JPH04144131A - 半導体ウェーハの処理方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、半導体装置の製造工程に関するもので、特に
、半導体ウェーハの洗浄工程に関するものである。

（従来の技術） 半導体製造における洗浄工程には、通常希弗酸（ＨＦ）
処理が用いられているが、その目的はウェーハ上の自然
酸化膜の除去および金属汚染（Ａｆ）、Ｆｅなど）の除
去が主である。その工程順序の例としては ■半導体ウェーハを希弗酸溶液（純水７４９％弗酸−１
００：１）に１分間浸す ■純水で１５分間流水する ■純水中から引き上げてスピン・ドライヤーで乾燥する となる。

しかし、上記のような半導体ウェーハの処理方法には以
下のような問題点がある。

まず、第１にシリコンウェーハを弗酸溶液で処理すると
ウェーハ表面は疎水性になり、このため、後の純水によ
る流水、乾燥、その後の放置の各工程においてダストが
吸着し易い。このとき、ウェーハ表面が親水性であれば
問題は生じない。第２に、弗酸処理後は、ウェーハ上の
自然酸化膜が除去されるが、その後の乾燥後放置してお
くことによってウェーハ表面に保管雰囲気の酸素、炭素
等か吸着し、放置時間とともに増加する。このように吸
着した元素は、この後の製造プロセスである酸化や堆積
等に影響を与える。例えば、ゲート酸化では、絶縁耐圧
の劣化、コンタクト部での金属形成ではコンタクト抵抗
の増加を引き起こしていた。第３に、金属であるＣｕ、
Ｆｅ、Ａ、９等がシリコン表面に吸着している場合、弗
酸処理のみではＦｅ、Ａｆ！等は除去できるが、Ｃｕは
除去できない。第４に、ウェーハ表面に親水面と疎水面
とが共存している場合、特にウォーターマーク等（シミ
）がウェーハ上に残り易い。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、上記のような従来技術の問題点に鑑みなされ
たもので、その目的は、半導体ウェーハへのダスト、有
機物等の吸着を低減し、Ｃｕなとの金属不純物を除去で
き、かつ、自然酸化膜の成長を低減できる半導体ウェー
ハの処理方法を提供することである。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、弗酸処理において、半導体ウェーハ表面を親
水性にすることで、ダスト、有機物のつ工−ハへの吸着
を低減できる。このウェーハ表面の親水性化を弗酸処理
から乾燥までの間に行う。

この方法として、弗酸水溶液に酸化性の水溶液を加える
と、弗酸水溶液中で疎水性になった表面は酸化性水溶液
の量によって親水性表面になる。

（作用） 本発明のウェーハ処理方法においては、弗酸水溶液中に
、酸化性の水溶液を加え洗浄槽の中で半導体ウェーハを
酸化すると同時に、ウェーハ表面を親水性にしている。

（実施例） 以下、本発明の詳細な説明する。ここでは、ゲート酸化
前処理等において、従来より用いられているＲＣＡ洗浄
（米国ＲＣＡ社によって提唱された洗浄方法）の１つで
あるＳ　Ｃ（ＳｔａｎｄａｒｄＣｌｅａｎ　）　−２処
理（体積比　Ｈ（４）：　Ｈ２Ｏ２：水−１＋１：５の
溶液による処理）の後に、弗酸処理を行う場合に本発明
を適用する場合について説明する。

■キャリアに入れられたウェーハを５ｃ−２溶液か溜め
られた第１の洗浄槽の中に約１０分量大れる。

■ウェーハをキャリアごと第１の洗浄槽からづ上げ、希
弗酸溶液（体積比　純水＝４９％弗酸−１００：１）が
溜められた第２の洗浄槽の中に１分間入れる ■第２の洗浄槽に、１　、　５ｍｇ／Ｎ　、　　５０Ｒ
／　Ｈの条件で、オゾン水（純水にオゾンガスを溶解し
たもの）を約５分間流入する ■ウェーハをキャリアごと純水が溜められた第３の洗浄
槽の中に入れ、２０ｇ／Ｍの条件で５分間純水によるオ
バーフローを行う ■純水中から引き上げてスピン・ドライヤーで乾燥する 以上の工程が、本発明を５Ｃ−２処理後の弗酸処理に本
発明を適用した場合である。なお、この実施例は、５Ｃ
−２処理後の弗酸処理についてであるが、弗酸を含んで
いる溶液で半導体ウェーハ（シリコン）表面か疎水性に
なってしまう処理であれば本発明を適用することができ
る。また、半導体ウェーハ（シリコン）表面を親水性に
するためにはオゾン水ではなく、過酸化水素水を用いる
こともてきる。

第１図に、洗浄処理後に大気中に放置した場合にシリコ
ン基板上の自然酸化膜厚について従来の希弗酸＋水洗工
程と、本発明の（希弗酸＋オゾン水）十水洗のシーケン
スによる洗浄処理との結果を示す。従来の処理方法では
、放置時間とともに徐々に自然酸化膜が成長し、約２４
時間放置した後では、エリプソメータ（光やレーザを用
いた酸化膜厚測定器）による測定では、自然酸化膜厚は
２１人（乾燥直後は１５人）であった。これに対し、本
発明による洗浄方法では、希弗酸へのオゾン水の約５分
間の流入（１，５ｍｇ／Ω、５ＯＮ／Ｈの条件）で１７
人になるが、その後自然酸化膜の成長はほとんど見られ
ず、最終的には１８人であった。このように水溶液中で
ある程度酸化膜を形成しておけば乾燥後の自然酸化膜の
増加か防げる。したがって、オゾン水で汚染のない酸化
膜を形成しておけばその後の大気等による汚染が防げる
。

次に、第２図に従来処理方法によりゲート酸化前処理を
行った場合の膜厚２００人のゲート酸化膜の耐圧試験の
結果を、第３図に本発明によりゲート酸化前処理を行っ
た場合の膜厚２００人のゲート酸化膜の耐圧試験の結果
を示す。従来処理方法（第２図）では８ＭＶ／（１）以
下の耐圧不良モードが５０％以上であったのに対し、本
願発明による処理方法（第３図）では前記の不良モード
は３０％以下に減少した。また、処理後のダストやウォ
ーターマークの付着も大きく低減することかできた。

なお、上記実施例では、各処理液ごとに別の洗浄槽を用
いる場合について説明したか、１つの洗浄槽を用いて、
１つの処理ごとに処理液を取り替える洗浄方法について
も本発明は適用できる。

［発明の効果コ 以上説明したように、本発明による半導体つ工−ハの処
理方法によれば、半導体ウェー／％へのダスト、有機物
等の吸着を低減し、かつ、Ｃｕなどの金属不純物を除去
でき、かつ、自然酸化膜の成長を低減できる半導体ウェ
ーハの処理方法を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、大気中に放置した場合のシリコン基板上の自
然酸化膜厚を本発明による処理と従来処理方法とで比較
する図、第２図は、従来処理方法によりゲート酸化前処
理を行った場合の膜厚２００人のゲート酸化膜の耐圧試
験の結果を示す図、第３図は、本発明によりゲート酸化
前処理を行った場合の膜厚２００人のゲート酸化膜の耐
圧試験の結果を示す図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体ウェーハの洗浄工程において、半導体ウェ
   ーハを少なくとも弗酸を含む水溶液に所定の時間浸す工
   程と、 この工程の後、前記水溶液に酸化性の水溶液を加える工
   程とを具備することを特徴とする半導体ウェーハの処理
   方法。
2. （２）前記酸化性の水溶液がオゾン水であることを特徴
   とする請求項（１）記載の半導体ウェーハの処理方法。