JPH07240394A - 半導体ウェーハの表面洗浄方法 - Google Patents
半導体ウェーハの表面洗浄方法Info
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- JPH07240394A JPH07240394A JP5518994A JP5518994A JPH07240394A JP H07240394 A JPH07240394 A JP H07240394A JP 5518994 A JP5518994 A JP 5518994A JP 5518994 A JP5518994 A JP 5518994A JP H07240394 A JPH07240394 A JP H07240394A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体ウェーハ表面の自然酸化膜厚を制御し
ながら洗浄し、その後簡便な方法で自然酸化膜をすべて
除去することなくウェーハ表面の親水性を保ちながら、
パーティクルの吸着及び金属不純物汚染の低減する表面
洗浄方法の提供。 【構成】 従来選定されていた液組成をさらに水で希釈
した比率が１ ： １：２００〜１ ： １ ： ５０
０の洗浄液を用いて、洗浄で生成した自然酸化膜厚を従
来一定であった厚み（１０Å〜１５Å）より予め厚くし
ておくことができ、所要の厚みが厚い自然酸化膜を形成
したことにより、従来より高濃度あるいは長時間浸漬が
可能な弗酸溶液による自然酸化膜の表面層の除去が可能
で、濃度及び／または浸漬時間の選定により、自然酸化
膜表面層の金属不純物汚染部分を充分に除去するととも
に均一な所定厚みの自然酸化膜を残す。
ながら洗浄し、その後簡便な方法で自然酸化膜をすべて
除去することなくウェーハ表面の親水性を保ちながら、
パーティクルの吸着及び金属不純物汚染の低減する表面
洗浄方法の提供。 【構成】 従来選定されていた液組成をさらに水で希釈
した比率が１ ： １：２００〜１ ： １ ： ５０
０の洗浄液を用いて、洗浄で生成した自然酸化膜厚を従
来一定であった厚み（１０Å〜１５Å）より予め厚くし
ておくことができ、所要の厚みが厚い自然酸化膜を形成
したことにより、従来より高濃度あるいは長時間浸漬が
可能な弗酸溶液による自然酸化膜の表面層の除去が可能
で、濃度及び／または浸漬時間の選定により、自然酸化
膜表面層の金属不純物汚染部分を充分に除去するととも
に均一な所定厚みの自然酸化膜を残す。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体装置の製造工
程、特に半導体ウェーハの洗浄工程の改良に係り、水酸
化アンモニウムあるいは塩酸と過酸化水素水による洗浄
で生成した自然酸化膜厚を従来の（１０Å〜１５Å）よ
り予め厚くしておき、金属不純物汚染を希弗酸処理によ
り除去するに際して、高濃度の弗酸の使用あるいは長時
間の浸漬処理を可能にして、均一な自然酸化膜を残し
て、弗酸処理効果、すなわち、ウェーハ表面を親水面に
保ちながら、パーティクル吸着及び金属不純物汚染を低
減する効果を向上させた半導体ウェーハの表面洗浄方法
に関する。
程、特に半導体ウェーハの洗浄工程の改良に係り、水酸
化アンモニウムあるいは塩酸と過酸化水素水による洗浄
で生成した自然酸化膜厚を従来の（１０Å〜１５Å）よ
り予め厚くしておき、金属不純物汚染を希弗酸処理によ
り除去するに際して、高濃度の弗酸の使用あるいは長時
間の浸漬処理を可能にして、均一な自然酸化膜を残し
て、弗酸処理効果、すなわち、ウェーハ表面を親水面に
保ちながら、パーティクル吸着及び金属不純物汚染を低
減する効果を向上させた半導体ウェーハの表面洗浄方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体ウェーハの製造プロセスの洗浄工
程において、従来、水酸化アンモニウムと過酸化水素水
を用いた洗浄により微粒子や有機物を除去し、純水でリ
ンスして洗浄液を除去し、洗浄により生成された自然酸
化膜に取り込まれた金属不純物汚染を希弗酸処理により
除去し、純水でリンスして洗浄液を除去した後、遠心乾
燥にて乾燥する方法がある。
程において、従来、水酸化アンモニウムと過酸化水素水
を用いた洗浄により微粒子や有機物を除去し、純水でリ
ンスして洗浄液を除去し、洗浄により生成された自然酸
化膜に取り込まれた金属不純物汚染を希弗酸処理により
除去し、純水でリンスして洗浄液を除去した後、遠心乾
燥にて乾燥する方法がある。
【０００３】上記洗浄方法の希弗酸処理において、特に
自然酸化膜を除去する作用があるが、希弗酸処理前の洗
浄により生成された自然酸化膜を、すべて除去してしま
うとウェーハ表面が疎水性となり、その後の純水による
リンス、乾燥を行う際に、パーティクルによる汚染を生
じる可能性がある。その対策方法として、希弗酸処理の
際、洗浄液に純水と弗酸を一定量混合した希釈弗酸溶液
を用い、洗浄により生成された自然酸化膜をすべて除去
することなく残して、ウェーハ表面を親水性に保つこと
でリンス時に付着するパーティクルを減少させる方法
（以下、希弗酸洗浄という）がある。
自然酸化膜を除去する作用があるが、希弗酸処理前の洗
浄により生成された自然酸化膜を、すべて除去してしま
うとウェーハ表面が疎水性となり、その後の純水による
リンス、乾燥を行う際に、パーティクルによる汚染を生
じる可能性がある。その対策方法として、希弗酸処理の
際、洗浄液に純水と弗酸を一定量混合した希釈弗酸溶液
を用い、洗浄により生成された自然酸化膜をすべて除去
することなく残して、ウェーハ表面を親水性に保つこと
でリンス時に付着するパーティクルを減少させる方法
（以下、希弗酸洗浄という）がある。
【０００４】しかし、従来の水酸化アンモニウムと過酸
化水素水等の混合洗浄液に浸漬してウェーハ表面に生成
される自然酸化膜の厚さは、その浸漬時間や温度にかか
わらず一定であり、１０Å〜１５Åの薄い膜厚を有す
る。その後、希弗酸リンス洗浄を行う際、薄い膜厚にお
ける処理のために、しかもその自然酸化膜をすべて除去
しないために、希弗酸リンス洗浄の弗酸の濃度及び浸漬
時間の条件が非常に限定され、洗浄に対する熟練の技術
を必要とする。
化水素水等の混合洗浄液に浸漬してウェーハ表面に生成
される自然酸化膜の厚さは、その浸漬時間や温度にかか
わらず一定であり、１０Å〜１５Åの薄い膜厚を有す
る。その後、希弗酸リンス洗浄を行う際、薄い膜厚にお
ける処理のために、しかもその自然酸化膜をすべて除去
しないために、希弗酸リンス洗浄の弗酸の濃度及び浸漬
時間の条件が非常に限定され、洗浄に対する熟練の技術
を必要とする。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前記した希弗酸洗浄方
法では、洗浄によってウェーハ表面に生成された１０Å
〜１５Åの薄い自然酸化膜を希弗酸洗浄を行う際、洗浄
溶液中の弗酸の濃度が高濃度であったり、浸漬時間が長
時間であったりすると、自然酸化膜がすべて除去されて
ただちにウェーハ表面が疎水面となり、パーティクルが
付着しやすい状態となる。あるいは、自然酸化膜がすべ
て除去されなくとも反応が中途半端となり、ウェーハ表
面に親水面と疎水面とが共存した状態となり、ウォータ
ーマーク等が残り均等な表面が得られない。
法では、洗浄によってウェーハ表面に生成された１０Å
〜１５Åの薄い自然酸化膜を希弗酸洗浄を行う際、洗浄
溶液中の弗酸の濃度が高濃度であったり、浸漬時間が長
時間であったりすると、自然酸化膜がすべて除去されて
ただちにウェーハ表面が疎水面となり、パーティクルが
付着しやすい状態となる。あるいは、自然酸化膜がすべ
て除去されなくとも反応が中途半端となり、ウェーハ表
面に親水面と疎水面とが共存した状態となり、ウォータ
ーマーク等が残り均等な表面が得られない。
【０００６】また、希弗酸洗浄は、自然酸化膜の最表面
層に発生している金属不純物汚染を自然酸化膜を除去す
ることで減少させるという効果があるが、１０Å〜１５
Åの薄い自然酸化膜をすべて除去することなく残して処
理するためには、数ｐｐｍオーダーの非常に薄い濃度の
弗酸を使用しなければならない。この際、金属不純物汚
染が多い場合に非常に薄い濃度の弗酸では、金属不純物
を除去できないだけでなく、本来目的とするその汚染金
属を含む自然酸化膜を除去できなくなる可能性がある。
層に発生している金属不純物汚染を自然酸化膜を除去す
ることで減少させるという効果があるが、１０Å〜１５
Åの薄い自然酸化膜をすべて除去することなく残して処
理するためには、数ｐｐｍオーダーの非常に薄い濃度の
弗酸を使用しなければならない。この際、金属不純物汚
染が多い場合に非常に薄い濃度の弗酸では、金属不純物
を除去できないだけでなく、本来目的とするその汚染金
属を含む自然酸化膜を除去できなくなる可能性がある。
【０００７】この発明は、上記のような従来技術の問題
点を解決すべくされたもので、その目的は、半導体ウェ
ーハ表面の自然酸化膜厚を制御しながら洗浄し、その後
簡便な方法で自然酸化膜をすべて除去することなくウェ
ーハ表面の親水性を保ちながら、パーティクルの吸着及
び金属不純物汚染の低減が可能となる半導体ウェーハの
表面洗浄方法を提供することである。
点を解決すべくされたもので、その目的は、半導体ウェ
ーハ表面の自然酸化膜厚を制御しながら洗浄し、その後
簡便な方法で自然酸化膜をすべて除去することなくウェ
ーハ表面の親水性を保ちながら、パーティクルの吸着及
び金属不純物汚染の低減が可能となる半導体ウェーハの
表面洗浄方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】発明者らは、ウェーハ表
面の保護膜形成方法として、一般的な熱酸化、ＣＶＤ処
理に代わる保護膜の形成方法、特に膜厚を正確に制御し
て形成できる方法として、酸洗浄液に浸漬して生成され
る自然酸化膜に着目し、水酸化アンモニウム−過酸化水
素水−水、塩酸−過酸化水素水−水および過酸化水素水
−水において、従来選定されていた液組成をさらに水で
希釈したところ、１０Å〜１５Å以上の膜厚を有しかつ
極めて均一度が高い酸化膜を形成することができ、さら
に処理温度、処理時間、水希釈濃度を選定することによ
り、極めて正確に生成膜厚を制御できることを知見し、
先に提案（特願平５−１８６５９６号）した。かかる発
明の過程において、酸洗浄液の目的であるパーティクル
除去、金属不純物除去、有機物除去、マイクロラフネス
の維持、表面の親水化の効果を考慮し、特にパーティク
ルの吸着及び金属不純物汚染の低減効果を追求した場
合、従来より高濃度の弗酸溶液による自然酸化膜の表面
層の除去が有効であることに着目し、種々検討した結
果、前記方法にて自然酸化膜厚を従来の（１０Å〜１５
Å）より予め厚くしておき、金属不純物汚染部分を高濃
度の弗酸の使用あるいは長時間の浸漬処理にて除去し、
均一な自然酸化膜を残すことにより目的が達成できるこ
とを知見しこの発明を完成した。
面の保護膜形成方法として、一般的な熱酸化、ＣＶＤ処
理に代わる保護膜の形成方法、特に膜厚を正確に制御し
て形成できる方法として、酸洗浄液に浸漬して生成され
る自然酸化膜に着目し、水酸化アンモニウム−過酸化水
素水−水、塩酸−過酸化水素水−水および過酸化水素水
−水において、従来選定されていた液組成をさらに水で
希釈したところ、１０Å〜１５Å以上の膜厚を有しかつ
極めて均一度が高い酸化膜を形成することができ、さら
に処理温度、処理時間、水希釈濃度を選定することによ
り、極めて正確に生成膜厚を制御できることを知見し、
先に提案（特願平５−１８６５９６号）した。かかる発
明の過程において、酸洗浄液の目的であるパーティクル
除去、金属不純物除去、有機物除去、マイクロラフネス
の維持、表面の親水化の効果を考慮し、特にパーティク
ルの吸着及び金属不純物汚染の低減効果を追求した場
合、従来より高濃度の弗酸溶液による自然酸化膜の表面
層の除去が有効であることに着目し、種々検討した結
果、前記方法にて自然酸化膜厚を従来の（１０Å〜１５
Å）より予め厚くしておき、金属不純物汚染部分を高濃
度の弗酸の使用あるいは長時間の浸漬処理にて除去し、
均一な自然酸化膜を残すことにより目的が達成できるこ
とを知見しこの発明を完成した。
【０００９】すなわち、この発明は、半導体ウェーハを
過酸化水素水、水酸化アンモニウムと過酸化水素水及び
塩酸と過酸化水素水のいずれかの希釈水溶液中に浸漬し
て洗浄する際、処理液の組成、温度を一定に保ち、処理
時間を選定するか、あるいは処理液の温度、処理時間を
一定に保ち、水で希釈する液組成を選定して生成させる
自然酸化膜厚を所要厚みに制御し、その後の希釈弗酸溶
液洗浄時に、高濃度の弗酸の使用および／または浸漬時
間の選定にて、生成された均一な自然酸化膜を所要厚み
となるまで除去することを特徴とする半導体ウェーハの
表面洗浄方法である。また、この発明は、上記の構成に
おいて、洗浄時に予め２０Å以上、さらに好ましくは２
５Å以上の厚みの自然酸化膜を形成した後、５００ｐｐ
ｍ以上の濃度の弗酸溶液を用いて、浸漬時間を適宜選定
して処理後の残存自然酸化膜厚みが１０Å以上となるよ
う自然酸化膜を除去する半導体ウェーハの表面洗浄方法
を併せて提案する。
過酸化水素水、水酸化アンモニウムと過酸化水素水及び
塩酸と過酸化水素水のいずれかの希釈水溶液中に浸漬し
て洗浄する際、処理液の組成、温度を一定に保ち、処理
時間を選定するか、あるいは処理液の温度、処理時間を
一定に保ち、水で希釈する液組成を選定して生成させる
自然酸化膜厚を所要厚みに制御し、その後の希釈弗酸溶
液洗浄時に、高濃度の弗酸の使用および／または浸漬時
間の選定にて、生成された均一な自然酸化膜を所要厚み
となるまで除去することを特徴とする半導体ウェーハの
表面洗浄方法である。また、この発明は、上記の構成に
おいて、洗浄時に予め２０Å以上、さらに好ましくは２
５Å以上の厚みの自然酸化膜を形成した後、５００ｐｐ
ｍ以上の濃度の弗酸溶液を用いて、浸漬時間を適宜選定
して処理後の残存自然酸化膜厚みが１０Å以上となるよ
う自然酸化膜を除去する半導体ウェーハの表面洗浄方法
を併せて提案する。
【００１０】この発明において、過酸化水素水、水酸化
アンモニウムと過酸化水素水及び塩酸と過酸化水素水の
いずれかの希釈水溶液は、ウェーハの洗浄方法として従
来選定されていた液組成をさらに水で希釈したことを特
徴とする。希釈水には純水が好ましい。水酸化アンモニ
ウムと過酸化水素水の場合、水酸化アンモニウム ：
過酸化水素水 ： 水が１ ： １ ： ５以上に希釈
されることが必要で、極めて正確に自然酸化膜を制御で
きる１ ： １ ： ５〜１ ： １ ： １０００の
希釈配合比が好ましく、最も好ましい範囲としては、１
： １ ：２００〜１： １ ： ５００である。他
の過酸化水素水、及び塩酸と過酸化水素水の希釈水溶液
の水との配合比としては、水酸化アンモニウムと過酸化
水素水と同様の希釈配合比が最適である。
アンモニウムと過酸化水素水及び塩酸と過酸化水素水の
いずれかの希釈水溶液は、ウェーハの洗浄方法として従
来選定されていた液組成をさらに水で希釈したことを特
徴とする。希釈水には純水が好ましい。水酸化アンモニ
ウムと過酸化水素水の場合、水酸化アンモニウム ：
過酸化水素水 ： 水が１ ： １ ： ５以上に希釈
されることが必要で、極めて正確に自然酸化膜を制御で
きる１ ： １ ： ５〜１ ： １ ： １０００の
希釈配合比が好ましく、最も好ましい範囲としては、１
： １ ：２００〜１： １ ： ５００である。他
の過酸化水素水、及び塩酸と過酸化水素水の希釈水溶液
の水との配合比としては、水酸化アンモニウムと過酸化
水素水と同様の希釈配合比が最適である。
【００１１】この発明の自然酸化膜厚みの制御におい
て、過酸化水素水、水酸化アンモニウムと過酸化水素
水、及び塩酸と過酸化水素水のいずれかの希釈水溶液
は、後述するごとく、シリコン表面への酸化力が温度に
依存するため、目的とする酸化膜厚並びに液組成や処理
時間等に応じて室温以上を適宜選定するとよい。また、
処理液の組成、温度を一定に保ち、処理時間を選定して
酸化膜厚を制御する際に、目的とする酸化膜厚が比較的
薄い場合は、例えば酸化力が穏やかに作用するような条
件を選定して制御精度を向上させたり、逆に酸化力が強
く作用するように条件を設定して厚い酸化膜を迅速にか
つ精度よく設ける等、種々の制御方法を採用することが
できる。さらに、処理液の温度、処理時間を一定に保
ち、水で希釈する液組成を選定して酸化膜厚を制御する
場合は、処理液の温度、処理時間と液組成並びに生成さ
れる酸化膜厚の相関関係が予め求められているため、酸
化膜厚を極めて高精度で制御することが可能となる。ま
た、従来の方法で生成される１０Å〜１５Åの薄い膜厚
よりも更に厚くするためには、ウェーハ表面への酸化力
が温度に依存することより、処理温度８０℃、処理時間
１０分間以上の条件が最適である。
て、過酸化水素水、水酸化アンモニウムと過酸化水素
水、及び塩酸と過酸化水素水のいずれかの希釈水溶液
は、後述するごとく、シリコン表面への酸化力が温度に
依存するため、目的とする酸化膜厚並びに液組成や処理
時間等に応じて室温以上を適宜選定するとよい。また、
処理液の組成、温度を一定に保ち、処理時間を選定して
酸化膜厚を制御する際に、目的とする酸化膜厚が比較的
薄い場合は、例えば酸化力が穏やかに作用するような条
件を選定して制御精度を向上させたり、逆に酸化力が強
く作用するように条件を設定して厚い酸化膜を迅速にか
つ精度よく設ける等、種々の制御方法を採用することが
できる。さらに、処理液の温度、処理時間を一定に保
ち、水で希釈する液組成を選定して酸化膜厚を制御する
場合は、処理液の温度、処理時間と液組成並びに生成さ
れる酸化膜厚の相関関係が予め求められているため、酸
化膜厚を極めて高精度で制御することが可能となる。ま
た、従来の方法で生成される１０Å〜１５Åの薄い膜厚
よりも更に厚くするためには、ウェーハ表面への酸化力
が温度に依存することより、処理温度８０℃、処理時間
１０分間以上の条件が最適である。
【００１２】この発明において、所定厚みに制御された
自然酸化膜を特定の濃度の弗酸と純水との混合した希弗
酸溶液で自然酸化膜をすべて除去することなく、酸化膜
の最表面層のみ除去する場合、用いる弗酸の濃度の高低
がウェーハ表面上の自然酸化膜の除去速度を決定するわ
けであるが、弗酸の濃度としては、０．１〜１０００ｐ
ｐｍの範囲が好ましく、さらに望ましくは５００ｐｐｍ
以上であり、従来の方法で形成される１０Å〜１５Åの
薄い酸化膜厚に比べ、更に厚く制御された然酸化膜の場
合、高濃度の弗酸の使用が可能となりウェーハ表面の金
属不純物除去を充分行うことができる。
自然酸化膜を特定の濃度の弗酸と純水との混合した希弗
酸溶液で自然酸化膜をすべて除去することなく、酸化膜
の最表面層のみ除去する場合、用いる弗酸の濃度の高低
がウェーハ表面上の自然酸化膜の除去速度を決定するわ
けであるが、弗酸の濃度としては、０．１〜１０００ｐ
ｐｍの範囲が好ましく、さらに望ましくは５００ｐｐｍ
以上であり、従来の方法で形成される１０Å〜１５Åの
薄い酸化膜厚に比べ、更に厚く制御された然酸化膜の場
合、高濃度の弗酸の使用が可能となりウェーハ表面の金
属不純物除去を充分行うことができる。
【００１３】この発明において、洗浄時に予め２０Å以
上、さらに好ましくは２５Å以上の厚みの自然酸化膜を
形成した後、希弗酸洗浄を行うのは、ウェーハ表面の金
属不純物除去を充分行いかつ希弗酸洗浄後に１０Å以上
の自然酸化膜を残すために少なくとも２０Å厚みの自然
酸化膜が必要であり、２５Å以上の厚みであれば、さら
に金属不純物除去効果を高めるように高濃度弗酸洗洗浄
液の使用あるいは長時間の浸漬が可能となる。また、処
理後の残存自然酸化膜厚みを１０Å以上とするのは、後
工程における表面保護膜として機能させるに少なくとも
１０Å厚みが必要なことによる。
上、さらに好ましくは２５Å以上の厚みの自然酸化膜を
形成した後、希弗酸洗浄を行うのは、ウェーハ表面の金
属不純物除去を充分行いかつ希弗酸洗浄後に１０Å以上
の自然酸化膜を残すために少なくとも２０Å厚みの自然
酸化膜が必要であり、２５Å以上の厚みであれば、さら
に金属不純物除去効果を高めるように高濃度弗酸洗洗浄
液の使用あるいは長時間の浸漬が可能となる。また、処
理後の残存自然酸化膜厚みを１０Å以上とするのは、後
工程における表面保護膜として機能させるに少なくとも
１０Å厚みが必要なことによる。
【００１４】
【作用】この発明は、水酸化アンモニウム−過酸化水素
水−水、塩酸−過酸化水素水−水および過酸化水素水−
水において、従来選定されていた液組成をさらに水で希
釈した比率が１ ： １ ：２００〜１ ： １ ：
５００の洗浄液を用いて、洗浄で生成した自然酸化膜厚
を従来一定であった厚み（１０Å〜１５Å）より予め厚
くしておくことができ、所要の厚みが厚い自然酸化膜を
形成したことにより、従来より高濃度あるいは長時間浸
漬が可能な弗酸溶液による自然酸化膜の表面層の除去が
可能で、濃度及び／または浸漬時間の選定により、自然
酸化膜表面層の金属不純物汚染部分を充分に除去すると
ともに均一な所定厚みの自然酸化膜を残すことが可能
で、ウェーハ表面を親水面に保ちながら、パーティクル
の吸着を防止し、金属不純物汚染の充分な低減効果が得
られる。
水−水、塩酸−過酸化水素水−水および過酸化水素水−
水において、従来選定されていた液組成をさらに水で希
釈した比率が１ ： １ ：２００〜１ ： １ ：
５００の洗浄液を用いて、洗浄で生成した自然酸化膜厚
を従来一定であった厚み（１０Å〜１５Å）より予め厚
くしておくことができ、所要の厚みが厚い自然酸化膜を
形成したことにより、従来より高濃度あるいは長時間浸
漬が可能な弗酸溶液による自然酸化膜の表面層の除去が
可能で、濃度及び／または浸漬時間の選定により、自然
酸化膜表面層の金属不純物汚染部分を充分に除去すると
ともに均一な所定厚みの自然酸化膜を残すことが可能
で、ウェーハ表面を親水面に保ちながら、パーティクル
の吸着を防止し、金属不純物汚染の充分な低減効果が得
られる。
【００１５】
実施例１ 水酸化アンモニウムと過酸化水素水と水の希釈配合比
を、１ ： １ ： ５〜１ ： １ ： ４０００の
範囲で選定した処理液を作製し、各処理液に処理温度８
０℃、処理時間１０分の条件で半導体ウェーハを浸漬し
て、その時生成された自然酸化膜厚の測定を行った。酸
化膜厚はエリプソメーターにより測定した。測定結果を
図１に示す。希釈配合比１ ： １ ： ５〜１ ：
１ ： ６００の範囲で水の希釈率の増大に伴い自然酸
化膜厚が厚くなっていることがわかる。すなわち、過酸
化水素水の希釈に伴い、ウェーハ表面への過酸化水素水
による酸化力が強くなることが示された。これらの酸化
膜面内の膜厚分布を測定すると、希釈配合比１ ： １
： ５〜１ ： １ ： ５００の範囲で±１Åであ
った。従来の方法で生成される１０Å〜１５Åの薄い酸
化膜厚よりも更に厚く、しかもウェーハ表面の均一な反
応で酸化膜の厚みを制御するために、水酸化アンモニウ
ムと過酸化水素水と水の希釈配合比を、１ ： １ ：
２００〜１ ： １： ５００の範囲を最適条件とす
る。
を、１ ： １ ： ５〜１ ： １ ： ４０００の
範囲で選定した処理液を作製し、各処理液に処理温度８
０℃、処理時間１０分の条件で半導体ウェーハを浸漬し
て、その時生成された自然酸化膜厚の測定を行った。酸
化膜厚はエリプソメーターにより測定した。測定結果を
図１に示す。希釈配合比１ ： １ ： ５〜１ ：
１ ： ６００の範囲で水の希釈率の増大に伴い自然酸
化膜厚が厚くなっていることがわかる。すなわち、過酸
化水素水の希釈に伴い、ウェーハ表面への過酸化水素水
による酸化力が強くなることが示された。これらの酸化
膜面内の膜厚分布を測定すると、希釈配合比１ ： １
： ５〜１ ： １ ： ５００の範囲で±１Åであ
った。従来の方法で生成される１０Å〜１５Åの薄い酸
化膜厚よりも更に厚く、しかもウェーハ表面の均一な反
応で酸化膜の厚みを制御するために、水酸化アンモニウ
ムと過酸化水素水と水の希釈配合比を、１ ： １ ：
２００〜１ ： １： ５００の範囲を最適条件とす
る。
【００１６】実施例２ 半導体ウェーハを従来の水酸化アンモニウム−過酸化水
素水−水（１：１：５）の処理液で洗浄したもの（１０
Å〜１５Å）と、水酸化アンモニウムと過酸化水素水と
水の希釈配合比が１ ： １ ： ５００の処理液を作
製し、処理温度８０℃、処理時間１０分の条件で洗浄
し、自然酸化膜厚を制御したもの（約３５Å）との二種
のウェーハを、弗酸の濃度５００ｐｐｍの希釈弗酸溶液
中に浸漬させたときの、浸漬時間と浸漬処理後の自然酸
化膜の厚みの関係を調べた。その結果を図２に示す。図
２より明らかなように、浸漬時間と浸漬処理後の自然酸
化膜の厚みは、従来の洗浄液で洗浄したものも、この発
明により酸化膜厚を制御したものも、逆比例の関係があ
り、その傾きは変わらない。生成された自然酸化膜の厚
みが厚いほど、浸漬処理時間は長くかかる。よって本発
明により自然酸化膜厚を厚く制御したものの方が、長時
間の浸漬処理が可能となる。
素水−水（１：１：５）の処理液で洗浄したもの（１０
Å〜１５Å）と、水酸化アンモニウムと過酸化水素水と
水の希釈配合比が１ ： １ ： ５００の処理液を作
製し、処理温度８０℃、処理時間１０分の条件で洗浄
し、自然酸化膜厚を制御したもの（約３５Å）との二種
のウェーハを、弗酸の濃度５００ｐｐｍの希釈弗酸溶液
中に浸漬させたときの、浸漬時間と浸漬処理後の自然酸
化膜の厚みの関係を調べた。その結果を図２に示す。図
２より明らかなように、浸漬時間と浸漬処理後の自然酸
化膜の厚みは、従来の洗浄液で洗浄したものも、この発
明により酸化膜厚を制御したものも、逆比例の関係があ
り、その傾きは変わらない。生成された自然酸化膜の厚
みが厚いほど、浸漬処理時間は長くかかる。よって本発
明により自然酸化膜厚を厚く制御したものの方が、長時
間の浸漬処理が可能となる。
【００１７】半導体ウェーハを弗酸濃度５００ｐｐｍの
希弗酸溶液中に浸漬させたときの、浸漬時間とウェーハ
表面の金属不純物、特にＦｅ、Ａｌにおける残存量の関
係を調べた。その結果を図３に示す。この結果より浸漬
時間が長いほど、ウェーハ表面の金属不純物の残存量が
減少している。すなわち、ウェーハ表面の金属不純物の
除去効果がよくなることが明らかである。図２の結果で
示されたように、この発明により洗浄で生成される自然
酸化膜の厚みを従来の方法で洗浄したものより更に厚く
制御することで、その後行われる希弗酸洗浄における浸
漬処理時間を長くすることが可能となり、結果として、
ウェーハ表面の金属不純物汚染の除去効果が期待できる
ことが分かる。
希弗酸溶液中に浸漬させたときの、浸漬時間とウェーハ
表面の金属不純物、特にＦｅ、Ａｌにおける残存量の関
係を調べた。その結果を図３に示す。この結果より浸漬
時間が長いほど、ウェーハ表面の金属不純物の残存量が
減少している。すなわち、ウェーハ表面の金属不純物の
除去効果がよくなることが明らかである。図２の結果で
示されたように、この発明により洗浄で生成される自然
酸化膜の厚みを従来の方法で洗浄したものより更に厚く
制御することで、その後行われる希弗酸洗浄における浸
漬処理時間を長くすることが可能となり、結果として、
ウェーハ表面の金属不純物汚染の除去効果が期待できる
ことが分かる。
【００１８】実施例３ 半導体ウェーハ表面に生成させた自然酸化膜を、弗酸濃
度５００ｐｐｍ、１０００ｐｐｍの２種の希弗酸溶液中
に浸漬させたときの、浸漬時間と酸化膜のエッチング量
との関係を調べた。その結果を図４に示す。図４から明
らかなように、従来の自然酸化膜厚みが１０Å〜１５Å
では、５００ｐｐｍ以上の高濃度の弗酸溶液中に浸漬さ
せたの場合、極短時間の浸漬しかできず、残存自然酸化
膜厚の制御が困難であるが、この発明のように２０Å以
上、特に２５Å以上の厚みに自然酸化膜厚みを制御して
形成した場合は、長時間の浸漬処理が可能でかつ残存自
然酸化膜厚の制御が容易にできることが分かる。
度５００ｐｐｍ、１０００ｐｐｍの２種の希弗酸溶液中
に浸漬させたときの、浸漬時間と酸化膜のエッチング量
との関係を調べた。その結果を図４に示す。図４から明
らかなように、従来の自然酸化膜厚みが１０Å〜１５Å
では、５００ｐｐｍ以上の高濃度の弗酸溶液中に浸漬さ
せたの場合、極短時間の浸漬しかできず、残存自然酸化
膜厚の制御が困難であるが、この発明のように２０Å以
上、特に２５Å以上の厚みに自然酸化膜厚みを制御して
形成した場合は、長時間の浸漬処理が可能でかつ残存自
然酸化膜厚の制御が容易にできることが分かる。
【００１９】
【発明の効果】この発明は、半導体ウェーハを過酸化水
素水、水酸化アンモニウムと過酸化水素水、及び塩酸と
過酸化水素水のいずれかの希釈水溶液中に浸漬して洗浄
する際、処理液の温度、処理時間を一定に保ち、水で希
釈する液組成を選定して自然酸化膜厚を制御すること
で、任意の酸化膜厚が生成できる。さらにこの後、特定
の濃度の弗酸と純水とを混合した希釈溶液中に浸漬処理
して、半導体ウェーハ表面の自然酸化膜をすべて除去す
ることなく最表面層のみ除去する際、高濃度の弗酸の使
用、及び長時間の浸漬時間といった巾の広い条件設定に
よりウェーハ表面を親水面に保ちながら、パーティクル
吸着及び金属不純物汚染を低減できる半導体ウェーハの
表面洗浄方法を提供することが可能となる。
素水、水酸化アンモニウムと過酸化水素水、及び塩酸と
過酸化水素水のいずれかの希釈水溶液中に浸漬して洗浄
する際、処理液の温度、処理時間を一定に保ち、水で希
釈する液組成を選定して自然酸化膜厚を制御すること
で、任意の酸化膜厚が生成できる。さらにこの後、特定
の濃度の弗酸と純水とを混合した希釈溶液中に浸漬処理
して、半導体ウェーハ表面の自然酸化膜をすべて除去す
ることなく最表面層のみ除去する際、高濃度の弗酸の使
用、及び長時間の浸漬時間といった巾の広い条件設定に
よりウェーハ表面を親水面に保ちながら、パーティクル
吸着及び金属不純物汚染を低減できる半導体ウェーハの
表面洗浄方法を提供することが可能となる。
【図１】処理温度、処理時間が一定の場合、水酸化アン
モニウムと過酸化水素水および水の配合変化と、その際
生成された自然酸化膜厚との関係を示すグラフであり、
横軸が配合比及びその時の液組成の過酸化水素水の濃
度、縦軸がエリプソメータによる酸化膜厚を示す。
モニウムと過酸化水素水および水の配合変化と、その際
生成された自然酸化膜厚との関係を示すグラフであり、
横軸が配合比及びその時の液組成の過酸化水素水の濃
度、縦軸がエリプソメータによる酸化膜厚を示す。
【図２】この発明方法及び従来方法で洗浄した半導体ウ
エーハを特定濃度の弗酸と純水とを混合した希釈溶液中
に一定時間浸漬した時の浸漬時間と浸漬後の酸化膜の厚
みの関係を示すグラフであり、横軸が浸漬処理時間、縦
軸が酸化膜厚を示す。
エーハを特定濃度の弗酸と純水とを混合した希釈溶液中
に一定時間浸漬した時の浸漬時間と浸漬後の酸化膜の厚
みの関係を示すグラフであり、横軸が浸漬処理時間、縦
軸が酸化膜厚を示す。
【図３】半導体ウエーハを特定濃度の弗酸と純水とを混
合した希釈溶液中に一定時間浸漬した時の浸漬時間とウ
ェーハ表面の金属不純物残存量との関係を示すグラフで
あり、横軸が浸漬処理時間、縦軸がウェーハ表面の金属
不純物残存量を示す。
合した希釈溶液中に一定時間浸漬した時の浸漬時間とウ
ェーハ表面の金属不純物残存量との関係を示すグラフで
あり、横軸が浸漬処理時間、縦軸がウェーハ表面の金属
不純物残存量を示す。
【図４】半導体ウエーハを特定濃度の弗酸と純水とを混
合した希釈溶液中に浸漬した時の浸漬時間とウェーハ表
面の自然酸化膜のエッチング量との関係を示すグラフで
あり、横軸が浸漬処理時間、縦軸がウェーハ表面の自然
酸化膜のエッチング量を示す。
合した希釈溶液中に浸漬した時の浸漬時間とウェーハ表
面の自然酸化膜のエッチング量との関係を示すグラフで
あり、横軸が浸漬処理時間、縦軸がウェーハ表面の自然
酸化膜のエッチング量を示す。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｂ０８Ｂ 3/08 Ａ 2119−3Ｂ
Claims (1)
- 【請求項１】 半導体ウェーハを過酸化水素水、水酸化
アンモニウムと過酸化水素水及び塩酸と過酸化水素水の
いずれかの希釈水溶液中に浸漬して洗浄する際、処理液
の組成、温度を一定に保ち、処理時間を選定するか、あ
るいは処理液の温度、処理時間を一定に保ち、水で希釈
する液組成を選定して生成させる自然酸化膜厚を所要厚
みに制御し、その後の希釈弗酸溶液洗浄時に、高濃度の
弗酸の使用および／または浸漬時間の選定にて、生成さ
れた均一な自然酸化膜を所要厚みとなるまで除去するこ
とを特徴とする半導体ウェーハの表面洗浄方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5518994A JPH07240394A (ja) | 1994-02-28 | 1994-02-28 | 半導体ウェーハの表面洗浄方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5518994A JPH07240394A (ja) | 1994-02-28 | 1994-02-28 | 半導体ウェーハの表面洗浄方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07240394A true JPH07240394A (ja) | 1995-09-12 |
Family
ID=12991761
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5518994A Pending JPH07240394A (ja) | 1994-02-28 | 1994-02-28 | 半導体ウェーハの表面洗浄方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07240394A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005027214A1 (ja) * | 2003-09-10 | 2005-03-24 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | 積層基板の洗浄方法及び基板の貼り合わせ方法並びに貼り合せウェーハの製造方法 |
| US7262141B2 (en) | 2004-08-03 | 2007-08-28 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Methods for cleaning a semiconductor substrate having a recess channel region |
| WO2022190830A1 (ja) | 2021-03-09 | 2022-09-15 | 信越半導体株式会社 | シリコンウェーハの洗浄方法、シリコンウェーハの製造方法及びシリコンウェーハ |
| KR20240047383A (ko) | 2021-09-01 | 2024-04-12 | 신에쯔 한도타이 가부시키가이샤 | 실리콘 웨이퍼의 세정방법 및 제조방법 |
| KR20240051142A (ko) | 2021-09-06 | 2024-04-19 | 신에쯔 한도타이 가부시키가이샤 | 실리콘 웨이퍼의 세정방법 및 제조방법, 그리고 세정액 중의 과산화수소농도 평가방법 및 과산화수소농도 관리방법 |
-
1994
- 1994-02-28 JP JP5518994A patent/JPH07240394A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005027214A1 (ja) * | 2003-09-10 | 2005-03-24 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | 積層基板の洗浄方法及び基板の貼り合わせ方法並びに貼り合せウェーハの製造方法 |
| US7608548B2 (en) | 2003-09-10 | 2009-10-27 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Method for cleaning a multilayer substrate and method for bonding substrates and method for producing a bonded wafer |
| KR101142138B1 (ko) * | 2003-09-10 | 2012-05-10 | 신에쯔 한도타이 가부시키가이샤 | 적층기판의 세척방법, 기판의 접합방법 및 접합 웨이퍼의제조방법 |
| US7262141B2 (en) | 2004-08-03 | 2007-08-28 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Methods for cleaning a semiconductor substrate having a recess channel region |
| WO2022190830A1 (ja) | 2021-03-09 | 2022-09-15 | 信越半導体株式会社 | シリコンウェーハの洗浄方法、シリコンウェーハの製造方法及びシリコンウェーハ |
| KR20230152702A (ko) | 2021-03-09 | 2023-11-03 | 신에쯔 한도타이 가부시키가이샤 | 실리콘 웨이퍼의 세정방법, 실리콘 웨이퍼의 제조방법 및 실리콘 웨이퍼 |
| KR20240047383A (ko) | 2021-09-01 | 2024-04-12 | 신에쯔 한도타이 가부시키가이샤 | 실리콘 웨이퍼의 세정방법 및 제조방법 |
| KR20240051142A (ko) | 2021-09-06 | 2024-04-19 | 신에쯔 한도타이 가부시키가이샤 | 실리콘 웨이퍼의 세정방법 및 제조방법, 그리고 세정액 중의 과산화수소농도 평가방법 및 과산화수소농도 관리방법 |
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