JP2009111093A - Manufacturing method of semiconductor substrate - Google Patents

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剛士 仙田
Hiromichi Isogai
宏道 磯貝
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宏治 泉妻
Koichi Nabeya
幸一 鍋谷
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method of a semiconductor substrate where a stable and uniform protective film is formed on a semiconductor surface by improving the treatment liquid. <P>SOLUTION: The manufacturing method of the semiconductor substrate includes a process of introducing the treatment liquid, containing a micro nano valve into a treatment tank, and a process of dipping the semiconductor substrate in the treatment liquid to form the protective film on the semiconductor substrate surface. The treatment liquid containing this micro nano valve is produced by a micro nano valve water producing device, provided to a semiconductor substrate treatment apparatus, prior to the treatment on the semiconductor substrate and is introduced into the treatment tank. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体基板表面に保護膜を形成する半導体基板の製造方法に関し、特にマイクロナノバブルを用いた半導体基板の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor substrate in which a protective film is formed on the surface of the semiconductor substrate, and more particularly to a method for manufacturing a semiconductor substrate using micro-nano bubbles.

例えば、シリコンウェーハのような半導体基板はSC−1やSC−2のようなアルカリ洗浄により、その表面が1nm程度の自然酸化膜で覆われる。このような自然酸化膜は、半導体基板表面を異物やダメージから保護する役割を果たす。   For example, a semiconductor substrate such as a silicon wafer is covered with a natural oxide film having a surface of about 1 nm by alkali cleaning such as SC-1 or SC-2. Such a natural oxide film serves to protect the surface of the semiconductor substrate from foreign matter and damage.

もっとも半導体基板の製造工程においては、自然酸化膜がウェーハ表面から消滅する工程が少なからず存在する。例えば、半導体基板表面を平坦化するための研磨工程がそのひとつである。自然酸化膜のない半導体基板表面は非常に活性であり、多くの汚染物や異物を吸着しやすい。   However, in the process of manufacturing a semiconductor substrate, there are not a few processes in which the natural oxide film disappears from the wafer surface. One example is a polishing process for planarizing the surface of a semiconductor substrate. The surface of a semiconductor substrate without a natural oxide film is very active and easily adsorbs many contaminants and foreign substances.

このため、例えば、研磨工程中あるいは直後にオゾン水を基板表面に供給する工程が導入される(特許文献1)。この工程においては、オゾン水が酸化剤となることにより、半導体基板表面がすばやく酸化膜に覆われ、異物などの汚染から半導体基板表面を保護する。   For this reason, for example, a process of supplying ozone water to the substrate surface during or immediately after the polishing process is introduced (Patent Document 1). In this step, ozone water becomes an oxidizing agent, so that the surface of the semiconductor substrate is quickly covered with an oxide film, and the surface of the semiconductor substrate is protected from contamination such as foreign matter.

しかし、オゾン水を表面に供給することにより形成される酸化膜は、膜質が安定せず、膜厚も不均一になり、必ずしも十分なウェーハ表面保護機能を達成できないという問題があった。よって、自然酸化膜が消失し活性になった半導体基板表面を、安定かつ均一に酸化する方法が求められていた。
特開平11−307485号公報
However, the oxide film formed by supplying ozone water to the surface has a problem that the film quality is not stable and the film thickness becomes non-uniform, so that a sufficient wafer surface protection function cannot be achieved. Therefore, there has been a demand for a method for stably and uniformly oxidizing the surface of a semiconductor substrate that has become active due to the disappearance of the natural oxide film.
JP-A-11-307485

本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、その目的とするところは、半導体基板表面に、安定かつ均一な保護膜を形成する半導体基板の製造方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor substrate in which a stable and uniform protective film is formed on the surface of the semiconductor substrate.

本発明の一態様の半導体基板の製造方法は、処理槽に、マイクロナノバブルを含有する処理液を導入する工程と、前記処理液中に半導体基板を浸漬し、前記半導体基板表面に保護膜を形成する工程を有することを特徴とする。   The method for manufacturing a semiconductor substrate of one embodiment of the present invention includes a step of introducing a treatment liquid containing micro-nano bubbles into a treatment tank, a step of immersing the semiconductor substrate in the treatment liquid, and forming a protective film on the surface of the semiconductor substrate It has the process to perform.

ここで、前記マイクロナノバブル内気体がオゾンであり、前記保護膜が酸化膜であること望ましい。   Here, it is preferable that the gas in the micro / nano bubbles is ozone and the protective film is an oxide film.

ここで、前記処理液中のマイクロナノバブル密度が、1000個/ml以上であることが望ましい。   Here, it is desirable that the density of micro / nano bubbles in the treatment liquid is 1000 / ml or more.

ここで、前記マイクロナノバブルは、生成後1週間以内のマイクロナノバブルであることが望ましい。   Here, the micro-nano bubbles are preferably micro-nano bubbles within one week after generation.

ここで、前記酸化膜を形成する工程において、前記処理液に超音波振動を与えることが望ましい。   Here, in the step of forming the oxide film, it is desirable to apply ultrasonic vibration to the treatment liquid.

ここで、前記半導体基板がシリコンウェーハであって、前記処理液がオゾンを含むマイクロナノバブルを含有する純水であることが望ましい。   Here, it is preferable that the semiconductor substrate is a silicon wafer, and the treatment liquid is pure water containing micro-nano bubbles containing ozone.

本発明によれば、半導体基板表面に、安定かつ均一な保護膜を形成する半導体基板の製造方法を提供することが可能になる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to provide the manufacturing method of the semiconductor substrate which forms a stable and uniform protective film on the semiconductor substrate surface.

以下、本発明の半導体基板の製造方法の実施の形態につき、添付図面に基づき説明する。なお、ここでは半導体基板としてシリコンウェーハ(以下、単にウェーハとも称する)を対象とする場合を例として記載する。なお、本明細書中マイクロナノバブルとは、直径が1nm以上100μm未満の気泡と定義する。そして、マイクロナノバブル水とは、このマイクロナノバブルを含有する純水等の液体を称するものとする。   Embodiments of a method for manufacturing a semiconductor substrate according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. Here, a case where a silicon wafer (hereinafter also simply referred to as a wafer) is targeted as a semiconductor substrate will be described as an example. In the present specification, micro-nano bubbles are defined as bubbles having a diameter of 1 nm or more and less than 100 μm. And micro nano bubble water shall mean liquids, such as a pure water containing this micro nano bubble.

本実施の形態の半導体基板の製造方法は、処理槽に、マイクロナノバブル内気体がオゾンであるマイクロナノバブルを含有する処理液を導入する工程と、この液体中に半導体基板を浸漬し、半導体基板表面に保護膜である酸化膜を形成する工程を有する。   The method of manufacturing a semiconductor substrate according to the present embodiment includes a step of introducing a treatment liquid containing micro / nano bubbles in which gas in the micro / nano bubbles is ozone into a treatment tank, and immersing the semiconductor substrate in the liquid, and the surface of the semiconductor substrate A step of forming an oxide film as a protective film.

図1は、本実施の形態の方法で用いられる半導体基板処理装置をウェーハと平行な平面で切断した断面概略図である。この半導体基板処理装置10は、主として処理槽12と、リフタ14、マイクロナノバブル水生成装置16、マイクロナノバブル水供給系18、処理液供給系20および処理液排出系22とが備えられている。   FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor substrate processing apparatus used in the method of the present embodiment cut along a plane parallel to a wafer. The semiconductor substrate processing apparatus 10 mainly includes a processing tank 12, a lifter 14, a micro / nano bubble water generator 16, a micro / nano bubble water supply system 18, a process liquid supply system 20, and a process liquid discharge system 22.

処理槽12は、純水等の処理液を貯留するための容器であり、例えば、石英ガラスで形成されている。そして、処理槽12の上面は開放されている。また、処理槽12の上部周縁には、処理槽12からオーバーフローする処理液を溜める外槽24が備えられている。そして、処理液排出系22は外槽24に接続され処理液を排出する。   The processing tank 12 is a container for storing a processing liquid such as pure water, and is formed of, for example, quartz glass. And the upper surface of the processing tank 12 is open | released. Further, an outer tub 24 for storing a processing liquid overflowing from the processing tank 12 is provided at the upper peripheral edge of the processing tank 12. The processing liquid discharge system 22 is connected to the outer tank 24 and discharges the processing liquid.

リフタ14は、複数の保持溝が刻まれた3本の保持棒28を備えている。そして、この保持溝により、複数枚のウェーハ30を起立姿勢で保持することが可能になっている。また、リフタ14には、サーボモータやタイミングベルト等を有するリフタ駆動部(図示せず)が備わっている。そして、リフタ駆動部を動作させことにより、リフタ14が昇降移動可能となっており、リフタ14に保持される複数のウェーハ30を、処理槽12の浸漬位置と、処理槽10上方の引き上げ位置との間で移動可能としている。   The lifter 14 includes three holding bars 28 each having a plurality of holding grooves. The holding grooves can hold a plurality of wafers 30 in an upright posture. The lifter 14 is provided with a lifter drive unit (not shown) having a servo motor, a timing belt, and the like. Then, by operating the lifter driving unit, the lifter 14 can be moved up and down, and the plurality of wafers 30 held by the lifter 14 are immersed in the processing tank 12 and the lifting position above the processing tank 10. It is possible to move between.

また、マイクロナノバブル水生成装置26で生成されたマイクロナノバブル水が、処理槽12に供給可能となるようマイクロナノバブル水供給系18が構成されている。マイクロナノバブル中の気体として、本実施の形態においてはオゾンを用いる。後述するウェーハ表面の酸化において酸化速度を早く、酸化膜厚を厚くする観点からは、100%オゾンであることが望ましいが、オゾンに加えて他の気体、例えば、空気、酸素、窒素、二酸化炭素等が含有されていてもかまわない。   The micro / nano bubble water supply system 18 is configured so that the micro / nano bubble water generated by the micro / nano bubble water generator 26 can be supplied to the treatment tank 12. In the present embodiment, ozone is used as the gas in the micro / nano bubbles. From the viewpoint of increasing the oxidation rate and increasing the oxide film thickness in the oxidation of the wafer surface, which will be described later, 100% ozone is desirable, but in addition to ozone, other gases such as air, oxygen, nitrogen, carbon dioxide Etc. may be contained.

また、処理する基板が、デバイス製造でのパターンが作成されたシリコンウェーハである場合にも、その効果は大きい。デバイスの微細化に伴いパターン寸法は縮小傾向にあるが、このような狭い隙間に対しても、マイクロナノバブルの有する濡れ性の高さという特性により、均一に酸化膜を形成することが可能である。   The effect is also great when the substrate to be processed is a silicon wafer on which a device manufacturing pattern has been created. The pattern size tends to shrink with the miniaturization of devices, but even with such narrow gaps, it is possible to form an oxide film uniformly due to the high wettability of micro-nano bubbles. .

このマイクロナノバブル水生成装置16は、例えば、旋回流式のマイクロナノバブル発生機構を用いて1000個〜数100万個/mlの密度のマイクロナノバブルを発生可能に設計されている。   The micro-nano bubble water generator 16 is designed to generate micro-nano bubbles having a density of 1,000 to several million / ml using, for example, a swirling flow type micro-nano bubble generating mechanism.

次に、半導体基板処理装置12を用いたウェーハ30の製造方法について図2〜図4を参照しつつ説明する。本実施の形態においては、マイクロナノバブル内気体がオゾンであるマイクロナノバブルを含有する純水(以下、オゾンマイクロナノバブル水ともいう)を処理液として用いることにより、ウェーハ30の表面を酸化する。   Next, a method for manufacturing the wafer 30 using the semiconductor substrate processing apparatus 12 will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, the surface of the wafer 30 is oxidized by using pure water containing micro-nano bubbles whose gas in the micro-nano bubbles is ozone (hereinafter also referred to as ozone micro-nano bubble water) as a processing liquid.

まず、半導体ウェーハ表面の酸化膜を、例えば、希HF溶液に浸漬した後、純水洗浄し、スピンドライを行う。このウェーハについて、半導体基板処理装置10用いて、表面酸化膜の形成を行う。   First, the oxide film on the surface of the semiconductor wafer is immersed in, for example, a diluted HF solution, washed with pure water, and spin-dried. A surface oxide film is formed on the wafer using the semiconductor substrate processing apparatus 10.

酸化処理に先立ち、図2に示すように、処理槽12内に処理液供給系20から純水を供給し、処理槽12上端からオーバーフローさせる。   Prior to the oxidation treatment, as shown in FIG. 2, pure water is supplied from the treatment liquid supply system 20 into the treatment tank 12 and overflowed from the upper end of the treatment tank 12.

次に、図3に示すように、マイクロナノバブル水生成装置16で生成されるオゾンマイクロナノバブル32を含むオゾンマイクロナノバブル水を、マイクロナノバブル水供給系18を用いて、処理槽12内に導入する。   Next, as shown in FIG. 3, ozone micro / nano bubble water including ozone micro / nano bubbles 32 generated by the micro / nano bubble water generator 16 is introduced into the treatment tank 12 using the micro / nano bubble water supply system 18.

ここで、マイクロナノバブル水生成装置16におけるオゾンマイクロナノバブル水の生成は、例えば、以下の方法で行われる。最初に、純水と、気体であるオゾンとの混合体を、マイクロナノバブル水生成装置16内のポンプに充填する。その後、このポンプ内の圧力によりマイクロメーターオーダー程度のオゾンバブルを含む純水が生成される。生成されたオゾンバブルを含む純水は、やはりマイクロナノバブル水生成装置16内の筒状のステンレス製回転体に充填される。このステンレス製の筒を回転させることによりマイクロメーターオーダーのバブルをせん断し、ナノメーターオーダーのオゾンマイクロナノバブルを生成する。水をポンプおよびステンレス製回転体との間を順番に循環させることにより、オゾンマイクロナノバブル水が生成される。   Here, the production | generation of the ozone micro nano bubble water in the micro nano bubble water production | generation apparatus 16 is performed with the following method, for example. First, a mixture of pure water and ozone, which is a gas, is filled in a pump in the micro / nano bubble water generator 16. Thereafter, pure water containing ozone bubbles of the order of micrometers is generated by the pressure in the pump. The pure water containing the generated ozone bubbles is filled in a cylindrical stainless steel rotating body in the micro / nano bubble water generating device 16. By rotating this stainless steel tube, the micrometer order bubbles are sheared to produce nanometer order ozone micro-nano bubbles. By circulating water between the pump and the stainless steel rotating body in order, ozone micro-nano bubble water is generated.

次に、図4に示すように、リフタ駆動部を動作させ、リフタ14を降下させ、リフタ14に保持される複数のウェーハ30を、処理槽12に浸漬する。そして、ウェーハ30を処理槽12に浸漬した状態を維持することにより、ウェーハ30表面に酸化膜を形成する。   Next, as shown in FIG. 4, the lifter driving unit is operated, the lifter 14 is lowered, and the plurality of wafers 30 held by the lifter 14 are immersed in the processing bath 12. And the oxide film is formed in the wafer 30 surface by maintaining the state which immersed the wafer 30 in the processing tank 12. FIG.

本実施の形態のように、オゾンマイクロナノバブル水にウェーハを浸漬する処理を行うことにより、ウェーハ表面を、安定かつ均一に酸化することが可能となる。また、形成する酸化膜の厚さ制御が可能となる。   By performing the process of immersing the wafer in ozone micro / nano bubble water as in this embodiment, the wafer surface can be oxidized stably and uniformly. In addition, the thickness of the oxide film to be formed can be controlled.

上述のように、本実施の形態において、ウェーハ表面を安定、均一かつ厚く酸化することが可能となる理由は次のように考えられる。すなわち、マイクロナノバブルが破裂する際に開放させるエネルギーにより、ウェーハ表面近傍のSi結合が切断される。そして、オゾンマイクロナノバブル中のオゾンが純水中に溶け込み、切断されたSi結合を酸化剤であるオゾンが埋めることになる。そして、オゾンマイクロナノバブルによれば、一定純水容積中の酸素含有量を、純水やオゾン水と比較して大幅に増大させることが可能である。このように、Si結合の切断と、高濃度の溶存オゾンにより、ウェーハ表面の酸化力が向上する。したがって、ウェーハ表面のSi結合の結合状態や終端状態の不均一性等を凌駕して酸化を進めることが可能となる。よって、従来技術と比較して、安定、均一かつ厚くウェーハ表面を酸化することが可能となる。   As described above, in the present embodiment, the reason why the wafer surface can be oxidized stably, uniformly and thickly is considered as follows. That is, the Si bond in the vicinity of the wafer surface is cut by the energy that is released when the micro / nano bubbles burst. Then, ozone in the ozone micro / nano bubbles dissolves in pure water, and ozone, which is an oxidizing agent, fills the cut Si bonds. And according to ozone micro nano bubble, it is possible to increase the oxygen content in a fixed pure water volume significantly compared with pure water or ozone water. Thus, the oxidizing power on the wafer surface is improved by the cutting of the Si bond and the high concentration of dissolved ozone. Therefore, it is possible to proceed with oxidation over the bonding state of the Si bond on the wafer surface, the non-uniformity of the terminal state, and the like. Therefore, it is possible to oxidize the wafer surface stably, uniformly and thickly as compared with the prior art.

なお、本実施の形態において、オゾンマイクロナノバブル水のオゾンマイクロナノバブル密度が、1000個/ml以上であることが望ましい。この密度以上であれば、安定、均一かつ厚い酸化の実現効果が実用上十分得られるからである。さらに、マイクロナノバブル水のマイクロナノバブル密度が、50万個/ml以上であることが望ましい。この密度以上であれば、安定、均一かつ厚い酸化の実現効果が顕著に得られるからである。   In the present embodiment, the ozone micro / nano bubble density of ozone micro / nano bubble water is desirably 1000 / ml or more. This is because, if the density is higher than this density, the effect of realizing stable, uniform and thick oxidation can be obtained sufficiently in practical use. Furthermore, it is desirable that the micro / nano bubble density of the micro / nano bubble water is 500,000 / ml or more. This is because, if the density is higher than this density, the effect of realizing stable, uniform and thick oxidation can be remarkably obtained.

また、オゾンマイクロナノバブル水は、オゾンマイクロナノバブル生成後1週間以内のオゾンマイクロナノバブル水であることが望ましい。マイクロナノバブルは、その生成方法によりプラスおよびマイナスの電位を有することが可能であり、この電位をシリコンウェーハの持つ電位と逆にすることで、処理液のウェーハに対する表面張力低下、つまり濡れ性が向上する。たとえシリコンウェーハ表面が疎水性であっても、処理液全体の濡れ性向上により、その酸化膜生成速度は増加する。オゾンマイクロナノバブルの有する電位は、時間と共に減少するが、オゾンマイクロナノバブル生成後1週間以内であれば、オゾンマイクロナノバブル生成直後同様の効果が得られるためである。   The ozone micro / nano bubble water is desirably ozone micro / nano bubble water within one week after the generation of the ozone micro / nano bubbles. Micro-nano bubbles can have positive and negative potentials depending on the generation method. By reversing this potential with that of silicon wafers, the surface tension of the processing solution on the wafer is reduced, that is, the wettability is improved. To do. Even if the surface of the silicon wafer is hydrophobic, the oxide film generation rate is increased by improving the wettability of the entire processing solution. This is because the potential of the ozone micro-nano bubbles decreases with time, but if the ozone micro-nano bubbles are within one week after the generation of the ozone micro-nano bubbles, the same effect is obtained immediately after the generation of the ozone micro-nano bubbles.

また、酸化膜を形成する工程において、オゾンマイクロナノバブル水に、超音波振動を与えることが望ましい。超音波振動を与えることで、オゾンマイクロナノバブルの破裂が促進され、ウェーハの酸化能力が向上するからである。   In the step of forming the oxide film, it is desirable to apply ultrasonic vibration to the ozone micro / nano bubble water. This is because by applying ultrasonic vibration, the bursting of ozone micro-nano bubbles is promoted, and the oxidation ability of the wafer is improved.

また、上の記載においては、希HFによりウェーハ表面の酸化膜を除去した後に、オゾンマイクロナノバブル水の処理を行い、酸化膜を形成している。より、安定、均一な酸化膜形成のためには、このように、ウェーハ表面に酸化膜がない状態で、オゾンマイクロナノバブル水による処理を行うことが望ましい。しかしながら、例えば、RCA洗浄等により形成された自然酸化膜がウェーハ表面に存在していたとしても、マイクロナノバブルのエネルギーにより自然酸化膜下のSi結合を切断することが可能である。よって、自然酸化膜があるような場合であっても、オゾンマイクロナノバブル水により安定、均一かつ厚い酸化膜形成作用を得ることができる。特に、例えばRCA洗浄後のリンス処理としてオゾンマイクロナノバブル水を用いることにより、自然酸化膜を追加酸化して、より安定、均一かつ厚い酸化膜の形成が可能となる。この場合、RCA洗浄後の不均一な自然酸化膜形成によるウォーターマーク(水ガラス)形成を抑制する作用が得られる。これは、ウェーハ表面を安定かつ均一な酸化膜で覆うことにより、表面の濡れ性が高くなること、ウェーハ上に酸化膜が存在しない領域が低減できるため、純水とシリコンとの反応により形成されるウォーターマークの発生を抑制できるためと考えられる。   In the above description, after removing the oxide film on the wafer surface with dilute HF, ozone micro / nano bubble water treatment is performed to form an oxide film. In order to form a more stable and uniform oxide film, it is desirable to perform treatment with ozone micro / nano bubble water in the state where there is no oxide film on the wafer surface. However, for example, even if a natural oxide film formed by RCA cleaning or the like exists on the wafer surface, the Si bond under the natural oxide film can be cut by the energy of the micro / nano bubbles. Therefore, even when there is a natural oxide film, a stable, uniform and thick oxide film forming action can be obtained by ozone micro-nano bubble water. In particular, for example, by using ozone micro-nano bubble water as a rinsing process after RCA cleaning, a natural oxide film can be additionally oxidized to form a more stable, uniform and thick oxide film. In this case, the effect | action which suppresses the watermark (water glass) formation by nonuniform natural oxide film formation after RCA washing | cleaning is acquired. This is because the surface of the wafer is covered with a stable and uniform oxide film to increase the wettability of the surface, and the area where no oxide film exists on the wafer can be reduced. This is considered to be because the generation of watermarks can be suppressed.

また、本実施の形態においては、マイクロナノバブル内気体が主にオゾンであり、半導体基板上に形成される保護膜が酸化膜である場合について記載した。しかしながら、マイクロナノバブル内気体は必ずしもオゾンを主とするものでなくとも構わない。例えば、酸素、空気を主とするものであっても構わない。この場合は、やはり形成される保護膜は酸化膜である。また、例えば、マイクロナノバブル内気体が窒素を主とするものであっても構わない。この場合、保護膜は窒化膜となる。また、例えば、マイクロナノバブル内気体が二酸化炭素を主とするものであっても構わない。この場合、保護膜は炭化膜となる。   In the present embodiment, the case where the gas in the micro / nano bubbles is mainly ozone and the protective film formed on the semiconductor substrate is an oxide film has been described. However, the gas in the micro / nano bubbles does not necessarily have to be mainly ozone. For example, oxygen or air may be mainly used. In this case, the protective film that is also formed is an oxide film. Further, for example, the gas in the micro / nano bubble may be mainly nitrogen. In this case, the protective film is a nitride film. Further, for example, the gas in the micro / nano bubbles may be mainly carbon dioxide. In this case, the protective film is a carbonized film.

以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。実施の形態の説明においては、半導体基板処理装置や半導体基板の製造方法等で、本発明の説明に直接必要としない部分等については記載を省略したが、必要とされる半導体基板処理装置や半導体基板の製造方法等に関わる要素を適宜選択して用いることができる。   The embodiments of the present invention have been described above with reference to specific examples. In the description of the embodiment, the description of the semiconductor substrate processing apparatus, the method for manufacturing the semiconductor substrate, etc., which is not directly necessary for the description of the present invention is omitted, but the required semiconductor substrate processing apparatus and semiconductor are described. Elements relating to the substrate manufacturing method and the like can be appropriately selected and used.

例えば、半導体基板としてシリコンウェーハを例に説明したが、必ずしもシリコンウェーハに限らず、例えば、GaAsウェーハ、InPウェーハ等のシリコン以外のウェーハや半導体基板等についても適用することが可能である。   For example, although a silicon wafer has been described as an example of a semiconductor substrate, the present invention is not necessarily limited to a silicon wafer, and can be applied to a wafer other than silicon, such as a GaAs wafer or an InP wafer, a semiconductor substrate, or the like.

その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうる全ての半導体基板の製造方法は、本発明の範囲に包含される。   In addition, all methods of manufacturing a semiconductor substrate that include the elements of the present invention and whose design can be appropriately changed by those skilled in the art are included in the scope of the present invention.

以下、本発明の実施例について説明する。 Examples of the present invention will be described below.

(実施例1)
Φ200mmのSi(100)ウェーハを、1%の希HF(希フッ酸あるいはDHF)に5分間浸漬することにより、ウェーハ表面の酸化膜を完全に除去した。その後、3分間の純水洗浄およびスピンドライを行った。
(Example 1)
The oxide film on the wafer surface was completely removed by immersing a Φ200 mm Si (100) wafer in 1% dilute HF (dilute hydrofluoric acid or DHF) for 5 minutes. Thereafter, washing with pure water for 3 minutes and spin drying were performed.

次に、図1に示すような半導体基板処理装置を用いて、処理液であるオゾンナノバブル水に上記ウェーハを浸漬し、ウェーハの酸化を行った。マイクロナノバブル水生成装置としては、株式会社協和機設製ナノバブル生成装置BUVITAS(形式:HYK−25)を用いて生成した。18Lの純水に対し、マイクロナノバブル水生成装置を30分稼動させて生成したオゾンマイクロナノバブル水を処理液とした。このとき、オゾンバブルを含む純水は、マイクロナノバブル水生成装置内のステンレス製回転体に充填され、ステンレス製回転体を800rpmの回転数で回転させた。また、純水へのオゾンガス封入流量は1l(リットル)/minとした。生成後のオゾンマイクロナノバブル水を、光屈折散乱方式により、その粒径および密度を評価した結果、バブル密度が2.2〜7.2×10個/ml、バブル粒径の中央値が0.623〜0.632μm、ヒストグラムのピークは0.1μm、0.3μm、0.5μm付近にそれぞれ見られた。 Next, using the semiconductor substrate processing apparatus as shown in FIG. 1, the wafer was immersed in ozone nanobubble water as a processing solution to oxidize the wafer. As a micro nano bubble water production | generation apparatus, it produced | generated using the Kyowa machine establishment nano bubble production | generation apparatus BUVITAS (form: HYK-25). Ozone micro / nano bubble water generated by operating the micro / nano bubble water generator for 30 minutes with respect to 18 L of pure water was used as the treatment liquid. At this time, pure water containing ozone bubbles was filled in a stainless steel rotating body in the micro / nano bubble water generator, and the stainless steel rotating body was rotated at a rotation speed of 800 rpm. The flow rate of ozone gas sealed in pure water was 1 l (liter) / min. As a result of evaluating the particle size and density of the generated ozone micro / nano bubble water by the light refraction and scattering method, the bubble density was 2.2 to 7.2 × 10 6 / ml, and the median value of the bubble particle size was 0. .623 to 0.632 μm, and peaks in the histogram were found in the vicinity of 0.1 μm, 0.3 μm, and 0.5 μm, respectively.

オゾンナノバブル水への浸漬時間を0分から100分まで10分刻みで変化させてウェーハ処理を行った。それぞれのウェーハについてウェーハ中心位置1点の酸化膜厚をXPS(X−ray Photoelectron Spectroscopy)を用いて測定した。結果は図5に示す。   Wafer processing was performed by changing the immersion time in ozone nanobubble water from 0 minutes to 100 minutes in increments of 10 minutes. For each wafer, the oxide film thickness at one wafer center position was measured using XPS (X-ray Photoelectron Spectroscopy). The results are shown in FIG.

また、50分間浸漬したウェーハについて、XPSによりウェーハ面内9点の酸化膜厚を測定し、酸化膜厚のウェーハ面内ばらつきを評価した。ばらつきの指標としては、標準偏差/平均値を用いた。結果は表1に示す。   Moreover, about the wafer immersed for 50 minutes, the oxide film thickness of nine points in a wafer surface was measured by XPS, and the wafer surface variation of an oxide film thickness was evaluated. Standard deviation / average value was used as an index of variation. The results are shown in Table 1.

(実施例2)
処理液であるオゾンナノバブル水に50KHzの超音波振動を与える以外は、実施例1と同様の処理および評価を行った。結果は、図5および表1に示す。
(Example 2)
The same treatment and evaluation as in Example 1 were performed, except that ultrasonic nanovibration of 50 KHz was applied to ozone nanobubble water as the treatment liquid. The results are shown in FIG.

(比較例1)
処理液を純水のみとする以外は、実施例1と同様の処理および評価を行った。結果は、図5および表1に示す。
(Comparative Example 1)
The same treatment and evaluation as in Example 1 were performed except that the treatment liquid was pure water only. The results are shown in FIG.

(比較例2)
処理液を20ppmのオゾン水とする以外は、実施例1と同様の処理および評価を行った。結果は、図5および表1に示す。
(Comparative Example 2)
The same treatment and evaluation as in Example 1 were performed except that the treatment liquid was 20 ppm ozone water. The results are shown in FIG.

Figure 2009111093
Figure 2009111093

図5から明らかなように、オゾンマイクロナノバブル水を用いた場合、酸化膜厚は純水やオゾン水に比較して酸化膜厚が増加する。特に、超音波振動を与えた場合、その増加は顕著である。また、表1から明らかなように、オゾンマイクロナノバブル水を用いた場合、酸化膜厚のウェーハ面内ばらつきも低減される。   As is apparent from FIG. 5, when ozone micro-nano bubble water is used, the oxide film thickness increases as compared with pure water or ozone water. In particular, when ultrasonic vibration is applied, the increase is remarkable. Further, as apparent from Table 1, when ozone micro / nano bubble water is used, the in-wafer variation of the oxide film thickness is also reduced.

(実施例3)
Φ200mmのSi(100)ウェーハを、SC−1洗浄した。次に、図1に示すような半導体基板処理装置を用いて、処理液であるオゾンマイクロナノバブル水に上記ウェーハを浸漬し、ウェーハのリンス工程を行い、ウェーハ表面を酸化した。その後、スピンドライヤーでウェーハ表面を乾燥させた。マイクロナノバブル生成装置およびオゾンマイクロナノバブル水の生成方法については実施例1と同様である。
(Example 3)
A Φ200 mm Si (100) wafer was SC-1 cleaned. Next, using the semiconductor substrate processing apparatus as shown in FIG. 1, the wafer was immersed in ozone micro-nano bubble water as a processing solution, and a wafer rinsing process was performed to oxidize the wafer surface. Thereafter, the wafer surface was dried with a spin dryer. The micro-nano bubble generation device and the ozone micro-nano bubble water generation method are the same as in the first embodiment.

なお、オゾンマイクロナノバブル水への浸漬時間(リンス時間)を1分から10分まで1分刻みで変化させたウェーハ処理を行った。それぞれのウェーハについて乾燥後にウェーハ表面を光散乱方式のパーティクルカウンターでLPD(Light Point Defect)を評価した。評価したLPDサイズは120nm以上である。後のSEM観察でLPDの大部分がウォーターマークであることが判明した。LPD測定結果を図6に示す。   In addition, the wafer process which changed the immersion time (rinsing time) in ozone micro nano bubble water from 1 minute to 10 minutes by 1 minute was performed. After drying each wafer, LPD (Light Point Defect) was evaluated on the wafer surface with a light scattering type particle counter. The evaluated LPD size is 120 nm or more. Later SEM observation revealed that most of the LPD was a watermark. The LPD measurement results are shown in FIG.

(比較例3)
処理液を純水のみとする以外は、実施例3と同様の処理および評価を行った。結果は図6に示す。
(Comparative Example 3)
The same treatment and evaluation as in Example 3 were performed except that the treatment liquid was pure water only. The results are shown in FIG.

図6から明らかなように、オゾンマイクロナノバブル水を用いた場合、LPD(ウォーターマーク)は純水に比較して低減される。   As is clear from FIG. 6, when ozone micro-nano bubble water is used, LPD (watermark) is reduced as compared with pure water.

以上、本実施例により、本発明の作用・効果が確認された。   As mentioned above, the effect | action and effect of this invention were confirmed by the present Example.

実施の形態の半導体基板処理装置の断面概念図。The cross-sectional conceptual diagram of the semiconductor substrate processing apparatus of embodiment. 実施の形態の半導体基板の製造方法の工程図。Process drawing of the manufacturing method of the semiconductor substrate of an embodiment. 実施の形態の半導体基板の製造方法の工程図。Process drawing of the manufacturing method of the semiconductor substrate of an embodiment. 実施の形態の半導体基板の製造方法の工程図。Process drawing of the manufacturing method of the semiconductor substrate of an embodiment. 実施例の酸化膜厚の評価結果を示す図。The figure which shows the evaluation result of the oxide film thickness of an Example. 実施例のSi基板上LPD数の評価結果を示す図。The figure which shows the evaluation result of the number of LPD on Si substrate of an Example.

符号の説明Explanation of symbols

10 半導体基板処理装置
12 処理槽
14 リフタ
16 マイクロナノバブル水生成装置
18 マイクロナノバブル水供給系
20 処理液供給系
22 処理液排出系
24 外槽
28 保持棒
30 ウェーハ
32 オゾンマイクロナノバブル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Semiconductor substrate processing apparatus 12 Processing tank 14 Lifter 16 Micro nano bubble water production | generation apparatus 18 Micro nano bubble water supply system 20 Processing liquid supply system 22 Processing liquid discharge system 24 Outer tank 28 Holding rod 30 Wafer 32 Ozone micro nano bubble

Claims (6)

処理槽に、マイクロナノバブルを含有する処理液を導入する工程と、前記処理液中に半導体基板を浸漬し、前記半導体基板表面に保護膜を形成する工程を有することを特徴とする半導体基板の製造方法。   A process for introducing a treatment liquid containing micro / nano bubbles into a treatment tank, and a process for immersing the semiconductor substrate in the treatment liquid to form a protective film on the surface of the semiconductor substrate. Method. 前記マイクロナノバブル内気体がオゾンであり、前記保護膜が酸化膜であることを特徴とする請求項1記載の半導体基板の製造方法。   The method of manufacturing a semiconductor substrate according to claim 1, wherein the gas in the micro / nano bubbles is ozone, and the protective film is an oxide film. 前記処理液中のマイクロナノバブル密度が、1000個/ml以上であることを特徴とする請求項1または請求項2記載の半導体基板の製造方法。   The method for producing a semiconductor substrate according to claim 1 or 2, wherein the density of micro-nano bubbles in the treatment liquid is 1000 / ml or more. 前記マイクロナノバブルは生成後1週間以内のマイクロナノバブルであることを特徴とする請求項1ないし請求項3いずれか一項に記載の半導体基板の製造方法。   4. The method of manufacturing a semiconductor substrate according to claim 1, wherein the micro-nano bubbles are micro-nano bubbles within one week after generation. 前記保護膜を形成する工程において、前記処理液に超音波振動を与えることを特徴とする請求項1ないし請求項4いずれか一項に記載の半導体基板の製造方法。   5. The method of manufacturing a semiconductor substrate according to claim 1, wherein, in the step of forming the protective film, ultrasonic vibration is applied to the treatment liquid. 前記半導体基板がシリコンウェーハであって、前記処理液がマイクロナノバブルを含有する純水であることを特徴とする請求項1ないし請求項5いずれか一項に記載の半導体基板の製造方法。

6. The method of manufacturing a semiconductor substrate according to claim 1, wherein the semiconductor substrate is a silicon wafer, and the processing liquid is pure water containing micro / nano bubbles.

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009246042A (en) * 2008-03-28 2009-10-22 Shibaura Mechatronics Corp Production apparatus and production method of process liquid, processing equipment and processing method of substrate
JPWO2016088731A1 (en) * 2014-12-02 2017-10-05 シグマテクノロジー有限会社 Cleaning method and apparatus using micro / nano bubbles

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009246042A (en) * 2008-03-28 2009-10-22 Shibaura Mechatronics Corp Production apparatus and production method of process liquid, processing equipment and processing method of substrate
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