JP2874259B2 - 半導体基板のドライ洗浄方法 - Google Patents
半導体基板のドライ洗浄方法Info
- Publication number
- JP2874259B2 JP2874259B2 JP6510490A JP6510490A JP2874259B2 JP 2874259 B2 JP2874259 B2 JP 2874259B2 JP 6510490 A JP6510490 A JP 6510490A JP 6510490 A JP6510490 A JP 6510490A JP 2874259 B2 JP2874259 B2 JP 2874259B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- semiconductor substrate
- dry cleaning
- cleaning method
- chlorine
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔概要〕 半導体基板表面の清浄化方法に関し、 ドライ洗浄により基板表面に吸着している不純物を除
去することを目的とし、 半導体基板上に吸着している不純物を、塩素系ガスを
エッチャントとして除去するドライ洗浄方法において、
該エッチャントとして水を含む塩素または塩化水素ガス
を用い、紫外線を照射しながら行うことを特徴として半
導体基板のドライ洗浄方法を構成する。
去することを目的とし、 半導体基板上に吸着している不純物を、塩素系ガスを
エッチャントとして除去するドライ洗浄方法において、
該エッチャントとして水を含む塩素または塩化水素ガス
を用い、紫外線を照射しながら行うことを特徴として半
導体基板のドライ洗浄方法を構成する。
本発明は半導体基板のドライ洗浄方法に関する。
半導体にはシリコン（Si）のような単体半導体とガリ
ウム砒素（GaAs）やインジウム燐（InP）のような化合
物半導体とがあるが、ICやLSIなどの集積回路は殆どの
ものが単体半導体特にSi単結晶基板を用いて作られてい
る。
ウム砒素（GaAs）やインジウム燐（InP）のような化合
物半導体とがあるが、ICやLSIなどの集積回路は殆どの
ものが単体半導体特にSi単結晶基板を用いて作られてい
る。
こゝで、単結晶基板は引き上げ法などにより成長した
単結晶ロッドをスライスし、研磨と表面処理を施して厚
さが約500μｍの基板（ウエハ）とし、この基板を基に
して薄膜形成技術，写真蝕刻技術（フォトリソグラフ
ィ），不純物イオン注入技術などを用い集積回路の形成
が行われている。
単結晶ロッドをスライスし、研磨と表面処理を施して厚
さが約500μｍの基板（ウエハ）とし、この基板を基に
して薄膜形成技術，写真蝕刻技術（フォトリソグラフ
ィ），不純物イオン注入技術などを用い集積回路の形成
が行われている。
こゝで、半導体素子の高集積化のためにパターン幅は
年ごとに縮小し、最小線幅はサブ・ミクロンに及んでい
るが、電極や配線などは素子の特性を維持する必要から
膜厚は減少しておらず、パターンの起伏は増大し、アス
ペクト比は益々増大する傾向にある。
年ごとに縮小し、最小線幅はサブ・ミクロンに及んでい
るが、電極や配線などは素子の特性を維持する必要から
膜厚は減少しておらず、パターンの起伏は増大し、アス
ペクト比は益々増大する傾向にある。
また、多層化が行われており、層間絶縁層で絶縁し、
ビアホール（Via−hole）により上下層を回路接続する
手法がとられている。
ビアホール（Via−hole）により上下層を回路接続する
手法がとられている。
こゝで、半導体素子の形成に当たっては、基板上に真
空蒸着や気相成長（CVD）による導電膜や絶縁膜の形
成，レジストの被覆，レジストの窓開け、イオン注入な
どの処理が繰り返し行われているが、これらの処理によ
り基板面は汚染物質が付着し易く、このため、デバイス
の形成に当たっては、表面に付着している汚染物質の除
去は不可欠の工程である。
空蒸着や気相成長（CVD）による導電膜や絶縁膜の形
成，レジストの被覆，レジストの窓開け、イオン注入な
どの処理が繰り返し行われているが、これらの処理によ
り基板面は汚染物質が付着し易く、このため、デバイス
の形成に当たっては、表面に付着している汚染物質の除
去は不可欠の工程である。
基板表面に付着している汚染物質の除去方法としては
ウエット洗浄法とドライ洗浄法があり、ウエット洗浄法
は硝酸（HNO3）水溶液或いは塩酸（HCl）と過酸化水素
（H2O2）混合液を用いて行われている。
ウエット洗浄法とドライ洗浄法があり、ウエット洗浄法
は硝酸（HNO3）水溶液或いは塩酸（HCl）と過酸化水素
（H2O2）混合液を用いて行われている。
然し、ウエット洗浄法は、 アスペクト比の大きな凹部に入り込んだ薬品の完全
洗浄は困難である。
洗浄は困難である。
浸漬・洗浄および乾燥処理に時間がかゝる。
汚染物質の中にはウエット法で除去できないものが
ある。
ある。
薬品の価格が無視できない。
などの理由から、汚染物質の完全除去が可能で且つ比較
的簡単に処理できるドライ洗浄法が着目され、実用化が
急がれている。
的簡単に処理できるドライ洗浄法が着目され、実用化が
急がれている。
こゝで、集積回路の形成において、最も有害な不純物
はナトリウム（Na）イオンと鉄（Fe）イオンであり、前
者は写真蝕刻技術に使用するレジストなどに含まれてお
り、基板上に吸着している。
はナトリウム（Na）イオンと鉄（Fe）イオンであり、前
者は写真蝕刻技術に使用するレジストなどに含まれてお
り、基板上に吸着している。
また、後者はイオン注入処理やプラズマCVDなどの処
理に当たって電極や保持容器などに不錆鋼（ステンレ
ス）が使われることから、不純物として吸着され易い。
理に当たって電極や保持容器などに不錆鋼（ステンレ
ス）が使われることから、不純物として吸着され易い。
さて、半導体基板上に吸着しているNaやFeなどの汚染
物質を除去するドライ洗浄法として、発明者等はハロゲ
ンラジカルを用いて基板表面を薄くエッチングする方法
を提案している。
物質を除去するドライ洗浄法として、発明者等はハロゲ
ンラジカルを用いて基板表面を薄くエッチングする方法
を提案している。
すなわち、塩素ガス（Cl2）をドライエッチング装置
に導入し、一方、基板面に紫外線を照射することによ
り、発生する塩素ラジカル（Cl＊）でSi基板面を薄くエ
ッチングし、これにより汚染物質も同時に除去するもの
である。
に導入し、一方、基板面に紫外線を照射することによ
り、発生する塩素ラジカル（Cl＊）でSi基板面を薄くエ
ッチングし、これにより汚染物質も同時に除去するもの
である。
然し、仔細に観察した結果、Si基板面にはエッチング
され、この上に吸着しているNaやFeなどの汚染物質は除
去できるが、Si酸化膜はエッチングされにくいために、
この上に吸着している汚染物質は除去されにくいことが
判った。
され、この上に吸着しているNaやFeなどの汚染物質は除
去できるが、Si酸化膜はエッチングされにくいために、
この上に吸着している汚染物質は除去されにくいことが
判った。
塩素系のガスをエッチャントとし、塩素ラジカル（Cl
＊）によりSi基板上の汚染物質を除去する方法では、Si
酸化膜上に吸着している汚染物質は除去が困難である。
＊）によりSi基板上の汚染物質を除去する方法では、Si
酸化膜上に吸着している汚染物質は除去が困難である。
そのため、Si酸化膜上の汚染物質も除去できるドライ
エッチング法を開発することが課題である。
エッチング法を開発することが課題である。
上記の課題は半導体基板上に吸着している不純物を、
塩素系ガスをエッチャントとして除去するドライ洗浄方
法において、エッチャントとして水を含むCl2または塩
化水素ガスを用い、紫外線を照射しながら行うことを特
徴として半導体基板のドライ洗浄方法を構成することに
より解決することができる。
塩素系ガスをエッチャントとして除去するドライ洗浄方
法において、エッチャントとして水を含むCl2または塩
化水素ガスを用い、紫外線を照射しながら行うことを特
徴として半導体基板のドライ洗浄方法を構成することに
より解決することができる。
本発明はCl2ガスまたは塩化水素（HCl）ガスなどの塩
素（Cl）系のガスに少量の水を加えたものをエッチャン
トとしてSi基板上に供給すると共に、Si基板に紫外線照
射を行って塩素ラジカル（Cl＊）を発生させることによ
りSi酸化膜上に吸着しているNaやFeなどの汚染物質を除
去するものである。
素（Cl）系のガスに少量の水を加えたものをエッチャン
トとしてSi基板上に供給すると共に、Si基板に紫外線照
射を行って塩素ラジカル（Cl＊）を発生させることによ
りSi酸化膜上に吸着しているNaやFeなどの汚染物質を除
去するものである。
Siは両性金属であることから、Si基板面は容易に酸化
され数原子層の不動態皮膜により覆われている。
され数原子層の不動態皮膜により覆われている。
こゝで、不動態皮膜はSiOx（但し、２＞Ｘ≧１）で表
される非晶質の酸化物であって、結晶学的に安定した酸
化物ではない。
される非晶質の酸化物であって、結晶学的に安定した酸
化物ではない。
発明者はかゝる不動態皮膜にCl＊を作用させると、Cl
＊は不動態皮膜を通って基板のSiと反応し、 Si＋4Cl＊→SiCl4↑ ……（１） の反応が生じて表面層のSiはエッチングされるが、不動
態皮膜については、 SiOx＋4Cl＊→SiCl4＋X/2O2 ……（２） の反応は殆ど進行しないことに気付いた。
＊は不動態皮膜を通って基板のSiと反応し、 Si＋4Cl＊→SiCl4↑ ……（１） の反応が生じて表面層のSiはエッチングされるが、不動
態皮膜については、 SiOx＋4Cl＊→SiCl4＋X/2O2 ……（２） の反応は殆ど進行しないことに気付いた。
一方、酸化膜上に吸着している汚染物質例えばFeは酸
化膜を構成している酸素原子とFe−Ｏ結合をして強固に
化学吸着していることが光電子分光法から確かめられ
た。
化膜を構成している酸素原子とFe−Ｏ結合をして強固に
化学吸着していることが光電子分光法から確かめられ
た。
そのため、不動態皮膜上に吸着している汚染物質は容
易に除去することができない。
易に除去することができない。
そこで、発明者等は汚染物質原子例えばFeと不動態皮
膜の酸素原子との結合を弱めることがFeを除去する必要
条件であり、その方法としてFe原子に水を吸着させるこ
とが有効な手段であることを見出した。
膜の酸素原子との結合を弱めることがFeを除去する必要
条件であり、その方法としてFe原子に水を吸着させるこ
とが有効な手段であることを見出した。
すなわち、水を構成する酸素イオン（O2-）が鉄イオ
ン（Fe3+）と結合して吸着が起こることにより不動態皮
膜との結合が緩み、浮き上がった状態でCl＊が反応し、
塩化鉄（FeCl3）を形成すると思考した。
ン（Fe3+）と結合して吸着が起こることにより不動態皮
膜との結合が緩み、浮き上がった状態でCl＊が反応し、
塩化鉄（FeCl3）を形成すると思考した。
この場合、H2Oは一種の触媒として作用する。
発明者等は、かゝる考えの下に実験を進めた結果、良
好な結果を得ることができた。
好な結果を得ることができた。
なお、実験の結果、基板上に吸着している汚染物質の
除去を効果的に行うには、基板温度を100〜500℃の範囲
がよく、塩素系ガスに対するH2Oの混合比は10:1〜100:1
でよい。
除去を効果的に行うには、基板温度を100〜500℃の範囲
がよく、塩素系ガスに対するH2Oの混合比は10:1〜100:1
でよい。
実施例1: 1000℃で熱処理して約300Åの酸化膜を設けたSi基板
をFeイオンを10ppb含むアルカリ溶液に浸漬し、水洗乾
燥した後、基板表面のFeイオン濃度を原子吸光分析法に
より測定したところ、約1013個/cm2の付着が認められ
た。
をFeイオンを10ppb含むアルカリ溶液に浸漬し、水洗乾
燥した後、基板表面のFeイオン濃度を原子吸光分析法に
より測定したところ、約1013個/cm2の付着が認められ
た。
このSi基板をドライエッチング装置にセットし、基板
を450℃に加熱した状態でCl2ガスと水蒸気を100:1の割
合で混入した混合ガスを100sccmの流量で供給しなが
ら、水銀（Hg）ランプで基板を60秒に亙って加熱した結
果、表面のFeイオン濃度を109個/cm2に減らすことがで
きた。
を450℃に加熱した状態でCl2ガスと水蒸気を100:1の割
合で混入した混合ガスを100sccmの流量で供給しなが
ら、水銀（Hg）ランプで基板を60秒に亙って加熱した結
果、表面のFeイオン濃度を109個/cm2に減らすことがで
きた。
実施例2: 実施例１と同様にしてFeイオンが約1013個/cm2の濃度
で吸着しているSi基板をドライエッチング装置にセット
し、基板を450℃に加熱した状態でHClガスと水蒸気を20
0:1の割合で混入した混合ガスを100sccmの流量で供給し
ながら、水銀（Hg）ランプで基板を60秒に亙って加熱し
た結果、表面のFeイオン濃度を109個/cm2に減らすこと
ができた。
で吸着しているSi基板をドライエッチング装置にセット
し、基板を450℃に加熱した状態でHClガスと水蒸気を20
0:1の割合で混入した混合ガスを100sccmの流量で供給し
ながら、水銀（Hg）ランプで基板を60秒に亙って加熱し
た結果、表面のFeイオン濃度を109個/cm2に減らすこと
ができた。
本発明の実施により発明者等が提案している従来のド
ライエッチング法に較べ、FeやNaなどのイオン濃度を大
幅に減少させることができ、これにより半導体素子の品
質を向上することができる。
ライエッチング法に較べ、FeやNaなどのイオン濃度を大
幅に減少させることができ、これにより半導体素子の品
質を向上することができる。
Claims (2)
- 【請求項１】半導体基板上に吸着している不純物を、塩
素系ガスをエッチャントとして除去するドライ洗浄方法
において、 該エッチャントとして水を含む塩素系ガスを用い、紫外
線を照射しながら行うことを特徴とする半導体基板のド
ライ洗浄方法。 - 【請求項２】前項記載の塩素系ガスが塩素または塩化水
素であることを特徴とする請求項１記載の半導体基板の
ドライ洗浄方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6510490A JP2874259B2 (ja) | 1990-03-15 | 1990-03-15 | 半導体基板のドライ洗浄方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6510490A JP2874259B2 (ja) | 1990-03-15 | 1990-03-15 | 半導体基板のドライ洗浄方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03265136A JPH03265136A (ja) | 1991-11-26 |
| JP2874259B2 true JP2874259B2 (ja) | 1999-03-24 |
Family
ID=13277261
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6510490A Expired - Lifetime JP2874259B2 (ja) | 1990-03-15 | 1990-03-15 | 半導体基板のドライ洗浄方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2874259B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100520140B1 (ko) * | 1997-12-31 | 2005-12-01 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체소자의캐패시터제조방법 |
| US8101501B2 (en) * | 2007-10-10 | 2012-01-24 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method of manufacturing semiconductor device |
| DE102010042869A1 (de) * | 2010-10-25 | 2012-04-26 | Wacker Chemie Ag | Verfahren zur Herstellung von polykristallinen Siliciumstäben |
-
1990
- 1990-03-15 JP JP6510490A patent/JP2874259B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03265136A (ja) | 1991-11-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Kern | The evolution of silicon wafer cleaning technology | |
| JP2760418B2 (ja) | 半導体ウエーハの洗浄液及びこれを用いた半導体ウエーハの洗浄方法 | |
| US5679171A (en) | Method of cleaning substrate | |
| EP0798767B1 (en) | Removal of carbon from substrate surface | |
| US6124211A (en) | Cleaning method | |
| JP4001662B2 (ja) | シリコンの洗浄方法および多結晶シリコンの作製方法 | |
| US6551409B1 (en) | Method for removing organic contaminants from a semiconductor surface | |
| US20040163681A1 (en) | Dilute sulfuric peroxide at point-of-use | |
| JPH0864559A (ja) | 基板面から不要な物質を除去する方法 | |
| JPH06260463A (ja) | 金属含有汚染物除去用洗浄剤と汚染物洗浄法 | |
| JP2005244179A (ja) | 材料表面の湿式洗浄方法及びこれを用いた電子、光学、または光電子デバイスの作製プロセス | |
| KR960002631B1 (ko) | 집적회로 및 반도체 표면으로부터 금속 함유의 오염물을 제거하기 위한 할로겐화된 카르복실산 세정제 및 이를 사용한 오염물 제거방법 | |
| KR970003887B1 (ko) | 집적 회로 어셈블리로부터 금속-함유 오염물질을 제거하기 위한 기체상 세정제 및 이를 사용하는 방법 | |
| Ojima et al. | Megasonic excited ozonized water for the cleaning of silicon surfaces | |
| US8440092B2 (en) | Method for selective etching | |
| JP2874259B2 (ja) | 半導体基板のドライ洗浄方法 | |
| JP2862797B2 (ja) | 半導体基板の乾式洗浄方法 | |
| JP4058669B2 (ja) | シリコン基板上への導電性珪化物層の形成方法および導電性珪化物接点の形成方法 | |
| JP2001271192A (ja) | 表面処理方法 | |
| JPH03265137A (ja) | 半導体基板のドライ洗浄方法 | |
| JP2713787B2 (ja) | 半導体の湿式洗浄方法 | |
| TW404853B (en) | Wet processing methods for the manufacture of electronic components using ozonated process fluids | |
| JP2839615B2 (ja) | 半導体基板の洗浄液及び半導体装置の製造方法 | |
| JPH07230975A (ja) | 半導体基板の洗浄方法 | |
| JPH0748481B2 (ja) | シリコン層上の被膜除去方法 |