JP2762230B2 - シリコンウエーハの保管方法 - Google Patents

シリコンウエーハの保管方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、シリコンからなるウエ
ーハ(以下、ウエーハとする)の製造工程における一時
的な保管方法に関し、詳しくは、シリコン単結晶棒から
切り出したウエーハを種々の工程で処理して鏡面研磨ウ
エーハに加工するに際して、これら加工工程間でウエー
ハを保管する際、その表面に汚れが発生することなく保
管できる方法に関する。
【0002】
【従来の技術】シリコン単結晶棒から切り出したウエー
ハを、いわゆる鏡面ウエーハに加工する場合、このウエ
ーハは通常、面取り、ラッピング、ラッピング後洗浄、
エッチング、エッチング後洗浄、アニール前洗浄、アニ
ールの工程順に処理され、その後鏡面研磨による仕上げ
が行われる。また、サンドブラスト処理が加わる場合に
は、前記エッチングとアニールの工程間にサンドブラス
トと、その後段のサンドブラスト後洗浄とアニール前洗
浄の工程が挿入される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ウエーハの
製造現場では勤務体制の都合で、仕掛かり中のウエーハ
を上記工程間で長時間、保管する必要が生じることがあ
る。例えば、週休二日制の工場では保管時間は約60時
間にも及ぶ。しかしながら従来、上記ラッピングからア
ニールまでの工程において、このような長時間の保管で
は、保管条件を厳密に管理しているにも拘らず、後記の
ようにウエーハ表面に種々の汚れが発生するのは避けら
れず、このため、工程上の制限が多々発生し、装置稼動
率や生産性の向上が困難であった。また、保管時間を短
時間にするには、相当の設備と作業人員を配置しなけれ
ばならなかったり、24時間の操業体制を敷く必要があ
り、また作業員が、ウエーハ処理工程間における物待ち
時間(これは、ウエーハの保管時間を短くするために必
要)に拘束されるだけでなく、この物待ち時間が作業員
の勤務時間に占める割合が無視できないため、勤務体制
の合理化が難しいという問題があった。
【0004】ここで、上記ウエーハ表面に発生する種々
の汚れについて説明すると、ウエーハ仕掛かり品は、各
工程の前後における洗浄後、純水に浸漬するか、また
は、乾燥させて常温の清浄な乾燥空気(たとえばクリー
ン度がクラス100以上)の雰囲気下に置いて保管され
ているにも拘らず、ウエーハ表面に[表1]に示すよう
な汚れが発生していた。
【0005】
【表1】
【0006】[表1]において表面汚れは、いずれも集
光灯下で確認されるものである。すなわち、「オーロラ
汚れ」「バスケット汚れ」の汚れ発生部には、面荒れ、
突起、ピットが確認されており、エッチング性の薬液残
留による微小エッチングが、発生原因ではないかと推定
される。また「青白汚れ」は、ウエーハの外周部から内
周部に帯状に広がる汚れであって、前記薬液による汚染
の外、保管雰囲気(温度、湿度)が発生原因と推定され
るものである。なお「バスケット汚れ」は、ウエーハの
保管・搬送用バスケットのリブと、ウエーハとの接触部
に発生する汚れであり、その発生原因はいまだ不明であ
るが、やはり前記接触部において除去し得なかった薬液
による汚染が原因であると推定される。
【0007】[表1]のような各種の薬液による処理工
程が、エッチングである場合に使用の薬剤は、弗酸、ま
たは弗酸と硝酸、あるいはこれに更に酢酸を加えた混酸
の水溶液、または、苛性ソーダや苛性カリの水溶液等で
ある。また、薬液による処理工程が洗浄である場合に使
用の薬剤は、弗酸、塩酸やクエン酸のような酸の水溶
液、あるいは苛性ソーダ、苛性カリ、アンモニアのよう
なアルカリの水溶液に、場合によっては過酸化水素や界
面活性剤を少量添加したものである。従って、上述のよ
うな表面汚れの発生原因は、その後の純水洗浄と乾燥に
よって完全に除去できなかった前記薬液によるか、また
はウエーハ保管時における雰囲気中の汚染物が原因であ
るとの推定に基づき、純水による洗浄を更に繰返した
り、乾燥後のウエーハをそのまま高度に清浄な雰囲気の
クリーンベンチ内に保管したり、また純水洗浄したウエ
ーハをそのまま純水中で保管したりしても、ある時間を
経過した時のウエーハ表面汚れを完全に無くすことはで
きなかった。また、上記のような純水洗浄の繰返しは、
ウエーハ表面汚れが発生する頻度を減らす点において一
応の効果は認められるが、その手間が増す割りには、決
定的な解決方法にはならなかった。
【0008】本発明は、上記の点に鑑みなされたもの
で、その目的は、ウエーハ製造工程のうち、特に薬液処
理後のウエーハ保管時において多発するウエーハ表面汚
れを防止するため、従来採用されていた、純水中の一時
貯蔵や、清浄な乾燥空気中での保管を行う代わりに、過
酸化水素水中に一時保管するという比較的簡単な方法
で、ウエーハ表面汚れの発生を防止する保管方法を提供
することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載のシリコ
ンウエーハの保管方法は、酸、アルカリ等の薬液による
処理後のシリコンウエーハを直ちに、あるいは水洗した
後直ちに、過酸化水素水中に浸漬することを特徴とす
る。
【0010】請求項2に記載のシリコンウエーハの保管
方法は、請求項1において前記過酸化水素水における過
酸化水素の濃度範囲は、重量%で0.01〜30%、よ
り好ましくは0.05〜1%であり、シリコン単結晶ウ
エーハを浸漬時の温度は0℃〜80℃、より好ましくは
10℃〜30℃の範囲であることを特徴とする。
【0011】請求項3に記載のシリコンウエーハの保管
方法は、請求項1または2において前記薬液は、エッチ
ング液またはエッチング性の洗浄液であって、その薬液
を構成する酸は弗酸、塩酸、硝酸、のような無機酸、ま
たは酢酸、クエン酸のような有機酸の1または2以上の
組合せからなる酸の水溶液であることを特徴とする。
【0012】請求項4に記載のシリコンウエーハの保管
方法は、請求項1または2において前記薬液は、エッチ
ング液またはエッチング性の洗浄液であって、その薬液
を構成するアルカリは、苛性ソーダ、苛性カリ、アンモ
ニアの1または2を含む水溶液であることを特徴とす
る。
【0013】
【作用】本発明(請求項1〜4の保管方法)において、
ウエーハ表面の汚れ発生が防止されるのは、ウエーハに
残留する薬液が過酸化水素水中に溶解し、微小濃度にな
ると同時に、該薬液によるウエーハ表面に対するエッチ
ング作用が、過酸化水素により何等かの形で妨害される
ためと推定される。
【0014】本発明において、過酸化水素水における過
酸化水素の濃度範囲および、ウエーハ浸漬時の過酸化水
素水の温度を請求項2のとおりに限定した理由は、以下
のとおりである。すなわち、過酸化水素の濃度が0.0
1wt%未満では、ウエーハ表面の汚れ防止効果が不十
分となり、30wt%を超えると、その効果があって
も、保管液のコストや、作業者の安全対策面で不利益と
なるからである。また、過酸化水素水の温度が0℃未満
では、凍結状態になるので保管に適さず、また、80℃
を超えると過酸化水素の分解が激しくなったり、ウエー
ハ表面が過酸化水素により損傷を受けるため、長時間の
保管に適さなくなる外、余分の設備費がかかり、かつ作
業者の安全対策面でも不利になるからである。したがっ
て、実用面でのより好ましい条件は、過酸化水素の濃度
を0.05〜1wt%とし、ウエーハ浸漬時の過酸化水
素水の温度を10〜30℃とすることである。
【0015】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。チ
ョクラルスキー法により引上げられたシリコン単結晶棒
から切り出したウエーハを、ラッピング、ラッピング後
洗浄、面取り、エッチング、エッチング後洗浄、サンド
ブラスト、サンドブラスト後洗浄、アニール前洗浄、ア
ニールの工程順に処理してウエーハのサンドブラスト品
を作製した。同工程において、次の3種の薬液処理後の
ウエーハについて保管方法の試験を行なった。すなわ
ち、実施例1(弗酸+硝酸+酢酸+水)の混酸系からな
るエッチング液によってエッチング後のウエーハ、実施
例2(アンモニア+過酸化水素+水)なる洗浄液によっ
てエッチング後洗浄をしたウエーハ、および実施例3
(弗酸+水)なる洗浄液によってサンドブラスト後洗浄
をしたウエーハを、本発明方法または従来方法により保
管し、ウエーハ表面の汚れ発生状況を観察した。この場
合、本発明方法では、製品濃度30wt%の過酸化水素
水と純水を混合して比較的低濃度の過酸化水素水を3通
り調製し、従来方法では過酸化水素を含まない純水を用
いた。ウエーハ表面に汚れが発生しない保管時間を示す
と[表2]のとおりである。
【0016】
【表2】 ([表2]中のnは、試験に供したウエーハの枚数であ
る)
【0017】[表2]において、「H2 2 濃度ゼロ」
すなわち純水のみは従来方法を示し、「H2 2 濃度
0.06wt%〜2.73wt%」は本発明方法を示し
ている。[表2]から明らかなように、本発明の保管方
法によればエッチング後、エッチング後洗浄後、
サンドブラスト後洗浄後のいずれの場合にも、保管開始
後少なくとも120時間までは、ウエーハ表面に従来観
察されていた汚れは発生しない。また、純水中のみで保
管する従来方法では、早い場合には30分経過後に、遅
い場合でも88時間を経過した時点で、それぞれ従来と
同様の汚れが発生する。なお、例えばH2 2 濃度が
0.06wt%の混合液は、製品濃度30wt%の過酸
化水素水と純水を重量比1:500で混合して調製した
ものである。
【0018】〔試験例〕本発明において、何故に過酸化
水素水がウエーハに対して汚れ防止効果があるのかは不
明である。そこで、従来法と本発明との相違点を調べる
べく、次の試験を行った。すなわち従来法としては純水
のみを、本発明法としてはH2 2 濃度が0.1wt%
および0.6wt%の2通りの過酸化水素水を用いてウ
エーハを保管した。前記実施例3と同じサンドブラスト
後洗浄を済ませたウエーハを延べ120時間保管し、2
4時間毎にウエーハ表面に形成される酸化膜の厚さを調
べたところ、図1に示す結果が得られた。なお、酸化膜
の厚さは赤外全反射減衰法により測定した。
【0019】図1によれば、従来法の純水中保管では酸
化膜(SiO2 膜)は経時とともに増大し不安定である
が、本発明の濃度0.1wt%、0.6wt%の過酸化
水素水では双方とも、同一の傾向を示し、その酸化膜厚
は約17〜18Åの一定値を保って安定している。この
結果から、従来法と本発明との間に何等かの定量的な相
違点があることは十分推察できるが、図1に示されるよ
うに従来法の場合における酸化膜の成長がウエーハの汚
れとして観察されるのか、または本発明の場合のよう
に、保管初期に形成される安定した膜厚の酸化膜が、薬
液に対する保護膜の作用をなしているのかについては不
明である。なお、純水中保管のウエーハでは約40時間
で汚れが発生したが、過酸化水素中で保管したウエーハ
では120時間後においても何の汚れも発生しなかっ
た。
【0020】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように本発明は、
シリコンウエーハの製造工程において酸、アルカリ等の
薬液による処理後のシリコンウエーハを直ちに、あるい
は水洗した後直ちに、過酸化水素水中に浸漬することを
特徴とするものであり、本発明によれば、約120時間
(約5日)もの長時間、ウエーハ表面に汚れが発生する
ことなく保管することができるので、ウエーハの製造工
程間において保管時間を短くしなければならないことに
起因する種々の問題点が解消され、ウエーハの製造工程
における生産効率が大幅に向上する効果がある。また、
過酸化水素水における過酸化水素の濃度範囲を0.05
〜1wt%とし、かつウエーハ浸漬時の過酸化水素水の
温度範囲を10〜30℃とするという簡単な方法によっ
て、その保管効果を著しく高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明法および従来法に従って行った、シリコ
ンウエーハの保管試験例の結果を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 21/306 H01L 21/304 341 H01L 21/68

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 酸、アルカリ等の薬液による処理後のシ
    リコンウエーハを直ちに、あるいは水洗した後直ちに、
    過酸化水素水中に浸漬することを特徴とするシリコンウ
    エーハの保管方法。
  2. 【請求項2】 前記過酸化水素水における過酸化水素の
    濃度範囲は、重量%で0.01〜30%、より好ましく
    は0.05〜1%であり、シリコン単結晶ウエーハを浸
    漬時の温度は0℃〜80℃、より好ましくは10℃〜3
    0℃の範囲であることを特徴とする請求項1に記載のシ
    リコンウエーハの保管方法。
  3. 【請求項3】 前記薬液は、エッチング液またはエッチ
    ング性の洗浄液であって、その薬液を構成する酸は弗
    酸、塩酸、硝酸、のような無機酸、または酢酸、クエン
    酸のような有機酸の1または2以上の組合せからなる酸
    の水溶液であることを特徴とする請求項1または2に記
    載のシリコンウエーハの保管方法。
  4. 【請求項4】 前記薬液は、エッチング液またはエッチ
    ング性の洗浄液であって、その薬液を構成するアルカリ
    は、苛性ソーダ、苛性カリ、アンモニアの1または2を
    含む水溶液であることを特徴とする請求項1または2記
    載のシリコンウエーハの保管方法。
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