KR20180125473A - 반도체 웨이퍼의 세정방법 - Google Patents

반도체 웨이퍼의 세정방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, SC-2용액을 포함하는 약액조를 이용하여 반도체 웨이퍼를 세정하는 방법으로서, 상기 약액조를 복수 이용하고, 이 복수의 약액조에 포함되는 SC-2용액 중, 마지막에 이용하는 약액조에 포함되는 SC-2용액 중의 HCl농도를 가장 낮게 하여 상기 반도체 웨이퍼를 세정하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 세정방법이다. 이에 따라, 반도체 웨이퍼를 SC-2세정할 때에, 반도체 웨이퍼 표면에 있어서의 금속불순물 레벨을 악화시키는 일 없이, 파티클 레벨을 향상시킬 수 있는 반도체 웨이퍼의 세정방법이 제공된다.

Description

반도체 웨이퍼의 세정방법
본 발명은, 반도체 웨이퍼의 세정방법에 관한 것이다.
실리콘 웨이퍼 등의 반도체 웨이퍼의 세정방법으로서, 종래부터 RCA세정이라 불리는 SC-1(Standard Cleaning 1)용액, SC-2(Standard Cleaning 2)용액을 사용한 세정방법이 널리 이용되고 있다. SC-1용액은 수산화암모늄과 과산화수소의 수용액이며, 반도체 웨이퍼 표면의 파티클 제거성능이 매우 우수하다는 특징을 갖고 있다. SC-2용액은 염산과 과산화수소의 수용액이며, 금속불순물 제거의 역할을 하고 있다.
예를 들어, 특허문헌 1에는, SC-1용액 및 SC-2용액을 사용한 반도체 웨이퍼의 세정방법으로서, SC-2용액에 의한 세정(SC-2세정)시에 반도체 웨이퍼의 표면에 음이온이 부착되는 것을 방지하기 위해, 양이온화한 금속을 반도체 웨이퍼의 표면에 잔류시키도록 SC-1용액으로 세정(SC-1세정)하는 방법이 기재되어 있다.
일본특허공개 2005-64276호 공보
SC-1용액은 알칼리성 용액이기 때문에, SC-1세정시에는 웨이퍼 표면과 각종 파티클의 표면 전하가 모두 마이너스의 전하를 가지므로 정전 반발력에 의해 파티클의 부착이 억제된다. 그러나 SC-2용액은 산성 용액이기 때문에, SC-2세정시에는 웨이퍼 표면과 파티클의 표면 전하가 반드시 동일 부호로 되지는 않아 파티클이 부착되기 쉽다는 문제가 있다. 또한, SC-2용액에 첨가하는 HCl의 농도가 진할수록, SC-2세정시간이 길수록 웨이퍼 표면에 파티클이 부착되기 쉬워진다. SC-2세정시간을 짧게, SC-2용액 중의 HCl농도를 연하게 함으로써 파티클 레벨의 악화를 억제하는 것은 가능하지만, 이 경우, 산에 의한 금속 제거효과가 저하되므로, 금속불순물 레벨이 악화된다.
본 발명은, 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 반도체 웨이퍼를 SC-2세정할 때에, 반도체 웨이퍼 표면에 있어서의 금속불순물 레벨을 악화시키는 일 없이, 파티클 레벨을 향상시킬 수 있는 반도체 웨이퍼의 세정방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에서는, SC-2용액을 포함하는 약액조를 이용하여 반도체 웨이퍼를 세정하는 방법으로서,
상기 약액조를 복수 이용하고, 이 복수의 약액조에 포함되는 SC-2용액 중, 마지막에 이용하는 약액조에 포함되는 SC-2용액 중의 HCl농도를 가장 낮게 하여 상기 반도체 웨이퍼를 세정하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 세정방법을 제공한다.
이러한 반도체 웨이퍼의 세정방법이면, 복수의 약액조에 포함되는 SC-2용액 중, 마지막에 이용하는 약액조에 포함되는 SC-2용액 중의 HCl농도를 가장 낮게 하므로, SC-2세정 후의 반도체 웨이퍼 표면에 파티클이 부착되기 어려워진다. 또한, 마지막에 이용하는 약액조보다 전의 조는, HCl농도가 마지막의 조보다 진하므로, 금속불순물의 제거도 충분히 행할 수 있는데다가, 복수의 약액조를 이용하여 SC-2세정을 행함으로써, 1단째의 약액조에서 다 없애지 못한 금속불순물을 후의 단에서 제거할 수 있다. 한편, 이하에서는, SC-1용액을 포함하는 약액조를 SC-1조, SC-2용액을 포함하는 약액조를 SC-2조라고도 호칭한다.
또한, 2단째 이후의 약액조에 포함되는 SC-2용액 중의 HCl농도를 1조째보다 낮게 하는 것이 바람직하다.
이러한 반도체 웨이퍼의 세정방법이면, 금속불순물을 확실하게 제거할 수 있음과 함께, 반도체 웨이퍼 표면의 파티클 레벨이 악화되고 있는 것을 보다 확실하게 억제할 수 있다.
또한, 상기 반도체 웨이퍼를 실리콘 웨이퍼로 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 반도체 웨이퍼의 세정방법은, 실리콘 웨이퍼를 세정하는데 특히 호적하게 이용할 수 있다.
본 발명의 반도체 웨이퍼의 세정방법이면, 금속불순물 레벨을 악화시키는 일 없이, 파티클 레벨을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 반도체 웨이퍼의 세정방법의 일 예를 나타내는 플로우도이다.
도 2는 실시예 3과 비교예 1에서 SC-2세정 후에 있어서의 실리콘 웨이퍼 1매당 26nm 이상의 파티클의 수를 상대값으로 비교한 도면이다.
도 3은 실시예 3과 비교예 1에서 SC-2세정 후에 있어서의 실리콘 웨이퍼 1매당 45nm 이상의 파티클의 수를 상대값으로 비교한 도면이다.
도 4는 실시예 3과 비교예 1에서 SC-2세정 후에 있어서의 실리콘 웨이퍼 1매당 120nm 이상의 파티클의 수를 상대값으로 비교한 도면이다.
도 5는 실시예 3의 SC-2세정 후에 있어서의 실리콘 웨이퍼 표면의 금속불순물 농도와 SC-2세정의 세정배치수의 관계를 나타내는 도면이다.
도 6은 파티클의 제타전위(ψ)와 pH의 관계를 나타내는 도면이다.
도 7은 도 6 중 파선으로 둘러싸인 SiO2의 SEM/EDX에서 얻어진 사진이다.
도 8은 도 6 중 파선으로 둘러싸인 Si의 SEM/EDX에서 얻어진 사진이다.
도 9는 실리콘 웨이퍼 표면의 제타전위(ψs)와 pH의 관계를 나타내는 도면이다.
도 10은 SC-2조를 2조 이용하고, 2조에 포함되는 SC-2용액의 조성을 동일하게 한 경우의 반도체 웨이퍼의 세정방법의 일 예를 나타내는 플로우도이다.
도 11은 SC-2세정 전후에 있어서의 파티클 증가량과 HCl농도의 관계를 나타내는 도면이다.
도 12는 SC-2세정 전후에 있어서의 파티클 증가량과 SC-2세정시간의 관계를 나타내는 도면이다.
도 13은 SC-2조를 1조만 이용한 경우의 반도체 웨이퍼의 세정방법의 일 예를 나타내는 플로우도이다.
도 14는 SC-2세정 후에 있어서의 실리콘 웨이퍼 1매당 26nm 이상의 파티클의 수와 SC-2조의 수의 관계를 상대값으로 나타내는 도면이다.
도 15는 SC-2세정 후에 있어서의 실리콘 웨이퍼 1매당 45nm 이상의 파티클의 수와 SC-2조의 수의 관계를 상대값으로 나타내는 도면이다.
도 16은 SC-2세정 후에 있어서의 실리콘 웨이퍼 1매당 120nm 이상의 파티클의 수와 SC-2조의 수의 관계를 상대값으로 나타내는 도면이다.
도 17은 SC-2세정 후에 있어서의 실리콘 웨이퍼 표면의 Al농도와 SC-2세정의 세정배치의 관계를, SC-2조를 1조 이용한 경우와 SC-2조를 2조 이용한 경우로 상대비교한 도면이다.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
상기와 같이, 반도체 웨이퍼를 SC-2세정할 때에, 반도체 웨이퍼 표면에 있어서의 금속불순물 레벨을 악화시키는 일 없이, 파티클 레벨을 향상시킬 수 있는 반도체 웨이퍼의 세정방법이 요구되고 있다.
본 발명자들은, 먼저, SC-2용액을 포함하는 약액조 내에서의 파티클의 부착과 제타전위의 관계에 대하여 조사하였다. 이하, 도 6~9를 참조하여 이 관계에 대하여 설명한다.
도 6은 파티클의 제타전위(ψ)와 pH의 관계를 나타내는 도면이다. 도 6 중에는, 파티클로서 Si, PSL(폴리스티렌라텍스), Si3N4 및 SiO2를 들 수 있다. 또한, 도 7에, 도 6 중 파선으로 둘러싸인 SiO2의 SEM(Scanning Electro Microscopy)/EDX(Energy Dispersive X-ray spectroscopy)에서 얻어진 사진을 나타낸다. 또한, 도 8에 도 6 중 파선으로 둘러싸인 Si의 SEM/EDX에서 얻어진 사진을 나타낸다. 또한, 도 9는 실리콘 웨이퍼 표면의 제타전위(ψs)와 pH의 관계를 나타내는 도면이다.
도 6의 파선으로 둘러싸인 부분에 나타내는 바와 같이, 산성영역(pH 2~4 부근)에 있어서의, 즉, 산성의 용액을 포함하는 SC-2조 내에 있어서의 SiO2나 Si 등의 파티클의 제타전위는, 알칼리영역에 비해 절대값이 작다. 또한, 도 9의 파선으로 둘러싸인 부분에 나타내는 바와 같이, 실리콘 웨이퍼 표면의 제타전위는 산성영역에서는 약간 플러스측의 0 부근이다. 여기서, 전기적 반발력(Vr)의 이론식은 이하와 같으므로, SC-2조 내(산성)에서는 SC-1조 내(알칼리성)에 비해, 실리콘 웨이퍼 표면과 파티클의 전기적 반발력이 약한 것을 알 수 있다. 특히, 산성영역에 있어서의 제타전위의 절대값이 작은 SiO2나 Si 등의 파티클은, SC-2세정 후의 실리콘 웨이퍼에 부착되기 쉽다.
Figure pct00001
또한, SC-1용액은 알칼리성 용액이기 때문에, SC-1세정시에는 웨이퍼 표면과 각종 파티클의 표면 전하가 모두 마이너스의 전하를 갖기 때문에 정전 반발력에 의해 파티클의 부착이 억제된다. 그러나 SC-2용액은 산성 용액이기 때문에, SC-2세정시에는 웨이퍼 표면과 파티클의 표면 전하가 반드시 동일 부호로 되지는 않아 파티클이 부착되기 쉽다는 문제가 있다(도 6~9 및 상기 이론식 참조).
본 발명자들은, 다음에, SC-2조의 각 조건을 바꾸어 세정을 행하고, 파티클의 증가량을 조사하였다. 이하, 도 10~12를 참조하여 SC-2세정 조건과 파티클 증가량의 관계에 대하여 설명한다. 도 10은 SC-2조를 2조 이용하고, 2조에 포함되는 SC-2용액의 조성을 동일하게 한 경우의 반도체 웨이퍼의 세정방법의 일 예를 나타내는 플로우도이다. SC-2세정의 REF 조건(참조 조건)은, 1단째의 SC-2조, 2단째의 SC-2조 모두, 농도(체적비)를 HCl:H2O2:H2O=1:1:100으로 하고, 온도를 80℃로 하고, 시간을 125초로 하였다. 또한, 도 11은 SC-2세정 전후에 있어서의 파티클 증가량과 HCl농도의 관계를 나타내는 도면이다. 도 11에는, REF 조건의 경우, REF 조건에 대해 SC-2용액 중의 HCl농도를 1단째, 2단째 모두 2배 또는 1/2로 한 경우의 파티클 증가량을 도시하고 있다. 또한, 도 12는 SC-2세정 전후에 있어서의 파티클 증가량과 SC-2세정시간의 관계를 나타내는 도면이다. 도 12에는, REF 조건의 경우, REF 조건에 대해 SC-2세정시간을 1단째, 2단째 모두 2배 또는 1/2로 한 경우의 파티클 증가량을 도시하고 있다.
도 10~12에 나타내는 바와 같이, SC-2용액에 첨가하는 HCl의 농도가 진할수록, SC-2세정시간이 길수록 웨이퍼 표면에 파티클이 부착되기 쉬워진다.
본 발명자들은, 다시, SC-2조를 2조에서 1조로 삭감하여 SC-2세정을 행하였다. 이하, 도 13~17을 참조하여 SC-2조를 1조만 이용하고, 실리콘 웨이퍼를 SC-2세정한 경우의 세정 후의 파티클 레벨과 금속불순물 레벨의 관계에 대하여 설명한다. 한편, 본 조사에 있어서 SC-2조를 2조에서 1조로 삭감하는 것을 제외한 세정 조건은, 도 10의 REF 조건의 경우와 동일하게 하였다. 도 13은 SC-2조를 1조만 이용한 경우의 반도체 웨이퍼의 세정방법의 일 예를 나타내는 플로우도이다. 또한, 도 14~16은 SC-2세정 후에 있어서의 실리콘 웨이퍼 1매당 파티클의 수와 SC-2조의 수의 관계를 상대값으로 나타내는 도면이다. 도 14는 파티클 검사기 SP3(KLA-Tencor사제)을 이용하여 측정한 26nm 이상의 파티클의 수에 대하여, 도 15는 파티클 검사기 SP2(KLA-Tencor사제)를 이용하여 측정한 45nm 이상의 파티클의 수에 대하여, 도 16은 SP2를 이용하여 측정한 120nm 이상의 파티클의 수에 대하여, 각각 나타내고 있다. 또한, 도 17은, SC-2세정 후에 있어서의 실리콘 웨이퍼 표면의 Al농도와 SC-2세정의 세정배치의 관계를, SC-2조를 1조 이용한 경우와 SC-2조를 2조 이용한 경우에서 상대비교한 도면이다.
도 14~17에 나타내는 바와 같이, SC-2조를 2조에서 1조로 감하면 파티클 레벨이 개선된다. 그러나, 이 경우, 세정배치가 늘어나면 Al검출 레벨이 증가하고, 금속불순물 레벨이 악화된다.
도 10~17에 나타내는 바와 같이, SC-2세정시간을 짧게, SC-2용액 중의 HCl농도를 연하게 함으로써 파티클 레벨의 악화를 억제하는 것은 가능하나, 이 경우, 산에 의한 금속 제거효과가 저하되므로, 금속불순물 레벨이 악화된다.
본 발명자들은, 상기 문제점을 해결하기 위해, 추가로 검토를 행하였다. 그 결과, SC-2용액을 포함하는 약액조를 이용하여 반도체 웨이퍼를 세정하는 방법으로서, 상기 약액조를 복수 이용하고, 이 복수의 약액조에 포함되는 SC-2용액 중, 마지막에 이용하는 약액조에 포함되는 SC-2용액 중의 HCl농도를 가장 낮게 하여 상기 반도체 웨이퍼를 세정하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 세정방법이, 상기 과제를 해결할 수 있는 것을 발견하여, 본 발명을 완성시켰다.
이하, 본 발명의 실시의 형태에 대하여 구체적으로 설명하는데, 본 발명은 이들로 한정되는 것은 아니다.
상기와 같이, 본 발명의 반도체 웨이퍼의 세정방법은, 반도체 웨이퍼를 SC-2세정할 때에 SC-2조를 복수 이용하고, 이 복수의 SC-2조에 포함되는 SC-2용액 중, 마지막에 이용하는 SC-2조에 포함되는 SC-2용액 중의 HCl농도를 가장 낮게 하여 반도체 웨이퍼를 세정하는 방법이다. 이러한 반도체 웨이퍼의 세정방법이면, 복수의 약액조에 포함되는 SC-2용액 중, 마지막에 이용하는 약액조에 포함되는 SC-2용액 중의 HCl농도를 가장 낮게 하므로, SC-2세정 후의 반도체 웨이퍼 표면에 파티클이 부착되기 어려워진다. 또한, 마지막에 이용하는 약액조보다 전의 조는, HCl농도가 마지막의 조보다 진하므로, 금속불순물의 제거도 충분히 행할 수 있는데다가, 복수의 약액조를 이용하여 SC-2세정을 행함으로써, 1단째의 약액조에서 다 없애지 못한 금속불순물을 후의 단에서 제거할 수 있다.
이 경우, 2단째 이후의 약액조에 포함되는 SC-2용액 중의 HCl농도를 1조째보다 낮게 하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 금속불순물을 확실하게 제거할 수 있음과 함께, 반도체 웨이퍼 표면의 파티클 레벨이 악화되고 있는 것을 보다 확실하게 억제할 수 있다.
본 발명에 있어서의 세정되는 반도체 웨이퍼는 특별히 한정되지는 않으나, 실리콘 웨이퍼 이외에, 게르마늄과 같은 원소반도체나 GaAs, InP와 같은 화합물 반도체 등에서도 사용할 수 있다. 이 중에서도, 본 발명의 반도체 웨이퍼의 세정방법은, 실리콘 웨이퍼를 세정하는데 특히 호적하게 이용할 수 있다.
이하, 도 1을 참조하여, 본 발명의 반도체 웨이퍼의 세정방법에 대하여 설명한다. 여기에서는, SC-2조를 2조 이용하고, 2조의 SC-2조에 포함되는 SC-2용액 중, 2단째의 SC-2조에 포함되는 SC-2용액 중의 HCl농도를 1조째보다 낮게 하여 반도체 웨이퍼를 세정하는 경우에 대하여 설명하는데, 본 발명은 이것으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 본 발명에서는, SC-2조를 3조 이용하고, 3조의 SC-2조에 포함되는 SC-2용액 중, 1단째와 2단째의 SC-2조에 포함되는 SC-2용액 중의 HCl농도를 동일하게 하고, 마지막에 이용하는 SC-2조에 포함되는 SC-2용액 중의 HCl농도를 1조째와 2조째보다 낮게 하여 반도체 웨이퍼를 세정할 수도 있다. 또한, SC-2조를 3조 이용하고, 이들 SC-2조에 포함되는 SC-2용액 중의 HCl농도의 대소관계를 1조째>2조째>3조째로 하여 반도체 웨이퍼를 세정할 수도 있다. 한편, 본 발명에 있어서 이용하는 SC-2조의 수는 복수이면 되는데, 예를 들어, 2~5조로 할 수 있다.
먼저, 반도체 웨이퍼를 SC-1세정한다(도 1(a)). 예를 들어, SC-1조 내에, 수산화암모늄과 과산화수소의 수용액(SC-1용액)을 채우고, 반도체 웨이퍼를 SC-1용액에 침지시켜, 반도체 웨이퍼를 세정한다. SC-1조의 재질은 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어, 석영유리제인 것을 이용할 수 있다.
다음에, SC-1세정을 실시한 반도체 웨이퍼에 대해 순수린스를 행한다(도 1(b), (c)). 이때, 초순수를 이용할 수 있다. 도 1에 나타내는 반도체 웨이퍼의 세정방법에 있어서는, 순수린스를 총 4단 행하는데, 이들 순수린스의 조건은 동일할 수도, 상이할 수도 있다.
다음에, 순수린스를 실시한 반도체 웨이퍼를 SC-2세정한다(도 1(d)). 예를 들어, SC-2조 내에, 염산과 과산화수소의 수용액(SC-2용액)을 채우고, 반도체 웨이퍼를 SC-2용액에 침지시켜, 반도체 웨이퍼를 세정한다. SC-2조의 재질은 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어, 석영유리제인 것을 이용할 수 있다.
1단째의 SC-2조에 포함되는 SC-2용액의 조성은 특별히 한정되지 않으며, 종래와 동일한 조성의 SC-2용액으로 종래와 같이 세정을 행할 수 있다. 단, 1단째의 SC-2용액 중의 HCl농도는, 후술하는 2조째보다 높을 필요가 있다. 1단째의 SC-2용액 중의 HCl농도는, 예를 들어, 0.3~2질량%로 할 수 있다. 1단째의 SC-2용액의 pH는, 예를 들어, 1~4로 할 수 있다.
1단째의 SC-2용액 중의 H2O2농도는 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어, 0.01~2질량%로 할 수 있다.
1단째의 SC-2용액의 온도는 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어, 40~90℃로 할 수 있다.
1단째의 SC-2세정의 시간은 특별히 한정되지 않으나, SC-2조를 1조만 이용하는 경우보다 짧게 할 수 있다. 본 발명에서는, SC-2조를 복수 이용하기 때문이다. 이 세정시간은, 예를 들어, 50~200초로 할 수 있다.
다음에, 1단째의 SC-2세정을 실시한 반도체 웨이퍼에 2단째의 SC-2세정을 실시한다(도 1(e)). 도 1에 나타내는 반도체 웨이퍼의 세정방법에 있어서는, SC-2조를 2단 준비하여, 후단조에 포함되는 SC-2용액 중의 HCl농도를 전단조보다 낮게 한다. 후단에서는 염산을 극미량으로 하는데, pH를 산성영역으로 해 둔다. 이에 따라, 후단조에 포함되는 SC-2용액 중의 HCl농도가 전단조보다 낮기 때문에 파티클의 부착은 적은데, 2단째의 SC-2용액은 산성이므로 전단조에서 다 없애지 못한 금속불순물을 제거하는 세정이 가능해진다. 2단째의 SC-2용액 중의 HCl농도는, 예를 들어, 0.001~0.2질량%로 할 수 있다. 2단째의 SC-2용액의 pH는, 예를 들어, 2~6으로 할 수 있다.
2단째의 SC-2용액의 온도는 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어, 40~90℃로 할 수 있다. 1단째의 SC-2용액과 2단째의 SC-2용액의 온도는 동일할 수도, 상이할 수도 있다.
2단째의 SC-2세정의 시간은 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어, 50~200초로 할 수 있다. 1단째의 SC-2세정과 2단째의 SC-2세정의 시간은 동일할 수도, 상이할 수도 있다.
본 발명에 있어서 배치처리에 의해 반도체 웨이퍼를 세정하는 경우, SC-2용액은 배치마다 새로운 용액으로 바꿔도 되나, 비용을 줄이기 위해, 소정의 배치수, 예를 들어, 80배치까지 동일한 용액을 이용할 수도 있다. 이러한 경우여도, 본 발명이면 SC-2조를 복수 이용하므로, 금속불순물 레벨이 악화되기 어렵다. 한편, 1배치의 반도체 웨이퍼의 처리수는 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어, 5~25매로 할 수 있다.
다음에, 2단째의 SC-2세정을 실시한 반도체 웨이퍼에 대해 순수린스를 행한다(도 1(f), (g)).
다음에, 4단째의 순수린스를 실시한 반도체 웨이퍼를 건조시킨다(도 1(h)).
실시예
이하, 실시예 및 비교예를 들어 본 발명을 보다 구체적으로 설명하는데, 본 발명은 하기의 실시예로 한정되는 것은 아니다.
(실시예 1)
도 1에 나타내는 플로우도에 따라서 경면연마 후의 직경 300mm 보론도프 p형 단결정 실리콘 웨이퍼를 세정하였다. 한편, 이하에 나타내는 실시예 및 비교예에 있어서, 세정은, 실리콘 웨이퍼 25매를 1배치로 하여 처리하였다.
먼저, 석영유리제의 SC-1조를 이용하여 실리콘 웨이퍼를 SC-1세정하였다(도 1(a)). SC-1세정의 조건은, 농도(체적비)를 NH4OH:H2O2:H2O=1:1:20로 하고, 온도를 70℃로 하고, 시간을 125초로 하였다.
다음에, SC-1세정을 실시한 실리콘 웨이퍼에 대해 초순수를 이용하여 순수린스를 2단 행하였다(도 1(b), (c)).
다음에, 1조째의 SC-2조로서 석영유리제인 것을 이용하여, 순수린스를 실시한 실리콘 웨이퍼를 SC-2세정하였다(도 1(d)). 1단째의 SC-2세정의 조건은, HCl농도를 0.4질량%로 하고, H2O2농도를 0.4질량%로 하고, Ph를 1로 하고, 온도를 80℃로 하고, 시간을 125초로 하였다.
다음에, 2조째의 SC-2조로서 석영유리제인 것을 이용하여, 1단째의 SC-2세정을 실시한 실리콘 웨이퍼에 2단째의 SC-2세정을 실시하였다(도 1(e)). 2단째의 SC-2세정의 조건은, HCl농도를 0.2질량%로 하고, H2O2농도를 0.4질량%로 하고, pH를 1로 하고, 온도를 80℃로 하고, 시간을 125초로 하였다.
다음에, 2단째의 SC-2세정을 실시한 실리콘 웨이퍼에 대해 초순수를 이용하여 순수린스를 2단 행하였다(도 1(f), (g)).
다음에, 4단째의 순수린스를 실시한 실리콘 웨이퍼를 건조시켰다(도 1(h)).
(실시예 2)
2단째의 SC-2세정에 있어서의 HCl농도를 0.04질량%로 변경한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 순서로, 실리콘 웨이퍼를 세정하였다.
(실시예 3)
2단째의 SC-2세정에 있어서의 HCl농도를 0.01질량%로 변경한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 순서로, 실리콘 웨이퍼를 세정하였다.
(실시예 4)
2단째의 SC-2세정에 있어서의 HCl농도를 0.01질량%로 변경하고, H2O2농도를 0.1질량%로 변경한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 순서로, 실리콘 웨이퍼를 세정하였다.
(비교예 1)
도 10에 나타내는 플로우도에 따라서 실시예 1과 동일한 실리콘 웨이퍼를 세정하였다. 구체적으로는, 2단째의 SC-2세정에 있어서의 HCl농도를 0.4질량%로 변경한(HCl농도를 1단째, 2단째 모두 0.4질량%로 한) 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 순서로, 실리콘 웨이퍼를 세정하였다.
(비교예 2)
도 13에 나타내는 플로우도에 따라서 실시예 1과 동일한 실리콘 웨이퍼를 세정하였다. 구체적으로는, 2단째의 SC-2세정을 행하지 않은 것(SC-2조를 1조만 이용하는) 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 순서로, 실리콘 웨이퍼를 세정하였다.
실시예 및 비교예의 금속불순물 레벨 및 파티클 레벨은 이하와 같이 하여 평가하였다. 먼저, 파티클 검사기 SP3(KLA-Tencor사제)으로 SC-2세정 전(예를 들어, 도 1의 세정방법에 있어서는 도 1(c)의 후이면서 도 1(d)의 전)의 파티클을 측정해 두고, 각 조건으로 SC-2세정 후(예를 들어, 도 1의 세정방법에 있어서는 도 1(h)의 후), 재차 파티클을 측정한다. 전후로 비교하여 새롭게 부착되어 있던 점을 증가점으로 한다. 본 실시예 및 비교예에서는 증가점으로 파티클의 악화량을 조사하였다. 또한, SC-2세정 후의 금속불순물 분석은 실리콘 웨이퍼의 표면불순물 농도를 ICP-MS(Inductively Coupled Plasma - Mass Spectroscopy)분석에 의해 평가하였다.
금속불순물 레벨 및 파티클 레벨의 결과를 표 1에 나타낸다. 한편, 표 1에는, 80배치째의 세정에 있어서의 실리콘 웨이퍼 2매의 결과의 평균을 나타내고 있다.
Figure pct00002
표 1에 나타내는 바와 같이, 비교예 1에서는 충분한 약액농도의 SC-2용액을 포함하는 SC-2조가 2조 있으므로(HCl농도를 1단째, 2단째 모두 0.4질량%로 하였으므로) 금속불순물 레벨은 양호하지만, 파티클 증가량은 많다. 비교예 2에서는 조를 2조에서 1조로 감하고 있으므로, 파티클 증가량은 적으나, Al이 많이 검출되고 있으며, 금속제거능력이 저하되고 있는 것을 알 수 있다. 이들에 반해 실시예 1~4에서는 2조째의 HCl농도를 1조째보다 낮게 설정하고 있으므로 파티클 증가량이 적지만, Al검출량도 검출 하한 이하로 양호하다.
또한, 도 2~4에 나타내는 바와 같이, SC-2세정을 후단 저농도의 조건으로 행하는 실시예 3은, SC-2세정을 전단과 후단에서 동일 농도의 조건으로 행하는 비교예 1에 비해, 모든 입경에서 파티클의 수가 적어지고 있다. 또한, 도 5에 나타내는 바와 같이, 실시예 3의 조건에서는, 세정배치가 진행되어도 금속불순물 레벨의 악화도 없다.
한편, 도 2~4는 실시예 3과 비교예 1에서 SC-2세정 후에 있어서의 실리콘 웨이퍼 1매당 파티클의 수를 상대값으로 비교한 도면이다. 도 2~4에서는, 80배치째의 세정에 있어서의 실리콘 웨이퍼 25매의 결과의 평균을 나타내고 있다. 도 2는 SP3을 이용하여 측정한 26nm 이상의 파티클의 수에 대하여, 도 3은 SP2를 이용하여 측정한 45nm 이상의 파티클의 수에 대하여, 도 4는 SP2를 이용하여 측정한 120nm 이상의 파티클의 수에 대하여, 각각 나타내고 있다. 또한, 도 5는, 실시예 3의 SC-2세정 후에 있어서의 실리콘 웨이퍼 표면의 금속불순물 농도와 SC-2세정의 세정배치수의 관계를 나타내는 도면이다.
한편, 본 발명은, 상기 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 상기 실시형태는 예시이며, 본 발명의 특허청구의 범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 가지며, 동일한 작용효과를 나타내는 것은, 어떠한 것이어도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.

Claims (3)

  1. SC-2용액을 포함하는 약액조를 이용하여 반도체 웨이퍼를 세정하는 방법으로서,
    상기 약액조를 복수 이용하고, 이 복수의 약액조에 포함되는 SC-2용액 중, 마지막에 이용하는 약액조에 포함되는 SC-2용액 중의 HCl농도를 가장 낮게 하여 상기 반도체 웨이퍼를 세정하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 세정방법.
  2. 제1항에 있어서,
    2단째 이후의 약액조에 포함되는 SC-2용액 중의 HCl농도를 1조째보다 낮게 하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 세정방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 반도체 웨이퍼를 실리콘 웨이퍼로 하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 세정방법.
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