JPH05136112A - シリコン基板の洗浄方法 - Google Patents
シリコン基板の洗浄方法Info
- Publication number
- JPH05136112A JPH05136112A JP29534491A JP29534491A JPH05136112A JP H05136112 A JPH05136112 A JP H05136112A JP 29534491 A JP29534491 A JP 29534491A JP 29534491 A JP29534491 A JP 29534491A JP H05136112 A JPH05136112 A JP H05136112A
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- Japan
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- pure water
- washing
- silicon substrate
- water
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体基板の洗浄方法に関し、不純物イオン
の吸着による汚染を無くすることを目的とする。 【構成】 デバイス製造過程で行うSi基板の純水洗浄に
おいて、この洗浄を弗酸を除く酸の添加により、pHを７
以下にした温純水を用いて行うことを特徴としてシリコ
ン基板の洗浄方法を構成する。
の吸着による汚染を無くすることを目的とする。 【構成】 デバイス製造過程で行うSi基板の純水洗浄に
おいて、この洗浄を弗酸を除く酸の添加により、pHを７
以下にした温純水を用いて行うことを特徴としてシリコ
ン基板の洗浄方法を構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はシリコン基板（以下Siウ
エハ) の洗浄方法に関する。半導体材料にはSiで代表さ
れる単体半導体とガリウム・砒素(GaAs)で代表される化
合物半導体があり、それぞれ各種のデバイスが形成され
ているが、LSI,VLSIなどの集積回路はSiウエハを用いて
形成されている。
エハ) の洗浄方法に関する。半導体材料にはSiで代表さ
れる単体半導体とガリウム・砒素(GaAs)で代表される化
合物半導体があり、それぞれ各種のデバイスが形成され
ているが、LSI,VLSIなどの集積回路はSiウエハを用いて
形成されている。
【０００２】こゝで、Siウエハに化学的処理を行った後
には水洗洗浄が必要であるが、半導体デバイスの形成に
当たっては不純物の影響が特性に顕著に現れることから
水洗洗浄には純水が使用されている。
には水洗洗浄が必要であるが、半導体デバイスの形成に
当たっては不純物の影響が特性に顕著に現れることから
水洗洗浄には純水が使用されている。
【０００３】
【従来の技術】Siウエハは引上げ法( チョクラルスキー
法) を用いて形成した高純度の単結晶インゴットを500
μm 程度の厚さにスライスしたものであり、研磨を行っ
て平坦化した後、硫酸(H2SO4) 浸漬と過酸化水素(H2O2)
浸漬の逐次処理を行って表面に付着している有機物を除
去し、次に硝酸(HN03)浸漬を行って表面に付着している
金属成分の除去している。
法) を用いて形成した高純度の単結晶インゴットを500
μm 程度の厚さにスライスしたものであり、研磨を行っ
て平坦化した後、硫酸(H2SO4) 浸漬と過酸化水素(H2O2)
浸漬の逐次処理を行って表面に付着している有機物を除
去し、次に硝酸(HN03)浸漬を行って表面に付着している
金属成分の除去している。
【０００４】そして、かゝるSiウエハを用いてLSI など
のデバイスの形成が行われている。すなわち、Siに限ら
ず、半導体ウエハを被処理基板とするデバイス形成に当
たっては写真蝕刻技術( フォトリソグラフィ或いは電子
線リソグラフィ),薄膜形成技術, 不純物イオン注入技術
などが多用されており、半導体素子形成後にSiウエハ上
にパターン形成されているスクライブラインに沿って縦
方向と横方向にダイシング（dicing) し、個々のチップ
に分離する。
のデバイスの形成が行われている。すなわち、Siに限ら
ず、半導体ウエハを被処理基板とするデバイス形成に当
たっては写真蝕刻技術( フォトリソグラフィ或いは電子
線リソグラフィ),薄膜形成技術, 不純物イオン注入技術
などが多用されており、半導体素子形成後にSiウエハ上
にパターン形成されているスクライブラインに沿って縦
方向と横方向にダイシング（dicing) し、個々のチップ
に分離する。
【０００５】次に、このチップをセラミック・パッケー
ジ或いはリードフレームにワイヤーボンディングする
か、或いはフェイスダウンボンディングすることにより
集積回路などが作られている。
ジ或いはリードフレームにワイヤーボンディングする
か、或いはフェイスダウンボンディングすることにより
集積回路などが作られている。
【０００６】このように、ウエハを単位基板として素子
形成が行われているが、レジストパターンの形成, ウエ
ットエッチング処理後など水洗洗浄必要とする工程が多
い。こゝで、量産工程におけるウエハの洗浄は石英ある
いは合成樹脂よりなり、架台が設けられているバスケッ
トにウエハをそれぞれ一定の間隔をおいて積層するよう
に配列し、このバスケットを超純水が流れている水槽中
に浸漬して洗浄するバッチ(Batch) 処理が行われてい
る。
形成が行われているが、レジストパターンの形成, ウエ
ットエッチング処理後など水洗洗浄必要とする工程が多
い。こゝで、量産工程におけるウエハの洗浄は石英ある
いは合成樹脂よりなり、架台が設けられているバスケッ
トにウエハをそれぞれ一定の間隔をおいて積層するよう
に配列し、このバスケットを超純水が流れている水槽中
に浸漬して洗浄するバッチ(Batch) 処理が行われてい
る。
【０００７】さて、Siウエハの直径は単結晶引上げ技術
の進歩により次第に大型化し、現在は６インチが主流と
なっているが、近い将来に８インチに移行する段階にあ
る。このようにSiウエハの直径が増大するに従い、洗浄
に当たって純水の回り込み量が減ることから、バッチ処
理による水洗洗浄は困難さが増してくる。
の進歩により次第に大型化し、現在は６インチが主流と
なっているが、近い将来に８インチに移行する段階にあ
る。このようにSiウエハの直径が増大するに従い、洗浄
に当たって純水の回り込み量が減ることから、バッチ処
理による水洗洗浄は困難さが増してくる。
【０００８】すなわち、ウエハ径の増大に比例してバス
ケットに装着するウエハの間隔を拡げてゆけばよいが、
生産性良く洗浄を行うためには従来と等間隔でウエハを
保持して洗浄を行う必要がある。
ケットに装着するウエハの間隔を拡げてゆけばよいが、
生産性良く洗浄を行うためには従来と等間隔でウエハを
保持して洗浄を行う必要がある。
【０００９】そこで、この対策として洗浄純水の温度を
高めた温純水が用いられている。すなわち、バスケット
に装着してある多数のウエハを洗浄するには純水を充分
に供給することが必要であり、そのためには流動抵抗を
下げるのがよく、これは温純水の使用により行うことが
できる。
高めた温純水が用いられている。すなわち、バスケット
に装着してある多数のウエハを洗浄するには純水を充分
に供給することが必要であり、そのためには流動抵抗を
下げるのがよく、これは温純水の使用により行うことが
できる。
【００１０】また、温純水を使用すると乾燥が容易にな
ると云う利点もある。然し、温純水を使用して充分に洗
浄を行ったウエハを用いて形成したデバイスの特性は常
温の純水を用いて洗浄したものに較べると、特性が劣っ
ており、この問題の解決が必要であった。
ると云う利点もある。然し、温純水を使用して充分に洗
浄を行ったウエハを用いて形成したデバイスの特性は常
温の純水を用いて洗浄したものに較べると、特性が劣っ
ており、この問題の解決が必要であった。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】半導体デバイスの形成
に使用されるSiウエハの径は量産の進行と共に増大して
おり、その対策としてバッチ処理で水洗洗浄を行うのに
温純水を使用すると効果的である。
に使用されるSiウエハの径は量産の進行と共に増大して
おり、その対策としてバッチ処理で水洗洗浄を行うのに
温純水を使用すると効果的である。
【００１２】然し、温純水を使用するとデバイスの特性
が常温純水を使用する場合よりも劣ると云う問題があ
る。
が常温純水を使用する場合よりも劣ると云う問題があ
る。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記の課題はデバイス製
造過程で行うSi基板の純水洗浄において、この洗浄を弗
酸を除く酸の添加により、pHを７以下にした温純水を用
いて行うことを特徴としてSi基板の洗浄方法を構成する
ことにより解決することができる。
造過程で行うSi基板の純水洗浄において、この洗浄を弗
酸を除く酸の添加により、pHを７以下にした温純水を用
いて行うことを特徴としてSi基板の洗浄方法を構成する
ことにより解決することができる。
【００１４】
【作用】発明者等はSiウエハに対する常温純水と温純水
の影響を原子吸光分析法を用いて比較した。
の影響を原子吸光分析法を用いて比較した。
【００１５】すなわち、炭素（Ｃ）を除くと総不純物含
有量が10μg/リットル以下でpHが７の超純水に水温を変
えてSiウエハを浸漬し、吸着した元素濃度を測定した。
図２は水温を常温，40℃,50 ℃,60 ℃および80℃に保っ
た超純水中にSiウエハを30分浸漬した場合に吸着した単
位面積当たりの原子数を表している。
有量が10μg/リットル以下でpHが７の超純水に水温を変
えてSiウエハを浸漬し、吸着した元素濃度を測定した。
図２は水温を常温，40℃,50 ℃,60 ℃および80℃に保っ
た超純水中にSiウエハを30分浸漬した場合に吸着した単
位面積当たりの原子数を表している。
【００１６】この図から、 水温の上昇特に60℃以上
で吸着原子の数が増加すること、 Fe,Ca,Na，Ｋ，Mg
の順に吸着数が少なくなっていること、などが判る。
で吸着原子の数が増加すること、 Fe,Ca,Na，Ｋ，Mg
の順に吸着数が少なくなっていること、などが判る。
【００１７】この結果から、温純水を用いると各種イオ
ンの吸着が盛んになり、これにより汚染されることが判
る。そこで、温純水を用いて洗浄するためにはイオン吸
着を防ぐ処理を施すことが必要である。
ンの吸着が盛んになり、これにより汚染されることが判
る。そこで、温純水を用いて洗浄するためにはイオン吸
着を防ぐ処理を施すことが必要である。
【００１８】発明者等はSi基板を水溶液に浸漬する場合
は水酸基(-OH) がSi基板に吸着して負の表面電荷(OH
- ) をもっているが、この表面電荷量は水溶液の水素
イオン濃度(pH)に依存し、PHが２の付近で表面電荷が０
となる現象が知られていることに気付いた。
は水酸基(-OH) がSi基板に吸着して負の表面電荷(OH
- ) をもっているが、この表面電荷量は水溶液の水素
イオン濃度(pH)に依存し、PHが２の付近で表面電荷が０
となる現象が知られていることに気付いた。
【００１９】このことは、Si表面にある負の表面電荷に
より陽イオンが吸着されているが、水素イオン（Ｈ+ )
の増加と共に負の表面電荷(OH - ) が減少する結果とし
て陽イオンが吸着が少なくなることを意味している。
より陽イオンが吸着されているが、水素イオン（Ｈ+ )
の増加と共に負の表面電荷(OH - ) が減少する結果とし
て陽イオンが吸着が少なくなることを意味している。
【００２０】そこで、発明者等は酸を添加してpH値を下
げることにより陽イオンの吸着数を少なくするものであ
る。こゝで、酸には無機酸と有機酸があるが、pHの調整
のためには強電解質の多い無機酸のほうが全解離する化
合物が多いことから添加量が少なくて済み、有利であ
る。
げることにより陽イオンの吸着数を少なくするものであ
る。こゝで、酸には無機酸と有機酸があるが、pHの調整
のためには強電解質の多い無機酸のほうが全解離する化
合物が多いことから添加量が少なくて済み、有利であ
る。
【００２１】なお、弗酸(HF)の添加はＦ- がSiと反応し
て基板に残留し、また、SiO,SiO2などのSi酸化物を溶解
するため、避けなければならない。次に、Siウエハ上に
パターン形成される導体線路としてアルミニウム(Al)が
使用される場合が多いが、硝酸(HNO3)は両者に対し不動
態皮膜を形成することからAlパターンを備えたSiウエハ
を洗浄する場合にはHNO3添加によるpHの調整が有利であ
る。
て基板に残留し、また、SiO,SiO2などのSi酸化物を溶解
するため、避けなければならない。次に、Siウエハ上に
パターン形成される導体線路としてアルミニウム(Al)が
使用される場合が多いが、硝酸(HNO3)は両者に対し不動
態皮膜を形成することからAlパターンを備えたSiウエハ
を洗浄する場合にはHNO3添加によるpHの調整が有利であ
る。
【００２２】
【実施例】Ｃを除くと総不純物含有量が10μg/リットル
以下でpHが７の超純水を80℃に保った温純水に高純度の
HCl を添加してpHが７，6.2, 6.0, 5.9, 5.7および4.0
の水溶液を準備した。
以下でpHが７の超純水を80℃に保った温純水に高純度の
HCl を添加してpHが７，6.2, 6.0, 5.9, 5.7および4.0
の水溶液を準備した。
【００２３】この水溶液にSiウエハを30分浸漬し、この
Siウエハの金属元素吸着量を原子吸光分析法で測定し
た。図１はこの結果を示すもので、Zn,Mn,Ca,Al および
Mgの吸着量のpH依存性を示しているが、Ｈ+ 濃度の増加
(pH 値の減少)と共に急激に金属元素吸着量が減少し、
検出限界にまで達していることが判る。
Siウエハの金属元素吸着量を原子吸光分析法で測定し
た。図１はこの結果を示すもので、Zn,Mn,Ca,Al および
Mgの吸着量のpH依存性を示しているが、Ｈ+ 濃度の増加
(pH 値の減少)と共に急激に金属元素吸着量が減少し、
検出限界にまで達していることが判る。
【００２４】以上のことから、酸を添加した温純水を用
いて洗浄を行うことにより陽イオンの吸着を無くするこ
とが判る。なお、HCl の代わりにHNO3を添加した場合も
同様な結果を得た。
いて洗浄を行うことにより陽イオンの吸着を無くするこ
とが判る。なお、HCl の代わりにHNO3を添加した場合も
同様な結果を得た。
【００２５】次に、HNO3を添加してpHを２に調整し、水
温を80℃にした純水を洗浄水としてSi半導体デバイスの
形成を行った結果、pH７の温純水を使用した場合に見ら
れるような特性の劣化は認められなかった。
温を80℃にした純水を洗浄水としてSi半導体デバイスの
形成を行った結果、pH７の温純水を使用した場合に見ら
れるような特性の劣化は認められなかった。
【００２６】
【発明の効果】本発明の実施により温純水を使用して洗
浄を行う場合に生ずる不純物汚染を無くすることがで
き、これにより直径の増大したSiウエハに対しでも従来
と同様な洗浄処理を行うことができる。
浄を行う場合に生ずる不純物汚染を無くすることがで
き、これにより直径の増大したSiウエハに対しでも従来
と同様な洗浄処理を行うことができる。
【図１】吸着陽イオンの水素イオン濃度依存性を示す図
である。
である。
【図２】吸着陽イオンの温度依存性を示す図である。
Claims (3)
- 【請求項１】 デバイス製造過程で行うシリコン基板の
純水洗浄において、該洗浄をpH７以下の温純水を用いて
行うことを特徴とするシリコン基板の洗浄方法。 - 【請求項２】 前記pHの調整が弗酸を除く酸の添加によ
り行うことを特徴とする請求項１記載のシリコン基板の
洗浄方法。 - 【請求項３】 前記温純水の温度が60℃以上であること
を特徴とする請求項１記載のシリコン基板の洗浄方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29534491A JPH05136112A (ja) | 1991-11-12 | 1991-11-12 | シリコン基板の洗浄方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29534491A JPH05136112A (ja) | 1991-11-12 | 1991-11-12 | シリコン基板の洗浄方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05136112A true JPH05136112A (ja) | 1993-06-01 |
Family
ID=17819401
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29534491A Pending JPH05136112A (ja) | 1991-11-12 | 1991-11-12 | シリコン基板の洗浄方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05136112A (ja) |
-
1991
- 1991-11-12 JP JP29534491A patent/JPH05136112A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20020326 |