JP2893676B2 - シリコンウェーハのhf洗浄方法 - Google Patents

シリコンウェーハのhf洗浄方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、シリコンウェーハ(以
下単にウェーハということがある)のHF洗浄方法の改
良に関する。
【0002】
【関連技術】HF(弗酸) 洗浄は金属イオンの除去能力
が高いことから、ウェーハの洗浄にも使用されている
が、ウェーハがパーティクル汚染を受けやすいという問
題があり、パーティクル汚染を嫌う工程では通常塩酸・
過酸化水素水溶液による洗浄が行われている。ウェーハ
の上にパーティクルが存在すると、デバイスプロセスで
のステッパーによる露光時にパーティクルの存在する部
分が陰となり配線不良が発生しデバイスの収率を著しく
低下させる不利がある。一方デバイスの高集積化に伴
い、ウェーハ上の金属イオンレベルの低減が求められて
おり、パーティクル汚染の少ないHF洗浄の必要性は高
まっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明者は、ウェーハ
のHF洗浄におけるパーティクル汚染の低減をはかるべ
く鋭意研究を続けた結果、HF槽及びその水洗用の純水
槽におけるウェーハの出し入れ方法がHF洗浄でのパー
ティクル汚染の低減において重要であることを見いだ
し、本発明を完成した。本発明は、パーティクル汚染を
低減した新規なウェーハのHF洗浄方法を提供すること
を目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明方法においては、HF槽及びその後の純水槽
を用いてシリコンウェーハの洗浄を行なうにあたり、上
記HF槽及び純水槽でのシリコンウェーハの出し入れ速
度を1〜50mm/secとし、かつ該HF槽及び純水
槽での液面の上下動の振幅(液面の振れ幅)を4mm以
下とするものである。
【0005】上記したHF槽及び純水槽でのシリコンウ
ェーハの出し入れ速度は、好ましくは1〜40mm/s
ecであり、さらに好ましくは5〜20mm/secで
ある。
【0006】上記したHF槽及び純水槽での液面の上下
動の振幅は、好ましくは、2mm以下であり、さらに好
ましくは1mm以下である。
【0007】上記したシリコンウェーハの出し入れ速度
が上記した上限の数値を越えるとパーティクル汚染の低
減効果はなくなり、また上記液面の上下動の振幅の上限
値を越えるとパーティクル汚染の低減効果はなくなって
しまう。
【0008】一方、上記したシリコンウェーハの出し入
れ速度が下限値以下となると洗浄工程の作業能率が低下
して好ましくない。また、液面の上下動の振幅は小さい
方が良好であり、特に限定する必要がない。
【0009】
【実施例】以下に実施例をあげて説明する。
【0010】(実験例1) 試料シリコンウェーハ:CZ、p型、直径200mm、
結晶方位<100> 使用したHF槽:320×30×280(mm)、HF
濃度0.5% 使用した純水槽:320×30×280(mm) 浸漬時間:3分 HF槽及び純水槽でのウェーハの出し入れ速度:5、1
0、20、40、60、80、100、120及び14
0mm/secと変化させた。 出し入れ時のウェーハの姿勢:液面に対してほぼ垂直に
立てた状態とした。 HF槽及び純水槽の液面の上下動の幅(液面の振れ
幅):2mmと一定にした。
【0011】9枚の試料シリコンウェーハについて、そ
れぞれの洗浄条件を上記のように変化させてHF洗浄
(HF槽における洗浄及びその後の純水槽における水
洗)を行った。
【0012】このHF洗浄後のウェーハ鏡面について、
パーティクルサイズが0.10μm以上のパーティクル
数(個/200mmφ)をレーザーパーティクルカウン
ターLS−6000〔日立電子エンジニアリング(株)
製〕を用いて測定し、その結果を図1に示した。なお、
液面の上下動の変位測定は超音波式変位センサーUD−
1100〔キーエンス(株)製〕を用いて行った。
【0013】図1の結果から明らかなごとく、液面の上
下動の振幅が2mmの場合にはウェーハの出し入れ速度
を40mm/sec以下とすることにより、パーティク
ル(汚染)レベルが、従来のレベルとされる200〜5
00個/200mmφの1/2以下となることが確認さ
れた。
【0014】(実験例2) 試料シリコンウェーハ:CZ、p型、直径200mm、
結晶方位<100> 使用したHF槽:320×30×280(mm)、HF
濃度0.5% 使用した純水槽:320×30×280(mm) 浸漬時間:3分 HF槽及び純水槽でのウェーハの出し入れ速度:10m
m/secと一定にした。 出し入れ時のウェーハの姿勢:液面に対してほぼ垂直に
立てた状態とした。 HF槽及び純水槽の液面の上下動の幅(液面の振れ
幅):1、2、4、6、8及び10mmと変化させた。
【0015】6枚の試料シリコンウェーハについて、そ
れぞれの洗浄条件を上記のように変化させてHF洗浄
(HF槽における洗浄及びその後の純水槽における水
洗)を行った。
【0016】このHF洗浄後のウェーハ鏡面について、
パーティクルサイズが0.10μm以上のパーティクル
数(個/200mmφ)を実験例1と同様に測定し、そ
の結果を図2に示した。図2の結果から明らかなごと
く、HF槽及び純水槽での液面の上下動の振幅を4mm
以下とすればパーティクル(汚染)レベルが、従来のレ
ベルとされる200〜500個/200mmφの1/2
以下となることが判った。
【0017】(実験例3) 試料シリコンウェーハ:CZ、p型、直径200mm、
結晶方位<100> 使用したHF槽:320×30×280(mm)、HF
濃度0.5% 使用した純水槽:320×30×280(mm) 浸漬時間:3分 HF槽及び純水槽でのウェーハの出し入れ速度:5、1
0、20、40、60、80、100、120及び14
0mm/secと変化させた。 出し入れ時のウェーハの姿勢:液面に対してほぼ垂直に
立てた状態とした。 HF槽及び純水槽の液面の上下動の幅(液面の振れ
幅):8mmと一定にした。
【0018】9枚の試料シリコンウェーハについて、そ
れぞれの洗浄条件を上記のように変化させてHF洗浄
(HF槽における洗浄及びその後の純水槽における水
洗)を行った。
【0019】このHF洗浄後のウェーハ鏡面について、
パーティクルサイズが0.10μm以上のパーティクル
数(個/200mmφ)を実験例1と同様に測定し、そ
の結果を図3に示した。図3の結果から明らかなごと
く、HF槽及び純水槽へのウェーハの出し入れ速度が4
0mm/sec以下であってもパーティクル(汚染)レ
ベルが改善しないことがわかった。
【0020】なお、上記実験例1〜3において、HF槽
は循環濾過を行なっており、液中パーティクル数が1個
/ml以下となり、安定状態となったところで実験を行
なった。液中パーティクル数の測定は、液中パーティク
ルカウンターKL−22〔リオン(株)製〕を用いて行
なった。
【0021】上記の実験例1〜3の結果から、HF洗浄
後のウェーハのパーティクル汚染レベルの低減(120
個/200mmφ以下)にはHF槽及び純水槽へのウェ
ーハの出し入れ速度を50mm/sec以下とし、好ま
しくは40mm/sec以下、さらに好ましくは、20
mm/sec以下とする必要があり、かつ同様にHF槽
及び純水槽の液面の上下動の振幅を4mm以下、好まし
くは2mm以下、さらに好ましくは1mm以下とする必
要があることがわかった。これは、ウェーハ表面と液面
間の界面形状の乱れが小さくなるためであろうと推量さ
れる。
【0022】なお、ウェーハの出し入れ速度はあまり低
いと作業能率が低下するので、1mm/sec以上、好
ましくは5mm/sec以上とするのがよい。HF濃度
は0.5%の実験例を示したが、HF洗浄の効果がある
限りHF濃度に特別の限定はない。通常は、0.1%〜
10%程度の範囲で充分であるが、その他のHF濃度を
採用することもできる。また、実験例で用いたシリコン
ウェーハはp型であるが、これはn型においても全く同
様の効果があることは確認している。さらに、実験例で
は浸漬時間として3分を示したが、浸漬時間の影響は特
になく、その他の浸漬時間でも同様の効果が得られるこ
とは確認している。
【0023】
【発明の効果】以上述べたごとく、本発明によれば、H
F洗浄後のウェーハ上におけるパーティクル汚染レベル
を大幅に低減することができ、デバイスプロセスにおけ
る不都合を回避し、デバイス収率を向上させることが可
能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実験例1におけるウェーハの出し入れ速度とウ
ェーハ上のパーティクル数との関係を示すグラフであ
る。
【図2】実験例2における液面の振れ幅(上下動の振
幅)とウェーハ上のパーティクル数との関係を示すグラ
フである。
【図3】実験例3におけるウェーハの出し入れ速度とウ
ェーハ上の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 高松 広行 福島県西白河郡西郷村大字小田倉字大平 150 信越半導体株式会社 半導体白河 研究所内 (72)発明者 鈴木 盛江 福島県西白河郡西郷村大字小田倉字大平 150 信越半導体株式会社 半導体白河 研究所内 (56)参考文献 特開 平6−163492(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 21/304 H01L 21/306

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 HF槽及びその水洗用の純水槽を用いて
    シリコンウェーハのHF洗浄を行なうにあたり、上記H
    F槽及び純水槽でのシリコンウェーハの出し入れ速度を
    1〜50mm/secとし、かつ該HF槽及び純水槽で
    の液面の上下動の振幅を4mm以下とすることを特徴と
    するシリコンウェーハのHF洗浄方法。
  2. 【請求項2】 上記シリコンウェーハの出し入れ速度を
    1〜40mm/secとすることを特徴とする請求項1
    記載のシリコンウェーハのHF洗浄方法。
  3. 【請求項3】 上記シリコンウェーハの出し入れ速度を
    5〜20mm/secとすることを特徴とする請求項1
    記載のシリコンウェーハのHF洗浄方法。
  4. 【請求項4】 上記HF槽及び純水槽での液面の上下動
    の振幅を2mm以下とすることを特徴とする請求項1〜
    3のいずれか1項に記載のシリコンウェーハのHF洗浄
    方法。
  5. 【請求項5】 上記HF槽及び純水槽での液面の上下動
    の振幅を1mm以下とすることを特徴とする請求項1〜
    3のいずれか1項に記載のシリコンウェーハのHF洗浄
    方法。
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