JP2003332292A - シリコン製品の浄化方法 - Google Patents
シリコン製品の浄化方法Info
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Abstract
ン製品の浄化方法を提供する。 【解決手段】 シリコン製品をフッ化水素酸に浸漬して
酸化膜を除去し、フッ化水素酸及び硝酸の混合液に浸漬
して汚染表層を溶解除去した後、フッ化水素酸、硝酸及
び塩酸の混合液に浸漬して表面の吸着金属汚染物質を遊
離させ、しかる後に、純水によりリンスし、自然乾燥す
る。
Description
されるシリコン製のウエーハボートやフォーク、ダミー
ウェーハ、ウエーハ等のシリコン製品の金属不純物を除
去して清浄にするシリコン製品の浄化方法に関する。
リコン製のウエーハボートやフォーク、ダミーウェー
ハ、ウェーハ等の表面あるいは表層数十μmには、加工
による又は熱処理炉内での使用若しくは処理に伴う金属
汚染が存在する。この金属汚染物質が鉄(Fe)の場
合、最表面で1012〜1016atoms /cm 3 程度と非常
に高くなっているが、表面からの深さが増すにつれて徐
々に減少し、深さ約30μm以上では加工汚染を受けに
くくなり、バルク(結晶)純度を示す。かかるシリコン
製品としてのウェーハボートやフォーク、ダミーウェー
ハを用いてシリコンウエーハを熱処理すると、ウェーハ
ボートやフォークと接触した若しくはダミーウェーハの
近傍のシリコンウエーハが金属汚染されることとなるの
で、金属汚染物質を除去して清浄にするためのウェーハ
ボートやフォークの浄化若しくはダミーウェーハの廃棄
が行われ、又、シリコンウェーハを用いて半導体デバイ
スを製造すると、その歩留まりが低下するので、シリコ
ンウェーハの浄化が行われている。
シリコン製品をフッ化水素(HF)酸により洗浄して表
面汚染を除去した後、フッ化水素酸及び過酸化水素(H
2 O 2 )水の混合液により洗浄する通常の方法、あるい
はシリコン製品をフッ化水素酸に浸漬して酸化膜を除去
した後、フッ化水素酸及び硝酸(HNO3 )の混合液に
浸漬して汚染表層を溶解除去(エッチング)する方法
(特開平5−175182号公報参照)が知られてい
る。
ン製品の浄化方法における前者の方法では、表面の汚染
は除去されるものの、依然として表層の金属汚染物質を
除去することができない。一方、後者の方法では、汚染
表層を除去できるものの、表面の活性が高くなり、フッ
化水素酸及び硝酸の混合液に溶解した金属が表面に吸着
されることにより、完全な汚染除去が困難となる不具合
がある。
全に除去し得るシリコン製品の浄化方法を提供すること
を目的とする。
め、本発明の第1のシリコン製品の浄化方法は、シリコ
ン製品をフッ化水素酸に浸漬して酸化膜を除去し、フッ
化水素酸及び硝酸の混合液に浸漬して汚染表層を溶解除
去した後、フッ化水素酸、硝酸及び塩酸の混合液に浸漬
して表面の吸着金属汚染物質を遊離させ、しかる後に、
純水によりリンスし、自然乾燥することを特徴とする。
ン製品に塩化水素、酸素の混合ガスによる高温ドライ純
化処理を施してから、シリコン製品をフッ化水素酸に浸
漬して酸化膜を除去し、フッ化水素酸及び硝酸の混合液
に浸漬して汚染表層を溶解除去した後、フッ化水素酸、
硝酸及び塩酸の混合液に浸漬して表面の吸着金属汚染物
質を遊離させ、しかる後に、純水によりリンスし、自然
乾燥することを特徴とする。
ては、酸化膜及び汚染表層が順次除去された後、表面に
吸着した金属汚染物質が遊離させられてからすすぎ出さ
れ、しかる後に、自然酸化膜が形成される。
ては、バルク中の金属汚染物質が表面・表層に移動され
てから、酸化膜及び汚染表層が順次除去された後、表面
に吸着した金属汚染物質が遊離させられてからすすぎ出
され、しかる後に、自然酸化膜が形成される。
濃度5%以上60%以下(以下、5〜60%と表す。)
のものが用いられる。
濃度40〜60%のフッ化水素酸と濃度50〜90%の
硝酸とをおよそ1:3〜5の割合で混合したものが用い
られる。
ては、濃度40〜60%のフッ化水素酸、濃度50〜9
0%の硝酸及び濃度25〜50%の塩酸を1:1:1〜
7の割合で混合したものが用いられる。
0〜30%含む酸素ガス雰囲気においてシリコン製品を
1000〜1300℃の温度で1〜60時間熱処理する
ことにより行う。
て具体的な実施例、比較例を参照して説明する。 実施例1 先ず、実用されているシリコン製のウエーハボートから
直方体状のテストピース(約19×17×20mm)を
切り出し、このテストピースを、塩化水素ガスを20%
含む酸素ガス雰囲気において1200℃の温度で60時
間熱処理することにより、高温ドライ純化処理した。次
に、テストピースを、濃度10%のフッ化水素酸に浸漬
して酸化膜(表面に付着した金属汚染物質を含む)を除
去した後、濃度50%のフッ化水素酸及び濃度60%の
硝酸を1:5の割合で混合した混合液に5分間浸漬して
汚染表層(15μm)を溶解除去した。次いで、テスト
ピースを、濃度50%のフッ化水素酸、濃度60%の硝
酸、濃度40%の塩酸及び純水を約1:1:1:7の割
合で混合した混合液に5分間浸漬し、上記フッ化水素酸
及び硝酸の混合液による溶解除去に伴って表面に吸着し
た金属汚染物質を遊離させた後、純水によりリンスして
金属汚染物質をすすぎ出し、しかる後に、自然乾燥して
自然酸化膜を形成した。
ウエーハボートから実施例1と同様のテストピースを切
り出し、このテストピースに、実施例1と同様に塩化水
素、酸素の混合ガスによる高温ドライ純化処理を施し
た。次に、テストピースを、濃度10%のフッ化水素酸
に浸漬して酸化膜(表面に付着した金属汚染物質を含
む)を除去した後、濃度0.5%のフッ化水素酸及び濃
度3.5%の過酸化水素水を1:6の割合で混合した混
合液に30分間浸漬して洗浄した。
化効果を評価するため、各テストピースを同ロットの異
なるCZシリコンウエーハ(直径150mm)の表面中
央部に置き、水素ガス(H2 )雰囲気において1200
℃の温度で1時間熱処理する転写を行った後、テストピ
ースが置かれたそれぞれのCZシリコンウエーハの表面
中央部を9区画に区画し、表面光電圧法(SPV)によ
り鉄濃度を測定したところ、鉄濃度1012atoms /cm
3 と高い区画が、実施例1のテストピースは1個しかな
かったのに対し、比較例1のテストピースは6個もあっ
た。したがって、実施例1の浄化方法は、シリコン製品
の高純度化にとって非常に有効であることが分かる。
品ウェーハの金属汚染を防ぐため、縦型熱処理炉の炉芯
管内に装入したシリコン製の縦型のウェーハボートの上
部と下部に、複数の製品ウェーハを挟むように載置され
たシリコン製のダミーウェーハの数回の使用後の鉄濃度
を表面光電圧法により測定したところ、その全面におい
て鉄濃度1012atoms/cm3 以上であった。次に、金属
汚染された上記ダミーウェーハを、塩化水素ガスを20
%含む酸素ガス雰囲気において1200℃の温度で数時
間処理することにより、高温ドライ鈍化処理した。次い
で、上記ダミーウェーハを、濃度10%のフッ化水素酸
に浸漬して酸化膜(表面に付着した金属汚染物質を含
む)を除去した後、濃度50%のフッ化水素酸及び濃度
70%の硝酸を1:3の割合で混合した混合液に1分間
浸漬して汚染度層(50μm)を溶解除去した。次に、
上記ダミーウェーハを、濃度10%のフッ化水素酸、濃
度70%の硝酸、濃度36%の塩酸及び純水を約1:
1:1:7の割合で混合した混合液に約5分間浸漬し、
上記フッ化水素酸及び硝酸の混合液による溶解除去に伴
って表面に付着した金属汚染物質を遊離させた後、純水
によりリンスして金属汚染物質をすすぎ出し、しかる
後、自然乾燥して自然酸化膜を形成した。上述したよう
に処理したダミーウェーハの鉄濃度を表面光電圧法によ
り測定したところ、その全面において鉄濃度109 〜1
010atoms/cm3 になり、新品のシリコンウェーハ並み
の高清浄度を示した。
た10枚のダミーウェーハを、縦型熱処理炉の炉芯管内
に装入したシリコン製の縦型のウェーハボートの上部と
下部に、CZ法による複数のシリコンウェーハ(製品ウ
ェーハ)を挟むようにそれぞれ5枚ずつ載置し、水素ガ
ス雰囲気において1200℃の濃度で1時間熱処理する
一方、新品の10枚のダミーウェーハを、同様のウェー
ハボートの上部と下部に、同様に載置して同様に熱処理
し、それぞれの製品ウェーハの鉄濃度を表面光電圧法に
より測定したところ、いずれも全面において鉄濃度10
11atoms/cm3以下となり、両者に差が認められなかっ
た。又、再生させたダミーウェーハ、新品のダミーウェ
ーハを用いて上述したように処理したそれぞれの製品ウ
ェーハ上の厚さ20nmの酸化膜の耐圧試験を行ったと
ころ、新品ダミーウェーハを用いて処理した製品ウェー
ハより、再生ダミーウェーハを用いて処理した製品ウェ
ーハの方が、耐圧破壊に強く、かつ、鉄を含むすべての
重金属汚染度が少ないことが分った。したがって、使用
後のダミーウェーハに対して前述した浄化処理を施すこ
とにより、従来のように廃棄することなく、再生利用し
得ることが分る。
リコン製品に塩化水素、酸素ガスの混合ガスによる高温
ドライ純化処理を施した後、酸化膜及び汚染表層の除
去、表面に吸着した金属汚染物質の遊離させられてから
のすすぎ出し及び自然酸化膜の形成を順次行う場合につ
いて説明したが、これに限定されるものではなく、シリ
コン製品に塩化水素、酸素ガスの混合ガスによる高温ド
ライ純化処理を施すことなく、酸化膜及び汚染表層の除
去、表面に吸着した金属汚染物質の遊離させられてから
のすすぎ出し及び自然酸化膜の形成を順次行うようにし
てもよい。事前に塩化水素、酸素ガスの混合ガスによる
高温ドライ純化処理を施す場合に比べ、汚染表層の除去
厚さを大きくしなければならない場合がある点を除け
ば、ほぼ同様の作用効果が得られる。又、シリコン製品
としては、ウエーハボートやダミーウェーハに限らず、
シリコン製のフォーク等の治具あるいはシリコンウエー
ハ、その他であってもよい。
リコン製品の浄化方法によれば、酸化膜及び汚染表層が
順次除去された後、表面に吸着した金属汚染物質が遊離
させられてからすすぎ出され、しかる後に、自然酸化膜
が形成されるので、従来に比べてシリコン製品中の金属
汚染物質をほぼ完全に除去することができる。
ば、バルク中の金属汚染物質が表面・表層に移動されて
から、酸化膜及び汚染表層が順次除去された後、表面に
吸着した金属汚染物質が遊離させられてからすすぎ出さ
れ、しかる後に、自然酸化膜が形成されるので、従来に
比べてシリコン製品中の金属汚染物質を表層の除去厚さ
の増大を招くことなくほぼ完全に除去することができ
る。
Claims (2)
- 【請求項1】 シリコン製品をフッ化水素酸に浸漬して
酸化膜を除去し、フッ化水素酸及び硝酸の混合液に浸漬
して汚染表層を溶解除去した後、フッ化水素酸、硝酸及
び塩酸の混合液に浸漬して表面の吸着金属汚染物質を遊
離させ、しかる後に、純水によりリンスし、自然乾燥す
ることを特徴とするシリコン製品の浄化方法。 - 【請求項2】 シリコン製品に塩化水素、酸素の混合ガ
スによる高温ドライ純化処理を施してから、シリコン製
品をフッ化水素酸に浸漬して酸化膜を除去し、フッ化水
素酸及び硝酸の混合液に浸漬して汚染表層を溶解除去し
た後、フッ化水素酸、硝酸及び塩酸の混合液に浸漬して
表面の吸着金属汚染物質を遊離させ、しかる後に、純水
によりリンスし、自然乾燥することを特徴とするシリコ
ン製品の浄化方法。
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