよび微量金属性
不純物のような種々の粒子が、この薄膜に組み込まれることが多く、その結果、
ウエハ表面が汚染される。従って、ウエハをフッ化水素酸に接触させることによ
って、酸化物皮膜をウエハ表面から除去するのが好ましい。
【００１７】 フッ化水素酸工程は、フッ化水素酸蒸気にウエハを暴露することによって行う
ことができるが（例えば、Priggeら、米国特許第４９７３５６３号参照）、フッ
化水素酸を含んで成る水性浴にウエハを浸漬するのが好ましい。浴中のフッ化水
素酸の濃度は、好ましくは約１〜約５０容量％、より好ましくは約１〜約５容量
％である。フッ化水素酸浴の温度は、好ましくは約２０℃〜約８０℃、より好ま
しくは約２０℃〜約６０℃である。フッ化水素酸浴におけるウエハの滞留時間は
、少なくとも約３０秒である。しかし、ウエハが約１分〜約１５分間、より好ま
しくは約４分〜約５分間で浴に滞留するのが好ましい。
【００１８】 フッ化水素酸で処理した後に、アルカリ性成分および界面活性剤を含んで成る
水性浴に、半導体ウエハを浸漬する。アルカリ浴の温度は、好ましくは約５０℃
〜約７０℃、より好ましくは約５５℃〜約６５℃である。アルカリ浴におけるウ
エハの滞留時間は、約４分〜約３０分、より好ましくは約６分〜約２０分、最も
好ましくは約８分〜約１０分である。
【００１９】 好ましいアルカリ性成分は、ＳＣ−１溶液、ならびに、水酸化カリウム、水酸
化ナトリウム、水酸化リチウム、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、または対応す
る重炭酸塩、およびアルカリ性燐酸塩を包含するアルカリ性洗浄媒体を包含する
。これらのアルカリ性溶液のいずれかを、アルカリ性条件においてウエハ洗浄剤
として使用するのに適していることが当分野において一般に既知の界面活性剤と
組み合わせて使用することもできる。
【００２０】 好ましい実施態様においては、アルカリ浴は、水酸化カリウムを、浴に対して
一般に約１〜約５容量％、好ましくは約２〜約４容量％の濃度で含んで成る。ア
ルカリ浴は、Vector HTC（Bethel, CTのIntersurface Dynamicsから入手可能） のような商業的に入手可能な洗浄剤であるのが好ましい界面活性剤も含んで成る
。浴中の界面活性剤の濃度は、好ましくは約１〜約５容量％、より好ましくは約
２〜約４容量％である。
【００２１】 アルカリ浴は、シリコンウエハの表面電位を変化させ、そうすることによって
、ウエハ表面が、存在することがあるシリカおよび他の微粒不純物に静電的には
じくようにさせて、洗浄工程を補助する。これに関して、本発明の以前の工程、
特にフッ化水素酸工程が、表面電位を有するウエハを生じることに注意すべきで
ある。アルカリ浴でウエハを処理することによって、表面電位が変化する。その
結果、以前にウエハ表面に引きつけられた粒子が静電的にはじかれ、従って、ウ
エハ表面からよりたやすく除去される。
【００２２】 本発明の方法を組み込むシステムの処理量を増加させるために、アルカリ浴工
程を２つの分離工程に分けることができる。この実施態様において、ウエハが約
８分〜約１０分間で滞留するのが最も好ましい単一アルカリ浴を使用する代わり
に、ウエハを、２つの分離した各アルカリ浴に連続して入れる。ウエハは約４分
〜約５分間で各浴に滞留する。
【００２３】 １つまたは複数のアルカリ浴で処理した後に、ウエハを水浴に充分に浸漬する
ことによって、水で濯ぐことが好ましい。水浴の温度は一般に、約２０℃〜約６
５℃、好ましくは約４５℃〜約５５℃である。水浴におけるウエハの滞留時間は
一般に、約２分〜約５分、好ましくは約３分〜約４分である。ウエハが水浴に滞
留する間に、水を連続的に除去し、新しい水と入れ換える。このようにして、ウ
エハを濯ぎながら、約１〜約２回で浴の全容量を除去し、入れ換えるのが好まし
い。
【００２４】 ウエハの濯ぎが終了した後に、第一酸化処理と同様の方法でウエハを酸化剤で
再処理するのが好ましい。この工程は、水濯によって除去されない界面活性剤か
らの残留物のような有機残留物を酸化する役割を果たす。さらに、この工程は、
ウエハ表面を不動態化することによって、ウエハを汚染から保護する役割を果た
すウエハの表面の酸化物皮膜の生長を促進する。酸化物皮膜がなければウエハ表
面に活性電荷（active charge）が存在する故に、不動態化が必要である。この 活性電荷は、反対に荷電した粒子を引きつけることができ、その結果、ウエハ表
面が再汚染される。表面電荷を不動態化することによって、この引力が除去され
る。
【００２５】 本発明の方法によってシリコンウエハを洗浄した後に、追加処理に関して必要
であれば、従来手段によって乾燥することができる。
【００２６】 本発明の実施態様において、多数のウエハを一度に処理することによって、処
理量が増加することに注目すべきである。これは、ウエハを浴に浸漬し、浴間を
移動させる際に、ウエハを固定する働きをするウエハキャリヤーまたはカセット
にウエハを挿入することによって行われる。ウエハキャリヤーは一般に、Colora
do Springs, COのEmpakから商業的に入手可能なモデルX4200-01カセットのよう な従来のカセットである。しかし、ウエハキャリヤーを使用する場合に、フッ化
水素酸処理工程の終了後、および水性アルカリ浴へのキャリヤーの浸漬の前に、
キャリヤーを脱イオン（ＤＩ）水で濯ぐことが好ましい。この濯ぎ工程は残留す
るフッ化水素酸をウエハキャリヤーから除去する働きをする。フッ化水素酸工程
後にウエハキャリヤーを濯がなければ、結果的に次の浴を汚染させる。工程のこ
の段階においてウエハは疎水性である故に、ウエハ自体は、濯ぐ必要がなく、従
って、水濯による影響を受けないことに注目すべきである。
【００２７】 ウエハの表面における酸化物皮膜の再形成を防止するために、濯ぎ時間を最少
限にするのが好ましい。従って、水濯ぎ工程は、約１０分未満、より好ましくは
約１０秒〜約３０秒、最も好ましくは約１５秒〜約２０秒で行うのが好ましい。
一般に、水濯ぎは周囲温度において行われる。
【００２８】 本発明の好ましい実施態様において、クエン酸浴およびアルカリ浴での洗浄作
用が、音波エネルギーを適用することによって増加されることにも注目すべきで
ある。一般に、Ney SweepsonicTM（Ney Corporation of Bloomfield, CTから入 手可能）のような超音波発生器を使用して、浴中に超音波エネルギーを当てる。
これに関して、使用される超音波発生器によって周波数が調節されることに注目
すべきである。その結果、超音波発生器のモデルおよび製造社が異なれば、使用
される周波数も異なる。しかし、特定の浴中に発生され当てられる超音波エネル
ギーの周波数は、約４０〜約１２０ｋＨｚであるのが好ましい。さらに、超音波
発生器によって供給される超音波電力密度は一般に、浴中の溶液１リットル当た
り約２０ワット〜約６０ワット、好ましくは約２５ワット〜約３０ワット／リッ
トルである。
【００２９】 超音波エネルギーは、ウエハ表面の隙間に捕捉されている粒状汚染物の除去を
補助する。いかなる特定の理論にも縛られるものではないが、この機械的作用の
重要性は、超音波によって発生するキャビテーションバブル（cavitation bubbl
es）が、ウエハの表面で壊れ、ウエハの表面でスクラビング作用（scrubbing ac
tion）を生じるという事実から引き出されると考えられる。さらに、前記に記載
したように、種々のｐＨ価を有する洗浄溶液の導入が、ウエハ表面の粒子の電荷
の変化に導く。この電荷の変化が、粒子およびウエハ表面間の引力を減少させる
ことによって、粒子を「ほぐす」（loosen）のを補助する。粒子がほぐされた後
に、超音波攪拌の機械的作用が、粒子をウエハ表面から洗浄溶液中に除去する働
きをする。
【００３０】 ウエハ表面からの汚染物の向上した除去は、ウエハが溶液に浸漬される場合は
、米国特許第５５９３５０５号（Erkら）によって開示されるようなウエハ洗浄 法を使用することによって行うのが好ましい。この方法において、気−液界面が
、使用される水溶液の表面において規定される。ウエハの少なくとも一部分が液
体中および気−液界面より下に存在するようにして、ほぼ直立位置に配向される
ように、ウエハを浴に入れる。次に音波エネルギーを液体に当てる。それと同時
に、ウエハの全表面が浴の気−液界面を繰り返して通るように、ウエハを浴に対
して往復運動で回転させる。ウエハは、浴中の液体の水位が上昇し下降する際に
、回転することもできる。これも結果的に、ウエハの表面が液−気界面を繰り返
して通るようにする。最後に、さらに他の代替法として、ウエハを繰り返して浴
に完全に浸漬し、次に、浴から完全に取り出すこともできる。逐次浸漬を行う間
に、ウエハを連続的に回転させる。これも結果的に、ウエハの表面が液−気界面
を繰り返して通るようにする。全ての場合において、ウエハの少なくとも一部分
が、液−気界面を繰り返して通るようにされる。
【００３１】 前記洗浄浴の全てに関して、浴を連続的に濾過し、循環させるのが好ましい。
これは、溶液からの不純物の除去を補助し、不純物がウエハ表面に再付着するの
を防止するのを助ける。好ましくは、循環システムが、約２分毎に１浴回転の容
量（a capacity of one bath turnover about every 2 minutes）を有するのが 好ましい。前記浴を攪拌して、ウエハ表面からの不純物の除去をさらに補助する
のも好ましい。ウエハカセットを使用する場合に、ウエハカセットに接触するウ
エハ表面の縁または縁近くを洗浄するのを補助するために、この攪拌が特に好ま
しい。
【００３２】 例示だけを目的とし、本発明の範囲または本発明の実施方法を限定するもので
あると理解すべきでない下記実施例によって、本発明を例示する。
【００３３】
【実施例】
本発明の方法によって、ウエハをウエハカセットに入れ、初めにカセットをオ
ゾン化水を含有する浴に約３０秒間で浸漬することによって、ラッピングされた
多数の単結晶シリコンウエハを一度に洗浄した。浴中のオゾンの濃度は約１５ｐ
ｐｍであり、浴の温度は約２０℃であった。
【００３４】 ウエハをオゾン化水浴から取り出し、次に、音波エネルギーを約４０ｋＨｚの
周波数において当てられているクエン酸含有浴に部分的に浸漬した。その浴は、
約６０℃に加熱され、約２のｐＨを有し、約３重量％のクエン酸濃度を有した。
ウエハを、クエン酸浴に約４分３０秒間にわたって滞留させ、その間に、各ウエ
ハの少なくとも一部分が浴中および気−液界面より下を繰り返し通るように、ウ
エハを回転させた。
【００３５】 次に、ウエハをクエン酸浴から取り出し、フッ化水素酸を含有する浴に浸漬し
た。浴中のフッ化水素酸の濃度は、約２容量％であった。ウエハを、約６０℃の
温度に加熱したフッ化水素酸浴に約５分間で滞留させた。
【００３６】 ウエハをフッ化水素酸浴から取り出し、次に、ウエハキャリヤーを、大気温度
において約２０秒間で脱イオン水で濯いで、残留するフッ化水素酸を除去した。
この濯ぎの後、約４０ｋＨｚの周波数で音波エネルギーを当てられている第一水
性アルカリ浴にウエハを部分的に浸漬した。水性アルカリ浴は、約２容量％の水
酸化カリウム濃度を有し、一方、Vector HTC界面活性剤の濃度も約２容量％であ
った。約６０℃に加熱したこの第一アルカリ浴にウエハを約５分間で滞留させ、
その間に、各ウエハの少なくとも一部分が、浴中および気−液界面より下を繰り
返して通るようにウエハを回転させた。
【００３７】 多浴法（multiple bath technique）の後、ウエハを第一水性アルカリ浴から 取り出し、第一浴と同様の配合を有する第二浴に部分的に浸漬した。第二浴も約
６０℃に加熱し、この浴におけるウエハの滞留時間も約５分であった。ここでも
再び、溶液に浸漬する間に、各ウエハの少なくとも一部が、浴中および気−液界
面より下を繰り返して通るようにウエハを回転させた。
【００３８】 次に、第二水性アルカリ浴からウエハを取り出し、脱イオン水を含有する浴に
浸漬した。約５５℃に加熱した水浴にウエハを約３分間で滞留させた。
【００３９】 最後に、ウエハを水浴から取り出し、それらをオゾン化水を含有する浴に浸漬
することによって、ウエハの表面に酸化物皮膜を生長させた。この浴の配合は、
第一酸化浴と同様であり、約１５ｐｐｍのオゾン濃度を有した。浴の温度は約２
０℃であり、この浴にウエハを約３０秒間だけ滞留させた。
【００４０】 酸化浴から取り出した後、当分野において一般的な従来法でウエハを乾燥した
。
【００４１】 合計約９００個のウエハを前記の方法で洗浄した。不純物の存在を示すウエハ
表面の汚染（stains）の存在に関して、ウエハを昼光色照明下で（under bright light illumination）目視検査した。結果は、本発明の方法によって洗浄した ウエハの約１％未満が、許容されない表面汚染の形跡を示した。対照的に、今日
までの実験証拠は、従来法で洗浄したウエハの一般に約５％〜約１０％が許容さ
れない程度に汚染されることを示していることに注目すべきである。
【００４２】 汚染の存在に関してウエハを目視検査するのに加えて、本発明の方法で洗浄し
たウエハを分析して金属性汚染物の表面濃度を求めた。次に、これらの結果を、
２つの従来法によって洗浄したラッピングされたウエハと比較した。第一の方法
（Newtown, PAのSonic Systemsから商業的に入手可能）は、（ｉ）クエン酸溶液
、（ｉｉ）水酸化カリウムおよび界面活性剤の溶液、および（ｉｉｉ）脱イオン
水の水洗溶液に、順にウエハを完全に浸漬することを含む。
【００４３】 第二の方法（San Jose, CAのWafer Processから商業的に入手可能）は、米国 特許第５５９３５０５号においてErkらによって開示されている方法を少し改良 して使用した。この改良法は、順に、（ｉ）ウエハをクエン酸溶液に完全に浸漬
し、（ｉｉ）ウエハの半分だけを水酸化カリウムおよび界面活性剤の溶液に浸漬
し、次に、Erkらによって開示されている方法によってウエハを回転させ、およ び（ｉｉｉ）ウエハを脱イオン水で洗浄することを含む。両方の方法に関して、
約４０ｋＨの周波数において音波エネルギーをクエン酸浴および水酸化カリウム
浴に当て、ウエハを従来法によって乾燥させた。
【００４４】 約９００個のウエハを、前記の各方法によって製造した。これらのウエハ、お
よびこの実施例において具体的に記載した本発明の方法によって製造した同じ個
数のウエハを、当分野において一般的なＩＣＰ／ＭＳ手段によって分析して、金
属性汚染物の表面濃度を求めた。下記表は、これらのウエハに見い出された表面
金属汚染物の平均濃度を示す。
【００４５】
【表１】
【００４６】 前記の結果から分かるように、本発明の方法は、アルミニウム（Ａｌ）、鉄（
Ｆｅ）、およびチタン（Ｔｉ）の表面濃度の顕著な減少を得る手段を与える。こ
れらの金属は、一般的なウエハラッピング処理の結果として生じる最も一般的な
金属性汚染物である故に、主要な関心事である。アルミニウムおよびチタン汚染
はラッピンググリットに由来し、一方、鉄汚染はラッピングプレートに由来する
。
【００４７】 前記に鑑みて、本発明のいくつかの目的が達成され、他の有利な結果が得られ
ることが理解される。前記説明における全ての内容は、例示するものであって限
定するものではないと理解すべきものとする。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジュディス・エイ・シュミット アメリカ合衆国63114ミズーリ州セント・ ルイス、マクナルティ9034番 (72)発明者 トーマス・イー・ドーン アメリカ合衆国63304ミズーリ州セント・ チャールズ、エドワード・ドライブ19番 Ｆターム(参考） 5F043 AA02 BB02 BB27 DD02 DD12 DD19

Claims (21)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 半導体ウエハをラッピングした後に、半導体ウエハの表面か
    ら汚染物を洗浄する方法であって、該方法が、 （ａ） ラッピングされたウエハを酸化剤に接触させて、ウエハの表面に存在
    することがある有機汚染物を酸化する工程； （ｂ） 工程（ａ）の後に、音波エネルギーを当てられているクエン酸を含ん
    で成る水性浴にウエハを浸漬して、ウエハの表面に存在することがある金属性汚
    染物を除去する工程； （ｃ） 工程（ｂ）の後に、ウエハをフッ化水素酸に接触させて、ウエハの表
    面に存在することがある二酸化珪素の層を除去する工程；および （ｄ） 行程（ｃ）の後に、音波エネルギーを当てられている、アルカリ性成
    分および界面活性剤を含んで成る水性浴にウエハを浸漬する工程； を含んで成る方法。
  2. 【請求項２】 工程（ａ）において、酸化剤を含んで成る水性浴にウエハを
    浸漬することによって、ラッピングされたウエハを酸化剤に接触させる、請求項
    １に記載の方法。
  3. 【請求項３】 酸化剤がオゾン化水である請求項２に記載の方法。
  4. 【請求項４】 水性浴が、約１０ｐｐｍ〜約２０ｐｐｍのオゾン濃度を有す
    る請求項３に記載の方法。
  5. 【請求項５】 ウエハを約２５秒〜約３５秒間で水性浴に浸漬する請求項３
    に記載の方法。
  6. 【請求項６】 工程（ｂ）の水性浴が、浴に対して約２〜約３重量％のクエ
    ン酸濃度を有する請求項１に記載の方法。
  7. 【請求項７】 工程（ｂ）の水性浴が、約２.２〜約２.５のｐＨを有する請
    求項１に記載の方法。
  8. 【請求項８】 ウエハを約４.５分〜約６分間で工程（ｂ）の水性浴に浸漬 する請求項１に記載の方法。
  9. 【請求項９】 工程（ｃ）において、フッ化水素酸を含んで成る水性浴にウ
    エハを浸漬する請求項１に記載の方法。
  10. 【請求項１０】 工程（ｃ）の浴が、浴に対して約１〜約５容量％のフッ化
    水素酸濃度を有する請求項９に記載の方法。
  11. 【請求項１１】 工程（ｄ）の水性浴が、水酸化カリウムおよび界面活性剤
    を含んで成る請求項１に記載の方法。
  12. 【請求項１２】 工程（ｄ）の水性浴が、浴に対して約２〜約４容量％の水
    酸化カリウム濃度を有する請求項１１に記載の方法。
  13. 【請求項１３】 工程（ｄ）の後に、該方法が （ｅ） 脱イオン水を含有する浴にウエハを浸漬する工程；および （ｆ） 工程（ｅ）の後に、酸化剤を含んで成る水性浴に半導体ウエハを浸漬
    して、ウエハ表面に二酸化珪素の層を形成する工程； をさらに含んで成る方法。
  14. 【請求項１４】 工程（ｅ）において、脱イオン水を含有する浴に、ウエハ
    を約２分〜約４分間で浸漬する請求項１３に記載の方法。
  15. 【請求項１５】 工程（ｅ）において、浴を約２０℃〜約６５℃の温度に加
    熱する請求項１３に記載の方法。
  16. 【請求項１６】 工程（ｆ）において、酸化剤がオゾンであり、浴が約１０
    ｐｐｍ〜約２０ｐｐｍのオゾン濃度を有する請求項１３に記載の方法。
  17. 【請求項１７】 工程（ｆ）において、ウエハを少なくとも約３０秒間で浸
    漬する請求項１３に記載の方法。
  18. 【請求項１８】 工程（ｆ）において、浴を約１５℃〜約２５℃の温度に加
    熱する請求項１３に記載の方法。
  19. 【請求項１９】 半導体ウエハをラッピングした後に、半導体ウエハの表面
    から汚染物を洗浄する方法であって、該方法が、 （ａ） オゾンを含んで成る水性浴にウエハを浸漬する工程であって、浴中の
    オゾンの濃度が約１０ｐｐｍ〜約２０ｐｐｍであり、ウエハが約２０秒〜約４５
    秒間で浴に滞留し、浴の温度が約１０℃〜約１５℃である工程； （ｂ） 工程（ａ）の後に、音波エネルギーを当てられているクエン酸を含ん
    で成る水性浴にウエハを浸漬して、ウエハの表面に存在することがある金属性汚
    染物を除去する工程であって、ウエハが約４.５分〜約６分間で浴に滞留し、浴 の温度が約５５℃〜約６５℃であり、浴中のクエン酸の濃度が約２〜約３重量％
    である工程； （ｃ） 工程（ｂ）の後に、フッ化水素酸を含んで成る水性浴にウエハを浸漬
    する工程であって、ウエハが約１分〜約１５分間で浴に滞留し、浴の温度が約２
    ０℃〜約６０℃であり、フッ化水素酸の濃度が約１〜約５容量％である工程； （ｄ） 工程（ｃ）の後に、音波エネルギーが当てられている水性浴にウエハ
    を浸漬する工程であって、浴が水酸化カリウムおよび界面活性剤を含んで成り、
    ウエハが約６分〜約２０分間で浴に滞留し、浴の温度が約５５℃〜約６５℃であ
    り、水酸化カリウムの濃度が約２〜約４容量％であり、界面活性剤の濃度が約２
    〜約４容量％である工程； （ｅ） 工程（ｄ）の後に、脱イオン水を含有する浴にウエハを約３分〜約４
    分間で浸漬する工程であって、浴の温度が約４５℃〜約５５℃である工程； （ｆ） 工程（ｅ）の後に、オゾンを含んで成る水性浴にウエハを浸漬し、浴
    中のオゾンの濃度が約１０ｐｐｍ〜約２０ｐｐｍであり、ウエハが約２０秒〜約
    ４５秒間で浴に滞留し、浴の温度が約１０℃〜約１５℃である工程； を含んで成る方法。
  20. 【請求項２０】 工程（ｂ）および（ｄ）のそれぞれにおいて、ウエハの少
    なくとも一部分が、浴の気−液界面を繰り返して通るようにウエハを回転させる
    、請求項１または１９に記載の方法。
  21. 【請求項２１】 ウエハキャリヤーを使用して多数のウエハを一度に洗浄し
    、ならびに、工程（ｃ）および（ｄ）の間で、ウエハキャリヤーを脱イオン水で
    濯いで、存在することがあるフッ化水素酸を除去する、請求項１、１３または１
    ９に記載の方法。
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