KR20020010529A - 반도체웨이퍼의 화학적 처리방법 - Google Patents

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Abstract

HF의 존재 하에, 그 다음에 오존의 존재 하에 반도체웨이퍼의 화학적 처리방법, 특히 실리콘반도체웨이퍼의 세정방법, 이때, 오존함유매질로 처리되는 반도체웨이퍼는 수용성 HF가 없다.

Description

반도체웨이퍼의 화학적 처리방법{Process for the Chemical Treatment of Semiconductor Wafers}
본 발명은 HF의 존재 하에, 그 다음에 오존의 존재 하에 반도체웨이퍼의 화학적 처리방법, 특히 실리콘반도체웨이퍼의 세정방법에 관한 것이다.
반도체웨이퍼의 습식화학적 처리방법은 이미 공지되어 있으며, 이것에 대해서 예로써, 반도체웨이퍼로부터 금속오염물 및 입자를 제거하는 것을 목적으로 하는 특허문서 DE-A 19853486 및 US-A 5,662,743을 참고한다. 일반적으로, 상기 오염물은 표면형태화를 방해한다.
본 발명은 HF 및 오존을 함유한 매질로 처리되는 반도체웨이퍼의 화학적 처리를 하는 방법에 관한 것이며, 이때 오존을 함유한 매체로 되는 반도체웨이퍼는 수용성 HF가 없다.
본 발명에 의한 방법에서 사용되는 HF함유매질은 순수불화수소 또는 불화수소의 수용액, 즉 불화수소산이였으며, 양 경우에 HF함유용매는 가스상 또는 액체상이었다. 본 발명에 의해 사용되는 HF함유매질은 HF수용액이 바람직하며, 0.001 ~ 10wt%의 농도의 HF를 함유한 수용액이 특히 바람직하다. 또한, 본 발명에 의해 사용되는 HF수용액은 0.001 ~ 10wt%, 바람직하게는 0.2 ~ 2.0wt%의 농도의 HCl을 함유하였다. HF는 별문제로 하고, 임의로 물 및 HCl, 본 발명에 의해 사용되는 HF함유매질은 예로써, 활성계면제와 같은 어떤 다른 물질을 함유않은 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 방법에서 사용된 오존함유매질은 03가스 또는 03수용액이며, 본 발명에 의해 사용된 오존함유매질은 03수용액이 바람직하며, 1 ~ 50ppm의 농도의 03를 함유한 03수용액이 특히 바람직하다.
HF수용액 및/또는 오존수용액이 본 발명에 의한 방법에서 사용되면, 탈이온수를 사용하여 제조된 것을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 방법에 있어서, 오존함유매질로 처리 후, 물로 세정하는 추가공정없이 직접 HF함유매질에 의한 처리가 이어진다. 화학적 활성제에 의한 처리사이에 물세정의 생략은 직접적인 경제적 이점을 제공하며, 또 실제로 Si표면상의 세정작용을 개선한다. 또한, 본 발명에 의한 방법은 Si표면에서의 오존의 산화작용을 개선한다.
HF함유매질로 처리되고 수용성 HF가 없는 본 발명에 의한 방법에서 사용되는반도체웨이퍼는, HF함유매질에 의한 처리를
a) HF가스에 의해 시행하여, 또는
b) 수용성 HF바스(bath)에서 처리를 시행 후, 반도체웨이퍼의 표면에 더이상 수용성 HF가 존재하지 않도록 반도체웨이퍼를 분리함으로써 얻을 수 있다.
방법변형 a)에서 반도체웨이퍼는 밀폐장치에서 HF가스흐름에 노출되며, 또 잔류 HF가스는 처리단계마지막에 펌프로 배출되었다. 이 방법으로 얻어진 반도체웨이퍼는 제 2스텝에서 오존가스를 사용하여 처리되었으며, 잔류오존가스는 오존가스처리 후에 펌프로 배출되었다.
본 발명에 의한 방법에 있어서, HF로 처리된 반도체웨이퍼는
b1) 처리바스(treatment bath)에서 HF수용액을 추출하여 또는
b2) HF수용액에서 처리된 반도체웨이퍼를 추출하여 방법변형 b)에 의한 수용성 HF바스에서 분리된다.
본 발명에 의한 방법의 변형 b1)에 있어서, HF수용액은 바람직하게는 0.01 ~ 15mm/s로 액체레벨을 낮춘 속도에서 처리바스로부터 임시용기에 방출되는 것이 바람직하다. 이 경우, HF용액은 제어가능한 단면을 가진 밸브를 통하여 방출되는 것이 바람직하다. HF용액이 바스로부터 완전히 흘러나간 후에, HF용액이 없는 반도체웨이퍼는 오존을 함유한 다음 용기에 침지되었다. HF용액은 바람직하게는 0.05㎛재순환여과기를 사용하여 임시용기에서 세정되고 처리바스에 되돌려 보내지고, 여과된 HF용액은 다시 반도체웨이퍼를 세정하기 위해 대비되었다.
본 발명에 의한 방법의 변형 b2)에 있어서, 처리된 반도체웨이퍼는 유리하게자동취급장치를 사용하여 HF수용액을 통하여 바람직하게는 0.01 ~ 15mm/s의 속도로 견인되었다.
HF용액 없이 이와 같은 방법에서 얻어진 반도체웨이퍼는 그 후에 다음의 오존함유매질에 침지되어, 균일하게 친수성으로 되었다.
본 발명에 의한 방법은 바람직하게 10 ~ 65℃의 온도에서, 특히 바람직하게 20 ~ 30℃의 온도에서 또, 바람직하게 900 ~ 1100hPa의 압력에서 시행되었다.
본 발명에 의한 처리절차를(필요할 경우) 예로써 오존처리를 시행 후, 반도체웨이퍼를 건조하기 위해, 반도체웨이퍼의 화학적 처리에 대한 다른 표준조작이 앞서며, 또는 뒤따른다.
본 발명은 반도체웨이퍼를 열산화물의 무결정성장에 대해 특히 효과적으로 조건설정 할 수 있는 방법을 제공한다.
본 발명에 의한 방법은 천연산화물이 오존친수성화시 전 Si표면을 통하여 매우 균일하게 성장하는 장점을 가지며, 산화물은 nm범위로 불균일한 열산화를 일으키는 결합영역을 천연산화물내에 이롭게도 함유하지 않고 있다.
IC산업에서 재처리의 요구에 따라, 매우 엷은 또는 두꺼운 산화물층이 반도체웨이퍼에 사용되며, 열적으로 생성된 산화물층은 균일하게 그리고 결함영역 없이 성장한다.
또한, 본 발명에 의한 방법은 반도체웨이퍼의 Si표면이 오존수용액과 혼합한 잔류 HF수용액 때문에 여러가지의 미세거칠기(실안개)를 가진 영역이 없는 장점을 가진다.
실시예 1.
200mm의 직경을 가진 50개의 실리콘반도체웨이퍼의 각각이 0.2wt%의 HF농도를 가진 50l의 HF수용액에 침지되고, 5분 후에, 0.5mm/s의 견인속도로 HF수용액에서 견인되었다.
이 방법으로 얻어진 반도체웨이퍼는 그 다음 6ppm의 오존농도를 가진 50l의 오존수용액에 5분간 침지되었다.
이와 같이 처리된 반도체웨이퍼는 그 다음 원래 공지된 열폴리/LTO 산화되여, 산화물질의 균일성을 흐린빛 하에서 육안검사에 의해 평가하였다. 불균일한 산화물면을 가진 반도체웨이퍼의 수는 거의 0이였다.
비교실시예 1.
반도체웨이퍼가 HF바스로부터 견인된 속도가 0.5mm/s대신에 50mm/s였던것 이외에는 실시예 1에 기재된 절차를 반복하였다.
비균일한 산화물면을 가진 반도체웨이퍼의 수는 오존용액에 침지되기 전에 반도체웨이퍼에 부착된 HF용액이 있는 영역에서 주로 80%범위였다.
본 발명은 반도체웨이퍼가 열산화물의 결함없는 성장을 위해 효과적으로 조건설정 될 수 있는 방법을 제공하며, 본 발명의 방법은 천연산화물이 오존친수성화시 전 Si표면에 매우 균일하게 설장하는 장점을 가지며, 또한 반도체웨이퍼의 Si표면이 오존수용액과 혼합한 잔류 HF수용액 때문에 여러 미세거칠기를 가진 영역이 없는 장점을 가지고 있다.

Claims (9)

  1. 반도체웨이퍼를 HF함유매질로 그 다음에 오존함유매질로 처리하는 반도체웨이퍼의 화학적 처리방법에 있어서, 오존함유매질로 처리되는 반도체웨이퍼는 수용성 HF가 없는 것을 특징으로 하는 반도체웨이퍼의 화학적 처리방법.
  2. 제 1항에 있어서, HF함유매질은 불화수소의 수용액임을 특징으로 하는 반도체웨이퍼의 화학적 처리방법.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, HF함유매질은 0.001 ~ 10wt%의 농도의 HF를 함유한 HF수용액임을 특징으로 하는 반도체웨이퍼의 화학적 처리방법.
  4. 제 1항에 있어서, O3수용액이 사용되는 것을 특징으로 하는 반도체웨이퍼의 화학적 처리방법.
  5. 제 1항에 있어서, 1 ~ 50ppm의 농도의 O3를수용액이 사용되는 것을 특징으로 하는 반도체웨이퍼의 화학적 처리방법.
  6. 제 1항에 있어서, HF함유매질에 의한 처리는 HF가스를 사용하여 실시되는 것을 특징으로 하는 반도체웨이퍼의 화학적 처리방법.
  7. 제 1항에 있어서, 수용성 HF바스(bath)에서 처리가 실시된 후, 반도체웨이퍼는 그의 표면에 더이상 수용성 HF가 존재하지 않도록 그 바스에서 분리되는 것을 특징으로 하는 반도체웨이퍼의 화학적 처리방법.
  8. 제 7항에 있어서, HF로 처리된 반도체웨이퍼는 처리바스에서 HF수용액을 추출함으로 수용성 HF바스로부터 분리되는 것을 특징으로 하는 반도체웨이퍼의 화학적 처리방법.
  9. 제 7항에 있어서, HF로 처리된 반도체웨이퍼는 수용성 HF바스에서 처리된 반도체웨이퍼를 추출함으로 수용성 HF바스로부터 분리되는 것을 특징으로 하는 반도체웨이퍼의 화학적 처리방법.
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