JP2010092939A - Method of cleaning semiconductor wafer, and semiconductor wafer - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of cleaning a semiconductor wafer for appropriately removing projecting defects formed by stress operating on a surface when polishing the surface of the semiconductor wafer. <P>SOLUTION: When a silicon wafer surface 11 is subjected to slurry polishing, defects are formed, where the polished objects partially exist in a silicon wafer and the remainder rises in a projecting manner from the silicon wafer surface 11, which is oxidized by an ozone gas 2 to form a silicon oxide film 10A and an oxidation defect 12A. After that, a cleaning gas 3 is sprayed onto the silicon wafer surface 11 for etching, thus dissolving and removing oxidized defective places and oxide films. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体ウェハの洗浄方法、および、半導体ウェハに関する。   The present invention relates to a semiconductor wafer cleaning method and a semiconductor wafer.

従来、研磨スラリーを利用して半導体シリコンウェハを研磨する方法として、例えば、1次研磨工程と、2次研磨工程と、仕上げ研磨工程と、を備えた方法が用いられている(例えば、特許文献1参照)。
また、半導体シリコンウェハ表面の酸化膜にフッ化水素を含む水溶液を噴射して酸化膜をエッチングして洗浄除去する方法も知られている(例えば、特許文献2参照)。
Conventionally, as a method for polishing a semiconductor silicon wafer using a polishing slurry, for example, a method including a primary polishing step, a secondary polishing step, and a final polishing step has been used (for example, Patent Documents). 1).
Also known is a method in which an aqueous solution containing hydrogen fluoride is sprayed onto an oxide film on the surface of a semiconductor silicon wafer to etch and remove the oxide film (see, for example, Patent Document 2).

特開2007−73686号公報JP 2007-73686 A 特開2006−351736号公報JP 2006-351736 A

ところで、上記特許文献1のようなスラリー研磨を行う際、スラリー中に異物が混入されていると、半導体ウェハの表面に局所的な応力が加わり、変質したシリコン(以下、変質シリコンと称す)が凸状の欠陥として発生することが確認されている。また、変質シリコンは、シリコン酸化膜よりもエッチングレートが低いことが確認されている。
この欠陥を除去するために、特許文献2に記載のような方法を用いることが考えられる。しかしながら、上記のように変質シリコンのエッチングレートがシリコン酸化膜より低いため、変質シリコンを除去可能な条件でエッチングすると、変質シリコンの欠陥のみが除去され、半導体ウェハの表面に大きな凹状の溝が形成されてしまうという問題が挙げられる。
また、フッ酸を噴霧する場合は、フッ化水素を含む気体を噴射する場合に比べて不純物の含有量が多いため、半導体シリコンウェハ表面に付着するパーティクルなどの付着物の量が多くなってしまうという問題が挙げられる。
By the way, when performing slurry polishing as in Patent Document 1, if foreign matter is mixed in the slurry, local stress is applied to the surface of the semiconductor wafer, and altered silicon (hereinafter referred to as altered silicon) is formed. It has been confirmed that this occurs as a convex defect. Further, it has been confirmed that the modified silicon has a lower etching rate than the silicon oxide film.
In order to remove this defect, it is conceivable to use a method as described in Patent Document 2. However, as described above, the etching rate of modified silicon is lower than that of silicon oxide film, so if etching is performed under the condition that the modified silicon can be removed, only defects of the modified silicon are removed and a large concave groove is formed on the surface of the semiconductor wafer. The problem of being done.
In addition, when the hydrofluoric acid is sprayed, the amount of impurities such as particles adhering to the surface of the semiconductor silicon wafer increases because the content of impurities is larger than when the gas containing hydrogen fluoride is injected. Problem.

本発明の目的は、半導体ウェハの表面を研磨した際に前記表面に作用する応力により形成された凸状の欠陥を適切に除去可能な半導体ウェハの洗浄方法、および、半導体ウェハを提供することである。   An object of the present invention is to provide a semiconductor wafer cleaning method and a semiconductor wafer capable of appropriately removing convex defects formed by stress acting on the surface of the semiconductor wafer when the surface is polished. is there.

本発明の半導体ウェハの洗浄方法は、半導体ウェハの表面を研磨した際に前記表面に作用する応力により形成された凸状の欠陥を除去する半導体ウェハの洗浄方法であって、オゾンを含む気体により前記半導体ウェハの表面および前記欠陥を酸化させて酸化膜を形成する酸化処理と、前記酸化処理の後、フッ化水素を含む気体により前記半導体ウェハの表面をエッチングして前記酸化膜を溶解除去する気相エッチング処理と、を備えることを特徴とする。   The method for cleaning a semiconductor wafer according to the present invention is a method for cleaning a semiconductor wafer that removes convex defects formed by stress acting on the surface of the semiconductor wafer when the surface of the semiconductor wafer is polished. An oxidation process for oxidizing the surface of the semiconductor wafer and the defects to form an oxide film, and after the oxidation process, the surface of the semiconductor wafer is etched with a gas containing hydrogen fluoride to dissolve and remove the oxide film. And a vapor-phase etching process.

この発明では、オゾンを含む気体により半導体ウェハの表面および欠陥を酸化するので、オゾンを含む液体により酸化する場合に比べて高濃度のオゾンを半導体ウェハの表面および欠陥に接触させることができる。このため、欠陥および欠陥以外の部分を略等しい酸化レートで酸化させることができ、半導体ウェハの表面全体に酸化膜を形成することができる。
また、酸化処理の後、半導体ウェハの表面にフッ化水素を含む気体を噴射することで、酸化された欠陥箇所とその他の酸化膜をエッチングして溶解除去できる。よって、半導体ウェハの表面を欠陥のない略平滑な平面とすることができる。
さらに、オゾンを含む気体による酸化処理と、フッ化水素を含む気体による気相エッチング処理とで洗浄するので、洗浄処理の全てを気相で行うことができ、半導体ウェハの表面の付着物を少なくすることができる。
In the present invention, the surface and defects of the semiconductor wafer are oxidized by the gas containing ozone, so that ozone having a higher concentration can be brought into contact with the surface and defects of the semiconductor wafer as compared with the case of oxidizing by the liquid containing ozone. For this reason, defects and portions other than the defects can be oxidized at substantially the same oxidation rate, and an oxide film can be formed on the entire surface of the semiconductor wafer.
Further, after the oxidation treatment, a gas containing hydrogen fluoride is sprayed onto the surface of the semiconductor wafer, so that the oxidized defective portion and other oxide films can be etched and dissolved and removed. Therefore, the surface of the semiconductor wafer can be a substantially smooth flat surface having no defects.
Furthermore, since cleaning is performed by oxidation treatment using a gas containing ozone and vapor phase etching treatment using a gas containing hydrogen fluoride, all of the cleaning treatment can be performed in the gas phase, and the amount of deposits on the surface of the semiconductor wafer is reduced. can do.

本発明の半導体ウェハの洗浄方法では、前記気相エッチング処理では、前記酸化膜における前記半導体ウェハの裏面側の所定膜厚部分を残すように前記酸化膜を溶解除去する構成が好ましい。
この発明では、気相エッチング処理の際、酸化膜を若干残留させることで、酸化されていない半導体ウェハの露出を防ぐことができる。このため、付着物の影響を受けやすい酸化されていない半導体ウェハの露出を防ぐことができ、洗浄後に半導体ウェハの表面に付着物が付着することを防止できる。
In the semiconductor wafer cleaning method of the present invention, in the vapor phase etching process, the oxide film is preferably dissolved and removed so as to leave a predetermined film thickness portion on the back surface side of the semiconductor wafer in the oxide film.
In the present invention, the oxide film is left slightly during the vapor phase etching process, thereby preventing the unoxidized semiconductor wafer from being exposed. For this reason, it is possible to prevent exposure of the non-oxidized semiconductor wafer which is easily affected by deposits, and to prevent deposits from adhering to the surface of the semiconductor wafer after cleaning.

本発明の半導体ウェハは、上述の半導体ウェハの洗浄方法により洗浄されたことを特徴とする。
この発明では、半導体ウェハの表面に欠陥および付着物が極めて少ないので、半導体ウェハがデバイス特性に悪影響を与えるおそれをなくすことができる。
The semiconductor wafer of the present invention is characterized by being cleaned by the above-described semiconductor wafer cleaning method.
In the present invention, since there are very few defects and deposits on the surface of the semiconductor wafer, it is possible to eliminate the possibility that the semiconductor wafer will adversely affect the device characteristics.

図1に基づいて本実施形態におけるシリコンウェハ1について説明する。図1には、本実施形態におけるシリコンウェハの模式図が示されている。
半導体シリコンウェハとしてのシリコンウェハ1のシリコンウェハ表面11には、例えば、シリコンウェハ表面11をスラリー研磨すると、一部がシリコンウェハ1内に存在し、残りの部分がシリコンウェハ表面11から凸状に盛り上がった形状の欠陥12が形成される場合がある。
この欠陥12は、スラリー中の異物などが原因で局所的に応力が集中して、シリコンの結晶構造が変化して体積膨張することで形成される。
なお、実施形態の説明を容易にするために欠陥12の大きさを実際より大きく表現している。
A silicon wafer 1 according to this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 shows a schematic diagram of a silicon wafer in the present embodiment.
For example, when the silicon wafer surface 11 is subjected to slurry polishing, a part of the silicon wafer surface 11 of the silicon wafer 1 as a semiconductor silicon wafer exists in the silicon wafer 1 and the remaining part protrudes from the silicon wafer surface 11. A raised shape defect 12 may be formed.
The defect 12 is formed by a stress that locally concentrates due to foreign matters in the slurry and the like, and the silicon crystal structure changes to cause volume expansion.
In order to facilitate the description of the embodiment, the size of the defect 12 is expressed larger than the actual size.

図2に基づいて本実施形態におけるシリコンウェハ1の洗浄方法を説明する。図2には、本実施形態における各工程のシリコンウェハの模式的な断面図が示されている。   A method for cleaning the silicon wafer 1 in this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 shows a schematic cross-sectional view of the silicon wafer in each step in the present embodiment.

(酸化処理)
図2(A)に示すように、酸化処理では、オゾンを含む気体としてのオゾンガス2をシリコンウェハ1に噴射する。これにより、シリコンウェハ1のシリコンウェハ表面11側がオゾンにより酸化されて、シリコン酸化膜10Aが形成される。このとき、オゾンガス2はオゾン水溶液より高濃度に調製できるため、オゾンガス2による酸化処理はオゾン水溶液にて酸化処理する場合より酸化力が強い。このため、オゾン水溶液では酸化されない欠陥12までもが酸化されて酸化欠陥12Aとなる。なお、シリコンウェハ1におけるシリコン酸化膜10A以外の部分を、非酸化シリコン基板10Bと称す。
(Oxidation treatment)
As shown in FIG. 2A, in the oxidation treatment, ozone gas 2 as a gas containing ozone is injected onto the silicon wafer 1. As a result, the silicon wafer surface 11 side of the silicon wafer 1 is oxidized by ozone to form a silicon oxide film 10A. At this time, since the ozone gas 2 can be prepared at a higher concentration than the ozone aqueous solution, the oxidation treatment with the ozone gas 2 has stronger oxidizing power than the case of oxidizing with the ozone aqueous solution. For this reason, even the defect 12 which is not oxidized by the ozone aqueous solution is oxidized to become the oxidation defect 12A. A portion other than the silicon oxide film 10A in the silicon wafer 1 is referred to as a non-oxide silicon substrate 10B.

(気相エッチング処理)
図2(B)に示すように、酸化処理の後、シリコンウェハ表面11にフッ化水素を含む気体としての洗浄ガス3を噴射して気相エッチング処理を行う。これにより、酸化欠陥12Aとシリコン酸化膜10Aとが同時にエッチングされる。
このとき、エッチングレートは酸化欠陥12Aがシリコン酸化膜10Aより若干高いため、酸化欠陥12Aがシリコン酸化膜10Aより大きくエッチングされ溶解除去されるので、凸形状の酸化欠陥12Aが平面形状のシリコン酸化膜10Aと略同じ平面形状となり、シリコンウェハ表面11全体は略平滑な平面となる。
なお、エッチングする際、酸化欠陥12Aとシリコン酸化膜10Aとを若干残留させることで、非酸化シリコン基板10Bの露出を防ぐのが好ましい。これにより、付着物の影響を受けやすい非酸化シリコン基板10Bが露出しないので、洗浄後の付着物の付着量を低減できる。
(Gas phase etching process)
As shown in FIG. 2B, after the oxidation process, a cleaning gas 3 as a gas containing hydrogen fluoride is jetted onto the silicon wafer surface 11 to perform a gas phase etching process. Thereby, the oxidation defect 12A and the silicon oxide film 10A are etched simultaneously.
At this time, since the oxidation defect 12A is slightly higher than the silicon oxide film 10A, the etching defect 12A is etched and removed larger than the silicon oxide film 10A, so that the convex oxidation defect 12A is a planar silicon oxide film. The planar shape is substantially the same as 10A, and the entire silicon wafer surface 11 is a substantially smooth plane.
Note that it is preferable to prevent exposure of the non-oxide silicon substrate 10B by slightly leaving the oxide defects 12A and the silicon oxide film 10A during etching. Thereby, since the non-oxide silicon substrate 10B which is easily affected by the deposit is not exposed, the amount of deposit after the cleaning can be reduced.

(実施形態の作用効果)
(1)酸化処理では、オゾンを含むオゾンガス2をシリコンウェハ1に噴射するので、オゾン水溶液を噴霧する場合に比べて、高濃度のオゾンをシリコンウェハ表面11に接触させることができる。
このため、オゾン水溶液の噴霧では酸化されない欠陥12をオゾンガス2噴射により酸化し、酸化欠陥12Aとすることができる。
また、オゾンガス2による気相での酸化処理を行うので、オゾン水溶液による液相での酸化処理に比べて付着物による汚染のおそれをなくすことができる。
気相エッチング処理では、洗浄ガス3を噴射してエッチングを行う。この場合、エッチングレートは酸化欠陥12Aがシリコン酸化膜10Aより若干高いため、酸化欠陥12Aがシリコン酸化膜10Aより大きくエッチングされ溶解除去されるので、凸形状の酸化欠陥12Aを平面形状のシリコン酸化膜10Aと略同じ平面形状とすることができる。よって、シリコンウェハ表面11全体を略平滑な平面とすることができる。
また、洗浄ガス3による気相エッチング処理を行うので、フッ酸による液相エッチング処理に比べて付着物による汚染のおそれをなくすことができる。
(Effect of embodiment)
(1) In the oxidation treatment, ozone gas 2 containing ozone is sprayed onto the silicon wafer 1, so that high-concentration ozone can be brought into contact with the silicon wafer surface 11 as compared with the case where an ozone aqueous solution is sprayed.
For this reason, the defect 12 which is not oxidized by the spray of the ozone aqueous solution can be oxidized by the ozone gas 2 injection to form the oxidation defect 12A.
In addition, since the oxidation treatment in the gas phase with the ozone gas 2 is performed, the possibility of contamination due to deposits can be eliminated as compared with the oxidation treatment in the liquid phase with the ozone aqueous solution.
In the gas phase etching process, the cleaning gas 3 is injected to perform etching. In this case, since the oxidation defect 12A is slightly higher than the silicon oxide film 10A, the oxidation defect 12A is etched and removed larger than the silicon oxide film 10A, so that the convex oxidation defect 12A is removed from the planar silicon oxide film. The planar shape can be substantially the same as 10A. Therefore, the whole silicon wafer surface 11 can be made into a substantially smooth plane.
Further, since the gas phase etching process using the cleaning gas 3 is performed, the possibility of contamination due to the deposits can be eliminated as compared with the liquid phase etching process using hydrofluoric acid.

(2)気相エッチング処理の際、酸化欠陥12Aとシリコン酸化膜10Aとを若干残留させることで、非酸化シリコン基板10Bの露出を防ぐことができる。このため、付着物の影響を受けやすい非酸化シリコン基板10Bの露出を防ぐことができ、洗浄後にシリコンウェハ表面11に付着物が付着することを防止できる。 (2) During the vapor phase etching process, the oxide defects 12A and the silicon oxide film 10A are left slightly to prevent the non-oxide silicon substrate 10B from being exposed. For this reason, exposure of the non-oxide silicon substrate 10B which is easily affected by the deposits can be prevented, and deposits can be prevented from adhering to the silicon wafer surface 11 after cleaning.

(3)シリコンウェハ表面11は、オゾンガス2により気相で酸化処理され、その後、洗浄ガス3により気相エッチング処理されるので、液相での洗浄処理がない。このため、シリコンウェハ表面11に付着物をほとんど付着させることなく洗浄することができる。 (3) Since the silicon wafer surface 11 is oxidized in the gas phase by the ozone gas 2 and then subjected to the gas phase etching process by the cleaning gas 3, there is no cleaning process in the liquid phase. For this reason, it is possible to clean the surface of the silicon wafer 11 with almost no deposits.

(4)シリコンウェハ1は、シリコンウェハ表面11に付着物の少ない略平滑な表面形状を形成するので、シリコンウェハ1がデバイス特性に悪影響を与えるおそれをなくすことができる。 (4) Since the silicon wafer 1 forms a substantially smooth surface shape with few deposits on the silicon wafer surface 11, it is possible to eliminate the possibility that the silicon wafer 1 adversely affects device characteristics.

(実施形態の変形例)
なお、本発明は上記実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の改良ならびに設計の変更などが可能である。
(Modification of the embodiment)
Note that the present invention is not limited to the above embodiment, and various improvements and design changes can be made without departing from the scope of the present invention.

すなわち、本実施形態では、オゾンガス2により酸化するとしたが、これに限らず、酸化欠陥12Aとシリコン酸化膜10Aとを形成できる気体であればいずれでもよい。   That is, in this embodiment, it is assumed that the gas is oxidized by the ozone gas 2. However, the present invention is not limited to this.

本実施形態では、フッ化水素を含む洗浄ガス3によりエッチングするとしたが、これに限らず、酸化欠陥12Aとシリコン酸化膜10Aとをエッチングでき、かつ、酸化欠陥12Aのほうがシリコン酸化膜10Aより若干高いエッチングレートとなる気体であればいずれでもよい。   In the present embodiment, the etching is performed with the cleaning gas 3 containing hydrogen fluoride. However, the present invention is not limited to this, and the oxidation defect 12A and the silicon oxide film 10A can be etched. Any gas can be used as long as it has a high etching rate.

本発明を実施するための最良の構成などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
したがって、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部若しくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
The best configuration for implementing the present invention has been disclosed in the above description, but the present invention is not limited to this. That is, the invention has been illustrated and described primarily with respect to particular embodiments, but may be configured for the above-described embodiments without departing from the scope and spirit of the invention. Various modifications can be made by those skilled in the art in terms of materials, quantity, and other detailed configurations.
Therefore, the description limited to the shape, material, etc. disclosed above is an example for easy understanding of the present invention, and does not limit the present invention. The description by the name of the member which remove | excluded the limitation of one part or all of such is included in this invention.

本実施形態の効果を説明するための実施例および比較例について説明する。
[実験方法]
Examples and comparative examples for describing the effects of the present embodiment will be described.
[experimental method]

〔比較例1〕
酸化処理は、温度23℃、濃度15ppmのオゾン水溶液をシリコンウェハ表面11に流量1リットル/分で15秒間噴霧することで行った。
また、液相エッチング処理は、温度23℃、濃度1wt%のフッ酸をシリコンウェハ表面11に流量1リットル/分で3秒間噴霧することで行った。
[Comparative Example 1]
The oxidation treatment was performed by spraying an ozone aqueous solution having a temperature of 23 ° C. and a concentration of 15 ppm onto the silicon wafer surface 11 at a flow rate of 1 liter / min for 15 seconds.
The liquid phase etching process was performed by spraying hydrofluoric acid having a temperature of 23 ° C. and a concentration of 1 wt% on the silicon wafer surface 11 at a flow rate of 1 liter / min for 3 seconds.

〔比較例2〕
比較例1と同様の酸化処理を行った。
また、液相エッチング処理は、温度23℃、濃度1wt%のフッ酸をシリコンウェハ表面11に流量1リットル/分で60秒間噴霧することで行った。
[Comparative Example 2]
The same oxidation treatment as in Comparative Example 1 was performed.
The liquid phase etching process was performed by spraying hydrofluoric acid having a temperature of 23 ° C. and a concentration of 1 wt% on the silicon wafer surface 11 at a flow rate of 1 liter / min for 60 seconds.

〔比較例3〕
酸化処理は、温度26℃、濃度120mg/mのオゾンガス2をシリコンウェハ表面11に噴射圧力106kPaで40秒間噴射することで行った。
また、液相エッチング処理は、比較例2と同様に行った。
[Comparative Example 3]
The oxidation treatment was performed by injecting ozone gas 2 having a temperature of 26 ° C. and a concentration of 120 mg / m 3 onto the silicon wafer surface 11 at an injection pressure of 106 kPa for 40 seconds.
Moreover, the liquid phase etching process was performed similarly to the comparative example 2.

〔実施例1〕
比較例1と同様の酸化処理を行った。
また、気相エッチング処理は、窒素ガスに濃度23g/mのフッ化水素を含む混合ガスを洗浄ガス3としてシリコンウェハ表面11に噴射圧力101kPaで60秒間噴射することで行った。
[Example 1]
The same oxidation treatment as in Comparative Example 1 was performed.
Further, the gas phase etching process was performed by injecting a mixed gas containing hydrogen fluoride having a concentration of 23 g / m 3 in nitrogen gas onto the silicon wafer surface 11 at an injection pressure of 101 kPa for 60 seconds as a cleaning gas 3.

[実験結果]
図3には、洗浄後のシリコンウェハ表面における単位面積当たりの表面形状の割合が示されている。
図3について説明すると、Ridge(リッジ)はシリコンウェハ表面11の変質シリコンで構成される欠陥12のことであり、Scratch(スクラッチ)はシリコンウェハ表面11の欠陥12の箇所がエッチングされて欠陥12が凹状に形成されたものであり、消滅は略平滑な平面のことである。
縦軸は、研磨直後のリッジ個数全体を100%として、それらのリッジがリッジ、スクラッチおよび消滅のそれぞれに変化した個数の割合を示している。横軸には、比較例1、比較例2および実施例1の方法で洗浄したものを示している。
[Experimental result]
FIG. 3 shows the ratio of the surface shape per unit area on the cleaned silicon wafer surface.
Referring to FIG. 3, Ridge is a defect 12 made of modified silicon on the silicon wafer surface 11, and Scratch is a defect 12 formed by etching a portion of the defect 12 on the silicon wafer surface 11. It is formed in a concave shape, and annihilation is a substantially smooth plane.
The vertical axis represents the ratio of the number of ridges changed to ridges, scratches, and disappearances, assuming that the total number of ridges immediately after polishing is 100%. The abscissa indicates those cleaned by the methods of Comparative Example 1, Comparative Example 2, and Example 1.

これより、比較例1では、約98%がリッジのまま存在している。そして比較例2では、液相エッチング時間が3秒から60秒まで延長されることで、欠陥12が凹状になり、リッジがスクラッチへと移行している。その結果、比較例2はリッジが約35%とスクラッチが約60%となっている。   Thus, in Comparative Example 1, about 98% remains as ridges. In Comparative Example 2, the liquid phase etching time is extended from 3 seconds to 60 seconds, so that the defect 12 becomes concave and the ridge shifts to scratch. As a result, in Comparative Example 2, the ridge is about 35% and the scratch is about 60%.

実施例1と比較例3とでは、オゾンガス2によりシリコンウェハ表面11を酸化処理してシリコン酸化膜10Aと酸化欠陥12Aとを形成し、その後、気相エッチング処理を行いシリコン酸化膜10Aと酸化欠陥12Aとをエッチングして溶解除去している。その結果、スクラッチが発生せずにリッジから消滅へと移行していることがわかった。
また、高濃度オゾンガス2によりシリコン酸化膜10Aと酸化欠陥12Aとが形成されるので、気相エッチング処理により、大部分のリッジが消滅へと移行していることがわかった。
これより、実施例1と比較例3との洗浄方法は、シリコンウェハ表面11のリッジを除去することができ、その大部分を略平滑な平面とすることができることが確認できた。
In Example 1 and Comparative Example 3, the silicon wafer surface 11 is oxidized with ozone gas 2 to form a silicon oxide film 10A and an oxide defect 12A, and then a gas phase etching process is performed to form the silicon oxide film 10A and the oxide defect. 12A is dissolved and removed by etching. As a result, it was found that there was a transition from ridge to extinction without generation of scratches.
In addition, since the silicon oxide film 10A and the oxidation defects 12A are formed by the high-concentration ozone gas 2, it has been found that most of the ridge has been extinguished by the vapor phase etching process.
From this, it was confirmed that the cleaning methods of Example 1 and Comparative Example 3 can remove the ridges on the silicon wafer surface 11, and most of the ridges can be made into a substantially smooth plane.

図4には、洗浄後にシリコンウェハ表面に付着している付着物の量が相対的な割合で示されている。
図4について説明すると、縦軸は比較例2の洗浄を行った一例におけるシリコンウェハ表面11に付着している付着物(金属粒子など)量を100%とした場合の割合を示している。
これによると、比較例1については、付着物量が比較例2の20%以下となっていることから、液相エッチング処理を長時間行ったものは非常に付着物量が多くなることがわかった。
また、比較例3は、比較例2の付着物量と略同等であった。このことから、付着物量は、液相エッチング処理の処理時間によって大きく影響を受けることがわかった。
一方、実施例1では、酸化処理と気相エッチング処理とがともに気相での処理となるため、非常に付着物量が少なく、比較例2のわずか9%程度である。
これより、シリコンウェハ1の洗浄は液相エッチング洗浄より気相エッチング洗浄のほうが好ましいことがわかった。
FIG. 4 shows the relative amount of deposits adhering to the silicon wafer surface after cleaning.
Referring to FIG. 4, the vertical axis represents the ratio when the amount of deposits (metal particles, etc.) adhering to the silicon wafer surface 11 in an example in which the cleaning of Comparative Example 2 is performed is 100%.
According to this, since the amount of deposits in Comparative Example 1 was 20% or less of Comparative Example 2, it was found that the amount of deposits was extremely increased when liquid phase etching was performed for a long time.
Moreover, the comparative example 3 was substantially equivalent to the amount of deposits of the comparative example 2. From this, it was found that the amount of deposits is greatly influenced by the processing time of the liquid phase etching process.
On the other hand, in Example 1, since both the oxidation process and the gas phase etching process are processes in the gas phase, the amount of deposits is very small, which is only about 9% of Comparative Example 2.
From this, it was found that the cleaning of the silicon wafer 1 is more preferably the vapor phase etching cleaning than the liquid phase etching cleaning.

図5には、(A)洗浄前後のLPD(Light Point Defect)の粒径が60nm以上の場合の洗浄後の粒径が示され、(B)洗浄前後のLPDの粒径が35〜60nmの場合の洗浄後の粒径が示されている。
図5について説明すると、横軸は洗浄前の欠陥箇所の粒径を示し、縦軸は洗浄後の欠陥箇所の粒径を示している。
これによると、図5(A),(B)ともに実施例1(比較例3も同等)、比較例2、比較例1の順に洗浄後の欠陥箇所の粒径が小さくなっていることがわかった。よって、実施例1(比較例3も同等)、比較例2、比較例1の順に欠陥箇所を除去若しくは縮小できる能力が高いことがわかった。
また、比較例1,2に比べて実施例1(比較例3も同等)は大幅に洗浄後粒径が縮小していることから、実施例1(比較例3も同等)による洗浄方法は、卓越した欠陥除去能力を有していることが確認できた。
よって、付着物量、欠陥除去等を踏まえると実施例1の洗浄方法が最も好ましいことが確認できた。
FIG. 5 shows the particle size after cleaning when (A) the particle size of LPD (Light Point Defect) before and after cleaning is 60 nm or more, and (B) the particle size of LPD before and after cleaning is 35 to 60 nm. The particle size after washing in the case is shown.
Referring to FIG. 5, the horizontal axis indicates the particle size of the defective portion before cleaning, and the vertical axis indicates the particle size of the defective portion after cleaning.
According to this, it can be seen that the particle size of the defective portion after cleaning becomes smaller in the order of Example 1 (Comparative Example 3 is equivalent), Comparative Example 2 and Comparative Example 1 in both FIGS. It was. Therefore, it turned out that the capability which can remove or reduce a defect location in the order of Example 1 (comparative example 3 is equivalent), comparative example 2, and comparative example 1 is high.
In addition, since the particle size after washing in Example 1 (comparative example 3 is equivalent) compared to Comparative Examples 1 and 2 is significantly reduced, the cleaning method in Example 1 (equal to Comparative Example 3) is It was confirmed that it has excellent defect removal ability.
Therefore, it was confirmed that the cleaning method of Example 1 was most preferable in view of the amount of deposits, defect removal, and the like.

本発明の洗浄方法は、半導体ウェハの表面の欠陥を除去する洗浄方法であるため、半導体ウェハの洗浄装置に利用することができる。   Since the cleaning method of the present invention is a cleaning method for removing defects on the surface of a semiconductor wafer, it can be used in a semiconductor wafer cleaning apparatus.

本発明の実施形態におけるシリコンウェハの模式図であり、(A)は斜視図、(B)は断面図。It is a schematic diagram of the silicon wafer in embodiment of this invention, (A) is a perspective view, (B) is sectional drawing. 前記実施形態における各工程のシリコンウェハの模式的な断面図であり、(A)は酸化処理後、(B)は液相エッチング処理後を示す。It is typical sectional drawing of the silicon wafer of each process in the said embodiment, (A) shows after an oxidation process, (B) shows after a liquid phase etching process. 本発明の実施例における洗浄後のシリコンウェハ表面における単位面積当たりの各種表面形状の割合を示すグラフ。The graph which shows the ratio of the various surface shape per unit area in the silicon wafer surface after washing | cleaning in the Example of this invention. 前記実施例における洗浄後にシリコンウェハ表面に付着している付着物の量を相対的な割合で示すグラフ。The graph which shows the quantity of the deposit | attachment adhering to the silicon wafer surface after the washing | cleaning in the said Example by a relative ratio. 前記実施例における洗浄前後のLPD(Light Point Defect)の粒径を示すグラフであり、(A)は洗浄前のLPDの粒径が60nm以上の場合、(B)は洗浄前のLPDの粒径が35〜60nmの場合を示す。It is a graph which shows the particle size of LPD (Light Point Defect) before and behind the washing | cleaning in the said Example, (A) is the particle size of LPD before washing | cleaning, when the particle size of LPD before washing | cleaning is 60 nm or more. Shows the case of 35-60 nm.

符号の説明Explanation of symbols

1…シリコンウェハ(半導体ウェハ、半導体シリコンウェハ)
2…オゾンガス(オゾンを含む気体)
3…洗浄ガス(フッ化水素を含む気体)
10A…シリコン酸化膜(酸化膜)
10B…非酸化シリコン基板
11…シリコンウェハ表面(表面)
12…欠陥
1 ... Silicon wafer (semiconductor wafer, semiconductor silicon wafer)
2 ... Ozone gas (gas containing ozone)
3. Cleaning gas (gas containing hydrogen fluoride)
10A ... Silicon oxide film (oxide film)
10B ... Non-oxide silicon substrate 11 ... Silicon wafer surface (surface)
12 ... Defects

Claims (3)

半導体ウェハの表面を研磨した際に前記表面に作用する応力により形成された凸状の欠陥を除去する半導体ウェハの洗浄方法であって、
オゾンを含む気体により前記半導体ウェハの表面および前記欠陥を酸化させて酸化膜を形成する酸化処理と、
前記酸化処理の後、フッ化水素を含む気体により前記半導体ウェハの表面をエッチングして前記酸化膜を溶解除去する気相エッチング処理と、
を備えることを特徴とする半導体ウェハの洗浄方法。
A method for cleaning a semiconductor wafer, which removes convex defects formed by stress acting on the surface when the surface of the semiconductor wafer is polished,
An oxidation treatment for oxidizing the surface of the semiconductor wafer and the defects with a gas containing ozone to form an oxide film;
After the oxidation treatment, a gas phase etching treatment for dissolving and removing the oxide film by etching the surface of the semiconductor wafer with a gas containing hydrogen fluoride,
A method for cleaning a semiconductor wafer, comprising:
請求項1に記載の半導体ウェハの洗浄方法であって、
前記気相エッチング処理では、前記酸化膜における前記半導体ウェハの裏面側の所定膜厚部分を残すように前記酸化膜を溶解除去する
ことを特徴とする半導体ウェハの洗浄方法。
A method for cleaning a semiconductor wafer according to claim 1,
In the vapor phase etching process, the oxide film is dissolved and removed so as to leave a predetermined film thickness portion of the oxide film on the back surface side of the semiconductor wafer.
請求項1または請求項2に記載の半導体ウェハの洗浄方法により洗浄されたことを特徴とする半導体ウェハ。   A semiconductor wafer cleaned by the semiconductor wafer cleaning method according to claim 1.
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