JP3901094B2

JP3901094B2 - シリコンウエーハの保管用水及び保管方法

Info

Publication number: JP3901094B2
Application number: JP2002574116A
Authority: JP
Inventors: 達夫阿部; 謙一金沢; 昭宮下; 憲男樫村
Original assignee: Shin Etsu Handotai Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Handotai Co Ltd
Priority date: 2001-03-16
Filing date: 2002-03-11
Publication date: 2007-04-04
Anticipated expiration: 2022-03-11
Also published as: EP1298715B1; JPWO2002075798A1; US20030139067A1; TW565887B; EP1298715A4; KR100853000B1; EP1298715A1; WO2002075798A1; US8303722B2; KR20030007616A

Description

技術分野
本発明は、シリコンウエーハ（単にウエーハと言うこともある）を保管するための保管用水及び保管方法、シリコンウエーハのシャワー水及びシャワー方法、並びにシリコン鏡面ウエーハの製造方法に関し、特にシリコンウエーハの製造工程中で行われる研磨直後の表面状態が活性なシリコンウエーハ等を水中で保管するための保管用水及び保管方法等に関する。
背景技術
一般にシリコンウエーハの製造は、チョクラルスキー法などにより単結晶棒を引上げ、この単結晶棒（インゴット）をスライスして薄円板状のウエーハを得るスライス工程と、該スライス工程によって得られたウエーハの割れ、欠けを防止するためにその外周部を面取りする面取り工程と、このウエーハを平坦化するラッピング工程と、面取り及びラッピングされたウエーハに残留する加工歪みを除去するエッチング工程と、このウエーハ表面を鏡面化する研磨工程と、研磨されたウエーハを洗浄し付着した研磨剤や異物を除去する洗浄工程を有している。
前記シリコンウエーハの製造工程は、主な工程を示したものであり、他に平面研削工程や熱処理工程等の工程が加わったり、工程順が入れ替えられたり、また、同一工程を複数段実施したりする場合がある。
その後検査等を行い、デバイス製造会社（工程）に送られ、前記シリコンウエーハ上に絶縁膜や金属配線を形成し、メモリー等のデバイスが製造される。
シリコンウエーハの製造では各工程間で装置能力や装置トラブル等により次工程に投入される前に待ち時間が生じることがある。この場合、シリコンウエーハの状態に適した方法で保管しておく必要がある。例えば、研磨工程後のウエーハは、次工程に洗浄工程があり、この工程に送られるまでの待ち時間には水中で保管されるのが通常である。これは、ウエーハを大気中で保管したのでは、研磨スラリーの乾燥に起因したスラリーの固着が起こり、次工程の洗浄工程での除去が困難になるためである。
また、例えば研磨工程が、ワックスでウエーハを保持プレートに保持して研磨するワックスマウント方式の場合、研磨終了後ウエーハにシャワー水をかけて保持プレートからウエーハを剥がす工程がある。また、ワックスマウント方式でなくともウエーハにシャワー水をかけてウエーハをシャワーすることが行われる。
一方、ウエーハに対する品質要求はますます厳しくなり、例えばウエーハ表面の金属汚染や面粗さに十分注意する必要がでてきた。これらは、例えば酸化膜耐圧（ＧＯＩ：ＧａｔｅＯｘｉｄｅＩｎｔｅｇｒｉｔｙ）やヘイズ（ＨＡＺＥ：マイクロラフネスともいわれる）などのウエーハ品質の項目として良品、不良品などの判別が行われている。また、現行のウエーハの品質規格で問題のないウエーハであっても、デバイス製造工程などで歩留まりの低下が生じることがある。この所定規格を満足するにもかかわらず歩留まりの低下が生じる原因は種々考えられるが、ウエーハ製造工程においては、特に研磨工程後のウエーハへのシャワーやウエーハ液中保管の影響が大きい事がわかってきた。これは研磨直後のウエーハ表面は活性な面であり、雰囲気、保管用水等の影響がウエーハ品質の低下につながる可能性が大きく、またウエーハ製造の最終工程であるのでその後のウエーハ表面の改善が難しいためである。一方、研磨スラリーの固着等を防ぐためには、シリコンウエーハにシャワーや液中保管を行うことは必要不可欠である。従って研磨直後の保管やシャワーには十分に注意をはらう必要がある。
このため、従来からシリコンウエーハの各製造工程は、クリーン度、気圧、温度等の環境が厳重に制御・管理されたクリーンルーム内で行われていた。クリーンルーム内では、室温は２０〜２５℃に保たれ、その中で使用される保管用水やシャワー水も２０〜２５℃の温度に制御・管理されていた。しかし、このような管理下でもウエーハの品質の低下が生じる場合があった。
このウエーハ品質の低下の原因は明確でないが、保管用水またはシャワー水によるウエーハ表面のわずかな面粗れや金属汚染、その他ウエーハ表面に対する作用によるものと考えられる。
従って、この保管に用いる薬液（保管用水）やシャワー水には、エッチング効果が殆どないことが要求される。洗浄に用いられる薬液等は、通常ウエーハ表面をわずかにエッチングする作用があり、時間と共にウエーハの表面状態が変化する。保管用水でウエーハを保管する場合、保管時間が工程の状況により様々であるため、バラツキを防止し同じ表面状態のウエーハを維持するには時間による影響があってはならない。
このため、研磨後のウエーハを保管する方法として、ウエーハ表面の汚れを防止するために過酸化水素水中に浸漬する方法（特開平７−２６３４０３）や表面粗さの悪化を防止するためオゾンを含む純水中に保管する方法（特開平８−８３７８３）、耐圧不良を防止するために保管用水中の金属（Ｃｕ）濃度を管理する方法（特開平１１−１９１５４３）、金属汚染による耐圧不良を防止するためにキレート剤を添加する方法（特開平１１−２４３０７３）、パーティクルを除去するために電解カソード水又は電解アノード水を保管用水として用いる方法（特開２０００−４９１２７、特開２０００−４９１２８）、その他、界面活性剤やクエン酸等を添加する方法も開発されている。
このような保管用水を用いる事で、金属汚染の防止や面粗さの悪化の防止ができ、酸化膜耐圧やヘイズ等のウエーハ品質の劣化はある程度防止できる。しかし、上記のような保管用水を用い、シャワー水の清浄度やクリーンルーム内の環境に注意を払っても、下記ＳＣ１評価法により評価を行なうと更にウエーハ品質に差が生じることがあった。
ＳＣ１評価法は、例えば、アンモニア水、過酸化水素水、水から成る薬液を用い、ウエーハの表面を繰り返し（又は長時間）エッチングし、ウエーハ表面の欠陥を顕在化し、その後ＬＰＤ（ＬｉｇｈｔＰｏｉｎｔＤｅｆｅｃｔ）の数または増加の状態を確認することでウエーハ品質を評価する方法である（ＳＣ１−ＲＴ又はＳＣ１長時間エッチング評価法等といわれる。以下単にＳＣ１評価法と称す）。
この方法により評価されるウエーハ品質は、ウエーハにおける欠陥、主にシリコンのインゴット成長中に発生する結晶欠陥であるＣＯＰ（ＣｒｙｓｔａｌＯｒｉｇｉｎａｔｅｄＰａｒｔｉｃｌｅｓ）や加工時に形成される加工ダメージ及び金属などの外部汚染源による欠陥が検出されることが知られている。しかしこれ以外にもウエーハ品質に影響する欠陥等を高感度で検出していると考えられる。
保管用水またはシャワー水によるウエーハ品質の低下の具体的な原因は不明であるが、上記したＳＣ１評価法などで良品と不良品の違いが確認できた。
発明の開示
本発明は上記問題点に鑑みたものであり、ウエーハ品質の低下を防止し、特にＳＣ１評価法で問題のない程度の品質とし、しかも管理が容易であるシリコンウエーハの保管方法、およびシャワー方法、並びにシリコン鏡面ウエーハの製造方法を提供する事を目的とする。
本発明は上記課題を解決するために、本発明のシリコンウエーハの保管用水は、シリコンウエーハを液中で保管するために用いる保管用水において、保管用水の液温が０〜１８℃であることを特徴とする。このように保管用水の温度を、従来クリーンルーム内で用いられていた保管用水の温度である２０〜２５℃に比べて低温にすることでＳＣ１評価法であらわれるようなウエーハ品質の低下が防止できる。
前記保管用水は純水であることが好ましい。不純物の少ない純水で保管する事でウエーハ品質を安定に保持できる。
更に金属汚染やウエーハ表面粗れを防止するために、キレート効果を有する物質や酸化剤、界面活性剤等が添加されている保管用水でもよい。このような保管用水を用いると、たとえ保管用水中に金属汚染があった場合でも、ＳＣ１評価法であらわれるようなウエーハ品質の低下が防止できると共に、またウエーハに残留した研磨剤によるエッチング等も防止でき、酸化膜耐圧やヘイズ等のウエーハ品質も低下させることなく、より安定に維持できる。
このようにウエーハを保管する保管用水の温度を通常用いられている保管用水の温度より低温にして管理する事でＳＣ１評価法にあらわれるようなウエーハ品質の低下を防止できる。
このような保管方法は、特にシリコンウエーハ表面にシリコンが露出した状態のシリコンウエーハを保管する場合に好適である。例えば、シリコンウエーハ表面にシリコンが露出した状態のシリコンウエーハとは、研磨工程で研磨した直後のウエーハで、シリコンウエーハ表面に絶縁膜やその他の膜が形成されていないベアな（シリコンが露出した状態の）シリコン表面であるウエーハである。研磨直後のウエーハの表面は非常に活性で表面粗れを起こしたり金属等を吸着しやすく雰囲気の影響を受けやすい。
なお、デバイス製造工程で余分な金属を化学機械研磨で研磨した後に、ウエーハを保管するために、研磨剤に含まれる酸化剤が金属配線を腐食する化学反応の速度を低下させる温度の純水を用いウエーハを保管する技術（特開２０００−２７７４７０）も開発されている。本発明で保管するウエーハはシリコンウエーハであり、その表面には金属配線など形成されていない状態の表面であり、化学的作用が全く異なると考えられる。
また本発明は、シリコンウエーハのシャワー水であって、液温が０〜１８℃であることを特徴とするシリコンウエーハのシャワー水である。
このように、液温を従来クリーンルーム内で用いられていた２０〜２５℃のシャワー水よりも冷却された、液温が０〜１８℃のシャワー水とすることにより、ウエーハ表面の欠陥の発生を抑えることが可能となる。
この場合、前記シャワー水は純水から成るものであることが好ましい。
冷却された不純物の少ない純水をシャワー水とすることにより、シャワー水によりウエーハを汚染することを防ぐとともにＳＣ１評価法により観察される欠陥の低減をはかることができる。
そして本発明は、シリコンウエーハをシャワーする方法において、シャワー水として本発明のシャワー水を用いてシリコンウエーハをシャワーすることを特徴とするシリコンウエーハをシャワーする方法である。
このように本発明のシャワー水を用いてシリコンウエーハをシャワーすることにより、ＳＣ１評価法にあらわれるようなウエーハ品質の低下を効果的に防止できる。
このようなシリコンウエーハをシャワーする方法は、特にシリコンウエーハ表面にシリコンが露出した状態のシリコンウエーハをシャワーする場合に好適である。例えば、研磨工程で研磨した直後のウエーハで、シリコンウエーハ表面に絶縁膜やその他の膜が形成されていないベアなシリコン表面であるウエーハである。研磨直後のウエーハの表面は非常に活性で表面粗れを起こしたり金属等を吸着しやすく雰囲気の影響を受けやすい。
また本発明は、シリコンウエーハの保管方法であって、液温が０〜１８℃のシャワー水を用いてシリコンウエーハをシャワーし、次に液温が０〜１８℃の保管用水を用いてシリコンウエーハを液中保管することを特徴とするシリコンウエーハの保管方法である。
このように、従来より低温の液温０〜１８℃のシャワー水を用いてシリコンウエーハをシャワーすることにより、欠陥の発生を抑えつつ固定用ワックス等を除去することができる。また、次に従来より低温の液温０〜１８℃の保管用水を用いてシリコンウエーハを液中保管することにより、欠陥の発生を抑えつつシリコンウエーハを液中保管することが可能となる。
また本発明は、シリコン鏡面ウエーハの製造方法であって、少なくとも、シリコンウエーハを研磨して研磨面を鏡面化する工程、該鏡面化されたシリコンウエーハを液温が０〜１８℃に保持された保管用水に保管する工程、該保管されたシリコンウエーハを洗浄する工程とを含むことを特徴とするシリコン鏡面ウエーハの製造方法である。
このように研磨工程終了後から洗浄工程までの間を、従来のクリーンルームで管理・制御されていた２０〜２５℃の保管用水より低温である０〜１８℃に保持した保管用水に保管することにより、ＳＣ１評価法にあらわれるようなウエーハ品質の低下を効果的に防止することができる。
この場合、前記シリコンウエーハを研磨して研磨面を鏡面化する工程の後、該鏡面化されたシリコンウエーハを液温が０〜１８℃に保持されたシャワー水によりシャワーする工程を行い、その後に前記鏡面化されたシリコンウエーハを液温が０〜１８℃に保持された保管用水に保管する工程を行うことが好ましい。
このように研磨工程終了後に、従来用いられていたシャワー水より低温である液温を０〜１８℃に保持したシャワー水によりシャワーすることにより、ＳＣ１評価法により検出されるような欠陥の発生を防止しつつ固定用ワックスや研磨スラリーを効果的に除去することができる。
以上述べたごとく、本発明によれば、ウエーハ表面品質を悪化させることなく保管またはシャワーしてシリコン鏡面ウエーハを製造することができる。特に酸化膜耐圧やヘイズの評価では検出できない程度の微弱なウエーハ品質（ＳＣ１評価法で見られる程度のたいへん微弱なウエーハ品質）を良好な状態で安定して維持することができる。また保管用水、シャワー水の管理も容易である。
発明を実施するための最良の形態
以下に本発明の実施形態を説明する。
本発明で用いられる保管用水やシャワー水は、主に純水（超純水）からなる保管用水、シャワー水であり、その液温が従来クリーンルーム内で用いられていた２０〜２５℃の保管用水やシャワー水よりも低温である０〜１８℃であることを特徴とする。ウエーハ品質を安定させるには保管用水やシャワー水の温度はなるべく低温にすることが好ましい。そこで超純水が凍らない温度であり熱交換器（冷却器）の能力等を考慮し、０℃以上、好ましくは１０℃以上とすることが好ましい。上限はウエーハ品質が安定している範囲を考慮し１８℃、更に好ましくは１６℃以下の低温とする。これ以上高温にすると純水でも長時間の保管やシャワーで品質の低下を招く可能性が大きくなる。
更に保管用水やシャワー水には純水以外に金属汚染や面粗れ等を防止するために従来から使用されている種々の添加剤が添加されていても良い。
例えば保管用水に酸化剤が添加されてもよい。酸化剤は特に限定されないが、表面を親水性にしてパーティクルの付着等を防止するものが好ましい。例えば従来から使用されている過酸化水素水やオゾン水などを用いればよい。なお、過酸化水素水であれば、０．０１〜３０重量％の濃度、オゾン水であれば、０．５ｐｐｍ以上のオゾン濃度にすると表面粗さ（ヘイズ）等の悪化も効率的に防止できる。
他に保管用水にキレート効果を有する物質が添加されてもよい。キレート効果を有する物質は特に限定されないが、ウエーハ表面への金属汚染を防止できるものが好ましい。例えばＮＴＡ（ニトロ三酢酸）、ＥＤＴＡ（エチレンジアミン四酢酸）等のキレート生成能が非常に高いキレート剤やクエン酸等の酸性側でキレート効果のある物質が好ましい。保管用水にどの程度の金属汚染が生じるかにもよるが、ＥＤＴＡ等のキレート生成能の高いキレート剤は０．０５ｍｏｌ／リットル以上、クエン酸であれば、０．０００１〜０．１重量％程度の添加をすれば金属汚染、特に酸化膜耐圧を低下させるようなウエーハ品質の悪化が防止できる。
更に保管用水に界面活性剤が添加されてもよい。常温の純水では水中に長時間保管した場合面粗れが生じることがあった。これを防ぐために界面活性剤を添加するのが効果的である。液温が０〜１８℃と低温の純水では面粗れがほとんど発生しないが、界面活性剤の添加でより効果的に面粗れを抑制できる。界面活性剤は、ウエーハの表面を保護するものであれば特に限定されないが、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル等の非イオン界面活性剤が好ましい。この界面活性剤の濃度を０．０１〜０．１容量％程度（正確には臨界ミセル濃度以上）添加すると効果的に面粗れ（ヘイズの悪化）の防止やパーティクルの付着が防止できる。
なお、ＮＴＡ等のキレート剤は、純水に対する溶解度が小さいためアンモニア水等で溶解することがありアルカリ性の保管用水となるため面粗れが生じやすい。このため界面活性剤等の表面粗れを防止する添加剤を組み合わせて添加しても良い。また保管用水は中性から酸性にかけての保管が好ましい。クエン酸を添加した場合、酸性であり更にキレート効果もあるため、表面粗さ及び酸化膜耐圧などの悪化を防止できる。またクエン酸と界面活性剤を組み合わせることなどもできる。
このように従来使用されている保管用水やシャワー水でも、液温を０〜１８℃に管理し保管する事で、更に安定した品質でウエーハを保管する事ができる。
本発明の保管用水やシャワー水に用いる純水は、通常の超純水製造装置により製造すればよい。また冷却方法も特に限定しないが、この超純水製造装置にチラー水（氷混合水）や冷媒と熱交換する等の冷却方式を用いてもよく、また保管用水の保管容器（保管槽）やシャワー水の流出経路に冷却手段を設けて温度を管理してもよい。
保管容器には、保管用水を供給する供給手段（供給管等）と排出するための配水手段（配水管等）が設けてある。なお、保管用水は連続的に供給（オーバーフロー方式）しても、定期的に交換（バッチ方式）してもよい。
このような保管容器を研磨工程後、洗浄工程前に配置する。研磨工程では種々の形式の研磨装置が用いられており、本発明では特にこれを限定するものではない。保管容器の設置位置の一例として、例えばウエーハをワックスで保持プレートに接着保持するワックスマウント方式による研磨装置では、保持プレートからウエーハを剥離した後に保管容器を設ける。複数のウエーハをウエーハ収納カセットに入れ、これを保管用水に浸漬する。
さらに、上記のようなワックスマウント方式による研磨装置で保持プレートからウエーハを剥離する際に、本発明のシャワー水を用いてウエーハをシャワーすることにより、研磨剤を除去するとともに、ＳＣ１評価法により検出できるような欠陥の発生を効果的に防止することができる。もちろん、本発明のシャワー水を用いてウエーハをシャワーした後に液温が０〜１８℃の保管用水中にウエーハを保管しても欠陥の発生は効果的に防止することができる。
あるいは、上記のようなワックスマウント方式による研磨を行う場合に限られず、他の方法による研磨の場合でも、液温が０〜１８℃のシャワー水を用いて、シリコンウエーハをシャワーし、次に液温が０〜１８℃の保管用水を用いてシリコンウエーハを液中保管することにより、欠陥の発生を防止できる。ウエーハを液中保管せずにシャワー後に洗浄しても同様の効果が得られる。
以下に実施例をあげて本発明をさらに具体的に説明するが、これらの実施例は例示的に示されるものであり限定的に解釈されるべきものではない。
実験条件：試料ウエーハとして、Ｐ型、結晶方位＜１００＞、直径２００ｍｍ（８インチ）のシリコンウエーハを用意した。この試料ウエーハでは、ＣＯＰ等の欠陥が極力少なくなるような方法で引上げられたインゴットを一般的に行われる一連のウエーハ加工工程を経て鏡面研磨まで実施したものである。最終的な研磨工程では、ワックスで試料ウエーハを保持プレートに接着し、発泡ウレタン樹脂製研磨パッド、界面活性剤が添加されているコロイダルシリカ研磨剤（ｐＨ＝１０．５）を用い、研磨荷重（２５０ｇ／ｃｍ^２）、研磨時間（１０ｍｉｎ）の研磨条件で、試料ウエーハの一主面の研磨を行なっている。
以上のような研磨を行った後、試料ウエーハを保持プレートから剥がし、次工程の洗浄工程に送る前に、保管用水中に保管した。
（実施例１）
保管容器として、３２０×６００×２８０（ｍｍ^３）の石英ガラス製の水槽を用いた。容器底部の純水供給管より純水を供給し、容器上部から排出している。保管用水として純水を用い、液温を１６℃に管理しウエーハを保管した。純水はチラー水による冷却方式により温度管理し、上記保管容器に５リットル／分の流量（オーバーフロー方式）で供給した。
（比較例１）
保管用水として純水を用い、液温を常温の２５℃に管理しウエーハを保管した。実施例１と同様に保管容器に５リットル／分でオーバーフローを行いながら保管した。
上記試料ウエーハの保管用水中での保管時間を、１、２、４、８、１２時間とし、保管後に試料ウエーハの洗浄を行なった。洗浄は一般的な洗浄方法で２８重量％アンモニア水、３０重量％過酸化水素水、純水の比が１：１：１０の洗浄用のＳＣ１液（液温８０℃）を用い５分間洗浄し、更に３６重量％塩酸、３０重量％過酸化水素水、純水の比が１：１：２０のＳＣ２液（液温８０℃）を用い５分間洗浄した。
その後のウエーハ品質としてヘイズ及び酸化膜耐圧（ＧＯＩ）を確認した。ヘイズはウエーハ表面粗さを示し、ウエーハ品質の良し悪しの判断ができる。ＧＯＩはウエーハ品質（絶縁膜の信頼性）を評価する上で最も重要なパラメータのひとつであり、ウエーハ品質の良否を判断することができる。
ヘイズの評価には、ＬＳ−６０３０ヘイズモード（日立電子エンジニアリング社製）で測定した。その評価値（ｂｉｔ）は、値が大きいほど面が粗いことを示す。
ＧＯＩ評価は、ウエーハ上に絶縁膜であるゲート酸化膜厚が２５ｎｍであるＭＯＳキャパシタを形成し評価を行った。酸化膜耐圧評価は、前記ＭＯＳキャパシタにステップ的に電界を印加して、前記ＭＯＳキャパシタの絶縁破壊電界強度を測定する方法（電界破壊分布：ＴＺＤＢ法；ＴｉｍｅＺｅｒｏＤｉｅｌｅｃｔｒｉｃＢｒｅａｋｄｏｗｎ）と、一定電界を印加して、経過時間とともに前記ＭＯＳキャパシタが破壊される率を電界の大きさを変更して測定する方法（経時破壊分布：ＴＤＤＢ法；ＴｉｍｅＤｅｐｅｎｄｅｎｔＤｉｅｌｅｃｔｒｉｃＢｒｅａｋｄｏｗｎ）で行った。
ＴＺＤＢ法の測定結果では初期短絡により絶縁破壊を生じるＡモード、電界強度が１ＭＶ／ｃｍ以上８ＭＶ／ｃｍ以下の範囲で絶縁破壊を生じるＢモード、破壊すること無く所定の電界に達した（絶縁破壊が８ＭＶ／ｃｍ以上である）Ｃモード（良品）で表される。本実施例及び比較例では判定電流値を１ｍＡ／ｃｍ^２、ゲート面積８ｍｍ^２で行った。
ＴＤＤＢ法の測定結果も同様に初期に絶縁不良を生じるαモード（不良品）、流れたトータルの電荷量が５Ｃ／ｃｍ^２より小さい範囲で絶縁破壊を生じるβモード（準良品）、絶縁破壊を生じない（５Ｃ／ｃｍ^２以上で絶縁破壊する）γモード（良品）で表される。本実施例及び比較例の保管用水に保管したウエーハの評価にはストレス電流値１ｍＡ／ｃｍ^２、測定温度１００℃、ゲート面積４ｍｍ^２で行った。ＴＺＤＢ及びＴＤＤＢともにウエーハ１枚当たり１００チップのＭＯＳキャパシタを形成し各モードの収率を評価した。
ヘイズの評価結果を表１に示した。評価結果の値が小さいほど面粗さが小さい（良い）ことを示し、評価結果が大きいほど面粗さが大きい（悪い）ことを示す。今回の例では、実施例１及び比較例１共に殆どヘイズの悪化は見られなかった。なお、常温の純水のみでウエーハを保管した場合、ヘイズの悪化が見られる事がある。今回用いた試料ウエーハのヘイズは４０（ｂｉｔ）程度であり、また長時間の保管を行なっても純水によるヘイズの悪化は見られなかった。これは研磨剤中に含まれる界面活性剤によりウエーハ表面が保護された状態で保管されていたためである。

ＧＯＩ評価結果を表２に示した。ＧＯＩ評価結果には、各保管用水中に保管したウエーハのＴＺＤＢのＣモードの割合（良品率）及びＴＤＤＢのα、β、γモードの割合を示す。実施例１では長時間同じ状態を維持しているが、比較例１ではＴＺＤＢのＣモード（良品）やＴＤＤＢのγモード（良品）の割合が徐々に減少している。なお、常温の純水のみでウエーハを保管した場合、酸化膜耐圧の悪化が見られる事がある。今回用いた試料ウエーハではそれ程大きく品質の低下は見られなかった。これは外部からの金属の汚染などがほとんどなく高純度な状態で保管されていたためであると思われる。

更にウエーハ品質としてＳＣ１評価法による評価を行なった。これは上記のようにヘイズや酸化膜耐圧の評価では、ウエーハ品質の差がそれ程顕著には見られない事があるためである。ＳＣ１評価法によって酸化膜耐圧の評価やヘイズの評価では明確にならなかったウエーハ品質の差を観察するためである。
具体的にはＳＣ１評価法に用いる処理容器を塩酸等の酸溶液により洗浄し、次に、２８重量％アンモニア水と３０重量％の過酸化水素水と純水を容量比で１０：２：１００で調合した評価用のＳＣ１液（処理液）を用意し、処理容器内に入れた。このような処理液を８０℃に保持し、先に研磨した試料ウエーハを薬液中に浸漬し、エッチングを４０分間行った。その後、純水でリンスし、ＩＰＡにより乾燥後、パーティクルカウンターＬＳ−６５００（日立電子エンジニアリング社製）で、ウエーハ上の０．１２μｍ以上のＬＰＤ数をカウントした。なお、以下のＬＰＤ数は、複数枚のウエーハを評価した平均値で示してある。
その結果を表３に示す。実施例１の保管用水ではＬＰＤ数が約９０個であり、また保管時間を変えてもＬＰＤ数はそれ程変化せず安定したレベルであった。一方比較例１では保管し始めはＬＰＤ数が９５個であるが、保管時間が長くなるに従い増加し、１２時間の時点で１８５個と約２倍に増加している。これはウエーハ品質が悪化している事を意味する。
なお、ＧＯＩ評価とＳＣ１評価法は破壊検査であるので、実施例１および比較例１では各評価項目に必要な複数のウエーハを保管条件ごとに処理した。後述する他の実施例、比較例においても複数項目の評価を行なった例では同一条件で複数のウエーハを処理した。

なお、今回用いた試料ウエーハを保管用水に浸漬することなしに、研磨後、直ちに洗浄を行い、今回の評価条件で評価すると検出されるＬＰＤ数は、ほぼ８０〜１００個の範囲であり、１２０個を越えるようなことはなかった。つまり保管用水によりウエーハ品質の低下が起こらないとすれば保管用水に浸漬後にこのレベルを維持しているはずである。これ以上のＬＰＤ数が観察された場合、ウエーハ品質が低下していることを示し、比較例１の結果は保管用水の温度が高かったことによる影響であることがわかる。
（実施例２〜４、比較例２〜４）
次に実施例１の条件で、保管用水の温度が、１０℃（実施例２）、１３℃（実施例３）、１８℃（実施例４）、２０℃（比較例２）、３０℃（比較例３）、４０℃（比較例４）と調整し、ＳＣ１評価法による評価を行なった。保管時間は１２時間である。
その結果、実施例２ではＬＰＤ数が８５個であり、実施例３では８２個、実施例４では８８個であった。同条件で保管したウエーハ間のバラツキも殆どなかった。一方、比較例２では１１９個であり、比較例３では２１２個、比較例４では２４５個となった。この結果により明らかに保管用水が高温になるにつれ、ウエーハの品質が低下していることがわかる。また複数枚評価したウエーハの中でも２０℃近辺よりＬＰＤ数が増加するウエーハとそうでないウエーハが存在し、高温になるにつれ、ウエーハ間のバラツキも大きくなった。このように２０℃程度を境にＬＰＤ数の増加が多くなることからウエーハ品質を安定に維持するには少なくとも１８℃以下とし、好ましくは１６℃以下に管理することが必要である。
（実施例５）
保管用水に酸化剤を添加した。酸化剤として過酸化水素水を用いた。過酸化水素濃度が１．０重量％となるようにした純水を保管用水として用いた。この保管用水を１６℃の低温に管理し、２リットル／分のオーバーフロー方式で供給した状態で前記と同様の試料ウエーハを浸漬し、１２時間保管した。この結果、ＳＣ１評価法による評価でＬＰＤ数は８８個であり、通常レベルを維持していた。
（比較例５）
保管用水の温度を常温（２５℃）とした以外は、実施例５と同じ条件で試料ウエーハを保管した。ＳＣ１評価法による評価結果でＬＰＤ数は１５３個であり、比較例１の純水のみで保管している時よりは良好なものの実施例５に比べるとウエーハ品質が低下していることが観察できる。なお、実施例５のヘイズを評価したところ４０〜４１（ｂｉｔ）であり良好なレベルを維持していた。
（実施例６）
保管用水にキレート効果を有する物質を添加した。キレート効果を有する物質としてクエン酸を０．００５重量％となるように純水中に添加した保管用水を用いた（この時のｐＨ＝４．１）。この保管用水を１６℃の低温に管理し、ため水状態（バッチ方式）にして試料ウエーハを浸漬し、１２時間保管した。この結果、ＳＣ１評価法による評価でＬＰＤ数は８３個であった。
（比較例６）
保管用水の温度を常温（２５℃）とした以外は、実施例６と同じ条件で試料ウエーハを保管した。ＳＣ１評価法による評価結果でＬＰＤ数は１４９個であり、実施例６に比べるとウエーハ品質が低下していることが観察できる。なお、実施例６のヘイズを評価したところ４０〜４１（ｂｉｔ）であった。また酸化膜耐圧のＴＤＤＢのγモードも８０％を維持していた。
（実施例７）
保管用水に界面活性剤を添加した。純水に界面活性剤として和光純薬製界面活性剤ＮＣＷ６０１Ａを０．０１重量％となるようにした保管用水を用いた。この保管用水を１６℃の低温に管理し、ため水状態（バッチ方式）にし試料ウエーハを浸漬し、１２時間保管した。その結果、ＳＣ１評価法による評価でＬＰＤ数は８９個であり良好であった。
（比較例７）
保管用水の温度を常温（２５℃）とした以外は、実施例７と同じ条件で試料ウエーハを保管した。ＳＣ１評価法による評価結果でＬＰＤ数は１４６個であり、実施例７に比べるとウエーハ品質が低下していることが観察できる。なお、実施例７のヘイズを評価したところ４０〜４１（ｂｉｔ）であり良好なレベルを維持していた。またパーティクルレベルも良好であった。
以上のように、純水のみでなく酸化剤などを添加した保管用水に対しても、保管用水の液温を１８℃以下にすることで安定したウエーハ保管が実施できる。今回の実施例１や比較例１のように汚染がほとんどない工程では上記のような添加剤は必ずしも必要でないが、ヘイズや酸化膜耐圧の低下を効果的に防止するには上記のような添加剤を添加することが好ましい。
このように保管用水の液温を低温にすることでウエーハ品質を安定に維持できる。また温度の制御は比較的容易であるので保管用水の管理も簡便である。
（実施例８）
試料ウエーハとして実施例１と同様のシリコンウエーハを用意した。ただし、この実施例８においては、最終的な研磨工程でワックスで試料ウエーハを保持プレートに接着してから試料ウエーハの一主面の研磨を行なった後、液温１６℃のシャワー水によりシリコンウエーハをシャワーしつつ、試料ウエーハを保持プレートから剥がした。このウエーハを、ＳＣ１評価法によりＬＰＤ数を評価した。その結果、ウエーハ面内に７７個のＬＰＤが検出され、良好な結果であった。
（比較例８）
実施例８と同様に研磨直後のシリコンウエーハのＬＰＤをＳＣ１評価法で評価した。ただし、この比較例８では、最終的な研磨工程でワックスで試料ウエーハを保持プレートに接着してから試料ウエーハの一主面の研磨を行なった後、液温２５℃のシャワー水によりシリコンウエーハをシャワーしつつ、試料ウエーハを保持プレートから剥がした。このウエーハを、ＳＣ１評価法によりＬＰＤ数を評価した。評価結果は、ウエーハ面内に８９個のＬＰＤが検出され、実施例８に比べるとウエーハ品質が低下していることが観察できた。
このようにシャワー水の液温を１８℃以下と低温にすることでウエーハ品質の劣化を防止できる。これは研磨直後の最もウエーハ面が活性な時に冷却されたシャワー水を用いることで、その後保管されるウエーハの欠陥の初期値を低減できることを示唆するものである。そして、シャワー水の温度の制御は比較的容易であるので、シャワー水の液温の管理も簡便である。
（実施例９）
実施例８と同様の研磨直後に液温１６℃のシャワー水を用いてシャワーされた試料ウエーハを、実施例１と同様に保管用水として純水を用い、液温を１６℃に管理しウエーハを水中に保管した。保管用水中での保管時間を、１、２、４、８、１２時間と変化させ、各々の保管時間液中保管した後に試料ウエーハの洗浄を実施例１と同様に行なった。そして、各々の保管時間液中保管したウエーハについて、ＳＣ１評価法によりウエーハ面内のＬＰＤ数を評価した。
評価結果を実施例８の研磨直後のＬＰＤ数と併せて表４に示す。表４より、実施例９の方法により保管されたウエーハは、研磨直後からＬＰＤ数が少なく、液中保管時間が長時間に及んでも、ウエーハ品質の劣化が少ないことが判る。すなわち、鏡面研磨後、鏡面化されたシリコンウエーハを、液温を０〜１８℃に保持したシャワー水によりシャワーし、液温を０〜１８℃に保持した保管用水に保管した後に、洗浄工程に送ることにより、ウエーハ品質を高レベルに維持し、劣化を抑えることができることが判る。

（比較例９）
比較例８と同様の研磨直後に液温２５℃のシャワー水を用いてシャワーされた試料ウエーハを、比較例１と同様に保管用水として純水を用い、液温を２５℃に管理しウエーハを保管した。保管用水中での保管時間を、１、２、４、８、１２時間と変化させ、各々の保管時間液中保管した後に試料ウエーハの洗浄を実施例１と同様に行なった。そして、各々の保管時間液中保管したウエーハについて、ＳＣ１評価法によりウエーハ面内のＬＰＤ数を評価した。
評価結果を比較例８の研磨直後のＬＰＤ数と併せて表４に併記した。表４より、比較例９の方法により保管されたウエーハは、研磨直後からＬＰＤ数が多く、液中保管時間が長時間になればなるほど、ウエーハ品質の劣化が大きくなることが判る。すなわち、鏡面研磨後、鏡面化されたシリコンウエーハを、従来のように２５℃程度の液温のシャワー水でシャワーし、２５℃程度の液温の保管用水で保管してから洗浄工程に送った場合は、ウエーハ品質の劣化が著しいことが判る。
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。本実施例の保管時間は最長１２時間で実施したが、保管用水に保管される時間は、工程の状況により様々である。本保管用水及び保管方法では、保管時間に関係なく安定した保管を実施することができる。
また、本発明の保管用水、シャワー水及び保管方法、シャワー方法は、表面にベアなシリコンが表れているウエーハの保管であれば研磨工程直後の保管やシャワー以外にも、エッチング工程や平面研削工程、ＨＦ処理後のウエーハ、またエピタキシャル成長後のウエーハ保管でも同様に適用することができる。

Claims

シリコン鏡面ウエーハの製造工程におけるシリコンウエーハの保管方法であって、シリコンウエーハを研磨して研磨面を鏡面化した後、液温が０〜１８℃のシャワー水を用いて前記シリコンウエーハをシャワーし、次に液温が０〜１８℃の保管用水を用いて前記シリコンウエーハを液中保管することを特徴とするシリコンウエーハの保管方法。
シリコン鏡面ウエーハの製造方法であって、少なくとも、シリコンウエーハを研磨して研磨面を鏡面化する工程、該鏡面化されたシリコンウエーハを液温が０〜１８℃に保持されたシャワー水によりシャワーする工程を行い、その後に前記鏡面化されたシリコンウエーハを液温が０〜１８℃に保持された保管用水に保管する工程、該保管されたシリコンウエーハを洗浄する工程とを含むことを特徴とするシリコン鏡面ウエーハの製造方法。