WO2020075448A1 - 半導体シリコンウェーハの洗浄処理装置および洗浄方法 - Google Patents

半導体シリコンウェーハの洗浄処理装置および洗浄方法 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a cleaning processing apparatus and a cleaning method for semiconductor silicon wafers.
  • SC1 ammonia water and excess It was general and essential to carry out washing with a mixed solution of hydrogen oxide water.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of a conventional cleaning flow of a semiconductor silicon wafer after polishing.
  • the polishing agent is removed by SC1 and ultrasonic waves, pure water treatment, particle and metal contamination removal by oxide film removal by hydrofluoric acid are performed, After the oxide film is formed by reoxidation with ozone water, pure water treatment is performed, and then drying treatment is performed.
  • SC1 is a chemical solution accompanied by anisotropic etching, and there was a problem that protrusion-like defects were generated on the wafer surface and a problem that surface roughness was deteriorated.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and improves the wafer quality by suppressing the occurrence of protrusion-like defects on the wafer surface and the deterioration of the surface roughness in the conventional semiconductor silicon wafer cleaning method.
  • An object of the present invention is to provide a semiconductor silicon wafer cleaning method and a cleaning processing apparatus that can perform the cleaning. It is also an object of the present invention to provide a semiconductor silicon wafer cleaning method and cleaning processing apparatus that can reduce costs more than ever before.
  • the present invention provides A method for cleaning a semiconductor silicon wafer for cleaning a semiconductor silicon wafer after polishing, A post-polishing ozone water treatment step of immersing the polished semiconductor silicon wafer in ozone water, A step of immersing the semiconductor silicon wafer in ozone water and performing a first ultrasonic ozone water treatment of cleaning at room temperature while applying ultrasonic waves, After the step of performing the first ultrasonic ozone water treatment, the semiconductor silicon wafer is pulled out from the ozone water, a wafer rotation treatment is performed to rotate, and the semiconductor silicon wafer after the wafer rotation treatment is again made into ozone water.
  • a hydrofluoric acid treatment step of immersing the semiconductor silicon wafer in hydrofluoric acid and a semiconductor silicon wafer after the hydrofluoric acid treatment step are subjected to an ozone water treatment step of immersing in ozone water.
  • the rotation angle of the semiconductor silicon wafer in the wafer rotation treatment is preferably 360 ° / (1 + n).
  • a pure water treatment step of immersing the semiconductor silicon wafer in pure water it is preferable to have a pure water treatment step of immersing the semiconductor silicon wafer in pure water, and perform the pure water treatment step at least before the hydrofluoric acid treatment step.
  • the wafer quality can be improved more reliably.
  • waste liquid can be reused, which can lead to cost reduction.
  • the ozone water concentration in the step using ozone water among the above steps is 10 ppm or more.
  • the wafer quality can be improved more reliably.
  • the semiconductor silicon wafer after polishing is a semiconductor silicon wafer polished by using silica as an abrasive.
  • the present invention provides A semiconductor silicon wafer cleaning processing apparatus for cleaning a semiconductor silicon wafer after polishing, For dipping the semiconductor silicon wafer after polishing in ozone water, a first ozone water tank filled with ozone water, for dipping the semiconductor silicon wafer in hydrofluoric acid, a hydrofluoric acid tank filled with hydrofluoric acid, For dipping the semiconductor silicon wafer after being immersed in the hydrofluoric acid in ozone water, a second ozone water tank filled with ozone water, Immersing the semiconductor silicon wafer in ozone water, for cleaning while applying ultrasonic waves, an ozone water tank having ultrasonic wave applying means, And a wafer rotation processing means for taking out the semiconductor silicon wafer from the ozone water tank having the ultrasonic wave applying means and rotating the wafer, the cleaning processing apparatus for the semiconductor silicon wafer.
  • the ozone water filled in the ozone water tank has a concentration of 10 ppm or more.
  • the semiconductor silicon wafer cleaning method and cleaning processing apparatus of the present invention by rotating the wafer, it is possible to efficiently remove the polishing agent not only on the wafer surface but also on the edge portion, thereby improving the wafer quality. It becomes possible. Further, the wafer can be cleaned without etching, and the surface roughness and the protrusion defect can be improved. Further, since ozone water can be used for normal temperature treatment, the cost can be reduced.
  • the present inventor has conducted extensive studies in order to solve the above-mentioned problems, and as a result, without using an alkaline chemical such as SC1, etching a silicon wafer with a polishing agent immediately after polishing adhered to the entire surface It has been found that the defects on the wafer can be reduced and the deterioration of the surface roughness can be prevented by performing cleaning at a room temperature at a pH of 7.0 or less with a chemical solution that does not cause the above.
  • an alkaline chemical such as SC1
  • a cleaning method using a combination of ozone water and ultrasonic waves (ultrasonic ozone water treatment) is used as a method of removing the abrasive, and ozone is applied by changing the rotation angle of the wafer. It was found that the surface quality can be made higher than before by performing water treatment multiple times.
  • the semiconductor silicon wafer cleaning processing apparatus of the present invention is a semiconductor silicon wafer cleaning processing apparatus for cleaning a semiconductor silicon wafer after polishing, for immersing the semiconductor silicon wafer after polishing in ozone water
  • First ozone water tank filled with ozone water, for dipping the semiconductor silicon wafer in hydrofluoric acid, a hydrofluoric acid tank filled with hydrofluoric acid, and the semiconductor silicon wafer after dipping in the hydrofluoric acid is ozone water
  • a cleaning apparatus for semiconductor silicon wafer comprising those having a physical means.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of a semiconductor silicon wafer cleaning processing apparatus of the present invention.
  • the first ozone water tank 2 is filled with ozone water, and the semiconductor silicon wafer W on which the polishing agent immediately after polishing adheres to the entire surface is soaked in the ozone water.
  • the treatment removes the polishing agent and forms an oxide film on the surface of the semiconductor silicon wafer.
  • the ozone water tank 3 having the ultrasonic wave applying means can immerse the vertically placed semiconductor silicon wafer W in ozone water. Further, since the ozone water tank has the ultrasonic wave applying means for applying ultrasonic waves, the semiconductor silicon wafer can be immersed in the ozone water while applying the ultrasonic waves.
  • the semiconductor silicon wafer W immersed in ozone water while applying ultrasonic waves is taken out from the ozone water tank 3 having ultrasonic wave applying means by the wafer rotation processing means 4, rotated, and then transported to the next tank.
  • the tank to be immersed is changed every time the semiconductor silicon wafer W is rotated, but it may be immersed in the same tank.
  • the wafer rotation processing means 4 can rotate the semiconductor silicon wafer W about the center of the wafer surface by a predetermined rotation angle.
  • the hydrofluoric acid tank 5 is filled with hydrofluoric acid, and the semiconductor silicon wafer W is immersed in the hydrofluoric acid to remove particles and metal contamination by removing the oxide film with hydrofluoric acid.
  • the second ozone water tank 6 is filled with ozone water, and the semiconductor silicon wafer W after being immersed in hydrofluoric acid is immersed in ozone water, and a natural oxide film is formed by the ozone water to finish the surface state.
  • the semiconductor silicon wafer cleaning apparatus With such a semiconductor silicon wafer cleaning apparatus, by rotating the wafer, it is possible to efficiently remove the polishing agent that adheres not only to the inside of the wafer surface but also to the edge portion, thereby improving the wafer quality. It will be possible.
  • the semiconductor silicon wafer can be cleaned without etching, and the surface roughness and protrusion defects can be improved. Further, since ozone water can be used for normal temperature treatment, the cost can be reduced.
  • the ozone water filled in the ozone water tank of the semiconductor cleaning processing apparatus has a concentration of 10 ppm or more.
  • a method for cleaning a semiconductor silicon wafer according to the present invention is a method for cleaning a semiconductor silicon wafer after cleaning the semiconductor silicon wafer after polishing, wherein the ozone water treatment step after polishing is performed by immersing the semiconductor silicon wafer after polishing in ozone water. And a step of immersing the semiconductor silicon wafer in ozone water and performing a first ultrasonic ozone water treatment of cleaning at room temperature while applying ultrasonic waves, and a step of performing the first ultrasonic ozone water treatment After that, the semiconductor silicon wafer is pulled out from the ozone water, a wafer rotation process of rotating is performed, the semiconductor silicon wafer after the wafer rotation process is again immersed in ozone water, and at room temperature while applying ultrasonic waves.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of a cleaning flow of a semiconductor silicon wafer after polishing according to the present invention.
  • a semiconductor silicon wafer having a polishing agent immediately after polishing adhered to the entire surface is immersed in ozone water to form an oxide film by ozone water treatment (ozone water treatment step after polishing), and then at room temperature.
  • Ozone water treatment with ultrasonic waves applied (ultrasonic ozone water treatment) (step of performing first ultrasonic ozone water treatment), [wafer rotation treatment ⁇ ultrasonic ozone water treatment] (second ultrasonic ozone treatment Washing is performed by performing the water treatment step) one or more times.
  • a hydrofluoric acid treatment step and an ozone water treatment step are performed.
  • a pure water treatment step before the hydrofluoric acid treatment step, a pure water treatment step after the ozone water treatment step, and a drying treatment can be performed.
  • a semiconductor silicon wafer is once taken out of an ozone water tank having an ultrasonic wave application means, rotated to a specified rotation angle, and then transferred to the next tank.
  • the wafer quality improves as the number of times of repeating the second ultrasonic ozone water treatment step increases, but if it is twice, throughput does not decrease in the actual manufacturing process. It is desirable to carry out the treatment step twice.
  • the rotation angle of the wafer can be rotated by a predetermined rotation angle when the 6 o'clock direction of the wafer vertically placed in the ozone water tank having the ultrasonic wave applying means is 0 °.
  • the step of performing the second ultrasonic ozone water treatment is performed n times, it is desirable that the rotation angle of the wafer is 360 ° / (1 + n).
  • FIG. 3 is a flowchart showing that the step of performing the second ultrasonic ozone water treatment of the present invention is repeated twice.
  • FIG. 4 is a diagram showing the rotation angle of the semiconductor silicon wafer when the step of performing the second ultrasonic ozone water treatment of the present invention is repeated twice.
  • the wafer rotation treatment is performed and the wafer is transferred to the ozone water tank having the following ultrasonic wave applying means.
  • the ultrasonic ozone water treatment is performed again (step of performing the second ultrasonic ozone water treatment).
  • a wafer rotation process is performed, the wafer is further transported to an ozone water tank having an ultrasonic wave applying unit, and an ultrasonic ozone water process is performed (step of performing a second ultrasonic ozone water process for the second time).
  • the semiconductor silicon wafer after polishing is a semiconductor silicon wafer polished by using silica as an abrasive.
  • the organic substances can be completely decomposed and removed by the ultrasonic ozone water treatment, and silica can be removed to some extent.
  • the natural oxide film is removed by hydrofluoric acid treatment to remove silica and metal contamination, and finally the natural oxide film can be formed by ozone water to finish the surface condition.
  • the pure water treatment step of immersing the semiconductor silicon wafer in pure water, and perform the pure water treatment step at least before the hydrofluoric acid treatment step.
  • the pure water treatment is not limited to this, and may be performed between each step or before and after each step.
  • the concentration of ozone water in the process using ozone water among the above processes is 10 ppm or more. With such an ozone water concentration, a natural oxide film can be reliably formed, and the wafer quality can be more surely improved.
  • the semiconductor silicon wafers were evaluated by measuring the cleaned semiconductor silicon wafers with a wafer inspection device SP5 manufactured by KLA-Tencor for particles having a diameter of 19 nm or more. .
  • Example 2 In the cleaning flow as shown in FIG. 1, after the semiconductor silicon wafer to which the abrasive after polishing is adhered is treated with ozone water for 180 seconds to form an oxide film (ozone water treatment step), ultrasonic waves are applied with ultrasonic waves.
  • the ozone water treatment is performed for 180 seconds (the step of performing the first ultrasonic ozone water treatment), and the [wafer rotation treatment ⁇ the ultrasonic ozone water treatment of 180 seconds] (the step of performing the second ultrasonic ozone water treatment) is 2
  • the washing was repeated several times.
  • the waste liquids of ozone water and pure water among the waste liquids produced in each process can be collected and reused.
  • the ozone water concentration in the process using ozone water among the processes in the examples was set to 10 ppm. Further, the hydrofluoric acid concentration of the hydrofluoric acid cleaning liquid in the hydrofluoric acid treatment step was set to 1.0% by mass.
  • the wafer to which the polishing agent adheres after the polishing is treated with pure water
  • the SC1 treatment with ultrasonic wave is applied for 180 seconds
  • the pure water treatment is performed for 180 seconds.
  • Acid treatment, ozone water treatment for 180 seconds, pure water treatment, and drying treatment were performed.
  • the SC1 cleaning liquid used in the SC1 treatment had a mixing ratio of ammonia, hydrogen peroxide solution, and ultrapure water of 1: 1: 10, and the temperature of the SC1 cleaning liquid was 80 ° C.
  • the concentrations of ozone water and hydrofluoric acid in the hydrofluoric acid treatment and the ozone water treatment were the same as those in the examples.
  • FIG. 5 is a diagram showing the numbers of haze and protrusion defects of semiconductor silicon wafers after cleaning in Comparative Examples and Examples.
  • the example has a haze. , And the number of protruding defects was reduced and improved.
  • the present invention is not limited to the above embodiment.
  • the above-described embodiment is an exemplification, has substantially the same configuration as the technical idea described in the scope of the claims of the present invention, and has any similar effect to the present invention. It is included in the technical scope of the invention.

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Abstract

本発明は、研磨後の半導体シリコンウェーハをオゾン水に浸漬する研磨後のオゾン水処理工程と、オゾン水に浸漬するとともに、超音波を印加しながら常温で洗浄する第一の超音波オゾン水処理を行う工程と、第一の超音波オゾン水処理を行う工程後、半導体シリコンウェーハをオゾン水から引き出し、回転させるウェーハ回転処理を行い、再び、オゾン水に浸漬するとともに、超音波を印加しながら常温で洗浄する第二の超音波オゾン水処理を行う工程とを有し、第二の超音波オゾン水処理を行う工程を１回以上行い、フッ酸処理工程と、オゾン水処理工程とを行うことを特徴とする半導体シリコンウェーハの洗浄方法である。これにより、ウェーハ面上の突起状の欠陥の発生や表面粗さの悪化を抑制してウェーハ品質を向上させることができ、また、従来よりも、コストを削減することができる半導体シリコンウェーハの洗浄方法及び洗浄処理装置が提供される。

Description

半導体シリコンウェーハの洗浄処理装置および洗浄方法
　本発明は、半導体シリコンウェーハの洗浄処理装置および洗浄方法に関する。
　従来、研磨直後のウェーハ面に研磨剤が付着しているウェーハをバッチ式洗浄（ディップ式洗浄）で洗浄する場合、研磨剤等に含まれる有機物やシリカ粒子を落とすためにＳＣ１（アンモニア水と過酸化水素水の混合溶液）を用いた洗浄を行うことが一般的であり必須であった。
　図２は、従来の研磨後の半導体シリコンウェーハの洗浄フローの一例を示す図である。
　従来の洗浄フローは、図２に示すように研磨後のウェーハをＳＣ１と超音波によって研磨剤を除去した後、純水処理、フッ酸による酸化膜除去によるパーティクルと金属汚染の除去が行われ、オゾン水による再酸化による酸化膜形成後、純水処理を行った後、乾燥処理が行われる。
特願２０１５－０２３０６９号
　ところが、ＳＣ１は異方性エッチングを伴う薬液であり、ウェーハ面上に突起状の欠陥が発生するという問題や表面粗さが悪化するという問題があった。
　また、ＳＣ１のような薬品は環境負荷が高く廃水処理が必要であることや、温調機構が必要であることのために、非常にコストが高いという問題がある。
　一方、スピン洗浄方法において、分子量１０，０００以下である高分子の中性水溶液を基板に供給し、高分子を基板から脱離させ、オゾンを溶解した溶液で洗浄することが開示されている（特許文献１）。
　しかしながら、バッチ式洗浄方法において、上記問題を解決する方法は提案されていない。
　本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、従来の半導体シリコンウェーハの洗浄方法におけるウェーハ面上の突起状の欠陥の発生や表面粗さの悪化を抑制してウェーハ品質を向上させることができる半導体シリコンウェーハの洗浄方法及び洗浄処理装置を提供することを目的とする。
　また、従来よりも、コストを削減することができる半導体シリコンウェーハの洗浄方法及び洗浄処理装置を提供することも目的とする。
　上記課題を解決するため、本発明は、
　研磨後の半導体シリコンウェーハを洗浄する半導体シリコンウェーハの洗浄方法であって、
　前記研磨後の半導体シリコンウェーハをオゾン水に浸漬する研磨後のオゾン水処理工程と、
　前記半導体シリコンウェーハを、オゾン水に浸漬するとともに、超音波を印加しながら常温で洗浄する第一の超音波オゾン水処理を行う工程と、
　該第一の超音波オゾン水処理を行う工程後、前記半導体シリコンウェーハを前記オゾン水から引き出し、回転させるウェーハ回転処理を行い、該ウェーハ回転処理後の前記半導体シリコンウェーハを、再び、オゾン水に浸漬するとともに、超音波を印加しながら常温で洗浄する第二の超音波オゾン水処理を行う工程と
　を有し、前記第二の超音波オゾン水処理を行う工程を１回以上行い、その後、前記半導体シリコンウェーハをフッ酸に浸漬するフッ酸処理工程と、該フッ酸処理工程後の半導体シリコンウェーハを、オゾン水に浸漬するオゾン水処理工程とを行うことを特徴とする半導体シリコンウェーハの洗浄方法を提供する。
　このような半導体シリコンウェーハの洗浄方法であれば、ウェーハを回転させることによって、ウェーハ面内だけでなくエッジ部分に付着する研磨剤を効率よく除去することができ、ウェーハ品質を向上させることが可能である。
　また、ウェーハのエッチングを伴わない洗浄なので、表面粗さと突起状欠陥を改善することができる。
　さらに、オゾン水を使用することで常温処理が可能であるため、コストを削減することができる。
　またこの場合、前記第二の超音波オゾン水処理を行う工程をｎ回行うとしたときに、前記ウェーハ回転処理における前記半導体シリコンウェーハの回転角度を、３６０°／（１＋ｎ）とすることが好ましい。
　このような洗浄方法であれば、ウェーハの面内だけでなくエッジ部分も超音波を均等に当てることが可能であり、ウェーハ品質をさらに向上させることができる。
　またこの場合、前記第二の超音波オゾン水処理を行う工程を２回行うことが好ましい。
　このような洗浄方法であれば、実際の製造工程においてスループットの低下が発生することがない。
　またこの場合、前記半導体シリコンウェーハを純水に浸漬する純水処理工程を有し、該純水処理工程を少なくとも前記フッ酸処理工程の前に行うことが好ましい。
　このような洗浄方法であれば、ウェーハ品質をより確実に向上させることができる。
　またこの場合、前記各工程で出た廃液のうちオゾン水及び純水の廃液を回収し、再利用することが好ましい。
　このような洗浄方法であれば、廃液の再利用ができるので、コスト削減に繋げることができる。
　またこの場合、前記各工程のうちオゾン水を用いる工程のオゾン水濃度を１０ｐｐｍ以上とすることが好ましい。
　このような洗浄方法であれば、ウェーハ品質をより確実に向上させることができる。
　またこの場合、前記研磨後の半導体シリコンウェーハを、研磨剤としてシリカを用いて研磨された半導体シリコンウェーハとすることが好ましい。
　このような洗浄方法であれば、第一及び第二の超音波オゾン水処理を行う工程によって、有機物だけでなくシリカも除去され、その後、フッ酸処理によって自然酸化膜を除去することで、シリカと金属汚染を取り除くことができるため、ウェーハ品質をより確実に向上させることができる。
　さらに、本発明は、
　研磨後の半導体シリコンウェーハを洗浄するための半導体シリコンウェーハの洗浄処理装置であって、
　前記研磨後の半導体シリコンウェーハをオゾン水に浸漬するための、オゾン水を充填した第一のオゾン水槽と、
　前記半導体シリコンウェーハをフッ酸に浸漬するための、フッ酸を充填したフッ酸槽と、
　前記フッ酸に浸漬した後の前記半導体シリコンウェーハをオゾン水に浸漬するための、オゾン水を充填した第二のオゾン水槽と、
　前記半導体シリコンウェーハをオゾン水に浸漬して、超音波を印加しながら洗浄するための、超音波印加手段を有するオゾン水槽と、
　前記半導体シリコンウェーハを、前記超音波印加手段を有するオゾン水槽から取り出し、回転させるためのウェーハ回転処理手段と
　を有するものであることを特徴とする半導体シリコンウェーハの洗浄処理装置を提供する。
　このような半導体シリコンウェーハの洗浄処理装置であれば、ウェーハを回転させることによって、ウェーハ面内だけでなくエッジ部分に付着する研磨剤を効率よく除去することができ、ウェーハ品質を向上させることが可能となる。
　また、ウェーハのエッチングを伴わない洗浄が可能となり、表面粗さと突起状欠陥を改善することができる。
　さらに、オゾン水を使用することで常温処理が可能となるため、コストを削減することができる装置となる。
　またこの場合、前記オゾン水槽に充填するオゾン水が、濃度１０ｐｐｍ以上のものであることが好ましい。
　このような半導体シリコンウェーハの洗浄処理装置であれば、ウェーハ品質をより確実に向上させることができる。
　本発明の半導体シリコンウェーハの洗浄方法及び洗浄処理装置であれば、ウェーハを回転させることによって、ウェーハ面内だけでなくエッジ部分に付着する研磨剤を効率よく除去することができ、ウェーハ品質を向上させることが可能となる。
　また、ウェーハのエッチングを伴わない洗浄が可能となり、表面粗さと突起状欠陥を改善することができる。
　さらに、オゾン水を使用することで常温処理が可能となるため、コストを削減することができる。
本発明の研磨後の半導体シリコンウェーハの洗浄フローの一例を示す図である。 従来の研磨後の半導体シリコンウェーハの洗浄フローの一例を示す図である。 本発明の第二の超音波オゾン水処理を行う工程を２回繰り返した場合を示すフロー図である。 本発明の第二の超音波オゾン水処理を行う工程を２回繰り返した場合の半導体シリコンウェーハの回転角度を示した図である。 比較例及び実施例における洗浄後の半導体シリコンウェーハのヘイズ及び突起状欠陥の数を示す図である。 本発明の半導体シリコンウェーハの洗浄処理装置の一例を示す図である。
　本発明者は、上記の問題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、ＳＣ１の様なアルカリ性の薬液を使用せずに、研磨直後の研磨剤が全面に付着しているウェーハをシリコンのエッチングの伴わない薬液で、常温かつｐＨ＝７．０以下の状態で洗浄を行うことによってウェーハ上の欠陥を低減し、表面粗さの悪化を防止することができることを見出した。
　また、ＳＣ１の代替として、研磨剤を除去する方法としてオゾン水と超音波を併用した洗浄方法（超音波オゾン水処理）を使用し、かつ、ウェーハの回転角度を変えて超音波を印加したオゾン水処理を複数回行うことによって従来以上の表面品質にすることができることを見出した。
　さらに、超音波オゾン水処理では常温処理や廃水の再利用ができるので、コスト削減に繋がることを見出し、本発明を完成させた。
　以下、本発明について具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
　まず、本発明の半導体シリコンウェーハの洗浄処理装置について説明する。
　本発明の半導体シリコンウェーハの洗浄処理装置は、研磨後の半導体シリコンウェーハを洗浄するための半導体シリコンウェーハの洗浄処理装置であって、前記研磨後の半導体シリコンウェーハをオゾン水に浸漬するための、オゾン水を充填した第一のオゾン水槽と、前記半導体シリコンウェーハをフッ酸に浸漬するための、フッ酸を充填したフッ酸槽と、前記フッ酸に浸漬した後の前記半導体シリコンウェーハをオゾン水に浸漬するための、オゾン水を充填した第二のオゾン水槽と、前記半導体シリコンウェーハをオゾン水に浸漬して、超音波を印加しながら洗浄するための、超音波印加手段を有するオゾン水槽と、前記半導体シリコンウェーハを、前記超音波印加手段を有するオゾン水槽から取り出し、回転させるためのウェーハ回転処理手段とを有するものであることを特徴とする半導体シリコンウェーハの洗浄処理装置である。
　図６は、本発明の半導体シリコンウェーハの洗浄処理装置の一例を示す図である。
　半導体シリコンウェーハの洗浄処理装置１において、第一のオゾン水槽２は、オゾン水が充填されており、研磨直後の研磨剤が全面に付着している半導体シリコンウェーハＷを浸漬することで、オゾン水処理で研磨剤を除去するとともに、半導体シリコンウェーハの表面に酸化膜を形成させる。
　超音波印加手段を有するオゾン水槽３は、縦に置かれた半導体シリコンウェーハＷをオゾン水に浸漬することができる。また、オゾン水槽に超音波を印加する超音波印加手段を有しているため、超音波を印加しながらオゾン水に半導体シリコンウェーハを浸漬することができる。
　超音波を印加しながらオゾン水に浸漬した半導体シリコンウェーハＷは、ウェーハ回転処理手段４により、超音波印加手段を有するオゾン水槽３から取り出され、回転させた後、次の槽へ搬送される。尚、ここでは、超音波印加手段を有するオゾン水槽３は複数あり、半導体シリコンウェーハＷを回転する毎に浸漬する槽を変えたが、同じ槽に浸漬するようにしてもよい。
　ウェーハ回転処理手段４は、半導体シリコンウェーハＷのウェーハ面の中心を回転中心として、所定の回転角度分だけ回転させることができる。
　フッ酸槽５は、フッ酸が充填されており、半導体シリコンウェーハＷを浸漬させ、フッ酸による酸化膜除去によるパーティクルと金属汚染の除去を行う。
　第二のオゾン水槽６は、オゾン水が充填されており、フッ酸に浸漬した後の半導体シリコンウェーハＷをオゾン水に浸漬し、オゾン水によって自然酸化膜を形成し、面状態を仕上げる。
　このような半導体シリコンウェーハの洗浄処理装置であれば、ウェーハを回転させることによって、ウェーハ面内だけでなくエッジ部分に付着する研磨剤を効率よく除去することができ、ウェーハ品質を向上させることが可能となる。
　また、半導体シリコンウェーハのエッチングを伴わない洗浄を行うことができ、表面粗さと突起状欠陥を改善することができる。
　さらに、オゾン水を使用することで常温処理が可能となるため、コストを削減することができる。
　また、半導体洗浄処理装置のオゾン水槽に充填するオゾン水が、濃度１０ｐｐｍ以上のものであることが好ましい。
　このような半導体シリコンウェーハの洗浄処理装置であれば、ウェーハ品質をより確実に向上させることができる。
　次に、本発明の半導体シリコンウェーハの洗浄方法を説明する。
　本発明の半導体シリコンウェーハの洗浄方法は、研磨後の半導体シリコンウェーハを洗浄する半導体シリコンウェーハの洗浄方法であって、前記研磨後の半導体シリコンウェーハをオゾン水に浸漬する研磨後のオゾン水処理工程と、前記半導体シリコンウェーハを、オゾン水に浸漬するとともに、超音波を印加しながら常温で洗浄する第一の超音波オゾン水処理を行う工程と、該第一の超音波オゾン水処理を行う工程後、前記半導体シリコンウェーハを前記オゾン水から引き出し、回転させるウェーハ回転処理を行い、該ウェーハ回転処理後の前記半導体シリコンウェーハを、再び、オゾン水に浸漬するとともに、超音波を印加しながら常温で洗浄する第二の超音波オゾン水処理を行う工程とを有し、前記第二の超音波オゾン水処理を行う工程を１回以上行い、その後、前記半導体シリコンウェーハをフッ酸に浸漬するフッ酸処理工程と、該フッ酸処理工程後の半導体シリコンウェーハを、オゾン水に浸漬するオゾン水処理工程とを行うことを特徴とする半導体シリコンウェーハの洗浄方法である。
　このような半導体シリコンウェーハの洗浄方法であれば、ウェーハを回転させることによって、ウェーハ面内だけでなくエッジ部分に付着する研磨剤を効率よく除去することができ、ウェーハ品質を向上させることが可能である。
　また、ウェーハのエッチングを伴わない洗浄なので、表面粗さと突起状欠陥を改善することができる。
　さらに、オゾン水を使用することで常温処理が可能であるため、コストを削減することができる。
　図１は、本発明の研磨後の半導体シリコンウェーハの洗浄フローの一例を示す図である。
　図１に示すように、研磨直後の研磨剤が全面に付着している半導体シリコンウェーハを、オゾン水に浸漬させるオゾン水処理で酸化膜を形成後（研磨後のオゾン水処理工程）、常温で、超音波を印加したオゾン水処理（超音波オゾン水処理）を行い（第一の超音波オゾン水処理を行う工程）、［ウェーハ回転処理→超音波オゾン水処理］（第二の超音波オゾン水処理を行う工程）を１回以上行って洗浄を行う。その後、フッ酸処理工程、オゾン水処理工程を行う。また、フッ酸処理工程前の純水処理工程、オゾン水処理工程後の純水処理工程、乾燥処理を行うことができる。
　ウェーハ回転処理は、半導体シリコンウェーハを、一度、超音波印加手段を有するオゾン水槽から取り出し、規定の回転角度まで回転させた後、次の槽へ搬送する。
　第二の超音波オゾン水処理を行う工程の繰り返し回数は増やすほどウェーハ品質は向上するが、２回であれば、実際の製造工程においてスループットの低下が発生しないので、第二の超音波オゾン水処理を行う工程は２回行うことが望ましい。
　ウェーハの回転角度は超音波印加手段を有するオゾン水槽内に縦に置かれたウェーハの６時方向を０°とした時に、所定の回転角度分だけ回転させることができる。
　また、第二の超音波オゾン水処理を行う工程をｎ回行うとすると、ウェーハの１回の回転角度は３６０°／（１＋ｎ）で表される角度であることが望ましい。
　図３は、本発明の第二の超音波オゾン水処理を行う工程を２回繰り返すことを示すフロー図である。図４は本発明の第二の超音波オゾン水処理を行う工程を２回繰り返した場合の半導体シリコンウェーハの回転角度を示した図である。
　図３に示すように、超音波オゾン水処理を行った後（第一の超音波オゾン水処理を行う工程）、ウェーハ回転処理を行い、次の超音波印加手段を有するオゾン水槽へ搬送し、再度、超音波オゾン水処理を行う（第二の超音波オゾン水処理を行う工程）。その後、ウェーハ回転処理を行い、さらに次の超音波印加手段を有するオゾン水槽へ搬送し、超音波オゾン水処理を行う（２回目の第二の超音波オゾン水処理を行う工程）。
　また、第二の超音波オゾン水処理を行う工程を２回繰り返した場合、図３、４に示すようにウェーハ回転処理の１回の回転角度は３６０°／（１＋２）＝１２０°とすることができる。
　このような第二の超音波オゾン水処理を行う工程を繰り返し行うことによってウェーハの面内だけでなくエッジ部分も超音波を均等に当てることが可能であり、ウェーハ品質をさらに向上させることができる。
　また、研磨後の半導体シリコンウェーハを、研磨剤としてシリカを用いて研磨された半導体シリコンウェーハとすることが好ましい。このようにすれば、超音波オゾン水処理によって有機物を完全に分解除去し、シリカもある程度除去することができる。その後フッ酸処理によって自然酸化膜を除去することでシリカと金属汚染を取り除き、最後にオゾン水によって自然酸化膜を形成し面状態を仕上げることができる。
　また、半導体シリコンウェーハを純水に浸漬する純水処理工程を有し、該純水処理工程を少なくとも前記フッ酸処理工程の前に行うことが好ましい。このようにすれば、ウェーハ品質をより確実に向上させることができる。もちろん、純水処理は、これに限らず各工程間や各工程前後に行ってもよい。
　また、上記各工程で出た廃液のうちオゾン水及び純水の廃液を回収し、再利用することが好ましい。このようにすれば、廃液の再利用ができるので、コスト削減に繋げることができる。
　また、上記各工程のうちオゾン水を用いる工程のオゾン水濃度を１０ｐｐｍ以上とすることが好ましい。このようなオゾン水濃度であれば、確実に自然酸化膜を形成することができ、ウェーハ品質をより確実に向上させることができる。
　以下、実施例及び比較例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
　下記の比較例及び実施例における、半導体シリコンウェーハの評価は、洗浄後の半導体シリコンウェーハをＫＬＡ－Ｔｅｎｃｏｒ社製のウェーハ検査装置ＳＰ５を用いて直径１９ｎｍ以上のパーティクルについて、パーティクル測定することで行った。
（実施例）
　図１に示すような洗浄フローで、研磨後の研磨剤が付着している半導体シリコンウェーハを１８０秒間のオゾン水処理で酸化膜を形成後（オゾン水処理工程）、超音波を印加した超音波オゾン水処理を１８０秒間行い（第一の超音波オゾン水処理を行う工程）、［ウェーハ回転処理→１８０秒間の超音波オゾン水処理］（第二の超音波オゾン水処理を行う工程）は２回繰り返し洗浄を行った。その後、純水処理、１８０秒間のフッ酸処理工程、１８０秒間のオゾン水処理工程、純水処理、乾燥処理をこの順で行った。また、実施例におけるすべての工程は常温で行った。
　第二の超音波オゾン水処理を行う工程の繰り返し回数が２回であるので、半導体シリコンウェーハの１回の回転角度は３６０／（１＋２）＝１２０°とした。
　また、実施例において、各工程で出た廃液のうちオゾン水及び純水の廃液は回収し再利用ができる。
　実施例における各工程のうちオゾン水を用いる工程のオゾン水濃度は１０ｐｐｍとした。また、フッ酸処理工程のフッ酸洗浄液のフッ酸濃度は１．０質量％とした。
（比較例）
　図２に示すような洗浄フローで、研磨後の研磨剤の付着しているウェーハを純水処理した後、超音波を印加したＳＣ１処理を１８０秒間行い、その後、純水処理、１８０秒間のフッ酸処理、１８０秒間のオゾン水処理、純水処理、乾燥処理を行った。ＳＣ１処理において使用したＳＣ１洗浄液はアンモニア、過酸化水素水、超純水の混合比を１：１：１０、ＳＣ１洗浄液の温度を８０℃とした。また、フッ酸処理、オゾン水処理におけるオゾン水及びフッ酸の濃度は実施例と同様とした。
　図５は、比較例及び実施例における洗浄後の半導体シリコンウェーハのヘイズ及び突起状欠陥の数を示す図である。
　図５に示すように、ＳＣ１を使用した通常の洗浄条件で洗浄を行ったもの（比較例）とオゾン水と超音波を用いて洗浄を行ったもの（実施例）では、実施例のほうがヘイズ、突起状欠陥の数が共に減少し、改善した。
　また、ＬＬＳ（Ｌｏｃａｌｉｚｅｄ　Ｌｉｇｈｔ　Ｓｃａｔｔｅｒｅｒｓ：局所的な光散乱体）についても、実施例の方が、比較例よりも減少し、改善した。
　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 (9)

  1. 　研磨後の半導体シリコンウェーハを洗浄する半導体シリコンウェーハの洗浄方法であって、
    　前記研磨後の半導体シリコンウェーハをオゾン水に浸漬する研磨後のオゾン水処理工程と、
    　前記半導体シリコンウェーハを、オゾン水に浸漬するとともに、超音波を印加しながら常温で洗浄する第一の超音波オゾン水処理を行う工程と、
    　該第一の超音波オゾン水処理を行う工程後、前記半導体シリコンウェーハを前記オゾン水から引き出し、回転させるウェーハ回転処理を行い、該ウェーハ回転処理後の前記半導体シリコンウェーハを、再び、オゾン水に浸漬するとともに、超音波を印加しながら常温で洗浄する第二の超音波オゾン水処理を行う工程と
    　を有し、前記第二の超音波オゾン水処理を行う工程を１回以上行い、その後、前記半導体シリコンウェーハをフッ酸に浸漬するフッ酸処理工程と、該フッ酸処理工程後の半導体シリコンウェーハを、オゾン水に浸漬するオゾン水処理工程とを行うことを特徴とする半導体シリコンウェーハの洗浄方法。
  2. 　前記第二の超音波オゾン水処理を行う工程をｎ回行うとしたときに、前記ウェーハ回転処理における前記半導体シリコンウェーハの回転角度を、３６０°／（１＋ｎ）とすることを特徴とする請求項１に記載の半導体シリコンウェーハの洗浄方法。
  3. 　前記第二の超音波オゾン水処理を行う工程を２回行うことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の半導体シリコンウェーハの洗浄方法。
  4. 　前記半導体シリコンウェーハを純水に浸漬する純水処理工程を有し、該純水処理工程を少なくとも前記フッ酸処理工程の前に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半導体シリコンウェーハの洗浄方法。
  5. 　前記各工程で出た廃液のうちオゾン水及び純水の廃液を回収し、再利用することを特徴とする請求項４に記載の半導体シリコンウェーハの洗浄方法。
  6. 　前記各工程のうちオゾン水を用いる工程のオゾン水濃度を１０ｐｐｍ以上とすることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の半導体シリコンウェーハの洗浄方法。
  7. 　前記研磨後の半導体シリコンウェーハを、研磨剤としてシリカを用いて研磨された半導体シリコンウェーハとすることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の半導体シリコンウェーハの洗浄方法。
  8. 　研磨後の半導体シリコンウェーハを洗浄するための半導体シリコンウェーハの洗浄処理装置であって、
    　前記研磨後の半導体シリコンウェーハをオゾン水に浸漬するための、オゾン水を充填した第一のオゾン水槽と、
    　前記半導体シリコンウェーハをフッ酸に浸漬するための、フッ酸を充填したフッ酸槽と、
    　前記フッ酸に浸漬した後の前記半導体シリコンウェーハをオゾン水に浸漬するための、オゾン水を充填した第二のオゾン水槽と、
    　前記半導体シリコンウェーハをオゾン水に浸漬して、超音波を印加しながら洗浄するための、超音波印加手段を有するオゾン水槽と、
    　前記半導体シリコンウェーハを、前記超音波印加手段を有するオゾン水槽から取り出し、回転させるためのウェーハ回転処理手段と
    　を有するものであることを特徴とする半導体シリコンウェーハの洗浄処理装置。
  9. 　前記オゾン水槽に充填するオゾン水が、濃度１０ｐｐｍ以上のものであることを特徴とする請求項８に記載の半導体シリコンウェーハの洗浄処理装置。
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