JP2001185529A - 半導体ウェハの湿式化学的表面処理法 - Google Patents
半導体ウェハの湿式化学的表面処理法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体ウェハの湿式化学的表面処理法
【解決手段】 機械的表面処理の後に、殊には研磨装置
での機械的表面処理の後に、半導体ウェハの表面上に様
々な薬剤を作用させる一連の処理工程を用いて半導体ウ
ェハを湿式化学的に表面処理する際に、半導体ウェハ
を：ａ）酸の中に置き、ｂ）アルカリ性洗浄溶液中で超
音波を負荷し、ｃ）純水ですすぎ、ｄ）アルカリ性エッ
チング処理し、ｅ）純水ですすぎ、ｆ）アルカリ性洗浄
溶液中で場合により超音波で処理し、ｇ）親水処理し、
ｈ）酸性エッチング処理し、ｉ）純水ですすぎ、かつ
ｊ）最後に乾燥させ、かつ親水処理する。
での機械的表面処理の後に、半導体ウェハの表面上に様
々な薬剤を作用させる一連の処理工程を用いて半導体ウ
ェハを湿式化学的に表面処理する際に、半導体ウェハ
を：ａ）酸の中に置き、ｂ）アルカリ性洗浄溶液中で超
音波を負荷し、ｃ）純水ですすぎ、ｄ）アルカリ性エッ
チング処理し、ｅ）純水ですすぎ、ｆ）アルカリ性洗浄
溶液中で場合により超音波で処理し、ｇ）親水処理し、
ｈ）酸性エッチング処理し、ｉ）純水ですすぎ、かつ
ｊ）最後に乾燥させ、かつ親水処理する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、機械的表面処理の
後に、殊には研磨装置での機械的表面処理の後に、半導
体ウェハの表面上に様々な薬剤を作用させる一連の処理
工程を用いて半導体ウェハを湿式化学的に表面処理する
方法に関する。
後に、殊には研磨装置での機械的表面処理の後に、半導
体ウェハの表面上に様々な薬剤を作用させる一連の処理
工程を用いて半導体ウェハを湿式化学的に表面処理する
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】電子構造素子の製造でますます高じてい
る小型化は、通常はウェハの形で使用される半導体材
料、ことにはシリコンの表面品質にますます高い要求を
もたらしている。このことは、表面の立体的品質だけで
はなく、その純度、化学的性質、粒子及び汚れが存在し
ないことにも関している。
る小型化は、通常はウェハの形で使用される半導体材
料、ことにはシリコンの表面品質にますます高い要求を
もたらしている。このことは、表面の立体的品質だけで
はなく、その純度、化学的性質、粒子及び汚れが存在し
ないことにも関している。
【０００３】再現的にこのパラメーターに影響を与え、
かつ節約することができるように、殊に湿式化学的表面
処理法及びそのための装置が開発された。これらの方法
及び装置は殊には機械的表面処理、例えば研磨に続いて
適用される。従来技術によるこれらの方法は、様々な水
性、酸性又はアルカリ性及び／又はガス負荷された薬剤
を表面に作用させる一連の処理工程を特徴とする。従来
技術としてここでは代わって、ＵＳ５７１４２０３、Ｕ
Ｓ５４５１２６７及びW.Kern 及び D.A.PuotinenがRCA
Reviews 31, 187(1970)中で述べている、連続する洗浄
−、すすぎ−、親水処理−及び疎水処理工程からなる一
連の湿式化学的処理工程を挙げることができる。
かつ節約することができるように、殊に湿式化学的表面
処理法及びそのための装置が開発された。これらの方法
及び装置は殊には機械的表面処理、例えば研磨に続いて
適用される。従来技術によるこれらの方法は、様々な水
性、酸性又はアルカリ性及び／又はガス負荷された薬剤
を表面に作用させる一連の処理工程を特徴とする。従来
技術としてここでは代わって、ＵＳ５７１４２０３、Ｕ
Ｓ５４５１２６７及びW.Kern 及び D.A.PuotinenがRCA
Reviews 31, 187(1970)中で述べている、連続する洗浄
−、すすぎ−、親水処理−及び疎水処理工程からなる一
連の湿式化学的処理工程を挙げることができる。
【０００４】前記の湿式化学的洗浄−及びエッチング方
法の欠点は、機械的表面処理の後に、殊に研磨装置での
機械的表面処理の後に著しく汚れた半導体ウェハは加工
処理することができないことである。
法の欠点は、機械的表面処理の後に、殊に研磨装置での
機械的表面処理の後に著しく汚れた半導体ウェハは加工
処理することができないことである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、機械
的表面処理の後の、殊に研磨装置での機械的表面処理の
後の半導体ウェハを処理する、殊に洗浄するために好適
な、自体公知の湿式化学的表面処理法、例えば好適な洗
浄−及びエッチング法の組み合わせにあった。
的表面処理の後の、殊に研磨装置での機械的表面処理の
後の半導体ウェハを処理する、殊に洗浄するために好適
な、自体公知の湿式化学的表面処理法、例えば好適な洗
浄−及びエッチング法の組み合わせにあった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この課題は、機械的表面
処理の後に、殊には研磨装置での機械的表面処理の後
に、半導体ウェハの表面上に様々な薬剤を作用させる一
連の処理工程を用いて半導体ウェハを湿式化学的に表面
処理する方法により解決され、その際、この方法は半導
体ウェハを： ａ）酸の中に置き、 ｂ）アルカリ性洗浄溶液中で超音波を負荷し、 ｃ）純水ですすぎ、 ｄ）アルカリ性エッチング処理し、 ｅ）純水ですすぎ、 ｆ）アルカリ性洗浄溶液中で場合により超音波で処理
し、 ｇ）親水処理し、 ｈ）酸性エッチング処理し、 ｉ）純水ですすぎ、かつ ｊ）最後に乾燥させ、かつ親水処理する 一連の処理工程ａ〜ｊを特徴とする。
処理の後に、殊には研磨装置での機械的表面処理の後
に、半導体ウェハの表面上に様々な薬剤を作用させる一
連の処理工程を用いて半導体ウェハを湿式化学的に表面
処理する方法により解決され、その際、この方法は半導
体ウェハを： ａ）酸の中に置き、 ｂ）アルカリ性洗浄溶液中で超音波を負荷し、 ｃ）純水ですすぎ、 ｄ）アルカリ性エッチング処理し、 ｅ）純水ですすぎ、 ｆ）アルカリ性洗浄溶液中で場合により超音波で処理
し、 ｇ）親水処理し、 ｈ）酸性エッチング処理し、 ｉ）純水ですすぎ、かつ ｊ）最後に乾燥させ、かつ親水処理する 一連の処理工程ａ〜ｊを特徴とする。
【０００７】本発明の方法は実質的に、有利には研磨ス
ラリーの中和及び除去のための湿式化学的表面洗浄、有
利には機械的に与えられた損傷の除去及び表面光沢のた
めの酸性エッチング処理及び金属除去並びに洗浄及びエ
ッチングされた表面の最終的な乾燥及び親水処理を含
む。
ラリーの中和及び除去のための湿式化学的表面洗浄、有
利には機械的に与えられた損傷の除去及び表面光沢のた
めの酸性エッチング処理及び金属除去並びに洗浄及びエ
ッチングされた表面の最終的な乾燥及び親水処理を含
む。
【０００８】機械的表面処理の後に、ことに研磨装置で
の機械的表面処理の後に半導体ウェハを有利には１〜１
２時間、酸の中に置く。無機酸又は有機酸、例えば塩
酸、ギ酸、酢酸又はクエン酸が有利である。酸中に置く
ことは、まだ表面に付着している研磨スラリーを中和
し、かついわゆる研磨スクエア（Laeppkaro）の形での
腐食を回避するために必要である。低い濃度でも中和に
十分であり、有利には０．０１〜０．５質量％及び特に
有利には０．１〜０．５質量％の濃度で処理する。
の機械的表面処理の後に半導体ウェハを有利には１〜１
２時間、酸の中に置く。無機酸又は有機酸、例えば塩
酸、ギ酸、酢酸又はクエン酸が有利である。酸中に置く
ことは、まだ表面に付着している研磨スラリーを中和
し、かついわゆる研磨スクエア（Laeppkaro）の形での
腐食を回避するために必要である。低い濃度でも中和に
十分であり、有利には０．０１〜０．５質量％及び特に
有利には０．１〜０．５質量％の濃度で処理する。
【０００９】引き続き、半導体ウェハを有利には１〜２
５質量％及び特に有利には５〜１５質量％の濃度を有す
るアルカリ性洗浄溶液中で洗浄し、かつ場合によりこれ
に超音波を負荷する。水性洗浄溶液中のアルカリ性洗浄
剤は洗浄すべき粒子を取り巻き、かつそれにより、超音
波による粒子の溶解を支持する。超音波作用が無いと、
洗浄作用は低くなるが、このことは、ウェハの洗浄のた
めに、より長い処理時間もしくはより多くの処理浴が必
要であることを意味している。洗浄剤のアルカリ性はサ
ブミクロン範囲でのシリコン表面の僅かな腐食をケア
し、かつこれにより、洗浄効果を支える。アルカリ性洗
浄剤は有利には温度２０〜８０℃を有する。この温度範
囲は表面のアルカリ性腐食を支えるが、超音波作用を妨
害する気泡形成は生じない。
５質量％及び特に有利には５〜１５質量％の濃度を有す
るアルカリ性洗浄溶液中で洗浄し、かつ場合によりこれ
に超音波を負荷する。水性洗浄溶液中のアルカリ性洗浄
剤は洗浄すべき粒子を取り巻き、かつそれにより、超音
波による粒子の溶解を支持する。超音波作用が無いと、
洗浄作用は低くなるが、このことは、ウェハの洗浄のた
めに、より長い処理時間もしくはより多くの処理浴が必
要であることを意味している。洗浄剤のアルカリ性はサ
ブミクロン範囲でのシリコン表面の僅かな腐食をケア
し、かつこれにより、洗浄効果を支える。アルカリ性洗
浄剤は有利には温度２０〜８０℃を有する。この温度範
囲は表面のアルカリ性腐食を支えるが、超音波作用を妨
害する気泡形成は生じない。
【００１０】この湿式化学的表面処理の後に、半導体を
脱イオン水ですすぐ。アルカリ性洗浄溶液をその場合完
全に、ウェハから洗い流して、媒体拡散(Medienverschl
eppung)による後続の処理工程への悪影響を回避する。
脱イオン水ですすぐ。アルカリ性洗浄溶液をその場合完
全に、ウェハから洗い流して、媒体拡散(Medienverschl
eppung)による後続の処理工程への悪影響を回避する。
【００１１】引き続き、半導体ウェハをアルカリ性エッ
チング処理する。エッチング除去を洗浄の支持のために
行う。先行する洗浄工程にも関わらず、未だ固く表面
に、又は研磨により生じた微小なヒビの帯域にとどまっ
ている粒子を、エッチング攻撃及び半導体ウェハの最表
面のシリコン層の分離により除去する。アルカリ性エッ
チング処理は有利には、アルカリ溶液、例えば水酸化ナ
トリウム又は水酸化カリウム溶液中で行う。アルカリ性
エッチングの場合のエッチング攻撃は芳香依存性である
（異方性エッチング）。アルカリ性エッチングは更に、
濃度及び温度依存性である。エッチング媒体として水酸
化カリウム溶液を使用する場合、エッチング速度はＨ2
Ｏ濃度の４乗に比例する。エッチング速度最大は、約２
０質量％のＫＯＨである。エッチングの後に、光沢、粗
さ、マイクロ範囲での表面構造に関してシリコンウェハ
上に均一な表面が生じるように、有利な、かつ特に有利
な濃度範囲及び温度範囲を調節する。アルカリ液の濃度
は有利には４０〜６０％、かつ特に有利には４５〜５５
％である。アルカリ液の温度は有利には９０〜１３０
℃、かつ特に有利には１１０〜１２５℃である。
チング処理する。エッチング除去を洗浄の支持のために
行う。先行する洗浄工程にも関わらず、未だ固く表面
に、又は研磨により生じた微小なヒビの帯域にとどまっ
ている粒子を、エッチング攻撃及び半導体ウェハの最表
面のシリコン層の分離により除去する。アルカリ性エッ
チング処理は有利には、アルカリ溶液、例えば水酸化ナ
トリウム又は水酸化カリウム溶液中で行う。アルカリ性
エッチングの場合のエッチング攻撃は芳香依存性である
（異方性エッチング）。アルカリ性エッチングは更に、
濃度及び温度依存性である。エッチング媒体として水酸
化カリウム溶液を使用する場合、エッチング速度はＨ2
Ｏ濃度の４乗に比例する。エッチング速度最大は、約２
０質量％のＫＯＨである。エッチングの後に、光沢、粗
さ、マイクロ範囲での表面構造に関してシリコンウェハ
上に均一な表面が生じるように、有利な、かつ特に有利
な濃度範囲及び温度範囲を調節する。アルカリ液の濃度
は有利には４０〜６０％、かつ特に有利には４５〜５５
％である。アルカリ液の温度は有利には９０〜１３０
℃、かつ特に有利には１１０〜１２５℃である。
【００１２】有利な温度範囲では、化学的反応は均一
に、かつ良好に制御可能に進行して、表面特性、例えば
光沢、粗さ及びマイクロ範囲での表面構造に関してシリ
コンウェハに不均一性は生じず、かつウェハ上に汚れと
して見ることはできない。より低い温度では、マイクロ
範囲での表面構造が変化する。より高い温度では、エッ
チング溶液は沸騰し始めるので、均一なエッチングの障
害となる。
に、かつ良好に制御可能に進行して、表面特性、例えば
光沢、粗さ及びマイクロ範囲での表面構造に関してシリ
コンウェハに不均一性は生じず、かつウェハ上に汚れと
して見ることはできない。より低い温度では、マイクロ
範囲での表面構造が変化する。より高い温度では、エッ
チング溶液は沸騰し始めるので、均一なエッチングの障
害となる。
【００１３】アルカリ性エッチング処理の後に、半導体
ウェハを脱イオン水で、有利には室温ですすいで、付着
しているＯＨ-−膜を洗い流す。
ウェハを脱イオン水で、有利には室温ですすいで、付着
しているＯＨ-−膜を洗い流す。
【００１４】遊離はされたが、しかし未だウェハ表面に
付着している粒子を除去するために、半導体ウェハをア
ルカリ性洗浄溶液中で場合により超音波で処理する。ア
ルカリ性洗浄溶液は１〜２５％、特に有利に５〜１５％
の濃度を有する。アルカリ性洗浄剤は温度２０〜８０℃
を有する。この湿式化学的表面処理の後に、半導体ウェ
ハを再び、脱イオン水ですすぐ。
付着している粒子を除去するために、半導体ウェハをア
ルカリ性洗浄溶液中で場合により超音波で処理する。ア
ルカリ性洗浄溶液は１〜２５％、特に有利に５〜１５％
の濃度を有する。アルカリ性洗浄剤は温度２０〜８０℃
を有する。この湿式化学的表面処理の後に、半導体ウェ
ハを再び、脱イオン水ですすぐ。
【００１５】引き続き、半導体ウェハを親水処理する。
有利にはこれを、ＵＳ５７１４２０３に記載の方法で行
う。親水処理は、後続の酸性エッチング処理で均一なエ
ッチング開始を保障する。それというのも、疎水性ウェ
ハは雰囲気中に存在するガスと反応するであろうためで
ある。
有利にはこれを、ＵＳ５７１４２０３に記載の方法で行
う。親水処理は、後続の酸性エッチング処理で均一なエ
ッチング開始を保障する。それというのも、疎水性ウェ
ハは雰囲気中に存在するガスと反応するであろうためで
ある。
【００１６】疎水処理された半導体ウェハを次いで、主
にＨＦ、ＨＮＯ3及び、混合物中に溶解する不活性ガス
を含有する水性エッチング混合物中で酸性エッチング処
理する。有利にはこれを、ＵＳ５４５１２６７に記載さ
れているような方法及びこの方法を実施するための装置
により行う。この湿式化学的表面処理の後に、殊にはエ
ッチング反応を停止させるために、脱イオン水を用いて
半導体ウェハから付着している酸を除去する。
にＨＦ、ＨＮＯ3及び、混合物中に溶解する不活性ガス
を含有する水性エッチング混合物中で酸性エッチング処
理する。有利にはこれを、ＵＳ５４５１２６７に記載さ
れているような方法及びこの方法を実施するための装置
により行う。この湿式化学的表面処理の後に、殊にはエ
ッチング反応を停止させるために、脱イオン水を用いて
半導体ウェハから付着している酸を除去する。
【００１７】有利には、半導体ウェハを続けて乾燥さ
せ、かつ親水処理する。有利には、これをＨＦ及びＯ3
を用いて、ＵＳ５７１４２０３に記載されているような
方法で行う。しかし、半導体ウェハを乾燥させ、かつ親
水処理するための他の方法も好適である。
せ、かつ親水処理する。有利には、これをＨＦ及びＯ3
を用いて、ＵＳ５７１４２０３に記載されているような
方法で行う。しかし、半導体ウェハを乾燥させ、かつ親
水処理するための他の方法も好適である。
【００１８】
【実施例】次の例では、本発明の方法及び、様々な薬剤
を半導体ウェハ表面に作用させる本発明の一連の処理工
程の実施可能性を記載する。
を半導体ウェハ表面に作用させる本発明の一連の処理工
程の実施可能性を記載する。
【００１９】例では、視覚的に認められる汚れに関する
品質の改善が示された。評価及び検査をネオン光及びヘ
イズ光の下で行った。汚れの種類の区分をその原因によ
り行った。処理汚れはウェハの不均一性から生じ、これ
は、殊に手作業でのディスク処理及び乾燥により生じ
る。表面均一性は、機械的表面処理の後の、殊には表面
研磨の後の不十分な洗浄により生じる。
品質の改善が示された。評価及び検査をネオン光及びヘ
イズ光の下で行った。汚れの種類の区分をその原因によ
り行った。処理汚れはウェハの不均一性から生じ、これ
は、殊に手作業でのディスク処理及び乾燥により生じ
る。表面均一性は、機械的表面処理の後の、殊には表面
研磨の後の不十分な洗浄により生じる。
【００２０】
【表１】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 カールハインツ ラングスドルフ シンガポール国 シンガポール ザ マケ ナ マイヤー ロード ナンバー 27−04 125 (72)発明者 マクシミリアン シュタードラー ドイツ連邦共和国 ハイミング パッペル ヴェーク ２アー (72)発明者 エーデルトラウト ピッヒェルマイアー ドイツ連邦共和国 ファルケンベルク ヴ ァインベルクシュトラーセ ６
Claims (1)
- 【請求項１】 機械的表面処理の後に、殊には研磨装置
での機械的表面処理の後に、半導体ウェハの表面上に様
々な薬剤を作用させる一連の処理工程を用いて半導体ウ
ェハを湿式化学的に表面処理する方法において、半導体
ウェハを： ａ）酸の中に置き、 ｂ）アルカリ性洗浄溶液中で超音波を負荷し、 ｃ）純水ですすぎ、 ｄ）アルカリ性エッチング処理し、 ｅ）純水ですすぎ、 ｆ）アルカリ性洗浄溶液中で場合により超音波で処理
し、 ｇ）親水処理し、 ｈ）酸性エッチング処理し、 ｉ）純水ですすぎ、かつ ｊ）最後に乾燥させ、かつ親水処理する 一連の処理工程ａ〜ｊを特徴とする、半導体ウェハの湿
式化学的表面処理法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19953152.8 | 1999-11-04 | ||
| DE19953152A DE19953152C1 (de) | 1999-11-04 | 1999-11-04 | Verfahren zur naßchemischen Oberflächenbehandlung einer Halbleiterscheibe |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001185529A true JP2001185529A (ja) | 2001-07-06 |
| JP3358180B2 JP3358180B2 (ja) | 2002-12-16 |
Family
ID=7927943
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000334565A Expired - Fee Related JP3358180B2 (ja) | 1999-11-04 | 2000-11-01 | 半導体ウェハの湿式化学的表面処理法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6530381B1 (ja) |
| JP (1) | JP3358180B2 (ja) |
| DE (1) | DE19953152C1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005098921A1 (ja) * | 2004-04-02 | 2005-10-20 | Sumitomo Mitsubishi Silicon Corporation | 半導体ウェーハの表面粗さ制御用アルカリエッチャント |
| JP2010226089A (ja) * | 2009-01-14 | 2010-10-07 | Rohm & Haas Electronic Materials Llc | 半導体ウェハをクリーニングする方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003229392A (ja) * | 2001-11-28 | 2003-08-15 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | シリコンウエーハの製造方法及びシリコンウエーハ並びにｓｏｉウエーハ |
| DE10234998A1 (de) * | 2002-07-31 | 2004-02-12 | Infineon Technologies Ag | Verfahren zur Reinigung von Halbleiterscheiben |
| US7416962B2 (en) * | 2002-08-30 | 2008-08-26 | Siltronic Corporation | Method for processing a semiconductor wafer including back side grinding |
| DE10328845B4 (de) * | 2003-06-26 | 2005-10-20 | Siltronic Ag | Verfahren zur Oberflächenbehandlung einer Halbleiterscheibe |
| WO2005100852A1 (de) * | 2004-04-13 | 2005-10-27 | Saf Armaturen Gmbh | Verfahren und vorrichtung zur erzeugung farbiger flüssigkeitsströme für eine warmwasserarmatur |
| JP4517867B2 (ja) * | 2005-01-31 | 2010-08-04 | 株式会社Ｓｕｍｃｏ | シリコンウェーハ表面形状制御用エッチング液及び該エッチング液を用いたシリコンウェーハの製造方法 |
| JP5216749B2 (ja) * | 2009-11-02 | 2013-06-19 | ジルトロニック アクチエンゲゼルシャフト | シリコンウエーハの加工方法 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6476726A (en) * | 1987-09-17 | 1989-03-22 | Hitachi Ltd | Manufacture of semiconductor |
| DE4316096C1 (de) * | 1993-05-13 | 1994-11-10 | Wacker Chemitronic | Verfahren zur naßchemischen Behandlung scheibenförmiger Werkstücke |
| JP2910507B2 (ja) * | 1993-06-08 | 1999-06-23 | 信越半導体株式会社 | 半導体ウエーハの製造方法 |
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