JP6996438B2 - 半導体ウェーハの洗浄方法、および該洗浄方法を用いた半導体ウェーハの製造方法 - Google Patents
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Description
(1)半導体ウェーハを洗浄槽内のオゾン水に浸漬して洗浄する半導体ウェーハの洗浄方法であって、
前記洗浄槽の下方から前記洗浄槽内に前記オゾン水を供給しつつ、前記洗浄槽の上方から前記洗浄槽外に前記オゾン水をオーバーフローさせて、
その後、前記オゾン水の供給を停止して、
その後、前記半導体ウェーハを前記洗浄槽内の前記オゾン水に浸漬して、
その後、前記洗浄槽の下方から前記洗浄槽内に前記オゾン水を再び供給しつつ、前記洗浄槽の上方から前記洗浄槽外に前記オゾン水を再びオーバーフローさせる
ことを特徴とする半導体ウェーハの洗浄方法。
図1(A)を参照して、本発明の一実施形態において用いることができる半導体ウェーハの洗浄装置の一例を説明する。
以下では、図1(A)~(D)を参照して、上述した洗浄装置を用いて行うことが可能な半導体ウェーハの洗浄方法の一例を説明する。
図1(A)を参照して、第1工程では、洗浄槽1の下方から洗浄槽1内にオゾン水を供給しつつ、洗浄槽1の上方から洗浄槽1外にオゾン水をオーバーフローさせる。これにより、洗浄槽1内のオゾン水は、常に新しいオゾン水に置換されるので、そのオゾン濃度が一定に保たれる。この時、洗浄槽1内では、その下方から上方に向かってオゾン水の上昇流が生じている。
図1(B)を参照して、第2工程では、洗浄槽1へのオゾン水の供給を停止する。これにより、第1工程で生じたオゾン水の上昇流が抑制される。この技術的意義については後述する。なお、第2工程は、調整弁4を閉じることにより行えばよい。
図1(C)を参照して、第3工程では、半導体ウェーハWを洗浄槽1内のオゾン水に浸漬する。
図1(D)を参照して、第4工程では、洗浄槽1の下方から洗浄槽1内にオゾン水を再び供給しつつ、洗浄槽1の上方から洗浄槽1外にオゾン水を再びオーバーフローさせる。この時、洗浄槽1内では、その下方から上方に向かってオゾン水の上昇流が生じている。しかし、パーティクルが脱離してオゾン水の上昇流によって拡散したとしても、第3工程を経るとウェーハ表面には酸化膜が形成されているので、拡散したパーティクルは、活性面ではなく酸化膜上に付着する。そのため、その後のフッ酸洗浄で酸化膜を除去する際に、酸化膜上のパーティクルも同時に除去される。第4工程でも、第1工程と同様に、洗浄槽1内のオゾン水は、常に新しいオゾン水に置換され、そのオゾン濃度が一定に保たれる。なお、第4工程は、第1工程と同様にして行うことができる。
本実施形態に供することができる半導体ウェーハは、一般にオゾン洗浄に供するシリコンウェーハ等の半導体ウェーハであれば特に限定されない。ただし、本実施形態の効果をより顕著に得る観点からは、半導体ウェーハは、シリコンウェーハ上にシリコンエピタキシャル層が形成されたエピタキシャルシリコンウェーハ、あるいはシリコンウェーハに還元性雰囲気または不活性ガス雰囲気でのアニール処理を施したシリコンアニールウェーハであることが好ましい。これらの半導体ウェーハの主表面は活性面(疎水面)となっているからである。
本発明は、半導体ウェーハを製造する工程において、上述した洗浄方法を用いることを特徴とする。
単結晶シリコンインゴットを切り出して得られた直径:300mmのシリコンウェーハに対して、1000℃~1150℃の温度でエピタキシャル成長処理を施して、エピタキシャルシリコンウェーハを25枚作製した。なお、エピタキシャル成長条件は、原料ガスをトリクロロシランとし、、シリコンエピタキシャル層の厚さを2μmとした。そして、各エピタキシャルシリコンウェーハを図1(A)~(D)に示す洗浄方法に供した。
比較例では、発明例における第2,3工程の代わりに、洗浄槽の下方から洗浄槽内にオゾン水を供給しつつ、洗浄槽の上方からオゾン水をオーバーフローさせた状態で、洗浄槽内のオゾン水に各エピタキシャルシリコンウェーハを浸漬した。それ以外は、発明例と同様である。なお、ウェーハ下降時にオゾン水供給ノズルから供給するオゾン水の供給量を60000mm3/secとした。
各発明例および比較例で作製した各25枚のエピタキシャルシリコンウェーハについて、表面検査装置(KLA-Tencor社製:Surfscan SP-2)を用いて、DCOモード(Dark Field CompositeObliqueモード)でシリコンエピタキシャル層の表面を観察し、サイズが45nm以上のLPD(Light Point Defect)の個数を調べた。表1には、25枚の平均値を示す。
表1に示すように、比較例では、洗浄槽内のオゾン水の上昇流が抑制されていない状態で、エピタキシャルシリコンウェーハをオゾン水に浸漬した。そのため、シリコンエピタキシャル層の表面には付着物が多数残存しており、LPDを抑制することができなかった。これに対して、発明例では、洗浄槽内のオゾン水の上昇流が抑制された状態で、エピタキシャルシリコンウェーハをオゾン水に浸漬した。そのため、シリコンエピタキシャル層の表面の付着物を効果的に低減することができ、LPDを効果的に低減することができた。
2 オゾン水供給ノズル
3 オゾン水供給配管
4 調整弁
5 搬送アーム
6 チャックピン
W 半導体ウェーハ
Claims (8)
- 半導体ウェーハを洗浄槽内のオゾン水に浸漬して洗浄する半導体ウェーハの洗浄方法であって、
前記洗浄槽の下方から前記洗浄槽内に前記オゾン水を供給しつつ、前記洗浄槽の上方から前記洗浄槽外に前記オゾン水をオーバーフローさせて、
その後、前記オゾン水の供給を停止して、
その後、前記半導体ウェーハを前記洗浄槽内の前記オゾン水に浸漬して、
その後、前記洗浄槽の下方から前記洗浄槽内に前記オゾン水を再び供給しつつ、前記洗浄槽の上方から前記洗浄槽外に前記オゾン水を再びオーバーフローさせる
ことを特徴とする半導体ウェーハの洗浄方法。 - 前記オゾン水の供給を停止してから、前記オゾン水を再び供給するまでの時間を1秒以上30秒以下とする、請求項1に記載の半導体ウェーハの洗浄方法。
- 前記オゾン水の供給を停止してから、前記半導体ウェーハの下端を前記オゾン水の液面に接触させるまでの時間を1秒以上10秒以下とする、請求項2に記載の半導体ウェーハの洗浄方法。
- 前記半導体ウェーハ全体を前記オゾン水に浸漬してから、前記オゾン水を再び供給するまでの時間を1秒以上10秒以下とする、請求項2または3に記載の半導体ウェーハの洗浄方法。
- 前記洗浄に先立ち、前記半導体ウェーハにエピタキシャル成長処理を施す、請求項1~4のいずれか一項に記載の半導体ウェーハの洗浄方法。
- 前記洗浄に先立ち、前記半導体ウェーハに還元性雰囲気または不活性ガス雰囲気でのアニール処理を施す、請求項1~4のいずれか一項に記載の半導体ウェーハの洗浄方法。
- 前記半導体ウェーハは、シリコンウェーハである、請求項1~6のいずれか一項に記載の半導体ウェーハの洗浄方法。
- 半導体ウェーハを製造する工程において、請求項1~7のいずれか一項に記載の半導体ウェーハの洗浄方法を用いることを特徴とする半導体ウェーハの製造方法。
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