JPH09246221A - 半導体基板の洗浄液及びこれを使用する洗浄方法 - Google Patents
半導体基板の洗浄液及びこれを使用する洗浄方法Info
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- JPH09246221A JPH09246221A JP9027792A JP2779297A JPH09246221A JP H09246221 A JPH09246221 A JP H09246221A JP 9027792 A JP9027792 A JP 9027792A JP 2779297 A JP2779297 A JP 2779297A JP H09246221 A JPH09246221 A JP H09246221A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体基板の洗浄液及びこれを使用する洗浄
方法を提供する。 【解決手段】 ＨＦ溶液、Ｈ2 Ｏ2 溶液、ＩＰＡ及び脱
イオン水が所定の体積比で混合された洗浄液を提供し、
前記洗浄液が盛られた第１液槽にウェーハを浸けて洗浄
する段階と、前記洗浄されたウェーハを脱イオン水が盛
られた第２液槽に浸けて前記洗浄されたウェーハの表面
に残存する洗浄液を除去する段階と、前記洗浄液が除去
されたウェーハを脱イオン水が盛られた第３液槽に浸け
て前記洗浄液が除去されたウェーハの表面に残存する残
留物を除去する段階と、前記残留物が除去されたウェー
ハを回転させ、その表面に残存する脱イオン水を除去す
る段階とを含む。
方法を提供する。 【解決手段】 ＨＦ溶液、Ｈ2 Ｏ2 溶液、ＩＰＡ及び脱
イオン水が所定の体積比で混合された洗浄液を提供し、
前記洗浄液が盛られた第１液槽にウェーハを浸けて洗浄
する段階と、前記洗浄されたウェーハを脱イオン水が盛
られた第２液槽に浸けて前記洗浄されたウェーハの表面
に残存する洗浄液を除去する段階と、前記洗浄液が除去
されたウェーハを脱イオン水が盛られた第３液槽に浸け
て前記洗浄液が除去されたウェーハの表面に残存する残
留物を除去する段階と、前記残留物が除去されたウェー
ハを回転させ、その表面に残存する脱イオン水を除去す
る段階とを含む。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は洗浄液及びこれを使
用する洗浄方法に係り、特に半導体基板の表面を洗浄す
る洗浄液及びこれを使用する洗浄方法に関する。
用する洗浄方法に係り、特に半導体基板の表面を洗浄す
る洗浄液及びこれを使用する洗浄方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近、半導体素子が高集積化されること
によりパターンの大きさ及びパターン間の間隔が非常に
狭くなっている。このような微細パターンを具備する半
導体素子を製造する工程において、半導体基板、即ちウ
ェーハの表面に吸着された汚染粒子を除去する洗浄工程
は非常に重要である。特に、ウェーハの表面に汚染粒子
が存在する時、非正常的なパターンプロファイルが後続
工程で得られる。また、前記汚染粒子が導電膜よりなる
微細パターン等の間に存在する場合には半導体素子の誤
動作が誘発されうる。従って、ウェーハの表面に存在す
る汚染粒子は高集積半導体素子の収率及び信頼性を改善
するため洗浄工程を通して必ず除去されるべきである。
によりパターンの大きさ及びパターン間の間隔が非常に
狭くなっている。このような微細パターンを具備する半
導体素子を製造する工程において、半導体基板、即ちウ
ェーハの表面に吸着された汚染粒子を除去する洗浄工程
は非常に重要である。特に、ウェーハの表面に汚染粒子
が存在する時、非正常的なパターンプロファイルが後続
工程で得られる。また、前記汚染粒子が導電膜よりなる
微細パターン等の間に存在する場合には半導体素子の誤
動作が誘発されうる。従って、ウェーハの表面に存在す
る汚染粒子は高集積半導体素子の収率及び信頼性を改善
するため洗浄工程を通して必ず除去されるべきである。
【０００３】従来にはウェーハの表面を洗浄するため塩
酸または水酸化アンモニウム（ＮＨ4 ＯＨ）が含まれた
洗浄液が広く使用されて来た。ここで、塩酸が含まれた
洗浄液は塩酸（HCL ）、過酸化水素（Ｈ2 Ｏ2 ）及び脱
イオン水が各々１：１：６の体積比で混合された溶液
（以下、第１洗浄液と称する）を意味し、ＮＨ4 ＯＨが
含まれた洗浄液はＮＨ4 ＯＨ、Ｈ2 Ｏ2 及び脱イオン水
が各々１：４：２０の体積比で混合された溶液（以下、
第２洗浄液と称する）を意味する。第１洗浄液は無機汚
染物質を除去するに適し、第２洗浄液は有機汚染物質を
除去するに適する。
酸または水酸化アンモニウム（ＮＨ4 ＯＨ）が含まれた
洗浄液が広く使用されて来た。ここで、塩酸が含まれた
洗浄液は塩酸（HCL ）、過酸化水素（Ｈ2 Ｏ2 ）及び脱
イオン水が各々１：１：６の体積比で混合された溶液
（以下、第１洗浄液と称する）を意味し、ＮＨ4 ＯＨが
含まれた洗浄液はＮＨ4 ＯＨ、Ｈ2 Ｏ2 及び脱イオン水
が各々１：４：２０の体積比で混合された溶液（以下、
第２洗浄液と称する）を意味する。第１洗浄液は無機汚
染物質を除去するに適し、第２洗浄液は有機汚染物質を
除去するに適する。
【０００４】第１洗浄液または第２洗浄液を使用する従
来の洗浄工程を詳しく説明する。まず、第１洗浄液を使
用する洗浄工程はウェーハを第１洗浄液に所定時間浸け
てウェーハの表面の汚染物質、特に無機汚染物質を除去
させる第１段階と、前記第１段階が完了されたウェーハ
を脱イオン水に浸けてウェーハの表面に残存する第１洗
浄液をクイックダンプリンス（quick dump rinse：以下
QDR と称する）工程で除去する第２段階と、前記第２段
階が完了されたウェーハを希釈HF溶液に浸けてウェーハ
の表面に残存する無機汚染物質を除去する第３段階と、
前記第３段階が完了されたウェーハを脱イオン水に浸け
てウェーハの表面に残存するHF溶液をQDR 工程で除去す
る第４段階と、前記第４段階が完了されたウェーハを脱
イオン水に浸けてウェーハの表面に残存する残留物を除
去する最終リンス工程の第５段階と、前記第５段階が完
了されたウェーハを回転させウェーハの表面に残ってい
る脱イオン水を除去するスピンドライ工程の第６段階よ
りなる。ここで、１つの段階が完了されてから次の段階
を進行するためにはウェーハを移動させるべきである
が、この際ウェーハが大気中に露出される。そして第１
洗浄液を使用してウェーハの表面を洗浄する場合、有機
汚染物質は易く除去されない。
来の洗浄工程を詳しく説明する。まず、第１洗浄液を使
用する洗浄工程はウェーハを第１洗浄液に所定時間浸け
てウェーハの表面の汚染物質、特に無機汚染物質を除去
させる第１段階と、前記第１段階が完了されたウェーハ
を脱イオン水に浸けてウェーハの表面に残存する第１洗
浄液をクイックダンプリンス（quick dump rinse：以下
QDR と称する）工程で除去する第２段階と、前記第２段
階が完了されたウェーハを希釈HF溶液に浸けてウェーハ
の表面に残存する無機汚染物質を除去する第３段階と、
前記第３段階が完了されたウェーハを脱イオン水に浸け
てウェーハの表面に残存するHF溶液をQDR 工程で除去す
る第４段階と、前記第４段階が完了されたウェーハを脱
イオン水に浸けてウェーハの表面に残存する残留物を除
去する最終リンス工程の第５段階と、前記第５段階が完
了されたウェーハを回転させウェーハの表面に残ってい
る脱イオン水を除去するスピンドライ工程の第６段階よ
りなる。ここで、１つの段階が完了されてから次の段階
を進行するためにはウェーハを移動させるべきである
が、この際ウェーハが大気中に露出される。そして第１
洗浄液を使用してウェーハの表面を洗浄する場合、有機
汚染物質は易く除去されない。
【０００５】次いで、第２洗浄液を使用する洗浄工程は
ウェーハを第２洗浄液に所定時間浸けてウェーハの表面
の汚染物質、特に有機汚染物質を除去させる第１段階と
前述した第１洗浄液を使用する洗浄工程の第２段階乃至
第６段階よりなる。この際、第２洗浄液を使用する洗浄
工程は第１洗浄液を使用する洗浄工程に比べて金属イオ
ン（Na、Cu）のような汚染粒子を除去させる効果は優秀
であるが、シリコンよりなる物質、即ちシリコンウェー
ハまたはシリコン膜（多結晶シリコン膜または非晶質シ
リコン膜）がＮＨ4 ＯＨ溶液により蝕刻される問題点が
発生する。このように半導体素子の製造に必須的に使用
されるシリコンウェーハまたはシリコン膜が洗浄工程に
より蝕刻されると、その厚さが薄くなると共にその表面
が粗くなるので半導体素子の特性が低下される問題が発
生する。例えば、シリコンウェーハの所定領域、要する
にＭＯＳトランジスターのソース／ドレイン領域上にコ
ンタクトホールが形成された基板を前記第２洗浄液で洗
浄する場合前記ソース／ドレイン領域の一部が蝕刻され
る。従って、コンタクトホールにより露出されたソース
／ドレイン領域の接合深さが浅くなるので前記コンタク
トホールを覆う金属膜、例えばアルミニウムよりなる配
線が後続熱処理工程により溶融されソース／ドレイン領
域下の半導体基板まで浸透されやすく、これに因して半
導体素子の信頼性が大きく低下される。このような現象
は浅い接合のソース／ドレイン領域が要求される高集積
半導体素子においてさらに激しく発生される。また、Ｍ
ＯＳトランジスターチャンネル領域が形成される半導体
基板またはＤＲＡＭ素子のセルキャパシタのストレージ
電極で使用されるシリコン膜の表面を前記第２洗浄液で
洗浄する場合、半導体基板またはシリコン膜の表面が粗
くなるのでこれら粗くなった表面上にゲート絶縁膜また
はキャパシタの誘電膜を形成すれば、ＭＯＳトランジス
ターのゲート絶縁膜特性またはキャパシタの誘電膜特性
を低下させる。即ち、ゲート絶縁膜または誘電膜の耐圧
を減少させると共に漏れ電流を増加させることにより、
半導体素子の信頼性を低下させる。
ウェーハを第２洗浄液に所定時間浸けてウェーハの表面
の汚染物質、特に有機汚染物質を除去させる第１段階と
前述した第１洗浄液を使用する洗浄工程の第２段階乃至
第６段階よりなる。この際、第２洗浄液を使用する洗浄
工程は第１洗浄液を使用する洗浄工程に比べて金属イオ
ン（Na、Cu）のような汚染粒子を除去させる効果は優秀
であるが、シリコンよりなる物質、即ちシリコンウェー
ハまたはシリコン膜（多結晶シリコン膜または非晶質シ
リコン膜）がＮＨ4 ＯＨ溶液により蝕刻される問題点が
発生する。このように半導体素子の製造に必須的に使用
されるシリコンウェーハまたはシリコン膜が洗浄工程に
より蝕刻されると、その厚さが薄くなると共にその表面
が粗くなるので半導体素子の特性が低下される問題が発
生する。例えば、シリコンウェーハの所定領域、要する
にＭＯＳトランジスターのソース／ドレイン領域上にコ
ンタクトホールが形成された基板を前記第２洗浄液で洗
浄する場合前記ソース／ドレイン領域の一部が蝕刻され
る。従って、コンタクトホールにより露出されたソース
／ドレイン領域の接合深さが浅くなるので前記コンタク
トホールを覆う金属膜、例えばアルミニウムよりなる配
線が後続熱処理工程により溶融されソース／ドレイン領
域下の半導体基板まで浸透されやすく、これに因して半
導体素子の信頼性が大きく低下される。このような現象
は浅い接合のソース／ドレイン領域が要求される高集積
半導体素子においてさらに激しく発生される。また、Ｍ
ＯＳトランジスターチャンネル領域が形成される半導体
基板またはＤＲＡＭ素子のセルキャパシタのストレージ
電極で使用されるシリコン膜の表面を前記第２洗浄液で
洗浄する場合、半導体基板またはシリコン膜の表面が粗
くなるのでこれら粗くなった表面上にゲート絶縁膜また
はキャパシタの誘電膜を形成すれば、ＭＯＳトランジス
ターのゲート絶縁膜特性またはキャパシタの誘電膜特性
を低下させる。即ち、ゲート絶縁膜または誘電膜の耐圧
を減少させると共に漏れ電流を増加させることにより、
半導体素子の信頼性を低下させる。
【０００６】前述したように従来の洗浄液は塩酸のよう
な強酸溶液またはＮＨ4 ＯＨのようなアルカリ溶液を含
有するので洗浄工程のための装備、例えばウェットステ
ーション（wet ststion ）の配管及び設備部分を腐蝕さ
せやすい。従って、洗浄工程のための装備の寿命を短縮
させる問題点があった。また、それぞれの段階が完了さ
れる時毎にウェーハを大気中に露出させた状態で移動さ
せるべきであるので、ウェーハの表面に多くの汚染粒子
が吸着されて洗浄工程の効率を減少させる。そして第１
洗浄液を使用する洗浄工程は有機汚染物質を除去しにく
く、第２洗浄液を使用する洗浄工程は洗浄効果は抜群で
あるが、シリコンよりなる物質が蝕刻されて半導体素子
の信頼性を低下させる問題点がある。
な強酸溶液またはＮＨ4 ＯＨのようなアルカリ溶液を含
有するので洗浄工程のための装備、例えばウェットステ
ーション（wet ststion ）の配管及び設備部分を腐蝕さ
せやすい。従って、洗浄工程のための装備の寿命を短縮
させる問題点があった。また、それぞれの段階が完了さ
れる時毎にウェーハを大気中に露出させた状態で移動さ
せるべきであるので、ウェーハの表面に多くの汚染粒子
が吸着されて洗浄工程の効率を減少させる。そして第１
洗浄液を使用する洗浄工程は有機汚染物質を除去しにく
く、第２洗浄液を使用する洗浄工程は洗浄効果は抜群で
あるが、シリコンよりなる物質が蝕刻されて半導体素子
の信頼性を低下させる問題点がある。
【０００７】
【発明が解決しょうとする課題】従って、本発明の目的
は洗浄効率を極大化させると共にシリコンよりなる物質
膜の表面特性を改善させうる半導体基板の洗浄液を提供
することにある。
は洗浄効率を極大化させると共にシリコンよりなる物質
膜の表面特性を改善させうる半導体基板の洗浄液を提供
することにある。
【０００８】本発明の他の目的は前記洗浄液を使用して
半導体基板を洗浄する方法を提供することにある。
半導体基板を洗浄する方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
本発明は、ＨＦ溶液、過酸化水素（Ｈ2 Ｏ2 ）溶液、イ
ソプロピルアルコール（ＩＰＡ）及び脱イオン水の混合
溶液で構成されたことを特徴とする半導体基板の洗浄液
を提供する。
本発明は、ＨＦ溶液、過酸化水素（Ｈ2 Ｏ2 ）溶液、イ
ソプロピルアルコール（ＩＰＡ）及び脱イオン水の混合
溶液で構成されたことを特徴とする半導体基板の洗浄液
を提供する。
【００１０】望ましくは、前記ＨＦ溶液、前記Ｈ2 Ｏ2
溶液、前記ＩＰＡ及び前記脱イオン水の体積基準混合比
は１：５乃至１５：４０乃至６０：４０乃至６０である
ことを特徴とする。
溶液、前記ＩＰＡ及び前記脱イオン水の体積基準混合比
は１：５乃至１５：４０乃至６０：４０乃至６０である
ことを特徴とする。
【００１１】また、望ましくは前記ＨＦ溶液、前記Ｈ2
Ｏ2 溶液及び前記ＩＰＡの純度は各々４５％乃至５５
％、２５％乃至３５％及び１００％であることを特徴と
する。
Ｏ2 溶液及び前記ＩＰＡの純度は各々４５％乃至５５
％、２５％乃至３５％及び１００％であることを特徴と
する。
【００１２】前記他の目的を達成するため本発明は、Ｈ
Ｆ溶液、Ｈ2 Ｏ2 溶液、ＩＰＡ及び脱イオン水が混合さ
れた洗浄液が盛られた第１液槽にウェーハを浸けて洗浄
する段階と、前記洗浄されたウェーハを脱イオン水が盛
られた第２液槽に浸けて前記洗浄されたウェーハの表面
に残存する洗浄液を除去する段階と、前記洗浄液が除去
されたウェーハを脱イオン水が盛られた第３液槽に浸け
て前記洗浄液が除去されたウェーハの表面に残存する残
留物を除去する段階と、前記残留物が除去されたウェー
ハを回転させ、その表面に残存する脱イオン水を除去す
る段階とを含むことを特徴とする半導体基板の洗浄方法
を提供する。
Ｆ溶液、Ｈ2 Ｏ2 溶液、ＩＰＡ及び脱イオン水が混合さ
れた洗浄液が盛られた第１液槽にウェーハを浸けて洗浄
する段階と、前記洗浄されたウェーハを脱イオン水が盛
られた第２液槽に浸けて前記洗浄されたウェーハの表面
に残存する洗浄液を除去する段階と、前記洗浄液が除去
されたウェーハを脱イオン水が盛られた第３液槽に浸け
て前記洗浄液が除去されたウェーハの表面に残存する残
留物を除去する段階と、前記残留物が除去されたウェー
ハを回転させ、その表面に残存する脱イオン水を除去す
る段階とを含むことを特徴とする半導体基板の洗浄方法
を提供する。
【００１３】望ましくは、前記ＨＦ溶液、前記Ｈ2 Ｏ2
溶液及び前記ＩＰＡ及び前記脱イオン水の体積基準混合
比は１：５乃至１５：４０乃至６０：４０乃至６０であ
ることを特徴とする。
溶液及び前記ＩＰＡ及び前記脱イオン水の体積基準混合
比は１：５乃至１５：４０乃至６０：４０乃至６０であ
ることを特徴とする。
【００１４】また望ましくは、前記ＨＦ溶液、前記Ｈ2
Ｏ2 溶液及び前記ＩＰＡの純度は各々４５％乃至５５
％、２５％乃至３５％及び１００％であることを特徴と
する。
Ｏ2 溶液及び前記ＩＰＡの純度は各々４５％乃至５５
％、２５％乃至３５％及び１００％であることを特徴と
する。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を詳しく説
明する。本発明による洗浄液は脱イオン水にイソプロピ
ルアルコール（ＩＰＡ：Ｃ3 Ｈ7 ＯＨ）、過酸化水素
（Ｈ2 Ｏ2 ）溶液、ＨＦ溶液を各々所定の体積比で混合
させて作る。ここで、前記それぞれの化学溶液を混合す
る順序は脱イオン水にイソプロピルアルコール、過酸化
水素溶液及びＨＦ溶液を順次的に混合することが望まし
い。
明する。本発明による洗浄液は脱イオン水にイソプロピ
ルアルコール（ＩＰＡ：Ｃ3 Ｈ7 ＯＨ）、過酸化水素
（Ｈ2 Ｏ2 ）溶液、ＨＦ溶液を各々所定の体積比で混合
させて作る。ここで、前記それぞれの化学溶液を混合す
る順序は脱イオン水にイソプロピルアルコール、過酸化
水素溶液及びＨＦ溶液を順次的に混合することが望まし
い。
【００１６】一方、前記イソプロピルアルコール、過酸
化水素溶液及びＨＦ溶液の純度は望ましくは各々１００
％、２５％乃至３５％及び４５％乃至５５％であり、最
も望ましくは各々１００％、３１％及び４９％である。
また、前記所定の体積比はＨＦ溶液の体積が１の場合、
過酸化水素溶液、イソプロピルアルコール及び脱イオン
水の体積が各々５乃至１５、４０乃至６０及び４０乃至
６０であることが望ましく、最も望ましくは各々１０、
５０及び５０である。
化水素溶液及びＨＦ溶液の純度は望ましくは各々１００
％、２５％乃至３５％及び４５％乃至５５％であり、最
も望ましくは各々１００％、３１％及び４９％である。
また、前記所定の体積比はＨＦ溶液の体積が１の場合、
過酸化水素溶液、イソプロピルアルコール及び脱イオン
水の体積が各々５乃至１５、４０乃至６０及び４０乃至
６０であることが望ましく、最も望ましくは各々１０、
５０及び５０である。
【００１７】このように作られた本発明の洗浄液は有機
汚染物質及び無機汚染物質を全て除去させる能力が優秀
である。従って、本発明による洗浄液でウェーハの表面
を洗浄する場合には従来の洗浄工程中希釈ＨＦ溶液を使
用する第３段階とウェーハの表面に残存する希釈ＨＦ溶
液を除去するための第４段階が要求されない。
汚染物質及び無機汚染物質を全て除去させる能力が優秀
である。従って、本発明による洗浄液でウェーハの表面
を洗浄する場合には従来の洗浄工程中希釈ＨＦ溶液を使
用する第３段階とウェーハの表面に残存する希釈ＨＦ溶
液を除去するための第４段階が要求されない。
【００１８】本発明による洗浄液でウェーハを洗浄する
方法は本発明による洗浄液で満たされた第１液槽にウェ
ーハを所定時間浸けてウェーハ表面の汚染物質（無機及
び有機汚染物質）を除去する第１段階と、前記第１段階
が完了されたウェーハを脱イオン水で満たされた第２液
槽に浸けてウェーハの表面に残存する本発明の洗浄液を
クイックダンプリンス（quick dump rinse：以下QDR と
称する）工程で除去する第２段階と、前記第２段階が完
了されたウェーハを脱イオン水で満たされた第３液槽に
浸けてウェーハの表面に残存する残留物を除去する最終
リンス工程の第３段階と、前記第３段階が完了されたウ
ェーハを回転させウェーハの表面に残っている脱イオン
水を除去するスピンドライ工程の第４段階よりなる。
方法は本発明による洗浄液で満たされた第１液槽にウェ
ーハを所定時間浸けてウェーハ表面の汚染物質（無機及
び有機汚染物質）を除去する第１段階と、前記第１段階
が完了されたウェーハを脱イオン水で満たされた第２液
槽に浸けてウェーハの表面に残存する本発明の洗浄液を
クイックダンプリンス（quick dump rinse：以下QDR と
称する）工程で除去する第２段階と、前記第２段階が完
了されたウェーハを脱イオン水で満たされた第３液槽に
浸けてウェーハの表面に残存する残留物を除去する最終
リンス工程の第３段階と、前記第３段階が完了されたウ
ェーハを回転させウェーハの表面に残っている脱イオン
水を除去するスピンドライ工程の第４段階よりなる。
【００１９】このように本発明による洗浄工程は従来の
洗浄工程に比べて２つの段階を減少させることにより洗
浄工程時間を短縮させ、これにより生産性を大きく向上
させうる。
洗浄工程に比べて２つの段階を減少させることにより洗
浄工程時間を短縮させ、これにより生産性を大きく向上
させうる。
【００２０】また、本発明による洗浄液は従来の洗浄液
に比べてウェーハの表面エネルギーを大きく減少させ
る。このようにウェーハの表面エネルギーが減少される
と、本発明による洗浄工程の第１段階以降にウェーハの
表面に新たな汚染粒子が追加に吸着される現象を大きく
抑制させうる。よって、洗浄工程の効率を極大化させう
る。
に比べてウェーハの表面エネルギーを大きく減少させ
る。このようにウェーハの表面エネルギーが減少される
と、本発明による洗浄工程の第１段階以降にウェーハの
表面に新たな汚染粒子が追加に吸着される現象を大きく
抑制させうる。よって、洗浄工程の効率を極大化させう
る。
【００２１】前述した本発明の効果をさらに具体的に説
明するため、相異なる２枚の半導体基板の中１枚は従来
の第２洗浄液で洗浄し、他の１枚は本発明の洗浄液で洗
浄した。引続き、前記洗浄されたそれぞれの半導体基板
表面の特性（例えば、シリコン原子の寿命時間及び半導
体基板の表面粗度（μ−roughness ））について測っ
た。これに対した測定結果を図２に示した。これと共
に、前記洗浄されたそれぞれの半導体基板上に誘電膜及
び上部電極を順次に形成してから多数の位置で誘電膜の
破壊電圧を測った。そして、これら誘電膜の破壊電圧を
電界に換算した値をｘ軸に示し、それぞれの電界に対し
た蓄積された不良発生率をｙ軸に示したグラフが図１に
示された。シリコン原子の寿命時間は半導体基板の表面
で励起されたシリコン原子等が初期の平衡状態に戻るに
かかる時間を示す。この際、半導体基板の表面のシリコ
ン原子等を励起させる方法では前記洗浄されたそれぞれ
の半導体基板の表面上に保護膜として約１２０Åの酸化
膜を形成した後、その結果物の表面に９０４nmの波長を
有するGaAsレーザーを照射させる方法を使用した。従っ
て、半導体基板の表面が汚染物質、特に金属（Na、Cu
等）のような物質により汚染された場合には励起された
シリコン原子等が金属原子等と反応して初期の平衡状態
に戻る時間が非常に短い。そして半導体基板の表面粗度
（μ−roughness ）は従来の洗浄液または本発明による
洗浄液で洗浄された半導体基板の表面に形成された屈曲
の平均高さを意味する。従って、シリコン膜を過度に蝕
刻する特性を有する洗浄液により洗浄された半導体基板
こそ粗度が大きい。また、誘電膜の破壊電圧を測定する
ため製作された試料において、誘電膜で１０Åの自然酸
化膜、５５Åのシリコン窒化膜及び前記シリコン窒化膜
を熱酸化させて形成された１５Åのシリコン酸化膜が順
次に形成されたＯ／Ｎ／Ｏ膜を使用した。
明するため、相異なる２枚の半導体基板の中１枚は従来
の第２洗浄液で洗浄し、他の１枚は本発明の洗浄液で洗
浄した。引続き、前記洗浄されたそれぞれの半導体基板
表面の特性（例えば、シリコン原子の寿命時間及び半導
体基板の表面粗度（μ−roughness ））について測っ
た。これに対した測定結果を図２に示した。これと共
に、前記洗浄されたそれぞれの半導体基板上に誘電膜及
び上部電極を順次に形成してから多数の位置で誘電膜の
破壊電圧を測った。そして、これら誘電膜の破壊電圧を
電界に換算した値をｘ軸に示し、それぞれの電界に対し
た蓄積された不良発生率をｙ軸に示したグラフが図１に
示された。シリコン原子の寿命時間は半導体基板の表面
で励起されたシリコン原子等が初期の平衡状態に戻るに
かかる時間を示す。この際、半導体基板の表面のシリコ
ン原子等を励起させる方法では前記洗浄されたそれぞれ
の半導体基板の表面上に保護膜として約１２０Åの酸化
膜を形成した後、その結果物の表面に９０４nmの波長を
有するGaAsレーザーを照射させる方法を使用した。従っ
て、半導体基板の表面が汚染物質、特に金属（Na、Cu
等）のような物質により汚染された場合には励起された
シリコン原子等が金属原子等と反応して初期の平衡状態
に戻る時間が非常に短い。そして半導体基板の表面粗度
（μ−roughness ）は従来の洗浄液または本発明による
洗浄液で洗浄された半導体基板の表面に形成された屈曲
の平均高さを意味する。従って、シリコン膜を過度に蝕
刻する特性を有する洗浄液により洗浄された半導体基板
こそ粗度が大きい。また、誘電膜の破壊電圧を測定する
ため製作された試料において、誘電膜で１０Åの自然酸
化膜、５５Åのシリコン窒化膜及び前記シリコン窒化膜
を熱酸化させて形成された１５Åのシリコン酸化膜が順
次に形成されたＯ／Ｎ／Ｏ膜を使用した。
【００２２】図１の部材符号ａ及びｂで示した曲線は各
々従来の洗浄液及び本発明による洗浄液を適用した場合
を示し、図２の部材符号ｃ及びｄで示したデータは各々
洗浄された半導体基板の表面粗度及び洗浄された半導体
基板の表面のシリコン原子等の寿命時間を示す。
々従来の洗浄液及び本発明による洗浄液を適用した場合
を示し、図２の部材符号ｃ及びｄで示したデータは各々
洗浄された半導体基板の表面粗度及び洗浄された半導体
基板の表面のシリコン原子等の寿命時間を示す。
【００２３】ここで、本発明の洗浄液として脱イオン
水、１００％の純度を有するイソプロピルアルコール、
３１％の純度を有する過酸化水素溶液及び４９％の純度
を有するＨＦ溶液が各々５０：５０：１０：１の体積比
で混合された溶液を使用した。
水、１００％の純度を有するイソプロピルアルコール、
３１％の純度を有する過酸化水素溶液及び４９％の純度
を有するＨＦ溶液が各々５０：５０：１０：１の体積比
で混合された溶液を使用した。
【００２４】図１及び図２に示されたように、従来の洗
浄液で洗浄した半導体基板の表面上に形成された誘電膜
が破壊され始める電解は約８MV／cmの値を示し、本発明
の洗浄液で洗浄した半導体基板の表面上に形成された誘
電膜が破壊され始める電界は約８．５MV／cmの値を示
す。従って、本発明による洗浄液で洗浄した半導体基板
上に形成された誘電膜は従来技術による洗浄液で洗浄し
た半導体基板上に形成された誘電膜よりさらに高い耐圧
を有することがわかる。これは、図２に示された測定結
果からわかるように本発明による洗浄液が従来の洗浄液
に比べて半導体基板の表面に分布する汚染粒子、特にNa
またはCuのような金属イオンの除去に優れると共にシリ
コンよりなる半導体基板の表面に損傷を与えない特性を
有するからである。
浄液で洗浄した半導体基板の表面上に形成された誘電膜
が破壊され始める電解は約８MV／cmの値を示し、本発明
の洗浄液で洗浄した半導体基板の表面上に形成された誘
電膜が破壊され始める電界は約８．５MV／cmの値を示
す。従って、本発明による洗浄液で洗浄した半導体基板
上に形成された誘電膜は従来技術による洗浄液で洗浄し
た半導体基板上に形成された誘電膜よりさらに高い耐圧
を有することがわかる。これは、図２に示された測定結
果からわかるように本発明による洗浄液が従来の洗浄液
に比べて半導体基板の表面に分布する汚染粒子、特にNa
またはCuのような金属イオンの除去に優れると共にシリ
コンよりなる半導体基板の表面に損傷を与えない特性を
有するからである。
【００２５】本発明は前記実施例に限定されなく、多く
の変形が本発明の技術的思想内で当分野で通常の知識を
有する者により可能であることは明白である。
の変形が本発明の技術的思想内で当分野で通常の知識を
有する者により可能であることは明白である。
【００２６】
【発明の効果】前述したように本発明によれば、半導体
基板、特にシリコン膜よりなる基板表面が過度に蝕刻さ
れる現象を防止しながら汚染粒子の洗浄能力が優秀であ
る。従って、本発明による洗浄液を高集積半導体素子の
洗浄工程、特にＭＯＳトランジスターのゲート絶縁膜の
形成前の洗浄工程及びキャパシタの誘電膜の形成前の洗
浄工程に使用することにより、ゲート絶縁膜及び誘電膜
の信頼性を改善させうる。また、洗浄工程の段階を減少
させ生産性を向上させうる。
基板、特にシリコン膜よりなる基板表面が過度に蝕刻さ
れる現象を防止しながら汚染粒子の洗浄能力が優秀であ
る。従って、本発明による洗浄液を高集積半導体素子の
洗浄工程、特にＭＯＳトランジスターのゲート絶縁膜の
形成前の洗浄工程及びキャパシタの誘電膜の形成前の洗
浄工程に使用することにより、ゲート絶縁膜及び誘電膜
の信頼性を改善させうる。また、洗浄工程の段階を減少
させ生産性を向上させうる。
【図１】 従来の技術及び本発明による洗浄液で洗浄工
程を行ったそれぞれの半導体基板上に形成された誘電膜
の破壊電圧特性曲線を共に示すグラフである。
程を行ったそれぞれの半導体基板上に形成された誘電膜
の破壊電圧特性曲線を共に示すグラフである。
【図２】 従来の技術及び本発明による洗浄液で洗浄し
たそれぞれの半導体基板の表面特性を共に示すグラフで
ある。
たそれぞれの半導体基板の表面特性を共に示すグラフで
ある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鄭 昊 均 大韓民国ソウル特別市瑞草區瑞草洞12番地 三星ビラー102號
Claims (6)
- 【請求項１】 ＨＦ溶液、Ｈ2 Ｏ2 溶液、ＩＰＡ及び脱
イオン水の混合溶液で構成されたことを特徴とする半導
体基板の洗浄液。 - 【請求項２】 前記ＨＦ溶液、前記Ｈ2 Ｏ2 溶液、前記
ＩＰＡ及び前記脱イオン水の体積基準混合比は１：５乃
至１５：４０乃至６０：４０乃至６０であることを特徴
とする請求項１に記載の半導体基板の洗浄液。 - 【請求項３】 前記ＨＦ溶液、前記Ｈ2 Ｏ2 溶液及び前
記ＩＰＡの純度は各々４５％乃至５５％、２５％乃至３
５％及び１００％であることを特徴とする請求項１に記
載の半導体基板の洗浄液。 - 【請求項４】 ＨＦ溶液、Ｈ2 Ｏ2 溶液、ＩＰＡ及び脱
イオン水が混合された洗浄液が盛られた第１液槽にウェ
ーハを浸けて洗浄する段階と、 前記洗浄されたウェーハを脱イオン水が盛られた第２液
槽に浸けて前記洗浄されたウェーハの表面に残存する洗
浄液を除去する段階と、 前記洗浄液が除去されたウェーハを脱イオン水が盛られ
た第３液槽に浸けて前記洗浄液が除去されたウェーハの
表面に残存する残留物を除去する段階と、 前記残留物が除去されたウェーハを回転させ、その表面
に残存する脱イオン水を除去する段階とを含むことを特
徴とする半導体基板の洗浄方法。 - 【請求項５】 前記ＨＦ溶液、前記Ｈ2 Ｏ2 溶液及び前
記ＩＰＡの純度は各々４５％乃至５５％、２５％乃至３
５％及び１００％であることを特徴とする請求項４に記
載の半導体基板の洗浄方法。 - 【請求項６】 前記ＨＦ溶液、前記Ｈ2 Ｏ2 溶液、前記
ＩＰＡ及び前記脱イオン水の体積基準混合比は１：５乃
至１５：４０乃至６０：４０乃至６０であることを特徴
とする請求項４に記載の半導体基板の洗浄方法。
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|---|---|---|---|
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|---|---|
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| US6337235B1 (en) * | 1999-03-26 | 2002-01-08 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
| US6248704B1 (en) | 1999-05-03 | 2001-06-19 | Ekc Technology, Inc. | Compositions for cleaning organic and plasma etched residues for semiconductors devices |
| US6194366B1 (en) | 1999-11-16 | 2001-02-27 | Esc, Inc. | Post chemical-mechanical planarization (CMP) cleaning composition |
| US6723691B2 (en) | 1999-11-16 | 2004-04-20 | Advanced Technology Materials, Inc. | Post chemical-mechanical planarization (CMP) cleaning composition |
| DE19960573C2 (de) * | 1999-12-15 | 2002-10-10 | Promos Technologies Inc | Verfahren zum Entfernen von festen Rückständen auf Oberflächen von Halbleiterscheiben |
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| US7176041B2 (en) * | 2003-07-01 | 2007-02-13 | Samsung Electronics Co., Ltd. | PAA-based etchant, methods of using same, and resultant structures |
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| DE102006031105A1 (de) * | 2006-07-05 | 2008-01-10 | Wacker Chemie Ag | Verfahren zur Reinigung von Polysilicium-Bruch |
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| CN102698983A (zh) * | 2012-05-08 | 2012-10-03 | 常州天合光能有限公司 | 一种太阳能级硅片的清洗方法 |
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| US4759823A (en) * | 1987-06-02 | 1988-07-26 | Krysalis Corporation | Method for patterning PLZT thin films |
| US5037485A (en) * | 1989-09-14 | 1991-08-06 | Dow Corning Corporation | Method of cleaning surfaces |
| US5350489A (en) * | 1990-10-19 | 1994-09-27 | Purex Co., Ltd. | Treatment method of cleaning surface of plastic molded item |
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- 1996-03-07 KR KR1019960005954A patent/KR100207469B1/ko not_active Expired - Fee Related
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1997
- 1997-02-12 JP JP02779297A patent/JP3679216B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1997-02-27 US US08/805,210 patent/US5846921A/en not_active Expired - Lifetime
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