JPH0199221A - 半導体基板の洗浄方法 - Google Patents
半導体基板の洗浄方法Info
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- JPH0199221A JPH0199221A JP25770187A JP25770187A JPH0199221A JP H0199221 A JPH0199221 A JP H0199221A JP 25770187 A JP25770187 A JP 25770187A JP 25770187 A JP25770187 A JP 25770187A JP H0199221 A JPH0199221 A JP H0199221A
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Landscapes
- Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体装置の製造に用いられる半導体基板の洗
浄方法に関する。
浄方法に関する。
従来、この池の半導体基板の洗浄方法は、半導体基板を
酸あるいはアルカリ性薬品と過酸化水素水との混合溶液
中に浸漬し処理をする、いわゆるデイ、プ式洗浄方法が
主流とな・うていた。
酸あるいはアルカリ性薬品と過酸化水素水との混合溶液
中に浸漬し処理をする、いわゆるデイ、プ式洗浄方法が
主流とな・うていた。
上述した従来のデイツプ式洗浄方法では、半導体基板を
直接洗浄液中に浸漬するために、洗浄液中に微粒子が存
在すると、この微粒子が半導体基板表面に付着するとい
う問題がある。そのため、洗浄液供給時、処理槽内の洗
浄液をテ遇することによって微粒子を除去する方法が採
用されている。
直接洗浄液中に浸漬するために、洗浄液中に微粒子が存
在すると、この微粒子が半導体基板表面に付着するとい
う問題がある。そのため、洗浄液供給時、処理槽内の洗
浄液をテ遇することによって微粒子を除去する方法が採
用されている。
しかしながら、洗浄に用いられる酸・アルカリの薬品溶
液では、純水あるいはガスと比較して濾過により微粒子
が除去され難いため、半導体基板への微粒子の付着を完
全に防ぐことはできない。
液では、純水あるいはガスと比較して濾過により微粒子
が除去され難いため、半導体基板への微粒子の付着を完
全に防ぐことはできない。
また、従来のデ、プ式洗浄方法においては、使用される
薬品中に含まれる不純物による汚染が問題となる。半導
体装置製造工程ではいわゆる電子工業用と呼ばれる低粒
子、低不純物の薬品が一般的に使用されているが、この
ような電子工業用の薬品といえども、薬品中にかなりの
無機不純物が含まれている。特に過酸化水素水中には多
量のアルミニウム（、Ａ４）が含まれている。
薬品中に含まれる不純物による汚染が問題となる。半導
体装置製造工程ではいわゆる電子工業用と呼ばれる低粒
子、低不純物の薬品が一般的に使用されているが、この
ような電子工業用の薬品といえども、薬品中にかなりの
無機不純物が含まれている。特に過酸化水素水中には多
量のアルミニウム（、Ａ４）が含まれている。
一般的に、半導体基板の洗浄には過酸化水素を含む洗浄
液を用いて、過酸化水素の酸化力を利用することにより
て半導体基板の洗浄を行表うと同時に、半導体基板の表
面に安定な保護ｗＡ（酸化シリコン膜）を形成する。し
かしながら、過酸化水素中のＡ７！はアンモニア水と過
酸化水素水混合液のようなアルカリ性溶液中において水
酸化アルミニウムＡＪ（ＯＨ）ｓ’（ｒ形成し、水に対
して不溶性と表るために１−度半導体基板表面に付着す
ると水洗を行なっても容易には除去さｎず半導体基板表
面Ｊ／ｃ残留する。このＡＩは半導体基板中で３価の不
純物として働き、半導体素子のしきい値電圧を変化させ
る。
液を用いて、過酸化水素の酸化力を利用することにより
て半導体基板の洗浄を行表うと同時に、半導体基板の表
面に安定な保護ｗＡ（酸化シリコン膜）を形成する。し
かしながら、過酸化水素中のＡ７！はアンモニア水と過
酸化水素水混合液のようなアルカリ性溶液中において水
酸化アルミニウムＡＪ（ＯＨ）ｓ’（ｒ形成し、水に対
して不溶性と表るために１−度半導体基板表面に付着す
ると水洗を行なっても容易には除去さｎず半導体基板表
面Ｊ／ｃ残留する。このＡＩは半導体基板中で３価の不
純物として働き、半導体素子のしきい値電圧を変化させ
る。
また、重金属等の汚染物質は接合リーク電流管増大させ
たシ、キャリアのライフタイムを低下させたル、結晶欠
陥を誘起する原因となる。
たシ、キャリアのライフタイムを低下させたル、結晶欠
陥を誘起する原因となる。
一方、半導体基板表面に付着した微粒子は、例えば拡散
、酸化工程では異常拡散や酸化膜厚異常となシ、リング
ラフィ工程においてはパターン欠陥の原因となる。
、酸化工程では異常拡散や酸化膜厚異常となシ、リング
ラフィ工程においてはパターン欠陥の原因となる。
このように１従来の洗浄方法では半導体基板表面への微
粒子の付着や洗浄液からの不純物の汚染によって、形成
される半導体素子の特性が劣化し、半導体装置の歩留り
の低下や品質の低下を招くという問題がありた。
粒子の付着や洗浄液からの不純物の汚染によって、形成
される半導体素子の特性が劣化し、半導体装置の歩留り
の低下や品質の低下を招くという問題がありた。
本発明の目的は、基板面上への微粒子の付着や洗浄液か
らの無機不純物による汚染を防止し、品質及び歩留りの
向上した半導体装置を製造することのできる半導体基板
の洗浄方法を提供することにある。
らの無機不純物による汚染を防止し、品質及び歩留りの
向上した半導体装置を製造することのできる半導体基板
の洗浄方法を提供することにある。
本発明の半導体基板の洗浄方法は、純水中にアンモニア
（ＮＨ３）または塩化水素（Ｈｅｌ）または二酸化窒素
（Ｎｏ、）’を導入して酸性またはアルカリ性水溶液と
し、この水溶液中にオゾン（Ｏｓ ） ｋ導入しながら
半導体基板を浸漬して洗浄するものである。
（ＮＨ３）または塩化水素（Ｈｅｌ）または二酸化窒素
（Ｎｏ、）’を導入して酸性またはアルカリ性水溶液と
し、この水溶液中にオゾン（Ｏｓ ） ｋ導入しながら
半導体基板を浸漬して洗浄するものである。
次に、本発明について図面を参照して説明する。
第１図は本発明の一実施例に用いる洗浄装置の断面図で
ある。処理槽ＩＫ所定の温度（例えば６０℃）まで加熱
した純水を供給する。純水供給後、処理槽１にガス供給
装置２よシガス、例えばアンモニア（ＮＨ３）１ｃ供給
する。供給されたアンモニアガスは一部純水に吸収され
、水酸化アンモニウム（ＮＨ４０Ｈ）となりアルカリ性
の洗浄液５となる。
ある。処理槽ＩＫ所定の温度（例えば６０℃）まで加熱
した純水を供給する。純水供給後、処理槽１にガス供給
装置２よシガス、例えばアンモニア（ＮＨ３）１ｃ供給
する。供給されたアンモニアガスは一部純水に吸収され
、水酸化アンモニウム（ＮＨ４０Ｈ）となりアルカリ性
の洗浄液５となる。
また、ガスが塩化水素（）ｉｃｌ）二酸化窒素（Ｎ０２
）の場合には、それぞれ塩酸（ＨＣｌ）、硝酸（ＨＮＯ
，）が生成され、洗浄液５は酸性となる。
）の場合には、それぞれ塩酸（ＨＣｌ）、硝酸（ＨＮＯ
，）が生成され、洗浄液５は酸性となる。
洗浄液中に導入されるガスは、水酸化アンモニウム、塩
酸、あるいは硝酸の濃度が所定の濃度になるまで供給す
る。吸収されなかったガスは回収され、′ｔｆＩｔ！！
された後、ガス供給装置２に戻される。
酸、あるいは硝酸の濃度が所定の濃度になるまで供給す
る。吸収されなかったガスは回収され、′ｔｆＩｔ！！
された後、ガス供給装置２に戻される。
このようにして生成されたアルカリ性または酸性の洗浄
液５中に半導体基板１０’に浸漬する。それと同時に、
オゾン（Ｏ３）ｔ−オゾン供給装置３よシ供給する。半
導体基板１０はこの状態で所定の時間洗浄処理を施され
た後純水によシゆすがれる。。
液５中に半導体基板１０’に浸漬する。それと同時に、
オゾン（Ｏ３）ｔ−オゾン供給装置３よシ供給する。半
導体基板１０はこの状態で所定の時間洗浄処理を施され
た後純水によシゆすがれる。。
アンモニア等のガスおよびオゾンはそれぞれ供給時にフ
ィルター４Ａ、４Ｂを通して供給されるため、処理槽の
洗浄液中に紘常に微粒子を含まない清浄なガスが供給さ
ｎる。また、ガスは精製が容易であるため、従来の薬品
を混合する場合と比較して、洗浄液中の不純物濃度を低
減させることができる。
ィルター４Ａ、４Ｂを通して供給されるため、処理槽の
洗浄液中に紘常に微粒子を含まない清浄なガスが供給さ
ｎる。また、ガスは精製が容易であるため、従来の薬品
を混合する場合と比較して、洗浄液中の不純物濃度を低
減させることができる。
第２図に１本実施例と比較例として従来の洗浄方法を用
いて半導体基板の洗浄を行なった場合の、少数キャリア
の再結合ライフタイムの測定結果を示す。清浄面ｔ−露
出させた半導体基板を各洗浄液中に１０分間浸漬した後
、純水によ、１０分間ゆすぎを行なった。洗浄後の半導
体基板を９５０℃の酸化性雰囲気で熱処理した後、少数
キャリアの再結合ライフタイムを測定した。
いて半導体基板の洗浄を行なった場合の、少数キャリア
の再結合ライフタイムの測定結果を示す。清浄面ｔ−露
出させた半導体基板を各洗浄液中に１０分間浸漬した後
、純水によ、１０分間ゆすぎを行なった。洗浄後の半導
体基板を９５０℃の酸化性雰囲気で熱処理した後、少数
キャリアの再結合ライフタイムを測定した。
ＨＣｌ 、ＮＯ２，ＮＨ，ガスを用いた本実施例はいず
れも再結合ライフタイムが比較例より長くなっており、
特にＮＨ，ガスを用いた場合は比較例よシ再結合ライフ
タイムが約１桁向上している。再結合ライフタイムが低
いことは無機不純物（特に金属不純物）による汚染を反
映していることから、本実施例では半導体基板表面の無
機不純物による汚染が極助で少くなっていることが分る
。
れも再結合ライフタイムが比較例より長くなっており、
特にＮＨ，ガスを用いた場合は比較例よシ再結合ライフ
タイムが約１桁向上している。再結合ライフタイムが低
いことは無機不純物（特に金属不純物）による汚染を反
映していることから、本実施例では半導体基板表面の無
機不純物による汚染が極助で少くなっていることが分る
。
このことから、本発明による洗浄方法は従来法と比較し
て、洗浄液からの汚染を受けにくく、半導体基板表面は
清浄に保たれていることが明らかである。
て、洗浄液からの汚染を受けにくく、半導体基板表面は
清浄に保たれていることが明らかである。
尚、比較例での薬品の混合比は、ＨＣＩ 、ＮＨ。
ＯＨに関してはＨＣＩ ：ＨｚＯｚ ：）（、Ｑ＝ ｌ
： １ ： ５（ＨＬｌ １ＩｋＦＫ ’ ５ ％
） −ＮＨ４０Ｈ： Ｈｚ Ｏｘ ： Ｈｔ Ｏ＝１
： １ ： ５ （ＮＨ，ＯＨ９度：４％）であり、Ｎ
ＨＯ３に関してはＨＮＯａ ： ＨｚＯｚ ＝ ２ ：
５ （ＨＮＯｓ ｔｌｋ度＝２０チ）であり、本実施
例では、洗浄液中のＨＣｌ 、ＨＮＯ３，ＮＨ４ＯＨ濃
度が比較例の場合と同じになるようにガスを供給した。
： １ ： ５（ＨＬｌ １ＩｋＦＫ ’ ５ ％
） −ＮＨ４０Ｈ： Ｈｚ Ｏｘ ： Ｈｔ Ｏ＝１
： １ ： ５ （ＮＨ，ＯＨ９度：４％）であり、Ｎ
ＨＯ３に関してはＨＮＯａ ： ＨｚＯｚ ＝ ２ ：
５ （ＨＮＯｓ ｔｌｋ度＝２０チ）であり、本実施
例では、洗浄液中のＨＣｌ 、ＨＮＯ３，ＮＨ４ＯＨ濃
度が比較例の場合と同じになるようにガスを供給した。
第１図には示していないが、処理の均一性を高めるため
に揺動機構を設けてもよい。
に揺動機構を設けてもよい。
また、処理槽ｌを石英製とし、その側面に紫外線光源を
配置するとよシ洗浄力を高めることができる。すなわち
、洗浄液５中に供給されたオゾンは分解し、酸素ラジカ
ル（Ｏ）と酸素ガス（Ｏ２）となる。この酸素ラジカル
の酸化作用により半導体基板の洗浄が行なわれるが、こ
の酸素ラジカルは直ちに反応して酸素ガスと成る。この
時、処理槽１の側面に配置された紫外線光源から紫外線
を照射すると、この紫外線の働きによって酸素ガスは再
びオゾン化されるため洗浄力は高くなる。
配置するとよシ洗浄力を高めることができる。すなわち
、洗浄液５中に供給されたオゾンは分解し、酸素ラジカ
ル（Ｏ）と酸素ガス（Ｏ２）となる。この酸素ラジカル
の酸化作用により半導体基板の洗浄が行なわれるが、こ
の酸素ラジカルは直ちに反応して酸素ガスと成る。この
時、処理槽１の側面に配置された紫外線光源から紫外線
を照射すると、この紫外線の働きによって酸素ガスは再
びオゾン化されるため洗浄力は高くなる。
第３図及び第４図は本発明の一実施例および従来の洗浄
方法（比較例）ヲ珀いて作製したＭＯ８型ダイオードに
おける、ゲート酸化膜の絶縁破壊電界強度の分布を示す
。測定に用いた試料のゲート酸化膜の厚さは約ｘｏｏｉ
であシ、ゲート電極形成以前の洗浄を本実施例による方
法と従来法の２通シで行なった。
方法（比較例）ヲ珀いて作製したＭＯ８型ダイオードに
おける、ゲート酸化膜の絶縁破壊電界強度の分布を示す
。測定に用いた試料のゲート酸化膜の厚さは約ｘｏｏｉ
であシ、ゲート電極形成以前の洗浄を本実施例による方
法と従来法の２通シで行なった。
本実施例としてはアンモニア・ガス金剛い、従来法とし
てはアンモニア水と過酸化水素水混合液を用いた。洗浄
液中のアンモニア濃度は共に４％である。
てはアンモニア水と過酸化水素水混合液を用いた。洗浄
液中のアンモニア濃度は共に４％である。
第４図に示した比較例の場合は初期不良が多発しておシ
、破壊電界強度も低電界側に分布している。これに対し
て、本実施例の場合は、初期不良の発生はほとんど見ら
れず、破壊電界強度も高電界側に分布しておシ、大部分
の試料で、いわゆる真性耐圧と呼ばれる３ＭＶ／Ｉ：Ｉ
ｎ以上の電界強度を保っている。
、破壊電界強度も低電界側に分布している。これに対し
て、本実施例の場合は、初期不良の発生はほとんど見ら
れず、破壊電界強度も高電界側に分布しておシ、大部分
の試料で、いわゆる真性耐圧と呼ばれる３ＭＶ／Ｉ：Ｉ
ｎ以上の電界強度を保っている。
このように、本実施例を用いた場合、従来の洗浄方法の
場合と比較して絶縁耐圧は極めて良好となる。
場合と比較して絶縁耐圧は極めて良好となる。
ゲート酸化膜形成時に、半導体基板表面に微粒子が付着
していると、形成されたゲート酸化膜にピンホールが発
生し絶縁耐圧を低下させる一因となる。また、重金属等
の無機不純物による汚染があると、その汚染物質が核と
なって結晶欠陥を誘起する。これら、ピンホールや結晶
欠陥はいず詐も絶絶耐圧の劣化を引き起こす。このこと
から、本実施例の場合、従来の方法と比較して微粒子の
付着が少なくなり、また無機不純物による汚染も減少し
ていることが分かる。
していると、形成されたゲート酸化膜にピンホールが発
生し絶縁耐圧を低下させる一因となる。また、重金属等
の無機不純物による汚染があると、その汚染物質が核と
なって結晶欠陥を誘起する。これら、ピンホールや結晶
欠陥はいず詐も絶絶耐圧の劣化を引き起こす。このこと
から、本実施例の場合、従来の方法と比較して微粒子の
付着が少なくなり、また無機不純物による汚染も減少し
ていることが分かる。
以上説明したように本発明の洗浄方法は、純水中に塩化
水素または二酸化窒素またはアンモニアを導入して酸性
またはアルカリ性溶液とし、この水溶液にオゾンを導入
しながら半導体基板を浸漬して洗浄することによシ、半
導体基板面上への微粒子の付着や洗浄液からの無機不純
物による汚染を防止することができるため、高品質、高
歩留りの半導体装置を製造することができる効果がある
。
水素または二酸化窒素またはアンモニアを導入して酸性
またはアルカリ性溶液とし、この水溶液にオゾンを導入
しながら半導体基板を浸漬して洗浄することによシ、半
導体基板面上への微粒子の付着や洗浄液からの無機不純
物による汚染を防止することができるため、高品質、高
歩留りの半導体装置を製造することができる効果がある
。
第１図は本発明の一実施例に用いる洗浄装置の断面図、
第２図は本発明の一実施例及び比較例における少数キャ
リアの再結合ライフタイムの測定結果を示す図、第３図
及び第４図は本発明の一実施例及び比較例を用いた場合
のＭＯ８型ダイオードにおけるゲート酸化膜の絶縁破壊
電界強度の分布を示す図である。 １・−・・・・処理槽、２・・・・・・ガス供給装置、
３・・す・・オゾン供給装置、４Ａ、４Ｂ・・・・・・
フィルター、５・・・”°°洗浄液、ｌＯ・・・・・・
半導体基板。 代理人 弁理士 内 原 音 第 １ 図 茅 ２ 図
第２図は本発明の一実施例及び比較例における少数キャ
リアの再結合ライフタイムの測定結果を示す図、第３図
及び第４図は本発明の一実施例及び比較例を用いた場合
のＭＯ８型ダイオードにおけるゲート酸化膜の絶縁破壊
電界強度の分布を示す図である。 １・−・・・・処理槽、２・・・・・・ガス供給装置、
３・・す・・オゾン供給装置、４Ａ、４Ｂ・・・・・・
フィルター、５・・・”°°洗浄液、ｌＯ・・・・・・
半導体基板。 代理人 弁理士 内 原 音 第 １ 図 茅 ２ 図
Claims (2)
- （１）純水中にガスを導入し酸性またはアルカリ性水溶
液とし、該水溶液中にオゾン（Ｏ＿３）を導入しながら
半導体基板を浸漬して洗浄することを特徴とする半導体
基板の洗浄方法。 - （２）ガスはアンモニア（ＮＨ＿３）または塩化水素（
ＨＣｌ）または二酸化窒素（ＮＯ＿２）である特許請求
の範囲第（１）項記載の半導体基板の洗浄方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25770187A JPH0199221A (ja) | 1987-10-12 | 1987-10-12 | 半導体基板の洗浄方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25770187A JPH0199221A (ja) | 1987-10-12 | 1987-10-12 | 半導体基板の洗浄方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0199221A true JPH0199221A (ja) | 1989-04-18 |
Family
ID=17309912
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25770187A Pending JPH0199221A (ja) | 1987-10-12 | 1987-10-12 | 半導体基板の洗浄方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0199221A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0341729A (ja) * | 1989-07-07 | 1991-02-22 | Tokyo Electron Ltd | 基板洗浄方法 |
| JPH09255998A (ja) * | 1996-03-27 | 1997-09-30 | Furontetsuku:Kk | 洗浄方法および洗浄装置 |
| KR100509536B1 (ko) * | 2001-05-14 | 2005-08-23 | 가부시끼가이샤 도시바 | 알칼리액의 제조 방법, 알칼리액, 패턴 형성 방법,레지스트막의 박리 방법, 약액 도포 장치, 기판 처리 방법및 약액 공급 방법 |
| WO2000007220A3 (en) * | 1998-07-29 | 2007-11-22 | Cfmt Inc | Wet processing methods for the manufacture of electronic components using ozonated process fluids |
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-
1987
- 1987-10-12 JP JP25770187A patent/JPH0199221A/ja active Pending
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