WO2015174004A1 - ウエーハの洗浄方法 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a wafer cleaning method, and more particularly to a wafer single wafer cleaning method using ozone water, hydrofluoric acid, and pure water.
- ozone water or hydrofluoric acid is generally used in a cleaning process of a semiconductor silicon wafer.
- a method of removing particles by repeatedly performing ozone water cleaning and hydrofluoric acid cleaning has been proposed (patented). Reference 1).
- an oxide film is formed on the wafer surface by ozone water cleaning, and then particles and the like on the wafer surface are removed together with the oxide film by hydrofluoric acid cleaning.
- ozone water and hydrofluoric acid coexist on the wafer surface when the cleaning solution is changed, and the oxide film is formed on the wafer surface by ozone water and the oxide film is removed by etching (etching). When this occurs simultaneously, there is a problem that the surface roughness deteriorates.
- the present invention has been made in order to solve the above problems, and provides a wafer cleaning method that suppresses deterioration of the surface roughness of the wafer after cleaning and can improve the residual particles on the outer periphery of the wafer after cleaning.
- the purpose is to provide.
- a wafer cleaning method including a cleaning process using ozone water and a cleaning process using hydrofluoric acid
- a spin cleaning process using pure water between the cleaning process using ozone water and the cleaning process using hydrofluoric acid (1) cleaning process using ozone water, and (2) pure water Spin cleaning step used, (3) Cleaning step using hydrofluoric acid, or (1) Cleaning step using hydrofluoric acid, (2) Spin cleaning step using pure water, (3) Using ozone water
- the cleaning method is performed in the order of the cleaning steps, Provided is a method for cleaning a wafer, wherein a flow rate of pure water in a spin cleaning process using pure water is 1.2 L / min or more and a rotation speed of the wafer is 1,000 rpm or more.
- the coexistence of ozone water and hydrofluoric acid is prevented by a spin cleaning process using pure water between a cleaning process using ozone water and a cleaning process using hydrofluoric acid. Deterioration of the surface roughness of the subsequent wafer can be suppressed. Further, by performing the spin cleaning process using pure water at the flow rate and the rotational speed as described above, the pure water can be distributed to the outer periphery of the wafer without being repelled by the water-repellent surface. It is possible to improve the residual particles in the part.
- the flow rate of pure water in the spin cleaning process using the pure water is 1.2 L / min or more and 2.0 L / min or less, and the rotation speed of the wafer is 1,000 rpm or more and 1,500 rpm or less. It is preferable.
- the process time of the spin cleaning process using pure water is 2 seconds or more and 10 seconds or less.
- ozone water or hydrofluoric acid can be completely replaced with pure water in such a process time.
- the spin cleaning process using pure water is performed more effectively under the above-described conditions. Deterioration of the surface roughness of the wafer after cleaning can be suppressed, and the residual particles on the outer peripheral portion of the wafer after cleaning can be improved.
- the cleaning process using the ozone water is performed by spin cleaning, the flow rate of the ozone water is set to 1.2 L / min to 2.0 L / min, and the rotation speed of the wafer is 1,000 rpm to 1,500 rpm. It is preferable that
- the ozone water can be distributed to the outer periphery of the wafer in the same manner as the spin cleaning process using pure water, so that the cleaning effect can be further improved. it can.
- the wafer cleaning method of the present invention it is possible to suppress the deterioration of the surface roughness of the wafer after cleaning, and to improve the residual particles on the outer periphery of the wafer after cleaning. . Furthermore, by applying the cleaning process using ozone water and the cleaning process using hydrofluoric acid a plurality of times, the deterioration of the surface roughness of the wafer after cleaning can be more effectively suppressed. It is possible to improve the residual particles on the outer periphery of the wafer. Moreover, the cleaning effect can be further improved by performing the cleaning process using ozone water under the same conditions as the spin cleaning process using pure water. Such a wafer cleaning method is particularly suitable for single wafer cleaning of a semiconductor silicon wafer.
- ozone water cleaning ozone water
- hydrofluoric acid cleaning a cleaning process using hydrofluoric acid
- pure water spin cleaning a spin cleaning process using pure water between ozone water cleaning and hydrofluoric acid cleaning
- Deterioration of the surface roughness of the wafer after cleaning can be suppressed, and at this time, pure water can be distributed to the outer periphery of the wafer by performing pure water spin cleaning at a specific pure water flow rate and wafer rotational speed. For this reason, the inventors have found that it is possible to improve the residual particles on the outer periphery of the wafer after cleaning, and completed the present invention.
- the present invention provides a wafer cleaning method including a cleaning process using ozone water and a cleaning process using hydrofluoric acid.
- a spin cleaning process using pure water between the cleaning process using ozone water and the cleaning process using hydrofluoric acid (1) cleaning process using ozone water, and (2) pure water Spin cleaning step used, (3) Cleaning step using hydrofluoric acid, or (1) Cleaning step using hydrofluoric acid, (2) Spin cleaning step using pure water, (3) Using ozone water
- the cleaning method is performed in the order of the cleaning steps, This is a wafer cleaning method in which the flow rate of pure water in the spin cleaning process using pure water is 1.2 L / min or more and the rotation speed of the wafer is 1,000 rpm or more.
- FIG. 1 is a flowchart showing an example of the wafer cleaning method of the present invention.
- the wafer cleaning method of the present invention is a method of performing pure water spin cleaning between ozone water cleaning and hydrofluoric acid cleaning. For example, when ozone water cleaning and hydrofluoric acid cleaning are performed once each, FIG. Alternatively, cleaning is performed according to the flow shown in FIG.
- a cleaning process (1A) using ozone water is performed, then a spin cleaning process (2A) using pure water is performed, and then a cleaning process using hydrofluoric acid ( After performing 3A), a spin cleaning process (4A) using pure water is performed, and finally a drying process (5A) is performed.
- the cleaning step (1B) using hydrofluoric acid is performed, then the spin cleaning step (2B) using pure water is performed, and then the cleaning using ozone water is performed.
- a spin cleaning step (4B) using pure water is performed, and finally a drying step (5B) is performed.
- ozone water cleaning may be performed first as shown in FIG. 1A, and then hydrofluoric acid cleaning may be performed with pure water spin cleaning interposed therebetween.
- hydrofluoric acid cleaning may be performed first, and then ozone water cleaning may be performed with pure water spin cleaning interposed therebetween.
- the ozone water or hydrofluoric acid on the wafer surface is replaced with pure water to prevent the coexistence of ozone water and hydrofluoric acid. Therefore, the deterioration of the surface roughness of the wafer after cleaning can be suppressed.
- the spin cleaning process using pure water between the cleaning process using ozone water and the cleaning process using hydrofluoric acid processes (2A) and (2B) in FIG. 1).
- the flow rate of pure water is set to 1.2 L / min or more, and the rotation speed of the wafer is set to 1,000 rpm or more.
- the flow rate of pure water is preferably 1.2 L / min or more and 2.0 L / min or less, and the rotation speed of the wafer is preferably 1,000 rpm or more and 1,500 rpm or less.
- pure water spin cleaning at such a flow rate and rotation speed, it is possible to spread pure water to the outer periphery of the wafer without being repelled by the water repellent surface, so that particles adhere from the air and particles on the wafer surface. Can be prevented from sticking. That is, it is possible to improve the remaining particles on the outer peripheral portion of the wafer after cleaning, and to perform more efficient cleaning. Further, by performing pure water spin cleaning at such a flow rate and rotation speed, replacement with pure water after ozone water cleaning or hydrofluoric acid cleaning can be performed efficiently in a short time.
- the entire surface of the wafer cannot be washed with pure water, and the wafer outer periphery cannot be washed away.
- a water-repellent surface appears on the surface and causes particle adhesion.
- the process time of the pure water spin cleaning may be 2 seconds or more and 10 seconds or less.
- ozone water or hydrofluoric acid can be completely replaced with pure water in such a process time, thus preventing coexistence of ozone water and hydrofluoric acid.
- the deterioration of the surface roughness of the wafer after cleaning can be suppressed.
- the cleaning process using ozone water is performed by spin cleaning
- the flow rate of ozone water is 1.2 L / min or more and 2.0 L / min or less
- the rotation speed of the wafer is 1, It is preferable to set it to 000 rpm or more and 1,500 rpm or less.
- a drying step (steps (5A) and (5B) in FIG. 1 is performed after cleaning with ozone water, hydrofluoric acid, and pure water).
- the drying step may be performed by a known method.
- the pure water spin cleaning at this time may be performed under the same conditions as the pure water spin cleaning between the ozone water cleaning and the hydrofluoric acid cleaning (steps (2A) and (2B) in FIG. 1).
- the ozone water cleaning conditions are not particularly limited, and may be performed under conventional ozone water cleaning conditions.
- the ozone cleaning is preferably performed by spin cleaning using ozone water having a concentration of 10 to 60 ppm.
- the process time is preferably 10 to 60 seconds at the above flow rate and rotation speed.
- hydrofluoric acid cleaning conditions are not particularly limited, and may be performed under conventional hydrofluoric acid cleaning conditions, but preferably by spin cleaning using hydrofluoric acid having a concentration of 0.1 to 3.0% by mass.
- the spin cleaning conditions are preferably a flow rate of 1.0 to 2.0 L / min, a rotation speed of 100 to 1,500 rpm, and a process time of 3 to 60 seconds.
- the wafer cleaning method of the present invention may perform a cleaning process using ozone water and a cleaning process using hydrofluoric acid a plurality of times.
- FIG. 2 shows an example of a cleaning flow when ozone water cleaning and hydrofluoric acid cleaning are performed a plurality of times.
- the cleaning process (1C) using ozone water is first performed, followed by the spin cleaning process (2C) using pure water, similar to the cleaning flow of FIG. 1 (A) described above.
- a spin cleaning step (4C) using pure water is performed.
- the cleaning effect increases as the number of times increases, but the degree of deterioration of the surface roughness of the wafer due to cleaning and the degree of residual particles on the outer periphery of the wafer also increase.
- the cleaning method of the present invention can suppress the deterioration of the surface roughness of the wafer by pure water spin cleaning as described above and improve the residual particles on the outer periphery of the wafer.
- the wafer cleaning method of the present invention it is possible to suppress the deterioration of the surface roughness of the wafer after cleaning, and to improve the residual particles on the outer periphery of the wafer after cleaning. . Furthermore, by applying the cleaning process using ozone water and the cleaning process using hydrofluoric acid a plurality of times, the deterioration of the surface roughness of the wafer after cleaning can be more effectively suppressed. It is possible to improve the residual particles on the outer periphery of the wafer. Moreover, the cleaning effect can be further improved by performing the cleaning process using ozone water under the same conditions as the spin cleaning process using pure water. Such a wafer cleaning method is particularly suitable for single wafer cleaning of a semiconductor silicon wafer.
- ozone water cleaning and hydrofluoric acid cleaning were performed by spin cleaning under the following conditions.
- Ozone water cleaning conditions flow rate 1.5 L / min, rotation speed 1,000 rpm, process time 20 seconds
- Hydrofluoric acid cleaning conditions flow rate 1.5 L / min, rotation speed 1,000 rpm, process time 30 seconds
- Example 1 Four wafers were prepared (Examples 1-1 to 1-4), and the wafer was cleaned according to the following cleaning flow 1-1. In the pure water cleaning step, cleaning was performed under the following condition of pure water spin cleaning condition 1.
- Cleaning flow 1-1 ⁇ ozone water ⁇ pure water ⁇ hydrofluoric acid ⁇ pure water ⁇ ⁇ 3 ⁇ drying
- Pure water spin cleaning condition 1 flow rate 1.5 L / min, rotation speed 1,300 rpm, process time 3 seconds in each wafer
- Table 1 shows the results of measuring the surface roughness before cleaning and the surface roughness after cleaning with Surfscan SP3 manufactured by KLA-Tencor.
- Example 1 Four wafers were prepared (Comparative Examples 1-1 to 1-4), and the wafer was cleaned according to the following cleaning flow 1-2. In the pure water cleaning step, cleaning was performed under the condition of pure water spin cleaning condition 1 as in Example 1. Cleaning flow 1-2: ⁇ ozone water ⁇ hydrofluoric acid ⁇ ⁇ 3 ⁇ pure water ⁇ drying Table 2 shows the results of measuring the surface roughness before cleaning and the surface roughness after cleaning in the same manner as in Example 1. Shown in
- FIG. 3 shows a summary of the results of Tables 1 and 2 in a graph.
- Table 1 Table 2, and FIG. 3, in Examples 1-1 to 1-4 in which pure water spin cleaning was performed between ozone water cleaning and hydrofluoric acid cleaning, ozone water cleaning and hydrofluoric acid cleaning were performed. Compared with Comparative Examples 1-1 to 1-4 in which no pure water spin cleaning was performed during this period, deterioration of the surface roughness of the wafer after cleaning was suppressed.
- Example 2-1 The wafer was cleaned according to the following cleaning flow 2.
- cleaning was performed under the following pure water spin cleaning condition 2a.
- Cleaning flow 2 Ozone water ⁇ pure water ⁇ hydrofluoric acid ⁇ pure water ⁇ drying
- Pure water spin cleaning condition 2a flow rate 1.5 L / min, rotation speed 1,300 rpm, process time 2 seconds
- FIG. 4 (a) shows the result of measurement with Surfscan SP3 manufactured by KLA-Tencor.
- Example 2-2 As in Example 2-1, the wafer was cleaned along cleaning flow 2. In the pure water cleaning step, cleaning was performed under the following pure water spin cleaning condition 2b. Pure water spin cleaning condition 2b: flow rate 1.2 L / min, rotation speed 1,000 rpm, process time 2 seconds Particles on the wafer surface after cleaning were measured in the same manner as in Example 2-1, and the results are shown in FIG. ).
- Example 2-1 As in Example 2-1, the wafer was cleaned along cleaning flow 2. In the pure water cleaning step, cleaning was performed under the following pure water spin cleaning condition 2c. Pure water spin cleaning condition 2c: flow rate 1.0 L / min, rotation speed 1,000 rpm, process time 2 seconds Particles on the wafer surface after cleaning were measured in the same manner as in Example 2-1, and the results are shown in FIG. ).
- Example 2-2 As in Example 2-1, the wafer was cleaned along cleaning flow 2. In the pure water cleaning step, cleaning was performed under the following pure water spin cleaning condition 2d. Pure water spin cleaning condition 2d: flow rate 1.2 L / min, rotation speed 800 rpm, process time 2 seconds Particles on the wafer surface after cleaning were measured in the same manner as in Example 2-1, and the result is shown in FIG. Show.
- Example 2-3 As in Example 2-1, the wafer was cleaned along cleaning flow 2. In the pure water cleaning step, cleaning was performed under the following pure water spin cleaning condition 2e. Pure water spin cleaning condition 2e: Flow rate 1.2 L / min, rotation speed 300 rpm, process time 2 seconds Particles on the wafer surface after cleaning were measured in the same manner as in Example 2-1, and the result is shown in FIG. Show.
- Example 2-1 (FIG. 4A) in which pure water spin cleaning was performed under the conditions of a flow rate of 1.5 L / min and a rotation speed of 1,300 rpm, and a flow rate of 1.2 L / min.
- Example 2-2 (FIG. 4B) in which pure water spin cleaning was performed under the condition of a rotational speed of 1,000 rpm, there was little crowding of particles on the outer periphery of the wafer.
- Comparative Example 2-1 (FIG. 4C) where the flow rate is less than 1.2 L / min, the pure water does not flow to the outer periphery of the wafer because the flow rate of pure water is insufficient. There was a crowd.
- Comparative Example 2-2 (FIG. 4 (d)) and Comparative Example 2-3 (FIG. 4 (e)) where the rotational speed of the wafer is less than 1,000 rpm, pure water is repelled on the outer periphery of the wafer. As a result, pure water did not spread and particles were concentrated on the outer periphery of the wafer.
- the cleaning flow is “hydrofluoric acid ⁇ pure water ⁇ ozone water ⁇ pure water ⁇ dry”
- the flow rate of pure water in the pure water spin cleaning is less than 1.2 L / min, or the rotational speed of the wafer is When the speed was less than 1,000 rpm, particles were densely gathered on the outer periphery of the wafer.
- the wafer cleaning method of the present invention can suppress the deterioration of the surface roughness of the wafer after cleaning, and can improve the residual particles on the outer periphery of the wafer after cleaning.
- the present invention is not limited to the above embodiment.
- the above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has any configuration that has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention and that exhibits the same effects. Are included in the technical scope.
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Abstract
本発明は、オゾン水を用いた洗浄工程と、フッ酸を用いた洗浄工程を含むウエーハの洗浄方法において、前記オゾン水を用いた洗浄工程と前記フッ酸を用いた洗浄工程の間に純水を用いたスピン洗浄工程を有することで、(1)オゾン水を用いた洗浄工程、(2)純水を用いたスピン洗浄工程、(3)フッ酸を用いた洗浄工程の順、あるいは(1)フッ酸を用いた洗浄工程、(2)純水を用いたスピン洗浄工程、(3)オゾン水を用いた洗浄工程の順で洗浄を行う方法であって、前記純水を用いたスピン洗浄工程における純水の流量が1.2L/min以上であり、ウエーハの回転数が1,000rpm以上であることを特徴とするウエーハの洗浄方法である。これにより、洗浄後のウエーハの表面粗さの悪化を抑制し、また洗浄後のウエーハ外周部におけるパーティクルの残留を改善するウエーハの洗浄方法が提供される。
Description
本発明は、ウエーハの洗浄方法に関し、特にオゾン水、フッ酸、及び純水を用いたウエーハの枚葉式洗浄方法に関する。
従来、半導体用シリコンウエーハの洗浄工程では、一般にオゾン水やフッ酸が用いられており、例えばオゾン水洗浄とフッ酸洗浄を繰り返して洗浄を行ってパーティクルを除去する方法が提案されている(特許文献1)。このような方法では、オゾン水洗浄によってウエーハ表面上に酸化膜を形成し、次いでフッ酸洗浄によって酸化膜とともにウエーハ表面のパーティクル等を除去する。
しかし、このような方法では、洗浄液を替える際にウエーハ表面上にオゾン水とフッ酸が共存してしまい、ウエーハ表面上でオゾン水による酸化膜の形成とフッ酸による酸化膜の除去(エッチング)が同時に起こることで、表面粗さが悪化してしまうという問題があった。
しかし、このような方法では、洗浄液を替える際にウエーハ表面上にオゾン水とフッ酸が共存してしまい、ウエーハ表面上でオゾン水による酸化膜の形成とフッ酸による酸化膜の除去(エッチング)が同時に起こることで、表面粗さが悪化してしまうという問題があった。
また、フッ酸で酸化膜を除去するとウエーハベア面が出てくるが、このウエーハベア面には非常にパーティクルが付着しやすい。そのため、通常、フッ酸で酸化膜を除去した後、純水やオゾン水を用いて洗浄を行うが、ウエーハ外周部ではウエーハベア面の撥水性によって純水やオゾン水が弾かれてしまい、うまく純水やオゾン水が行き渡らず、その結果としてウエーハ外周部にパーティクルが残留するという問題があった。
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、洗浄後のウエーハの表面粗さの悪化を抑制し、また洗浄後のウエーハ外周部におけるパーティクルの残留を改善できるウエーハの洗浄方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明では、オゾン水を用いた洗浄工程と、フッ酸を用いた洗浄工程を含むウエーハの洗浄方法において、
前記オゾン水を用いた洗浄工程と前記フッ酸を用いた洗浄工程の間に純水を用いたスピン洗浄工程を有することで、(1)オゾン水を用いた洗浄工程、(2)純水を用いたスピン洗浄工程、(3)フッ酸を用いた洗浄工程の順、あるいは(1)フッ酸を用いた洗浄工程、(2)純水を用いたスピン洗浄工程、(3)オゾン水を用いた洗浄工程の順で洗浄を行う方法であって、
前記純水を用いたスピン洗浄工程における純水の流量が1.2L/min以上であり、ウエーハの回転数が1,000rpm以上であるウエーハの洗浄方法を提供する。
前記オゾン水を用いた洗浄工程と前記フッ酸を用いた洗浄工程の間に純水を用いたスピン洗浄工程を有することで、(1)オゾン水を用いた洗浄工程、(2)純水を用いたスピン洗浄工程、(3)フッ酸を用いた洗浄工程の順、あるいは(1)フッ酸を用いた洗浄工程、(2)純水を用いたスピン洗浄工程、(3)オゾン水を用いた洗浄工程の順で洗浄を行う方法であって、
前記純水を用いたスピン洗浄工程における純水の流量が1.2L/min以上であり、ウエーハの回転数が1,000rpm以上であるウエーハの洗浄方法を提供する。
このようなウエーハの洗浄方法であれば、オゾン水を用いた洗浄工程とフッ酸を用いた洗浄工程の間の純水を用いたスピン洗浄工程によってオゾン水とフッ酸の共存を防止し、洗浄後のウエーハの表面粗さの悪化を抑制することができる。
また、上述のような流量及び回転数で純水を用いたスピン洗浄工程を行うことで、撥水面に弾かれることなく純水をウエーハ外周部まで行き渡らせることができるため、洗浄後のウエーハ外周部におけるパーティクルの残留を改善することができる。
また、上述のような流量及び回転数で純水を用いたスピン洗浄工程を行うことで、撥水面に弾かれることなく純水をウエーハ外周部まで行き渡らせることができるため、洗浄後のウエーハ外周部におけるパーティクルの残留を改善することができる。
またこのとき、前記純水を用いたスピン洗浄工程における純水の流量が1.2L/min以上2.0L/min以下であり、前記ウエーハの回転数が1,000rpm以上1,500rpm以下であることが好ましい。
このような流量及び回転数であれば、十分に上述のような効果を得ることができる。
またこのとき、前記純水を用いたスピン洗浄工程の工程時間は、2秒以上10秒以下であることが好ましい。
上述のような流量及び回転数であれば、このような工程時間でオゾン水又はフッ酸を純水で完全に置換することができる。
またこのとき、前記オゾン水を用いた洗浄工程と、前記フッ酸を用いた洗浄工程を複数回行うことが好ましい。
このように、オゾン水を用いた洗浄工程とフッ酸を用いた洗浄工程を複数回行う洗浄方法において、上述のような条件で純水を用いたスピン洗浄工程を行うことで、より効果的に洗浄後のウエーハの表面粗さの悪化を抑制し、洗浄後のウエーハ外周部におけるパーティクルの残留を改善することができる。
またこのとき、前記オゾン水を用いた洗浄工程をスピン洗浄で行い、オゾン水の流量を1.2L/min以上2.0L/min以下とし、ウエーハの回転数を1,000rpm以上1,500rpm以下とすることが好ましい。
オゾン水を用いた洗浄工程をこのような条件で行うことで、純水を用いたスピン洗浄工程と同様にオゾン水をウエーハ外周部まで行き渡らせることができるため、さらに洗浄効果を向上させることができる。
以上のように、本発明のウエーハの洗浄方法であれば、洗浄後のウエーハの表面粗さの悪化を抑制することができ、また洗浄後のウエーハ外周部におけるパーティクルの残留を改善することができる。さらに、オゾン水を用いた洗浄工程とフッ酸を用いた洗浄工程を複数回行う洗浄方法に適用することで、より効果的に洗浄後のウエーハの表面粗さの悪化を抑制し、洗浄後のウエーハ外周部におけるパーティクルの残留を改善することができる。また、オゾン水を用いた洗浄工程を、純水を用いたスピン洗浄工程と同様の条件で行うことで、さらに洗浄効果を向上させることができる。
このようなウエーハの洗浄方法は、特に半導体用シリコンウエーハの枚葉式洗浄に好適である。
このようなウエーハの洗浄方法は、特に半導体用シリコンウエーハの枚葉式洗浄に好適である。
上述のように、洗浄後のウエーハの表面粗さの悪化を抑制でき、また洗浄後のウエーハ外周部におけるパーティクルの残留を改善できるウエーハの洗浄方法の開発が求められていた。
本発明者らは、上記課題について鋭意検討を重ねた結果、オゾン水を用いた洗浄工程(以下、オゾン水洗浄ともいう)と、フッ酸を用いた洗浄工程(以下、フッ酸洗浄ともいう)を含むウエーハの洗浄方法において、オゾン水洗浄とフッ酸洗浄の間に純水を用いたスピン洗浄工程(以下、純水スピン洗浄ともいう)を行うことで、オゾン水とフッ酸の共存を防止し洗浄後のウエーハの表面粗さの悪化を抑制でき、またこの際、特定の純水流量及びウエーハ回転数で純水スピン洗浄を行うことで、純水をウエーハ外周部まで行き渡らせることができるため、洗浄後のウエーハ外周部におけるパーティクルの残留を改善できることを見出し、本発明を完成させた。
即ち、本発明は、オゾン水を用いた洗浄工程と、フッ酸を用いた洗浄工程を含むウエーハの洗浄方法において、
前記オゾン水を用いた洗浄工程と前記フッ酸を用いた洗浄工程の間に純水を用いたスピン洗浄工程を有することで、(1)オゾン水を用いた洗浄工程、(2)純水を用いたスピン洗浄工程、(3)フッ酸を用いた洗浄工程の順、あるいは(1)フッ酸を用いた洗浄工程、(2)純水を用いたスピン洗浄工程、(3)オゾン水を用いた洗浄工程の順で洗浄を行う方法であって、
前記純水を用いたスピン洗浄工程における純水の流量が1.2L/min以上であり、ウエーハの回転数が1,000rpm以上であるウエーハの洗浄方法である。
前記オゾン水を用いた洗浄工程と前記フッ酸を用いた洗浄工程の間に純水を用いたスピン洗浄工程を有することで、(1)オゾン水を用いた洗浄工程、(2)純水を用いたスピン洗浄工程、(3)フッ酸を用いた洗浄工程の順、あるいは(1)フッ酸を用いた洗浄工程、(2)純水を用いたスピン洗浄工程、(3)オゾン水を用いた洗浄工程の順で洗浄を行う方法であって、
前記純水を用いたスピン洗浄工程における純水の流量が1.2L/min以上であり、ウエーハの回転数が1,000rpm以上であるウエーハの洗浄方法である。
以下、本発明について詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
図1は、本発明のウエーハの洗浄方法の一例を示すフロー図である。
本発明のウエーハの洗浄方法は、オゾン水洗浄とフッ酸洗浄の間に純水スピン洗浄を行う方法であり、例えばオゾン水洗浄とフッ酸洗浄を1回ずつ行う場合は、図1(A)又は図1(B)のようなフローで洗浄を行う。
本発明のウエーハの洗浄方法は、オゾン水洗浄とフッ酸洗浄の間に純水スピン洗浄を行う方法であり、例えばオゾン水洗浄とフッ酸洗浄を1回ずつ行う場合は、図1(A)又は図1(B)のようなフローで洗浄を行う。
図1(A)の洗浄フローでは、まずオゾン水を用いた洗浄工程(1A)を行った後、純水を用いたスピン洗浄工程(2A)を行い、次にフッ酸を用いた洗浄工程(3A)を行った後、純水を用いたスピン洗浄工程(4A)を行い、最後に乾燥工程(5A)を行う。
一方、図1(B)の洗浄フローでは、まずフッ酸を用いた洗浄工程(1B)を行った後、純水を用いたスピン洗浄工程(2B)を行い、次にオゾン水を用いた洗浄工程(3B)を行った後、純水を用いたスピン洗浄工程(4B)を行い、最後に乾燥工程(5B)を行う。
上述のように、本発明のウエーハの洗浄方法では、図1(A)のようにオゾン水洗浄を先に行い、その後純水スピン洗浄を挟んでフッ酸洗浄を行ってもよいし、図1(B)のようにフッ酸洗浄を先に行い、その後純水スピン洗浄を挟んでオゾン水洗浄を行ってもよい。
このように、オゾン水洗浄とフッ酸洗浄の間に純水スピン洗浄を行うことで、ウエーハ表面上のオゾン水又はフッ酸を純水で置換してオゾン水とフッ酸の共存を防止することができるため、洗浄後のウエーハの表面粗さの悪化を抑制することができる。
また、本発明のウエーハの洗浄方法では、オゾン水を用いた洗浄工程とフッ酸を用いた洗浄工程の間の純水を用いたスピン洗浄工程(図1の(2A)、(2B)工程)における純水の流量を1.2L/min以上とし、ウエーハの回転数を1,000rpm以上とする。
なお、純水の流量は好ましくは1.2L/min以上2.0L/min以下であり、ウエーハの回転数は好ましくは1,000rpm以上1,500rpm以下である。
なお、純水の流量は好ましくは1.2L/min以上2.0L/min以下であり、ウエーハの回転数は好ましくは1,000rpm以上1,500rpm以下である。
このような流量及び回転数で純水スピン洗浄を行うことで、撥水面に弾かれることなく純水をウエーハ外周部まで行き渡らせることができるため、気中からのパーティクル付着やウエーハ表面上のパーティクルの固着を防ぐことができる。即ち、洗浄後のウエーハ外周部におけるパーティクルの残留を改善し、より効率的な洗浄が可能となる。
また、このような流量及び回転数で純水スピン洗浄を行うことで、オゾン水洗浄又はフッ酸洗浄後の純水による置換を短時間で効率良く行うことができる。
また、このような流量及び回転数で純水スピン洗浄を行うことで、オゾン水洗浄又はフッ酸洗浄後の純水による置換を短時間で効率良く行うことができる。
純水の流量が1.2L/min未満、あるいはウエーハの回転数が1,000rpm未満では、純水でウエーハ全面を覆うことができないためウエーハ全面のパーティクルを洗い流すことができず、またウエーハ外周部等に撥水面が出てしまいパーティクル付着の原因となる。
また、純水スピン洗浄の工程時間は2秒以上10秒以下とすればよい。上述のような流量及び回転数で純水スピン洗浄を行う場合、このような工程時間でオゾン水又はフッ酸を純水で完全に置換することができるため、オゾン水とフッ酸の共存を防止し、洗浄後のウエーハの表面粗さの悪化を抑制できる。
また、本発明のウエーハの洗浄方法では、オゾン水を用いた洗浄工程をスピン洗浄で行い、オゾン水の流量を1.2L/min以上2.0L/min以下とし、ウエーハの回転数を1,000rpm以上1,500rpm以下とすることが好ましい。
オゾン水洗浄をこのような条件で行うことで、上述の純水スピン洗浄と同様にオゾン水をウエーハ外周部まで行き渡らせることができるため、さらに洗浄効果を向上させることができる。
オゾン水洗浄をこのような条件で行うことで、上述の純水スピン洗浄と同様にオゾン水をウエーハ外周部まで行き渡らせることができるため、さらに洗浄効果を向上させることができる。
また、本発明のウエーハの洗浄方法では、図1(A)、(B)のように、オゾン水、フッ酸、純水での洗浄後に乾燥工程(図1の(5A)、(5B)工程)を行ってもよく、この乾燥工程は公知の方法で行えばよい。
また、図1(A)、(B)のように、乾燥工程の直前(即ち、洗浄の最終工程)には純水スピン洗浄を行うことが好ましい(図1の(4A)、(4B)工程)。なお、このときの純水スピン洗浄も、オゾン水洗浄とフッ酸洗浄の間の純水スピン洗浄(図1の(2A)、(2B)工程)と同様の条件で行えばよい。
また、図1(A)、(B)のように、乾燥工程の直前(即ち、洗浄の最終工程)には純水スピン洗浄を行うことが好ましい(図1の(4A)、(4B)工程)。なお、このときの純水スピン洗浄も、オゾン水洗浄とフッ酸洗浄の間の純水スピン洗浄(図1の(2A)、(2B)工程)と同様の条件で行えばよい。
本発明においてオゾン水洗浄の条件は特に限定されず、従来のオゾン水洗浄の条件で行えばよいが、濃度10~60ppmのオゾン水を用いてスピン洗浄で行うことが好ましく、スピン洗浄の条件は上記の流量及び回転数で、工程時間10~60秒とすることが好ましい。
本発明においてフッ酸洗浄の条件は特に限定されず、従来のフッ酸洗浄の条件で行えばよいが、濃度0.1~3.0質量%のフッ酸を用いてスピン洗浄で行うことが好ましく、スピン洗浄の条件は流量1.0~2.0L/min、回転数100~1,500rpm、工程時間3~60秒とすることが好ましい。
また、本発明のウエーハの洗浄方法は、オゾン水を用いた洗浄工程と、フッ酸を用いた洗浄工程を複数回行うものとしてもよい。
図2にオゾン水洗浄とフッ酸洗浄を複数回行う場合の洗浄フローの一例を示す。
図2の洗浄フロー(C)では、上述の図1(A)の洗浄フローと同様、まずオゾン水を用いた洗浄工程(1C)を行った後、純水を用いたスピン洗浄工程(2C)を行い、次にフッ酸を用いた洗浄工程(3C)を行った後、純水を用いたスピン洗浄工程(4C)を行う。その後、オゾン水を用いた洗浄工程(1C)に戻り、(1C)→(2C)→(3C)→(4C)を1サイクルとして洗浄を繰り返す。所定の回数このサイクルを繰り返した後、最後に乾燥工程(5C)を行う。
図2にオゾン水洗浄とフッ酸洗浄を複数回行う場合の洗浄フローの一例を示す。
図2の洗浄フロー(C)では、上述の図1(A)の洗浄フローと同様、まずオゾン水を用いた洗浄工程(1C)を行った後、純水を用いたスピン洗浄工程(2C)を行い、次にフッ酸を用いた洗浄工程(3C)を行った後、純水を用いたスピン洗浄工程(4C)を行う。その後、オゾン水を用いた洗浄工程(1C)に戻り、(1C)→(2C)→(3C)→(4C)を1サイクルとして洗浄を繰り返す。所定の回数このサイクルを繰り返した後、最後に乾燥工程(5C)を行う。
従来のオゾン水洗浄とフッ酸洗浄を複数回行う洗浄方法では、回数を重ねることで洗浄効果も増大するが、洗浄によるウエーハの表面粗さの悪化度合やウエーハ外周部におけるパーティクルの残留度合も増大する。
これに対し、本発明の洗浄方法であれば、上述のように純水スピン洗浄によってウエーハの表面粗さの悪化を抑制し、ウエーハ外周部におけるパーティクルの残留を改善できるため、オゾン水洗浄とフッ酸洗浄を複数回行う洗浄方法において、各オゾン水洗浄とフッ酸洗浄の間に純水スピン洗浄を上述のような条件で行うことで、より効果的にウエーハの表面粗さの悪化を抑制し、ウエーハ外周部におけるパーティクルの残留を改善できる。
これに対し、本発明の洗浄方法であれば、上述のように純水スピン洗浄によってウエーハの表面粗さの悪化を抑制し、ウエーハ外周部におけるパーティクルの残留を改善できるため、オゾン水洗浄とフッ酸洗浄を複数回行う洗浄方法において、各オゾン水洗浄とフッ酸洗浄の間に純水スピン洗浄を上述のような条件で行うことで、より効果的にウエーハの表面粗さの悪化を抑制し、ウエーハ外周部におけるパーティクルの残留を改善できる。
以上のように、本発明のウエーハの洗浄方法であれば、洗浄後のウエーハの表面粗さの悪化を抑制することができ、また洗浄後のウエーハ外周部におけるパーティクルの残留を改善することができる。さらに、オゾン水を用いた洗浄工程とフッ酸を用いた洗浄工程を複数回行う洗浄方法に適用することで、より効果的に洗浄後のウエーハの表面粗さの悪化を抑制し、洗浄後のウエーハ外周部におけるパーティクルの残留を改善することができる。また、オゾン水を用いた洗浄工程を、純水を用いたスピン洗浄工程と同様の条件で行うことで、さらに洗浄効果を向上させることができる。
このようなウエーハの洗浄方法は、特に半導体用シリコンウエーハの枚葉式洗浄に好適である。
このようなウエーハの洗浄方法は、特に半導体用シリコンウエーハの枚葉式洗浄に好適である。
以下、実施例及び比較例を用いて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
なお、以下の実施例及び比較例では、以下のようなウエーハ、フッ酸、及びオゾン水を使用した。
ウエーハ:直径300mm、P-型<100>シリコンウエーハ
フッ酸:濃度0.5質量%
オゾン水:濃度10ppm
ウエーハ:直径300mm、P-型<100>シリコンウエーハ
フッ酸:濃度0.5質量%
オゾン水:濃度10ppm
また、以下の実施例及び比較例では、オゾン水洗浄及びフッ酸洗浄は以下の条件で、スピン洗浄によって行った。
オゾン水洗浄条件:流量1.5L/min、回転数1,000rpm、工程時間20秒
フッ酸洗浄条件:流量1.5L/min、回転数1,000rpm、工程時間30秒
オゾン水洗浄条件:流量1.5L/min、回転数1,000rpm、工程時間20秒
フッ酸洗浄条件:流量1.5L/min、回転数1,000rpm、工程時間30秒
[ウエーハの表面粗さ]
(実施例1)
ウエーハを4枚用意し(実施例1-1~1-4)、下記の洗浄フロー1-1に沿ってウエーハの洗浄を行った。なお、純水洗浄工程では、下記の純水スピン洗浄条件1の条件で洗浄を行った。
洗浄フロー1-1:{オゾン水→純水→フッ酸→純水}×3→乾燥
純水スピン洗浄条件1:流量1.5L/min、回転数1,300rpm、工程時間3秒
各ウエーハにおいて、洗浄前の表面粗さと洗浄後の表面粗さをKLA-Tencor社製 Surfscan SP3で測定した結果を表1に示す。
(実施例1)
ウエーハを4枚用意し(実施例1-1~1-4)、下記の洗浄フロー1-1に沿ってウエーハの洗浄を行った。なお、純水洗浄工程では、下記の純水スピン洗浄条件1の条件で洗浄を行った。
洗浄フロー1-1:{オゾン水→純水→フッ酸→純水}×3→乾燥
純水スピン洗浄条件1:流量1.5L/min、回転数1,300rpm、工程時間3秒
各ウエーハにおいて、洗浄前の表面粗さと洗浄後の表面粗さをKLA-Tencor社製 Surfscan SP3で測定した結果を表1に示す。
(比較例1)
ウエーハを4枚用意し(比較例1-1~1-4)、下記の洗浄フロー1-2に沿ってウエーハの洗浄を行った。なお、純水洗浄工程では、実施例1と同様、純水スピン洗浄条件1の条件で洗浄を行った。
洗浄フロー1-2:{オゾン水→フッ酸}×3→純水→乾燥
各ウエーハにおいて、洗浄前の表面粗さと洗浄後の表面粗さを実施例1と同様にして測定した結果を表2に示す。
ウエーハを4枚用意し(比較例1-1~1-4)、下記の洗浄フロー1-2に沿ってウエーハの洗浄を行った。なお、純水洗浄工程では、実施例1と同様、純水スピン洗浄条件1の条件で洗浄を行った。
洗浄フロー1-2:{オゾン水→フッ酸}×3→純水→乾燥
各ウエーハにおいて、洗浄前の表面粗さと洗浄後の表面粗さを実施例1と同様にして測定した結果を表2に示す。
また、表1及び表2の結果をグラフにまとめたものを図3に示す。表1、表2、及び図3に示されるように、オゾン水洗浄とフッ酸洗浄の間に純水スピン洗浄を行った実施例1-1~1-4では、オゾン水洗浄とフッ酸洗浄の間に純水スピン洗浄を行わなかった比較例1-1~1-4と比べて、洗浄後のウエーハの表面粗さの悪化が抑制されていた。
[ウエーハ表面上のパーティクル]
(実施例2-1)
下記の洗浄フロー2に沿ってウエーハの洗浄を行った。なお、純水洗浄工程では、下記の純水スピン洗浄条件2aの条件で洗浄を行った。
洗浄フロー2:オゾン水→純水→フッ酸→純水→乾燥
純水スピン洗浄条件2a:流量1.5L/min、回転数1,300rpm、工程時間2秒
洗浄後のウエーハ表面上のパーティクルをKLA-Tencor社製 Surfscan SP3で測定した結果を図4(a)に示す。
(実施例2-1)
下記の洗浄フロー2に沿ってウエーハの洗浄を行った。なお、純水洗浄工程では、下記の純水スピン洗浄条件2aの条件で洗浄を行った。
洗浄フロー2:オゾン水→純水→フッ酸→純水→乾燥
純水スピン洗浄条件2a:流量1.5L/min、回転数1,300rpm、工程時間2秒
洗浄後のウエーハ表面上のパーティクルをKLA-Tencor社製 Surfscan SP3で測定した結果を図4(a)に示す。
(実施例2-2)
実施例2-1と同様、洗浄フロー2に沿ってウエーハの洗浄を行った。なお、純水洗浄工程では、下記の純水スピン洗浄条件2bの条件で洗浄を行った。
純水スピン洗浄条件2b:流量1.2L/min、回転数1,000rpm、工程時間2秒
洗浄後のウエーハ表面上のパーティクルを実施例2-1と同様にして測定した結果を図4(b)に示す。
実施例2-1と同様、洗浄フロー2に沿ってウエーハの洗浄を行った。なお、純水洗浄工程では、下記の純水スピン洗浄条件2bの条件で洗浄を行った。
純水スピン洗浄条件2b:流量1.2L/min、回転数1,000rpm、工程時間2秒
洗浄後のウエーハ表面上のパーティクルを実施例2-1と同様にして測定した結果を図4(b)に示す。
(比較例2-1)
実施例2-1と同様、洗浄フロー2に沿ってウエーハの洗浄を行った。なお、純水洗浄工程では、下記の純水スピン洗浄条件2cの条件で洗浄を行った。
純水スピン洗浄条件2c:流量1.0L/min、回転数1,000rpm、工程時間2秒
洗浄後のウエーハ表面上のパーティクルを実施例2-1と同様にして測定した結果を図4(c)に示す。
実施例2-1と同様、洗浄フロー2に沿ってウエーハの洗浄を行った。なお、純水洗浄工程では、下記の純水スピン洗浄条件2cの条件で洗浄を行った。
純水スピン洗浄条件2c:流量1.0L/min、回転数1,000rpm、工程時間2秒
洗浄後のウエーハ表面上のパーティクルを実施例2-1と同様にして測定した結果を図4(c)に示す。
(比較例2-2)
実施例2-1と同様、洗浄フロー2に沿ってウエーハの洗浄を行った。なお、純水洗浄工程では、下記の純水スピン洗浄条件2dの条件で洗浄を行った。
純水スピン洗浄条件2d:流量1.2L/min、回転数800rpm、工程時間2秒
洗浄後のウエーハ表面上のパーティクルを実施例2-1と同様にして測定した結果を図4(d)に示す。
実施例2-1と同様、洗浄フロー2に沿ってウエーハの洗浄を行った。なお、純水洗浄工程では、下記の純水スピン洗浄条件2dの条件で洗浄を行った。
純水スピン洗浄条件2d:流量1.2L/min、回転数800rpm、工程時間2秒
洗浄後のウエーハ表面上のパーティクルを実施例2-1と同様にして測定した結果を図4(d)に示す。
(比較例2-3)
実施例2-1と同様、洗浄フロー2に沿ってウエーハの洗浄を行った。なお、純水洗浄工程では、下記の純水スピン洗浄条件2eの条件で洗浄を行った。
純水スピン洗浄条件2e:流量1.2L/min、回転数300rpm、工程時間2秒
洗浄後のウエーハ表面上のパーティクルを実施例2-1と同様にして測定した結果を図4(e)に示す。
実施例2-1と同様、洗浄フロー2に沿ってウエーハの洗浄を行った。なお、純水洗浄工程では、下記の純水スピン洗浄条件2eの条件で洗浄を行った。
純水スピン洗浄条件2e:流量1.2L/min、回転数300rpm、工程時間2秒
洗浄後のウエーハ表面上のパーティクルを実施例2-1と同様にして測定した結果を図4(e)に示す。
図4に示されるように、流量1.5L/min、回転数1,300rpmの条件で純水スピン洗浄を行った実施例2-1(図4(a))、及び流量1.2L/min、回転数1,000rpmの条件で純水スピン洗浄を行った実施例2-2(図4(b))では、ウエーハ外周部のパーティクルの密集が少なかった。
一方、流量が1.2L/min未満の比較例2-1(図4(c))では、純水の流量が足りないためにウエーハ外周部まで純水が行き渡らず、ウエーハ外周部にパーティクルの密集が見られた。
また、ウエーハの回転数が1,000rpm未満の比較例2-2(図4(d))及び比較例2-3(図4(e))では、ウエーハ外周部で純水が弾かれてしまって純水が行き渡らず、ウエーハ外周部にパーティクルの密集が見られた。
また、ウエーハの回転数が1,000rpm未満の比較例2-2(図4(d))及び比較例2-3(図4(e))では、ウエーハ外周部で純水が弾かれてしまって純水が行き渡らず、ウエーハ外周部にパーティクルの密集が見られた。
また、洗浄フローを「フッ酸→純水→オゾン水→純水→乾燥」とした場合も同様に、純水スピン洗浄における純水の流量を1.2L/min未満、あるいはウエーハの回転数を1,000rpm未満とすると、ウエーハ外周部にパーティクルの密集が見られた。
以上のことから、本発明のウエーハの洗浄方法であれば、洗浄後のウエーハの表面粗さの悪化を抑制でき、また洗浄後のウエーハ外周部におけるパーティクルの残留を改善できることが明らかとなった。
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
Claims (5)
- オゾン水を用いた洗浄工程と、フッ酸を用いた洗浄工程を含むウエーハの洗浄方法において、
前記オゾン水を用いた洗浄工程と前記フッ酸を用いた洗浄工程の間に純水を用いたスピン洗浄工程を有することで、(1)オゾン水を用いた洗浄工程、(2)純水を用いたスピン洗浄工程、(3)フッ酸を用いた洗浄工程の順、あるいは(1)フッ酸を用いた洗浄工程、(2)純水を用いたスピン洗浄工程、(3)オゾン水を用いた洗浄工程の順で洗浄を行う方法であって、
前記純水を用いたスピン洗浄工程における純水の流量が1.2L/min以上であり、ウエーハの回転数が1,000rpm以上であることを特徴とするウエーハの洗浄方法。 - 前記純水を用いたスピン洗浄工程における純水の流量が1.2L/min以上2.0L/min以下であり、前記ウエーハの回転数が1,000rpm以上1,500rpm以下であることを特徴とする請求項1に記載のウエーハの洗浄方法。
- 前記純水を用いたスピン洗浄工程の工程時間は、2秒以上10秒以下であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のウエーハの洗浄方法。
- 前記オゾン水を用いた洗浄工程と、前記フッ酸を用いた洗浄工程を複数回行うことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のウエーハの洗浄方法。
- 前記オゾン水を用いた洗浄工程をスピン洗浄で行い、オゾン水の流量を1.2L/min以上2.0L/min以下とし、ウエーハの回転数を1,000rpm以上1,500rpm以下とすることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のウエーハの洗浄方法。
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