JP2000228384A - 半導体基板のウェット洗浄方法 - Google Patents
半導体基板のウェット洗浄方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体基板表面上の有機物、金属不純物を除
去し、かつこれら有機物、金属不純物の半導体基板表面
への再付着を防止することができる半導体基板のウェッ
ト洗浄方法を提供する。 【解決手段】 ＨＣｌ／Ｏ3水にＤＨＦ（希フッ酸）又
はＢＨＦ（バッファードフッ酸）を添加してなる薬液
（ＨＣｌ／Ｏ3／Ｈ2Ｏ／ＢＨＦ又はＤＨＦ）により半導
体基板表面を洗浄する。ＨＣｌ／Ｏ3水としては、５％
以下の希塩酸にＯ3を添加したものを用いることが好ま
しい。また、薬液（ＨＣｌ／Ｏ3／Ｈ2Ｏ／ＢＨＦ又はＤ
ＨＦ）は、ＨＣｌ／Ｏ3水に１％以下のＤＨＦ又はＢＨ
Ｆを添加したものであることが望ましい。本発明は、ゲ
ート酸化膜成長前の半導体基板表面の洗浄に特に好適に
使用することができる。
去し、かつこれら有機物、金属不純物の半導体基板表面
への再付着を防止することができる半導体基板のウェッ
ト洗浄方法を提供する。 【解決手段】 ＨＣｌ／Ｏ3水にＤＨＦ（希フッ酸）又
はＢＨＦ（バッファードフッ酸）を添加してなる薬液
（ＨＣｌ／Ｏ3／Ｈ2Ｏ／ＢＨＦ又はＤＨＦ）により半導
体基板表面を洗浄する。ＨＣｌ／Ｏ3水としては、５％
以下の希塩酸にＯ3を添加したものを用いることが好ま
しい。また、薬液（ＨＣｌ／Ｏ3／Ｈ2Ｏ／ＢＨＦ又はＤ
ＨＦ）は、ＨＣｌ／Ｏ3水に１％以下のＤＨＦ又はＢＨ
Ｆを添加したものであることが望ましい。本発明は、ゲ
ート酸化膜成長前の半導体基板表面の洗浄に特に好適に
使用することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造に用い
られる半導体基板のウェット洗浄方法に関する。
られる半導体基板のウェット洗浄方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ゲート酸化膜成長前の半導体基板表面に
Ｆｅに代表される重金属元素が微量存在（１ｅ１０−１
１ａｔｏｍｓ／ｃｍ2程度）する場合や、各種レジスト
の残留物、ＵＬＰＡフィルター、プラスチック系のキャ
リアケース等から放出されるフタル酸エステル類などの
高温で脱離しにくい有機物が数ｎｇ／ｃｍ2レベル存在
する場合に、ゲート酸化膜の信頼性が低下することが知
られている。特に、ゲート酸化膜の膜厚が薄くなると前
記有機物や金属不純物による汚染の影響が顕著になる。
Ｆｅに代表される重金属元素が微量存在（１ｅ１０−１
１ａｔｏｍｓ／ｃｍ2程度）する場合や、各種レジスト
の残留物、ＵＬＰＡフィルター、プラスチック系のキャ
リアケース等から放出されるフタル酸エステル類などの
高温で脱離しにくい有機物が数ｎｇ／ｃｍ2レベル存在
する場合に、ゲート酸化膜の信頼性が低下することが知
られている。特に、ゲート酸化膜の膜厚が薄くなると前
記有機物や金属不純物による汚染の影響が顕著になる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】そのため、ゲート酸化
膜等の成長前における半導体基板表面上の有機物、金属
不純物を除去し、かつこれら有機物、金属不純物の半導
体基板表面への再付着を防止する洗浄プロセスが必要と
なる。この場合、塩酸水溶液にオゾンを添加してなるＨ
Ｃｌ／Ｏ3水で半導体基板表面を洗浄することが考えら
れ、このＨＣｌ／Ｏ3水を用いた洗浄によれば、高い酸
化還元電位と低いｐＨレベルによって有機物と金属不純
物の同時除去が可能である。しかし、ベアシリコン表面
並びに自然酸化膜中及び自然酸化膜界面に不純物が存在
する場合は、ＨＣｌ／Ｏ3水のみによる洗浄では、半導
体基板表面上の有機物、金属不純物を除去し、かつこれ
ら有機物、金属不純物の半導体基板表面への再付着を防
止することは困難であった。
膜等の成長前における半導体基板表面上の有機物、金属
不純物を除去し、かつこれら有機物、金属不純物の半導
体基板表面への再付着を防止する洗浄プロセスが必要と
なる。この場合、塩酸水溶液にオゾンを添加してなるＨ
Ｃｌ／Ｏ3水で半導体基板表面を洗浄することが考えら
れ、このＨＣｌ／Ｏ3水を用いた洗浄によれば、高い酸
化還元電位と低いｐＨレベルによって有機物と金属不純
物の同時除去が可能である。しかし、ベアシリコン表面
並びに自然酸化膜中及び自然酸化膜界面に不純物が存在
する場合は、ＨＣｌ／Ｏ3水のみによる洗浄では、半導
体基板表面上の有機物、金属不純物を除去し、かつこれ
ら有機物、金属不純物の半導体基板表面への再付着を防
止することは困難であった。
【０００４】本発明は、前記事情に鑑みてなされたもの
で、ベアシリコン表面並びに自然酸化膜中及び自然酸化
膜界面に不純物が存在する場合でも、半導体基板表面上
の有機物、金属不純物を除去し、かつこれら有機物、金
属不純物の半導体基板表面への再付着を防止することが
できる半導体基板のウェット洗浄方法を提供することを
目的とする。
で、ベアシリコン表面並びに自然酸化膜中及び自然酸化
膜界面に不純物が存在する場合でも、半導体基板表面上
の有機物、金属不純物を除去し、かつこれら有機物、金
属不純物の半導体基板表面への再付着を防止することが
できる半導体基板のウェット洗浄方法を提供することを
目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するため、ＨＣｌ／Ｏ3水にＤＨＦ（希フッ酸）又は
ＢＨＦ（バッファードフッ酸）を添加してなる薬液（Ｈ
Ｃｌ／Ｏ3／Ｈ2Ｏ／ＢＨＦ又はＤＨＦ）により半導体基
板表面を洗浄することを特徴とする半導体基板のウェッ
ト洗浄方法を提供する。
成するため、ＨＣｌ／Ｏ3水にＤＨＦ（希フッ酸）又は
ＢＨＦ（バッファードフッ酸）を添加してなる薬液（Ｈ
Ｃｌ／Ｏ3／Ｈ2Ｏ／ＢＨＦ又はＤＨＦ）により半導体基
板表面を洗浄することを特徴とする半導体基板のウェッ
ト洗浄方法を提供する。
【０００６】本発明のウェット洗浄方法は、下記（１）
〜（５）の特徴を有し、これにより半導体基板表面の有
機物、金属不純物を効果的に除去することができるとと
もに、除去した有機物、金属不純物が半導体基板表面に
再付着することを良好に防止できるものである。 （１）ＨＣｌ／Ｏ3水に酸化膜除去作用のあるＤＨＦ又
はＢＨＦを添加しているので、自然酸化膜中の汚染物と
ベアシリコン上の汚染物を同時に除去できる。 （２）酸化還元電位が高く（ＯＲＰ≧１０００ｍＶ）、
かつｐＨが低い（ｐＨ≦３）ＨＣｌ／Ｏ3水を用いてい
るため、金属不純物（重金属類と金属類）と有機物を同
時に除去できる。 （３）ＨＣｌ／Ｏ3水中のＯ3及びＣｌＯx -の効果によ
り、半導体基板表面からで脱離した有機物が分解除去
（ＣＯ2＋Ｈ2Ｏ＋ＣxＨy）される。そのため、洗浄液中
への有機物の蓄積及び有機物のウェハへの再付着が防止
される。 （４）ＨＣｌ／Ｏ3水中及びＤＨＦ又はＢＨＦ中のＣ
ｌ、Ｆ、ＮＨ4 +等は金属配位子にを生成しやすいので、
酸性領域下で半導体基板から脱離した金属が錯イオンを
形成する。そのため、金属のウェハへの再付着が防止さ
れる。 （５）Ｏ3の効果で良質な化学酸化膜が形成され、金属
のウェハへの再付着が防止される。
〜（５）の特徴を有し、これにより半導体基板表面の有
機物、金属不純物を効果的に除去することができるとと
もに、除去した有機物、金属不純物が半導体基板表面に
再付着することを良好に防止できるものである。 （１）ＨＣｌ／Ｏ3水に酸化膜除去作用のあるＤＨＦ又
はＢＨＦを添加しているので、自然酸化膜中の汚染物と
ベアシリコン上の汚染物を同時に除去できる。 （２）酸化還元電位が高く（ＯＲＰ≧１０００ｍＶ）、
かつｐＨが低い（ｐＨ≦３）ＨＣｌ／Ｏ3水を用いてい
るため、金属不純物（重金属類と金属類）と有機物を同
時に除去できる。 （３）ＨＣｌ／Ｏ3水中のＯ3及びＣｌＯx -の効果によ
り、半導体基板表面からで脱離した有機物が分解除去
（ＣＯ2＋Ｈ2Ｏ＋ＣxＨy）される。そのため、洗浄液中
への有機物の蓄積及び有機物のウェハへの再付着が防止
される。 （４）ＨＣｌ／Ｏ3水中及びＤＨＦ又はＢＨＦ中のＣ
ｌ、Ｆ、ＮＨ4 +等は金属配位子にを生成しやすいので、
酸性領域下で半導体基板から脱離した金属が錯イオンを
形成する。そのため、金属のウェハへの再付着が防止さ
れる。 （５）Ｏ3の効果で良質な化学酸化膜が形成され、金属
のウェハへの再付着が防止される。
【０００７】この場合、本発明では、ＨＣｌ／Ｏ3水と
して、５％以下の希塩酸にＯ3を添加したものを用いる
ことが好ましい。また、前記薬液（ＨＣｌ／Ｏ3／Ｈ2Ｏ
／ＢＨＦ又はＤＨＦ）は、ＨＣｌ／Ｏ3水に１％以下の
ＤＨＦ又はＢＨＦを添加したものであることが望まし
い。さらに、本発明は、ゲート酸化膜成長前の半導体基
板表面の洗浄に特に好適に使用することができる。
して、５％以下の希塩酸にＯ3を添加したものを用いる
ことが好ましい。また、前記薬液（ＨＣｌ／Ｏ3／Ｈ2Ｏ
／ＢＨＦ又はＤＨＦ）は、ＨＣｌ／Ｏ3水に１％以下の
ＤＨＦ又はＢＨＦを添加したものであることが望まし
い。さらに、本発明は、ゲート酸化膜成長前の半導体基
板表面の洗浄に特に好適に使用することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】ゲート酸化膜成長前の半導体基板
表面をＨＣｌ／Ｏ3水に微量（１％以下）の希フッ酸
（ＤＨＦ）又はバッファードフッ酸（ＢＨＦ）を添加し
た薬液（ＨＣｌ／Ｏ3／Ｈ2Ｏ／ＢＨＦ又はＤＨＦ）で洗
浄する例を示す。
表面をＨＣｌ／Ｏ3水に微量（１％以下）の希フッ酸
（ＤＨＦ）又はバッファードフッ酸（ＢＨＦ）を添加し
た薬液（ＨＣｌ／Ｏ3／Ｈ2Ｏ／ＢＨＦ又はＤＨＦ）で洗
浄する例を示す。
【０００９】前記薬液（ＨＣｌ／Ｏ3／Ｈ2Ｏ／ＢＨＦ又
はＤＨＦ）において、ＨＣｌ／Ｏ3水には、５％以下の
希塩酸（通常の塩酸過酸化水素水：ＨＰＭは５％程度以
上）を用いることが好ましい。このＨＣｌ／Ｏ3水は、
例えば、５％以下の希塩酸を調製した後、これにＯ3を
バブリング方式によって添加することにより得ることが
できる。そして、最後にＢＨＦ又はＤＨＦを１％以下加
えることにより前記薬液（ＨＣｌ／Ｏ3／Ｈ2Ｏ／ＢＨＦ
又はＤＨＦ）を得ることができる。なお、ＢＨＦとＤＨ
Ｆとを併用してもよい。本発明では、この薬液で半導体
基板表面を洗浄する。処理は室温処理とすることが適当
である。
はＤＨＦ）において、ＨＣｌ／Ｏ3水には、５％以下の
希塩酸（通常の塩酸過酸化水素水：ＨＰＭは５％程度以
上）を用いることが好ましい。このＨＣｌ／Ｏ3水は、
例えば、５％以下の希塩酸を調製した後、これにＯ3を
バブリング方式によって添加することにより得ることが
できる。そして、最後にＢＨＦ又はＤＨＦを１％以下加
えることにより前記薬液（ＨＣｌ／Ｏ3／Ｈ2Ｏ／ＢＨＦ
又はＤＨＦ）を得ることができる。なお、ＢＨＦとＤＨ
Ｆとを併用してもよい。本発明では、この薬液で半導体
基板表面を洗浄する。処理は室温処理とすることが適当
である。
【００１０】図１に本発明の洗浄方法の概略図を示す。
金属不純物（Ｆｅ，Ｔｉ，Ｃｕ，Ｐｔ等）と有機物で汚
染されている半導体基板を例にとって説明する。まず、
半導体基板を薬液（ＨＣｌ／Ｏ3／Ｈ2Ｏ／ＢＨＦ又はＤ
ＨＦ）に浸漬させると、半導体基板表面に形成されてい
る自然酸化膜が除去される。
金属不純物（Ｆｅ，Ｔｉ，Ｃｕ，Ｐｔ等）と有機物で汚
染されている半導体基板を例にとって説明する。まず、
半導体基板を薬液（ＨＣｌ／Ｏ3／Ｈ2Ｏ／ＢＨＦ又はＤ
ＨＦ）に浸漬させると、半導体基板表面に形成されてい
る自然酸化膜が除去される。
【００１１】このとき、自然酸化膜中に取り込まれてい
る有機物及び自然酸化膜上の有機物が除去される。そし
て、ＨＣｌ／Ｏ3水から生じるＯ3及び塩素酸（Ｃｌ
Ｏx -）が、ウェハ表面上の有機物やウェハ表面から洗浄
液中に脱離した有機物を分解する。そのため、洗浄液中
への有機物の蓄積及びウェハへの有機物の再付着が防止
される。
る有機物及び自然酸化膜上の有機物が除去される。そし
て、ＨＣｌ／Ｏ3水から生じるＯ3及び塩素酸（Ｃｌ
Ｏx -）が、ウェハ表面上の有機物やウェハ表面から洗浄
液中に脱離した有機物を分解する。そのため、洗浄液中
への有機物の蓄積及びウェハへの有機物の再付着が防止
される。
【００１２】自然酸化膜上に付着しているパーティクル
状の金属は、ＨＣｌ／Ｏ3から生じる高い酸化還元電位
（ＯＲＰ≧１０００ｍＶ）を有する塩素酸（ＣｌＯx -）
によって酸化分解され、除去される。
状の金属は、ＨＣｌ／Ｏ3から生じる高い酸化還元電位
（ＯＲＰ≧１０００ｍＶ）を有する塩素酸（ＣｌＯx -）
によって酸化分解され、除去される。
【００１３】自然酸化膜中に酸化物として取り込まれて
いるＦｅ，Ｔｉに代表される金属は、ＢＨＦ又はＤＨＦ
による自然酸化膜除去作用、ＣｌＯx -による金属の酸化
分解作用及びＨＣｌのｐＨ効果で、洗浄液中に金属イオ
ン（錯イオン含む）として脱離溶解する。
いるＦｅ，Ｔｉに代表される金属は、ＢＨＦ又はＤＨＦ
による自然酸化膜除去作用、ＣｌＯx -による金属の酸化
分解作用及びＨＣｌのｐＨ効果で、洗浄液中に金属イオ
ン（錯イオン含む）として脱離溶解する。
【００１４】貴金属系のＣｕ，Ｐｔは、シリコン界面に
金属単体として吸着する性質を持っている。すなわち、
Ｃｕ，Ｐｔは金属酸化物になりにくく、またバルク内へ
の拡散速度が速い。これに対し、本発明では、ＢＨＦ又
はＤＨＦで半導体基板表面の自然酸化膜を除去したシリ
コン界面に吸着しているＣｕ，Ｐｔ等の金属不純物を酸
化還元電位の高い（ＯＲＰ≧１０００ｍＶ）ＣｌＯx -で
酸化し、イオン化物又は酸化物として脱離分解して除去
する。
金属単体として吸着する性質を持っている。すなわち、
Ｃｕ，Ｐｔは金属酸化物になりにくく、またバルク内へ
の拡散速度が速い。これに対し、本発明では、ＢＨＦ又
はＤＨＦで半導体基板表面の自然酸化膜を除去したシリ
コン界面に吸着しているＣｕ，Ｐｔ等の金属不純物を酸
化還元電位の高い（ＯＲＰ≧１０００ｍＶ）ＣｌＯx -で
酸化し、イオン化物又は酸化物として脱離分解して除去
する。
【００１５】次いで、Ｏ3の作用によって半導体基板表
面に良質な化学酸化膜が形成され、これによりＣｕ，Ｐ
ｔ等の金属類の半導体基板表面への再付着が防止され
る。
面に良質な化学酸化膜が形成され、これによりＣｕ，Ｐ
ｔ等の金属類の半導体基板表面への再付着が防止され
る。
【００１６】本発明によれば、上述した一連の自然酸化
膜除去作用、有機物及び金属不純物の酸化分解除去作用
並びに良質な化学酸化膜形成の併用により、有機物及び
各種金属不純物が除去された清浄な半導体基板表面を得
ることができる。
膜除去作用、有機物及び金属不純物の酸化分解除去作用
並びに良質な化学酸化膜形成の併用により、有機物及び
各種金属不純物が除去された清浄な半導体基板表面を得
ることができる。
【００１７】
【発明の効果】以上のように、本発明に係る半導体基板
のウェット洗浄方法によれば、ベアシリコン表面並びに
自然酸化膜中及び自然酸化膜界面に不純物が存在する場
合でも、半導体基板表面上の有機物、金属不純物を除去
し、かつこれら有機物、金属不純物の半導体基板表面へ
の再付着を防止することができる。
のウェット洗浄方法によれば、ベアシリコン表面並びに
自然酸化膜中及び自然酸化膜界面に不純物が存在する場
合でも、半導体基板表面上の有機物、金属不純物を除去
し、かつこれら有機物、金属不純物の半導体基板表面へ
の再付着を防止することができる。
【図１】本発明の洗浄方法を示す概略図である。
【手続補正書】
【提出日】平成１２年５月１５日（２０００．５．１
５）
５）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するため、ＨＣｌ／Ｏ3水にＤＨＦ（希フッ酸）又は
ＢＨＦ（バッファードフッ酸）を添加してなる薬液に半
導体基板を室温において浸漬させ、この半導体基板を前
記薬液中に室温で保持することにより、半導体基板表面
の自然酸化膜除去、半導体基板表面の有機物及び金属不
純物の酸化分解除去、半導体基板表面の化学酸化膜形
成、並びに、有機物及び金属不純物の半導体基板表面へ
の再付着防止を行うことを特徴とする半導体基板のウェ
ット洗浄方法を提供する。
成するため、ＨＣｌ／Ｏ3水にＤＨＦ（希フッ酸）又は
ＢＨＦ（バッファードフッ酸）を添加してなる薬液に半
導体基板を室温において浸漬させ、この半導体基板を前
記薬液中に室温で保持することにより、半導体基板表面
の自然酸化膜除去、半導体基板表面の有機物及び金属不
純物の酸化分解除去、半導体基板表面の化学酸化膜形
成、並びに、有機物及び金属不純物の半導体基板表面へ
の再付着防止を行うことを特徴とする半導体基板のウェ
ット洗浄方法を提供する。
Claims (4)
- 【請求項１】 ＨＣｌ／Ｏ3水にＤＨＦ（希フッ酸）又
はＢＨＦ（バッファードフッ酸）を添加してなる薬液に
より半導体基板表面を洗浄することを特徴とする半導体
基板のウェット洗浄方法。 - 【請求項２】 ＨＣｌ／Ｏ3水が、５％以下の希塩酸に
Ｏ3を添加したものである請求項１に記載の半導体基板
のウェット洗浄方法。 - 【請求項３】 前記薬液が、ＨＣｌ／Ｏ3水に１％以下
のＤＨＦ又はＢＨＦを添加したものである請求項１又は
２に記載の半導体基板のウェット洗浄方法。 - 【請求項４】 前記薬液によりゲート酸化膜成長前の半
導体基板表面を洗浄する請求項１〜３のいずれか１項に
記載の半導体基板のウェット洗浄方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11029776A JP2000228384A (ja) | 1999-02-08 | 1999-02-08 | 半導体基板のウェット洗浄方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11029776A JP2000228384A (ja) | 1999-02-08 | 1999-02-08 | 半導体基板のウェット洗浄方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000228384A true JP2000228384A (ja) | 2000-08-15 |
Family
ID=12285436
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11029776A Pending JP2000228384A (ja) | 1999-02-08 | 1999-02-08 | 半導体基板のウェット洗浄方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000228384A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113782415A (zh) * | 2021-08-12 | 2021-12-10 | 上海华力集成电路制造有限公司 | 一种栅氧预清洗方法 |
-
1999
- 1999-02-08 JP JP11029776A patent/JP2000228384A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113782415A (zh) * | 2021-08-12 | 2021-12-10 | 上海华力集成电路制造有限公司 | 一种栅氧预清洗方法 |
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