JP2749938B2

JP2749938B2 - 半導体ウエーハの洗浄方法

Info

Publication number: JP2749938B2
Application number: JP5140390A
Authority: JP
Inventors: 年弘吉見; 恵一田中; 悦郎森田; 次郎龍田
Original assignee: Mitsubishi Materials Silicon Corp; Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Silicon Corp; Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1990-03-02
Filing date: 1990-03-02
Publication date: 1998-05-13
Anticipated expiration: 2013-05-13
Also published as: JPH03254125A

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」この発明は、半導体ウエーハの洗浄方法に係わり、特
に、ウエーハ表面の金属不純物による汚染を防止するこ
とができるものに関する。

「従来の技術」一般に、シリコンウエーハ等の半導体ウエーハの洗浄
は、ウエーハ表面に付着した汚染物質を、各種薬液が入
れられた多数の洗浄槽を順次化させることにより除去す
るいわゆるウエット洗浄法が採られている。

上記ウエット洗浄法の一工程として、シリコンウエー
ハ表面上の有機物およびパーティクルの除去を目的とす
る洗浄がある。この洗浄は、濃度28％のアンモニア水
と、濃度30％の過酸化水素水と、純水とを次の体積比で
混合してなるアンモニア系の薬液を用いて行うものであ
る。

NH₄OH:H₂O₂:H₂O＝1:1:5 ところで、上記洗浄においては、アンモニア水および
過酸化水素水中にごく微量（数ppb）ではあるが、アン
モニウム等の金属不純物が含まれており、この金属不純
物が洗浄後にウエーハ表面に不可避的に残留してしま
う。このため、上記アンモニア系の薬液による洗浄後
に、上記金属不純物の除去を目的として、塩酸と過酸化
水素水と純水とを混合してなる塩酸系の薬液、または塩
酸と純水とを混合してなる塩酸系の薬液を用いた洗浄を
行っている。

「発明が解決しようとする課題」ところが、上記の場合、洗浄の工程が多くなるため、
洗浄に多大の時間を要するとともに、ウエーハの製造コ
ストが高くなるという欠点がある。

「課題を解決するための手段」そこで、本発明者等が、上記課題を解決すべく、鋭意
研究を重ねた結果、次のような知見を見出だすに至っ
た。

すなわち、従来、ウエーハ表面上のパーティクルの除
去を目的とするアンモニア系の薬液による洗浄において
は、ウエーハ表面がエッチングされるが、パーティクル
の除去能力は、このエッチング速度と関連していると考
えられているため、薬液の純水による希釈量を増加する
と、エッチング速度が減少し、パーティクルの除去能力
が低下するものと考えられていた。

ところが、上記エッチング速度（パーティクルの除去
能力）は、アンモニア水と過酸化水素水との濃度比（体
積比）が一定の場合、純水の希釈量がある一定値を越す
までは、ほぼ同じであり、薬液全体に対する純水の濃度
（体積）には、あまり依存していないことが本発明者等
の研究により明らかになった。

したがって、アンモニア系の薬液による洗浄におい
て、アンモニア水と過酸化水素水の体積比を一定に保っ
たまま、純水の体積比を大きくする、すなわち純水によ
る希釈量を多くすれば、薬液単位体積中に存在する金属
不純物の量が減少するので、洗浄後にウエーハ表面に残
留する金属不純物の量を規定値以下に減少させることが
でき、しかも、パーティクルの除去能力は変わらないの
で、上記金属不純物を目的とする塩酸系の薬液による洗
浄工程を省くことができる。

この発明は、上記の知見に基づいてなされたものであ
り、濃度27〜31％のアンモニア水と、濃度29〜33％の過
酸化水素水と、純水とを混合してなる薬液を用いて半導
体ウエーハの表面を洗浄する半導体ウエーハの洗浄方法
において、上記薬液全体に対する純水の体積比を、90〜
99.7％に設定したものである。

純水の体積比を、90〜99.7％にしたのは、90％未満で
は、薬液単位体積中に存在する金属不純物の量が多く
て、ウエーハの表面に規定値以上の金属不純物が残留
し、一方、99.7％を越えると、パーティクルの除去能力
が低下してしまうからである。

「実施例」以下、第１図ないし第３図を参照して、この発明の半
導体ウエハの洗浄方法の一実施例を説明する。

濃度28％のアンモニア水と、濃度30％の過酸化水素水
と、純水とをそれぞれ次の体積比で混合した２種類の本
発明に係わる薬液と、比較例として従来一般に使用され
ている薬液を用意する。

NH₄OH:H₂O₂:H₂O＝1:1:50 ……本発明 NH₄OH:H₂O₂:H₂O＝1:1:500 ……本発明 NH₄OH:H₂O₂:H₂O＝1:1:5 ……比較例なお、上記各薬液の薬液全体に対する純水の体積比
は、それぞれ 50/52×100＝96.2％ 500/502×100＝99.6％ 5/7×100＝71.4％である。

そして、上記３種類の薬液を用いて、それぞれシリコ
ンウエーハを90℃で10分間洗浄し、ウエーハ表面に残留
しているアルミニウムの量を測定し、単位体積当たりに
含まれているアルミニウムの原子の数を求めた。その結
果を第１図に示す。

この図に示すように、本発明の薬液による洗浄後のウ
エーハ表面のアルミニウムの濃度は、従来の薬液による
洗浄に比べて、規定値以下に減少しており、また、純水
の体積比90％（体積比の下限）未満では、アルミニウム
の濃度の規定値を越えているのが判る。

一方、上記各薬液による洗浄後のシリコンウエーハ表
面のエッチング量と、パーティクル数とを測定した。そ
の結果をそれぞれ第２図および第３図に示す。

これらの図に示すように、エッチング量とパーティク
ル数との間には、エッチング量が多いほど、ウエーハの
表面に残留するパーティクルの数が少ないすなわちパー
ティクル除去能力が高いという関連性があり、また、こ
のパーティクル除去能力は、アンモニア水と過酸化水素
水との体積比が一定の場合、純水の希釈量すなわち薬液
全体に対する純水の体積比が99.7％（体積比の上限）以
内ではほぼ一定であり、これを越えると、ウエーハ表面
に残留しているパーティクルの数が多い、すなわちパー
ティクルの除去能力が低いことが判る。

このように、薬液全体に対する純水の体積比を、90〜
99.7％に設定すれば、パーティクル除去能力を低下させ
ることなく、ウエーハ表面に残留するアルミニウムの量
を減少させることができる。

「発明の効果」以上説明したように、この発明の半導体ウエーハの洗
浄方法によれば、濃度27〜31％のアンモニア水と、濃度
29〜33％の過酸化水素水と、純水とを混合してなる薬液
における純水の体積比を、90〜99.7％に設定したので、
パーティクル除去能力を低下させることなく、ウエーハ
表面に残留する金属不純物の量を減少させることができ
る。したがって、金属不純物の除去を目的とする塩酸系
の薬液による洗浄工程を省くことができるので、洗浄の
工程に従来に比べて少なくでき、よって、洗浄に要する
時間を低減することができるとともに、ウエーハの製造
コストを抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は、この発明の半導体ウエーハの洗
浄方法の一実施例を説明するためのものであり、第１図
は薬液と洗浄後のウエーハ表面のアルミニウム濃度との
関係を示すグラフ、第２図は薬液と洗浄後のウエーハ表
面のエッチング量との関係を示すグラフ、第３図は薬液
と洗浄後のウエーハ表面に残留しているパーティクル数
との関係を示すグラフである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者森田悦郎埼玉県大宮市北袋町１丁目297番地三菱金属株式会社中央研究所内 (72)発明者龍田次郎埼玉県大宮市北袋町１丁目297番地三菱金属株式会社中央研究所内 (56)参考文献特開平２−298032（ＪＰ，Ａ) 特開昭54−34751（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】濃度27〜31％のアンモニア水と、濃度29〜
33％の過酸化水素水と、純水とを混合してなる薬液を用
いて半導体ウエーハの表面を洗浄する半導体ウエーハの
洗浄方法において、上記薬液全体に対する純水の体積比を、90〜99.7％に設
定したことを特徴とする半導体ウエーハの洗浄方法。