JP2023000110A - Evaluation method for washing step and drying step - Google Patents

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Abstract

To provide a method capable of easily evaluating the flow of a chemical solution in a washing step of a single crystal silicon wafer and the drying unevenness in a drying step.SOLUTION: An evaluation method for a washing step and a drying step of a single crystal silicon wafer includes the step of cleaning a single crystal silicon wafer with hydrofluoric acid, drying the single crystal silicon wafer after the washing, forming a silicon film on the dried single crystal silicon wafer without hydrogen baking, and evaluating the wafer in-plane distribution of haze after the film formation.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、単結晶シリコンウェーハの洗浄工程及び乾燥工程の評価方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for evaluating a cleaning process and a drying process for a single crystal silicon wafer.

半導体デバイスの微細化に伴い単結晶シリコンウェーハ上のパーティクルの低減が求められている。パーティクルは単結晶シリコンウェーハを洗浄することで除去できるが、洗浄液の流れが遅い部分ではパーティクルの除去効率が悪くなる。また、洗浄後の乾燥工程において、乾燥のムラにより乾燥し難い部分があると気相中のパーティクルが付着しやすくなったり、ウォーターマークが発生したりすることがある。ウォーターマークとは、単結晶シリコンウェーハが水により局所的に酸化された部分のことを示す。これらのように、パーティクルを低減するためには、洗浄槽の薬液の流れや乾燥ムラを把握する必要があるが、それらを調べることは困難である。例えば、洗浄槽内に導入した細かな気泡や乾燥過程の動画を取得して解析することで、薬液の流れや乾燥ムラを評価できるが、特別な設備や解析用のソフトが必要になるという問題がある。また、バッチ式の装置ではウェーハが多数枚あることによりカメラの死角となる場所が存在し、評価が困難となる場合もある。 With the miniaturization of semiconductor devices, there is a demand for reducing particles on single crystal silicon wafers. Particles can be removed by cleaning the single-crystal silicon wafer, but the particle removal efficiency is poor in portions where the cleaning liquid flows slowly. In addition, in the drying process after washing, if there are portions that are difficult to dry due to uneven drying, particles in the gas phase may easily adhere or watermarks may occur. A watermark is a portion of a single crystal silicon wafer locally oxidized by water. As described above, in order to reduce particles, it is necessary to grasp the flow of the chemical liquid in the cleaning tank and the uneven drying, but it is difficult to investigate them. For example, by capturing and analyzing fine air bubbles introduced into the cleaning tank and videos of the drying process, it is possible to evaluate the flow of chemicals and uneven drying, but the problem is that special equipment and analysis software are required. There is In addition, since there are many wafers in a batch-type apparatus, there are blind spots for the camera, which may make evaluation difficult.

先行技術について言及する。特許文献1には、ウォーターマークに対するエッチング速度が基板材料よりも遅い高選択比の異方性エッチングによって半導体基板をエッチングし、エッチング表面に露出した突起状のエッチング残渣のうち、半導体基板に対するエッチング深さと等しい高さのエッチング残渣を抽出し、抽出したエッチング残渣の先端形状に基づいてウォーターマークを頂点として形成されたエッチング残渣以外の残渣を除外し、抽出したエッチング残渣の内の残ったエッチング残渣に基づいてウォーターマークを評価する方法が記載されている。 Reference is made to the prior art. In Patent Document 1, a semiconductor substrate is etched by anisotropic etching with a high selectivity, in which the etching rate for a watermark is lower than that of the substrate material, and the etching depth with respect to the semiconductor substrate is measured among the protruding etching residues exposed on the etching surface. is extracted, and based on the tip shape of the extracted etching residue, residues other than the etching residue formed with the watermark as the vertex are excluded, and the remaining etching residue in the extracted etching residue is A method for evaluating watermarks based on

特開2009-147057号公報JP 2009-147057 A

上記のように、単結晶シリコンウェーハの洗浄工程の薬液の流れ及び乾燥工程における乾燥ムラを評価する方法は従来から用いられてきた。しかし、従来の技術では、特別な設備が必要になったり、十分に評価できなかったり、複雑な評価が必要になったりするという問題があった。 As described above, the method of evaluating the flow of the chemical solution in the cleaning process of single crystal silicon wafers and the drying unevenness in the drying process has been conventionally used. However, the conventional techniques have problems such as requiring special facilities, being unable to evaluate sufficiently, or requiring complicated evaluation.

例えば、特許文献1に記載の技術では、ウォーターマーク以外に起因して形成されたドライエッチング後の突起を除外するために、突起の高さを一つ一つ測定したり、突起の形状を判別したりする必要があり、複雑な評価が必要になるという問題があった。また、洗浄工程の薬液の流れ及び乾燥工程における乾燥ムラを評価する方法については何等記載されていない。 For example, in the technique described in Patent Document 1, in order to exclude protrusions after dry etching formed due to reasons other than watermarks, the height of each protrusion is measured and the shape of the protrusion is discriminated. There was a problem that it was necessary to perform a complicated evaluation. In addition, there is no description of a method for evaluating the flow of the chemical solution in the washing process and the drying unevenness in the drying process.

上述のように、従来の技術では、ウォーターマークを測定することはできたが、複雑な評価が必要であった。そのため、洗浄工程の薬液の流れ及び乾燥工程における乾燥ムラを簡便に評価できる方法が必要である。 As described above, conventional techniques can measure watermarks, but require complicated evaluations. Therefore, there is a need for a method that can easily evaluate the flow of the chemical solution in the washing process and the drying unevenness in the drying process.

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたものであって、単結晶シリコンウェーハの洗浄工程の薬液の流れ及び乾燥工程における乾燥ムラを簡便に評価できる方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and it is an object of the present invention to provide a method for easily evaluating the flow of a chemical solution in the washing process of a single crystal silicon wafer and the drying unevenness in the drying process. do.

上記課題を解決するために、本発明では、単結晶シリコンウェーハの洗浄工程及び乾燥工程の評価方法であって、
単結晶シリコンウェーハをフッ酸により洗浄する工程、
前記洗浄後に、前記単結晶シリコンウェーハを乾燥する工程、
前記乾燥後の単結晶シリコンウェーハに、水素ベークせずに、シリコンを成膜する工程、
前記成膜後にヘイズのウェーハ面内分布を評価する工程、
を含むことを特徴とする洗浄工程及び乾燥工程の評価方法を提供する。
In order to solve the above problems, the present invention provides a method for evaluating a cleaning process and a drying process of a single crystal silicon wafer, comprising:
a step of cleaning a single crystal silicon wafer with hydrofluoric acid;
drying the single crystal silicon wafer after the cleaning;
forming a silicon film on the dried single crystal silicon wafer without hydrogen baking;
A step of evaluating the wafer in-plane distribution of haze after the film formation;
To provide a method for evaluating a washing process and a drying process, comprising:

このような評価方法によれば、洗浄工程の薬液の流れ及び乾燥工程における乾燥ムラを簡便に評価することができる。 According to such an evaluation method, it is possible to easily evaluate the flow of the chemical solution in the washing process and the drying unevenness in the drying process.

また、洗浄する前記単結晶シリコンウェーハとして、ヘイズの最大値が100ppm以下のものを準備することが好ましい。 Further, it is preferable to prepare a single crystal silicon wafer having a maximum haze value of 100 ppm or less as the single crystal silicon wafer to be cleaned.

このようなウェーハを用いることで、より確実に洗浄工程における薬液流れ及び乾燥工程における乾燥ムラに起因したヘイズを評価することができる。 By using such a wafer, it is possible to more reliably evaluate the haze caused by the chemical solution flow in the cleaning process and the drying unevenness in the drying process.

また、前記成膜工程におけるシリコン成膜層の厚さを0.01μm以上かつ10μm以下とすることができる。 Further, the thickness of the silicon film layer in the film forming process can be set to 0.01 μm or more and 10 μm or less.

このように成膜層の厚さが0.01μm以上であれば、洗浄工程における薬液流れ及び乾燥工程における乾燥ムラに起因したヘイズをより確実に評価することができる。また、10μm以下とすることで成膜に時間がかかり過ぎるのを防止することができる。 If the thickness of the film layer is 0.01 μm or more in this way, it is possible to more reliably evaluate the haze caused by the flow of the chemical solution in the washing process and the uneven drying in the drying process. Further, by setting the thickness to 10 μm or less, it is possible to prevent film formation from taking too much time.

また、前記成膜工程では、450℃以上かつ800℃以下の温度で前記シリコンを成膜することができる。 Further, in the film formation step, the silicon film can be formed at a temperature of 450° C. or more and 800° C. or less.

このような温度範囲であれば、成膜工程中にウォーターマークが除去されてしまうことをより確実に防ぐことができる。 With such a temperature range, it is possible to more reliably prevent the watermark from being removed during the film formation process.

以上のように、本発明の洗浄工程及び乾燥工程の評価方法によれば、単結晶シリコンウェーハの洗浄工程の薬液の流れ及び乾燥工程における乾燥ムラを簡便に評価することができる。 As described above, according to the evaluation method of the cleaning process and the drying process of the present invention, it is possible to easily evaluate the flow of the chemical liquid in the cleaning process of a single crystal silicon wafer and the drying unevenness in the drying process.

また、本発明の洗浄工程及び乾燥工程の評価方法による評価結果に基づいて洗浄工程及び乾燥工程の条件を調整することにより、単結晶シリコンウェーハ上のパーティクルの低減を簡便に且つ確実に行うことができる。 Further, by adjusting the conditions of the cleaning process and the drying process based on the evaluation results of the evaluation method of the cleaning process and the drying process of the present invention, it is possible to easily and reliably reduce particles on the single crystal silicon wafer. can.

本発明の洗浄工程及び乾燥工程の評価方法の一例のフローを示す図である。It is a figure which shows the flow of an example of the evaluation method of the washing process of this invention, and a drying process. 実施例1-1、実施例1-2、比較例1及び比較例2におけるヘイズマップである。1 shows haze maps in Example 1-1, Example 1-2, Comparative Example 1 and Comparative Example 2. FIG.

上述のように、単結晶シリコンウェーハの洗浄工程の薬液の流れ及び乾燥工程における乾燥ムラを簡便に評価できる方法が求められていた。 As described above, there has been a demand for a method that can easily evaluate the flow of the chemical solution in the cleaning process of single crystal silicon wafers and the drying unevenness in the drying process.

本発明者は、上記課題について鋭意検討を重ねた結果、単結晶シリコンウェーハの洗浄工程及び乾燥工程の評価方法であって、単結晶シリコンウェーハをフッ酸により洗浄する工程、前記洗浄後に乾燥する工程、前記乾燥後の単結晶シリコンウェーハに水素ベークせずにシリコンを成膜する工程、前記成膜後にヘイズのウェーハ面内分布を評価する工程、を含むことを特徴とする洗浄工程及び乾燥工程の評価方法により、単結晶シリコンウェーハの洗浄工程の薬液の流れ及び乾燥工程における乾燥ムラを簡便に評価できることを見出し、本発明を完成した。 As a result of intensive studies on the above problems, the inventors of the present invention have come up with a method for evaluating a cleaning process and a drying process of a single crystal silicon wafer, comprising a process of cleaning a single crystal silicon wafer with hydrofluoric acid and a process of drying after the cleaning. , a step of forming a silicon film on the dried single crystal silicon wafer without hydrogen baking, and a step of evaluating the distribution of haze in the wafer surface after the film formation. The inventors have found that the evaluation method can easily evaluate the flow of the chemical solution in the washing process of single crystal silicon wafers and the drying unevenness in the drying process, and have completed the present invention.

即ち、本発明は、単結晶シリコンウェーハの洗浄工程及び乾燥工程の評価方法であって、
単結晶シリコンウェーハをフッ酸により洗浄する工程、
前記洗浄後に、前記単結晶シリコンウェーハを乾燥する工程、
前記乾燥後の単結晶シリコンウェーハに、水素ベークせずに、シリコンを成膜する工程、
前記成膜後にヘイズのウェーハ面内分布を評価する工程、
を含むことを特徴とする洗浄工程及び乾燥工程の評価方法である。
That is, the present invention is a method for evaluating a cleaning process and a drying process of a single crystal silicon wafer,
a step of cleaning a single crystal silicon wafer with hydrofluoric acid;
drying the single crystal silicon wafer after the cleaning;
forming a silicon film on the dried single crystal silicon wafer without hydrogen baking;
A step of evaluating the wafer in-plane distribution of haze after the film formation;
A method for evaluating a washing process and a drying process, comprising:

以下、本発明について図面を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto.

図1に、本発明に係る単結晶シリコンウェーハの洗浄工程及び乾燥工程(洗浄工程における薬液の流れ及び乾燥工程における乾燥ムラ)の評価方法の一例のフローを示す。 FIG. 1 shows a flow of an example of an evaluation method for a cleaning process and a drying process (flow of a chemical solution in the cleaning process and drying unevenness in the drying process) of a single crystal silicon wafer according to the present invention.

図1のS11工程は、単結晶シリコンウェーハを準備する工程である。
ここで、基板の製造方法は特に限定されない。チョクラルスキー法(Czochralski Method:以下CZ法という)により製造された基板を用いても良いし、フローティングゾーン法(Floating Zone Method:以下FZ法という)により製造された基板を用いても良い。また、CZ法及びFZ法により製造された単結晶シリコン基板上に単結晶シリコンをエピタキシャル成長させた基板を用いても良い。
Step S11 in FIG. 1 is a step of preparing a single crystal silicon wafer.
Here, the manufacturing method of the substrate is not particularly limited. A substrate manufactured by the Czochralski method (hereinafter referred to as the CZ method) may be used, or a substrate manufactured by the Floating Zone method (hereinafter referred to as the FZ method) may be used. A substrate obtained by epitaxially growing single crystal silicon on a single crystal silicon substrate manufactured by the CZ method or the FZ method may also be used.

準備する単結晶シリコンウェーハのヘイズの最大値を100ppm以下とすることが好ましい。このような最初にヘイズがほとんど形成されていないウェーハであれば、より確実に洗浄工程における薬液流れ及び乾燥工程における乾燥ムラに起因したヘイズを評価することができる。ヘイズの下限値は特にない。 It is preferable to set the maximum haze value of the single crystal silicon wafer to be prepared to 100 ppm or less. With such a wafer on which haze is hardly formed at the beginning, it is possible to more reliably evaluate the haze caused by the flow of the chemical solution in the cleaning process and the drying unevenness in the drying process. There is no particular lower limit for haze.

ここで、ヘイズとは単結晶シリコンウェーハの表面に入射したレーザー光が散乱した低周波かつ低振幅の成分であり、入射レーザー光強度に対する表面の散乱強度の比率で表される。 Here, the haze is a low-frequency and low-amplitude component of scattered laser light incident on the surface of a single crystal silicon wafer, and is represented by the ratio of surface scattering intensity to incident laser light intensity.

図1のS12工程は、フッ酸(フッ化水素酸)による洗浄工程である。単結晶シリコンウェーハを疎水面とすることで、ウォーターマークが形成されやすくなり、洗浄工程及び乾燥工程の評価が可能となる。フッ酸としては、バッファードフッ酸のような他の成分を含む薬液を用いてもよい。フッ酸の濃度は単結晶シリコンウェーハが疎水面となる濃度であることが好ましく、例えば0.1%以上かつ60%以下とすることができる。フッ酸の温度は10℃以上かつ50℃以下とすることができる。10℃以上であればフッ酸処理後のウェーハに結露が生じることをより効果的に抑制できる。また、温度が50℃以下であれば揮発するフッ酸の量を適切な範囲とできるため安全性を高くできる。 The step S12 in FIG. 1 is a cleaning step using hydrofluoric acid. By making the single-crystal silicon wafer a hydrophobic surface, watermarks are easily formed, and it is possible to evaluate the cleaning process and the drying process. As hydrofluoric acid, a chemical solution containing other components such as buffered hydrofluoric acid may be used. The concentration of hydrofluoric acid is preferably such that the single crystal silicon wafer becomes a hydrophobic surface, and can be, for example, 0.1% or more and 60% or less. The temperature of hydrofluoric acid can be 10° C. or higher and 50° C. or lower. If the temperature is 10° C. or higher, the occurrence of dew condensation on the wafer after hydrofluoric acid treatment can be more effectively suppressed. Further, if the temperature is 50° C. or less, the amount of volatilized hydrofluoric acid can be set within an appropriate range, so safety can be enhanced.

フッ酸による洗浄時間は撥水性が確認できるまでとすることができるが、例えば、1秒以上かつ1時間以下とすることができる。1秒以上であれば確実に撥水性にできる。また、1時間以下とすることで時間が掛かり過ぎるのを防止することができる。 The cleaning time with hydrofluoric acid can be set until the water repellency can be confirmed, and can be, for example, 1 second or more and 1 hour or less. If the time is 1 second or longer, water repellency can be ensured. Moreover, it is possible to prevent it from taking too much time by setting it to 1 hour or less.

フッ酸洗浄は、洗浄槽に複数のウェーハを浸漬するバッチ式の洗浄装置を用いても良いし、又は枚葉式で一枚づつスピン洗浄する洗浄装置を用いても良い。 For the hydrofluoric acid cleaning, a batch-type cleaning apparatus in which a plurality of wafers are immersed in a cleaning bath may be used, or a single wafer-type cleaning apparatus in which each wafer is spin-cleaned may be used.

また、フッ酸洗浄後に純水でリンスしても良い。すなわち、本発明における洗浄工程は、リンスを含むこともできる。 Also, after cleaning with hydrofluoric acid, the substrate may be rinsed with pure water. That is, the cleaning step in the present invention can also include rinsing.

純水の温度は10℃以上かつ100℃以下とすることができる。10℃以上であれば、純水リンス後のウェーハに結露が生じることをより効果的に抑制できる。また、温度は水の沸点の100℃以下とすることができる。 The temperature of the pure water can be 10°C or higher and 100°C or lower. If the temperature is 10° C. or higher, it is possible to more effectively suppress dew condensation on the wafer after rinsing with pure water. Also, the temperature can be 100° C. or lower, which is the boiling point of water.

純水でリンスする時間は1秒以上かつ1時間以下とすることができる。1秒以上であればより確実に単結晶シリコンウェーハに付着したフッ酸を除去することができる。また、1時間以下とすることで時間が掛かり過ぎるのを防止することができる。 The time for rinsing with pure water can be 1 second or more and 1 hour or less. If it is 1 second or more, the hydrofluoric acid adhering to the single crystal silicon wafer can be removed more reliably. Moreover, it is possible to prevent it from taking too much time by setting it to 1 hour or less.

純水リンスは、バッチ式の洗浄装置を用いても良いし、又は枚葉式の洗浄装置を用いても良い。 Pure water rinsing may be performed using a batch-type cleaning apparatus or a single wafer-type cleaning apparatus.

図1のS13は、上記洗浄後に単結晶シリコンウェーハを乾燥する工程である。
乾燥は大気中で実施してもよいし、不活性ガス雰囲気で実施してもよい。また、乾燥時の温度は、例えば、室温以上かつ300℃以下とすることができる。室温以上であれば確実に乾燥する。また、300℃以下とすることで、汎用的な加熱装置を用いることができる。
S13 in FIG. 1 is a step of drying the single crystal silicon wafer after the cleaning.
Drying may be performed in air or in an inert gas atmosphere. Moreover, the temperature at the time of drying can be, for example, room temperature or higher and 300° C. or lower. Dry at room temperature or higher. Further, by setting the temperature to 300° C. or less, a general-purpose heating device can be used.

乾燥後のウェーハを成膜工程に搬送する際の環境は、搬送中の酸化を防ぐために窒素や希ガスなどの不活性ガス雰囲気中や真空中とすることができるが、密閉された大気中でも何ら問題はない。大気中での酸化は、気流が遅いほど遅く進行するため、密閉された環境であれば酸化の進行を防ぐことができる。例えば、単結晶シリコンウェーハの搬送に一般的に使用されるFOUP(Front Opening Unified Pod)やFOSB(Front Opening Shipping Box)に乾燥後のウェーハを入れて搬送することができる。 The environment for transporting the dried wafer to the film forming process can be an atmosphere of an inert gas such as nitrogen or a rare gas or a vacuum to prevent oxidation during transport. No problem. Oxidation in the air progresses more slowly the slower the air flow, so if the environment is closed, the progress of oxidation can be prevented. For example, the dried wafers can be transported in a FOUP (Front Opening Unified Pod) or FOSB (Front Opening Shipping Box) generally used for transporting single crystal silicon wafers.

また、ウェーハを搬送する際の環境の湿度は、結露が生じないような湿度であることが好ましく、例えば、70%以下とすることができる。湿度の下限は特にない。 Moreover, the humidity of the environment during which the wafer is transferred is preferably such that dew condensation does not occur, and can be, for example, 70% or less. There is no lower limit for humidity.

また、ウェーハを搬送する際の環境の温度は、室温程度であることが好ましく、例えば、10℃以上かつ40℃以下とすることができる。このような温度範囲であれば、汎用的なウェーハ搬送容器を用いることができる。 Moreover, the temperature of the environment when the wafer is transferred is preferably about room temperature, and can be, for example, 10° C. or higher and 40° C. or lower. A general-purpose wafer transfer container can be used within such a temperature range.

乾燥後のウェーハを成膜工程に搬送するまでの時間は1日以内とすることができる。1日以内であれば、搬送工程における酸化の影響はない。また、搬送時間の下限値は特にない。 The time until the wafer after drying is transported to the film forming process can be within one day. Within one day, there is no influence of oxidation in the transportation process. Also, there is no particular lower limit for the transport time.

図1のS14工程は単結晶シリコンウェーハに、水素ベークせずに、シリコンを成膜する工程である。 Step S14 in FIG. 1 is a step of forming a silicon film on a single crystal silicon wafer without hydrogen baking.

例えば、エピタキシャル成長により、単結晶シリコンウェーハ上にシリコンを成膜することができるが、シリコンの成膜方法はこれに限定されない。 For example, silicon can be deposited on a single crystal silicon wafer by epitaxial growth, but the method for depositing silicon is not limited to this.

成膜条件は、ウォーターマークがないベアなシリコン面上で単結晶シリコンが成膜できる条件が好ましい。成長に使うガスとして、モノシランやジシランを使うことができる。キャリアガスとして窒素や水素を使用しても良い。また、エピタキシャル成長を行うチャンバーの圧力は、気相中で微小シリコン結晶が生じない圧力であることが好ましい。例えば、133Pa以上かつ13300Pa以下の圧力とすることができる。エピタキシャル成長装置としては、バッチ式を使用しても良いし、又は枚葉式を使用しても良い。 The film formation conditions are preferably conditions under which a single crystal silicon film can be formed on a bare silicon surface without watermarks. Monosilane or disilane can be used as the gas used for growth. Nitrogen or hydrogen may be used as a carrier gas. Moreover, it is preferable that the pressure of the chamber for epitaxial growth is a pressure at which silicon microcrystals are not generated in the gas phase. For example, the pressure can be 133 Pa or more and 13300 Pa or less. As an epitaxial growth apparatus, a batch type may be used, or a single wafer type may be used.

また、成膜温度を450℃以上かつ800℃以下とすることができる。このような温度で成膜することにより、成膜ガスが分解して生じた水素や、キャリアガスで使用される水素によりウォーターマークが除去されることを防ぐことができる。 Also, the film formation temperature can be set to 450° C. or higher and 800° C. or lower. By forming the film at such a temperature, it is possible to prevent watermarks from being removed by hydrogen generated by decomposition of the film forming gas or hydrogen used in the carrier gas.

成膜層の厚さは0.01μm以上かつ10μm以下とすることができる。成膜層の厚さを0.01μm以上とすることでより確実に洗浄工程の薬液の流れ及び乾燥工程における乾燥ムラを評価することができる。また、10μm以下とすることで、成膜に時間が掛かりすぎるのを防止することができる。 The thickness of the deposited layer can be 0.01 μm or more and 10 μm or less. By setting the thickness of the film layer to 0.01 μm or more, it is possible to more reliably evaluate the flow of the chemical solution in the cleaning process and the drying unevenness in the drying process. Further, by setting the thickness to 10 μm or less, it is possible to prevent film formation from taking too much time.

なお、単結晶シリコンの成膜を行う場合、通常は成膜の直前に、基板表面の自然酸化膜の除去や清浄化のための水素ベークが行われるが、本発明に係る評価方法における成膜工程では、水素ベークを行わず、所定の成長温度に達したところで成膜を開始することが好ましい。これは、水素によりウォーターマークが除去されてしまうことを防ぐためである。ここで言う水素ベークとは、水素雰囲気中で単結晶シリコンウェーハを800℃以上で一定時間保持することを意味している。800℃未満ではウォーターマークは除去されないので、800℃未満であれば成膜前にキャリアガスとして水素を流しても何ら問題はない。 In the case of forming a single crystal silicon film, hydrogen baking is usually performed immediately before the film formation to remove the natural oxide film on the substrate surface and to clean the film. In the process, it is preferable to start film formation when a predetermined growth temperature is reached without hydrogen baking. This is to prevent the watermark from being removed by hydrogen. The term "hydrogen baking" as used herein means holding a single crystal silicon wafer at 800° C. or higher in a hydrogen atmosphere for a certain period of time. Since watermarks are not removed at temperatures below 800° C., there is no problem in flowing hydrogen as a carrier gas before film formation at temperatures below 800° C. FIG.

成膜によりウォーターマークが顕在化する理由としては、ベアなシリコン面とウォーターマーク上での成膜速度が異なることにより、膜厚に違いが生じて凸凹が発生しているためと考えることができる。 It can be considered that the reason why the watermark becomes conspicuous due to the film formation is that the difference in the film formation speed between the bare silicon surface and the watermark causes a difference in the film thickness, resulting in unevenness. .

図1のS15はヘイズのウェーハ面内分布を評価する工程である。
ヘイズの評価は汎用的なレーザー散乱光により欠陥を検出する欠陥検査装置で行うことができる。例えば、KLA-Tencor社製のSurfScanシリーズで評価できる。
S15 in FIG. 1 is a step of evaluating the wafer in-plane distribution of haze.
Haze can be evaluated by a general-purpose defect inspection apparatus that detects defects using scattered laser light. For example, the SurfScan series manufactured by KLA-Tencor can be used for evaluation.

リンス時の酸化は、流速が速いほど速く進行するため、流速分布を反映したウェーハ全面のマップを取得することができる。また、乾燥時に乾燥が遅い場所はウォーターマークが形成されるため、乾燥のムラも評価することができる。 Since oxidation during rinsing progresses faster as the flow velocity increases, a map of the entire wafer surface reflecting the flow velocity distribution can be obtained. In addition, since watermarks are formed at locations where drying is slow, unevenness in drying can also be evaluated.

欠陥の面内分布を用いても、洗浄工程における薬液の流れ及び乾燥工程における乾燥ムラを評価することができるが、ヘイズの面内分布の方が分解能は高い。 The in-plane distribution of defects can also be used to evaluate the flow of chemicals in the cleaning process and uneven drying in the drying process, but the in-plane distribution of haze has higher resolution.

以上に例を示して説明したように、本発明の洗浄工程及び乾燥工程の評価方法によれば、洗浄工程における薬液流れ及び乾燥工程における乾燥ムラに起因したヘイズを簡便に評価することができる。この評価結果に基づいて洗浄工程及び乾燥工程の条件を調整することにより、単結晶シリコンウェーハ上のパーティクルの低減を簡便に且つ確実に行うことができる。 As described above with the examples, according to the method for evaluating the cleaning process and the drying process of the present invention, the haze caused by the chemical solution flow in the cleaning process and the drying unevenness in the drying process can be easily evaluated. By adjusting the conditions of the cleaning process and the drying process based on this evaluation result, it is possible to easily and reliably reduce particles on the single crystal silicon wafer.

以下、実施例及び比較例を用いて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be specifically described below using Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these.

[実施例1-1及び実施例1-2]
準備した単結晶シリコンウェーハの導電型、直径、結晶面方位及びヘイズの最大値は以下の通りである。
ウェーハの導電型:p型
直径:300mm
結晶面方位:(100)
ヘイズの最大値:0.5ppm
[Example 1-1 and Example 1-2]
The conductivity type, diameter, crystal plane orientation and maximum haze of the prepared single crystal silicon wafer are as follows.
Wafer conductivity type: p-type Diameter: 300 mm
Crystal plane orientation: (100)
Maximum haze: 0.5 ppm

次に、準備した単結晶シリコンウェーハを、複数枚のウェーハを浸漬するバッチ式(実施例1-1)又は1枚づつスピン洗浄する枚葉式(実施例1-2)の装置でフッ酸により洗浄した。洗浄後、純水でリンスした。その後、実施例1-1及び1-2では、水素ベーク処理を行わずに、単結晶シリコンウェーハ上にシリコンの成膜を行った。このとき、圧力は4000Pa、成膜温度は580℃、膜厚は100nmとした。これにより、実施例1-1及び実施例1-2の評価対象の単結晶シリコンウェーハを得た。 Next, the prepared single crystal silicon wafers were treated with hydrofluoric acid in a batch type (Example 1-1) in which a plurality of wafers were immersed or in a single wafer type (Example 1-2) in which each wafer was spin-washed. washed. After washing, it was rinsed with pure water. Thereafter, in Examples 1-1 and 1-2, a silicon film was formed on the single crystal silicon wafer without hydrogen baking. At this time, the pressure was 4000 Pa, the film formation temperature was 580° C., and the film thickness was 100 nm. Thus, single crystal silicon wafers to be evaluated in Examples 1-1 and 1-2 were obtained.

[比較例1及び比較例2]
比較例1では、バッチ式の装置で洗浄後、シリコンの成膜を行わなかったこと以外は実施例1-1と同様の手順で、比較例1の評価対象の単結晶シリコンウェーハを得た。
[Comparative Example 1 and Comparative Example 2]
In Comparative Example 1, a single crystal silicon wafer to be evaluated in Comparative Example 1 was obtained in the same procedure as in Example 1-1 except that silicon film formation was not performed after cleaning with a batch-type apparatus.

また、比較例2では、バッチ式の装置で洗浄後、水素ベーク処理を行ってからシリコンの成膜を行ったこと以外は実施例1-1と同様の手順で、比較例2の評価対象の単結晶シリコンウェーハを得た。 In Comparative Example 2, the evaluation target of Comparative Example 2 was performed in the same procedure as in Example 1-1 except that after cleaning with a batch type apparatus, hydrogen baking treatment was performed and then silicon film formation was performed. A single crystal silicon wafer was obtained.

比較例2において、水素ベーク処理の温度は1150℃とし、時間は1分とした。 In Comparative Example 2, the hydrogen baking temperature was 1150° C. and the time was 1 minute.

[ヘイズのウェーハ面内分布の評価]
実施例1-1、実施例1-2、比較例1及び比較例2の評価対象の単結晶シリコンウェーハについて、その後、KLA-Tencor社製のSurfScan SP5のDW2(Darkfield Wide)モードでヘイズを測定した。その結果を図2に示す。
[Evaluation of wafer in-plane distribution of haze]
For the single crystal silicon wafers to be evaluated in Example 1-1, Example 1-2, Comparative Example 1 and Comparative Example 2, the haze was then measured in the DW2 (Darkfield Wide) mode of SurfScan SP5 manufactured by KLA-Tencor. did. The results are shown in FIG.

図2に示すように、比較例1および比較例2では、洗浄工程及び乾燥工程に由来する分布は見られなかったが、水素ベークせずにシリコンを成膜し、その後にヘイズを測定した実施例1-1及び1-2では洗浄工程又は乾燥工程に由来する分布が見られた。バッチ式の装置の場合である実施例1-1では、対流の模様が観察され、枚葉式の場合である実施例1-2では同心円状の模様が観察された。なお、比較例1で見られる同心円状の分布は測定装置に由来する分布である。 As shown in FIG. 2, in Comparative Examples 1 and 2, no distribution derived from the washing process and the drying process was observed. In Examples 1-1 and 1-2, a distribution resulting from the washing process or the drying process was observed. A pattern of convection was observed in Example 1-1, which is the case of the batch type apparatus, and a concentric pattern was observed in Example 1-2, which is the case of the single wafer type apparatus. Note that the concentric circular distribution seen in Comparative Example 1 is a distribution derived from the measuring apparatus.

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。 It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiments. The above-described embodiment is an example, and any device having substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention and exhibiting the same effect is the present invention. included in the technical scope of

Claims (4)

単結晶シリコンウェーハの洗浄工程及び乾燥工程の評価方法であって、
単結晶シリコンウェーハをフッ酸により洗浄する工程、
前記洗浄後に、前記単結晶シリコンウェーハを乾燥する工程、
前記乾燥後の単結晶シリコンウェーハに、水素ベークせずに、シリコンを成膜する工程、
前記成膜後にヘイズのウェーハ面内分布を評価する工程、
を含むことを特徴とする洗浄工程及び乾燥工程の評価方法。
A method for evaluating a cleaning process and a drying process of a single crystal silicon wafer,
a step of cleaning a single crystal silicon wafer with hydrofluoric acid;
drying the single crystal silicon wafer after the cleaning;
forming a silicon film on the dried single crystal silicon wafer without hydrogen baking;
A step of evaluating the wafer in-plane distribution of haze after the film formation;
A method for evaluating a washing process and a drying process, comprising:
洗浄する前記単結晶シリコンウェーハとして、ヘイズの最大値が100ppm以下のものを準備することを特徴とする請求項1に記載の洗浄工程及び乾燥工程の評価方法。 2. The method for evaluating a cleaning process and a drying process according to claim 1, wherein the single crystal silicon wafer to be cleaned has a maximum haze value of 100 ppm or less. 前記成膜工程におけるシリコン成膜層の厚さを0.01μm以上かつ10μm以下とすることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の洗浄工程及び乾燥工程の評価方法。 3. The evaluation method of the cleaning process and the drying process according to claim 1, wherein the thickness of the silicon film layer in the film forming process is 0.01 [mu]m or more and 10 [mu]m or less. 前記成膜工程では、450℃以上かつ800℃以下の温度で前記シリコンを成膜することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の洗浄工程及び乾燥工程の評価方法。 4. The evaluation method of the cleaning process and the drying process according to claim 1, wherein in the film forming process, the silicon film is formed at a temperature of 450[deg.] C. or more and 800[deg.] C. or less. .
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