JPH11162876A - 半導体装置の製造装置及び製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造装置及び製造方法Info
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- JPH11162876A JPH11162876A JP9328572A JP32857297A JPH11162876A JP H11162876 A JPH11162876 A JP H11162876A JP 9328572 A JP9328572 A JP 9328572A JP 32857297 A JP32857297 A JP 32857297A JP H11162876 A JPH11162876 A JP H11162876A
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Classifications
-
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
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- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
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-
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01L28/00—Passive two-terminal components without a potential-jump or surface barrier for integrated circuits; Details thereof; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L28/40—Capacitors
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- H01L28/84—Electrodes with an enlarged surface, e.g. formed by texturisation being a rough surface, e.g. using hemispherical grains
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来は、多結晶シリコン膜表面に半球状の結
晶であるグレイン（ＨＳＧ）を成長させるため、回転式
の乾燥装置によって表面の水分を乾燥除去していた。し
かしこの方法では、多結晶シリコン膜表面にウォーター
マークが発生し、ＨＳＧの成長が阻害され、容量部の容
量値を増大することができなかった。 【解決手段】 アンモニア過酸化水素水で加熱洗浄さ
れ、塩酸過酸化水素水で加熱洗浄され、希釈フッ酸溶液
に浸漬されたシリコンウェハーが、純水によってリンス
された後、多結晶シリコン膜表面をイソプロピルアルコ
ールによって乾燥させる。
晶であるグレイン（ＨＳＧ）を成長させるため、回転式
の乾燥装置によって表面の水分を乾燥除去していた。し
かしこの方法では、多結晶シリコン膜表面にウォーター
マークが発生し、ＨＳＧの成長が阻害され、容量部の容
量値を増大することができなかった。 【解決手段】 アンモニア過酸化水素水で加熱洗浄さ
れ、塩酸過酸化水素水で加熱洗浄され、希釈フッ酸溶液
に浸漬されたシリコンウェハーが、純水によってリンス
された後、多結晶シリコン膜表面をイソプロピルアルコ
ールによって乾燥させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、多結晶シリコン膜
表面に半球状の結晶粒であるグレイン（ＨＳＧ）を成長
させた半導体装置の製造装置及び製造方法に関し、特に
ＨＳＧを成長させる多結晶シリコン膜表面にウォーター
マークが発生しないようにした半導体装置の製造装置及
び製造方法に関する。
表面に半球状の結晶粒であるグレイン（ＨＳＧ）を成長
させた半導体装置の製造装置及び製造方法に関し、特に
ＨＳＧを成長させる多結晶シリコン膜表面にウォーター
マークが発生しないようにした半導体装置の製造装置及
び製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体メモリのような半導体装置
は、メモリーセル面積の微細化に伴い、容量部の容量値
を増大することが求められている。そのため、高ε膜の
適用や容量部の面積を拡大する方法などが検討されてい
る。
は、メモリーセル面積の微細化に伴い、容量部の容量値
を増大することが求められている。そのため、高ε膜の
適用や容量部の面積を拡大する方法などが検討されてい
る。
【０００３】容量部の面積を拡大するには、容量部の構
造を三次元的に形成するという方法がある。その方法と
して、容量部をシリコン基板より下層に形成するトレン
チキャパシタ法や、容量部をシリコン基板より上部に形
成するスタックキャパシタ法などが知られている。その
スタックキャパシタ法では、容量部の構造を中空の円筒
形にすることにより、容量部の面積を増大する試みが検
討されている。
造を三次元的に形成するという方法がある。その方法と
して、容量部をシリコン基板より下層に形成するトレン
チキャパシタ法や、容量部をシリコン基板より上部に形
成するスタックキャパシタ法などが知られている。その
スタックキャパシタ法では、容量部の構造を中空の円筒
形にすることにより、容量部の面積を増大する試みが検
討されている。
【０００４】また、微細加工技術を用いなくても効率的
に容量値を増大することができる有効な手段の一つとし
て、半球状の結晶粒であるグレイン（ＨＳＧ）を成長中
の多結晶シリコン膜表面にＨＳＧを成長させ、微細な凹
凸が得られるようにした半導体装置の製造方法が特開平
８−３０６６４６号公報などに開示されている。
に容量値を増大することができる有効な手段の一つとし
て、半球状の結晶粒であるグレイン（ＨＳＧ）を成長中
の多結晶シリコン膜表面にＨＳＧを成長させ、微細な凹
凸が得られるようにした半導体装置の製造方法が特開平
８−３０６６４６号公報などに開示されている。
【０００５】ここでは、簡単にＨＳＧを成長させる従来
の方法を図４を参照しながら説明する。まず、シリコン
基板がアンモニア過酸化水素水で加熱洗浄され、多結晶
シリコン膜表面を汚染している微粒子を除去する。アン
モニア過酸化水素水は、アンモニアと過酸化水素水と水
とを体積比で１：４：20に混合したものであり、65℃で
10分間の加熱洗浄を行う。
の方法を図４を参照しながら説明する。まず、シリコン
基板がアンモニア過酸化水素水で加熱洗浄され、多結晶
シリコン膜表面を汚染している微粒子を除去する。アン
モニア過酸化水素水は、アンモニアと過酸化水素水と水
とを体積比で１：４：20に混合したものであり、65℃で
10分間の加熱洗浄を行う。
【０００６】そして、多結晶シリコン膜表面上の微粒子
が除去されたシリコン基板は純水でリンスされた後、塩
酸過酸化水素水又は硫酸過酸化水素水のような洗浄液に
よって加熱洗浄され、多結晶シリコン膜表面を汚染して
いる金属不純物を除去する。塩酸過酸化水素水は、塩酸
と過酸化水素水と水とを体積比で１：１：６に混合した
ものであり、65℃で10分間の加熱洗浄をする。硫酸過酸
化水素水は、硫酸と過酸化水素水とを５：１に混合した
もので、80℃〜130℃で10分間の加熱洗浄をする。
が除去されたシリコン基板は純水でリンスされた後、塩
酸過酸化水素水又は硫酸過酸化水素水のような洗浄液に
よって加熱洗浄され、多結晶シリコン膜表面を汚染して
いる金属不純物を除去する。塩酸過酸化水素水は、塩酸
と過酸化水素水と水とを体積比で１：１：６に混合した
ものであり、65℃で10分間の加熱洗浄をする。硫酸過酸
化水素水は、硫酸と過酸化水素水とを５：１に混合した
もので、80℃〜130℃で10分間の加熱洗浄をする。
【０００７】このような金属不純物を除去するための洗
浄液によって、多結晶シリコン膜表面には化学酸化膜が
形成される。化学酸化膜は、洗浄液の酸化作用によって
１nm〜1.5nmの膜厚に形成される。この化学酸化膜が形
成された多結晶シリコン膜表面にＨＳＧの成長を行おう
としても、化学酸化膜がシリコンのマイグレーションを
阻害するために、ＨＳＧは形成されない。そこで、化学
酸化膜が形成されたシリコン基板は、純水でリンスされ
た後、希釈フッ酸溶液により浸漬され、化学酸化膜を除
去する。希釈フッ酸溶液のフッ酸濃度は１％以下であ
る。
浄液によって、多結晶シリコン膜表面には化学酸化膜が
形成される。化学酸化膜は、洗浄液の酸化作用によって
１nm〜1.5nmの膜厚に形成される。この化学酸化膜が形
成された多結晶シリコン膜表面にＨＳＧの成長を行おう
としても、化学酸化膜がシリコンのマイグレーションを
阻害するために、ＨＳＧは形成されない。そこで、化学
酸化膜が形成されたシリコン基板は、純水でリンスされ
た後、希釈フッ酸溶液により浸漬され、化学酸化膜を除
去する。希釈フッ酸溶液のフッ酸濃度は１％以下であ
る。
【０００８】化学酸化膜が除去されたシリコン基板は、
純水で10分間のリンスがされた後、多結晶シリコン膜表
面上の水分が回転式の乾燥装置の遠心力によって乾燥除
去される。乾燥した多結晶シリコン膜表面に自然酸化膜
が成長しないようにするため、多結晶シリコン膜表面に
は直ちにＨＳＧの成長が行われる。その後、容量膜が形
成され、アンモニア過酸化水素水洗浄で多結晶シリコン
膜表面がエッチングされ、容量電極が成膜される。
純水で10分間のリンスがされた後、多結晶シリコン膜表
面上の水分が回転式の乾燥装置の遠心力によって乾燥除
去される。乾燥した多結晶シリコン膜表面に自然酸化膜
が成長しないようにするため、多結晶シリコン膜表面に
は直ちにＨＳＧの成長が行われる。その後、容量膜が形
成され、アンモニア過酸化水素水洗浄で多結晶シリコン
膜表面がエッチングされ、容量電極が成膜される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ＨＳＧは多結晶シリコ
ン膜表面の汚染に敏感であることから、 ＨＳＧを成長
させる下層膜は汚染されることがないようにしながら適
切に加熱洗浄や希釈フッ酸浸漬処理をする必要がある。
多結晶シリコン膜表面でＨＳＧの成長に影響を与えると
考えられる汚染成分は、雰囲気中の有機物、自然酸化
膜、水分などである。
ン膜表面の汚染に敏感であることから、 ＨＳＧを成長
させる下層膜は汚染されることがないようにしながら適
切に加熱洗浄や希釈フッ酸浸漬処理をする必要がある。
多結晶シリコン膜表面でＨＳＧの成長に影響を与えると
考えられる汚染成分は、雰囲気中の有機物、自然酸化
膜、水分などである。
【００１０】例えば、下層がシリコン膜のように、希釈
フッ酸溶液に浸漬して自然酸化膜を除去した後の多結晶
シリコン膜表面が疎水性を示す場合は、希釈フッ酸溶液
を浸漬して乾燥させた後であっても、多結晶シリコン膜
表面上には水分が残留する。また、デバイスの高アスペ
クト構造表面では、リンス後の水分の乾燥が高段差部で
不十分になり、乾燥後に水分が残留する。特に回転式の
乾燥装置で多結晶シリコン膜表面の水分を乾燥除去する
従来の方法では、段差部に水分が残留しやすい。このよ
うな残留した水分によって、局所的に自然酸化膜の成長
が促進されてしまい、ウォーターマークが発生する。
フッ酸溶液に浸漬して自然酸化膜を除去した後の多結晶
シリコン膜表面が疎水性を示す場合は、希釈フッ酸溶液
を浸漬して乾燥させた後であっても、多結晶シリコン膜
表面上には水分が残留する。また、デバイスの高アスペ
クト構造表面では、リンス後の水分の乾燥が高段差部で
不十分になり、乾燥後に水分が残留する。特に回転式の
乾燥装置で多結晶シリコン膜表面の水分を乾燥除去する
従来の方法では、段差部に水分が残留しやすい。このよ
うな残留した水分によって、局所的に自然酸化膜の成長
が促進されてしまい、ウォーターマークが発生する。
【００１１】ウォーターマークなどによって、 ＨＳＧ
を成長させる多結晶シリコン膜表面に自然酸化膜が形成
されると、ＨＳＧの成長が阻害されたり、成長後のＨＳ
Ｇの凹凸が小さくなったり、凹凸にバラツキが生じてし
まうなどの問題が生じる。このような問題が生じた多結
晶シリコン膜表面では、容量膜形成後の容量電極成膜前
の微粒子汚染を除去するために用いられるアンモニア過
酸化水素水洗浄で多結晶シリコン表面がエッチングされ
ると、ＨＳＧの凹凸が小さくなり、十分な容量値が得ら
れなくなったり、容量値が均一でなくなったりする。
を成長させる多結晶シリコン膜表面に自然酸化膜が形成
されると、ＨＳＧの成長が阻害されたり、成長後のＨＳ
Ｇの凹凸が小さくなったり、凹凸にバラツキが生じてし
まうなどの問題が生じる。このような問題が生じた多結
晶シリコン膜表面では、容量膜形成後の容量電極成膜前
の微粒子汚染を除去するために用いられるアンモニア過
酸化水素水洗浄で多結晶シリコン表面がエッチングされ
ると、ＨＳＧの凹凸が小さくなり、十分な容量値が得ら
れなくなったり、容量値が均一でなくなったりする。
【００１２】そこで本発明は、ＨＳＧを成長させる多結
晶シリコン膜表面にウォーターマークが発生しないよう
にした半導体装置の製造装置及び製造方法を提供するこ
とを目的とする。
晶シリコン膜表面にウォーターマークが発生しないよう
にした半導体装置の製造装置及び製造方法を提供するこ
とを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置の製
造装置は、ウェハの多結晶シリコン膜に半球状のグレイ
ンを有する半導体装置の製造装置において、多結晶シリ
コン膜に半球状のグレインを形成する前に、ウェット処
理されたウェハをイソプロピルアルコールにより乾燥さ
せる乾燥部を有することを特徴とするものである。
造装置は、ウェハの多結晶シリコン膜に半球状のグレイ
ンを有する半導体装置の製造装置において、多結晶シリ
コン膜に半球状のグレインを形成する前に、ウェット処
理されたウェハをイソプロピルアルコールにより乾燥さ
せる乾燥部を有することを特徴とするものである。
【００１４】本発明の他の半導体装置の製造装置は、ウ
ェハの多結晶シリコン膜に半球状のグレインを有する半
導体装置の製造装置において、多結晶シリコン膜に半球
状のグレインを形成する前に、ウェハをウェット処理す
るウェット処理部と、そのウェット処理部でウェット処
理されたウェハを純水でリンスするリンス部と、そのリ
ンス部でリンスされたウェハをイソプロピルアルコール
により乾燥させる乾燥部と、を有することを特徴とする
ものである。
ェハの多結晶シリコン膜に半球状のグレインを有する半
導体装置の製造装置において、多結晶シリコン膜に半球
状のグレインを形成する前に、ウェハをウェット処理す
るウェット処理部と、そのウェット処理部でウェット処
理されたウェハを純水でリンスするリンス部と、そのリ
ンス部でリンスされたウェハをイソプロピルアルコール
により乾燥させる乾燥部と、を有することを特徴とする
ものである。
【００１５】上記ウェット処理部、リンス部及び乾燥部
を内部に備えたチャンバーと、そのチャンバー内に不活
性ガスを供給する手段と、を有するのが好ましい。
を内部に備えたチャンバーと、そのチャンバー内に不活
性ガスを供給する手段と、を有するのが好ましい。
【００１６】本発明の半導体装置の製造方法は、ウェハ
の多結晶シリコン膜に半球状のグレインを有する半導体
装置の製造方法において、多結晶シリコン膜に半球状の
グレインを形成する前に、ウェット処理されたウェハを
イソプロピルアルコールにより乾燥させることを特徴と
するものである。
の多結晶シリコン膜に半球状のグレインを有する半導体
装置の製造方法において、多結晶シリコン膜に半球状の
グレインを形成する前に、ウェット処理されたウェハを
イソプロピルアルコールにより乾燥させることを特徴と
するものである。
【００１７】本発明の他の半導体装置の製造方法は、ウ
ェハの多結晶シリコン膜に半球状のグレインを有する半
導体装置の製造方法において、（１）ウェハを洗浄し
て、多結晶シリコン膜表面上の微粒子や金属不純物等を
除去する工程と、（２）ウェハを浸漬して、多結晶シリ
コン膜表面上に洗浄によって形成された化学酸化膜を除
去する工程と、（３）ウェハを純水によってリンスする
工程と、（４）ウェハをイソプロピルアルコールによっ
て乾燥させる工程と、（５）多結晶シリコン膜表面に半
球状のグレインを形成する工程と、を有し、（１）から
（５）の順序で行うことを特徴とするものである。
ェハの多結晶シリコン膜に半球状のグレインを有する半
導体装置の製造方法において、（１）ウェハを洗浄し
て、多結晶シリコン膜表面上の微粒子や金属不純物等を
除去する工程と、（２）ウェハを浸漬して、多結晶シリ
コン膜表面上に洗浄によって形成された化学酸化膜を除
去する工程と、（３）ウェハを純水によってリンスする
工程と、（４）ウェハをイソプロピルアルコールによっ
て乾燥させる工程と、（５）多結晶シリコン膜表面に半
球状のグレインを形成する工程と、を有し、（１）から
（５）の順序で行うことを特徴とするものである。
【００１８】上記（３）ウェハを純水によってリンスす
る工程では、純水中の溶存酸素濃度が１０ｐｐｂ以下の
純水が用いられるのが好ましい。
る工程では、純水中の溶存酸素濃度が１０ｐｐｂ以下の
純水が用いられるのが好ましい。
【００１９】本発明によれば、ウェット処理されたウェ
ハはＨＳＧ成長前にイソプロピルアルコールにより乾燥
される。そのため、表面に残留する水分をイソプロピル
アルコールで直接置換するか、表面張力を利用して水分
を除去する等の方法を用いることから、回転式の乾燥方
法と比べ、水分除去効率が大きく、ＨＧＡ成長時の表面
にウォータマーク等の自然酸化膜が形成されるのを防止
できる。
ハはＨＳＧ成長前にイソプロピルアルコールにより乾燥
される。そのため、表面に残留する水分をイソプロピル
アルコールで直接置換するか、表面張力を利用して水分
を除去する等の方法を用いることから、回転式の乾燥方
法と比べ、水分除去効率が大きく、ＨＧＡ成長時の表面
にウォータマーク等の自然酸化膜が形成されるのを防止
できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図１から図
３を参照しながら説明する。
３を参照しながら説明する。
【００２１】本発明に係る半導体装置の製造装置は図１
に示すように、密閉されたチャンバー１４内にフッ酸処
理槽３、リンス槽６及びイソプロピルアルコール（ＩＰ
Ａ）による乾燥部１１が設置され、チャンバー１４外に
ロードロック室１０が併設される。フッ酸処理槽３に
は、フッ酸を供給するパイプ１２の排出口と、フッ酸濃
度を調整するための純水を供給するパイプ１３の排出口
とが配管され、フッ酸処理槽３内でフッ酸と純水とが混
合されて希釈フッ酸溶液がつくられる。フッ酸は外部供
給手段１を用いて貯液槽２に供給され、貯液槽２からパ
イプ１３に供給される。純水は、外部供給手段４を用い
てフッ酸処理槽３に供給される。
に示すように、密閉されたチャンバー１４内にフッ酸処
理槽３、リンス槽６及びイソプロピルアルコール（ＩＰ
Ａ）による乾燥部１１が設置され、チャンバー１４外に
ロードロック室１０が併設される。フッ酸処理槽３に
は、フッ酸を供給するパイプ１２の排出口と、フッ酸濃
度を調整するための純水を供給するパイプ１３の排出口
とが配管され、フッ酸処理槽３内でフッ酸と純水とが混
合されて希釈フッ酸溶液がつくられる。フッ酸は外部供
給手段１を用いて貯液槽２に供給され、貯液槽２からパ
イプ１３に供給される。純水は、外部供給手段４を用い
てフッ酸処理槽３に供給される。
【００２２】希釈フッ酸溶液の濃度を調整するための純
水中の溶存酸素濃度が高いと、フッ酸処理槽３内で処理
されているシリコンウェハに自然酸化膜が形成される。
そこで、純水中の溶存酸素濃度を１０ｐｐｂ以下に低減
するためのフィルター８がパイプ１３に接続される。た
だし、フィルター８に代えて、純水製造システムによっ
て溶存酸素濃度を１０ｐｐｂ以下にした純水をフッ酸処
理槽３内に供給するようにすることもできる。
水中の溶存酸素濃度が高いと、フッ酸処理槽３内で処理
されているシリコンウェハに自然酸化膜が形成される。
そこで、純水中の溶存酸素濃度を１０ｐｐｂ以下に低減
するためのフィルター８がパイプ１３に接続される。た
だし、フィルター８に代えて、純水製造システムによっ
て溶存酸素濃度を１０ｐｐｂ以下にした純水をフッ酸処
理槽３内に供給するようにすることもできる。
【００２３】このように、溶存酸素を低減した純水によ
って希釈フッ酸溶液の濃度を調整するため、フッ酸処理
槽３にはフッ酸供給量と純水供給量とを制御するための
エアーセンサー５が配置される。ただし、エアーセンサ
ー５に代え、予め純水の供給量を固定し、フッ酸の供給
量を時間によって制御することにより、希釈フッ酸溶液
の濃度を調整するようにすることもできる。いずれの方
法であっても、フッ酸処理槽３は、任意の濃度に制御さ
れた希釈フッ酸溶液によって、酸化膜のエッチング量が
均一になるようにするための液温調整が行われ、またフ
ッ酸処理槽３内で微粒子が滞留しないようにするため、
循環濾過が行われる。 他方、リンス槽６にはシリコン
ウェハを純水によってリンスするため、上記の純水中の
溶存酸素を除去するフィルター８を接続したパイプ１３
を分岐したパイプ１３の排出口が配管される。リンス槽
６中の純水に含まれる溶存酸素濃度が高いと、リンス工
程で自然酸化膜が形成され、ＨＳＧの成長を阻害する虞
がある。
って希釈フッ酸溶液の濃度を調整するため、フッ酸処理
槽３にはフッ酸供給量と純水供給量とを制御するための
エアーセンサー５が配置される。ただし、エアーセンサ
ー５に代え、予め純水の供給量を固定し、フッ酸の供給
量を時間によって制御することにより、希釈フッ酸溶液
の濃度を調整するようにすることもできる。いずれの方
法であっても、フッ酸処理槽３は、任意の濃度に制御さ
れた希釈フッ酸溶液によって、酸化膜のエッチング量が
均一になるようにするための液温調整が行われ、またフ
ッ酸処理槽３内で微粒子が滞留しないようにするため、
循環濾過が行われる。 他方、リンス槽６にはシリコン
ウェハを純水によってリンスするため、上記の純水中の
溶存酸素を除去するフィルター８を接続したパイプ１３
を分岐したパイプ１３の排出口が配管される。リンス槽
６中の純水に含まれる溶存酸素濃度が高いと、リンス工
程で自然酸化膜が形成され、ＨＳＧの成長を阻害する虞
がある。
【００２４】そこで、リンス槽６中の溶存酸素濃度を１
０ｐｐｂ以下に制御するため、上記のように、パイプ１
３にフィルター８を接続するか、あるいは、フィルター
８を使用しないで、溶存酸素濃度の低い純水を純水製造
システムからリンス槽６内に供給するようにする。この
ような純水によって、ウェハリンスの終了時間を決定す
るため、リンス槽６にはリンス槽６中の純水の比抵抗値
を測定する比が配置される。
０ｐｐｂ以下に制御するため、上記のように、パイプ１
３にフィルター８を接続するか、あるいは、フィルター
８を使用しないで、溶存酸素濃度の低い純水を純水製造
システムからリンス槽６内に供給するようにする。この
ような純水によって、ウェハリンスの終了時間を決定す
るため、リンス槽６にはリンス槽６中の純水の比抵抗値
を測定する比が配置される。
【００２５】また、 ＩＰＡによる乾燥部１１はシリコ
ンウェハをＩＰＡによって乾燥させる部分である。ここ
で用いるＩＰＡ乾燥方式は、ＩＰＡを蒸気にして多結晶
シリコン膜表面の水分を直接置換する方法だけでなく、
シリコンウェハをリンスした純水中からＩＰＡ雰囲気中
に引き上げながら乾燥するマランゴニ乾燥方法など多結
晶シリコン膜表面の水分をＩＰＡで置換できるものであ
れば何れの方法でもよい。ただし、乾燥工程中の汚染の
吸着を抑制するためには、外気の取込みがないマランゴ
ニ乾燥方式が好ましい。
ンウェハをＩＰＡによって乾燥させる部分である。ここ
で用いるＩＰＡ乾燥方式は、ＩＰＡを蒸気にして多結晶
シリコン膜表面の水分を直接置換する方法だけでなく、
シリコンウェハをリンスした純水中からＩＰＡ雰囲気中
に引き上げながら乾燥するマランゴニ乾燥方法など多結
晶シリコン膜表面の水分をＩＰＡで置換できるものであ
れば何れの方法でもよい。ただし、乾燥工程中の汚染の
吸着を抑制するためには、外気の取込みがないマランゴ
ニ乾燥方式が好ましい。
【００２６】このようなフッ酸処理槽３、リンス槽６及
びＩＰＡによる乾燥部１１を収納するチャンバー１４内
は密閉され、外部供給手段９によって、Ｎ2又はＡｒな
どの不活性ガスによってパージされる。すると、溶存酸
素濃度の低減された純水が外気に接触して外気からの酸
素の溶解が起きないようにされ、またリンスされたシリ
コンウェハが汚染成分によって汚染されないで乾燥され
る。チャンバー１４内を不活性ガスによって密閉しなが
らシリコンウェハを供給・排出することができるように
するため、チャンバー１４にはロードロック室１０が併
設される。
びＩＰＡによる乾燥部１１を収納するチャンバー１４内
は密閉され、外部供給手段９によって、Ｎ2又はＡｒな
どの不活性ガスによってパージされる。すると、溶存酸
素濃度の低減された純水が外気に接触して外気からの酸
素の溶解が起きないようにされ、またリンスされたシリ
コンウェハが汚染成分によって汚染されないで乾燥され
る。チャンバー１４内を不活性ガスによって密閉しなが
らシリコンウェハを供給・排出することができるように
するため、チャンバー１４にはロードロック室１０が併
設される。
【００２７】本発明に係る半導体装置の製造装置は以上
のように構成し、次に半導体装置の製造方法について図
2を参照しながら説明する。
のように構成し、次に半導体装置の製造方法について図
2を参照しながら説明する。
【００２８】本発明においても従来と同様、多結晶シリ
コン膜表面をアンモニア過酸化水素水洗浄液で加熱洗浄
し、多結晶シリコン膜表面を汚染している微粒子を除去
する。そして純水によってリンスを行った後、塩酸過酸
化水素水洗浄液又は硫酸過酸化水素水洗浄液のような洗
浄液によって多結晶シリコン膜表面を加熱洗浄し、多結
晶シリコン膜表面を汚染している金属不純物を除去す
る。この洗浄液の酸化性によって、シリコンウェハに化
学酸化膜が形成される。ここまでの工程における洗浄液
などの成分とその体積比、そして加熱洗浄の温度や時間
は従来と同じであるため、その説明は省略する。
コン膜表面をアンモニア過酸化水素水洗浄液で加熱洗浄
し、多結晶シリコン膜表面を汚染している微粒子を除去
する。そして純水によってリンスを行った後、塩酸過酸
化水素水洗浄液又は硫酸過酸化水素水洗浄液のような洗
浄液によって多結晶シリコン膜表面を加熱洗浄し、多結
晶シリコン膜表面を汚染している金属不純物を除去す
る。この洗浄液の酸化性によって、シリコンウェハに化
学酸化膜が形成される。ここまでの工程における洗浄液
などの成分とその体積比、そして加熱洗浄の温度や時間
は従来と同じであるため、その説明は省略する。
【００２９】本発明は次の工程以降に特徴がある。化学
酸化膜が形成されたシリコンウェハは、図1に示すロー
ドロック室１０からチャンバー１４内のフッ酸処理槽３
内の希釈フッ酸液内に浸漬され、洗浄工程で形成された
化学酸化膜が浸漬除去される。このとき、希釈フッ酸溶
液のフッ酸の濃度及び処理時間は、多結晶シリコン膜表
面の自然酸化膜が十分に除去できる時間でよい。フッ酸
処理槽３内の希釈フッ酸溶液は、液温調整されているた
め、酸化膜のエッチング量は均一となり、また循環濾過
され、フッ酸処理槽３内で微粒子が滞留しないため、シ
リコンウェハの多結晶シリコン膜表面に汚染成分が付着
することはない。
酸化膜が形成されたシリコンウェハは、図1に示すロー
ドロック室１０からチャンバー１４内のフッ酸処理槽３
内の希釈フッ酸液内に浸漬され、洗浄工程で形成された
化学酸化膜が浸漬除去される。このとき、希釈フッ酸溶
液のフッ酸の濃度及び処理時間は、多結晶シリコン膜表
面の自然酸化膜が十分に除去できる時間でよい。フッ酸
処理槽３内の希釈フッ酸溶液は、液温調整されているた
め、酸化膜のエッチング量は均一となり、また循環濾過
され、フッ酸処理槽３内で微粒子が滞留しないため、シ
リコンウェハの多結晶シリコン膜表面に汚染成分が付着
することはない。
【００３０】希釈フッ酸溶液によって化学酸化膜を除去
したシリコンウェハは、リンス槽６に移され、純水を用
いてリンスを行うことにより、多結晶シリコン膜表面に
吸着したフッ酸成分が除去される。リンスの時間は、リ
ンス中の純水の比抵抗値を比抵抗計７によってモニター
し、比抵抗値の回復により、リンスの終点を決定する。
純水によってリンスされたシリコンウェハは、多結晶シ
リコン膜表面に残留する余分な水分を除去するため、Ｉ
ＰＡによる乾燥部１１内に移され、乾燥処理が行われ
る。
したシリコンウェハは、リンス槽６に移され、純水を用
いてリンスを行うことにより、多結晶シリコン膜表面に
吸着したフッ酸成分が除去される。リンスの時間は、リ
ンス中の純水の比抵抗値を比抵抗計７によってモニター
し、比抵抗値の回復により、リンスの終点を決定する。
純水によってリンスされたシリコンウェハは、多結晶シ
リコン膜表面に残留する余分な水分を除去するため、Ｉ
ＰＡによる乾燥部１１内に移され、乾燥処理が行われ
る。
【００３１】シリコンウェハが希釈フッ酸溶液に浸漬さ
れる処理から乾燥まで、チャンバー１４内はN2又はAr雰
囲気とされ、かつ処理に用いられる純水中の溶存酸素濃
度が１０ｐｐｂ以下と低いため、処理後の多結晶シリコ
ン膜表面には自然酸化膜の成長が見られない。このよう
にして乾燥処理が終了したシリコンウェハは、ロードロ
ック室１０から排出され、処理された多結晶シリコン膜
表面にＨＳＧが成長される。ＨＳＧが成長した多結晶シ
リコン膜表面には、容量膜が形成され、アンモニア過酸
化水素水で洗浄される。ＨＳＧは安定して成長し、粒子
径が一定であるため、アンモニア過酸化水素水でエッチ
ングされてもＨＳＧの凹凸は十分に確保され、十分な容
量値の容量電極が得られる。
れる処理から乾燥まで、チャンバー１４内はN2又はAr雰
囲気とされ、かつ処理に用いられる純水中の溶存酸素濃
度が１０ｐｐｂ以下と低いため、処理後の多結晶シリコ
ン膜表面には自然酸化膜の成長が見られない。このよう
にして乾燥処理が終了したシリコンウェハは、ロードロ
ック室１０から排出され、処理された多結晶シリコン膜
表面にＨＳＧが成長される。ＨＳＧが成長した多結晶シ
リコン膜表面には、容量膜が形成され、アンモニア過酸
化水素水で洗浄される。ＨＳＧは安定して成長し、粒子
径が一定であるため、アンモニア過酸化水素水でエッチ
ングされてもＨＳＧの凹凸は十分に確保され、十分な容
量値の容量電極が得られる。
【００３２】ここで本発明により、ＨＳＧの成長を行っ
た場合を、従来の方法によりＨＳＧ成長を行った場合と
比較したものを図３に示す。図の横軸はＨＳＧの成長に
おけるアニール時間を表わし、縦軸は多結晶シリコンの
粒子径を表わしている。また、本発明によるＨＳＧの成
長を行った場合を実線で描き、従来の方法による場合を
点線で描く。
た場合を、従来の方法によりＨＳＧ成長を行った場合と
比較したものを図３に示す。図の横軸はＨＳＧの成長に
おけるアニール時間を表わし、縦軸は多結晶シリコンの
粒子径を表わしている。また、本発明によるＨＳＧの成
長を行った場合を実線で描き、従来の方法による場合を
点線で描く。
【００３３】本発明によって成長するＨＳＧの粒子径の
変化は実線に示すように一定であり、安定した成長が行
われていることがわかる。これは成長した多結晶シリコ
ン膜表面に水分残留によるウォーターマークなどの自然
酸化膜がなく、清浄な多結晶シリコン膜表面が得られて
いることを表わしている。他方、従来の方法は点線に示
すように、ある粒径まで成長すると、成長速度が低下
し、ＨＳＧは成長しなくなる。これは清澄な多結晶シリ
コン膜表面に水分が残留し、ウォーターマークが発生す
ることにより自然酸化膜が成長し、ＨＳＧの成長が阻害
されていることを表わしている。また、このような局所
的な自然酸化膜の成長によって、ＨＳＧの成長が阻害さ
れる部位は、段差パターン近傍に多く見られる。これは
回転式の乾燥装置では、段差部に水分が残留しやすいた
めである。しかし、本発明のようにＩＰＡを利用した乾
燥方式を用いると、段差部であってもＨＳＧの成長が阻
害されることはない。
変化は実線に示すように一定であり、安定した成長が行
われていることがわかる。これは成長した多結晶シリコ
ン膜表面に水分残留によるウォーターマークなどの自然
酸化膜がなく、清浄な多結晶シリコン膜表面が得られて
いることを表わしている。他方、従来の方法は点線に示
すように、ある粒径まで成長すると、成長速度が低下
し、ＨＳＧは成長しなくなる。これは清澄な多結晶シリ
コン膜表面に水分が残留し、ウォーターマークが発生す
ることにより自然酸化膜が成長し、ＨＳＧの成長が阻害
されていることを表わしている。また、このような局所
的な自然酸化膜の成長によって、ＨＳＧの成長が阻害さ
れる部位は、段差パターン近傍に多く見られる。これは
回転式の乾燥装置では、段差部に水分が残留しやすいた
めである。しかし、本発明のようにＩＰＡを利用した乾
燥方式を用いると、段差部であってもＨＳＧの成長が阻
害されることはない。
【００３４】なお、本発明は、上記実施の形態に限定さ
れることはなく、特許請求の範囲に記載された技術的事
項の範囲内において、種々の変更が可能である。
れることはなく、特許請求の範囲に記載された技術的事
項の範囲内において、種々の変更が可能である。
【００３５】
【発明の効果】本発明によれば、ウェット処理されたウ
ェハがＨＳＧ成長前にイソプロピルアルコールにより乾
燥される。そのため、表面に残留する水分をイソプロピ
ルアルコールで直接置換するか、表面張力を利用して水
分を除去する等の方法を用いることから、回転式の乾燥
方法と比べ、水分除去効率が大きく、ＨＧＡ成長時の表
面にウォータマーク等の自然酸化膜が形成されるのを防
止できる。その結果、多結晶シリコン膜表面の粒径を大
きくすることができ、少ない面積で十分大きな容量値を
得ることができるとともに、容量膜の信頼性を向上させ
ることができる。
ェハがＨＳＧ成長前にイソプロピルアルコールにより乾
燥される。そのため、表面に残留する水分をイソプロピ
ルアルコールで直接置換するか、表面張力を利用して水
分を除去する等の方法を用いることから、回転式の乾燥
方法と比べ、水分除去効率が大きく、ＨＧＡ成長時の表
面にウォータマーク等の自然酸化膜が形成されるのを防
止できる。その結果、多結晶シリコン膜表面の粒径を大
きくすることができ、少ない面積で十分大きな容量値を
得ることができるとともに、容量膜の信頼性を向上させ
ることができる。
【図１】本発明に係る半導体製造装置の概略図である。
【図２】本発明に係る半導体装置の製造方法を説明する
ための工程図である。
ための工程図である。
【図３】本発明に係るＨＳＧの成長を従来例と比較した
グラフである。
グラフである。
【図４】従来の半導体装置の製造方法を説明するための
工程図である。
工程図である。
３：フッ酸処理槽 ６：リンス槽 １１：イソプロピルアルコールによる乾燥部 １４：チャンバー
Claims (6)
- 【請求項１】ウェハの多結晶シリコン膜に半球状のグレ
インを有する半導体装置の製造装置において、多結晶シ
リコン膜に半球状のグレインを形成する前に、ウェット
処理されたウェハをイソプロピルアルコールにより乾燥
させる乾燥部を有することを特徴とする半導体装置の製
造装置。 - 【請求項２】ウェハの多結晶シリコン膜に半球状のグレ
インを有する半導体装置の製造装置において、 多結晶シリコン膜に半球状のグレインを形成する前に、
ウェハをウェット処理するウェット処理部と、 そのウェット処理部でウェット処理されたウェハを純水
でリンスするリンス部と、 そのリンス部でリンスされたウェハをイソプロピルアル
コールにより乾燥させる乾燥部と、 を有することを特徴とする半導体装置の製造装置。 - 【請求項３】前記ウェット処理部、リンス部及び乾燥部
を内部に備えたチャンバーと、 そのチャンバー内に不活性ガスを供給する手段と、 を有することを特徴とする請求項２に記載の半導体装置
の製造装置。 - 【請求項４】ウェハの多結晶シリコン膜に半球状のグレ
インを有する半導体装置の製造方法において、多結晶シ
リコン膜に半球状のグレインを形成する前に、ウェット
処理されたウェハをイソプロピルアルコールにより乾燥
させることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項５】ウェハの多結晶シリコン膜に半球状のグレ
インを有する半導体装置の製造方法において、 （１）ウェハを洗浄して、多結晶シリコン膜表面上の微
粒子や金属不純物等を除去する工程と、 （２）ウェハを浸漬して、多結晶シリコン膜表面上に洗
浄によって形成された化学酸化膜を除去する工程と、 （３）ウェハを純水によってリンスする工程と、 （４）ウェハをイソプロピルアルコールによって乾燥さ
せる工程と、 （５）多結晶シリコン膜表面に半球状のグレインを形成
する工程と、 を有し、（１）から（５）の順序で行うことを特徴とす
る半導体装置の製造方法。 - 【請求項６】前記（３）ウェハを純水によってリンスす
る工程では、純水中の溶存酸素濃度が１０ｐｐｂ以下の
純水が用いられることを特徴とする請求項４又は５に記
載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9328572A JPH11162876A (ja) | 1997-11-28 | 1997-11-28 | 半導体装置の製造装置及び製造方法 |
| US09/199,460 US6329268B1 (en) | 1997-11-28 | 1998-11-25 | Semiconductor cleaning method |
| TW087119677A TW533452B (en) | 1997-11-28 | 1998-11-26 | Manufacturing device and method of semiconductor device |
| KR10-1998-0051438A KR100348917B1 (ko) | 1997-11-28 | 1998-11-28 | 반도체장치의제조방법 |
| CN98125161A CN1107338C (zh) | 1997-11-28 | 1998-11-30 | 半导体器件生产装置及生产方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9328572A JPH11162876A (ja) | 1997-11-28 | 1997-11-28 | 半導体装置の製造装置及び製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11162876A true JPH11162876A (ja) | 1999-06-18 |
Family
ID=18211782
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9328572A Pending JPH11162876A (ja) | 1997-11-28 | 1997-11-28 | 半導体装置の製造装置及び製造方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6329268B1 (ja) |
| JP (1) | JPH11162876A (ja) |
| KR (1) | KR100348917B1 (ja) |
| CN (1) | CN1107338C (ja) |
| TW (1) | TW533452B (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2001203339A (ja) * | 1999-11-09 | 2001-07-27 | Hyundai Electronics Ind Co Ltd | 半導体素子のキャパシタ製造方法 |
| JP2004214438A (ja) * | 2003-01-06 | 2004-07-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Ｈｓｇ膜の形成方法 |
| JP2005093562A (ja) * | 2003-09-12 | 2005-04-07 | Tadahiro Omi | 半導体装置の製造方法 |
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| JP2009099909A (ja) * | 2007-10-19 | 2009-05-07 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
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| US8183670B2 (en) | 2002-12-02 | 2012-05-22 | Foundation For Advancement Of International Science | Semiconductor device and method of manufacturing the same |
| JP2012119522A (ja) * | 2010-12-01 | 2012-06-21 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 回折格子を有する半導体レーザ素子の製造方法 |
| KR20160088405A (ko) * | 2013-12-25 | 2016-07-25 | 센젠 차이나 스타 옵토일렉트로닉스 테크놀로지 컴퍼니 리미티드 | 저온다결정실리콘박막의 예정세척방법 및 그 제조방법, 제작시스템 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040031167A1 (en) | 2002-06-13 | 2004-02-19 | Stein Nathan D. | Single wafer method and apparatus for drying semiconductor substrates using an inert gas air-knife |
| CN1292822C (zh) * | 2004-04-01 | 2007-01-03 | 上海宏力半导体制造有限公司 | 应用在清洗液循环系统中可延长过滤器寿命的清洗装置 |
| JP4282616B2 (ja) * | 2005-02-04 | 2009-06-24 | 株式会社東芝 | 半導体装置の製造方法 |
| US20070049009A1 (en) * | 2005-08-30 | 2007-03-01 | Chia-Lin Hsu | Method of manufacturing conductive layer |
| US8106469B2 (en) * | 2010-01-14 | 2012-01-31 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Methods and apparatus of fluorine passivation |
| CN106981439B (zh) * | 2016-01-15 | 2021-03-19 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 一种酸槽机台检测方法及检测装置 |
| CN107658251B (zh) * | 2017-11-06 | 2024-04-05 | 重庆长捷电子有限公司 | 二极管芯片酸洗设备 |
Family Cites Families (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03129732A (ja) * | 1989-07-19 | 1991-06-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体の処理方法 |
| JPH03228330A (ja) | 1990-02-02 | 1991-10-09 | Nec Corp | エッチング装置 |
| US5371950A (en) | 1990-02-23 | 1994-12-13 | S & K Products International, Inc. | Isopropyl alcohol vapor dryer system |
| JPH05166777A (ja) | 1991-12-17 | 1993-07-02 | Nippon Steel Corp | 半導体ウェーハの洗浄方法 |
| US5351419A (en) * | 1992-07-27 | 1994-10-04 | Motorola, Inc. | Method for vapor drying |
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