JPH0845885A - ウェーハの洗浄方法 - Google Patents

ウェーハの洗浄方法

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JPH0845885A
JPH0845885A JP17460794A JP17460794A JPH0845885A JP H0845885 A JPH0845885 A JP H0845885A JP 17460794 A JP17460794 A JP 17460794A JP 17460794 A JP17460794 A JP 17460794A JP H0845885 A JPH0845885 A JP H0845885A
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JP
Japan
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wafer
cleaning
metal
chemical
dummy
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JP17460794A
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English (en)
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Koichiro Saga
幸一郎 嵯峨
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Sony Corp
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Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 薬液中に存在する金属不純物を有効に除去
し、洗浄中のウェーハへの金属不純物の付着を防止し、
しかも薬液の汚染も防止し、洗浄コストの低減を図るこ
とができるウェーハの洗浄方法を提供すること。 【構成】 薬液10中にウェーハ12を浸漬する際に、
薬液10中に、ウェーハ12に比べて金属不純物の吸着
力が大きいダミーウェーハ6を同時に存在させる。ダミ
ーウェーハ6は、活性化槽2内に貯留してある活性化溶
液4中に、洗浄処理すべきシリコンウェーハと同じ組成
のウェーハ(希フッ酸(DHF)洗浄済)を浸漬して形
成する。活性化液4は、溶液1リットル当り、0.1〜
0.3gの塩化パラジウムと、1〜3mlの塩酸とを含
み、温度が30〜40°Cに設定してある。活性化溶液
4中への浸漬の結果、ダミーウェーハ6の表面には、パ
ラジウムで構成される活性核が形成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ウェーハの洗浄方法に
係り、さらに詳しくは、薬液中に存在する金属不純物を
有効に除去し、洗浄中のウェーハへの金属不純物の付着
を防止し、しかも薬液の汚染も防止し、洗浄コストの低
減を図ることができるウェーハの洗浄方法に関する。
【0002】
【従来の技術】シリコン半導体デバイスの微細化と高集
積化に伴い、製造プロセスで混入するパーティクルや金
属不純物が、デバイスの歩留りや特性に与える影響が増
大している。たとえば、金属不純物は、酸化膜耐圧不良
や接合リーク不良を引き起こす。しかしながら、LSI
の製造プロセスは、そのほとんどが、パーティクルや金
属不純物の発生源であるため、デバイスの歩留りやその
特性を向上させるためには、前製造プロセスにわたり、
基板表面を清浄に保たなければならない。
【0003】シリコンウェーハの洗浄方法としては、ウ
ェット洗浄とドライ(蒸気/ガス相)洗浄があるが、ド
ライ洗浄技術は、学会レベルの技術であり、今のところ
パーティクルの除去が困難であり、特定の限られた汚染
についてのみ有効である。これに対して、ウェット洗浄
はバッチ処理が可能であるので、スループットが高く、
複数種の汚染を簡単かつ低コストで除去することがで
き、幅広く使用されている。
【0004】超LSIプロセスでは、複数の洗浄液によ
る処理を組み合わせて、多槽浸漬バッチ方式で洗浄シー
ケンスを組み立てている。その基本は、RCA洗浄であ
る。RCA洗浄に用いられる各薬液の組成を表1に示
す。
【0005】
【表1】
【0006】表1中、薬液SC−1は、アンモニア+過
酸化水素+水などで構成されるアルカリ性薬液であり、
パーティクル除去に効果がある。SC−2は、塩酸+過
酸化水素+水の酸性薬液であり、金属不純物の除去に効
果がある。また、希フッ酸(DHF)洗浄液は、SC−
1およびSC−2でウェーハ表面に形成された自然酸化
膜の除去と金属不純物の除去に効果がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかし、デバイスの高
集積化に伴い、ゲート酸化膜が10nm程度に薄膜化し
てきた現在、金属不純物を極限まで低減しなければなら
ないという要求が高まってきているにもかかわらず、現
状の洗浄方法では、金属不純物濃度1×1011〜1×1
12atoms/ cm2 程度残存してしまうという問題があ
る。
【0008】また、その吸着挙動は、金属および薬液に
よって異なり、SC−1やSC−2液中などの酸化が起
こる薬液中では、Fe,Al等がウェーハに吸着しやす
く、酸化膜が形成されない裸のSi表面と成る薬液中で
は、Cuがウェーハに吸着し易い。特に、Cuの吸着
は、自然酸化膜を除去する希フッ酸(DHF)洗浄中に
おいて、イオン化傾向に支配されて起こる。
【0009】本発明は、このような実状に鑑みてなさ
れ、薬液中に存在する金属不純物を有効に除去し、洗浄
中のウェーハへの金属不純物の付着を防止し、しかも薬
液の汚染も防止し、洗浄コストの低減を図ることができ
るウェーハの洗浄方法を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係るウェーハの洗浄方法は、薬液中にウェ
ーハを浸漬する際に、薬液中に、ウェーハに比べて金属
不純物の吸着力が大きい金属吸着部材を同時に存在させ
ることを特徴とする。
【0011】上記金属吸着部材は、予め触媒活性核を吸
着させて表面を活性化させたダミーウェーハであること
が好ましい。このダミーウェーハは、パラジウムを含む
溶液中に予め浸漬させたウェーハであることが好まし
い。なお、上記金属吸着部材は、予め触媒活性核を吸着
させて表面を活性化させた部材であれば、ダミーウェー
ハ以外に、種々の態様が考えられる。たとえば、薬液を
貯蔵する槽の内面に、ポリシリコン膜を付け、その表面
に触媒活性核を吸着させて、槽自体を金属吸着部材とす
ることもできる。あるいは、ウェーハ以外の基板(汚染
源とならない基板が好ましい)の表面に、触媒活性核を
吸着させて表面を活性化させた部材を、金属吸着部材と
して用いることも可能である。
【0012】上記薬液が、ウェーハの表面に酸化膜を付
けない条件の液体である場合に、本発明は特に有効であ
る。
【0013】
【作用】シリコンウェーハなどのウェーハを、その表面
に酸化膜を付けない条件(酸化膜を除去する条件も含
む)の薬液中で洗浄する場合に、たとえば銅(Cu)な
どのイオン化傾向の小さい金属不純物は、裸のシリコン
表面に付着し易い。
【0014】しかしながら、本発明では、薬液中に、ウ
ェーハに比べて金属不純物の吸着力が大きい金属吸着部
材を同時に存在させているので、ウェーハに付着してい
たCuなどの金属不純物は、薬液中に溶解し、ウェーハ
に再付着することなく、速やかに、しかも、より安定的
に金属吸着部材に吸着される。また、もともと薬液中に
含まれていたCuなどの金属付着物も、ウェーハに付着
することなく、速やかに、しかも、より安定的に金属吸
着部材に吸着される。
【0015】したがって、本発明では、ウェーハに付着
していた金属不純物を効果的に除去することができ、し
かも薬液中に存在する金属不純物からのウェーハへの吸
着がない。さらに、薬液中に存在していた金属不純物は
全て金属吸着部材に吸着されるので、薬液を交換するこ
となく、半永久的に使用でき、大幅なコストダウンがで
きる。
【0016】金属吸着部材が、予め触媒活性核を吸着さ
せて表面を活性化させたダミーウェーハである場合に
は、ダミーウェーハは、洗浄処理すべき処理ウェーハに
比較し、Cuなどの金属不純物を吸着する触媒活性核を
表面に有する以外は、同一の構成である。したがって、
金属吸着部材(ダミーウェーハ)からの汚染を心配する
ことなく、処理ウェーハからの金属不純物の除去と、処
理ウェーハへの金属不純物の付着防止とを図ることがで
きる。
【0017】ウェーハを、パラジウムを含む溶液中に予
め浸漬させれば、ダミーウェーハで構成される金属吸着
部材を容易に製造することができる。このダミーウェー
ハの金属吸着機能が低下した場合には、新たなダミーウ
ェーハを作成し、古いダミーウェーハと交換して、薬液
内に入れれば良い。すなわち、金属吸着部材の製造およ
びメンテナンスが容易である。
【0018】
【実施例】以下、本発明に係るウェーハの洗浄方法を、
図面に示す実施例に基づき、詳細に説明する。本発明の
一実施例に係るウェーハの洗浄方法では、希フッ酸(D
HF)薬液を用いてウェーハの洗浄を行う場合に付いて
説明する。
【0019】本実施例では、まず、金属吸着部材として
のダミーウェーハを準備する。ダミーウェーハを準備す
るために、図1(A),(B)に示すように、活性化槽
2内に貯留してある活性化溶液4中に、洗浄処理すべき
シリコンウェーハと同じ組成のダミーウェーハ6(希フ
ッ酸(DHF)洗浄済)を浸漬する。活性化液4の組成
を、表2に示す。
【0020】
【表2】
【0021】表2に示すように、活性化液4は、溶液1
リットル当り、0.1〜0.3gの塩化パラジウムと、
1〜3mlの塩酸とを含み、温度が30〜40°Cに設
定してある。浸漬時間は、特に限定されないが、たとえ
ば1〜5分である。活性化溶液4中への浸漬の結果、ダ
ミーウェーハ6の表面には、パラジウムで構成される活
性核が形成される。なお、ダミーウェーハ6の表面に、
パラジウムで構成される活性核を良好に形成するため
に、まず塩化第2スズを含む溶液中に希フッ酸洗浄後の
ダミーウェーハを浸漬し、スズで構成される核をウェー
ハの表面に付け、その後水洗した後、そのウェーハを前
記活性化溶液4中に浸漬しても良い。
【0022】以上のようにして準備されたダミーウェー
ハ6を、次に、図2に示すように、洗浄用薬液槽8内に
浸漬する。薬液槽8には、希フッ酸(DHF)溶液10
が貯留してある。ダミーウェーハ6を薬液槽8内に浸漬
すると、薬液槽8中に不純物イオンとして溶解していた
Cuは、ダミーウェーハ表面で、Cuに還元され、活性
核回りに析出する。
【0023】次に、この状態を維持しながら、図3のよ
うに、希フッ酸(DHF)洗浄用薬液槽8内に、複数の
処理ウェーハ12をウェーハキャリア14と共に、所定
の時間浸漬する。この時、処理ウェーハ12に付着して
いたCuを含む金属汚染物が希フッ酸(DHF)溶液1
0中に溶解し、速やかに、より安定的に、活性化された
ダミーウェーハの表面に選択的に付着する。処理ウェー
ハ12を薬液槽8内に浸漬する時間は、特に限定されな
いが、たとえば1〜2分である。
【0024】本実施例の方法により洗浄した処理ウェー
ハの表面のCu除去能力を、従来例の方法のそれと比較
した結果を表3に示す。
【0025】
【表3】
【0026】表3に示す実験では、本実施例の方法によ
り洗浄した処理ウェーハの洗浄前および洗浄後のCu付
着状態を、原子吸光分析法を用いて測定した。本実施例
の方法では、洗浄前の処理ウェーハに付着しているCu
は、1.0×1012atoms/cm2 であったのに対し、
洗浄後の処理ウェーハに付着しているCuは、原子吸光
分析法で検出できる限界以下であった。これに対し、従
来の方法により洗浄した処理ウェーハの洗浄前の処理ウ
ェーハに付着しているCuは、1.0×1012atoms/
cm2 であったのに対し、洗浄後の処理ウェーハに付着
しているCuは、1.0×1011atoms/cm2 であっ
た。
【0027】表3に示す結果から、従来の方法に比較
し、本実施例の方法では、処理ウェーハの表面からCu
を効果的に除去できることが確認された。以上のとお
り、本実施例の洗浄方法により処理ウェーハ12への金
属汚染の付着を防ぐことができる。
【0028】また、前記のような活性化されたダミーウ
ェーハの入った希フッ酸(DHF)洗浄用槽8を使用し
て、何度もウェーハ12を洗浄処理できる。ダミーウェ
ーハの6の触媒活性がなくなってきたら、新たに希フッ
酸(DHF)洗浄剤の別にダミーウェーハ6を準備し、
前記と同様の活性化処理を行う。また、この薬液(DH
F)10は汚染されることがないため、半永久的に使用
できる。
【0029】なお、本発明は、上述した実施例に限定さ
れるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変するこ
とができる。たとえば、金属吸着部材は、予め触媒活性
核を吸着させて表面を活性化させた部材であれば、上記
ダミーウェーハ6以外に、種々の態様が考えられる。た
とえば、薬液を貯蔵する槽8の内面に、ポリシリコン膜
を付け、その表面に触媒活性核を吸着させて、槽自体を
金属吸着部材とすることもできる。あるいは、ウェーハ
以外の基板(汚染源とならない基板が好ましい)の表面
に、触媒活性核を吸着させて表面を活性化させた部材
を、金属吸着部材として用いることも可能である。
【0030】また、洗浄用薬液槽8内に貯留される薬液
10としては、DHFに限らず、処理ウェーハ12に酸
化シリコン膜を付けない(除去できる場合も含む)条件
の薬液であれば、何でも良い。処理ウェーハ12に酸化
シリコン膜を成長させない条件の薬液としては、アンモ
ニア溶液などの中性からアルカリ性の溶液を例示するこ
とができる。処理ウェーハ12の表面の酸化シリコン膜
を除去できる溶液としては、DHF以外に、フッ化アン
モニウム溶液などを例示することができる。
【0031】さらに、ダミーウェーハなどの金属吸着部
材の表面に形成される触媒活性核としては、パラジウム
以外に、金、白金などを用いることができる。さらにま
た、薬液槽8内に入れられるダミーウェーハ6の個数
は、単一に限定されず、複数でも良い。ダミーウェーハ
6は、処理ウェーハ12に近接して設けることが好まし
い。ダミーウェーハ6を、ウェーハキャリア14内に収
容することも考えられる。ただし、ウェーハキャリア1
4の外部にダミーウェーハ6を設置する方が、ダミーウ
ェーハ6の管理が容易である。
【0032】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、ウェーハに付着していたCuなどの金属不純物は、
薬液中に溶解し、ウェーハに再付着することなく、速や
かに、しかも、より安定的に金属吸着部材に吸着され
る。また、もともと薬液中に含まれていたCuなどの金
属付着物も、ウェーハに付着することなく、速やかに、
しかも、より安定的に金属吸着部材に吸着される。
【0033】したがって、本発明では、ウェーハに付着
していた金属不純物を効果的に除去することができ、し
かも薬液中に存在する金属不純物からのウェーハへの吸
着がない。さらに、薬液中に存在していた金属不純物は
全て金属吸着部材に吸着されるので、薬液を交換するこ
となく、半永久的に使用でき、大幅なコストダウンがで
きる。
【0034】金属吸着部材が、予め触媒活性核を吸着さ
せて表面を活性化させたダミーウェーハである場合に
は、ダミーウェーハからの汚染を心配することなく、処
理ウェーハからの金属不純物の除去と、処理ウェーハへ
の金属不純物の付着防止とを図ることができる。
【0035】ウェーハを、パラジウムを含む溶液中に予
め浸漬させれば、ダミーウェーハで構成される金属吸着
部材を容易に製造することができる。このダミーウェー
ハの金属吸着機能が低下した場合には、新たなダミーウ
ェーハを作成し、古いダミーウェーハと交換して、薬液
内に入れれば良い。すなわち、金属吸着部材の製造およ
びメンテナンスが容易である。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1(A)は本発明の一実施例に係るウェーハ
の洗浄方法で用いるダミーウェーハを活性化させるため
の槽の正面側断面図、図1(B)は図1(A)に示す槽
の側面側断面図である。
【図2】図2は同実施例で用いる洗浄用薬液槽にダミー
ウェーハのみを浸漬した側面側断面図である。
【図3】図3は同実施例で用いる洗浄用薬液槽に処理ウ
ェーハを浸漬した側面側断面図である。
【符号の説明】
2… 活性化槽 4… 活性化溶液 6… ダミーウェーハ 8… 洗浄用薬液槽 10… 薬液 12… 処理ウェーハ 14… ウェーハキャリア

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 薬液中にウェーハを浸漬し、ウェーハを
    洗浄する方法において、 薬液中にウェーハを浸漬する際に、薬液中に、ウェーハ
    に比べて金属不純物の吸着力が大きい金属吸着部材を同
    時に存在させることを特徴とするウェーハの洗浄方法。
  2. 【請求項2】 上記金属吸着部材は、予め触媒活性核を
    吸着させて表面を活性化させたダミーウェーハである請
    求項1に記載のウェーハの洗浄方法。
  3. 【請求項3】 上記ダミーウェーハは、パラジウムを含
    む溶液中に予め浸漬させたウェーハである請求項2に記
    載のウェーハの洗浄方法。
  4. 【請求項4】 上記薬液は、ウェーハの表面に酸化膜を
    付けない条件の液体である請求項1〜3のいずれかに記
    載のウェーハの洗浄方法。
JP17460794A 1994-07-26 1994-07-26 ウェーハの洗浄方法 Pending JPH0845885A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020113577A (ja) * 2019-01-08 2020-07-27 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置、基板処理方法及び記憶媒体

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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