JP3413726B2 - Wafer cleaning method - Google Patents

Wafer cleaning method

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JP3413726B2
JP3413726B2 JP2000401069A JP2000401069A JP3413726B2 JP 3413726 B2 JP3413726 B2 JP 3413726B2 JP 2000401069 A JP2000401069 A JP 2000401069A JP 2000401069 A JP2000401069 A JP 2000401069A JP 3413726 B2 JP3413726 B2 JP 3413726B2
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wafer
ozone water
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公之 川副
純一 山下
順一 松崎
健郎 林
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株式会社スーパーシリコン研究所
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【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、仕上げ研磨後の半
導体ウエハを洗浄するウエハ洗浄方法に関するものであ
り、特にオゾン水とフッ酸溶液を用いたウエハ洗浄方法
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wafer cleaning method for cleaning a semiconductor wafer after finish polishing, and more particularly to a wafer cleaning method using ozone water and a hydrofluoric acid solution.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、シリコン単結晶インゴットから
切り出されたシリコンウエハは、ラッピング工程、エッ
チング工程の後、ウエハ表面の平坦化のため研磨剤を用
いた鏡面研磨工程が施される。一般に、シリコンウエハ
表面の清浄度は、半導体デバイス特性に直接影響を与
え、清浄度が低下すると、デバイスパターン形成時の不
良原因となったり、半導体デバイスの電気的特性等に悪
影響を及ぼす。
2. Description of the Related Art In general, a silicon wafer cut out from a silicon single crystal ingot is subjected to a lapping process and an etching process, followed by a mirror polishing process using an abrasive for flattening the wafer surface. In general, the cleanliness of the surface of a silicon wafer directly affects the characteristics of semiconductor devices, and when the cleanliness decreases, it causes a defect in forming a device pattern and adversely affects the electrical characteristics of semiconductor devices.

【0003】ウエハ基板表面の清浄度の低下は、ウエハ
基板表面の微細な凹凸の他、ウエハ加工の各工程でウエ
ハ基板表面に付着したパーティクル(微粒子)等の異物
にも起因している。このため、鏡面研磨工程後は、ウエ
ハ表面に残存するパーティクル等の異物を除去するため
に洗浄処理を行っている。
The decrease in cleanliness of the surface of the wafer substrate is caused not only by minute irregularities on the surface of the wafer substrate but also by foreign substances such as particles (fine particles) attached to the surface of the wafer substrate in each step of wafer processing. Therefore, after the mirror-polishing step, a cleaning process is performed to remove foreign matter such as particles remaining on the wafer surface.

【0004】洗浄処理の一つとしてウエハを一枚ごとに
その中心周りに回転させながら洗浄を行うスピン洗浄が
あげられるが、このスピン洗浄として、従来から次のよ
うな洗浄方法が行われている。まず、鏡面研磨の仕上げ
研磨後のウエハ表面をオゾン水により洗浄することによ
り、ウエハ表面に酸化膜を形成する。これにより、ウエ
ハ表面に付着したパーティクル等の異物はウエハ表面か
ら浮いてくる。次いで、希フッ酸を含む溶液によりウエ
ハ表面を洗浄し、ウエハ表面に形成された酸化膜を完全
に剥離することにより、酸化膜と共にウエハ表面のパー
ティクルを除去する。そして、更にウエハ表面をオゾン
水洗浄する。これにより、ウエハ表面にはパーティクル
の少ないきれいな状態の酸化膜が形成される。このよう
なオゾン水洗浄とフッ酸溶液による洗浄処理を、繰り返
し行うことにより、ウエハ表面に発生するパーティクル
を最小限に抑えていた。
As one of the cleaning processes, there is spin cleaning in which each wafer is rotated while rotating around its center. As the spin cleaning, the following cleaning method has been conventionally performed. . First, an oxide film is formed on the surface of the wafer by cleaning the surface of the wafer after the final polishing of mirror polishing with ozone water. As a result, foreign matter such as particles attached to the wafer surface floats from the wafer surface. Next, the wafer surface is washed with a solution containing dilute hydrofluoric acid, and the oxide film formed on the wafer surface is completely peeled off, thereby removing the particles on the wafer surface together with the oxide film. Then, the wafer surface is further washed with ozone water. As a result, a clean oxide film with few particles is formed on the wafer surface. Particles generated on the wafer surface were minimized by repeatedly performing such ozone water cleaning and cleaning treatment with a hydrofluoric acid solution.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の洗浄方法では、希フッ酸処理によってウエハ
表面に形成された酸化膜を全て剥離しているので、希フ
ッ酸処理後のウエハ表面は酸化膜のないむき出しの面に
なっている。このウエハ表面は疎水面であるため、せっ
かく希フッ酸処理によってパーティクルを除去したとし
ても、パーティクルの再付着が生じやすい状態となって
しまう。このため、パーティクルの再付着により、その
後オゾン水洗浄を行っても最終的にはウエハ表面のパー
ティクルを増加させてしまうという問題がある。
However, in such a conventional cleaning method, since all the oxide film formed on the wafer surface by the dilute hydrofluoric acid treatment is removed, the wafer surface after the dilute hydrofluoric acid treatment is removed. It has a bare surface with no oxide film. Since the wafer surface is a hydrophobic surface, even if the particles are removed by the dilute hydrofluoric acid treatment, the particles are likely to be reattached. For this reason, there is a problem that, due to the reattachment of particles, the number of particles on the wafer surface will eventually increase even if ozone water cleaning is subsequently performed.

【0006】また、従来の洗浄方法では、ウエハ表面か
らパーティクル等の異物を確実に除去するために、オゾ
ン水洗浄及び希フッ酸溶液洗浄を繰り返し行っているた
め、洗浄処理に時間を要するという問題もある。
Further, in the conventional cleaning method, cleaning with ozone water and cleaning with dilute hydrofluoric acid solution are repeatedly performed in order to reliably remove foreign matters such as particles from the surface of the wafer, so that the cleaning process takes time. There is also.

【0007】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たものであり、確実にウエハ表面のパーティクルの低減
を図ることができるウエハ洗浄方法を提供することを主
な目的とする。本発明の別の目的は短時間の洗浄処理で
確実にパーティクルの低減を図ることができるウエハ洗
浄方法を提供することである。
The present invention has been made in view of the above problems, and a main object of the present invention is to provide a wafer cleaning method capable of reliably reducing particles on the wafer surface. Another object of the present invention is to provide a wafer cleaning method capable of reliably reducing particles by a cleaning process in a short time.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1に係る発明は、仕上げ研磨後の半導体ウエ
ハの表面に対し、オゾン水洗浄により、複数の層からな
る酸化膜を形成する第1オゾン水洗浄工程と、フッ酸溶
液洗浄により、ウエハ表面に形成された酸化膜をウエハ
表面側の層を残して剥離するフッ酸溶液洗浄工程と、フ
ッ酸溶液洗浄終了後のウエハ表面に対し、更にオゾン水
洗浄により酸化膜を形成する第2オゾン水洗浄工程と、
を含むことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 forms an oxide film consisting of a plurality of layers on the surface of a semiconductor wafer after final polishing by washing with ozone water. A first ozone water cleaning step, a hydrofluoric acid solution cleaning step of removing the oxide film formed on the wafer surface by the hydrofluoric acid solution cleaning, leaving a layer on the wafer surface side, and a wafer surface after completion of the hydrofluoric acid solution cleaning. In contrast, a second ozone water cleaning step of further forming an oxide film by ozone water cleaning,
It is characterized by including.

【0009】この請求項1に係る発明では、仕上げ研磨
後のパーティクルが多量に付着しているウエハ表面に、
第1オゾン水洗浄工程によって複数層からなる酸化膜を
形成し、その後、フッ酸溶液洗浄工程によってこの酸化
膜層をウエハ表面側の層を残して剥離する。このため、
フッ酸溶液洗浄後のウエハ表面は疎水状態とならず、パ
ーティクルの再付着が防止される。その後、第2オゾン
水洗浄工程によってウエハ表面をオゾン水洗浄を行うこ
とにより、ウエハ表面にはパーティクルの残存しない高
清浄度の酸化膜が形成される。従って、本発明によれ
ば、希フッ酸処理によってウエハ表面が疎水面となりパ
ーティクルの再付着を生じやすい従来のウエハ洗浄方法
に比べて、確実にパーティクルの低減を図ることが可能
となる。
According to the first aspect of the present invention, the wafer surface on which a large amount of particles are adhered after the final polishing,
An oxide film consisting of a plurality of layers is formed by the first ozone water cleaning step, and then this oxide film layer is peeled off by the hydrofluoric acid solution cleaning step, leaving the layer on the wafer surface side. For this reason,
The surface of the wafer after cleaning with the hydrofluoric acid solution does not become a hydrophobic state, and particles are prevented from reattaching. After that, the surface of the wafer is cleaned with ozone water in the second ozone water cleaning step, so that an oxide film of high cleanliness in which particles do not remain is formed on the wafer surface. Therefore, according to the present invention, it is possible to surely reduce the number of particles as compared with the conventional wafer cleaning method in which the surface of the wafer becomes a hydrophobic surface due to the treatment with dilute hydrofluoric acid and particles are likely to be reattached.

【0010】また、本発明では、このように第1オゾン
水洗浄工程、フッ酸溶液洗浄工程及び第2オゾン水洗浄
工程の一連の工程によって確実にパーティクルの低減が
図られるので、オゾン水洗浄とフッ酸溶液洗浄を何度も
繰り返す必要はなく、洗浄処理時間の短縮化にも繋が
る。
Further, according to the present invention, particles are surely reduced by the series of steps of the first ozone water cleaning step, the hydrofluoric acid solution cleaning step and the second ozone water cleaning step as described above. It is not necessary to repeat washing with a hydrofluoric acid solution, which leads to shortening of the washing processing time.

【0011】本発明における複数の層からなる酸化膜と
は、シリコン原子の結晶構造の層をいい、第1オゾン水
洗浄工程により形成する酸化膜の層は少なくとも2層以
上である必要がある。
The oxide film composed of a plurality of layers in the present invention means a layer having a crystal structure of silicon atoms, and the oxide film layer formed by the first ozone water washing step must be at least two layers.

【0012】第1オゾン水洗浄工程は、ウエハ表面に複
数の層からなる酸化膜を形成するのであれば良く、この
ためのオゾン水の濃度、洗浄時間は任意に定めることが
できる。
The first ozone water cleaning step only needs to form an oxide film consisting of a plurality of layers on the wafer surface, and the concentration of ozone water and the cleaning time for this purpose can be arbitrarily determined.

【0013】フッ酸溶液洗浄工程は、ウエハ表面に形成
された酸化膜をウエハ表面側の層を残して剥離するもの
であれば良く、剥離する層に応じて、フッ酸溶液の濃
度、洗浄時間は任意に定めることができる。また、ウエ
ハ表面側に残す酸化膜の層の数や割合及び剥離する酸化
膜の層の数や割合は本発明では特に限定しない。例え
ば、酸化膜の層を最上層から全体の1/3程度剥離する
ように構成することができるが、ウエハ表面側に残す酸
化膜の層数が最も最適なものとして、請求項2に係る発
明が挙げられる。
The hydrofluoric acid solution cleaning step may be any one as long as it removes the oxide film formed on the wafer surface leaving the layer on the wafer surface side, and depending on the layer to be removed, the concentration of the hydrofluoric acid solution and the cleaning time. Can be set arbitrarily. Further, the number and ratio of oxide film layers left on the wafer surface side and the number and ratio of oxide film layers to be peeled off are not particularly limited in the present invention. For example, the oxide film layer can be configured to be peeled from the uppermost layer by about 1/3 of the whole, but the number of oxide films left on the wafer surface side is the most optimal number, and the invention according to claim 2 Is mentioned.

【0014】請求項2に係る発明は、請求項1に記載の
ウエハ洗浄方法において、前記フッ酸溶液洗浄工程は、
ウエハ表面に形成された酸化膜をウエハ表面側の一層の
みを残して剥離するものであることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the wafer cleaning method according to the first aspect, the hydrofluoric acid solution cleaning step comprises:
It is characterized in that the oxide film formed on the wafer surface is peeled off, leaving only one layer on the wafer surface side.

【0015】この請求項2に係る発明は、フッ酸溶液洗
浄工程がウエハ表面に形成された酸化膜をウエハ表面側
の一層のみを残して剥離するので、酸化膜に浮いてきた
パーティクルの大部分を酸化膜の剥離と共に除去するこ
とができ、パーティクルの更なる低減を図ることができ
る。
According to the second aspect of the present invention, the hydrofluoric acid solution cleaning step peels off the oxide film formed on the wafer surface, leaving only one layer on the wafer surface side, so most of the particles floating on the oxide film are removed. Can be removed together with peeling of the oxide film, and particles can be further reduced.

【0016】請求項3に係る発明は、請求項1又は2に
記載のウエハ洗浄方法において、前記フッ酸溶液洗浄工
程は、濃度約0.5%の前記フッ酸溶液により5秒間程
度の洗浄処理を行うものであることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the wafer cleaning method according to the first or second aspect, the hydrofluoric acid solution cleaning step is a cleaning process for about 5 seconds with the hydrofluoric acid solution having a concentration of about 0.5%. It is characterized by being performed.

【0017】この請求項3に係る発明は、フッ酸溶液洗
浄工程の好ましい態様であり、本願発明者が種々のパタ
ーンで実験した結果、濃度約0.5%のフッ酸溶液によ
り5秒間程度の洗浄処理を行った場合に、パーティクル
の低減効果が最も現れたものである。
The invention according to claim 3 is a preferred embodiment of the hydrofluoric acid solution washing step, and as a result of experiments by the inventor of the present invention in various patterns, a hydrofluoric acid solution having a concentration of about 0.5% was used for about 5 seconds. The particle reduction effect is most apparent when the cleaning process is performed.

【0018】請求項4に係る発明は、請求項1〜3のい
ずれか1項に記載のウエハ洗浄方法において、前記第1
オゾン水洗浄工程終了後で前記フッ酸溶液洗浄工程前の
ウエハ表面を、機械的に洗浄する機械的洗浄工程を更に
含むことを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the wafer cleaning method according to any one of the first to third aspects,
A mechanical cleaning step of mechanically cleaning the wafer surface after the ozone water cleaning step and before the hydrofluoric acid solution cleaning step is further included.

【0019】この請求項2に係る発明では、第1オゾン
水洗浄工程終了後でフッ酸溶液洗浄工程前の機械的洗浄
工程で、ウエハ表面を機械的洗浄処理により、第1オゾ
ン水洗浄工程による酸化膜形成によって浮上したパーテ
ィクルのうち、大きいサイズのパーティクルを除去す
る。このため、次工程のフッ酸溶液洗浄工程で酸化膜層
の剥離により、大きいサイズのパーティクルが残存する
ことはなく、さらなるパーティクルの低減が図られる。
According to the second aspect of the present invention, the wafer surface is mechanically cleaned in the mechanical cleaning process after the first ozone water cleaning process and before the hydrofluoric acid solution cleaning process. Large particles are removed from the particles that have floated due to the oxide film formation. For this reason, large-sized particles do not remain due to peeling of the oxide film layer in the subsequent hydrofluoric acid solution cleaning step, and the particles can be further reduced.

【0020】本発明における機械的洗浄工程は、ウエハ
表面を機械的に洗浄するものであれば良く、例えばロー
ルブラシによる洗浄、ディスクブラシによる洗浄があげ
られるがこれらに限定されるものではない。
The mechanical cleaning step in the present invention may be any one that mechanically cleans the wafer surface, and examples thereof include cleaning with a roll brush and cleaning with a disk brush, but are not limited thereto.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照して、この
発明に係るウエハ洗浄方法の好適な実施の形態を詳細に
説明する。本実施形態のウエハ洗浄方法は、鏡面研磨の
仕上げ研磨処理終了後のシリコンウエハを一枚ずつその
中心周りに回転させながら洗浄するいわゆる枚葉式スピ
ン洗浄法により行うものである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Preferred embodiments of a wafer cleaning method according to the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. The wafer cleaning method of the present embodiment is performed by a so-called single-wafer spin cleaning method in which silicon wafers after finishing polishing processing of mirror polishing are cleaned one by one while rotating around the center thereof.

【0022】(ウエハ洗浄装置の構成)図1は、本実施
形態のウエハ洗浄装置の概略構成図である。図1に示す
ように、本実施形態のウエハ洗浄装置1は、研磨装置か
らのシリコンウエハの搬送路10と、搬送されてきたシ
リコンウエハの表面にオゾン(O)水又はフッ化水素
(HF)溶液を供給して洗浄する第1洗浄部2と、ウエ
ハをロールブラシ11により機械洗浄する第2洗浄部3
と、ウエハを第1洗浄部2と第2洗浄部3との間で搬送
するロボットハンド4とを主に備えている。
(Structure of Wafer Cleaning Apparatus) FIG. 1 is a schematic structural view of the wafer cleaning apparatus of this embodiment. As shown in FIG. 1, the wafer cleaning apparatus 1 according to the present embodiment has a transfer path 10 for a silicon wafer from a polishing apparatus and ozone (O 3 ) water or hydrogen fluoride (HF) on the surface of the transferred silicon wafer. ) A first cleaning unit 2 for supplying a solution for cleaning, and a second cleaning unit 3 for mechanically cleaning a wafer with a roll brush 11.
And a robot hand 4 for transporting the wafer between the first cleaning unit 2 and the second cleaning unit 3.

【0023】第1洗浄部2は、研磨装置(図示せず)か
ら搬送されてくるウエハを載置する基台5と、オゾン水
を噴射する第1ノズル7と、フッ化水素溶液を噴射する
第2ノズル8と、基台5を回転させる回転駆動機構(図
示せず)とから構成される。第1ノズル7には、濃度1
0ppmのオゾン水を貯蔵したオゾン水タンクに接続さ
れており、当該タンクから供給されるオゾン水を噴射す
るようになっている。第2ノズル8には、濃度0.5%
のフッ化水素溶液を貯蔵したフッ化水素溶液タンクに接
続されており、当該タンクから供給されるフッ化水素溶
液を噴射するようになっている。
The first cleaning unit 2 injects a base 5 on which a wafer transferred from a polishing apparatus (not shown) is placed, a first nozzle 7 for injecting ozone water, and an injecting hydrogen fluoride solution. The second nozzle 8 and a rotation drive mechanism (not shown) for rotating the base 5 are provided. The first nozzle 7 has a concentration of 1
It is connected to an ozone water tank that stores 0 ppm of ozone water, and injects the ozone water supplied from the tank. The second nozzle 8 has a concentration of 0.5%.
Is connected to a hydrogen fluoride solution tank storing the hydrogen fluoride solution, and the hydrogen fluoride solution supplied from the tank is injected.

【0024】第2洗浄部3は、ロールブラシ洗浄処理を
行うものであり、ウエハを載置する基台6と、PVA製
ロールブラシ11と、ロールブラシ11を軸心周りに回
転させながら移動させる移動機構(図示せず)と、純水
タンク(図示せず)、純水タンクから供給される純水を
ウエハ表面に噴射する2個の第3ノズル9とから構成さ
れる。
The second cleaning unit 3 performs a roll brush cleaning process, and moves the base 6 on which the wafer is placed, the PVA roll brush 11, and the roll brush 11 while rotating the roll brush 11 about its axis. It comprises a moving mechanism (not shown), a pure water tank (not shown), and two third nozzles 9 for injecting pure water supplied from the pure water tank onto the wafer surface.

【0025】(ウエハ洗浄処理)次に、以上のように構
成されたウエハ洗浄装置1によるウエハの洗浄処理につ
いて説明する。図2は本実施形態のウエハ洗浄処理によ
るウエハ表面の状態を各工程ごと時系列で模式的に示し
た工程図である。図2(a)は仕上げ研磨終了直後、図
2(b)は1回目のオゾン水洗浄後、図2(c)はロー
ルブラシ洗浄中、図2(d)はフッ化水素溶液洗浄中、
図2(e)は2回目のオゾン水洗浄後、のウエハ表面の
状態を示している。
(Wafer Cleaning Process) Next, a wafer cleaning process by the wafer cleaning apparatus 1 configured as described above will be described. FIG. 2 is a process diagram schematically showing the state of the wafer surface by the wafer cleaning process of this embodiment in time series for each process. 2 (a) immediately after finishing polishing, FIG. 2 (b) after first ozone water cleaning, FIG. 2 (c) during roll brush cleaning, FIG. 2 (d) during hydrogen fluoride solution cleaning,
FIG. 2E shows the state of the wafer surface after the second cleaning with ozone water.

【0026】仕上げ研磨終了後に第1洗浄部2に搬送さ
れてきたウエハ表面は疎水面であるため、図2(a)に
示すように多数のパーティクルが強固に付着した状態と
なっている。このウエハに対し、第1洗浄部2の第1ノ
ズル7からオゾン水を噴射させて、1回目のオゾン水洗
浄処理を行う(第1オゾン水洗浄工程)。この第1オゾ
ン水洗浄工程では、ウエハを回転数100rpmで中心
周りに回転させながら、濃度10ppmのオゾン水を流
量1L/minで90秒間、ウエハ表面に供給すること
により行う。これにより、図2(b)に示すようにウエ
ハ表面には酸化膜が形成され、ウエハ表面のパーティク
ルが酸化膜上に浮いてきた状態となる。
Since the wafer surface transferred to the first cleaning unit 2 after the finish polishing is a hydrophobic surface, a large number of particles are firmly attached as shown in FIG. 2 (a). Ozone water is jetted from the first nozzle 7 of the first cleaning unit 2 to this wafer to perform the first ozone water cleaning process (first ozone water cleaning step). The first ozone water cleaning step is performed by supplying ozone water having a concentration of 10 ppm to the wafer surface at a flow rate of 1 L / min for 90 seconds while rotating the wafer around the center at a rotation speed of 100 rpm. As a result, as shown in FIG. 2B, an oxide film is formed on the wafer surface, and the particles on the wafer surface float on the oxide film.

【0027】次いで、ウエハをロボットハンド4によっ
て第2洗浄部3へ移動し基台6上に載置する。そして、
噴射口9から純水をウエハ表面に供給する。かかる純水
洗浄を行いながら、ロールブラシ11を駆動機構により
その軸心周りに回転させてウエハ表面上を移動し、ロー
ルブラシ洗浄処理を行う(機械洗浄工程)。このロール
ブラシ洗浄は、ウエハを回転数30rpmでその中心周
りに回転させながら、ロールブラシ11を回転数600
rpmで軸回転させて60秒間行う。このとき、図2
(c)に示すように、酸化膜上に浮上してきたパーティ
クルの中でサイズの大きなパーティクルがロールブラシ
洗浄により除去される。
Then, the wafer is moved to the second cleaning unit 3 by the robot hand 4 and placed on the base 6. And
Pure water is supplied to the wafer surface from the injection port 9. While performing such pure water cleaning, the roll brush 11 is rotated around its axis by a drive mechanism to move on the wafer surface, and a roll brush cleaning process is performed (machine cleaning step). In this roll brush cleaning, the roll brush 11 is rotated at 600 rpm while rotating the wafer around its center at 30 rpm.
Rotate the shaft at rpm for 60 seconds. At this time,
As shown in (c), among the particles floating on the oxide film, large particles are removed by roll brush cleaning.

【0028】次いで、ウエハをロボットハンド4によっ
て第1洗浄部2へ戻し基台5上へ載置する。そして、第
2ノズル8から濃度10ppmのフッ化水素溶液を約5
秒間噴射して、ウエハ表面のフッ化水素溶液洗浄処理を
行う(フッ酸溶液洗浄工程)。図2(d)に示すよう
に、このフッ化水素溶液洗浄によって、ウエハ表面の酸
化膜がシリコン原子1層分のみを残して剥離され、これ
により酸化膜上に浮いてきた微小パーティクルも同時に
除去される。即ち、本実施形態のフッ化水素溶液洗浄処
理によって、ウエハ表面の酸化膜は完全に剥離されない
状態で残り、ウエハ表面が疎水面となることはない。こ
のため、ウエハ表面へのパーティクルの再付着が防止さ
れる。
Then, the wafer is returned to the first cleaning unit 2 by the robot hand 4 and placed on the base 5. Then, about 5 ppm of hydrogen fluoride solution having a concentration of 10 ppm is supplied from the second nozzle 8.
Spraying for 2 seconds to perform a hydrogen fluoride solution cleaning treatment on the wafer surface (hydrofluoric acid solution cleaning step). As shown in FIG. 2 (d), the cleaning with the hydrogen fluoride solution causes the oxide film on the surface of the wafer to be peeled off, leaving only one silicon atom layer, so that minute particles floating on the oxide film are simultaneously removed. To be done. That is, by the hydrogen fluoride solution cleaning treatment of the present embodiment, the oxide film on the wafer surface remains without being completely peeled off, and the wafer surface does not become a hydrophobic surface. Therefore, reattachment of particles to the wafer surface is prevented.

【0029】次に、第1洗浄部2で、第1ノズル7から
10ppmのオゾン水をウエハ表面に噴射することによ
り2回目のオゾン水洗浄を行う(第2オゾン水洗浄工
程)。このオゾン水洗浄処理は、30秒間行う。これに
より、図2(e)に示すように、ウエハ表面にはクリー
ンな酸化膜が形成される。第2オゾン水洗浄工程終了後
は、ウエハ表面の乾燥処理を行ってウエハ洗浄を終了す
る。
Next, in the first cleaning unit 2, the second nozzle is cleaned with ozone water by injecting 10 ppm of ozone water from the first nozzle 7 onto the wafer surface (second ozone water cleaning step). This ozone water cleaning treatment is performed for 30 seconds. As a result, as shown in FIG. 2E, a clean oxide film is formed on the wafer surface. After the completion of the second ozone water cleaning step, the wafer surface is dried to complete the wafer cleaning.

【0030】このように本実施形態のウエハ洗浄方法で
は、フッ化水素溶液洗浄処理によって酸化膜をウエハ表
面側のシリコン原子1層分のみを残して剥離し、完全に
酸化膜を剥離しないので、パーティクルの再付着が防止
され、確実にパーティクルの低減を図ることができる。
また、1回目のオゾン水洗浄(第1オゾン水洗浄工
程)、ロールブラシ洗浄(機械的洗浄工程)、フッ化水
素溶液洗浄(フッ酸溶液洗浄工程)、及び2回目のオゾ
ン水洗浄(第2オゾン水洗浄工程)の一連の工程によっ
てパーティクルを低減できるので、オゾン水洗浄とフッ
酸溶液洗浄を何度も繰り返す必要はなく洗浄処理時間が
短縮される。
As described above, in the wafer cleaning method of the present embodiment, the oxide film is stripped by the hydrogen fluoride solution cleaning process, leaving only one silicon atom layer on the wafer surface side, and the oxide film is not stripped completely. It is possible to prevent reattachment of particles and reliably reduce the particles.
Further, the first ozone water cleaning (first ozone water cleaning step), the roll brush cleaning (mechanical cleaning step), the hydrogen fluoride solution cleaning (hydrofluoric acid solution cleaning step), and the second ozone water cleaning (second) Since particles can be reduced by a series of steps of the ozone water cleaning step), it is not necessary to repeat the ozone water cleaning and the hydrofluoric acid solution cleaning many times, and the cleaning processing time is shortened.

【0031】尚、本実施形態のウエハ洗浄方法では、1
回目のオゾン水洗浄(第1オゾン水洗浄工程)、ロール
ブラシ洗浄(機械的洗浄工程)、フッ化水素溶液洗浄
(フッ酸溶液洗浄工程)、及び2回目のオゾン水洗浄
(第2オゾン水洗浄工程)をこの順で行えば良く、ロー
ルブラシ洗浄工程とフッ化水素溶液洗浄工程の間に純水
洗浄やカソード水によるディスクブラシ洗浄の工程を含
めても良く、また、2回目のオゾン水洗浄工程終了後
に、純水洗浄、純水によるディスク洗浄、純水によるメ
ガソニック洗浄等の工程を行った後乾燥工程に移行する
ようにしても良い。
In the wafer cleaning method of this embodiment, 1
Second ozone water cleaning (first ozone water cleaning step), roll brush cleaning (mechanical cleaning step), hydrogen fluoride solution cleaning (hydrofluoric acid solution cleaning step), and second ozone water cleaning (second ozone water cleaning) Process) in this order, and may include a process of cleaning with pure water or a disc brush with cathode water between the roll brush cleaning process and the hydrogen fluoride solution cleaning process, and the second ozone water cleaning process. After completion of the steps, steps such as pure water cleaning, disk cleaning with pure water, megasonic cleaning with pure water, and the like may be performed and then the drying step may be performed.

【0032】また、本実施形態のウエハ洗浄方法では、
フッ化水素溶液洗浄工程で使用するフッ化水素溶液の濃
度を10ppmとし、洗浄時間を5秒間としているが、
ウエハ表面の酸化膜を完全に剥離しないものであれば、
任意の濃度、洗浄時間を採択することが可能である。
Further, in the wafer cleaning method of this embodiment,
Although the concentration of the hydrogen fluoride solution used in the hydrogen fluoride solution cleaning step is 10 ppm and the cleaning time is 5 seconds,
If the oxide film on the wafer surface is not completely peeled off,
It is possible to adopt any concentration and washing time.

【0033】[0033]

【実施例】[実施例1] (1)洗浄処理のプロセス 仕上げ研磨後のシリコンウエハに対し以下のプロセスA
及びプロセスBの処理を行った。 プロセスA:[1]→[2]→[3]→[4]→[6]→
[7] プロセスB:[1]→[2]→[3]→[4]→[5]→
[6]→[7] ここで、 [1]オゾン水洗浄(第1オゾン水洗浄工程) [2]ロールブラシ洗浄(機械的洗浄工程) [3]純水洗浄 [4]フッ化水素溶液洗浄(フッ酸溶液洗浄工程) [5]オゾン水洗浄(第2オゾン水洗浄工程) [6]純水洗浄 [7]乾燥処理 としている。
EXAMPLES [Example 1] (1) Process of cleaning treatment The following process A was applied to a silicon wafer after finish polishing.
And the treatment of Process B was performed. Process A: [1] → [2] → [3] → [4] → [6] →
[7] Process B: [1] → [2] → [3] → [4] → [5] →
[6] → [7] Where, [1] Ozone water cleaning (first ozone water cleaning process) [2] Roll brush cleaning (mechanical cleaning process) [3] Pure water cleaning [4] Hydrogen fluoride solution cleaning (Hydrofluoric acid solution cleaning process) [5] Ozone water cleaning (second ozone water cleaning process) [6] Pure water cleaning [7] Drying process.

【0034】(2)洗浄条件 上記[1]、[2]、[4]、[5]の各工程の洗浄条件は以下の通
りである。 [1]オゾン水洗浄(第1オゾン水洗浄工程) オゾン水濃度:10ppm 洗浄時間:90秒 [2]ロールブラシ洗浄(機械的洗浄工程) 洗浄時間:60秒 [4]フッ化水素溶液洗浄(フッ酸溶液洗浄工程) フッ化水素溶液の濃度:0.5% 洗浄時間:5秒 [5]オゾン水洗浄(第2オゾン水洗浄工程) オゾン水濃度:10ppm 洗浄時間:30秒
(2) Cleaning conditions The cleaning conditions in each of the steps [1], [2], [4], and [5] are as follows. [1] Ozone water cleaning (first ozone water cleaning process) Ozone water concentration: 10 ppm Cleaning time: 90 seconds [2] Roll brush cleaning (mechanical cleaning process) Cleaning time: 60 seconds [4] Hydrogen fluoride solution cleaning ( Hydrofluoric acid solution cleaning step) Hydrogen fluoride solution concentration: 0.5% Cleaning time: 5 seconds [5] Ozone water cleaning (second ozone water cleaning step) Ozone water concentration: 10 ppm Cleaning time: 30 seconds

【0035】(3)実施結果プロセスA及びプロセスB
の各処理を実行後、ウエハ表面上に残存する80nm以
上のパーティクル数を測定したところ、以下のような結
果が得られた。 プロセスA:パーティクル数(80nm以上):980 プロセスB:パーティクル数(80nm以上):370
(3) Execution Result Process A and Process B
After performing each of the above processes, the number of particles of 80 nm or more remaining on the surface of the wafer was measured, and the following results were obtained. Process A: Number of particles (80 nm or more): 980 Process B: Number of particles (80 nm or more): 370

【0036】(4)対比例 対比例として、以下のプロセスC,D,E,G,Hを
[4]フッ化水素溶液洗浄の条件を変えてそれぞれ実行し
た場合の80nm以上のパーティクル数を表1に 示す。
(4) Proportionality As a proportionality, the following processes C, D, E, G and H are
[4] Table 1 shows the number of particles having a particle size of 80 nm or more when the conditions of the hydrogen fluoride solution cleaning are changed and the cleaning is performed.

【0037】[0037]

【表1】 [Table 1]

【0038】(5)評価 以上からわかるように、本実施例によれば、ウエハ表面
の80nm以上のパーティクル数は対比例に比べて、き
わめて低減していることがわかる。
(5) Evaluation As can be seen from the above, according to this embodiment, the number of particles of 80 nm or more on the wafer surface is significantly reduced as compared with the proportionality.

【0039】[実施例2] (1)洗浄処理のプロセス 以下の順で仕上げ研磨後のシリコンウエハに対してスピ
ン洗浄を行った。 [1]オゾン水洗浄(第1オゾン水洗浄工程) [2]ロールブラシ洗浄(機械的洗浄工程) [3]カソード水によるディスクブラシ洗浄 [4]純水洗浄 [5]フッ化水素溶液洗浄(フッ酸溶液洗浄工程) [6]オゾン水洗浄(第2オゾン水洗浄工程) [7]純水によるディスクブラシ洗浄 [8]純水によるメガソニック洗浄 [9]純水洗浄 [10]乾燥処理
Example 2 (1) Process of Cleaning Treatment The silicon wafer after final polishing was spin-cleaned in the following order. [1] Ozone water cleaning (first ozone water cleaning process) [2] Roll brush cleaning (mechanical cleaning process) [3] Disk brush cleaning with cathode water [4] Pure water cleaning [5] Hydrogen fluoride solution cleaning ( Hydrofluoric acid solution cleaning process) [6] Ozone water cleaning (second ozone water cleaning process) [7] Disc brush cleaning with pure water [8] Megasonic cleaning with pure water [9] Pure water cleaning [10] Drying treatment

【0040】(2)洗浄条件 洗浄条件は実施例1と同様である。(2) Cleaning conditions The washing conditions are the same as in Example 1.

【0041】(3)実施結果 全プロセス終了後のパーティクル数(80nm以上):
59個 この結果から分かるように、パーティクル数をほぼ除去
することができた。
(3) Implementation results Number of particles after completion of all processes (80 nm or more):
As can be seen from the results, 59 particles could be almost removed.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
パーティクルの再付着を生じることなく、確実にパーテ
ィクルの低減を図れるという効果がある。また、オゾン
水洗浄とフッ酸溶液洗浄を何度も繰り返す必要はなく、
洗浄処理時間の短縮化が図られるという効果を有する。
As described above, according to the present invention,
There is an effect that the number of particles can be surely reduced without causing reattachment of particles. Also, it is not necessary to repeat ozone water cleaning and hydrofluoric acid solution cleaning many times,
This has the effect of shortening the cleaning processing time.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本実施形態のウエハ洗浄装置の概略構成図であ
る。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a wafer cleaning apparatus of this embodiment.

【図2】本実施形態のウエハ洗浄処理によるウエハ表面
の状態を各工程ごと時系列で模式的に示した工程図であ
る。
FIG. 2 is a process diagram schematically showing a state of a wafer surface by a wafer cleaning process of the present embodiment in time series for each process.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:洗浄装置 2:第1洗浄部 3:第2洗浄部 4:ロボットハンド 5,6:基台 7:第1ノズル 8:第2ノズル 9:第3ノズル 10:搬送路 11:ロールブラシ W:シリコンウエハ P:パーティクル O:酸化膜 1: Cleaning device 2: First cleaning section 3: Second cleaning section 4: Robot hand 5,6: Base 7: No. 1 nozzle 8: Second nozzle 9: No. 3 nozzle 10: Transport path 11: Roll brush W: Silicon wafer P: Particle O: oxide film

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 林 健郎 群馬県安中市中野谷555番地の1 株式 会社スーパーシリコン研究所内 (56)参考文献 特開 平3−228328(JP,A) 特開 平11−251275(JP,A) 特開 平8−153698(JP,A) 特開 平11−111661(JP,A) 特開2001−53050(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/304 H01L 21/308 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Kenro Hayashi 1 555 Nakanoya, Annaka-shi, Gunma Inside the Super Silicon Research Institute (56) References JP-A-3-228328 (JP, A) JP-A 11-251275 (JP, A) JP-A-8-153698 (JP, A) JP-A-11-111661 (JP, A) JP-A-2001-53050 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl . 7 , DB name) H01L 21/304 H01L 21/308

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 仕上げ研磨後の半導体ウエハの表面に対
し、オゾン水洗浄により、複数の層からなる酸化膜を形
成する第1オゾン水洗浄工程と、 フッ酸溶液洗浄により、ウエハ表面に形成された酸化膜
をウエハ表面側の層を残して剥離するフッ酸溶液洗浄工
程と、 フッ酸溶液洗浄終了後のウエハ表面に対し、更にオゾン
水洗浄により酸化膜を形成する第2オゾン水洗浄工程
と、を含むことを特徴とするウエハ洗浄方法。
1. A first ozone water cleaning step of forming an oxide film consisting of a plurality of layers on the surface of a semiconductor wafer after finish polishing by cleaning with ozone water, and a hydrofluoric acid solution cleaning process to form a wafer surface on the wafer surface. And a hydrofluoric acid solution cleaning step for removing the oxide film leaving a layer on the wafer surface side, and a second ozone water cleaning step for further forming an oxide film on the wafer surface after the cleaning with the hydrofluoric acid solution by ozone water cleaning. A method for cleaning a wafer, comprising:
【請求項2】 前記フッ酸溶液洗浄工程は、ウエハ表面
に形成された酸化膜をウエハ表面側の一層のみを残して
剥離するものであることを特徴とする請求項1に記載の
ウエハ洗浄方法。
2. The wafer cleaning method according to claim 1, wherein in the hydrofluoric acid solution cleaning step, the oxide film formed on the wafer surface is peeled off leaving only one layer on the wafer surface side. .
【請求項3】 前記フッ酸溶液洗浄工程は、濃度約0.
5%の前記フッ酸溶液により約5秒間の洗浄処理を行う
ものであることを特徴とする請求項1又は2に記載のウ
エハ洗浄方法。
3. The hydrofluoric acid solution washing step has a concentration of about 0.
3. The wafer cleaning method according to claim 1, wherein the cleaning process is performed with the 5% hydrofluoric acid solution for about 5 seconds.
【請求項4】 前記第1オゾン水洗浄工程終了後で前記
フッ酸溶液洗浄工程前のウエハ表面を、機械的に洗浄す
る機械的洗浄工程を更に含むことを特徴とする請求項1
〜3のいずれか1項に記載のウエハ洗浄方法。
4. A mechanical cleaning step of mechanically cleaning the wafer surface after the first ozone water cleaning step and before the hydrofluoric acid solution cleaning step is further included.
4. The wafer cleaning method according to any one of 3 to 3.
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