JP3036366B2 - 半導体シリコンウェハの処理方法 - Google Patents
半導体シリコンウェハの処理方法Info
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Description
処理方法に係り、特に、微小パーティクルの付着を防止
するための半導体シリコンエピタキシャルウェハの処理
方法に関する。
は、水素ガス気流中でシリコン単結晶基板上にシリコン
薄膜層を高温下でエピタキシャル成長して製造されてい
る。このエピタキシャル成長完了後は、エピタキシャル
成長炉内を所定の温度にまで降温した時点で、炉内雰囲
気を水素ガスから非活性ガスに置換しつつ室温近くまで
ウェハの温度を下げ、ウェハを外気中に取り出す。取り
出したウェハはエピタキシャル層の測定・検査を行い、
次いで、ウェハ洗浄を実施した後、ウェハキャリアケー
スに収納し、密封包装する。
常に清浄であるが、疎水性であるためクリーンルーム内
でのウェハ取り扱い中であっても微小パーティクルの付
着が起こりやすく、また、付着した微小パーティクルは
簡単な洗浄では除去し難いという問題がある。
化が進み、デバイス電気特性の高品位化指向が強まるに
従って、従来、問題とならなかった微小パーティクルの
ウェハ表面付着レベルが問題視されるようになってき
た。
ルを除去するために、従来、洗浄液の種類や組合せを選
定した上で繰り返し多段洗浄などが実施されているが、
いずれも洗浄設備の大型化、薬液管理の複雑化などによ
り洗浄処理コストの高騰を招くという欠点がある。
形成して、ウェハ表面を親水性とし、微小パーティクル
を付着し難くする方法も実施されている。
シャル成長炉内で製造されたウェハを炉外に取り出し、
洗浄、乾燥を行った後、外気に曝した状態で搬送し、別
の熱処理炉に挿入して酸素による表面酸化で形成されて
いる。
化被膜の形成方法では、ウェハの洗浄、乾燥、搬送工程
で微小パーティクルがウェハ表面に付着するため、その
後、シリコン酸化被膜を形成すると良好な被膜形成がな
されず、被膜性能に劣るものとなるという問題がある。
体シリコンエピタキシャルウェハの表面に微小パーティ
クルの付着防止のための高性能シリコン酸化被膜を容易
かつ効率的に形成することを目的とする。
ウェハの処理方法は、エピタキシャル成長炉内で半導体
シリコン基板上にシリコン単結晶層をエピタキシャル成
長させて得られたウェハを外気に曝すことなく該エピタ
キシャル成長炉内で引き続き酸化熱処理して、該ウェハ
表面にシリコン酸化被膜を形成する半導体シリコンウェ
ハの処理方法であって、水素ガス気流中で前記シリコン
単結晶層をエピタキシャル成長させた後、炉内雰囲気ガ
スをアルゴンガスに置換し、次いで炉内雰囲気を酸化性
ガス雰囲気にして前記酸化熱処理を行なうようにしたこ
とを特徴とする。
成長炉内で半導体シリコン基板、通常の場合シリコン単
結晶基板上に、シリコン単結晶層をエピタキシャル成長
させる。このエピタキシャル成長は、常法に従って行う
ことができ、水素気流中にて900〜1230℃程度の
温度で実施される。
てウェハを得た後は、これを炉外に取り出すことなく、
引き続き酸化熱処理によりシリコン酸化被膜の形成を行
う。即ち、水素ガス気流中で前記シリコン単結晶層をエ
ピタキシャル成長させた後、炉内雰囲気ガスをアルゴン
ガスに置換し、次いで炉内雰囲気を酸化性ガス雰囲気に
して前記酸化熱処理を行なう。なお、ここで水素ガス雰
囲気を窒素又は窒素含有希ガスによって置換した場合に
は、ウェハの表面に窒化物が生成することがあるため、
本発明では水素ガス雰囲気をアルゴンガスで置換する。
00℃にて、酸素雰囲気中、或いは、酸素と窒素やアル
ゴン等の不活性ガスとの混合ガス雰囲気中にて実施され
る。なお、酸素と窒素との混合ガスを用いる場合、ウェ
ハの表面に窒化物が生成することがあるため、まず、酸
素ガス雰囲気とした後、酸素−窒素混合ガスに切り換え
るのが好ましい。
エピタキシャル成長の処理温度から直接熱酸化処理温度
に低下させても良く(この場合、降温速度は5〜20℃
/分が好ましい。)、また、エピタキシャル成長の処理
温度から、一旦300〜550℃の温度に降温させた
後、再び上記熱酸化処理温度に昇温させても良い(この
場合、降温速度は5〜20℃/分、昇温速度は3〜20
℃/分が好ましい。)。
て、シリコン酸化被膜で被覆されたものとなる。
膜厚は、薄過ぎるとハンドリング時にシリコン酸化被膜
に傷がついた場合、ウェハ本体まで達し易くなり、微小
パーティクルの付着を確実に防止し得ないが、厚過ぎて
も実用性に欠ける。従って、シリコン酸化被膜は50〜
600Å、特に200〜600Åの厚さに形成するのが
好ましい。
の雰囲気ガスをアルゴン、窒素、或いはアルゴン又は窒
素と酸素との混合ガスに切り替え(ただし、雰囲気ガス
はそのままでもよい)、炉内温度をハンドリング可能な
温度に降温し(この場合、降温速度は5〜20℃/分が
好ましい。)、その後、ウェハを取り出す。
・検査後、アンモニア過水洗浄等の洗浄、乾燥を行って
ウェハキャリアケースに収納して製品とされる。
は極めて清浄である。本発明においては、このエピタキ
シャル成長直後の高清浄シリコンウェハ表面に、これを
外気に曝すことなく、従って、微小パーティクルを付着
させることなく、表面の高清浄度を保った状態で、エピ
タキシャル成長炉内で引き続き酸化熱処理によりシリコ
ン酸化被膜の形成を行うため、高性能シリコン酸化被膜
を形成することができる。このシリコン酸化被膜の形成
に当っては、同一のエピタキシャル成長炉内で雰囲気及
び温度の調整を行えば良く、処理工程が少なく、処理コ
ストの低減、処理効率の向上が図れる。
あるため微小パーティクルの付着が少なく、また、付着
した微小パーティクルは簡単な液体洗浄で容易に除去可
能となり、高品質エピタキシャルウェハを得ることが可
能である。
発明をより具体的に説明する。
いはガス種等は本発明の一実施例条件であって、本発明
はその要旨を超えない限り、何ら実施例方法に限定され
るものではない。
ル成長炉内においてシリコン単結晶層のエピタキシャル
成長及びシリコン酸化被膜の形成を行った。
にてエピタキシャル成長を行い(ステップ)、その
後、炉内温度をシリコン酸化温度の1100℃に向けて
降げながら、炉内雰囲気ガスを水素ガスからアルゴンガ
スに置換した(ステップ)。アルゴンガスでの置換に
引き続き、エピタキシャル成長炉内雰囲気を酸素ガスに
切り替えて酸化性雰囲気とし、15分間シリコン表面を
酸化した(ステップ)。これによりウェハ表面には薄
いシリコン酸化膜(厚さ450Å)が形成された。酸化
終了後、エピタキシャル成長炉内雰囲気ガスをアルゴン
ガスとして炉内温度を200℃以下のウェハハンドリン
グ可能温度にまで降温し(ステップ)、シリコンウェ
ハをエピタキシャル成長炉より外気中に取り出した(ス
テップ)。
定・検査を行った後、アンモニア過水洗浄を行い、ウェ
ハキャリアケースに収納した。
タキシャルウェハ24枚について、エピタキシャル成長
炉取り出し直後(炉出し直後)、エピタキシャル層測定
・検査工程終了後(洗浄前)及びアンモニア過水洗浄後
(洗浄後)に、微小パーティクルレベルをWIS850
パーティクルカウンターを用いて各々測定し、ウェハ1
枚当りの平均個数を求め、結果を表1に示した。
ル成長炉内でのエピタキシャル成長終了後、直ちに降温
を開始し、所定の温度領域で水素ガスから窒素ガスへの
置換を開始し、ウェハハンドリング可能温度にまで炉内
温度を下げた後、ウェハをエピタキシャル成長炉より取
り出した。
・検査を行った後、アンモニア過水洗浄、希フッ酸処理
及びアンモニア過水再洗浄の多段洗浄を行った。
ハ24枚について、炉出し直後、洗浄前、第1回目のア
ンモニア過水洗浄後(洗浄後)及び最終のアンモニア過
水洗浄後(再洗浄後)の微小パーティクルの付着レベル
を実施例1と同様にして測定し、結果を表2に示した。
ル成長後、炉内温度を一度550℃以下に降温してから
炉内雰囲気を直接酸化性雰囲気に置換し、その後シリコ
ン酸化温度(1150℃)まで炉内を昇温し、10分間
酸化処理を実施したこと以外は実施例1と同様にしてエ
ピタキシャル成長及びシリコン酸化被膜形成(シリコン
酸化被膜の厚さは500Å)を行い、同様にエピタキシ
ャル層の測定・検査、アンモニア過水洗浄を行った。
ハ(アンモニア過水洗浄後)について、微小パーティク
ルの付着レベルをWIS850パーティクルカウンター
で測定し、ウェハ1枚当りの最大値及び最小値と、ウェ
ハ20枚の平均値を求め、結果を図5に示した。
ル成長炉内でのエピタキシャル成長終了後、直ちに降温
を開始し、所定の温度領域で水素ガスから窒素ガスへの
置換を開始し、ウェハハンドリング可能温度にまで炉内
温度を下げた後、ウェハをエピタキシャル成長炉より取
り出した。
・検査を行った後、アンモニア過水洗浄、希フッ酸処理
及びアンモニア過水再洗浄の多段洗浄を行った。
ハ20枚について、第1回目のアンモニア過水洗浄後
(洗浄後)及び最終のアンモニア過水洗浄後(再洗浄
後)の微小パーティクルの付着レベルを比較例2と同様
にして測定し、結果を図6に示した。
れ、酸素雰囲気中で1100℃で15分間酸化熱処理し
て、実施例1と同様に厚さ450Åのシリコン酸化被膜
を形成した。
ン酸化被膜形成ウェハとについて、被膜性能を調べるた
めに酸化膜耐圧(TZDB特性)を測定し結果を図7に
示した。
ハを取り出すと微小パーティクルが付着し、この微小パ
ーティクルは容易に洗浄除去することができない。この
ように微小パーティクルが付着したウェハにシリコン酸
化被膜を形成しても高性能シリコン酸化被膜を形成する
ことはできない。
ことなく、引き続き酸化熱処理してシリコン酸化被膜の
形成を行うと、高性能シリコン酸化被膜を形成すること
ができ、これにより、微小パーティクルの付着を防止す
ることができ、また、付着した微小パーティクルは容易
に洗浄除去できるものとなる。
コンウェハの処理方法によれば、半導体シリコンエピタ
キシャルウェハの表面に、容易かつ効率的に、安価に高
性能シリコン酸化被膜を形成することができ、このシリ
コン酸化被膜によりウェハ表面への微小パーティクルの
付着を効果的に防止すると共に、付着した微小パーティ
クルを容易に洗浄除去可能とすることができる。
る。
る。
る。
る。
の測定結果を示すグラフである。
の測定結果を示すグラフである。
グラフである。
Claims (1)
- 【請求項1】 エピタキシャル成長炉内で半導体シリコ
ン基板上にシリコン単結晶層をエピタキシャル成長させ
て得られたウェハを外気に曝すことなく該エピタキシャ
ル成長炉内で引き続き酸化熱処理して、該ウェハ表面に
シリコン酸化被膜を形成する半導体シリコンウェハの処
理方法であって、 水素ガス気流中で前記シリコン単結晶層をエピタキシャ
ル成長させた後、炉内雰囲気ガスをアルゴンガスに置換
し、次いで炉内雰囲気を酸化性ガス雰囲気にして前記酸
化熱処理を行なうようにした ことを特徴とする半導体シ
リコンウェハの処理方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6188352A JP3036366B2 (ja) | 1994-08-10 | 1994-08-10 | 半導体シリコンウェハの処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6188352A JP3036366B2 (ja) | 1994-08-10 | 1994-08-10 | 半導体シリコンウェハの処理方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0855805A JPH0855805A (ja) | 1996-02-27 |
JP3036366B2 true JP3036366B2 (ja) | 2000-04-24 |
Family
ID=16222129
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6188352A Expired - Fee Related JP3036366B2 (ja) | 1994-08-10 | 1994-08-10 | 半導体シリコンウェハの処理方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3036366B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9754781B2 (en) | 2015-03-17 | 2017-09-05 | Toshiba Memory Corporation | Semiconductor manufacturing method |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6749687B1 (en) | 1998-01-09 | 2004-06-15 | Asm America, Inc. | In situ growth of oxide and silicon layers |
US6376387B2 (en) | 1999-07-09 | 2002-04-23 | Applied Materials, Inc. | Method of sealing an epitaxial silicon layer on a substrate |
-
1994
- 1994-08-10 JP JP6188352A patent/JP3036366B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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