JP3672902B2 - 半導体基板の表面保護方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体基板、特にシリコン半導体基板の清浄表面を有機物で汚染されない状態に保持するための半導体基板の表面保護方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、従来の半導体基板の洗浄方法は、フッ化水素酸、アンモニア過水、硫酸過水、塩酸過水等の化学薬品を用いて自然酸化膜及び汚染物質を除去し、高清浄な表面状態にしていた。近年、半導体素子の高集積化に伴って、半導体表面をより一層高清浄化し、その状態を保持する必要が生じてきた。
【０００３】
すなわち、半導体基板の表面には、製造過程に伴って種々の汚染物質が付着するため、高集積化に対応するためには、製造過程で付着する小径な微粒子、金属、有機物を除去するだけでなく、洗浄後から次の工程までの放置状態にある間の有機物の付着も防ぐことが必要になってきている。
【０００４】
この有機物は、一般にクリーンルームの空気中に存在し、その中に放置するだけで簡単にしかも短時間に付着してしまう。一時的にこれを防ぐ方法として、現在、ミニエンバイロメントの手法やケミカルフィルターによる有機物除去の手法が用いられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の方法では、以下のような問題点が生じている。ミニエンバイロメントではポット等を使用し基板を密閉状態に保持しなければならず、そのポットの必要性やポット開閉のためのインターフェース等の多大な投資が必要となっている。
【０００６】
また、ケミカルフィルターも製造装置・クリーンルーム空気取り入れ口等を設けなければならず、更に定期的な交換も必要であり、こちらも多大な投資が必要である。
【０００７】
本発明は、上記状況に鑑みて、多大な投資を要することなく、簡便に、清浄表面を得た後も汚染物質の付着を防止し、その表面保持を行うことができる半導体基板の表面保護方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕半導体基板の表面保護方法において、半導体基板の半導体洗浄中又は半導体洗浄後に、前記半導体基板の表面上に、後ほど処理される酸化・ＣＶＤ装置での酸化・成膜時の熱処理温度より低い温度の沸点温度を持つ直鎖状高級脂肪酸を付着させ、有機汚染物質の付着を防止し、前記半導体基板の表面保護を行うことを特徴とする。
【０００９】
〔２〕上記〔１〕記載の半導体基板の表面保護方法において、前記直鎖状高級脂肪酸を前記半導体基板表面上に均一にコーティングすることを特徴とする。
【００１０】
〔３〕上記〔２〕記載の半導体基板の表面保護方法において、前記直鎖状高級脂肪酸を前記半導体基板へ回転塗布により付着させることを特徴とする。
【００１１】
〔４〕上記〔２〕記載の半導体基板の表面保護方法において、前記直鎖状高級脂肪酸をこの直鎖状高級脂肪酸を含む槽への前記半導体基板の浸漬により付着させることを特徴とする。
【００１２】
〔５〕半導体基板の表面保護方法において、半導体基板の半導体洗浄中又は半導体洗浄後に、前記半導体基板の表面上に酸化・ＣＶＤ装置での酸化・成膜時の熱処理温度より低い温度の沸点温度を持つ直鎖状高級脂肪酸を付着させ、有機汚染物質による作用を防止し、前記酸化・成膜工程での熱処理温度により前記直鎖状高級脂肪酸を消失させることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１４】
図１は本発明の第１実施例を示す半導体基板の表面保護方法の説明図である。
【００１５】
まず、図１（ａ）に示すように、従来の方法で半導体基板１の洗浄を行い、その半導体基板１の高清浄表面２を生成した直後、もしくは前記洗浄中に、図１（ｂ）に示すように、酸化・ＣＶＤ装置での酸化・成膜時の熱処理温度より低い温度の沸点温度を持つ直鎖状高級脂肪酸（以下、直鎖状有機化合物）３を高清浄表面２に付着させる。１′はその直鎖状有機化合物３が半導体基板１の高清浄表面２に付着した状態を示している。
【００１６】
この直鎖状有機化合物３は常温でウエハを放置しても表面上から揮発しづらい物質であり、通常の熱処理温度より低い沸点の物質を選ぶので、次工程の熱処理で実際に熱処理を行う前に除去できる。ここで、次工程の熱処理とは、一般に熱酸化や減圧ＣＶＤ等であり、熱温度は熱酸化が７００℃〜１１００℃、減圧ＣＶＤ法が５００℃〜８００℃程度である。
【００１７】
表面に付着させる直鎖状有機化合物３は、この熱温度より沸点が低い物質を用いるので、例えば以下に示す有機化合物が挙げられる。ベヘニン酸（Ｃ21Ｈ43ＣＯＯＨ）：分子量 ３４０．５７，沸点 ３０６℃
以上のように、本発明の第１実施例によれば、図２に示すように、直鎖状有機化合物３を半導体基板１の高清浄表面２上に付着させることにより、一度付着した有機化合物３は表面上から揮発し難く、直鎖状有機汚染物質４と作用して高清浄表面２が汚染されることもない。
【００１８】
この有機化合物３〔文献１「半導体プロセス環境における化学汚染とその対策」，リアライズ社、Ｐ．２６８，２６９〕は、半導体を製造する上で障害となる有機物との置き換わりも起こらない。また、直鎖状有機化合物３は半導体製造工程の熱処理工程の中で、半導体基板の高清浄表面２上から消失するため、半導体基板１が付着させた直鎖状有機化合物３の影響を受けることなく熱処理工程を行うことができる。
【００１９】
図３は本発明の第２実施例を示す半導体基板の表面保護方法の説明図である。
【００２０】
まず、従来の方法で半導体基板１の洗浄を行い、高清浄表面２を製造した直後、もしくは前記清浄中に、直鎖状有機化合物３を高清浄表面２に付着させる。この付着させる方法として、半導体基板１を回転させながらスプレー式ノズル５からの直鎖状有機化合物３を含む液の吐出により基板表面２に直鎖状有機化合物３を付着させる。
【００２１】
以上のように、第２実施例によれば、直鎖状有機化合物３を半導体基板表面２に均一に付着させる効果が期待できる。
【００２２】
図４は本発明の第３実施例を示す半導体基板の表面保護方法の説明図である。
【００２３】
まず、従来の方法で半導体基板１の洗浄を行い、高清浄表面を製造した直後、もしくは前記清浄中に、直鎖状高級脂肪酸（以下、直鎖状有機化合物）３を半導体基板１の表面に付着させる。
【００２４】
この付着させる方法として、直鎖状有機化合物３を混入させた槽６の中に半導体基板収納容器７内に縦置きにした半導体基板１を挿入し、半導体基板１表面上に直鎖状有機化合物３を付着させたところで、静かに槽６の中から引き上げる方法である。すなわち、直鎖状有機化合物３を含む溶液浴槽での浸漬による方法である。
【００２５】
以上のように、第３実施例によれば、直鎖状有機化合物３を半導体基板１の表面に均一に付着させる効果が期待できる。また、この方法によれば、一度に複数枚の半導体基板１に直鎖状有機化合物３を付着させることができる。直鎖状有機化合物３の組成でＣＯＯＨ基を含んだものを使用すると、半導体基板１の表面上に、より均一に付着させる効果が期待できる。
【００２６】
また、本発明は、直鎖状で、かつ次工程ウエハ処理の熱処理温度よりも低い沸点を有する有機化合物で洗浄されたウエハをコーティングすることを特徴している。
【００２７】
（１）直鎖状有機化合物をコーティングしたことにより、コーティング状態が安全に保たれる。すなわち、有機物の吸着は低分子のものが最初に付き、それが高分子のものに置き換わって行くことを利用して、コーティング状態を良好なものにすることができる。つまり、最初から直鎖状有機化合物が表面にコーティングされていると、その他の物質に置き換わる確率が激減することになり、コーティング状態を良好なものにすることができる。
【００２８】
（２）エッチング、またはＣＶＤ膜形成などのウエハ処理をする際、上記直鎖状有機化合物は、ウエハ上に残さとして残らず、剥離しやすい必要がある。有機物には、直鎖状有機化合物、環状化合物（二重結合なし）、また環状二重結合化合物の大きく３タイプがあり、上記目的を満足し、半導体製造で使用する温度、雰囲気で十分に除去することができるのが、直鎖状有機化合物であり、このタイプを選択した理由である。
【００２９】
（３）また、上記（２）の補充として、次工程となるウエハ処理の熱処理温度よりも低い沸点の物質を選ぶことにより、次工程の熱処理で実際に熱処理を行う前に除去できるようになる。
【００３０】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
【００３１】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、多大な投資を要することなく、簡便に半導体基板の清浄表面を得た後のその表面保持を行うことができる。
【００３２】
また、有機汚染物質による作用を防止し、次工程での処理温度により直鎖状高級脂肪酸（直鎖状有機化合物）を消失させることができ、処理工程上では何ら障害をもたらさずに清浄表面を保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施例を示す半導体基板の表面保護方法の説明図である。
【図２】 本発明の第１実施例を示す半導体基板の表面保護方法の効果の説明図である。
【図３】 本発明の第２実施例を示す半導体基板の表面保護物塗布の説明図である。
【図４】 本発明の第３実施例を示す半導体基板の表面保護物の浸漬の説明図である。
【符号の説明】
１ 半導体基板
１′ 直鎖状有機化合物が塗布された状態の半導体基板
２ 半導体基板の高清浄表面
３ 直鎖状高級脂肪酸（直鎖状有機化合物）
４ 有機汚染物質
５ スプレー式ノズル
６ 有機化合物を混入させた槽
７ 半導体基板収納容器
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体基板、特にシリコン半導体基板の清浄表面を有機物で汚染されない状態に保持するための半導体基板の表面保護方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、従来の半導体基板の洗浄方法は、フッ化水素酸、アンモニア過水、硫酸過水、塩酸過水等の化学薬品を用いて自然酸化膜及び汚染物質を除去し、高清浄な表面状態にしていた。近年、半導体素子の高集積化に伴って、半導体表面をより一層高清浄化し、その状態を保持する必要が生じてきた。
【０００３】
すなわち、半導体基板の表面には、製造過程に伴って種々の汚染物質が付着するため、高集積化に対応するためには、製造過程で付着する小径な微粒子、金属、有機物を除去するだけでなく、洗浄後から次の工程までの放置状態にある間の有機物の付着も防ぐことが必要になってきている。
【０００４】
この有機物は、一般にクリーンルームの空気中に存在し、その中に放置するだけで簡単にしかも短時間に付着してしまう。一時的にこれを防ぐ方法として、現在、ミニエンバイロメントの手法やケミカルフィルターによる有機物除去の手法が用いられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の方法では、以下のような問題点が生じている。ミニエンバイロメントではポット等を使用し基板を密閉状態に保持しなければならず、そのポットの必要性やポット開閉のためのインターフェース等の多大な投資が必要となっている。
【０００６】
また、ケミカルフィルターも製造装置・クリーンルーム空気取り入れ口等を設けなければならず、更に定期的な交換も必要であり、こちらも多大な投資が必要である。
【０００７】
本発明は、上記状況に鑑みて、多大な投資を要することなく、簡便に、清浄表面を得た後も汚染物質の付着を防止し、その表面保持を行うことができる半導体基板の表面保護方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕半導体基板の表面保護方法において、半導体基板の半導体洗浄中又は半導体洗浄後に、前記半導体基板の表面上に、後ほど処理される酸化・ＣＶＤ装置での酸化・成膜時の熱処理温度より低い温度の沸点温度を持つ直鎖状高級脂肪酸を付着させ、有機汚染物質の付着を防止し、前記半導体基板の表面保護を行うことを特徴とする。
【０００９】
〔２〕上記〔１〕記載の半導体基板の表面保護方法において、前記直鎖状高級脂肪酸を前記半導体基板表面上に均一にコーティングすることを特徴とする。
【００１０】
〔３〕上記〔２〕記載の半導体基板の表面保護方法において、前記直鎖状高級脂肪酸を前記半導体基板へ回転塗布により付着させることを特徴とする。
【００１１】
〔４〕上記〔２〕記載の半導体基板の表面保護方法において、前記直鎖状高級脂肪酸をこの直鎖状高級脂肪酸を含む槽への前記半導体基板の浸漬により付着させることを特徴とする。
【００１２】
〔５〕半導体基板の表面保護方法において、半導体基板の半導体洗浄中又は半導体洗浄後に、前記半導体基板の表面上に酸化・ＣＶＤ装置での酸化・成膜時の熱処理温度より低い温度の沸点温度を持つ直鎖状高級脂肪酸を付着させ、有機汚染物質による作用を防止し、前記酸化・成膜工程での熱処理温度により前記直鎖状高級脂肪酸を消失させることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１４】
図１は本発明の第１実施例を示す半導体基板の表面保護方法の説明図である。
【００１５】
まず、図１（ａ）に示すように、従来の方法で半導体基板１の洗浄を行い、その半導体基板１の高清浄表面２を生成した直後、もしくは前記洗浄中に、図１（ｂ）に示すように、酸化・ＣＶＤ装置での酸化・成膜時の熱処理温度より低い温度の沸点温度を持つ直鎖状高級脂肪酸（以下、直鎖状有機化合物）３を高清浄表面２に付着させる。１′はその直鎖状有機化合物３が半導体基板１の高清浄表面２に付着した状態を示している。
【００１６】
この直鎖状有機化合物３は常温でウエハを放置しても表面上から揮発しづらい物質であり、通常の熱処理温度より低い沸点の物質を選ぶので、次工程の熱処理で実際に熱処理を行う前に除去できる。ここで、次工程の熱処理とは、一般に熱酸化や減圧ＣＶＤ等であり、熱温度は熱酸化が７００℃〜１１００℃、減圧ＣＶＤ法が５００℃〜８００℃程度である。
【００１７】
表面に付着させる直鎖状有機化合物３は、この熱温度より沸点が低い物質を用いるので、例えば以下に示す有機化合物が挙げられる。ベヘニン酸（Ｃ21Ｈ43ＣＯＯＨ）：分子量 ３４０．５７，沸点 ３０６℃
以上のように、本発明の第１実施例によれば、図２に示すように、直鎖状有機化合物３を半導体基板１の高清浄表面２上に付着させることにより、一度付着した有機化合物３は表面上から揮発し難く、直鎖状有機汚染物質４と作用して高清浄表面２が汚染されることもない。
【００１８】
この有機化合物３〔文献１「半導体プロセス環境における化学汚染とその対策」，リアライズ社、Ｐ．２６８，２６９〕は、半導体を製造する上で障害となる有機物との置き換わりも起こらない。また、直鎖状有機化合物３は半導体製造工程の熱処理工程の中で、半導体基板の高清浄表面２上から消失するため、半導体基板１が付着させた直鎖状有機化合物３の影響を受けることなく熱処理工程を行うことができる。
【００１９】
図３は本発明の第２実施例を示す半導体基板の表面保護方法の説明図である。
【００２０】
まず、従来の方法で半導体基板１の洗浄を行い、高清浄表面２を製造した直後、もしくは前記清浄中に、直鎖状有機化合物３を高清浄表面２に付着させる。この付着させる方法として、半導体基板１を回転させながらスプレー式ノズル５からの直鎖状有機化合物３を含む液の吐出により基板表面２に直鎖状有機化合物３を付着させる。
【００２１】
以上のように、第２実施例によれば、直鎖状有機化合物３を半導体基板表面２に均一に付着させる効果が期待できる。
【００２２】
図４は本発明の第３実施例を示す半導体基板の表面保護方法の説明図である。
【００２３】
まず、従来の方法で半導体基板１の洗浄を行い、高清浄表面を製造した直後、もしくは前記清浄中に、直鎖状高級脂肪酸（以下、直鎖状有機化合物）３を半導体基板１の表面に付着させる。
【００２４】
この付着させる方法として、直鎖状有機化合物３を混入させた槽６の中に半導体基板収納容器７内に縦置きにした半導体基板１を挿入し、半導体基板１表面上に直鎖状有機化合物３を付着させたところで、静かに槽６の中から引き上げる方法である。すなわち、直鎖状有機化合物３を含む溶液浴槽での浸漬による方法である。
【００２５】
以上のように、第３実施例によれば、直鎖状有機化合物３を半導体基板１の表面に均一に付着させる効果が期待できる。また、この方法によれば、一度に複数枚の半導体基板１に直鎖状有機化合物３を付着させることができる。直鎖状有機化合物３の組成でＣＯＯＨ基を含んだものを使用すると、半導体基板１の表面上に、より均一に付着させる効果が期待できる。
【００２６】
また、本発明は、直鎖状で、かつ次工程ウエハ処理の熱処理温度よりも低い沸点を有する有機化合物で洗浄されたウエハをコーティングすることを特徴している。
【００２７】
（１）直鎖状有機化合物をコーティングしたことにより、コーティング状態が安全に保たれる。すなわち、有機物の吸着は低分子のものが最初に付き、それが高分子のものに置き換わって行くことを利用して、コーティング状態を良好なものにすることができる。つまり、最初から直鎖状有機化合物が表面にコーティングされていると、その他の物質に置き換わる確率が激減することになり、コーティング状態を良好なものにすることができる。
【００２８】
（２）エッチング、またはＣＶＤ膜形成などのウエハ処理をする際、上記直鎖状有機化合物は、ウエハ上に残さとして残らず、剥離しやすい必要がある。有機物には、直鎖状有機化合物、環状化合物（二重結合なし）、また環状二重結合化合物の大きく３タイプがあり、上記目的を満足し、半導体製造で使用する温度、雰囲気で十分に除去することができるのが、直鎖状有機化合物であり、このタイプを選択した理由である。
【００２９】
（３）また、上記（２）の補充として、次工程となるウエハ処理の熱処理温度よりも低い沸点の物質を選ぶことにより、次工程の熱処理で実際に熱処理を行う前に除去できるようになる。
【００３０】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
【００３１】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、多大な投資を要することなく、簡便に半導体基板の清浄表面を得た後のその表面保持を行うことができる。
【００３２】
また、有機汚染物質による作用を防止し、次工程での処理温度により直鎖状高級脂肪酸（直鎖状有機化合物）を消失させることができ、処理工程上では何ら障害をもたらさずに清浄表面を保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施例を示す半導体基板の表面保護方法の説明図である。
【図２】 本発明の第１実施例を示す半導体基板の表面保護方法の効果の説明図である。
【図３】 本発明の第２実施例を示す半導体基板の表面保護物塗布の説明図である。
【図４】 本発明の第３実施例を示す半導体基板の表面保護物の浸漬の説明図である。
【符号の説明】
１ 半導体基板
１′ 直鎖状有機化合物が塗布された状態の半導体基板
２ 半導体基板の高清浄表面
３ 直鎖状高級脂肪酸（直鎖状有機化合物）
４ 有機汚染物質
５ スプレー式ノズル
６ 有機化合物を混入させた槽
７ 半導体基板収納容器
Claims (5)
- 半導体基板の半導体洗浄中又は半導体洗浄後に、前記半導体基板の表面上に、後ほど処理される酸化・ＣＶＤ装置での酸化・成膜時の熱処理温度より低い温度の沸点温度を持つ直鎖状高級脂肪酸を付着させ、有機汚染物質の付着を防止し、前記半導体基板の表面保護を行うことを特徴とする半導体基板の表面保護方法。
- 請求項１記載の半導体基板の表面保護方法において、前記直鎖状高級脂肪酸を前記半導体基板表面上に均一にコーティングすることを特徴とする半導体基板の表面保護方法。
- 請求項２記載の半導体基板の表面保護方法において、前記直鎖状高級脂肪酸を前記半導体基板へ回転塗布により付着させることを特徴とする半導体基板の表面保護方法。
- 請求項２記載の半導体基板の表面保護方法において、前記直鎖状高級脂肪酸を該直鎖状高級脂肪酸を含む槽への前記半導体基板の浸漬により付着させることを特徴とする半導体基板の表面保護方法。
- 半導体基板の半導体洗浄中又は半導体洗浄後に、前記半導体基板の表面上に酸化・ＣＶＤ装置での酸化・成膜時の熱処理温度より低い温度の沸点温度を持つ直鎖状高級脂肪酸を付着させ、有機汚染物質による作用を防止し、前記酸化・成膜工程での熱処理温度により前記直鎖状高級脂肪酸を消失させることを特徴とする半導体基板の表面保護方法。
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