JPS6329516A - 半導体装置の製造方法 - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、半導体装置を製造する方法に関し、特に、
シリコン基板（シリコン・ウェハ）の表面を酸化する前
に行なわれる洗浄方法に関するものである。

［従来の技術］ 第３図は、従来の半導体装置の製造過程において、シリ
コン基板表面に所要の酸化膜を形成するに先立ち通常行
なわれる上記シリコン基板の洗浄手順を示す流れ図であ
る。

この第３図の流れ図に従って従来の半導体装置の製造過
程におけるシリコン基板表面酸化前の洗浄手順について
説明する。

シリコン表面を酸化する前にはまずシリコン基板として
のウェハを洗浄する。

すなわち、前作業までで付着したフォトレジスト残渣、
オイルワックス、人体からの剥離物・分泌物等の有機物
、あるいは重金属やナトリウム等のイオン性アルカリ金
属などの無機物を酸処理等で除去する（ステップＢｌ）
。これらの付着物の除去・洗浄は、半導体装置の電気的
特性の変動を起こす原因となるので、必ず行なわれる作
業である。

その後、ウェハ表面に付着した薬品および生成物を除去
するため、上記ウェハ表面を超純水で流し洗浄する（ス
テップＢ２）。それから、ウェハ表面の乾燥を行なう（
ステップＢ３）。一般的には、遠心力を利用してウェハ
表面から水を除去する遠心乾燥法が用いられる。

次に、酸化すべき部分のシリコン上の酸化膜、または、
酸化処理等で生成した１０数人程度の自然酸化膜をフッ
酸系エツチング液で除去する（ステップＢ４）、特にＭ
ＯＳ（金属−酸化膜−シリコン）構造のゲート酸化膜生
成のように膜厚を厳密に制御する酸化作業前に、酸化膜
が残存していると、膜厚および界面のエネルギ準位の変
動の要因をなるので、上記除去作業（ステップＢ４）は
極めて重要な作業である。

そして、この後、前述と同様に、水洗（ステップＢ５）
および乾燥（ステップＢ６）を行なってから、酸化作業
（ステップＢ７）に至る。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上述のような従来の半導体装置の製造方
法は以上のような手順で行なわれるので、ウェハのシリ
コン上の酸化膜（あるいは自然酸化膜）を除去して水洗
、乾燥する際に、フッ酸系エツチング液自身、同液中の
不純物、洗浄中に超純水に含まれる不純物、あるいは雰
囲気中の不純物が活性なシリコン面に吸着されて残存し
、酸化時にシリコン酸化膜の欠陥や膜厚異常を引き起こ
すなどの問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、上述した不純物が、酸化すべき場所すなわち
シリコン基板表面に残存しないようにした半導体装置の
製造方法を得ることを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ この発明に係る半導体装置の製造方法は、シリコン基板
上に所要の酸化膜を形成するに先立ち、まず上記シリコ
ン基板上にすでに形成されている酸化膜をフッ酸系エツ
チング液を用いて除去し、ついで上記シリコン基板面に
所要時間過酸化水素水を浸漬させたのち、上記シリコン
基板面を水洗してその後乾燥させるようにしたものであ
る。

［作　　　用コ この発明における半導体装置の製造方法では、シリコン
基板上に形成されている酸化膜が、フッ酸系エツチング
液により除去されてから、上記シリコン基板表面は、所
要時間過酸化水素水に浸漬される。このとき、上記シリ
コン基板には、過酸化水素水の酸化作用により、活性な
上記シリコン基板の露出部に、ごく薄い酸化膜が生成さ
れる。

［発明の実施例］ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図は本発明の一実施例による半導体装はの製造方法にお
いてシリコン基板表面を酸化する前に行なう洗浄作業の
流れ図である。

シリコン基板としてのウェハの洗浄（ステップＡｌ）と
、それに続く水洗（ステップＡ２）および乾燥（ステッ
プＡ３）とは、従来技術におけるステップ８１〜Ｂ３と
同じであるので、その説明は省略する。

また、酸化膜除去（ステップＡ４）も、従来技術（ステ
ップＢ４）と同じであるが、その後の水洗（ステップＡ
５）のあとに、過酸化水素水の浸漬処理（ステップＡ６
）を行なうのがこの発明の特徴である。

この過酸化水素水による浸漬処理（ステップＡ６）の後
の水洗（ステップＡ７）や乾燥（ステップＡ８）および
酸化（ステップＡ９）は、従来技術におけるステップ８
５〜Ｂ７と同じである。

ところで、ウェハにおけるシリコン表面に所要の酸化膜
を形成するに先立ち、酸化すべき箇所のシリコン面上に
酸化膜が残存すると、実際の酸化時に酸化膜厚のばらつ
きを誘起することになる。

これは、ＭＯ３構造トランジスタのゲート酸化膜を生成
する際には、特に、電気的特性の変動要因になり得る。

シリコン表面を酸化する前に、表面の汚染物を洗浄する
ために、通常、酸処理（ステップＡｌ）を行なうが、こ
のとき、１０数人程度の自然酸化膜が生成する。この膜
厚では、膜厚変動を起こすことになる。

このため、酸化前に、フン酸系エツチング液に浸漬して
、シリコン表面上の酸化膜を除去（ステップＡ４）して
しまう。

しかし、この酸化膜除去で、活性なシリコン面が露出す
ると、フッ酸系エツチング液自身、同エツチング液中の
不純物、ウェハ表面のエッチング液を超純水で洗い流す
際の超純水中の不純物、さらにはウェハ表面上の水分を
遠心力を利用して除去する遠心乾燥機の雰囲気中の不純
物等が吸着され、しみとなって残ることがある。

このしみは、酸化時の膜厚異常・欠陥を誘起し、電気的
特性の変動の要因となったり、最悪の場合、電気的特性
を損なってしまうことになる。

そこで、酸化膜除去後、水洗時に、過酸化水素水の浸漬
処理を行なうと、シリコン上の自然酸化膜は、過酸化水
素水の濃度・浸漬時間に依存するが、過酸化水素水の浸
漬処理をしない場合に比べ、第２図に示すように、約１
〜３人程度厚くなり、シリコン面上を不活性にし、前記
の不純物は付着しにくくなる。また、この程度の自然酸
化膜厚であると、膜厚制御にも特に問題は生じない。

また、前記のような不純物は、乾燥状態が悪いと、じみ
として残りやすい、乾燥状態が悪くなる要因として、水
洗終了後、遠心乾燥機でウェハを乾燥する時に、ウェハ
表面上に残っている水分の量が多いと、それだけ不純物
の量も多くなり、遠心力で水分をふりきっていくと、不
純物だけが凝集していくことになってじみとして残る。

これは次のような理由による。つまり、ウェハ内のダイ
シングラインが疎水性のシリコン酸化膜であるため（あ
るいはＭＮＯ３構造のようにシリコン窒化膜が多く存在
する場合には）、水洗処理終了後、ウェハを純水から引
き上げると、親水性の膜上の純水が、重力で落下しよう
とするが、チップ周囲のダイシングラインが疎水性のシ
リコンによって、純水が流れ落ちるのをくい止められ、
チップ上に多くの純水が残ってしまう時に顕著になる。

そこで、本実施例のように、過酸化水素水の浸漬処理（
ステップＡ６）を行なうと、ごく薄い自然酸化膜が生成
されるので、ダイシングライン上も親水性になり、ウェ
ハ表面上の純水は、重力で下のチップへと伝わって流れ
て落下し、ウェハ表面上の純水の量は減り、遠心乾燥機
で十分に乾燥を行なえる。また、同時に、純水中の不純
物の量も減、す、その結果、乾燥状態が良くなってしみ
等の付着が減るのである。

［発明の効果コ 以上のように、この発明によれば、過酸化水素水に浸漬
することにより酸化膜生成直前の酸化膜除去作業で、シ
リコン基板表面上、特に酸化すべきシリコン表面に不純
物が付着するのを防止できるので、酸化膜厚の安定性、
つまりは、デバイスの電気的特性の安定性を保てるよう
になって、品質の安定した半導体装置が得られる効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による半導体装置の製造方
法におけるシリコン基板表面の洗浄作業手順を示す流れ
図、第２図は過酸化水素水の濃度を変えた時の浸漬時間
とシリコン上の自然酸化膜厚（エリプリメータ測定値）
との関係を示すグラフであり、第３図は従来の半導体装
置の製造方法におけるシリコン基板表面の洗浄作業手順
を示す流れ図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　シリコン基板上に所要の酸化膜を形成するに先立ち、
   まず上記シリコン基板上にすでに形成されている酸化膜
   をフッ酸系エッチング液を用いて除去し、ついで上記シ
   リコン基板面に所要時間過酸化水素水を浸漬させたのち
   、上記シリコン基板面を水洗してその後乾燥させること
   を特徴とする半導体装置の製造方法。