JPH0426123A - 半導体ウェーハーの洗浄および乾燥方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、特にトレンチや羽状のスタック構造等の凹凸
の激しい複雑な表面形状を有する高密度半導体集積回路
が形成されている半導体ウェーハーを洗浄し、その後に
乾燥する方法に関するものである。

〈従来の技術〉 斯かる半導体ウェーハーの従来の一般的なウェット洗浄
および乾燥は、該ウェーハーを、希釈フン酸ややアンモ
ニアと過酸化水素水との混合液等の薬液に浸漬させて洗
浄し、この洗浄を所定時間待なった後に、純水により酸
ウェーハーを水洗いし、続いてスピン乾燥やＩ　ＰＡ（
インプロピルアルコール）ヘーハー乾燥等の手段により
ウェーハーを乾燥する手順で行われている。

〈発明が解決しようとする課題〉 然し乍ら、前述のようにウェーハーを薬液および純水に
単に浸漬させるのみの洗浄手段では、凹凸の激しい複雑
な表面形状を有する高密度半導体集積回路が形成されて
いる半導体ウェーハーの場合には、表面の深い溝状部分
において薬液や純水が入れ換わり難く、洗浄効果が相当
に低下する。

また、乾燥時においても、深い溝状部や羽状のスタック
構造等の複雑な形状になっている部分の水分が、前述の
スピン乾燥やＩＰＡペーパー乾燥等の乾燥手段では十分
に除去され難い。

このように、洗浄および乾燥が不十分であるために、そ
の後の薄膜形成等のプロセスにおいて膜質の劣化等の種
々の不都合が生じて集積回路の信転性に重大な悪影響を
及ぼす。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたも
のであり、凹凸の激しい複雑な表面形状を有する半導体
ウェーハーの洗浄および乾燥を効果的に行なうことので
きる方法を提供することを技術的課題とするものである
。

〈課題を解決するだめの手段〉 本発明は、上記した課題を達成するための技術的手段と
して、半導体ウェーハーの洗浄および乾燥を次のような
方法で行なうようにした。即ち、トレンチや羽状のスタ
ック構造等の凹凸の激しい表面形状を有する半導体ウェ
ーハーを洗浄および乾燥する方法において、薬液または
純水からなる洗浄液に浸漬した前記半導体ウェーハーを
チャンバー内に挿入して該チャンバーを密閉した後に、
前記チャンバー内の圧力を大気圧以下に減圧して前記洗
浄液を沸騰させ、所定時間経過後に前記チャンバー内の
圧力を大気圧に戻して該チャンバー内の前記洗浄液のみ
を排出し、再び前記チャンバー内の圧力を大気圧以下に
減圧する手順で行なうことを特徴としている。

〈作用〉 半導体ウェーハーを洗浄液に浸漬した状態で挿入して密
閉したチャンバー内の圧力を、大気圧よりも例えば−５
００ｍ５＋１（ｇ〜−７００龍Ｈｇ程度まで減圧するこ
とにより、洗浄液を沸騰させると、この沸騰は、主に該
ウェーハーの凹凸の激しい部分で起こり易いので、深い
溝状部や羽状のスタック構造等の複雑な形状の部分での
洗浄液の入れ換えが促進されて洗浄効果が高まる。

次に、チャンバー内の圧力を一旦大気圧に戻して洗浄液
のみを排出した後に、チャンバー内の圧力を再び大気圧
よりも一５００１霞Ｈｇ〜−７００＋＋ｎ　Ｈｇ程度ま
で減圧することによりウェーハーの乾燥を行なう。この
乾燥は、減圧による水分の蒸発を利用するので、深い溝
状部の内部や複雑な形状部分の水分が、従来のスピン乾
燥やＩＰＡペーパー乾燥に比較して容易に除去される。

〈実施例〉 以下、本発明の好ましい一実施例について詳細に説明す
る。

いま、ＭＯＳキャパシタの製造におけるウェーハーに形
成された主にトレンチの洗浄および乾燥を行なう場合に
ついて説明する。Ｐ（１００）タイプの半導体ウェーハ
ー上にＣＶＤ法によりＳ　ｉ　Ｏ２膜を６０００人堆積
させ、このＳｉＯ□膜をエツチングしたものをエツチン
グマスクとして用い、ＣＩ系ガスによる異方性プラズマ
エツチングを行って間口径が０．８μｍで深さが２．５
μｍのトレンチを形成する。トレンチエツチング後のエ
ツチングダメージ除去、例えばダメージ層のエツチング
等は行わずに、半導体ウェーハーを６０℃の純水中に浸
漬した状態でチャンバー内に挿入して該チャンバーを密
閉し、このチャンバー内の圧力を大気圧に対し−６００
鶴１−ｉ　ｇまで減圧することによって純水を沸騰させ
、この沸騰を５分間継続して洗浄を行なう。

続いて、チャンバー内の圧力を一旦大気圧に戻して純水
のみを排出した後に、再びチャンバー内の圧力を大気圧
に対し−６０（ｂｍ　Ｈｇまで減圧することによってウ
ェーハーの乾燥を行ない、この乾燥を５分間継続する。

この後に、ウェーハーを１％の希釈フン酸に１分間浸漬
し、このウェーハーを前述と同様のチャンバ内の減圧に
よる洗浄および乾燥を行ない、乾燥酸素による酸化で膜
厚が１５０人の酸化膜を形成する。更に、電極としてポ
リシリコンをＣＶＤ法により２０００人堆積してフラン
ト部の面積が０．５ｍｍ”の電極を形成し、リンドープ
、パターニングおよび水素シンターをそれぞれ行ってＭ
ＯＳキャパシタを形成する。

このようにして形成したＭＯＳキャパシタの絶縁破壊顧
度の分布を第１図に示してあり、第２図に、希釈フン酸
に浸漬し且つ純水で水洗いして洗浄した後にＩＰＡペー
パー乾燥する従来手段で洗浄、乾燥して酸化を行ったＭ
ＯＳキャパシタの絶縁破壊顧度の分布を比較のために示
しである。これらの対比から明らかなように、本発明方
法による洗浄および乾燥を行った場合には、印加電界が
１〜３　Ｍ　Ｖ　／　ｃｍの範囲において絶縁破壊する
頻度が大幅に減少し、最大耐圧も０．５ＭＶ／ｃｍ向上
した。尚、各図において１μＡ以上のリーク電流が流れ
た時点を絶縁破壊と見做して図示しである。

このように絶縁破壊耐圧が向上したのは、洗浄時の洗浄
液の沸騰が主にウェーハーの凹凸の激しい部分で起こり
易いので、トレンチでの洗浄液の入れ換えが促進されて
洗浄効果が高まったことと、減圧による水分の蒸発を利
用して乾燥を行なうので、トレンチ内の水分が効果的に
除去されることとにより、その後に形成する酸化膜に劣
化等が生じないためである。

〈発明の効果〉 以上のように本発明の半導体ウェーハーの洗浄および乾
燥方法によると、凹凸の激しい複雑な表面形状を有する
半導体ウェーハーの洗浄および乾燥を効果的に行なうこ
とができ、集積回路素子の信転性を格段に向上させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法で洗浄および乾燥を行った後に酸
化Ｈりを形成した時の絶縁破壊頻度の分布図、 第２図は従来手段で洗浄および乾燥を行った後に酸化膜
を形成した時の絶縁破壊頻度の分布図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）トレンチや羽状のスタック構造等の凹凸の激しい
   表面形状を有する半導体ウェーハーを洗浄および乾燥す
   る方法において、薬液または純水からなる洗浄液に浸漬
   した前記半導体ウェーハーをチャンバー内に挿入して該
   チャンバーを密閉した後に、前記チャンバー内の圧力を
   大気圧以下に減圧して前記洗浄液を沸騰させ、所定時間
   経過後に前記チャンバー内の圧力を大気圧に戻して該チ
   ャンバー内の前記洗浄液のみを排出し、再び前記チャン
   バー内の圧力を大気圧以下に減圧することを特徴とする
   半導体ウェーハーの洗浄および乾燥方法。