JP3046807B1 - Recycling method of silicon wafer with metal film - Google Patents

Recycling method of silicon wafer with metal film

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JP3046807B1
JP3046807B1 JP10339306A JP33930698A JP3046807B1 JP 3046807 B1 JP3046807 B1 JP 3046807B1 JP 10339306 A JP10339306 A JP 10339306A JP 33930698 A JP33930698 A JP 33930698A JP 3046807 B1 JP3046807 B1 JP 3046807B1
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metal
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和憲 是松
郁 阿部
久 谷口
周二 山口
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濱田重工株式会社
九州日本電気株式会社
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Abstract

【要約】 【課題】 再生時の基板厚さの減少を最小限に留め、
従来に比較して飛躍的に多数回の再生が可能な金属膜付
シリコンウエハーの再生方法の提供。 【解決手段】再生対象となるシリコンテストウエハーと
して金属膜の下層に3000オングストローム以上の酸
化膜を形成したものを使用し、再生に際して、アルカリ
系溶液、または酸性溶液による化学的エッチングによっ
て金属膜全部と最小限の酸化膜一部を除去し、さらに、
酸性溶液による化学的エッチングによって酸化膜表面の
金属汚染物質を除去する。
Abstract: PROBLEM TO BE SOLVED: To minimize a decrease in substrate thickness during reproduction,
Provided is a method for regenerating a silicon wafer with a metal film, which is capable of remarkably regenerating a large number of times as compared with the conventional method. A silicon test wafer to be regenerated has an oxide film of 3000 Å or more formed under the metal film, and at the time of regeneration, the entire metal film is chemically etched with an alkaline solution or an acidic solution. Remove the minimum oxide film part,
Metallic contaminants on the oxide film surface are removed by chemical etching with an acidic solution.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、製造装置・プロセ
スが正常な状態にあるかを確認するために工程チェック
に使用された後の最表層に金属膜が形成されているシリ
コンテストウエハーの再生方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for regenerating a silicon test wafer having a metal film formed on the outermost layer after it has been used for a process check in order to confirm whether a manufacturing apparatus / process is in a normal state. About the method.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、このテストウエハーとしては、半
導体の製造に用いられるプライムウエハーを直接使用し
ていたが、価格が高価なために、現在は、形状的にはプ
ライムウエハー同等で内質が異なる安価なモニターウエ
ハーあるいはダミーウエハーが主に使用されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a prime wafer used in the manufacture of semiconductors has been directly used as a test wafer. However, since the price is high, the quality of the test wafer is now equivalent to that of a prime wafer. Different inexpensive monitor wafers or dummy wafers are mainly used.

【0003】このテストウエハーは、スパッタリング装
置やCVD装置などにより形成された膜厚値、抵抗値、
反射率などを評価項目として測定し、工程の健全性が調
査される。この工程チェックに使用された後のテストウ
エハーの表層には、Al、Ti、W、Cuなどの金属や
その窒化物、シリサイドなどからなる拡散層やイオン注
入層、各種の膜などが形成されており、エッジを含む表
面の膜を剥離すれば再使用可能である。
[0003] This test wafer has a film thickness value, a resistance value,
Reflectance is measured as an evaluation item, and the soundness of the process is investigated. On the surface layer of the test wafer used for this process check, a diffusion layer made of a metal such as Al, Ti, W, Cu or the like, a nitride thereof, a silicide, an ion implantation layer, various films, etc. are formed. If the film on the surface including the edge is peeled off, it can be reused.

【0004】再使用可能の状態とは、基板厚さが標準基
板としての厚みが維持されていることと、表面の汚染が
ないことである。例えば、8インチテストウエハーの標
準基板厚さは、725±25μmで、使用可能な最低厚
さは一般的に600〜650μmと言われている。その
ため、再使用のための再生作業完了後の厚さの減少が少
ないほど、その基板は何度も再生され、再使用可能であ
る。
[0004] The reusable state means that the thickness of the substrate is maintained as a standard substrate and there is no contamination on the surface. For example, the standard substrate thickness of an 8-inch test wafer is 725 ± 25 μm, and the minimum usable thickness is generally said to be 600 to 650 μm. Therefore, the smaller the thickness is reduced after the completion of the recycling operation for reuse, the more the substrate can be recycled and reused.

【0005】このテスト用金属膜付シリコンウエハーの
再生は、特開平7−122532号公報、特開平9−1
7833号公報、特開平9−171981号公報などに
も記載されているように、遊離砥粒を供給しながら対向
して回転する金属製の定盤の内側にウエハーを保持して
粗研磨することにより膜を除去し、その後、化学的エッ
チングとポリシングを行うラッピング法、あるいは、酸
もしくはアルカリ系の溶液を用いて表層を除去した後、
ポリシングを行う化学的エッチングによる方法が知られ
ている。
[0005] The recycling of the silicon wafer with the metal film for testing is described in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 7-122532 and 9-1.
As described in Japanese Patent No. 7833, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-171981, etc., rough polishing is performed by holding a wafer inside a metal surface plate that rotates oppositely while supplying loose abrasive particles. After removing the film, and then lapping method of chemical etching and polishing, or after removing the surface layer using an acid or alkali solution,
A method by chemical etching for performing polishing is known.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところが、前者のラッ
ピング法の場合、基板の厚さが再生加工完了時に一般的
に50μm前後減少するため、2回程度しか再生ができ
ない。また、後者の化学的エッチングの場合は、基板厚
さの減少は20μm前後ではあるが、これも、5回前後
の再生使用が限界である。また、溶液の種類によって
は、基板が均一にエッチングされずに表面にむらが発生
するなどの問題がある。
However, in the case of the former lapping method, the thickness of the substrate is generally reduced by about 50 μm at the completion of the regenerating process, so that the regenerating can be performed only about twice. In the case of the latter chemical etching, the thickness of the substrate is reduced by about 20 μm. Further, depending on the type of the solution, there is a problem that the substrate is not uniformly etched and the surface becomes uneven.

【0007】この発明が解決しようとする課題は、金属
膜の成膜工程のテストウエハーの再生のための金属膜の
除去に際して、基板厚さの減少を最小限に留め、これに
よって、再使用回数の飛躍的な増大を可能にできる方法
を見出すことにある。
The problem to be solved by the present invention is to minimize the reduction in substrate thickness when removing a metal film for regenerating a test wafer in a metal film formation process, thereby reducing the number of reuses. The aim is to find a way to make it possible to achieve a dramatic increase.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】この発明は、属膜の下
層に酸化膜形成されたテストウエハーに対し、アルカ
リ系溶液または酸溶液による第1の化学的エッチング
によって前記金属膜を除去し、その後リンスを行い、次
にアルカリ系溶液による第2の化学的エッチングによっ
て、前記第1の化学的エッチングで残存した前記金属
と前記酸化膜一部を除去し、さらに、酸溶液による
第3の化学的エッチングによって酸化膜表面の金属汚染
物質を除去することを特徴とする。
Means for Solving the Problems] The present invention, to test wafers lower layer oxide film is formed of gold Shokumaku, removing the metal film by a first chemical etching alkaline solution or acid solution And then rinse, then
The second chemical etching with an alkaline solution
The metal film remaining after the first chemical etching
Wherein removing a portion of the oxide film and, further, by acid solution
The method is characterized in that metal contaminants on the oxide film surface are removed by a third chemical etching.

【0009】本発明で再生対象となるシリコンテストウ
エハーは、金属膜の下層に酸化膜が形成されているが、
種類、膜厚に限定されるものではなく、初期の酸化膜の
膜厚を厚くするほど再生回数を確保することができる。
In the silicon test wafer to be reproduced in the present invention, an oxide film is formed below a metal film.
The type and thickness are not limited, and the number of times of reproduction can be secured as the thickness of the initial oxide film is increased.

【0010】金属膜全部と最小限の酸化膜一部を除去す
る化学的エッチングのための溶液は、膜の種類により種
類が異なる。例えば、Al、Ti、W、Cuの金属、そ
のシリサイド膜、TiN、またはそれぞれの組み合わせ
による多層膜の場合には、1〜20重量%のKOHまた
はNaOHと1〜20重量%のHのアルカリ系溶
液、あるいは、1〜20重量%のNHOHと1〜20
重量%のHによって除去可能であるが、Al−C
uのようなAl系の金属膜の場合には、不溶解性の反応
生成物の発生し難い1〜20重量%のKOHまたはNa
OHと1〜20重量%のHを使用した方が表面へ
の生成物の付着がなく有効である。また、Cu金属膜の
場合、酸化膜をほとんど化学エッチングしない1〜20
重量%のHClと1〜20重量%のHの酸系溶液
が有効であり、さらに、1〜20重量%のKOHまたは
NaOHまたはNHOHと1〜20重量%のH
のアルカリ系溶液を使用し、酸化膜一部を除去する。ま
た、完全に金属膜を除去するためには、化学的エッチン
グを2回以上に分けて行う方が効果的である。これらの
金属膜の除去方法は、最近になって使用されているT
a、Coも含め新しい金属膜にも適用できる。
A solution for chemical etching for removing the entire metal film and a minimum part of the oxide film differs depending on the type of the film. For example, Al, Ti, W, Cu metals ,
In the case of a silicide film, TiN , or a multilayer film of a combination thereof, an alkaline solution of 1 to 20% by weight of KOH or NaOH and 1 to 20% by weight of H 2 O 2 , or 1 to 20% by weight NH 4 OH and 1-20
Removable by wt% H 2 O 2 but, Al-C
In the case of an Al-based metal film such as u, 1 to 20% by weight of KOH or Na in which insoluble reaction products are hardly generated.
Using some form of OH and 1 to 20 wt% of H 2 O 2 is effective without adhesion of product to the surface. Further, in the case of a Cu metal film, the oxide film is hardly chemically etched.
Wt% of HCl and 1 to 20% by weight of the acid solution of H 2 O 2 is valid, further 1 to 20% by weight of KOH or NaOH or NH 4 OH and 20 wt.% H 2 O 2
The oxide film is partially removed using an alkaline solution of In order to completely remove the metal film, it is more effective to perform the chemical etching twice or more. These metal film removal methods are based on the recently used T film.
It can be applied to new metal films including a and Co.

【0011】前記のアルカリ系溶液、酸系溶液、あるい
は、濃度範囲外であっても、金属膜の除去は可能である
が、金属膜のエッチング速度、金属膜と酸化膜のエッチ
ング選択比、反応生成物の付着、経済性の点から不利で
ある。また、処理温度は、金属膜及び酸化膜の厚さによ
り温度を決定する必要がある。
The removal of the metal film is possible even with the above-mentioned alkaline solution, acid solution or concentration range, but the etching rate of the metal film, the etching selectivity between the metal film and the oxide film, the reaction It is disadvantageous in terms of product adhesion and economy. Further, the processing temperature needs to be determined according to the thickness of the metal film and the oxide film.

【0012】Al、Fe、Znのような表面のメタル汚
染物の除去方法としては、一般的にはHCl、HF、H
NO3等のような酸性溶液を単体もしくは混合液として
使用されているが、本発明の場合、テストウエハー表面
の酸化膜も除去されないようにするためには、1〜20
重量%のHClと1〜20重量%のH22のような酸系
溶液を使用するのが好ましい。
As a method for removing metal contaminants on the surface such as Al, Fe and Zn, generally, HCl, HF, H
Although an acidic solution such as NO 3 is used alone or as a mixed solution, in the case of the present invention, in order to prevent the oxide film on the test wafer surface from being removed, 1 to 20 is used.
It preferred to use weight% HCl and 1 to 20% by weight of the acid-based solution such as H 2 O 2.

【0013】なお、メタル成膜装置の発塵確認用のよう
に、再生用途を拡大するために、酸化膜表面上のパーテ
ィクル個数も保障する必要がある場合には、SC−1洗
浄のような公知技術を追加して適用することができる。
また、本発明は再生対象として、テストウエハーだけで
なく、プライムウエハーにも適用できる。
When the number of particles on the surface of the oxide film needs to be ensured in order to expand the use of recycling, for example, for checking dust generation in a metal film forming apparatus, a method such as SC-1 cleaning is used. Known techniques can be added and applied.
In addition, the present invention can be applied not only to a test wafer but also to a prime wafer as a reproduction target.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下に、実施例によって本発明の
実施の形態を説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to examples.

【0015】実施例1 725±10μm厚さのテストウエハー25枚に、酸化
炉によって平均3005オングストロームの厚さの酸化
膜を成膜し、そのエッジを含む表面にスパッタリングに
よって平均10054オングストロームの厚さのAl膜
を成膜したものを再生対象として準備した。
Example 1 An oxide film having an average thickness of 3005 Å was formed on 25 test wafers having a thickness of 725 ± 10 μm by an oxidation furnace, and the surface including the edges thereof was formed by sputtering to an average thickness of 10054 Å. A film on which an Al film was formed was prepared for reproduction.

【0016】最表層の金属膜の除去の第1段階として、
この再生対象ウエハーを、膜除去のための第1槽に浸漬
し、温度50℃で、重量比が、KOH:H22:H2
=1:1:18の溶液を満たしたテフロンバスの第1槽
に5分浸漬し、金属膜を剥離後、超純水を収容した第2
槽でリンスを行った。
As a first step of removing the outermost metal film,
The wafer to be reclaimed is immersed in a first tank for film removal, at a temperature of 50 ° C. and a weight ratio of KOH: H 2 O 2 : H 2 O.
= 1: 1:18 immersed in a first tank of a Teflon bath filled with a solution for 5 minutes, stripped the metal film, and then placed a second tank containing ultrapure water.
Rinsing was performed in the bath.

【0017】次に、第2段階として、温度50℃で、K
OH:H22:H2O=1:1:18(重量比)の溶液
を満たしたテフロンバスの第3槽に5分間浸漬したの
ち、第4槽でリンスを実施した。金属膜の除去を2段階
で行うのは、第1段階で金属膜を除去し、第2段階で部
分的に残留する金属膜と酸化膜一部を除去するためであ
る。
Next, as a second step, at a temperature of 50 ° C., K
After immersion for 5 minutes in a third tank of a Teflon bath filled with a solution of OH: H 2 O 2 : H 2 O = 1: 1: 18 (weight ratio), rinsing was performed in a fourth tank. The reason why the removal of the metal film is performed in two steps is to remove the metal film in the first step and to remove the metal film and a part of the oxide film that are partially left in the second step.

【0018】金属膜の除去後、表面の汚染物を除去し
た。金属膜を除去した再生対象ウエハーを、続いて、温
度80℃で、重量比で、HCl:H22:H2O=1:
1:8の溶液を満たしたテフロン製の第5槽に5分浸債
後、第6槽でリンスしたのち、スピンナードライヤーに
よって乾燥した。この金属膜と汚染除去の処理による厚
さの減少は、234オングストロームに過ぎなかった。
After removing the metal film, contaminants on the surface were removed. The wafer to be reclaimed from which the metal film has been removed is subsequently heated at a temperature of 80 ° C. and in a weight ratio of HCl: H 2 O 2 : H 2 O = 1:
After immersion for 5 minutes in a Teflon-made fifth tank filled with a 1: 8 solution, rinsing was performed in the sixth tank, and then dried by a spinner dryer. The reduction in thickness due to this metal film and decontamination process was only 234 Å.

【0019】次に、同一条件でAl膜を成膜した後、再
生処理を行なうことを10回繰り返しても、最終的に厚
さの減少量は2483オングストロームに過ぎなかっ
た。
Next, even after the Al film was formed under the same conditions and the regenerating process was repeated ten times, the amount of reduction in thickness was finally only 2483 angstroms.

【0020】ここで、酸化膜の残厚が、ほぼ500オン
グストロームとなったので、酸化膜をHFによって除去
し、再度酸化膜を3000オングストローム成膜にし
た。Al膜の場合、3000オングストロームの厚さの
酸化膜で、10回の再生が可能となった。そして本条件
での平均厚さ減少量は、250オングストロームに過ぎ
なかった。
Here, since the remaining thickness of the oxide film became approximately 500 angstroms, the oxide film was removed by HF, and the oxide film was formed again to 3000 angstroms. In the case of an Al film, an oxide film having a thickness of 3000 angstroms enables reproduction 10 times. The average thickness reduction under these conditions was only 250 Å.

【0021】一方、再生後のウエハーのメタル汚染レベ
ルは、FLAA測定装置で行なった結果、5E10at
oms/cm2以下であり、メタル成膜装置及び酸化炉
で使用するには十分のレベルであった。
On the other hand, the metal contamination level of the reclaimed wafer was determined to be 5E10 at
oms / cm 2 or less, which is a level sufficient for use in a metal film forming apparatus and an oxidation furnace.

【0022】実施例2 725μm±10μm厚さのテストウエハー20枚に、
酸化炉にて平均3003オングストロームの厚さの酸化
膜を成膜し、そのエッジを含む表面に平均10071オ
ングストロームの厚さのW膜を成膜したものを準備して
再生対象とした。 このウエハーの表層の金属膜の除去
の第1段階として、温度50℃で、重量比でKOH:H
22:H2O=1:1:18の溶液を満たしたテフロン
バスの第1槽に5分浸漬し、実施例1と同じく第2槽で
リンスした。
Example 2 Twenty test wafers each having a thickness of 725 μm ± 10 μm
An oxide film having an average thickness of 3003 angstroms was formed in an oxidation furnace, and a W film having an average thickness of 10071 angstroms was formed on the surface including the edge thereof, and was prepared as a reproduction target. As a first step of removing the surface metal film of the wafer, KOH: H is used at a temperature of 50 ° C. and a weight ratio of KOH: H.
It was immersed in a first tank of a Teflon bath filled with a solution of 2 O 2 : H 2 O = 1: 1: 18 for 5 minutes, and rinsed in the second tank as in Example 1.

【0023】さらに、温度50℃で、重量比でKOH:
22:H2O=1:1:18の溶液を満たしたテフロ
ンバスの第3槽に5分浸漬、第4槽でリンスした。
Further, at a temperature of 50 ° C., KOH:
It was immersed in a third tank of a Teflon bath filled with a solution of H 2 O 2 : H 2 O = 1: 1: 18 for 5 minutes, and rinsed in a fourth tank.

【0024】つぎに、温度80℃で、HCl:H22
2O=1:1:8(重量比)の溶液を満たしたテフロ
ンバスの第5槽に5分浸漬後、第6槽で、リンス処理
し、その後スピンナードライヤーによって乾燥して表面
のメタル汚染の除去を施した。この処理により、厚さの
減少は、243オングストロームであった。次に、同一
条件でW膜を成膜した後、再生処理を行なうことを10
回繰り返した。最終的に厚さの減少量は、2497オン
グストロームであり、酸化膜の残厚が、ほぼ500オン
グストロームにすぎなかった。
Next, at a temperature of 80 ° C., HCl: H 2 O 2 :
After immersion in a fifth tank of a Teflon bath filled with a solution of H 2 O = 1: 1: 8 (weight ratio) for 5 minutes, rinsing in a sixth tank, and then drying with a spinner drier to contaminate metal on the surface Was removed. This treatment resulted in a thickness reduction of 243 Å. Next, after forming a W film under the same conditions, it is necessary to perform a regeneration process.
Repeated times. Finally, the amount of reduction in thickness was 2497 angstroms, and the remaining thickness of the oxide film was only about 500 angstroms.

【0025】本条件での平均厚さ減少量は250オング
ストロームであり、W膜の場合、3000オングストロ
ームの厚さの酸化膜で、10回以上の再使用が可能とな
ることがわかった。一方、再生後のウエハーのメタル汚
染レベルは、5E10atoms/cm2であり、メタ
ル成膜装置及び酸化炉で使用するには十分のレベルであ
った。
The average thickness reduction under these conditions was 250 Å, and it was found that, in the case of a W film, an oxide film having a thickness of 3000 Å can be reused 10 times or more. On the other hand, the metal contamination level of the reclaimed wafer was 5E10 atoms / cm 2 , which was sufficient for use in a metal film forming apparatus and an oxidation furnace.

【0026】実施例3 725±10μm厚さの10枚に、酸化炉にて平均30
08オングストロームの厚さの酸化膜を成膜し、そのエ
ッジを含む表面に平均10023オングストロームの厚
さのAl膜を成膜したものを再生対象として準備した。
Example 3 An average of 30 sheets of 725 ± 10 μm thick was placed in an oxidation furnace.
An oxide film having a thickness of 08 angstroms was formed, and an Al film having an average thickness of 10023 angstroms was formed on the surface including the edge thereof, and was prepared as a reproduction target.

【0027】このウエハーを、膜除去の第1段階として
温度45℃で、重量比でNaOH:H22:H2O=
1:1:18の溶液を満たしたテフロンバスの第1槽に
5分浸漬し金属膜を剥離後、第2槽でリンスした。次
に、最表層の金属膜の除去の第2段階として、温度45
℃で、重量比でNaOH:H22:H2O=1:1:1
8の溶液を入れたテフロンバスの第3槽に5分間浸漬
し、第4槽でリンスした。
The wafer was subjected to a first stage of film removal at a temperature of 45 ° C. and a weight ratio of NaOH: H 2 O 2 : H 2 O =
After immersion in a first tank of a Teflon bath filled with a 1: 1: 18 solution for 5 minutes to remove the metal film, rinsing was performed in a second tank. Next, as a second step of removing the outermost metal film, a temperature of 45 ° C.
NaOH: H 2 O 2 : H 2 O = 1: 1: 1
The solution of No. 8 was immersed in the third tank of the Teflon bath for 5 minutes, and rinsed in the fourth tank.

【0028】さらに、温度80℃で、重量比、HCl:
22:H2O=1:1:8の溶液を満たしたテフロン
バスの第5槽に5分浸漬して表面のメタル汚染物を除去
し、第6槽でリンスし、その後スピンナードライヤーに
よって乾燥した。
Further, at a temperature of 80 ° C., a weight ratio of HCl:
The metal contaminants on the surface were removed by immersion in a fifth tank of a Teflon bath filled with a solution of H 2 O 2 : H 2 O = 1: 1: 8 for 5 minutes, rinsed in a sixth tank, and then a spinner dryer. Dried.

【0029】この処理による厚さの減少は、224オン
グストロームに過ぎなかった。次に、同一条件でAl膜
を成膜した後、再生処理を行なうことを10回繰り返し
た。最終的に厚さの減少量は、2276オングストロー
ムであり、酸化膜の残厚が、ほぼ700オングストロー
ムとなった。
The thickness loss from this process was only 224 Å. Next, after forming an Al film under the same conditions, a regenerating process was repeated 10 times. Finally, the amount of reduction in thickness was 2276 Å, and the remaining thickness of the oxide film was almost 700 Å.

【0030】このことから、平均厚さ減少量は230オ
ングストロームに過ぎず、Al膜の場合、3000オン
グストロームの厚さの酸化膜で、10回以上の再使用が
可能となることがわかる。
From this, it can be seen that the average thickness reduction amount is only 230 angstroms, and in the case of an Al film, an oxide film having a thickness of 3000 angstroms can be reused 10 times or more.

【0031】一方、再生後のウエハーのメタル汚染レベ
ルは、5E10atoms/cm2以下であり、メタル
成膜装置及び酸化炉で使用するには十分のレベルであっ
た。 実施例4 725±10μm厚さのテストウエハー25枚に、酸化
炉にて平均2998オングストロームの厚さの酸化膜を
成膜し、そのそのエッジを含む表面に平均10068オ
ングストロームの厚さのTi膜を成膜したものを準備
し、再生対象ウエハーとした。
On the other hand, the metal contamination level of the reclaimed wafer was 5E10 atoms / cm 2 or less, which was sufficient for use in a metal film forming apparatus and an oxidation furnace. Example 4 An oxide film having an average thickness of 2998 angstroms was formed on 25 test wafers having a thickness of 725 ± 10 μm in an oxidation furnace, and a Ti film having an average thickness of 1,068 angstroms was formed on the surface including the edge thereof. A film was prepared and used as a wafer to be regenerated.

【0032】このウエハーを、第1槽に浸漬し、温度7
5℃で、重量比、NH4OH:H22:H2O=1:1:
18の溶液を満たしたテフロンバスに5分浸漬した後、
第2槽でリンス処理した。つぎに最表層の金属膜の除去
の第2段階として、温度50℃で、重量比で、KOH:
22:H2O=1:1:18の溶液を満たした第3槽
としてのテフロンバスに5分間、浸漬したのち、第4槽
で、リンスを行った。次に表面のメタル汚染の除去のた
めの第5槽で、温度80℃で、重量比が、HCl:H2
2:H2O=1:1:8の溶液を満たしたテフロンバス
に5分浸漬したのち、第6槽でリンスを行った。その後
スピンナードライヤーにて乾燥した。この処理による厚
さの減少は131オングストロームであった。
This wafer is immersed in the first tank,
At 5 ° C., weight ratio, NH 4 OH: H 2 O 2 : H 2 O = 1: 1:
After immersing in a Teflon bath filled with the solution of No. 18 for 5 minutes,
Rinsing treatment was performed in the second tank. Next, as a second step of removing the outermost metal film, KOH:
After immersing in a Teflon bath as a third tank filled with a solution of H 2 O 2 : H 2 O = 1: 1: 18 for 5 minutes, rinsing was performed in a fourth tank. Next, in a fifth tank for removing metal contamination on the surface, at a temperature of 80 ° C. and a weight ratio of HCl: H 2
After immersion for 5 minutes in a Teflon bath filled with a solution of O 2 : H 2 O = 1: 1: 8, rinsing was performed in a sixth tank. Then, it dried with the spinner dryer. The reduction in thickness due to this treatment was 131 Å.

【0033】つぎに、同一条件でTi膜を成膜した後、
再生処理を行なうことを20回繰り返した。最終的に厚
さの減少量は、2453オングストロームであり、酸化
膜の残厚が、ほぼ500オングストロームとなった。
Next, after forming a Ti film under the same conditions,
The reproduction process was repeated 20 times. Finally, the amount of reduction in thickness was 2,453 angstroms, and the remaining thickness of the oxide film was approximately 500 angstroms.

【0034】Ti膜の場台、3000オングストローム
の厚さの酸化膜で、20回の再生が可能となり、本条件
での平均厚さ減少量は、120オングストロームとなっ
た。一方、再生後のウエハーのメタル汚染レベルは、5
E10atoms/cm2であり、メタル成膜装置及び
酸化炉で使用するには十分のレベルであった。
With a Ti film substrate, an oxide film having a thickness of 3000 Å can be reproduced 20 times, and the average thickness reduction under this condition was 120 Å. On the other hand, the metal contamination level of the reclaimed wafer is 5
E10 atoms / cm 2 , which was a sufficient level for use in a metal film forming apparatus and an oxidation furnace.

【0035】実施例5 725±10μm厚さのテストウエハー10枚に、酸化
炉によって平均3004オングストロームの厚さの酸化
膜を成膜し、そのエッジを含む表面に平均10016オ
ングストロームの厚さのTiN膜を成膜したものを再生
対象ウエハーとして準備した。
Example 5 An oxide film having an average thickness of 3004 angstroms was formed on 10 test wafers having a thickness of 725 ± 10 μm by an oxidation furnace, and a TiN film having an average thickness of 10016 angstroms was formed on the surface including the edges thereof. Was prepared as a wafer to be regenerated.

【0036】このウエハーの膜除去の第1段階として、
温度75℃で、重量比がNH4OH:H22:H2O=
1:1:18の溶液を満たしたテフロンバスの第1槽に
5分間浸漬して第2槽でリンスした。ついで、ウエハー
の膜除去の第2段階として、温度60℃で、重量比がK
OH:H22:H2O:=1:1:18の溶液を満たし
たテフロンバスの第3槽に5分間浸漬したのち、第4槽
でリンスした。
As a first step of removing the film from the wafer,
At a temperature of 75 ° C., the weight ratio is NH 4 OH: H 2 O 2 : H 2 O =
The sample was immersed in a first tank of a Teflon bath filled with a 1: 1: 18 solution for 5 minutes and rinsed in a second tank. Then, as a second step of removing the film from the wafer, at a temperature of 60 ° C. and a weight ratio of K
OH: H 2 O 2: H 2 O: = 1: 1: 18 After the solution was immersed 5 minutes in a third tank Teflon bath filled with the and rinsed with fourth tank.

【0037】次に表面のメタル汚染の除去のために、温
度80℃で、重量比が、HCl:H22:H2O=1:
1:8の溶液を満たしたテフロンバス第5槽に5分間浸
漬したのち、第6槽でリンスし、その後スピンナードラ
イヤーにて乾燥した。
Next, in order to remove metal contamination on the surface, at a temperature of 80 ° C., a weight ratio of HCl: H 2 O 2 : H 2 O = 1:
After being immersed in a fifth Teflon bath filled with a 1: 8 solution for 5 minutes, rinsed in a sixth bath, and then dried with a spinner dryer.

【0038】この処理により、厚さの減少は、127オ
ングストロームであった。次に、同一条件でTiN膜を
成膜した後、再生処理を行なうことを20回繰り返し
た。最終的に厚さの減少量は、2398オングストロー
ムであり、酸化膜の残厚が、ほぼ600オングストロー
ムとなった。
With this treatment, the thickness reduction was 127 Å. Next, after a TiN film was formed under the same conditions, a regeneration process was repeated 20 times. Finally, the amount of reduction in thickness was 2398 angstroms, and the remaining thickness of the oxide film was almost 600 angstroms.

【0039】以上のことから、TiN膜の場合、300
0オングストロームの厚さの酸化膜で、20回の再生が
可能となり、本条件での平均厚さ減少量は,120オン
グストロームとなった。
From the above, in the case of TiN film, 300
With an oxide film having a thickness of 0 angstroms, reproduction can be performed 20 times, and the average thickness reduction under these conditions was 120 angstroms.

【0040】一方、再生後のウエハーのメタル汚染レベ
ルは、5E10atoms/cm2であり、メタル成膜
装置及ひ酸化炉で使用するのに十分なレベルであった。
On the other hand, the metal contamination level of the reclaimed wafer was 5E10 atoms / cm 2 , which was a level sufficient for use in a metal film forming apparatus and an oxidation furnace.

【0041】実施例6 725±10μm厚さのテストウエハー25枚に、酸化
炉にて平均3011オングストロームの厚さの酸化膜を
成膜し、そのそのエッジを含む辰面に平均29993オ
ングストロームの厚さのCu膜を成膜したものを再生対
象として準備した。
Example 6 An oxide film having an average thickness of 3011 angstroms was formed on 25 test wafers having a thickness of 725 ± 10 μm in an oxidation furnace, and an average thickness of 29993 angstroms was formed on the dragon surface including the edge thereof. A Cu film was prepared as a reproduction target.

【0042】このウエハーを、最表層の金属膜の除去の
第1段階として、温度30℃の重量比でHCl:H
22:H2O=1:1:15の溶液を満たしたテフロン
バスの第1槽に3分間浸漬したのち、第2槽でリンスし
た。次に、最表層の金属膜の除去の第2段階として、温
度75℃で、重量比、NH4OH:H22:H2O=1:
1:18の溶液を満たしたテフロンバスの第3槽に3分
間浸潰したのち、第4槽でリンスした。
The wafer was subjected to HCl: H at a weight ratio of 30 ° C. as a first step of removing the outermost metal film.
After being immersed in a first tank of a Teflon bath filled with a solution of 2 O 2 : H 2 O = 1: 1: 15 for 3 minutes, it was rinsed in a second tank. Next, as a second step of removing the outermost metal film, at a temperature of 75 ° C., a weight ratio of NH 4 OH: H 2 O 2 : H 2 O = 1:
After being immersed in a third tank of a Teflon bath filled with a 1:18 solution for 3 minutes, it was rinsed in a fourth tank.

【0043】次に、温度80℃の重量比HCl:H
22:H2O=1:1:8の溶液を満たしたテフロンバ
スの第5槽に5分間浸漬して表面のメタル汚染物を除去
し、第6槽でリンスし、スピンナードライヤーにて乾燥
した。
Next, a weight ratio of HCl: H at a temperature of 80 ° C.
The metal contaminants on the surface were removed by immersion in a fifth tank of a Teflon bath filled with a solution of 2 O 2 : H 2 O = 1: 1: 8 for 5 minutes, rinsed in a sixth tank, and dried with a spinner dryer. Dried.

【0044】上記の処理により、厚さの減少は、15オ
ングストロームであった。次に、同一条件でCu膜を成
膜した後、再生処理を行なうことを10回繰り返した。
最終的に厚さの減少は、162オングストロームであ
り、酸化膜の残厚がほぼ2850オングストロームとな
った。
With the above treatment, the thickness reduction was 15 Å. Next, after a Cu film was formed under the same conditions, a regeneration process was repeated 10 times.
Finally, the reduction in thickness was 162 Å and the remaining oxide film thickness was approximately 2850 Å.

【0045】以上のことから、Cu膜の場合、3000
オングストロームの厚さの酸化膜で、150回以上の再
生が可能となることがわかる。一方、再生後のウエハー
のメタル汚染レベルは、5E10atoms/cm2
あり、メタル成膜装置及び酸化炉で使用するには十分の
レベルであった。
From the above, in the case of a Cu film, 3000
It can be seen that an oxide film having a thickness of Angstrom enables reproduction more than 150 times. On the other hand, the metal contamination level of the reclaimed wafer was 5E10 atoms / cm 2 , which was sufficient for use in a metal film forming apparatus and an oxidation furnace.

【0046】[0046]

【発明の効果】本発明によって、 1.基板の厚さは全く減少せず、基板は半永久的に使用
することができる。
According to the present invention, it is possible to: The thickness of the substrate is not reduced at all and the substrate can be used semi-permanently.

【0047】2.再生1回当たりの酸化膜の除去量を少
なく押さえられるため、最初に3000オングストロー
ムの厚さの酸化膜を成膜すれば、少なくとも10回の繰
り返し使用が可能となる。
2. Since the removal amount of the oxide film per reproduction can be suppressed to a small value, if an oxide film having a thickness of 3000 Å is formed first, it can be used repeatedly at least ten times.

【0048】3.テストウエハーに関わるコストも、基
板の費用、酸化膜の成膜費用、再生費用が削減されるた
め、大幅な低減となる。
3. The cost related to the test wafer is also greatly reduced because the cost of the substrate, the cost of forming an oxide film, and the cost of recycling are reduced.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 阿部 郁 熊本県菊池郡大津町高尾野272−8 濱 田重工株式会社 シリコンウエハー事業 部 熊本工場内 (72)発明者 谷口 久 熊本県菊池郡大津町高尾野272−8 濱 田重工株式会社 シリコンウエハー事業 部 熊本工場内 (72)発明者 山口 周二 熊本県熊本市八幡一丁目1番一号 九州 日本電気株式会社内 (56)参考文献 特開 平10−144580(JP,A) 特開 平1−235337(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/306,21/308 H01L 21/02,21/66 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Iku Abe 272-8 Takao, Otsu-cho, Kikuchi-gun, Kumamoto Prefecture Hamada Heavy Industries, Ltd. Silicon Wafer Division Kumamoto Factory (72) Inventor Hisashi Taniguchi Takao, Otsu-cho, Kikuchi-gun, Kumamoto Prefecture 272-8 Hamada Heavy Industries Co., Ltd. Silicon Wafer Division Kumamoto Factory (JP, A) JP-A-1-235337 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 21 / 306,21 / 308 H01L 21 / 02,21 / 66

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 金属膜の下層に酸化膜が形成されたテス
トウエハーに対し、 アルカリ系溶液または酸系溶液による第1の化学的エッ
チングによって前記金属膜を除去し、その後リンスを行
い、次にアルカリ系溶液による第2の化学的エッチング
によって、前記第1の化学的エッチングで残存した前記
金属膜と前記酸化膜の一部を除去し、 さらに、 酸系溶液による第3の化学的エッチングによって酸化膜
表面の金属汚染物質を除去する金属膜付シリコンウエハ
ーの再生方法。
1. A test wafer in which an oxide film is formed under a metal film, the metal film is removed by a first chemical etching using an alkali solution or an acid solution, followed by rinsing, The metal film and a part of the oxide film remaining in the first chemical etching are removed by a second chemical etching with an alkaline solution, and further oxidized by a third chemical etching with an acid solution. A method for regenerating a silicon wafer with a metal film for removing metal contaminants on the film surface.
【請求項2】 形成する酸化膜の厚みが3000オング
ストローム以上である請求項1に記載の金属膜付シリコ
ンウエハーの再生方法。
2. The method for reclaiming a silicon wafer with a metal film according to claim 1, wherein the thickness of the oxide film to be formed is 3000 Å or more.
【請求項3】 前記第1及び第2の化学的エッチングの
うち少なくとも一方の化学的エッチングの溶液が、金属
膜がAl、Ti、W、Cuの金属、そのシリサイド膜、
TiN、またはそれぞれの組み合わせによる多層膜の場
合には、1〜20重量%のKOHまたはNaOHと1〜
20重量%のHのアルカリ系溶液、あるいは、1
〜20重量%のNHOHと1〜20重量%のH
である請求項1に記載の金属膜付シリコンウエハーの再
生方法。
3. A solution of at least one of the first and second chemical etchings, wherein a metal film is a metal of Al, Ti, W, Cu, a silicide film thereof,
In the case of a multilayer film of TiN 2 or a combination thereof, 1 to 20% by weight of KOH or NaOH and 1 to 20% by weight are used.
20% by weight of an alkaline solution of H 2 O 2 or 1%
2020% by weight of NH 4 OH and 1-20% by weight of H 2 O 2
The method for reclaiming a silicon wafer with a metal film according to claim 1, wherein
【請求項4】 前記第1及び第2の化学的エッチングの
溶液が、金属膜がAl系の金属膜の場合には、1〜20
重量%のKOHまたはNaOHと1〜20重量%のH
のアルカリ系溶液である請求項1に記載の金属膜付
シリコンウエハーの再生方法。
4. The method according to claim 1, wherein the first and second chemical etching solutions are 1 to 20 when the metal film is an Al-based metal film.
Wt% KOH or NaOH and 1 to 20 wt% H 2
The method of reproducing a silicon wafer with a metal film according to claim 1 is an alkali based solution of O 2.
【請求項5】 金属膜がCu系金属膜の場合、前記第1
の化学的エッチング溶液が1〜20重量%のHClと1
〜20重量%のHの酸系溶液であり、前記第2の
化学的エッチング溶液が1〜20重量%のKOHまたは
NaOHまたはNHOHと1〜20重量%のH
のアルカリ系溶液である請求項1に記載の金属膜付シリ
コンウエハーの再生方法。
5. The method according to claim 1, wherein the first metal film is a Cu-based metal film.
Of 1 to 20% by weight of HCl and 1
An acid-based solution of 2020% by weight of H 2 O 2 , wherein the second chemical etching solution is 1-20% by weight of KOH or NaOH or NH 4 OH and 1-20% by weight of H 2 O 2
2. The method for reclaiming a silicon wafer with a metal film according to claim 1, wherein the alkaline solution is an alkaline solution.
【請求項6】 テストウエハーの表面に酸化膜を成膜
し、第1の工程として前記酸化膜の上に金属膜を成膜
し、第2の工程としてアルカリ系溶液または酸系溶液に
よる化学的エッチングによって前記金属膜と前記酸化膜
の一部を除去し、第3の工程としてHCl及びH
の酸系溶液の化学的エッチングによって酸化膜表面の金
属汚染物質を除去し、前記第1乃至第3の工程を複数回
繰り返した後、前記酸化膜の膜厚が所定値以下になった
とき前記酸化膜をHFで除去し、前記HFで酸化膜が除
去された前記テストウエハー上に酸化膜及び金属膜を設
けることを特徴とする金属膜付シリコンウエハーの再生
方法。
6. An oxide film is formed on the surface of a test wafer, a metal film is formed on the oxide film as a first step, and a chemical solution using an alkaline solution or an acid solution is formed as a second step. The metal film and a part of the oxide film are removed by etching, and HCl and H 2 O 2 are used as a third step.
After removing metal contaminants on the surface of the oxide film by chemical etching of an acid-based solution of the above, after repeating the first to third steps a plurality of times, when the film thickness of the oxide film becomes a predetermined value or less, A method for reclaiming a silicon wafer with a metal film, comprising: removing an oxide film with HF; and providing an oxide film and a metal film on the test wafer from which the oxide film has been removed with the HF.
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