JPH02164035A - 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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- JPH02164035A JPH02164035A JP32124188A JP32124188A JPH02164035A JP H02164035 A JPH02164035 A JP H02164035A JP 32124188 A JP32124188 A JP 32124188A JP 32124188 A JP32124188 A JP 32124188A JP H02164035 A JPH02164035 A JP H02164035A
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、半導体基板の洗浄方法に関する。
従来、半導体基板の洗浄方法は、半導体基板を酸あるい
はアルカリ性薬品と過酸化水素水との混合液中に浸漬し
処理するか、又は酸あるいはアルカリ性薬品中にオゾン
をバブラーを通して供給することによって半導体基板を
浸漬処理する方法が主流となっていた。
はアルカリ性薬品と過酸化水素水との混合液中に浸漬し
処理するか、又は酸あるいはアルカリ性薬品中にオゾン
をバブラーを通して供給することによって半導体基板を
浸漬処理する方法が主流となっていた。
上述した従来の洗浄方法では、半導体基板を直接洗浄液
中に浸漬するため、洗浄液中に微粒子が存在すると、こ
の微粒子が半導体基板表面に付着するという課題がある
。そこで、洗浄液供給時あるいは処理槽内において、洗
浄液を濾過し液中の微粒子を除去する方法が採用されて
いる。しかしながら、洗浄で用いられる酸・アルカリの
薬品では、純水あるいはガスと比較して微粒子が除去さ
れ難く、半導体基板への微粒子の付着を完全には防ぐこ
とはでさない。
中に浸漬するため、洗浄液中に微粒子が存在すると、こ
の微粒子が半導体基板表面に付着するという課題がある
。そこで、洗浄液供給時あるいは処理槽内において、洗
浄液を濾過し液中の微粒子を除去する方法が採用されて
いる。しかしながら、洗浄で用いられる酸・アルカリの
薬品では、純水あるいはガスと比較して微粒子が除去さ
れ難く、半導体基板への微粒子の付着を完全には防ぐこ
とはでさない。
また、従来の洗浄方法では使用される薬品中に含まれる
不純物による汚染もある。半導体製造工程では、く電子
工業用〉と呼ばれる低粒子、低不純物の薬品が一般的に
使用されているが、それでも薬品中にはかなりの無機不
純物が含まれている。特に、重金属等の汚染物質は接合
リーク電流を増大させたり、キャリアのライフタイムを
低下させたり、結晶欠陥を誘起したりする。
不純物による汚染もある。半導体製造工程では、く電子
工業用〉と呼ばれる低粒子、低不純物の薬品が一般的に
使用されているが、それでも薬品中にはかなりの無機不
純物が含まれている。特に、重金属等の汚染物質は接合
リーク電流を増大させたり、キャリアのライフタイムを
低下させたり、結晶欠陥を誘起したりする。
一方、半導体基板表面に付着した微粒子は、例えば拡散
・酸化工程では異常拡散や酸化膜厚異常の原因となり、
リングラフィ工程ではパターン欠陥の原因となる。
・酸化工程では異常拡散や酸化膜厚異常の原因となり、
リングラフィ工程ではパターン欠陥の原因となる。
ところで、従来法の過酸化水素水を使用する洗浄方法で
は、過酸化水素の酸化力を利用することにより洗浄を行
なうと同時に半導体基板表面に安定な保護膜を形成する
。しかし、過酸化水素は酸あるいはアルカリ溶液中ある
いは高温時に容易に分解するため洗浄液の劣化が早い。
は、過酸化水素の酸化力を利用することにより洗浄を行
なうと同時に半導体基板表面に安定な保護膜を形成する
。しかし、過酸化水素は酸あるいはアルカリ溶液中ある
いは高温時に容易に分解するため洗浄液の劣化が早い。
そこで、洗浄液の劣化を抑えるために、過酸化水素の代
わりにオゾン（０３）を用いる方法もとられている。オ
ゾンを利用する洗浄方法では、オゾンをバブラーを通し
て供給していた。この場合、バブラーの形状等にも影響
を受けるが、均一にバブリングができず、洗浄も不均一
になりやすい。
わりにオゾン（０３）を用いる方法もとられている。オ
ゾンを利用する洗浄方法では、オゾンをバブラーを通し
て供給していた。この場合、バブラーの形状等にも影響
を受けるが、均一にバブリングができず、洗浄も不均一
になりやすい。
このように、従来の方法では半導体基板表面への微粒子
の付着や洗浄液からの不純物の汚染によって半導体素子
の特性を劣化させたり、洗浄が不均一になり、歩留りの
低下や品質の低下を招くという問題があった。
の付着や洗浄液からの不純物の汚染によって半導体素子
の特性を劣化させたり、洗浄が不均一になり、歩留りの
低下や品質の低下を招くという問題があった。
本発明の目的は、従来の方法の欠点を除去した半導体基
板の洗浄方法を提供することにある。
板の洗浄方法を提供することにある。
本発明では、オゾン含有純水中に、ガスとしてアンモ−
ニア、ａＩ化水素および二酸化窒素からなる群から選択
された一種のガスを導入した、溶液内で半導体基板を洗
浄するようにしている。
ニア、ａＩ化水素および二酸化窒素からなる群から選択
された一種のガスを導入した、溶液内で半導体基板を洗
浄するようにしている。
従来のオゾンを利用する方法に対し、液体と気体との関
係が逆になり、オゾン含有水中に、ガスとしてアンモニ
ア、塩化水素、二酸化窒素を導入する。したがって、オ
ゾンは均一に水中に溶け、またアンモニア、塩化水素、
二酸化窒素はガスであるから、不純物除去が容易である
。
係が逆になり、オゾン含有水中に、ガスとしてアンモニ
ア、塩化水素、二酸化窒素を導入する。したがって、オ
ゾンは均一に水中に溶け、またアンモニア、塩化水素、
二酸化窒素はガスであるから、不純物除去が容易である
。
以下、図面を参照して、本発明の一実施例につき説明す
る。第１図は本発明の第１実施例に用いる洗浄装置の概
略図である。まず純水が純水貯液槽ｌに供給され、所定
の温度（例えば８０℃）になるまでヒータ２によって加
熱される。この時、純水貯液槽１中にオゾン発生器３よ
りオゾン（０３）が導入される。オゾンはオゾン発生器
３に供給された酸素（０２）ガスの一部がオゾン化され
、オゾン／酸素（０３１０２）の混合ガスとして導入さ
れる。純水貯液槽ｌ内に導入されたオゾンは槽内の純水
に一部溶解し、オゾン含有純水が生成される。生成され
たオゾン含有純水は、ポンプ４によってフィルター５を
通して処理槽６に供給される。オゾン含有純水が供給さ
れた処理槽６内にガス供給装こ７からフィルター８をと
おしてガス（例えばアンモニア）が供給される。供給さ
れたガスは一部オシン含有純水に吸収される。ガスを吸
収した純水は、アンモニアガスの場合にはアンモニア木
（Ｍｌ（４０Ｈ）となり、塩化水素、二酸化窒素の場合
にはそれぞれ塩酸（ＩＣ文）、硝酸（ＮＨ（ｈ ）とな
る、従って、処理槽６中にはオゾン含有アンモニア水（
あるいはオゾン含有塩酸、オゾン含有硝酸）が生成され
る。ガスは、洗浄液中のアンモニア、塩酸、あるいは硝
酸の濃度が所定の濃度になるまで供給される。吸収され
なかったガスは回収され、精製された後ガス供給装Ｎ７
に戻される。
る。第１図は本発明の第１実施例に用いる洗浄装置の概
略図である。まず純水が純水貯液槽ｌに供給され、所定
の温度（例えば８０℃）になるまでヒータ２によって加
熱される。この時、純水貯液槽１中にオゾン発生器３よ
りオゾン（０３）が導入される。オゾンはオゾン発生器
３に供給された酸素（０２）ガスの一部がオゾン化され
、オゾン／酸素（０３１０２）の混合ガスとして導入さ
れる。純水貯液槽ｌ内に導入されたオゾンは槽内の純水
に一部溶解し、オゾン含有純水が生成される。生成され
たオゾン含有純水は、ポンプ４によってフィルター５を
通して処理槽６に供給される。オゾン含有純水が供給さ
れた処理槽６内にガス供給装こ７からフィルター８をと
おしてガス（例えばアンモニア）が供給される。供給さ
れたガスは一部オシン含有純水に吸収される。ガスを吸
収した純水は、アンモニアガスの場合にはアンモニア木
（Ｍｌ（４０Ｈ）となり、塩化水素、二酸化窒素の場合
にはそれぞれ塩酸（ＩＣ文）、硝酸（ＮＨ（ｈ ）とな
る、従って、処理槽６中にはオゾン含有アンモニア水（
あるいはオゾン含有塩酸、オゾン含有硝酸）が生成され
る。ガスは、洗浄液中のアンモニア、塩酸、あるいは硝
酸の濃度が所定の濃度になるまで供給される。吸収され
なかったガスは回収され、精製された後ガス供給装Ｎ７
に戻される。
このようにして生成された洗浄液中で半導体基板が所定
の時間洗浄処理される。
の時間洗浄処理される。
処理槽６に供給されるオゾン含有純水とガスは共にフィ
ルター５およびフィルター８を通して供給されているの
で、処理槽６には常に微粒子を含まない清浄な状態で供
給される。またガスは精製が容易であり、本発明を用い
た場合従来の薬品を混合する方法と比較して、洗浄液中
の不純物濃度を低減することができる。さらに、本発明
を用いた場合、洗浄液中に均一に溶存しているオゾンを
利用しているので、従来法のバブラーを通してオゾンを
供給する方法のように洗浄が不均一になったりすること
もない。
ルター５およびフィルター８を通して供給されているの
で、処理槽６には常に微粒子を含まない清浄な状態で供
給される。またガスは精製が容易であり、本発明を用い
た場合従来の薬品を混合する方法と比較して、洗浄液中
の不純物濃度を低減することができる。さらに、本発明
を用いた場合、洗浄液中に均一に溶存しているオゾンを
利用しているので、従来法のバブラーを通してオゾンを
供給する方法のように洗浄が不均一になったりすること
もない。
次に、第２実施例として純水中の溶存酸素を直接オゾン
化させオゾン含有純水を生成する場合につき説明する。
化させオゾン含有純水を生成する場合につき説明する。
第２図が装置の概略図である。
石英製の純水貯液槽１１中の純水をヒータ１２によって
所定の温度まで加熱する。同時に純水貯液槽１１の側面
に設置された紫外線光源１３より紫外線が照射される。
所定の温度まで加熱する。同時に純水貯液槽１１の側面
に設置された紫外線光源１３より紫外線が照射される。
この紫外線によって純水中の溶存酸素がオゾン化されオ
ゾン含有純水が生成される。
ゾン含有純水が生成される。
生成されたオゾン含有純水はポンプ１４によってフィル
ター１５を通して処理槽１６に供給される。このオゾン
含有純水中にガス供給装置１７よりガスがフィルター１
８を通して供給される。
ター１５を通して処理槽１６に供給される。このオゾン
含有純水中にガス供給装置１７よりガスがフィルター１
８を通して供給される。
本発明の２つの実施例において、純水貯液槽から処理槽
へのオゾン含有純水の供給はポンプによって行なってい
るが、圧送による方法も可１彪であるし、また、落差を
利用してもかまわない、さらに、揺動機構を設けたり、
オゾンをより有効に利用するために処理槽の側面に紫外
線光源を配置することも、可能である。なお、オゾンの
発生方法についても問わない。
へのオゾン含有純水の供給はポンプによって行なってい
るが、圧送による方法も可１彪であるし、また、落差を
利用してもかまわない、さらに、揺動機構を設けたり、
オゾンをより有効に利用するために処理槽の側面に紫外
線光源を配置することも、可能である。なお、オゾンの
発生方法についても問わない。
以下、本発明および従来法の洗浄方法を用いた場合の、
半導体基板表面上に付着する微粒子の測定結果を第３図
に示す、このデータは半導体基板を１０分間処理した後
、純水により１０分間リンスを行ない、乾燥後に半導体
基板表面に付着していた微粒子数を測定したものである
。
半導体基板表面上に付着する微粒子の測定結果を第３図
に示す、このデータは半導体基板を１０分間処理した後
、純水により１０分間リンスを行ない、乾燥後に半導体
基板表面に付着していた微粒子数を測定したものである
。
従来法の場合、ＨＣＩ ／Ｉｈ（ｈ／ＩｈＯ、ＮＨＯ３
／ＨｚＯでは微粒子数は１枚当たり１００個程度であり
、ＮＨ４０）１／Ｈ２Ｏ２／Ｈ２０では２０個程度であ
った。これに対して本発明による処理を行なった場合、
いずれの場合でも微粒子数は１枚当たり数個以下である
。
／ＨｚＯでは微粒子数は１枚当たり１００個程度であり
、ＮＨ４０）１／Ｈ２Ｏ２／Ｈ２０では２０個程度であ
った。これに対して本発明による処理を行なった場合、
いずれの場合でも微粒子数は１枚当たり数個以下である
。
このように、本発明による洗浄方法を用いれば、従来の
洗浄方法と比較して基板表面への微粒子の付着を少なく
することができる。
洗浄方法と比較して基板表面への微粒子の付着を少なく
することができる。
次に第４図は、本発明および従来法の洗浄方法を用いた
場合のＭＯ３型ダイオードにおけるゲート酸化膜の絶縁
破壊電界強度の分布を示す。
場合のＭＯ３型ダイオードにおけるゲート酸化膜の絶縁
破壊電界強度の分布を示す。
測定に用いた試料のゲート酸化膜厚は約１０ＯＡであり
、ゲート電極形成以前の洗浄を本発明による方法と従来
法によって行なった０本発明としてはアンモニアガスを
用い、従来法としてはアンモニア水／過酸化水素水混合
液およびアンモニア水／オゾンガスを用いた。洗浄液中
のアンモニア濃度はすべて４％である。
、ゲート電極形成以前の洗浄を本発明による方法と従来
法によって行なった０本発明としてはアンモニアガスを
用い、従来法としてはアンモニア水／過酸化水素水混合
液およびアンモニア水／オゾンガスを用いた。洗浄液中
のアンモニア濃度はすべて４％である。
アンモニア水／過酸化水素水混合液を用いた従来法ｌの
場合、初期不良が多発し、破壊電界強度も低電界側に分
布している。また、アンモニア水／オゾンガスを用いた
従来法２では、初期不良はほとんど見られず、大部分の
試料で８ ＭＶ／ｃ層以上の電界強度を保っているもの
の、なお低電界で破壊している試料がある。これに対し
て本発明の場合、初期不良は全く見られず、はとんどす
べての試料で９ ＭＶ／ｃｍ以上の１せ異強度を保って
いる。
場合、初期不良が多発し、破壊電界強度も低電界側に分
布している。また、アンモニア水／オゾンガスを用いた
従来法２では、初期不良はほとんど見られず、大部分の
試料で８ ＭＶ／ｃ層以上の電界強度を保っているもの
の、なお低電界で破壊している試料がある。これに対し
て本発明の場合、初期不良は全く見られず、はとんどす
べての試料で９ ＭＶ／ｃｍ以上の１せ異強度を保って
いる。
ゲート酸化膜形成時に、半導体基板表面に微粒子が付着
していると、形成されたゲート酸化膜にピンホールが発
生しやすくなる。また、重金属等の無機不純物による汚
染があると、その汚染物質が核となって結晶欠陥を誘起
する。これら、ピンホールや結晶欠陥はいずれも絶縁耐
圧の劣化を引き起こす、このことから、アンモニア水／
過酸化水素水混合液を用いた従来法１では、微粒子ある
いは無機不純物による汚染をかなり受けているといえる
。一方、アンモニア水／オゾンガスを使った従来法２で
は初期不良がほとんど見られないことから、無機不純物
による汚染はほとんど受けていない、一般にアンモニア
水等のアルカリ系薬品を洗浄液として使用する際には過
剰なエツチングを防止するために過酸化水素、オゾン等
の酸化剤を併用する。
していると、形成されたゲート酸化膜にピンホールが発
生しやすくなる。また、重金属等の無機不純物による汚
染があると、その汚染物質が核となって結晶欠陥を誘起
する。これら、ピンホールや結晶欠陥はいずれも絶縁耐
圧の劣化を引き起こす、このことから、アンモニア水／
過酸化水素水混合液を用いた従来法１では、微粒子ある
いは無機不純物による汚染をかなり受けているといえる
。一方、アンモニア水／オゾンガスを使った従来法２で
は初期不良がほとんど見られないことから、無機不純物
による汚染はほとんど受けていない、一般にアンモニア
水等のアルカリ系薬品を洗浄液として使用する際には過
剰なエツチングを防止するために過酸化水素、オゾン等
の酸化剤を併用する。
しかしながら、従来法のようにバブラーを用いてオゾン
を供給する方法ではオゾンが均一に供給され難く、酸化
膜および半導体基板表面が部分的に過剰にエツチングさ
れ、ゲート酸化膜厚が不均一になるので、絶縁破壊電界
強度が不均一になり、低電界側での絶縁破壊を引き起こ
す。
を供給する方法ではオゾンが均一に供給され難く、酸化
膜および半導体基板表面が部分的に過剰にエツチングさ
れ、ゲート酸化膜厚が不均一になるので、絶縁破壊電界
強度が不均一になり、低電界側での絶縁破壊を引き起こ
す。
本発明の場合、従来法でオゾンをバブラーにより供給し
ていたのを、純水中の溶存すシンを利用することによっ
て、従来法の場合よりも均一な洗浄効果を得ることがで
き、より均一な絶縁耐圧を有する半導体素子を得ること
ができる。
ていたのを、純水中の溶存すシンを利用することによっ
て、従来法の場合よりも均一な洗浄効果を得ることがで
き、より均一な絶縁耐圧を有する半導体素子を得ること
ができる。
以上説明したように、本発明の洗節方法はオゾン含有純
水中にアンモニア、塩化水素あるいは二酸化窒素を導入
することによって、半導体基板表面上への微粒子の付着
や洗浄液からの無機不純物による汚染を防止することが
でき、さらに均一な洗浄をすることができるため、高品
質、高歩留りの半導体装置を製造することができる効果
がある。
水中にアンモニア、塩化水素あるいは二酸化窒素を導入
することによって、半導体基板表面上への微粒子の付着
や洗浄液からの無機不純物による汚染を防止することが
でき、さらに均一な洗浄をすることができるため、高品
質、高歩留りの半導体装置を製造することができる効果
がある。
第１図は本発明の第１実施例に用いる洗浄装置の概略図
、第２図は本発明の第２実施例に用いる洗浄装置の概略
図、第３図は本発明および従来法の洗浄方法を用いた場
合の半導体基板表面に付着する微粒子の測定結果を示す
図、第４図は本発明および従来法の洗浄方法を用いた場
合のＭＯ３型ダイオードにおけるゲート酸化膜の絶縁破
壊電界強度の分布を示す図である。 １．１１・・・純水貯液槽、 ２．１２・・・ヒータ、 ３・・・オゾン発生器、 ４．１４・・・ポンプ、 ５．８，１５．１８・・・フィルター ６．１６・・・処理槽、 ７．１７・・・ガス供給装置、 １３・・・紫外線光源。
、第２図は本発明の第２実施例に用いる洗浄装置の概略
図、第３図は本発明および従来法の洗浄方法を用いた場
合の半導体基板表面に付着する微粒子の測定結果を示す
図、第４図は本発明および従来法の洗浄方法を用いた場
合のＭＯ３型ダイオードにおけるゲート酸化膜の絶縁破
壊電界強度の分布を示す図である。 １．１１・・・純水貯液槽、 ２．１２・・・ヒータ、 ３・・・オゾン発生器、 ４．１４・・・ポンプ、 ５．８，１５．１８・・・フィルター ６．１６・・・処理槽、 ７．１７・・・ガス供給装置、 １３・・・紫外線光源。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 オゾン含有純水中に、ガスとしてアンモニ ア、塩化水素および二酸化窒素からなる群から選択され
た一種のガスを導入した、溶液内で洗浄する半導体基板
の洗浄方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32124188A JPH02164035A (ja) | 1988-12-19 | 1988-12-19 | 半導体基板の洗浄方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32124188A JPH02164035A (ja) | 1988-12-19 | 1988-12-19 | 半導体基板の洗浄方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02164035A true JPH02164035A (ja) | 1990-06-25 |
Family
ID=18130386
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32124188A Pending JPH02164035A (ja) | 1988-12-19 | 1988-12-19 | 半導体基板の洗浄方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02164035A (ja) |
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- 1988-12-19 JP JP32124188A patent/JPH02164035A/ja active Pending
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