JPH01316937A - 半導体基板の洗浄方法 - Google Patents
半導体基板の洗浄方法Info
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- JPH01316937A JPH01316937A JP14894788A JP14894788A JPH01316937A JP H01316937 A JPH01316937 A JP H01316937A JP 14894788 A JP14894788 A JP 14894788A JP 14894788 A JP14894788 A JP 14894788A JP H01316937 A JPH01316937 A JP H01316937A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
半導体基板の洗浄方法の改良に関し、
ＲＣＡ洗浄法を使用して洗浄する場合に除去しにくい鉄
等の重金属、カルシウム、マグネシウム等をよく除去し
、半導体基板の表面の超清浄化を達成しうる半導体基板
の洗浄方法を提供することを目的とし、 少なくとも硝酸とフッ酸とを含む水溶液に半導体基板を
接触させ、表面エツチング速度を６０ｎｍ／分以下に制
御するように構成する。
等の重金属、カルシウム、マグネシウム等をよく除去し
、半導体基板の表面の超清浄化を達成しうる半導体基板
の洗浄方法を提供することを目的とし、 少なくとも硝酸とフッ酸とを含む水溶液に半導体基板を
接触させ、表面エツチング速度を６０ｎｍ／分以下に制
御するように構成する。
本発明は、半導体基板の洗浄方法の改良に関する。特に
、鉄などの重金層、カルシウム、マグネシウム等を容易
に除去しうるようにした半導体基板の洗浄方法に関する
。
、鉄などの重金層、カルシウム、マグネシウム等を容易
に除去しうるようにした半導体基板の洗浄方法に関する
。
超大規模集積回路（ＶＬＳＩ）の高密度化にともない、
半導体素子はより半導体ウェーハ表面近傍に形成される
ようになってきた。したがって、半導体ウェーハ表面に
重金属や有機物等の不純物が存在すると、これらの不純
物が半導体ウエーノ＼に形成される素子の特性に大きな
影響を与えることが予想されるので、半導体ウェーハ表
面の超清浄化が必要となってきた。シリコンウェー／＼
の洗浄には、ＲＣＡのＫｅｒｎ らが１９７０年に提案
したＲＣＡ洗浄法（Ｗ、Ｋｅｒｎ ｅｔ ａｌ、、 Ｒ
ＣＡＲｅｖｆｅｗ ３１． １８７ （１９７０） ）
またはその改良法が今日広く使用されている。ＲＣＡ洗
浄法は、一般にアンモニア水と過酸化水素水との混合水
溶液と、フッ酸水溶液と、塩酸と過酸化水素水との混合
水溶液とにシリコンウェーハを順次浸漬して洗浄する方
法である。
半導体素子はより半導体ウェーハ表面近傍に形成される
ようになってきた。したがって、半導体ウェーハ表面に
重金属や有機物等の不純物が存在すると、これらの不純
物が半導体ウエーノ＼に形成される素子の特性に大きな
影響を与えることが予想されるので、半導体ウェーハ表
面の超清浄化が必要となってきた。シリコンウェー／＼
の洗浄には、ＲＣＡのＫｅｒｎ らが１９７０年に提案
したＲＣＡ洗浄法（Ｗ、Ｋｅｒｎ ｅｔ ａｌ、、 Ｒ
ＣＡＲｅｖｆｅｗ ３１． １８７ （１９７０） ）
またはその改良法が今日広く使用されている。ＲＣＡ洗
浄法は、一般にアンモニア水と過酸化水素水との混合水
溶液と、フッ酸水溶液と、塩酸と過酸化水素水との混合
水溶液とにシリコンウェーハを順次浸漬して洗浄する方
法である。
〔発明が解決しようとする諜Ｂ］
ところで、ＲＣＡ洗浄法やその改良法を使用してシリコ
ンウェーハを洗浄する場合には、銅、アルカリ金属等は
良く除去されるが、鉄等の重金属、カルシウム、マグネ
シウム等は除去されにくく、特に鉄においてはウェーハ
表面の不純物濃度を１０Ｉ′原子数／Ｃｔａ以下にする
ことは困難であり、これが半導体ウェーハ上に形成され
る半導体素子の特性不良の一因となっている。
ンウェーハを洗浄する場合には、銅、アルカリ金属等は
良く除去されるが、鉄等の重金属、カルシウム、マグネ
シウム等は除去されにくく、特に鉄においてはウェーハ
表面の不純物濃度を１０Ｉ′原子数／Ｃｔａ以下にする
ことは困難であり、これが半導体ウェーハ上に形成され
る半導体素子の特性不良の一因となっている。
本発明の目的は、この欠点を解消することにあり、ＲＣ
Ａ洗浄法を使用して洗浄する場合に除去しにくい鉄等の
重金属、カルシウム、マグネシウム等をよく除去し、半
導体基板の表面の趙清浄化を達成しうる半導体基板の洗
浄方法を提供することにある。
Ａ洗浄法を使用して洗浄する場合に除去しにくい鉄等の
重金属、カルシウム、マグネシウム等をよく除去し、半
導体基板の表面の趙清浄化を達成しうる半導体基板の洗
浄方法を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記の目的は、少なくとも硝酸とフッ酸とを含有する水
溶液に半導体基板を接触させ、表面エツチング速度を６
０ｎｍ／分以下に制御することによって達成される。
溶液に半導体基板を接触させ、表面エツチング速度を６
０ｎｍ／分以下に制御することによって達成される。
硝酸とフン酸とを含有する水溶液がシリコンを熔解する
ことは一般に知られている。したがって、少なくとも硝
酸とフン酸とを含有する水溶液にシリコンウェーハを浸
漬すると、シリコンウェーハ表面に付着しているを機動
やナトリウム・カリウム等の金属等の不純物は、シリコ
ンの溶解にともなってリフトオフされて除去される。し
かしながら、通常のシリコンウェーハの加工工程におい
て用いられている条件や半導体素子製造工程で用いられ
る条件と同じ条件をもって洗浄を行うと、シリコンのエ
ツチング速度が早すぎて、シリコンウェーハ表面にフッ
酸に溶解しにくい一種の酸化シリコンよりなるスティン
膜が形成されたり、シリコンウェーハ表面にエツチング
むらが発生したりすると云う欠点がある０種々実験の結
果、硝酸とフッ酸との混合比を変えて、シリコンウェー
ハ表面のエツチング速度が６０ｎｍ／分以下となるよう
に制御して洗浄を実行すれば、ウェーハ表面に発生する
凹凸が少なく、鉄等の重金属、カルシウム、マグネシウ
ム等の不純物の除去率が高く、しかも、この方法を使用
して洗浄されたシリコンウェーハ上に形成された半導体
素子は、酸化膜耐圧特性、電荷保持特性等の面で優れて
いることが確認された。
ことは一般に知られている。したがって、少なくとも硝
酸とフン酸とを含有する水溶液にシリコンウェーハを浸
漬すると、シリコンウェーハ表面に付着しているを機動
やナトリウム・カリウム等の金属等の不純物は、シリコ
ンの溶解にともなってリフトオフされて除去される。し
かしながら、通常のシリコンウェーハの加工工程におい
て用いられている条件や半導体素子製造工程で用いられ
る条件と同じ条件をもって洗浄を行うと、シリコンのエ
ツチング速度が早すぎて、シリコンウェーハ表面にフッ
酸に溶解しにくい一種の酸化シリコンよりなるスティン
膜が形成されたり、シリコンウェーハ表面にエツチング
むらが発生したりすると云う欠点がある０種々実験の結
果、硝酸とフッ酸との混合比を変えて、シリコンウェー
ハ表面のエツチング速度が６０ｎｍ／分以下となるよう
に制御して洗浄を実行すれば、ウェーハ表面に発生する
凹凸が少なく、鉄等の重金属、カルシウム、マグネシウ
ム等の不純物の除去率が高く、しかも、この方法を使用
して洗浄されたシリコンウェーハ上に形成された半導体
素子は、酸化膜耐圧特性、電荷保持特性等の面で優れて
いることが確認された。
以下、図面を参照しつ一１本発明の一実施例に係る半導
体基板の洗浄方法について説明する。
体基板の洗浄方法について説明する。
第１図参照
図は、洗浄装置の構成図を示す、ｌはテフロンよりなる
容器であり、容器１の側壁と底板の外面にヒータ２が設
けられ、温度制御装置３によってｔ源４からヒータ２に
供給される加熱用電流が制御され、容器１内の洗浄液５
の温度が制御される。
容器であり、容器１の側壁と底板の外面にヒータ２が設
けられ、温度制御装置３によってｔ源４からヒータ２に
供給される加熱用電流が制御され、容器１内の洗浄液５
の温度が制御される。
シリコンウェーハ６をテフロンよりなるウェーハキャリ
ア７に搭載して洗浄液５中に浸漬し洗浄する。
ア７に搭載して洗浄液５中に浸漬し洗浄する。
シリコンウェーハをＲＣＡ法を使用して２回繰り返して
洗浄した後、その中の一部をウェーハキャリア７に搭載
し、硝酸とフッ酸との水溶液よりなる洗浄液５中に浸漬
した後、超純水を使用して洗浄し、ＲＣＡ法のみを使用
して洗浄したシリコンウェーハと洗浄結果を比較した。
洗浄した後、その中の一部をウェーハキャリア７に搭載
し、硝酸とフッ酸との水溶液よりなる洗浄液５中に浸漬
した後、超純水を使用して洗浄し、ＲＣＡ法のみを使用
して洗浄したシリコンウェーハと洗浄結果を比較した。
この場合、硝酸とフッ酸との混合比を変えることによっ
てエツチング速度を制御し、エツチング速度に対応して
洗浄結果がどう変化するかを確認した。その１例として
は硝酸（６０％）に対してフッ酸を０．０２５〜０．２
％まで制御し、液温を８０°Ｃに保ち洗浄を行った。
てエツチング速度を制御し、エツチング速度に対応して
洗浄結果がどう変化するかを確認した。その１例として
は硝酸（６０％）に対してフッ酸を０．０２５〜０．２
％まで制御し、液温を８０°Ｃに保ち洗浄を行った。
第２図参照
従来のＲＣＡ法のみを使用して洗浄したシリコンウェー
ハと、さらに硝酸とフッ酸との混合水溶液を使用して洗
浄したシリコンウェーハとに、二重石英管法（実願昭
５９−１８１７５６号）を使用して酸化膜を２２ｎ＋ｗ
厚に形成し、気相分解法と原子吸光法（「東芝」特願昭
５８−１７６５０３号に提載されている「半導体薄膜の
分解装置」、参照）とを使用して前記の酸化膜中に含ま
れる鉄とマグネシウムの定量分析を行い、シリコンウェ
ーハ表面の不純物濃度（原子数／ｄ）を算出した結果を
第２図に示す。図において、表面エツチング速度Ｏｎ＋
７’ｍｉｎに対応する測定値は、ＲＣＡ法のみを使用し
て洗浄したシリコンウェーハの測定値を示す。
ハと、さらに硝酸とフッ酸との混合水溶液を使用して洗
浄したシリコンウェーハとに、二重石英管法（実願昭
５９−１８１７５６号）を使用して酸化膜を２２ｎ＋ｗ
厚に形成し、気相分解法と原子吸光法（「東芝」特願昭
５８−１７６５０３号に提載されている「半導体薄膜の
分解装置」、参照）とを使用して前記の酸化膜中に含ま
れる鉄とマグネシウムの定量分析を行い、シリコンウェ
ーハ表面の不純物濃度（原子数／ｄ）を算出した結果を
第２図に示す。図において、表面エツチング速度Ｏｎ＋
７’ｍｉｎに対応する測定値は、ＲＣＡ法のみを使用し
て洗浄したシリコンウェーハの測定値を示す。
第３図参照
従来のＲＣＡ法のみを使用して洗浄したシリコンウェー
ハと、さらに硝酸とフッ酸との混合水溶液を使用して洗
浄したシリコンウェーハとに、それぞれアルミニウムゲ
ートＭＯＳダイオードを形成し、アルミニウムゲートと
シリコン基板との間に形成されたシリコン酸化膜の耐圧
欠陥密度を測定した結果を第３図に示す０図において、
表面エツチング速度Ｏｎｓ／ｗｉｎに対応する測定値は
、ＲＣＡ法のみを使用して洗浄したシリコンウェーハの
測定値を示す。
ハと、さらに硝酸とフッ酸との混合水溶液を使用して洗
浄したシリコンウェーハとに、それぞれアルミニウムゲ
ートＭＯＳダイオードを形成し、アルミニウムゲートと
シリコン基板との間に形成されたシリコン酸化膜の耐圧
欠陥密度を測定した結果を第３図に示す０図において、
表面エツチング速度Ｏｎｓ／ｗｉｎに対応する測定値は
、ＲＣＡ法のみを使用して洗浄したシリコンウェーハの
測定値を示す。
第４図参照
ＲＣＡ法を使用して洗浄した直後のシリコンウェーハと
、さらに、硝酸とフッ酸との混合水溶液を使用して洗浄
した直後のシリコンウェーハとの表面凹凸（周期１１０
０ｎ程度が測定できる）を、ＲＥＭ法（Ｋ、 Ｈｏｎｄ
ｅｔ ａｌ、＋ ＡｐｐＨｉｅｄ、 Ｐｈｙｓｉｃｓ
。
、さらに、硝酸とフッ酸との混合水溶液を使用して洗浄
した直後のシリコンウェーハとの表面凹凸（周期１１０
０ｎ程度が測定できる）を、ＲＥＭ法（Ｋ、 Ｈｏｎｄ
ｅｔ ａｌ、＋ ＡｐｐＨｉｅｄ、 Ｐｈｙｓｉｃｓ
。
Ｌｅｔｔｅｒｓ、４８．７７９ （１９８６）参照）
を使用して、測定した結果を第４図に示す。図において
、エツチング速度Ｏｎｍ／ｌｌ１ｎに対応する測定値は
Ｒ’ＣＡ法を使用して洗浄したシリコンウェーハの測定
値を示す。
を使用して、測定した結果を第４図に示す。図において
、エツチング速度Ｏｎｍ／ｌｌ１ｎに対応する測定値は
Ｒ’ＣＡ法を使用して洗浄したシリコンウェーハの測定
値を示す。
第２図より、本発明の洗浄方法を使用すれば、鉄、マグ
ネシウムのウェーハ表面不純物濃度がＲＣＡ法に比べて
一桁低減するが、エツチング速度には殆ど関係しないこ
とがわかる。
ネシウムのウェーハ表面不純物濃度がＲＣＡ法に比べて
一桁低減するが、エツチング速度には殆ど関係しないこ
とがわかる。
第４図より、表面凹凸の高さは、エツチング速度が増加
すると大きくなることがわかる。
すると大きくなることがわかる。
第３図より、酸化膜耐圧欠陥密度は、エツチング速度が
５ｎ＋＊／１Ｉｉｎの時に、ＲＣＡ法を使用して洗浄し
た場合の工程度に減少し、その後は、エラチング速度の
上昇とともに増大していることが、わかる。
５ｎ＋＊／１Ｉｉｎの時に、ＲＣＡ法を使用して洗浄し
た場合の工程度に減少し、その後は、エラチング速度の
上昇とともに増大していることが、わかる。
以上の測定結果を綜合判断して、エツチング速度を６０
ｎｍ／ｗｉｎ以下とすれば、ウェーハ表面凹凸の高さ、
酸化膜耐圧欠陥密度、ウェーハ表面不純物濃度のすべて
の点において、満足すべき結果が得られることが確認さ
れた。
ｎｍ／ｗｉｎ以下とすれば、ウェーハ表面凹凸の高さ、
酸化膜耐圧欠陥密度、ウェーハ表面不純物濃度のすべて
の点において、満足すべき結果が得られることが確認さ
れた。
以上説明せるとおり、本発明に係る半導体基板の洗浄方
法においては、少なくとも硝酸とフッ酸とを含む水溶液
に半導体基板を接触させ、表面エツチング速度を６０ｎ
ｍ／ｗｉｎ以下に制限して洗浄を行うので、洗浄後のウ
ェーハ表面の凹凸の劣化が少なくなり、酸化膜耐圧欠陥
密度が少なくなり、しかも、鉄等の重金属、カルシウム
、マグネシウム等の不純物除去率が高くなり、半導体基
板表面の超清浄化が達成される。
法においては、少なくとも硝酸とフッ酸とを含む水溶液
に半導体基板を接触させ、表面エツチング速度を６０ｎ
ｍ／ｗｉｎ以下に制限して洗浄を行うので、洗浄後のウ
ェーハ表面の凹凸の劣化が少なくなり、酸化膜耐圧欠陥
密度が少なくなり、しかも、鉄等の重金属、カルシウム
、マグネシウム等の不純物除去率が高くなり、半導体基
板表面の超清浄化が達成される。
第１図は、本発明の一実施例に係る半導体基板の洗浄方
法に使用される装置の構成図である。 第２図は、表面エツチング速度とウェーハ表面不純物濃
度との関係を示すグラフである。 第３図は、表面エツチング速度と酸化膜耐圧欠陥密度と
の関係を示すグラフである。 第４図は、表面エツチング速度と表面凹凸の高さとの関
係を示すグラフである。 １・・・テフロン容器、 ２・・・ヒータ、 ３・・・温度制御装置、 ４・・・電源、 ５・・・洗浄液、 ６・・・シリコンウェーハ、 ７・・・ウェーハキャリア。
法に使用される装置の構成図である。 第２図は、表面エツチング速度とウェーハ表面不純物濃
度との関係を示すグラフである。 第３図は、表面エツチング速度と酸化膜耐圧欠陥密度と
の関係を示すグラフである。 第４図は、表面エツチング速度と表面凹凸の高さとの関
係を示すグラフである。 １・・・テフロン容器、 ２・・・ヒータ、 ３・・・温度制御装置、 ４・・・電源、 ５・・・洗浄液、 ６・・・シリコンウェーハ、 ７・・・ウェーハキャリア。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 少なくとも硝酸とフッ酸とを含む水溶液に半導体基板
を接触させ、表面エッチング速度を６０ｎｍ／分以下に
制御する ことを特徴とする半導体基板の洗浄方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14894788A JPH01316937A (ja) | 1988-06-15 | 1988-06-15 | 半導体基板の洗浄方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14894788A JPH01316937A (ja) | 1988-06-15 | 1988-06-15 | 半導体基板の洗浄方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01316937A true JPH01316937A (ja) | 1989-12-21 |
Family
ID=15464215
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14894788A Pending JPH01316937A (ja) | 1988-06-15 | 1988-06-15 | 半導体基板の洗浄方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01316937A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03208900A (ja) * | 1990-01-12 | 1991-09-12 | Nippon Steel Corp | シリコンウェハの洗浄方法 |
| JPH04234118A (ja) * | 1990-09-26 | 1992-08-21 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 異物粒子の除去方法 |
| CN105666712A (zh) * | 2016-02-18 | 2016-06-15 | 安徽旭能光伏电力有限公司 | 一种在线监控的太阳能切片脱胶水煮装置 |
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1988
- 1988-06-15 JP JP14894788A patent/JPH01316937A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03208900A (ja) * | 1990-01-12 | 1991-09-12 | Nippon Steel Corp | シリコンウェハの洗浄方法 |
| JPH0583520B2 (ja) * | 1990-01-12 | 1993-11-26 | Nippon Steel Corp | |
| JPH04234118A (ja) * | 1990-09-26 | 1992-08-21 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 異物粒子の除去方法 |
| CN105666712A (zh) * | 2016-02-18 | 2016-06-15 | 安徽旭能光伏电力有限公司 | 一种在线监控的太阳能切片脱胶水煮装置 |
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