JPH07142395A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH07142395A JPH07142395A JP28464093A JP28464093A JPH07142395A JP H07142395 A JPH07142395 A JP H07142395A JP 28464093 A JP28464093 A JP 28464093A JP 28464093 A JP28464093 A JP 28464093A JP H07142395 A JPH07142395 A JP H07142395A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体装置の製造方法に関し、基板の洗浄法
と保管法を適正化することによって、有機物質の汚染
（分子汚染）による付着炭素量を低減し、その上に形成
する配線層等の回路素子を構成する膜の剥離を防止する
手段を提供する。 【構成】 単結晶、多結晶または非晶質のシリコン層を
有する基板の表面をアンモニア水／過酸化水素水／純水
の混合液で超音波洗浄し、または、Ｈｅ，Ｎｅ等の不活
性ガス中でアニールし、または、酸素中、不活性ガス
中、真空中、大気中、水素中で紫外線を照射した後気相
または液相のＨＦによって処理して、上記シリコン層の
表面の有機物質を除去した直後に、あるいは、このよう
に洗浄した後、電気分解によって酸性化された超純水
中、または、５〜５０ｐｐｍのＨＦ水溶液中に浸漬して
清浄な状態で保管した後に、上記シリコン層の上にＷＳ
ｉ膜等の回路素子を構成する膜を堆積する。
と保管法を適正化することによって、有機物質の汚染
（分子汚染）による付着炭素量を低減し、その上に形成
する配線層等の回路素子を構成する膜の剥離を防止する
手段を提供する。 【構成】 単結晶、多結晶または非晶質のシリコン層を
有する基板の表面をアンモニア水／過酸化水素水／純水
の混合液で超音波洗浄し、または、Ｈｅ，Ｎｅ等の不活
性ガス中でアニールし、または、酸素中、不活性ガス
中、真空中、大気中、水素中で紫外線を照射した後気相
または液相のＨＦによって処理して、上記シリコン層の
表面の有機物質を除去した直後に、あるいは、このよう
に洗浄した後、電気分解によって酸性化された超純水
中、または、５〜５０ｐｐｍのＨＦ水溶液中に浸漬して
清浄な状態で保管した後に、上記シリコン層の上にＷＳ
ｉ膜等の回路素子を構成する膜を堆積する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、単結晶、多結晶または
非晶質のシリコン層の表面に堆積されたタングステンシ
リサイド（ＷＳｉ）等の膜が、工程中または経時的に剥
離するのを防ぐことを特徴とする半導体装置の製造方法
に関する。
非晶質のシリコン層の表面に堆積されたタングステンシ
リサイド（ＷＳｉ）等の膜が、工程中または経時的に剥
離するのを防ぐことを特徴とする半導体装置の製造方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＷＳｉ膜は、単結晶、多結晶または非晶
質のシリコン層の上に配線層、電極等を形成する場合に
多用されている。
質のシリコン層の上に配線層、電極等を形成する場合に
多用されている。
【０００３】従来は、単結晶、多結晶または非晶質のシ
リコン層を有する基板の上にＷＳｉ膜を堆積する場合
は、洗浄した後ＷＳｉ膜を堆積するまでの基板の保管時
間が４８時間以内のときは無処理のままＷＳｉ膜を堆積
し、ＷＳｉ膜を堆積するまでの基板の保管時間が４８時
間を超えるときは、基板の表面の分子汚染物質を除去す
るためにＨ2 ＳＯ4 ／Ｈ2 Ｏ2 ／Ｈ2 Ｏ混合液、および
硝酸水溶液によって洗浄した上でＷＳｉ膜を堆積してい
た。
リコン層を有する基板の上にＷＳｉ膜を堆積する場合
は、洗浄した後ＷＳｉ膜を堆積するまでの基板の保管時
間が４８時間以内のときは無処理のままＷＳｉ膜を堆積
し、ＷＳｉ膜を堆積するまでの基板の保管時間が４８時
間を超えるときは、基板の表面の分子汚染物質を除去す
るためにＨ2 ＳＯ4 ／Ｈ2 Ｏ2 ／Ｈ2 Ｏ混合液、および
硝酸水溶液によって洗浄した上でＷＳｉ膜を堆積してい
た。
【０００４】この場合、Ｈ2 ＳＯ4 ／Ｈ2 Ｏ2 ／Ｈ2 Ｏ
混合液によって主に基板表面に付着している有機性物質
を洗浄し、硝酸水溶液によって金属性物質を洗浄する。
混合液によって主に基板表面に付着している有機性物質
を洗浄し、硝酸水溶液によって金属性物質を洗浄する。
【０００５】ところが、ＷＳｉ膜を堆積する前の基板
を、合成樹脂製のキャリアに収納したままクリーンルー
ム内に放置しておくと、基板の保管時間が４８時間以内
であっても、基板の上に堆積したＷＳｉ膜が、製造工程
中または経時的に剥離して歩留りが低下し、信頼性を損
なうことがあり、このような基板を用いた装置の信頼性
を保証するには、シリコン層の上にＷＳｉ膜を堆積する
工程の直前に、基板をＨ 2 ＳＯ4 ／Ｈ2 Ｏ2 ／Ｈ2 Ｏ混
合液、および硝酸によって洗浄することが必要になり、
そのための工程が増えることが問題になっていた。
を、合成樹脂製のキャリアに収納したままクリーンルー
ム内に放置しておくと、基板の保管時間が４８時間以内
であっても、基板の上に堆積したＷＳｉ膜が、製造工程
中または経時的に剥離して歩留りが低下し、信頼性を損
なうことがあり、このような基板を用いた装置の信頼性
を保証するには、シリコン層の上にＷＳｉ膜を堆積する
工程の直前に、基板をＨ 2 ＳＯ4 ／Ｈ2 Ｏ2 ／Ｈ2 Ｏ混
合液、および硝酸によって洗浄することが必要になり、
そのための工程が増えることが問題になっていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
に鑑み、基板の洗浄法と保管法を適正化することによっ
て、有機物質の汚染（分子汚染）による付着炭素量を低
減し、その上に形成する配線層等の回路素子を構成する
膜の剥離を防止することを目的とする。
に鑑み、基板の洗浄法と保管法を適正化することによっ
て、有機物質の汚染（分子汚染）による付着炭素量を低
減し、その上に形成する配線層等の回路素子を構成する
膜の剥離を防止することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明にかかる半導体装
置の製造方法においては、単結晶、多結晶または非晶質
のシリコン層を有する基板の表面をアンモニア水／過酸
化水素水／純水の混合液で超音波洗浄した後、該シリコ
ン層の上に回路素子を構成する膜を堆積する工程を採用
した。
置の製造方法においては、単結晶、多結晶または非晶質
のシリコン層を有する基板の表面をアンモニア水／過酸
化水素水／純水の混合液で超音波洗浄した後、該シリコ
ン層の上に回路素子を構成する膜を堆積する工程を採用
した。
【０００８】また、本発明にかかる他の半導体装置の製
造方法においては、単結晶、多結晶または非晶質のシリ
コン層を有する基板の表面をＨｅ，Ｎ2 等の不活性ガス
中でアニールした後、該シリコン層の上に回路素子を構
成する膜を堆積する工程を採用した。
造方法においては、単結晶、多結晶または非晶質のシリ
コン層を有する基板の表面をＨｅ，Ｎ2 等の不活性ガス
中でアニールした後、該シリコン層の上に回路素子を構
成する膜を堆積する工程を採用した。
【０００９】また、本発明にかかる他の半導体装置の製
造方法においては、単結晶、多結晶または非晶質のシリ
コン層を有する基板の表面に、酸素中、不活性ガス中、
真空中、大気中または水素中で紫外線を照射し、次いで
該シリコン層の表面を気相または液相のＨＦによって処
理した後、該シリコン層の上に回路素子を構成する膜を
堆積する工程を採用した。
造方法においては、単結晶、多結晶または非晶質のシリ
コン層を有する基板の表面に、酸素中、不活性ガス中、
真空中、大気中または水素中で紫外線を照射し、次いで
該シリコン層の表面を気相または液相のＨＦによって処
理した後、該シリコン層の上に回路素子を構成する膜を
堆積する工程を採用した。
【００１０】また、本発明にかかる他の半導体装置の製
造方法においては、洗浄された単結晶、多結晶または非
晶質のシリコン層を有する基板を、電気分解によって酸
性化された超純水中に浸漬して保管した後、該シリコン
層の上に回路素子を構成する膜を堆積する工程を採用し
た。
造方法においては、洗浄された単結晶、多結晶または非
晶質のシリコン層を有する基板を、電気分解によって酸
性化された超純水中に浸漬して保管した後、該シリコン
層の上に回路素子を構成する膜を堆積する工程を採用し
た。
【００１１】また、本発明にかかる他の半導体装置の製
造方法においては、洗浄された単結晶、多結晶または非
晶質のシリコン層を有する基板を、５ｐｐｍないし５０
ｐｐｍのＨＦ水溶液中に浸漬して保管した後、該シリコ
ン層の上に回路素子を構成する膜を堆積する工程を採用
した。
造方法においては、洗浄された単結晶、多結晶または非
晶質のシリコン層を有する基板を、５ｐｐｍないし５０
ｐｐｍのＨＦ水溶液中に浸漬して保管した後、該シリコ
ン層の上に回路素子を構成する膜を堆積する工程を採用
した。
【００１２】これらの半導体装置の製造方法において
は、回路素子を構成する膜としてＷＳｉ等の導電体を用
い、この導電体膜の剥離を防止することができる。
は、回路素子を構成する膜としてＷＳｉ等の導電体を用
い、この導電体膜の剥離を防止することができる。
【００１３】
【作用】単結晶、多結晶または非晶質のシリコン層を有
する基板の上に堆積されたＷＳｉ膜等の回路素子を構成
する膜が剥離する原因は、シリコン層の表面上に付着し
ている有機物質（付着炭素）によって、シリコン層とＷ
Ｓｉ膜等の間の付着状態が劣化するためであるから、こ
の膜の剥離を防止するには、シリコン層の上に膜を形成
する直前にシリコン層の表面に付着している有機物質を
洗浄するか、洗浄した後にこのシリコン層を、シリコン
層を汚染せず、シリコン層上に自然酸化膜を生成せず、
シリコン層を侵食せず、さらに、追加的水洗を必要とし
ない物質によって大気から遮断して保管することによっ
て、シリコン層の表面の付着炭素量を低減することが必
要である。
する基板の上に堆積されたＷＳｉ膜等の回路素子を構成
する膜が剥離する原因は、シリコン層の表面上に付着し
ている有機物質（付着炭素）によって、シリコン層とＷ
Ｓｉ膜等の間の付着状態が劣化するためであるから、こ
の膜の剥離を防止するには、シリコン層の上に膜を形成
する直前にシリコン層の表面に付着している有機物質を
洗浄するか、洗浄した後にこのシリコン層を、シリコン
層を汚染せず、シリコン層上に自然酸化膜を生成せず、
シリコン層を侵食せず、さらに、追加的水洗を必要とし
ない物質によって大気から遮断して保管することによっ
て、シリコン層の表面の付着炭素量を低減することが必
要である。
【００１４】このように、シリコン層の表面を洗浄し、
あるいは、洗浄したシリコン層を大気から遮断して保管
すると、大気中の有機物質によるシリコン層の分子汚染
の影響を除くことができ、シリコン層の上に堆積したＷ
Ｓｉ膜等の膜の剥離を防止することができる。
あるいは、洗浄したシリコン層を大気から遮断して保管
すると、大気中の有機物質によるシリコン層の分子汚染
の影響を除くことができ、シリコン層の上に堆積したＷ
Ｓｉ膜等の膜の剥離を防止することができる。
【００１５】本発明においては、以下説明する実施例か
ら明らかなように、単結晶、多結晶または非晶質のシリ
コン層の洗浄方法として、アンモニア水／過酸化水素
水／純水の混合液による超音波洗浄、Ｈｅ，Ｎ2 等の
不活性ガス中でのアニール、酸素中、不活性ガス中、
真空中、大気中または水素中における紫外線の照射とそ
れに続く、気相または液相のＨＦによる処理、を採用
し、洗浄された単結晶、多結晶または非晶質のシリコン
層の保管方法として、電気分解によって酸性化された
超純水中への浸漬、５ｐｐｍないし５０ｐｐｍのＨＦ
水溶液中への浸漬、を採用した。
ら明らかなように、単結晶、多結晶または非晶質のシリ
コン層の洗浄方法として、アンモニア水／過酸化水素
水／純水の混合液による超音波洗浄、Ｈｅ，Ｎ2 等の
不活性ガス中でのアニール、酸素中、不活性ガス中、
真空中、大気中または水素中における紫外線の照射とそ
れに続く、気相または液相のＨＦによる処理、を採用
し、洗浄された単結晶、多結晶または非晶質のシリコン
層の保管方法として、電気分解によって酸性化された
超純水中への浸漬、５ｐｐｍないし５０ｐｐｍのＨＦ
水溶液中への浸漬、を採用した。
【００１６】本発明の半導体装置の製造方法によると、
分子汚染（有機物質）が原因となるＷＳｉ膜等の膜の剥
離を防止することができ、単結晶、多結晶または非晶質
のシリコン層の洗浄や保管の後に水洗する必要がないた
め、工程数を最小限度に抑えることができる。
分子汚染（有機物質）が原因となるＷＳｉ膜等の膜の剥
離を防止することができ、単結晶、多結晶または非晶質
のシリコン層の洗浄や保管の後に水洗する必要がないた
め、工程数を最小限度に抑えることができる。
【００１７】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。
【００１８】（第１実施例）この実施例においては、シ
リコンウェーハのような単結晶のシリコン層を有する基
板の表面をエッチング効果があるアンモニア水／過酸化
水素水／純水の混合液で超音波洗浄して単結晶シリコン
層の表面に付着している有機物質を除去した後にＷＳｉ
膜を堆積して半導体装置を製造する。
リコンウェーハのような単結晶のシリコン層を有する基
板の表面をエッチング効果があるアンモニア水／過酸化
水素水／純水の混合液で超音波洗浄して単結晶シリコン
層の表面に付着している有機物質を除去した後にＷＳｉ
膜を堆積して半導体装置を製造する。
【００１９】この実施例の半導体装置の製造方法による
と、単結晶のシリコン層の表面に付着していた有機物質
（炭素量）を完全に除去することができるため、その上
に堆積するＷＳｉ膜との密着性が改善され、ＷＳｉ膜を
パターニングして配線層を形成する工程中、または、そ
の後に、ＷＳｉ膜が剥離するという問題を解消すること
ができる。
と、単結晶のシリコン層の表面に付着していた有機物質
（炭素量）を完全に除去することができるため、その上
に堆積するＷＳｉ膜との密着性が改善され、ＷＳｉ膜を
パターニングして配線層を形成する工程中、または、そ
の後に、ＷＳｉ膜が剥離するという問題を解消すること
ができる。
【００２０】（第２実施例）この実施例においては、シ
リコンウェーハのような単結晶のシリコン層を有する基
板の表面をＨｅ，Ｎ2 等の不活性ガス中で、後にＷＳｉ
膜を堆積するときの温度である４００℃程度の温度でア
ニールすることによって単結晶のシリコン層の表面に付
着している有機物質を除去した後にＷＳｉ膜を堆積して
半導体装置を製造する。
リコンウェーハのような単結晶のシリコン層を有する基
板の表面をＨｅ，Ｎ2 等の不活性ガス中で、後にＷＳｉ
膜を堆積するときの温度である４００℃程度の温度でア
ニールすることによって単結晶のシリコン層の表面に付
着している有機物質を除去した後にＷＳｉ膜を堆積して
半導体装置を製造する。
【００２１】この実施例の半導体装置の製造方法による
と、単結晶のシリコン層の表面に付着していた有機物質
（炭素量）を完全に除去することができるため、その上
に堆積するＷＳｉ膜との密着性が改善され、ＷＳｉ膜を
パターニクングして配線層を形成する工程中、または、
その後に、ＷＳｉ膜が剥離するという問題を解消するこ
とができる。
と、単結晶のシリコン層の表面に付着していた有機物質
（炭素量）を完全に除去することができるため、その上
に堆積するＷＳｉ膜との密着性が改善され、ＷＳｉ膜を
パターニクングして配線層を形成する工程中、または、
その後に、ＷＳｉ膜が剥離するという問題を解消するこ
とができる。
【００２２】（第３実施例）この実施例においては、シ
リコンウェーハのような単結晶のシリコン層を有する基
板の表面に、酸素中、不活性ガス中、真空中、大気中ま
たは水素中で波長１８６ｎｍの紫外線を照射し、次いで
シリコン層の表面を気相または液相のＨＦによって処理
した後、単結晶シリコン層の上にＷＳｉ膜を堆積して半
導体装置を製造する。
リコンウェーハのような単結晶のシリコン層を有する基
板の表面に、酸素中、不活性ガス中、真空中、大気中ま
たは水素中で波長１８６ｎｍの紫外線を照射し、次いで
シリコン層の表面を気相または液相のＨＦによって処理
した後、単結晶シリコン層の上にＷＳｉ膜を堆積して半
導体装置を製造する。
【００２３】単結晶シリコン層に紫外線を照射すると、
その表面に付着していた有機物質が分解してＣＯ2 とし
て飛散する。この場合、不活性ガス中および真空中で紫
外線を照射する場合は単結晶シリコン層の表面が雰囲気
と化学反応を生じて変質することがない。また、酸素中
および大気中で紫外線を照射する場合は、単結晶シリコ
ン層の表面が僅かに酸化されるが、後に行う気相または
液相のＨＦ処理によって酸化物等の生成物を容易に除去
することができる。
その表面に付着していた有機物質が分解してＣＯ2 とし
て飛散する。この場合、不活性ガス中および真空中で紫
外線を照射する場合は単結晶シリコン層の表面が雰囲気
と化学反応を生じて変質することがない。また、酸素中
および大気中で紫外線を照射する場合は、単結晶シリコ
ン層の表面が僅かに酸化されるが、後に行う気相または
液相のＨＦ処理によって酸化物等の生成物を容易に除去
することができる。
【００２４】また、水素中で紫外線を照射する場合は、
単結晶シリコン層の表面に付着している塩素系の有機物
質が塩酸として飛散し、単結晶シリコン層の表面のＳｉ
原子がＨでターミネートされて疏水性になり、それ以降
に有機物質が付着するのを妨げる効果を生じる。そして
また、生じているＳｉＯ2 膜が還元される。
単結晶シリコン層の表面に付着している塩素系の有機物
質が塩酸として飛散し、単結晶シリコン層の表面のＳｉ
原子がＨでターミネートされて疏水性になり、それ以降
に有機物質が付着するのを妨げる効果を生じる。そして
また、生じているＳｉＯ2 膜が還元される。
【００２５】この実施例の半導体装置の製造方法による
と、単結晶のシリコン層の表面に付着していた有機物質
（炭素量）を完全に除去することができ、特に、水素中
で紫外線を照射する場合は表面が疏水性になり、それ以
後有機物質が付着しないため清浄な表面を維持すること
ができ、その上に堆積するＷＳｉ膜との密着性が改善さ
れ、ＷＳｉ膜をパターニングして配線層を形成する工程
中、または、その後に、ＷＳｉ膜が剥離するという問題
を解消することができる。
と、単結晶のシリコン層の表面に付着していた有機物質
（炭素量）を完全に除去することができ、特に、水素中
で紫外線を照射する場合は表面が疏水性になり、それ以
後有機物質が付着しないため清浄な表面を維持すること
ができ、その上に堆積するＷＳｉ膜との密着性が改善さ
れ、ＷＳｉ膜をパターニングして配線層を形成する工程
中、または、その後に、ＷＳｉ膜が剥離するという問題
を解消することができる。
【００２６】（第４実施例）この実施例においては、例
えば、第１実施例、第２実施例、第３実施例に記載され
た洗浄方法によって洗浄された単結晶のシリコン層を有
する基板を、電気分解によって酸性化（Ｈ+ リッチ）さ
れた超純水中に浸漬して保管した後、この単結晶のシリ
コン層の上にＷＳｉ膜を堆積して半導体装置を製造す
る。
えば、第１実施例、第２実施例、第３実施例に記載され
た洗浄方法によって洗浄された単結晶のシリコン層を有
する基板を、電気分解によって酸性化（Ｈ+ リッチ）さ
れた超純水中に浸漬して保管した後、この単結晶のシリ
コン層の上にＷＳｉ膜を堆積して半導体装置を製造す
る。
【００２７】図１は、第４実施例の超純水の電気分解の
説明図である。この図において、１は電解槽、２は陰極
板、３は陽極板、４は隔膜、５は超純水タンク、６はア
ルカリイオン水排出口、７は酸性イオン水排出口であ
る。
説明図である。この図において、１は電解槽、２は陰極
板、３は陽極板、４は隔膜、５は超純水タンク、６はア
ルカリイオン水排出口、７は酸性イオン水排出口であ
る。
【００２８】この実施例で半導体基板を浸漬して保管す
るための酸性化した超純水を生成するには、電解槽１中
に、陰極板２と、隔膜４によって囲まれた陽極板３を対
向して配置し、超純水タンク５の半導体用超純水を電界
槽１の中と、陽極板３を収容する隔膜４内に供給し、電
気分解によってＯＨ- リッチになった純水をアルカリイ
オン水排出口６から排出させ、酸性化（Ｈ+ リッチ）さ
れた純水を酸性イオン水排出口７から排出させる。
るための酸性化した超純水を生成するには、電解槽１中
に、陰極板２と、隔膜４によって囲まれた陽極板３を対
向して配置し、超純水タンク５の半導体用超純水を電界
槽１の中と、陽極板３を収容する隔膜４内に供給し、電
気分解によってＯＨ- リッチになった純水をアルカリイ
オン水排出口６から排出させ、酸性化（Ｈ+ リッチ）さ
れた純水を酸性イオン水排出口７から排出させる。
【００２９】この実施例の半導体装置の製造方法による
と、洗浄した単結晶のシリコン層の表面が電気分解によ
って酸性化された超純水によって大気から遮断されるた
め、有機物質が付着することも、自然酸化膜が形成され
ることもなく、また、単結晶のシリコン層の表面が侵食
されることもないから、単結晶のシリコン層の表面を長
期間清浄に維持することができ、その上に堆積するＷＳ
ｉ膜との密着性を改善し、ＷＳｉ膜をパターニングして
配線層を形成する工程中、または、その後に、ＷＳｉ膜
が剥離するという問題を解消することができる。
と、洗浄した単結晶のシリコン層の表面が電気分解によ
って酸性化された超純水によって大気から遮断されるた
め、有機物質が付着することも、自然酸化膜が形成され
ることもなく、また、単結晶のシリコン層の表面が侵食
されることもないから、単結晶のシリコン層の表面を長
期間清浄に維持することができ、その上に堆積するＷＳ
ｉ膜との密着性を改善し、ＷＳｉ膜をパターニングして
配線層を形成する工程中、または、その後に、ＷＳｉ膜
が剥離するという問題を解消することができる。
【００３０】また、酸性化した超純水は本来半導体用超
純水であるため、ＷＳｉ膜を堆積する前に水洗処理する
必要がなく、工程数を減少することができるほか、再洗
浄するための薬品の使用量を削減し、または皆無にする
ことができる。
純水であるため、ＷＳｉ膜を堆積する前に水洗処理する
必要がなく、工程数を減少することができるほか、再洗
浄するための薬品の使用量を削減し、または皆無にする
ことができる。
【００３１】（第５実施例）この実施例においては、例
えば、第１実施例、第２実施例、第３実施例に記載され
た洗浄方法によって洗浄された単結晶のシリコン層を有
する基板を、５ｐｐｍないし５０ｐｐｍのＨＦ水溶液中
に浸漬して保管した後、この単結晶のシリコン層の上に
ＷＳｉ膜を堆積して半導体装置を製造する。
えば、第１実施例、第２実施例、第３実施例に記載され
た洗浄方法によって洗浄された単結晶のシリコン層を有
する基板を、５ｐｐｍないし５０ｐｐｍのＨＦ水溶液中
に浸漬して保管した後、この単結晶のシリコン層の上に
ＷＳｉ膜を堆積して半導体装置を製造する。
【００３２】図２は、第５実施例の単結晶のシリコン層
の洗浄方法の効果説明図であり、（Ａ）は第１実施例の
洗浄方法の測定結果を示し、（Ｂ）は大気中に保管した
後の測定結果を示している。
の洗浄方法の効果説明図であり、（Ａ）は第１実施例の
洗浄方法の測定結果を示し、（Ｂ）は大気中に保管した
後の測定結果を示している。
【００３３】この図２（Ａ）は、アンモニア水／過酸化
水素水／純水によって有機物質を除去し、さらに、硝酸
（ＨＮＯ3 ）によって金属を除去した単結晶のシリコン
層を有する半導体基板を、ＰＦＡ製キャリアに収容して
クリーンルーム内に２０日間放置した後、４００℃に昇
温した場合の単結晶シリコン層からの脱ガス物質のガス
クロマトグラムである。
水素水／純水によって有機物質を除去し、さらに、硝酸
（ＨＮＯ3 ）によって金属を除去した単結晶のシリコン
層を有する半導体基板を、ＰＦＡ製キャリアに収容して
クリーンルーム内に２０日間放置した後、４００℃に昇
温した場合の単結晶シリコン層からの脱ガス物質のガス
クロマトグラムである。
【００３４】この場合は、図示されているように、シリ
コン層の表面が種々の分子によって汚染されていたこと
がわかる。汚染物質は下記の通りである。 ａ Ｃ5 Ｈ10の異性体（ジメチルシクロプロパン、メチ
ルブテン等） ｂ ＴＨＦ ｃ ブタノール ｄ Ｃ6 Ｈ12，Ｃ8 Ｈ16の異性体（ジメチルブテン、ヘ
キセン、メチルペンテン、シクロヘキセン、メチレンヘ
プタン、ジメチルヘキセン、メチルヘプテン、オクテン
等） ｆ，ｇ，ｈ，ｉ，ｊ Ｃ8 Ｈ14Ｏ，Ｃ9 Ｈ18の異性体
（シクロヘキシルメチルケトン、３−エチルヘプテン、
トリメチルシクロヘキサン等） ｌ エステル系有機物 ｎ 無水フタル酸 ｐ 未確認物質
コン層の表面が種々の分子によって汚染されていたこと
がわかる。汚染物質は下記の通りである。 ａ Ｃ5 Ｈ10の異性体（ジメチルシクロプロパン、メチ
ルブテン等） ｂ ＴＨＦ ｃ ブタノール ｄ Ｃ6 Ｈ12，Ｃ8 Ｈ16の異性体（ジメチルブテン、ヘ
キセン、メチルペンテン、シクロヘキセン、メチレンヘ
プタン、ジメチルヘキセン、メチルヘプテン、オクテン
等） ｆ，ｇ，ｈ，ｉ，ｊ Ｃ8 Ｈ14Ｏ，Ｃ9 Ｈ18の異性体
（シクロヘキシルメチルケトン、３−エチルヘプテン、
トリメチルシクロヘキサン等） ｌ エステル系有機物 ｎ 無水フタル酸 ｐ 未確認物質
【００３５】図２（Ｂ）は、単結晶のシリコン層を有す
る半導体基板に図２（Ａ）の場合と同様の前処理を施し
た後に、１０ｐｐｍのＨＦ水溶液に浸漬して２０日間保
管した後、４００℃に昇温した場合のシリコン層からの
脱ガス物質のガスクロマトグラムである。この場合は、
左端のピークはエアーによるノイズであるから、有機物
質が殆ど付着していないことがわかる。
る半導体基板に図２（Ａ）の場合と同様の前処理を施し
た後に、１０ｐｐｍのＨＦ水溶液に浸漬して２０日間保
管した後、４００℃に昇温した場合のシリコン層からの
脱ガス物質のガスクロマトグラムである。この場合は、
左端のピークはエアーによるノイズであるから、有機物
質が殆ど付着していないことがわかる。
【００３６】この場合は、ＨＦ水溶液の濃度が１０ｐｐ
ｍであるため、シリコン層の表面に自然酸化膜が形成さ
れず、水洗処理も不要であるため、工程数を低減するこ
とができるほか、薬品の使用量を削減することができ
る。
ｍであるため、シリコン層の表面に自然酸化膜が形成さ
れず、水洗処理も不要であるため、工程数を低減するこ
とができるほか、薬品の使用量を削減することができ
る。
【００３７】図２（Ａ）に示されるように、有機物質に
よって汚染された場合は、単結晶のシリコン層を有する
基板の表面を第１実施例によって、アンモニア水／過酸
化水素水／純水の混合液中で超音波洗浄するか、第２実
施例によって、Ｈｅ，Ｎ2 等の不活性ガス中で４００℃
でアニールするか、第３実施例によって、酸素中、不活
性ガス中、真空中、大気中または水素中で紫外線照射
し、気相または液相のＨＦによって処理すると、図２
（Ｂ）に示されるような清浄な単結晶シリコン層を得る
ことができる。
よって汚染された場合は、単結晶のシリコン層を有する
基板の表面を第１実施例によって、アンモニア水／過酸
化水素水／純水の混合液中で超音波洗浄するか、第２実
施例によって、Ｈｅ，Ｎ2 等の不活性ガス中で４００℃
でアニールするか、第３実施例によって、酸素中、不活
性ガス中、真空中、大気中または水素中で紫外線照射
し、気相または液相のＨＦによって処理すると、図２
（Ｂ）に示されるような清浄な単結晶シリコン層を得る
ことができる。
【００３８】図３は、第５実施例の単結晶のシリコン層
の保管方法の効果説明図（１）である。この図は、洗浄
した単結晶のシリコン層を有する基板を１ｐｐｍのＨＦ
水溶液に浸漬して保管した場合のＸＰＳ（Ｘ−ｒａｙ
Ｐｈｏｔｏ−ｅｍｉｓｓｉｏｎＳｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐ
ｙ）による分析結果を示したものである。この場合は、
フッ素濃度が低いため、単結晶のシリコン層の表面に自
然酸化膜が形成されていることがわかる。
の保管方法の効果説明図（１）である。この図は、洗浄
した単結晶のシリコン層を有する基板を１ｐｐｍのＨＦ
水溶液に浸漬して保管した場合のＸＰＳ（Ｘ−ｒａｙ
Ｐｈｏｔｏ−ｅｍｉｓｓｉｏｎＳｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐ
ｙ）による分析結果を示したものである。この場合は、
フッ素濃度が低いため、単結晶のシリコン層の表面に自
然酸化膜が形成されていることがわかる。
【００３９】図４は、第５実施例の単結晶のシリコン層
の保管方法の効果説明図（２）である。この図は、洗浄
した単結晶のシリコン層を有する基板を５００ｐｐｍの
ＨＦ水溶液に浸漬して保管した場合のＸＰＳによる分析
結果を示したものである。この場合は、フッ素濃度が高
いため、単結晶のシリコン層の表面に自然酸化膜が形成
されていないことがわかる。しかし、単結晶のシリコン
層の表面にフッ素が残留するため、水洗することが必要
になる。また、単結晶のシリコン層の表面が〜１００Å
程度エッチングされる。
の保管方法の効果説明図（２）である。この図は、洗浄
した単結晶のシリコン層を有する基板を５００ｐｐｍの
ＨＦ水溶液に浸漬して保管した場合のＸＰＳによる分析
結果を示したものである。この場合は、フッ素濃度が高
いため、単結晶のシリコン層の表面に自然酸化膜が形成
されていないことがわかる。しかし、単結晶のシリコン
層の表面にフッ素が残留するため、水洗することが必要
になる。また、単結晶のシリコン層の表面が〜１００Å
程度エッチングされる。
【００４０】図５は、単結晶のシリコン層の表面のフッ
素と洗浄時間の関係図である。この図は、洗浄した単結
晶のシリコン層を有する基板を５００ｐｐｍのＨＦ水溶
液に浸漬して保管した場合の、単結晶のシリコン層の表
面のフッ素と洗浄時間の関係を示し、横軸は水洗時間を
示し、縦軸は単結晶のシリコン層の表面の結合フッ素の
シリコン（１００）表面原子に対するカバレッジを示し
ている。
素と洗浄時間の関係図である。この図は、洗浄した単結
晶のシリコン層を有する基板を５００ｐｐｍのＨＦ水溶
液に浸漬して保管した場合の、単結晶のシリコン層の表
面のフッ素と洗浄時間の関係を示し、横軸は水洗時間を
示し、縦軸は単結晶のシリコン層の表面の結合フッ素の
シリコン（１００）表面原子に対するカバレッジを示し
ている。
【００４１】この図によると、洗浄した単結晶のシリコ
ン層を有する基板を５００ｐｐｍのＨＦ水溶液に浸漬し
て保管し、水洗しない状態では０．０８程度のカバレッ
ジを有し、洗浄時間とともに減少し、１００秒程度で
０．０２近くまで低下するが、この値は、１０ｐｐｍの
ＨＦに浸漬した後水洗しない場合とほぼ同じであり、ま
た、浸漬前の洗浄後とほぼ同じ値であることがわかる。
ン層を有する基板を５００ｐｐｍのＨＦ水溶液に浸漬し
て保管し、水洗しない状態では０．０８程度のカバレッ
ジを有し、洗浄時間とともに減少し、１００秒程度で
０．０２近くまで低下するが、この値は、１０ｐｐｍの
ＨＦに浸漬した後水洗しない場合とほぼ同じであり、ま
た、浸漬前の洗浄後とほぼ同じ値であることがわかる。
【００４２】上記の事情とＨＦ濃度を変えた場合の実験
結果によると、単結晶のシリコン層を有する基板を浸漬
して保管するＨＦ水溶液の最適濃度は、自然酸化膜が形
成されず、フッ素の在留量が少ない、５ｐｐｍないし５
０ｐｐｍの範囲が最も適しているといえる。上記の範囲
を下方に超えると自然酸化膜の形成が著しくなり、上方
に超えると、単結晶シリコン層の表面のエッチングと、
フッ素の在留量が著しくなる。
結果によると、単結晶のシリコン層を有する基板を浸漬
して保管するＨＦ水溶液の最適濃度は、自然酸化膜が形
成されず、フッ素の在留量が少ない、５ｐｐｍないし５
０ｐｐｍの範囲が最も適しているといえる。上記の範囲
を下方に超えると自然酸化膜の形成が著しくなり、上方
に超えると、単結晶シリコン層の表面のエッチングと、
フッ素の在留量が著しくなる。
【００４３】上記の各実施例においては、単結晶のシリ
コン層を有する基板について説明したが、本発明は、多
結晶のシリコン層または非晶質シリコン層を有する基板
の洗浄や保管に対しても同様に適用することができる。
コン層を有する基板について説明したが、本発明は、多
結晶のシリコン層または非晶質シリコン層を有する基板
の洗浄や保管に対しても同様に適用することができる。
【００４４】また、上記の実施例において、シリコン層
の上に形成する膜をＷＳｉ膜にした場合を説明したが、
本発明は、広く、シリコン層の上に導電体膜、絶縁体
膜、誘電体膜、酸化物超伝導体膜を形成する場合にも適
用することができる。
の上に形成する膜をＷＳｉ膜にした場合を説明したが、
本発明は、広く、シリコン層の上に導電体膜、絶縁体
膜、誘電体膜、酸化物超伝導体膜を形成する場合にも適
用することができる。
【００４５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
工程数を増加することなく、単結晶、多結晶または非晶
質のシリコン層を有する半導体基板を清浄な状態で保管
することが可能になり、また、このような半導体基板の
表面に生じた有機物汚染を洗浄することができるため、
スループットの向上や経費の節減に寄与するところが大
きい。
工程数を増加することなく、単結晶、多結晶または非晶
質のシリコン層を有する半導体基板を清浄な状態で保管
することが可能になり、また、このような半導体基板の
表面に生じた有機物汚染を洗浄することができるため、
スループットの向上や経費の節減に寄与するところが大
きい。
【図１】第４実施例の超純水の電気分解の説明図であ
る。
る。
【図２】第５実施例の単結晶のシリコン層の洗浄方法の
効果説明図であり、（Ａ）は第１実施例の洗浄方法の測
定結果を示し、（Ｂ）は大気中に保管した後の測定結果
を示している。
効果説明図であり、（Ａ）は第１実施例の洗浄方法の測
定結果を示し、（Ｂ）は大気中に保管した後の測定結果
を示している。
【図３】第５実施例の単結晶のシリコン層の保管方法の
効果説明図（１）である。
効果説明図（１）である。
【図４】第５実施例の単結晶のシリコン層の保管方法の
効果説明図（２）である。
効果説明図（２）である。
【図５】単結晶のシリコン層の表面のフッ素と洗浄時間
の関係図である。
の関係図である。
１ 電解槽 ２ 陰極板 ３ 陽極板 ４ 隔膜 ５ 超純水タンク ６ アルカリイオン水排出口 ７ 酸性イオン水排出口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/306 23/29 23/31 // Ｂ０８Ｂ 3/12 Ｚ 2119−3Ｂ
Claims (5)
- 【請求項１】 単結晶、多結晶または非晶質のシリコン
層を有する基板の表面をアンモニア水／過酸化水素水／
純水の混合液で超音波洗浄した後、該シリコン層の上に
回路素子を構成する膜を堆積することを特徴とする半導
体装置の製造方法。 - 【請求項２】 単結晶、多結晶または非晶質のシリコン
層を有する基板の表面をＨｅ，Ｎ2 等の不活性ガス中で
アニールした後、該シリコン層の上に回路素子を構成す
る膜を堆積することを特徴とする半導体装置の製造方
法。 - 【請求項３】 単結晶、多結晶または非晶質のシリコン
層を有する基板の表面に、酸素中、不活性ガス中、真空
中、大気中または水素中で紫外線を照射し、次いで該シ
リコン層の表面を気相または液相のＨＦによって処理し
た後、該シリコン層の上に回路素子を構成する膜を堆積
することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項４】 洗浄された単結晶、多結晶または非晶質
のシリコン層を有する基板を、電気分解によって酸性化
された超純水中に浸漬して保管した後、該シリコン層の
上に回路素子を構成する膜を堆積することを特徴とする
半導体装置の製造方法。 - 【請求項５】 洗浄された単結晶、多結晶または非晶質
のシリコン層を有する基板を、５ｐｐｍないし５０ｐｐ
ｍのＨＦ水溶液中に浸漬して保管した後、該シリコン層
の上に回路素子を構成する膜を堆積することを特徴とす
る半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28464093A JPH07142395A (ja) | 1993-11-15 | 1993-11-15 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28464093A JPH07142395A (ja) | 1993-11-15 | 1993-11-15 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07142395A true JPH07142395A (ja) | 1995-06-02 |
Family
ID=17681087
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28464093A Withdrawn JPH07142395A (ja) | 1993-11-15 | 1993-11-15 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07142395A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016181608A (ja) * | 2015-03-24 | 2016-10-13 | 東京エレクトロン株式会社 | シリコン膜の成膜方法および成膜装置 |
| CN109574292A (zh) * | 2018-10-31 | 2019-04-05 | 徐州瑞马智能技术有限公司 | 一种助剂处理***和方法 |
| CN111286747A (zh) * | 2018-12-10 | 2020-06-16 | 彭志军 | 一种内置超声波的电解制氢氧装置 |
-
1993
- 1993-11-15 JP JP28464093A patent/JPH07142395A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016181608A (ja) * | 2015-03-24 | 2016-10-13 | 東京エレクトロン株式会社 | シリコン膜の成膜方法および成膜装置 |
| CN109574292A (zh) * | 2018-10-31 | 2019-04-05 | 徐州瑞马智能技术有限公司 | 一种助剂处理***和方法 |
| CN111286747A (zh) * | 2018-12-10 | 2020-06-16 | 彭志军 | 一种内置超声波的电解制氢氧装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010130 |