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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- film
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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 |