JP2896005B2 - Wafer cleaning method - Google Patents
Wafer cleaning methodInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ウェハー表面への酸化
膜形成前の洗浄方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cleaning method before an oxide film is formed on a wafer surface.
【０００２】[0002]
【従来の技術】半導体プロセスで用いられる洗浄は一般
に高い洗浄度が要求されるが、このうち酸化処理前に行
われる洗浄は特に高い洗浄度が要求され、この洗浄度の
度合いが製品の歩留りに大きな影響を与えている。シリ
コンウェハの酸化処理前洗浄には、シリコンウェハー表
面に形成されている自然酸化膜を除去する工程が含まれ
る。2. Description of the Related Art Generally, a high degree of cleaning is required for cleaning used in a semiconductor process. Among them, a cleaning performed before an oxidation treatment requires a particularly high degree of cleaning. It has a big impact. The pre-oxidation cleaning of the silicon wafer includes a step of removing a natural oxide film formed on the surface of the silicon wafer.
【０００３】自然酸化膜は大気中の酸素によってシリコ
ンウェハー表面が酸化されることにより形成されるが、
一般にこの自然酸化膜は清浄な雰囲気で形成されないの
で、膜中に不純物を取り込んでおり、好ましくない。そ
こで、酸化処理前洗浄ではこの自然化膜を除去し清浄な
シリコン表面を露出する工程が入る。A natural oxide film is formed by oxidizing the surface of a silicon wafer by oxygen in the atmosphere.
Generally, since this natural oxide film is not formed in a clean atmosphere, impurities are taken in the film, which is not preferable. Therefore, the cleaning before the oxidation treatment includes a step of removing the naturalized film and exposing a clean silicon surface.
【０００４】従来のウェハーの洗浄方法は、洗浄チャン
バー内に、酸化膜形成前のシリコンウェハーを水平に配
置し、ウェハー表面に、ＨＦ蒸気を十分に接触させるこ
とによって、表面の自然酸化膜や、自然酸化膜に含まれ
る空気中からの不純物等を化学反応等によって、気化し
やすい物質に変化させ、洗浄チャンバー内を常圧又は減
圧下に排気することによって、未反応のＨＦ蒸気と共に
除去する。In a conventional wafer cleaning method, a silicon wafer before an oxide film is formed is placed horizontally in a cleaning chamber, and HF vapor is sufficiently brought into contact with the wafer surface to form a natural oxide film on the surface or Impurities and the like from the air contained in the natural oxide film are changed into a substance that is easily vaporized by a chemical reaction or the like, and the inside of the cleaning chamber is evacuated to normal pressure or reduced pressure, thereby removing it along with unreacted HF vapor.
【０００５】次に、洗浄チャンバー内に水蒸気を供給
し、ＨＦ蒸気で処理されたウェハー表面の絶縁性を低下
させる残渣物を気化しやすい物質に変化させ、上記と同
様にして、排気することによって除去する。[0005] Next, water vapor is supplied into the cleaning chamber to change the residue that reduces the insulating property of the wafer surface treated with the HF vapor into a substance that is easily vaporized, and exhausted in the same manner as described above. Remove.
【０００６】次に、チャンバー内をＮ2を用いてパージ
した後チャンバーから取り出して、酸化処理により、ウ
ェハー表面に酸化膜を形成する。Next, after purging the inside of the chamber with N 2 , the chamber is taken out of the chamber, and an oxide film is formed on the wafer surface by an oxidation treatment.
【０００７】上述の工程は、本出願人により出願してい
る（特願平３−２２０４４１）。The above-mentioned process has been filed by the present applicant (Japanese Patent Application No. 3-220441).
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】上記に示した、従来の
ＨＦ蒸気を用いたウェハーの洗浄方法を用いた場合、シ
リコンウェハーに付着したＦｅ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｃｒ等の
重金属までは除去することができない。この重金属が付
着したまま、酸化処理を行った場合、ウェハー表面上に
形成された酸化膜の絶縁性の劣化が生じる。When the conventional method for cleaning a wafer using HF vapor described above is used, it is necessary to remove even heavy metals such as Fe, Cu, Ni, and Cr adhered to a silicon wafer. Can not. If the oxidation treatment is performed with the heavy metal adhered, the insulating property of the oxide film formed on the wafer surface deteriorates.
【０００９】本発明のウェハー洗浄方法は、酸化処理前
にウェハー表面の重金属を除去する手段を提供すること
を目的とする。An object of the wafer cleaning method of the present invention is to provide a means for removing heavy metals from the wafer surface before the oxidation treatment.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明のウエハー洗浄方
法は、シリコンから成るウエハー表面への酸化膜形成前
に、予め前記ウエハー表面を洗浄するウエハー洗浄方法
において、フッ化水素水溶液の蒸気と過酸化水素水の蒸
気との混合ガスを前記ウエハー表面に接触させる工程
と、フッ化水素水溶液の蒸気を前記ウエハー表面に接触
させる工程とを有することを特徴とするものである。Wafer cleaning method of the present invention, in order to solve the problems], before the oxide film formation on the wafer surface made of silicon, the wafer cleaning method for purification washed beforehand the wafer surface, full Tsu aqueous hydrogen vapor Contacting a mixed gas of hydrogen and hydrogen peroxide vapor with the wafer surface
And the vapor of the aqueous solution of hydrogen fluoride contacts the wafer surface
And a step of causing
【００１１】[0011]
【作用】上記に示したように、本発明を用いることによ
り、Ｈ2Ｏ2ガスにより、ウェハー表面に酸化膜を形成す
ると同時に、ＨＦガスによりこの酸化膜を除去すること
により、リフトオフ的にウェハー表面に付着した重金属
を除去する。As described above, by using the present invention, an oxide film is formed on the wafer surface by H 2 O 2 gas, and at the same time, by removing this oxide film by HF gas, the wafer is lifted off. Remove heavy metals adhering to the surface.
【００１２】[0012]
【実施例】以下、一実施例に基づいて、本発明を詳細に
説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail based on one embodiment.
【００１３】図１は、本発明の一実施例に用いる洗浄装
置を示す。図において、１はチャンバー，２はシリコン
ウェハー，３はディストリビュータ，４はＨＦ水溶液の
蒸気又はＨＦ蒸気の導入口，５はＨ2Ｏ2蒸気又はＨ2Ｏ
蒸気の導入口，６は排気口を示す。FIG. 1 shows a cleaning apparatus used in one embodiment of the present invention. In the figure, 1 is a chamber, 2 is a silicon wafer, 3 is a distributor, 4 is a HF aqueous solution vapor or HF vapor inlet, 5 is H 2 O 2 vapor or H 2 O.
Reference numeral 6 denotes a steam inlet and an outlet.
【００１４】次に、図１に基づいて、本発明に係るウェ
ハーの洗浄方法を説明する。Next, a method for cleaning a wafer according to the present invention will be described with reference to FIG.
【００１５】まず、チャンバー１内に、自然酸化膜を有
するシリコンウェハー２を水平に配置し、５０℃のＮ2
ガスをロータリーポンプ（図示せず）を用いて、ＨＦ水
溶液の蒸気又はＨＦ蒸気の導入口（以下「第１導入
口」）４から、６リットル／分の標準状態の流量で１分
間導入し、ファンブロワ（図示せず）で排気し、プリパ
ージを行う。First, a silicon wafer 2 having a natural oxide film is horizontally placed in a chamber 1 and N 2 at 50 ° C.
Using a rotary pump (not shown), a gas is introduced for one minute at a standard flow rate of 6 liters / minute from an inlet (hereinafter, referred to as a “first inlet”) 4 of HF aqueous solution vapor or HF vapor, The air is exhausted by a fan blower (not shown) and pre-purge is performed.
【００１６】次に、５０℃の濃度３９％のＨＦ水溶液の
蒸気とＨ2Ｏ2蒸気とをロータリーポンプを用いて第１導
入口４及びＨ2Ｏ2蒸気又はＨ2Ｏ蒸気の導入口（以下
「第２導入口」という）５から、それぞれ４リットル／
分及び２リットル／分の標準状態の流量で混合して導入
し、ディストリビュータ３を介してシリコンウェハー２
上全面に均一に３〜４Ｋｇ／ｃｍ2の圧力で１分間吹き
つけると共に、ファンブロワを用いてチャンバー１内を
排気することによって、Ｈ2Ｏ2蒸気によって形成された
酸化膜をＨＦ水溶液の蒸気によって、酸化膜形成と同時
に除去することにより、シリコンウェハー２上に付着し
た重金属を除去することができる。Next, the vapor of the HF aqueous solution having a concentration of 39% at 50 ° C. and the H 2 O 2 vapor are supplied to the first inlet 4 and the inlet of the H 2 O 2 vapor or the H 2 O vapor using a rotary pump. (Hereinafter referred to as "second inlet") 5 from 4 liters /
And 2 liters / minute at standard flow rates.
The oxide film formed by the H 2 O 2 vapor is sprayed uniformly over the entire upper surface at a pressure of 3 to 4 kg / cm 2 for 1 minute, and the chamber 1 is evacuated using a fan blower. Thus, the heavy metal attached to the silicon wafer 2 can be removed by removing the oxide film simultaneously with the formation of the oxide film.
【００１７】次に、５０℃のＨＦ蒸気とＮ2ガスとの混
合気体をロータリーポンプを用いて、第１導入口４から
それぞれ４リットル／分と２リットル／分の標準状態の
流量で混合して導入し、ディストリビュータ３を介して
シリコンウェハー２上全面に均一に３〜４Ｋｇ／ｃｍ2
の圧力で５０秒間吹き付けると共に、ファンブロワを用
いて、チャンバー１内を排気することによって、シリコ
ンウェハー２の表面の自然酸化膜を除去する。Next, a mixed gas of HF vapor and N 2 gas at 50 ° C. is mixed at a standard flow rate of 4 liters / minute and 2 liters / minute from the first inlet 4 using a rotary pump. And uniformly spread over the entire surface of the silicon wafer 2 via the distributor 3 at 3 to 4 kg / cm 2.
The natural oxide film on the surface of the silicon wafer 2 is removed by exhausting the inside of the chamber 1 by using a fan blower while spraying for 50 seconds.
【００１８】次に、５０℃のＮ2ガスをロータリーポン
プを用いて、第２導入口５から６リットル／分の標準状
態の流量で１分間導入し、ファンブロワで排気して、中
間パージを行う。Next, N 2 gas at 50 ° C. is introduced from the second inlet 5 at a standard flow rate of 6 liters / minute for one minute by using a rotary pump, exhausted by a fan blower, and the intermediate purge is performed. Do.
【００１９】次に、５０℃のＨ2Ｏ蒸気としてＮ2ガスと
の混合気体を、ロータリーポンプを用いて第２導入口５
からそれぞれ２リットル／分づつの標準状態の流量で導
入し、ディストリビュータ３を介して、ＨＦ蒸気によっ
て処理されたウェハー２上全面に均一に３〜４Ｋｇ／ｃ
ｍ2の圧力で１分間吹き付けると共に、ファンブロワを
用いてチャンバー１内を排気する。Next, a mixed gas with N 2 gas as H 2 O vapor at 50 ° C. is supplied to the second inlet 5 using a rotary pump.
At a standard flow rate of 2 liters / minute each, and 3-4 kg / c over the entire surface of the wafer 2 treated with HF vapor via the distributor 3.
While blowing at a pressure of m 2 for 1 minute, the inside of the chamber 1 is evacuated using a fan blower.
【００２０】次に、５０℃のＮ2ガスをロータリーポン
プを用いて、第２導入口５から６リットル／分の標準状
態の流量で１分間導入し、ファンブロワで排気し、ポス
トパージを行う。Next, N 2 gas at 50 ° C. is introduced for 1 minute at a standard flow rate of 6 liters / minute from the second inlet port 5 using a rotary pump, exhausted by a fan blower, and post-purged. .
【００２１】その後、ウェハー２をチャンバー１から取
り出し、酸化処理を行う。Thereafter, the wafer 2 is taken out of the chamber 1 and oxidized.
【００２２】上記工程において、チャンバー１内の温度
は２０〜６０℃，圧力は１〜１０Ｋｇ／ｃｍ2の範囲内
であればよい。In the above steps, the temperature in the chamber 1 may be in the range of 20 to 60 ° C. and the pressure may be in the range of 1 to 10 kg / cm 2 .
【００２３】[0023]
【発明の効果】以上、詳細に説明した様に、本発明を用
いることにより、ウエハー表面に付着した重金属をリフ
トオフ的に除去できるとともにウエハー表面のシリコン
のダングリングボンドにフッ素原子が結合し、ウエハー
表面に自然酸化膜が成長することを抑制できるので、洗
浄後にウエハー表面に形成した絶縁膜の絶縁性が向上で
きる。As described in detail above, by using the present invention, heavy metals adhering to the wafer surface can be removed in a lift-off manner and the silicon on the wafer surface can be removed.
Atoms are bonded to dangling bonds of
Since the growth of a natural oxide film on the surface can be suppressed,
The insulation of the insulating film formed on the wafer surface after cleaning improves
I can .
【図１】本発明の一実施例に係るウェハー洗浄装置を示
す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing a wafer cleaning apparatus according to one embodiment of the present invention.
【符号の説明】 １ チャンバー ２ シリコンウェハー ３ ディストリビュータ ４ ＨＦ水溶液の蒸気又はＨＦ蒸気の導入口 ５ Ｈ2Ｏ2蒸気又はＨ2Ｏ蒸気の導入口 ６ 排気口[Description of Signs] 1 Chamber 2 Silicon wafer 3 Distributor 4 HF aqueous solution vapor or HF vapor inlet 5 H 2 O 2 vapor or H 2 O vapor inlet 6 Exhaust port
Claims (1)
膜形成前に、予め前記ウエハー表面を洗浄するウエハー
洗浄方法において、フ ッ化水素水溶液の蒸気と過酸化水素水の蒸気との混合
ガスを前記ウエハー表面に接触させる工程と、フッ化水
素水溶液の蒸気を前記ウエハー表面に接触させる工程と
を有することを特徴とするウエハー洗浄方法。To 1. A oxide film formed before the wafer surface made of silicon, the wafer cleaning method for purification washed beforehand the wafer surface, a mixed gas of a full Tsu aqueous hydrogen vapor and hydrogen peroxide vapor Contacting the wafer surface, and fluorinated water
Contacting the vapor of an aqueous solution with the surface of the wafer.
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