JP2984348B2 - 半導体ウェーハの処理方法 - Google Patents
半導体ウェーハの処理方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、半導体装置の製造工程に関するもので、特
に、半導体ウェーハの洗浄工程に関するものである。
に、半導体ウェーハの洗浄工程に関するものである。
（従来の技術） 半導体製造における洗浄工程には、通常希弗酸（HF）
処理が用いられているが、その目的はウェーハ上の自然
酸化膜の除去および金属汚染（Al,Feなど）の除去が主
である。その工程順序の例としては 半導体ウェーハを希弗酸溶液（純水:49％弗酸＝100:
1）に１分間浸す 純水で15分間流水する 純水中から引き上げてスピン・ドライヤーで乾燥する となる。
処理が用いられているが、その目的はウェーハ上の自然
酸化膜の除去および金属汚染（Al,Feなど）の除去が主
である。その工程順序の例としては 半導体ウェーハを希弗酸溶液（純水:49％弗酸＝100:
1）に１分間浸す 純水で15分間流水する 純水中から引き上げてスピン・ドライヤーで乾燥する となる。
しかし、上記のような半導体ウェーハの処理方法には
以下のような問題点がある。
以下のような問題点がある。
まず、第１にシリコンウェーハを弗酸溶液で処理する
とウェーハ表面は疎水性になり、このため、後の純水に
よる流水，乾燥，その後の放置の各工程においてダスト
が吸着し易い。このとき、ウェーハ表面が親水性であれ
ば問題は生じない。第２に、弗酸処理後は、ウェーハ上
の自然酸化膜が除去されるが、その後の乾燥後放置して
おくことによってウェーハ表面に保管雰囲気の酸素，炭
素等が吸着し、放置時間とともに増加する。このように
吸着した元素は、この後の製造プロセスである酸化や堆
積等に影響を与える。例えば、ゲート酸化では、絶縁耐
圧の劣化、コンタクト部での金属形成ではコンタクト抵
抗の増加を引き起こしていた。第３に、金属であるCu,F
e,Al等がシリコン表面に吸着している場合、弗酸処理の
みでは、Fe,Al等は除去できるが、Cuは除去できない。
第４に、ウェーハ表面に親水面と疎水面とが共存してい
る場合、特にウォーターマーク等（シミ）がウェーハ上
に残り易い。
とウェーハ表面は疎水性になり、このため、後の純水に
よる流水，乾燥，その後の放置の各工程においてダスト
が吸着し易い。このとき、ウェーハ表面が親水性であれ
ば問題は生じない。第２に、弗酸処理後は、ウェーハ上
の自然酸化膜が除去されるが、その後の乾燥後放置して
おくことによってウェーハ表面に保管雰囲気の酸素，炭
素等が吸着し、放置時間とともに増加する。このように
吸着した元素は、この後の製造プロセスである酸化や堆
積等に影響を与える。例えば、ゲート酸化では、絶縁耐
圧の劣化、コンタクト部での金属形成ではコンタクト抵
抗の増加を引き起こしていた。第３に、金属であるCu,F
e,Al等がシリコン表面に吸着している場合、弗酸処理の
みでは、Fe,Al等は除去できるが、Cuは除去できない。
第４に、ウェーハ表面に親水面と疎水面とが共存してい
る場合、特にウォーターマーク等（シミ）がウェーハ上
に残り易い。
（発明が解決しようとする課題） 本発明は、上記のような従来技術の問題点に鑑みなさ
れたもので、その目的は、半導体ウェーハへのダスト，
有機物等の吸着を低減し、Cuなどの金属不純物を除去で
き、かつ、自然酸化膜の成長を低減できる半導体ウェー
ハの処理方法を提供することである。
れたもので、その目的は、半導体ウェーハへのダスト，
有機物等の吸着を低減し、Cuなどの金属不純物を除去で
き、かつ、自然酸化膜の成長を低減できる半導体ウェー
ハの処理方法を提供することである。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、弗酸処理において、半導体ウェーハ表面を
親水性にすることで、ダスト，有機物のウェーハへの吸
着を低減できる。このウェーハ表面の親水性化を弗酸処
理から乾燥までの間に行う。この方法として、弗酸水溶
液に酸化性の水溶液を加えると、弗酸水溶液中で疎水性
になった表面は酸化性水溶液の量によって親水性表面に
なる。
親水性にすることで、ダスト，有機物のウェーハへの吸
着を低減できる。このウェーハ表面の親水性化を弗酸処
理から乾燥までの間に行う。この方法として、弗酸水溶
液に酸化性の水溶液を加えると、弗酸水溶液中で疎水性
になった表面は酸化性水溶液の量によって親水性表面に
なる。
（作用） 本発明のウェーハ処理方法においては、弗酸水溶液中
に、酸化性の水溶液を加え洗浄槽の中で半導体ウェーハ
を酸化すると同時に、ウェーハ表面を親水性にしてい
る。
に、酸化性の水溶液を加え洗浄槽の中で半導体ウェーハ
を酸化すると同時に、ウェーハ表面を親水性にしてい
る。
（実施例） 以下、本発明の実施例を説明する。ここでは、ゲート
酸化前処理等において、従来より用いられているRCA洗
浄（米国RCA社によって提唱された洗浄方法）の１つで
あるSC（Standard Clean）−２処理（体積比 HCl:H
2O2:水＝1:1:5の溶液による処理）の後に、弗酸処理を
行う場合に本発明を適用する場合について説明する。
酸化前処理等において、従来より用いられているRCA洗
浄（米国RCA社によって提唱された洗浄方法）の１つで
あるSC（Standard Clean）−２処理（体積比 HCl:H
2O2:水＝1:1:5の溶液による処理）の後に、弗酸処理を
行う場合に本発明を適用する場合について説明する。
キャリアに入れられたウェーハをSC−２溶液が溜めら
れた第１の洗浄槽の中に約10分間入れる。
れた第１の洗浄槽の中に約10分間入れる。
ウェーハをキャリアごと第１の洗浄槽から引上げ、希
弗酸溶液（体積比 純水:49％弗酸＝100:1）が溜められ
た第２の洗浄槽の中に１分間入れる 第２の洗浄槽に、1.5mg/,50/Hの条件で、オゾン
水（純水にオゾンガスを溶解したもの）を約５分間流入
する ウェーハをキャリアごと純水が溜められた第３の洗浄
槽の中に入れ、20/Mの条件で５分間純水によるオバー
フローを行う 純水中から引き上げてスピン・ドライヤーで乾燥する 以上の工程が、本発明をSC−２処理後の弗酸処理に本
発明を適用した場合である。なお、この実施例は、SC−
２処理後の弗酸処理についてであるが、弗酸を含んでい
る溶液で半導体ウェーハ（シリコン）表面が疎水性にな
ってしまう処理であれば本発明を適用することができ
る。また、半導体ウェーハ（シリコン）表面を親水性に
するためにはオゾン水ではなく、過酸化水素水を用いる
こともできる。
弗酸溶液（体積比 純水:49％弗酸＝100:1）が溜められ
た第２の洗浄槽の中に１分間入れる 第２の洗浄槽に、1.5mg/,50/Hの条件で、オゾン
水（純水にオゾンガスを溶解したもの）を約５分間流入
する ウェーハをキャリアごと純水が溜められた第３の洗浄
槽の中に入れ、20/Mの条件で５分間純水によるオバー
フローを行う 純水中から引き上げてスピン・ドライヤーで乾燥する 以上の工程が、本発明をSC−２処理後の弗酸処理に本
発明を適用した場合である。なお、この実施例は、SC−
２処理後の弗酸処理についてであるが、弗酸を含んでい
る溶液で半導体ウェーハ（シリコン）表面が疎水性にな
ってしまう処理であれば本発明を適用することができ
る。また、半導体ウェーハ（シリコン）表面を親水性に
するためにはオゾン水ではなく、過酸化水素水を用いる
こともできる。
第１図に、洗浄処理後に大気中に放置した場合にシリ
コン基板上の自然酸化膜厚について従来の希弗酸＋水洗
工程と、本発明の（希弗酸＋オゾン水）＋水洗のシーケ
ンスによる洗浄処理との結果を示す。従来の処理方法で
は、放置時間とともに徐々に自然酸化膜が成長し、約24
時間放置した後では、エリプソメータ（光やレーザを用
いた酸化膜厚測定器）による測定では、自然酸化膜厚は
21Å（乾燥直後は15Å）であった。これに対し、本発明
による洗浄方法では、希弗酸へのオゾン水の約５分間の
流入（1.5mg/,50/Hの条件）で17Åになるが、その
後自然酸化膜の成長はほとんど見られず、最終的には18
Åであった。このように水溶液中である程度酸化膜を形
成しておけば乾燥後の自然酸化膜の増加が防げる。した
がって、オゾン水で汚染のない酸化膜を形成しておけば
その後の大気等による汚染が防げる。
コン基板上の自然酸化膜厚について従来の希弗酸＋水洗
工程と、本発明の（希弗酸＋オゾン水）＋水洗のシーケ
ンスによる洗浄処理との結果を示す。従来の処理方法で
は、放置時間とともに徐々に自然酸化膜が成長し、約24
時間放置した後では、エリプソメータ（光やレーザを用
いた酸化膜厚測定器）による測定では、自然酸化膜厚は
21Å（乾燥直後は15Å）であった。これに対し、本発明
による洗浄方法では、希弗酸へのオゾン水の約５分間の
流入（1.5mg/,50/Hの条件）で17Åになるが、その
後自然酸化膜の成長はほとんど見られず、最終的には18
Åであった。このように水溶液中である程度酸化膜を形
成しておけば乾燥後の自然酸化膜の増加が防げる。した
がって、オゾン水で汚染のない酸化膜を形成しておけば
その後の大気等による汚染が防げる。
次に、第２図に従来処理方法によりゲート酸化前処理
を行った場合の膜厚200Åのゲート酸化膜の耐圧試験の
結果を、第３図に本発明によりゲート酸化前処理を行っ
た場合の膜厚200Åのゲート酸化膜の耐圧試験の結果を
示す。従来処理方法（第２図）では8MV/cm以下の耐圧不
良モードが50％以上であったのに対し、本願発明による
処理方法（第３図）では前記の不良モードは30％以下に
減少した。また、処理後のダストやウォーターマークの
付着も大きく低減することができた。
を行った場合の膜厚200Åのゲート酸化膜の耐圧試験の
結果を、第３図に本発明によりゲート酸化前処理を行っ
た場合の膜厚200Åのゲート酸化膜の耐圧試験の結果を
示す。従来処理方法（第２図）では8MV/cm以下の耐圧不
良モードが50％以上であったのに対し、本願発明による
処理方法（第３図）では前記の不良モードは30％以下に
減少した。また、処理後のダストやウォーターマークの
付着も大きく低減することができた。
なお、上記実施例では、各処理液ごとに別の洗浄槽を
用いる場合について説明したが、１つの洗浄槽を用い
て、１つの処理ごとに処理液を取り替える洗浄方法につ
いても本発明は適用できる。
用いる場合について説明したが、１つの洗浄槽を用い
て、１つの処理ごとに処理液を取り替える洗浄方法につ
いても本発明は適用できる。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明による半導体ウェーハの
処理方法によれば、半導体ウェーハへのダスト，有機物
等の吸着を低減し、かつ、Cuなどの金属不純物を除去で
き、かつ、自然酸化膜の成長を低減できる半導体ウェー
ハの処理方法を提供することが可能となる。
処理方法によれば、半導体ウェーハへのダスト，有機物
等の吸着を低減し、かつ、Cuなどの金属不純物を除去で
き、かつ、自然酸化膜の成長を低減できる半導体ウェー
ハの処理方法を提供することが可能となる。
第１図は、大気中に放置した場合のシリコン基板上の自
然酸化膜厚を本発明による処理と従来処理方法とで比較
する図、第２図は、従来処理方法によりゲート酸化前処
理を行った場合の膜厚200Åのゲート酸化膜の耐圧試験
の結果を示す図、第３図は、本発明によりゲート酸化前
処理を行った場合の膜厚200Åのゲート酸化膜の耐圧試
験の結果を示す図である。
然酸化膜厚を本発明による処理と従来処理方法とで比較
する図、第２図は、従来処理方法によりゲート酸化前処
理を行った場合の膜厚200Åのゲート酸化膜の耐圧試験
の結果を示す図、第３図は、本発明によりゲート酸化前
処理を行った場合の膜厚200Åのゲート酸化膜の耐圧試
験の結果を示す図である。
Claims (2)
- 【請求項１】「半導体ウェーハの洗浄工程において、半
導体ウェーハを少なくとも弗酸を含む水溶液に所定の時
間接触させる工程と、この工程の後、前記半導体ウェー
ハを前記水溶液に接触させた状態で、前記水溶液に酸化
性の水溶液を加える工程とを具備することを特徴とする
半導体ウェーハの処理方法」 - 【請求項２】前記酸化性の水溶液がオゾン水であること
を特徴とする請求項（１）記載の半導体ウェーハの処理
方法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2266262A JP2984348B2 (ja) | 1990-10-05 | 1990-10-05 | 半導体ウェーハの処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2266262A JP2984348B2 (ja) | 1990-10-05 | 1990-10-05 | 半導体ウェーハの処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04144131A JPH04144131A (ja) | 1992-05-18 |
| JP2984348B2 true JP2984348B2 (ja) | 1999-11-29 |
Family
ID=17428536
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2266262A Expired - Fee Related JP2984348B2 (ja) | 1990-10-05 | 1990-10-05 | 半導体ウェーハの処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2984348B2 (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR960002763B1 (ko) * | 1992-12-24 | 1996-02-26 | 금성일렉트론주식회사 | 반도체 세정방법 및 세정용액 |
| JP2760418B2 (ja) * | 1994-07-29 | 1998-05-28 | 住友シチックス株式会社 | 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 |
| US5516730A (en) * | 1994-08-26 | 1996-05-14 | Memc Electronic Materials, Inc. | Pre-thermal treatment cleaning process of wafers |
| JP3575859B2 (ja) * | 1995-03-10 | 2004-10-13 | 株式会社東芝 | 半導体基板の表面処理方法及び表面処理装置 |
| JP3325739B2 (ja) * | 1995-03-27 | 2002-09-17 | 株式会社ピュアレックス | シリコンウエーハの清浄化方法 |
| JP3336175B2 (ja) * | 1995-11-08 | 2002-10-21 | 三菱マテリアルシリコン株式会社 | シリコンウエ−ハおよびその洗浄方法 |
| TW355815B (en) * | 1996-05-28 | 1999-04-11 | Canon Kasei Kk | Cleaning methods of porous surface and semiconductor surface |
| JP3543168B2 (ja) * | 1997-07-23 | 2004-07-14 | カシオ計算機株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
| KR100712733B1 (ko) * | 2005-12-21 | 2007-05-04 | 주식회사 실트론 | 산화막 제조 장치 및 그 방법 |
| JP6760245B2 (ja) * | 2017-11-06 | 2020-09-23 | 信越半導体株式会社 | 薄膜ｓｏｉ層を有するｓｏｉウェーハの製造方法 |
| CN112259444A (zh) * | 2020-10-19 | 2021-01-22 | 绍兴同芯成集成电路有限公司 | 一种高疏水性超薄晶圆清洗方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6329516A (ja) * | 1986-07-22 | 1988-02-08 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JPH03228328A (ja) * | 1990-02-02 | 1991-10-09 | Nec Corp | 半導体基板の水洗方法 |
| JPH04113620A (ja) * | 1990-09-03 | 1992-04-15 | Seiko Epson Corp | 半導体基板の洗浄方法 |
-
1990
- 1990-10-05 JP JP2266262A patent/JP2984348B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04144131A (ja) | 1992-05-18 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |