JP3336175B2 - シリコンウエ−ハおよびその洗浄方法 - Google Patents

シリコンウエ−ハおよびその洗浄方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明はシリコンウェーハ
およびその洗浄方法、詳しくはオゾン水を用いたシリコ
ンウェーハの洗浄技術の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、洗浄後のシリコンウェーハは、そ
の表面に自然酸化膜が形成され、デバイス工程に供給さ
れていた。これは、活性なシリコン面を自然酸化膜で被
覆することで、ごみ等の吸着を防ぐためである。
【０００３】このようなシリコンウェーハを得るための
洗浄方法は、例えばＨＦ溶液での浸漬洗浄の後、ＳＣ２
（ＨＣｌ／Ｈ2Ｏ2）洗浄によりその表面に自然酸化膜を
成長させていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のシリコンウェーハにあっては、その自然酸化
膜中にボロンが高濃度に含まれているという課題があっ
た。例えば１０12個／ｃｍ2以上であった。よって、こ
のボロンＢがデバイス工程で悪影響を及ぼすことがあっ
た。
【０００５】
【発明の目的】そこで、この発明は、表面のボロン濃度
を低減した自然酸化膜付きのシリコンウェーハを提供す
ることにより、デバイス工程での悪影響を排除したシリ
コンウェーハを提供することを、その目的としている。
また、この発明は、ボロン濃度を低減した自然酸化膜付
きのシリコンウェーハを作製するための洗浄方法を提供
することを、その目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、表面に５〜７Åの厚さの自然酸化膜を形成したシリ
コンウェーハであって、この自然酸化膜中のボロン濃度
を１０10個／ｃｍ2以下に管理したシリコンウェーハで
ある。
【０００７】請求項２に記載の発明は、シリコンウェー
ハを希フッ酸溶液で洗浄した後、このシリコンウェーハ
をオゾンを少なくとも３〜１０ｐｐｍ含む純水中に浸漬
させたシリコンウェーハの洗浄方法である。１０ｐｐｍ
を越えると浸漬時間が長くなり、３ｐｐｍ未満では浸漬
時間のコントロールが困難である。好ましくはＨＦ洗浄
後のシリコンウェーハを８ｐｐｍのオゾン水（超純水を
電気分解したＯ2を原料とする）中に１５秒間浸漬させ
る。
【０００８】
【作用】請求項１に記載の発明では、ボロン濃度を低減
したため、デバイス工程での悪影響が大幅に減少するこ
ととなる。例えばドーパント濃度の管理が容易となり所
望特性のデバイスの形成が容易となる。
【０００９】請求項２に記載の発明では、自然酸化膜厚
を５〜７Å（０．５〜０．７ｎｍ）とし、かつ、ボロン
濃度を１０10個／ｃｍ2以下に低減することができる。
同時にシリコンウェーハ表面の金属汚染をも低減するこ
とができる。例えばＡｌ，Ｆｅ，Ｃｕ等の濃度を１０9
個／ｃｍ2未満に低減することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施例を図面
を参照して説明する。図１〜図５はこの発明の一実施例
に係るシリコンウェーハの洗浄方法を説明するための図
である。図１は自然酸化膜厚とオゾン水への浸漬時間と
の関係を示している。図３は自然酸化膜厚とオゾン水へ
の浸漬時間との関係を示している。図４はボロン濃度と
オゾン水への浸漬時間との関係を示している。
【００１１】図１に示すオゾン水洗浄装置は、洗浄水槽
１１にオゾン水発生器１２を連結したものである。ＨＦ
洗浄後のシリコンウェーハ１３はラック１４に保持され
てこの洗浄水槽１１中に浸漬される。
【００１２】図２にはオゾン水の濃度とオゾン水中への
シリコンウェーハの浸漬時間との関係を示している。こ
の浸漬時間はシリコンウェーハ表面の自然酸化膜が５〜
７Å（０．５〜０．７ｎｍ）に成長するに要する時間で
ある。自然酸化膜厚の測定は公知のＸＰＳ法による。ま
た、浸漬されるシリコンウェーハには前処理として希Ｈ
Ｆ酸溶液での洗浄処理が施されている。その条件は、Ｈ
Ｆ：Ｈ2Ｏ＝１：１００である。このグラフから解るよ
うに、３〜１０ｐｐｍの範囲が自然酸化膜厚およびボロ
ン濃度が好適なものとなる。ボロン濃度の測定は公知の
ＳＩＭＳ法で行っている。
【００１３】図３には、８ｐｐｍのオゾン水にＨＦ処理
後のシリコンウェーハを浸漬した場合、その自然酸化膜
厚の成長速度を示している。自然酸化膜厚の測定はＸＰ
Ｓ法で行った。この結果、１５秒間の浸漬で所望の膜厚
（５Å以上）が得られることが確認できた。
【００１４】図４には、同じオゾン水への浸漬でのボロ
ン濃度の関係を示す。ボロン濃度を好適な範囲に保持す
るには、１５秒未満の時間でよいことがわかる。なお、
ボロン濃度の測定はＳＩＭＳ法による。
【００１５】また、下表はボロン濃度とＰＮ反転特性と
の関係を示している。ボロン濃度によりＰＮ反転の特性
は変化していることがわかる。なお、ＰＮ反転の測定は
公知のリーク電流の測定で行った。すなわち、Ｐ型・１
０Ωのシリコンウェーハと、Ｎ型・１０Ωのシリコンウ
ェーハとを張り合わせた場合、その張り合わせ界面のＰ
Ｎ反転をリーク電流を測定するものである。次表はその
測定結果を示している。
【００１６】
【表】
【００１７】
【発明の効果】この発明に係るシリコンウェーハによれ
ば、デバイス工程での収率を高める等の効果を奏するこ
とができる。また、ボロン濃度の低減されたシリコンウ
ェーハを作製することができる。また、このシリコンウ
ェーハによれば張り合わせを良好に行うこともできると
いう効果もある。また、ＶＤＭＯＳでのｏｎ抵抗を下げ
ることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例に係る洗浄装置の概略を示
す断面図である。
【図２】この発明の一実施例に係るオゾン濃度と浸漬時
間との関係を示すグラフである。
【図３】この発明の一実施例に係るオゾン水への浸漬時
間と自然酸化膜厚との関係を示すグラフである。
【図４】この発明の一実施例に係るオゾン水への浸漬時
間とボロン濃度との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１２ オゾン発生器、 １３ シリコンウェーハ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 遠藤 光弘 東京都千代田区大手町１丁目５番１号 三菱マテリアルシリコン株式会社内 (72)発明者 石神 俊一郎 埼玉県大宮市北袋町１丁目297番地 三 菱マテリアル株式会社 総合研究所内 (56)参考文献 特開 平４−144131（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−259522（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−113620（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/304 H01L 21/02

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 表面に５〜７Åの厚さの自然酸化膜を形
    成したシリコンウェーハであって、 この自然酸化膜中のボロン濃度を１０10個／ｃｍ2以下
    に管理したシリコンウェーハ。
  2. 【請求項２】 シリコンウェーハを希フッ酸溶液で洗浄
    した後、オゾンを少なくとも３〜１０ｐｐｍ含む純水中
    にこのシリコンウェーハを浸漬させたシリコンウェーハ
    の洗浄方法。
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