DE4209865C2 - Verfahren zur Verbesserung der Wirksamkeit wässeriger Reinigungsmittel zum Entfernen metallhaltiger Rückstände auf Halbleiteroberflächen - Google Patents
Verfahren zur Verbesserung der Wirksamkeit wässeriger Reinigungsmittel zum Entfernen metallhaltiger Rückstände auf HalbleiteroberflächenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung der
Wirksamkeit wässeriger Reinigungsmittel zum Entfernen
metallhaltiger Rückstände auf Halbleiteroberflächen, insbe
sondere Siliciumscheiben.
Mit der fortlaufenden Miniaturisierung der Strukturen von
elektronischen Bauelementen, bei der inzwischen der Sub
mikrometerbereich erreicht ist, sind die Anforderungen an
die Reinheit der Substrate, aus denen die Bauelemente herge
stellt werden, besonders gestiegen. Dies gilt insbesondere
für die Halbleiterscheiben aus Silicium oder Galliumarsenid,
in die in zahlreichen Verfahrensschritten elektronische
Strukturen wie Transistoren und die sie verbindenden Leiter
bahnen geätzt werden. Sind während dieses Prozesses Rück
stände an der Scheibenoberfläche adsorbiert, deren Durchmes
ser in der Größenordnung der kleinsten elektronischen Struk
turen oder darüber liegt, so führt dies zu schwerwiegenden
Funktionsstörungen bis hin zum Totalausfall des Schaltkrei
ses. Die Hersteller der Halbleiterscheiben sind deshalb be
strebt, Produkte auszuliefern, die möglichst frei von Rück
ständen der kritischen Größe sind und es liegt im Interesse
der Bauelementhersteller, Vorsorge zu treffen, daß die
Scheibenoberflächen frei von solchen Rückständen bleiben.
Dennoch werden sowohl bei der Scheiben- als auch bei der
Bauelementherstellung wiederholt Prozeßschritte nötig, wäh
rend derer störende Rückstände erzeugt werden. So entstehen
durch die mechanische Oberflächenbehandlung durch Läppen
oder Polieren, oder die chemische Behandlung durch alka
lisch-oxidatives oder saueres Ätzen Teilchen aus Silicium,
Siliciumdioxid, Metalloxid, Metallhydroxid oder Kunststoff,
die umso stärker an der Oberfläche adsorbieren, je kleiner
sie sind. Besonders fest haften Teilchen, deren Durchmesser
unter 1 µm liegen (M. R. Kurz, A. Busnaina, F. E. W. Kern Jr.,
Proc. of Inst. of Environ. Sci, 340-344, 1989). Metallhal
tige Verunreinigungen auf Halbleiteroberflächen sind jedoch
so gering als möglich zu halten, weil Fremdmetalle die elek
tronischen Verhältnisse im späteren Bauelement empfindlich
stören. Die Ablagerungen von Metallhydroxiden sind besonders
schwierig zu entfernen, da die Si(OH)-Gruppen der geätzten
Scheibenoberfläche ausgezeichnete Adsorptionszentren für die
Niederschläge darstellen (H. Hiratsuka, M. Tanaka, T. Tada,
R. Yoshimura, Y. Matsushita, Proc. of 11th Workshop on ULSI
Ultra Clean Technology, June 1991 Tokyo, pp. 5-20).
Es wurden verschiedene Reinigungsmethoden entwickelt, um
die genannten Rückstände und auch Staubteilchen aus der
Raumluft, die sich auf den Scheibenoberflächen niederge
schlagen haben, wieder zu entfernen. Allen gemeinsam ist,
daß ein flüssiges Reinigungsmittel auf die Scheibenober
flächen einwirkt. Bei den wirksamsten Reinigungsmethoden
wird das Entfernen von Rückständen durch einen Energieein
trag unterstützt. So dienen bei der Megasonic- und bei der
Ultrasonic-Reinigung Schallwellen dazu, Teilchen von der
Scheibenoberfläche in das Reinigungsmittel zu befördern
(J. L. Rooney, D. Y. H. Puy, D. C. Grant, Microcontam. 37-40, 98, 99, May
1990). Bei der sogenannten "Scrubber"-Methode wird über Wal
zenstöcke ein stark strömender Reinigungsmittelfilm erzeugt,
der sehr wirksam oberflächlich anhaftende Teilchen ablöst
(W. C. Krusell, D. I. Golland, Proc. Electrochem. Soc. 23-32,
1990).
Reinigungsmittel auf der Basis organischer Lösemittel haben
den Nachteil, umweltbelastend zu sein und sie stellen
erhöhte Anforderungen an die Sicherheit im Umgang, was sich
letztendlich in einer Verteuerung des Reinigungsverfahrens
niederschlägt. Organische Reinigungsmittel spielen deshalb
nur eine untergeordnete Rolle.
Bei den wässerigen Reinigungsmitteln haben sich besonders
solche bewährt, deren pH-Wert im alkalischen Bereich liegt.
Ein bekanntes Beispiel hierfür sind NH4OH und H2O2 enthalten
de wässerige Lösungen, die im als RCA-Reinigung bezeichneten
Reinigungsverfahren verwendet werden (W. Kern, D. A. Puotinen,
RCA Review, vol. 31, p. 187-206 (1970)).
Die Entfernung metallischer Kontaminationen
mittels diverser Säuren, so u. a. mittels Essigsäure, ist
eine weitere bekannte Reinigungsmöglichkeit (O. J.
Antilla, M. V. Tilli, J. Elektrochem. Soc., Vol. 138, No. 8,
Aug. 1991, p. 406C, Abstract Nr. 524).
Es ist allerdings nachteilig, daß die oben erwähnten metall
haltigen Rückstände mit herkömmlichen wässerigen Reinigungs
mitteln nur ungenügend entfernbar sind, und im Fall des Ein
satzes alkalischer Reinigungsmittel Metallhydroxidnieder
schläge neu entstehen und auf der Scheibenoberfläche adsor
biert werden.
Die Aufgabe der Erfindung bestand deshalb darin, ein Verfah
ren anzugeben, das die Wirksamkeit wässeriger Reinigungsmit
tel zum Entfernen metallhaltiger Rückstände auf Halbleiter
oberflächen, insbesondere Siliciumscheiben verbessert.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren der genannten Art ge
löst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das wässerige
Reinigungsmittel vor der Benutzung mit Kohlendioxid und/oder
mit Oxalsäure beaufschlagt wird.
Überraschenderweise wurde gefunden, daß mit dieser Maßnahme
die Wirksamkeit des wässerigen Reinigungsmittels beim Ent
fernen metallhaltiger Rückstände auf Halbleiteroberflächen
nahezu unabhängig von dessen chemischen Zusammensetzung ver
bessert wird.
Das Zudosieren von Kohlendioxid und/oder Oxalsäure, die im
folgenden als Hilfsstoffe bezeichnet werden, geschieht vor
zugsweise unmittelbar vor der Benutzung des Reinigungsmit
tels. Selbstverständlich kann die Zudosierung aber auch frü
her erfolgen und das modifizierte Reinigungsmittel gelagert
werden. Die verbesserte Reinigungswirkung des Reinigungsmit
tels wird schon alleine durch den Zusatz eines der Hilfs
stoffe erreicht, so daß das Zudosieren beider nur in Ausnah
mefällen zweckmäßig ist. Grundsätzlich kann das Reinigungs
mittel mit dem Hilfsstoff in Konzentrationen bis zur Sätti
gung beaufschlagt werden. In Verbindung mit energieeintra
genden Maßnahmen während der Reinigung kann es jedoch gün
stiger sein, mit Konzentrationen unterhalb der Sättigung zu
arbeiten. Besonders vorteilhaft sind Kohlendioxid-Konzentra
tionen von 10 bis 100% des Sättigungswertes, wobei in der
Regel während der Reinigung Normaldruck und Temperaturen von
10 bis 50°C vorherrschen. Oxalsäure wird bevorzugt in Kon
zentrationen von 0,1 bis 1% (gewichtsbezogen) dem Reini
gungsmittel als Hilfsstoff zudosiert. Beim Einsatz schall
unterstützter Reinigungsverfahren werden die günstigsten
Konzentrationen zweckmäßigerweise in Abhängigkeit der einge
brachten Leistung an Hand von Vorversuchen ermittelt.
Die Reinheit der verwendeten Hilfsstoffe muß den in der
Halbleiterindustrie üblichen Anforderungen an dort verwende
te Reagenzien genügen. Zweckmäßigerweise wird das Kohlen
dioxid durch einen mit dem Reinigungsmittel gefüllten Behäl
ter solange geleitet, bis die angestrebte Konzentration er
reicht ist. Es ist aber auch möglich, die Scheibenreinigung
in einer Kohlendioxidatmosphäre auszuführen, so daß das Koh
lendioxid über Diffusion in das Reinigungsmittel gelangt. Im
Fall von Oxalsäure als Hilfsstoff erfolgt die Zudosierung am
besten in Form einer konzentrierten wässerigen Lösung oder
in Pulverform.
Erfindungsgemäß sind zwar Kohlendioxid und Oxalsäure beson
ders geeignete Hilfsstoffe, um die Wirksamkeit wässeriger
Reinigungsmittel zum Entfernen metallhaltiger Rückstände auf
Halbleiteroberflächen zu verbessern, jedoch ist es selbst
verständlich nicht ausgeschlossen, mit nahe verwandten Ver
bindungen, wie beispielsweise Ameisensäure, eine ähnlich
günstige Wirkung zu erzielen.
Die Zudosierung des Hilfsstoffes beeinflußt die Wirksamkeit
eines wässerigen Reinigungsmittels nahezu unabhängig von
dessen chemischer Zusammensetzung günstig. Besonders vor
teilhaft ist es, reines Wasser erfindungsgemäß mit einem
oder beiden der Hilfsstoffe zu beaufschlagen. Beispielsweise
sind nach einer alkalisch-oxidativen Reinigung die üblichen
Spülschritte mit Wasser durch den Hilfsstoffzusatz wesent
lich wirksamer, da auch die fest an der Oberfläche haftenden
metallhydroxidhaltigen Rückstände entfernt werden. Vermut
lich beruht dieser Effekt darauf, daß die Hilfsstoffe sowohl
die Adsorptionskapazität der Halbleiteroberfläche als auch
die Hydrathülle der Metallionen verändern und so für die
Adsorption und die Bildung von Metallhydroxid-Niederschlä
gen ungünstige Verhältnisse schaffen. Überraschenderweise
wurde gefunden, daß mit Kohlendioxid versetztes Wasser auch
in der Lage ist, säurehaltige Reinigungsmittel, wie bei
spielsweise verdünnte Salzsäure, bei vergleichbarer Reini
gungswirkung vollkommen zu ersetzen. Korrosionsprobleme, die
im Umgang mit Salzsäure hinlänglich bekannt sind, sind des
halb durch die Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens
ohne Qualitätsverlust vermeidbar. Die Zudosierung eines oder
beider Hilfsstoffe vermag aber nicht nur besonders die Wirk
samkeit von reinem Wasser, sondern auch die nichtionische
Tenside enthaltender, wässeriger Reinigungsmittel mit neu
tralem oder sauerem pH-Wert zu verbessern.
Zweckmäßigerweise wird der Reinigungserfolg an Hand einer,
die wichtigsten metallischen Kontaminanten erfassenden Spu
renanalytik, nachgewiesen. Besonders geeignet ist die
Atomabsorptionsspektroskopie in Verbindung mit einem chemi
schen Aufschluß der oxidischen Verbindungen auf der Schei
benoberfläche durch die Einwirkung von Fluorwasserstoff
dämpfen bei Raumtemperatur. Die Methode ist unter dem Kürzel
VPD/AAS dem Fachmann bekannt und liefert ein zuverlässiges
Bild über den Fremdmetallgehalt auf der Scheibenoberfläche.
Im folgenden wird an vier Beispielen die Leistungsfähigkeit
des erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt.
Zweimal je 25 polierte Siliciumscheiben (Ansätze A und B)
mit einem Durchmesser von 150 mm wurden in einer Reinigungs
anlage mit einer aus dem RCA-Verfahren unter dem Namen SC1-
Lösung bekannten, ammoniakhaltigen Reinigungslösung gespült.
Die Entfernung von oberflächlich adsorbierten, metallhalti
gen Rückständen wurde durch eine handelsübliche Megasonic-
Anlage unterstützt. Die Behandlung dauerte 5 Minuten bei
einer Reinigungsmitteltemperatur von 50°C. Anschließend wur
den die Scheiben in einem sogenannten "Quick Dump Rinser"
(QDR) weitere 5 Minuten mit 25°C warmen Reinstwasser nach
gespült und zum Schluß im Argonstrom getrocknet. Im Gegen
satz zu Ansatz A war im Ansatz B zum Reinstwasser Kohlen
dioxid bis zur Sättigung zudosiert worden. Die abschließende
Analyse (VPD/AAS) der Hauptkontaminanten Eisen, Zink und
Kupfer ergab folgendes Ergebnis:
Zweimal je 25 polierte Siliciumscheiben (Ansätze C und D)
mit einem Durchmesser von 150 mm wurden in einem handelsüb
lichen "Spray Acid Processor" zunächst mit einer SC1-Lösung
bei 50°C gespült. Anschließend wurden die Scheibenober
flächen 3 Minuten lang mit Reinstwasser besprüht. Die Was
sertemperatur betrug 25°C. Im Unterschied zu Ansatz C er
folgte die Wasserzufuhr bei Ansatz D in einer Kohlendi
oxidatmosphäre. Die Oberflächenanalyse der abschließend im
Argonstrom getrockneten Scheiben ergab folgende Kontamina
tionswerte:
Zweimal je 25 polierte Siliciumscheiben (Ansätze E und F)
mit einem Durchmesser von 150 mm wurden, wie in Beispiel 1
beschrieben, mit einer RC1-Lösung behandelt. Während die
Scheiben von Ansatz E anschließend analog wie die Scheiben
von Ansatz A mit Reinstwasser im QDR gespült wurden, wurde
in Ansatz F dem Reinstwasser beim Spülvorgang im QDR 0,1%
Oxalsäure zudosiert. Der Spülvorgang mit dem oxalsäurehalti
gen Reinigungsmittel dauerte 3 Minuten. Anschließend wurden
die Scheiben des Ansatzes F weitere 5 Minuten mit Reinstwas
ser gespült und im Argonstrom getrocknet. Die VPD/AAS-Analyse
der gereinigten Scheibenoberflächen ergab folgende Kon
taminationswerte:
Zweimal je 25 polierte Siliciumscheiben (Ansätze G und H)
mit einem Durchmesser von 150 mm wurden in einem handelsüb
lichen Spray Acid Prozessor mit SC1-Lösung 2 Minuten bei
50°C behandelt, 3 Minuten mit kohlendioxid-gesättigtem
Reinstwasser sprühgespült und anschließend auf einem Wafer-
Scrubber mit einer Tensidlösung gereinigt und im Argonstrom
getrocknet. Bei Ansatz H war im Unterschied zu Ansatz G der
Tensidlösung Kohlendioxid in Sättigungskonzentration zudo
siert worden. Die VPD/AAS-Analyse der getrockneten Scheiben
oberflächen ergab folgende Kontaminationswerte:
Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird die Wirksamkeit
von Wasser oder gängiger wässeriger Reinigungsmittel zum
Entfernen metallhaltiger Rückstände wesentlich verbessert.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann ohne großen Aufwand in
bestehende Prozeßabläufe einbezogen werden. Außerdem können
problembehaftete Reinigungsmittel, beispielsweise solche auf
der Basis von Salzsäure ohne Qualitätsverlust durch salz
säurefreie Reinigungsmittel, deren Reinigungswirkung erfin
dungsgemäß gesteigert worden ist, ersetzt werden.
Claims (5)
1. Verfahren zur Verbesserung der Wirksamkeit wässeriger
Reinigungsmittel zum Entfernen metallhaltiger Rückstän
de auf Halbleiteroberflächen, insbesondere Silicium
scheiben, dadurch gekennzeichnet, daß das wässerige
Reinigungsmittel mit Kohlendioxid und/oder mit Oxalsäure
beaufschlagt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
Kohlendioxid in einer Konzentration von 10 bis 100% der
Sättigungskonzentration bei Normaldruck und einer Tempe
ratur von 10 bis 50°C zum wässerigen Reinigungsmittel
dosiert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
Oxalsäure in einer Konzentration von 0,1 bis 1% (ge
wichtsbezogen) bei einer Temperatur von 10 bis 50°C zum
wässerigen Reinigungsmittel dosiert wird.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis
3, dadurch gekennzeichnet, daß Wasser als Reinigungsmit
tel verwendet wird.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis
3, dadurch gekennzeichnet, daß wässerige Lösungen nicht
ionischer Tenside als Reinigungsmittel verwendet wer
den.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE4209865A DE4209865C2 (de) | 1992-03-26 | 1992-03-26 | Verfahren zur Verbesserung der Wirksamkeit wässeriger Reinigungsmittel zum Entfernen metallhaltiger Rückstände auf Halbleiteroberflächen |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| DE4209865A DE4209865C2 (de) | 1992-03-26 | 1992-03-26 | Verfahren zur Verbesserung der Wirksamkeit wässeriger Reinigungsmittel zum Entfernen metallhaltiger Rückstände auf Halbleiteroberflächen |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE4209865A1 DE4209865A1 (de) | 1993-09-30 |
| DE4209865C2 true DE4209865C2 (de) | 1994-06-30 |
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ID=6455095
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE4209865C2 (de) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0731495A3 (de) * | 1995-03-10 | 1996-11-13 | Astec Halbleitertechnologie Gm | Verfahren und Vorrichtung zum Reinigen von Siliziumscheiben |
| DE19525521B4 (de) * | 1994-07-15 | 2007-04-26 | Lam Research Corp.(N.D.Ges.D.Staates Delaware), Fremont | Verfahren zum Reinigen von Substraten |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5695572A (en) * | 1994-08-25 | 1997-12-09 | Wacker Siltronic Gesellschaft Fur Halbleitermaterialien Aktiengesellschaft | Cleaning agent and method for cleaning semiconductor wafers |
| DE4432738A1 (de) * | 1994-09-14 | 1996-03-21 | Siemens Ag | Verfahren zum naßchemischen Entfernen von Kontaminationen auf Halbleiterkristalloberflächen |
| US5800626A (en) * | 1997-02-18 | 1998-09-01 | International Business Machines Corporation | Control of gas content in process liquids for improved megasonic cleaning of semiconductor wafers and microelectronics substrates |
| JPH10303171A (ja) * | 1997-04-28 | 1998-11-13 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体ウェーハのウエット処理方法及びウエット処理装置 |
| DE19741465A1 (de) | 1997-09-19 | 1999-03-25 | Wacker Chemie Gmbh | Polykristallines Silicium |
| US6231677B1 (en) * | 1998-02-27 | 2001-05-15 | Kanto Kagaku Kabushiki Kaisha | Photoresist stripping liquid composition |
| JP4516176B2 (ja) | 1999-04-20 | 2010-08-04 | 関東化学株式会社 | 電子材料用基板洗浄液 |
| JP2001077070A (ja) * | 1999-06-01 | 2001-03-23 | Applied Materials Inc | メガソニック洗浄装置 |
| CN117711991A (zh) * | 2024-02-05 | 2024-03-15 | 苏州智程半导体科技股份有限公司 | 一种晶圆槽式清洗设备 |
-
1992
- 1992-03-26 DE DE4209865A patent/DE4209865C2/de not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19525521B4 (de) * | 1994-07-15 | 2007-04-26 | Lam Research Corp.(N.D.Ges.D.Staates Delaware), Fremont | Verfahren zum Reinigen von Substraten |
| EP0731495A3 (de) * | 1995-03-10 | 1996-11-13 | Astec Halbleitertechnologie Gm | Verfahren und Vorrichtung zum Reinigen von Siliziumscheiben |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE4209865A1 (de) | 1993-09-30 |
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