(57)【要約】【課題】洗浄による半導体ウェーハの表面粗さ（ヘイズ）のムラを低減し、効果的に半導体ウェーハの洗浄を行うことができる半導体ウェーハの洗浄方法を提供する【解決手段】半導体ウェーハの洗浄方法であって、前記半導体ウェーハをＳＣ１洗浄する第一洗浄工程と、前記第一洗浄工程後に、前記半導体ウェーハをＨＦ洗浄する第二洗浄工程と、前記第二洗浄工程後に、前記半導体ウェーハを過酸化水素水により洗浄する第三洗浄工程と、を有する半導体ウェーハの洗浄方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウェーハの洗浄方法であって、
前記半導体ウェーハをＳＣ１洗浄する第一洗浄工程と、
前記第一洗浄工程後に、前記半導体ウェーハをＨＦ洗浄する第二洗浄工程と、
前記第二洗浄工程後に、前記半導体ウェーハを過酸化水素水により洗浄する第三洗浄工程と、
を有することを特徴とする半導体ウェーハの洗浄方法。
【請求項２】
前記過酸化水素水の温度を２０〜８０℃とすることを特徴とする請求項１に記載の半導体ウェーハの洗浄方法。
【請求項３】
前記過酸化水素水の濃度を０．１〜３０ｗｔ％とすることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の半導体ウェーハの洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェーハの洗浄方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウェーハの洗浄方法としては、アンモニア水、過酸化水素水（以下、過水ともいう）、超純水の混合洗浄液による洗浄（ＳＣ１洗浄）、塩酸、過水、超純水の混合洗浄液による洗浄（ＳＣ２洗浄）、及びこれらにＨＦによる洗浄を組み合わせたＲＣＡ洗浄等の洗浄プロセスが多く用いられている。例えば、特許文献１では、シリコンウェーハの洗浄方法であって、ＳＣ１洗浄後にＨＦ洗浄を行い、その後、ＳＣ１洗浄を再び行うことが記載されている。
【０００３】
ＳＣ１洗浄によって、半導体ウェーハのパーティクル除去を行った後、ＳＣ１洗浄によって生じた酸化膜及び酸化膜中の重金属を、ＨＦ洗浄で除去を行った場合、半導体ウェーハの表面に再びパーティクルが付着することを防ぐため、ＨＦ洗浄後に、通常はオゾン水によって半導体ウェーハの表面を酸化している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−８７２８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このように、ＳＣ１→ＨＦ→オゾン水による洗浄を行った場合、オゾン水は極めて不安定であるため、浸漬型洗浄装置のオゾン水処理槽では、絶えず時間と共に、分解による濃度低下が起きている。本来、洗浄槽内のオゾン濃度は均一であることが好ましいが、現実的には、新しく供給されるオゾン水と、濃度が減衰した洗浄槽内のオゾン水との間で、部分的に濃度差が生じている。この結果、オゾン水で、ＨＦ処理後のベア面に酸化を行うと、オゾン水の濃度ムラによって酸化にムラができ、この酸化ムラによって半導体ウェーハの表面粗さ（ヘイズ）にムラが生じている。
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、洗浄による半導体ウェーハの表面粗さ（ヘイズ）のムラを低減し、効果的に半導体ウェーハの洗浄を行うことができる半導体ウェーハの洗浄方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は、半導体ウェーハの洗浄方法であって、前記半導体ウェーハをＳＣ１洗浄する第一洗浄工程と、前記第一洗浄工程後に、前記半導体ウェーハをＨＦ洗浄する第二洗浄工程と、前記第二洗浄工程後に、前記半導体ウェーハを過酸化水素水により洗浄する第三洗浄工程と、を有することを特徴とする半導体ウェーハの洗浄方法を提供する。
【０００８】
このように、第三洗浄工程において過酸化水素水により洗浄（過水洗浄）することで、半導体ウェーハ表面のパーティクルの再付着、及び、酸化ムラを抑制できる。そのため、半導体ウェーハの表面粗さ（ヘイズ）にムラを生じることなく、半導体ウェーハを洗浄することができ、より高品質な半導体ウェーハを得ることができる。
【０００９】
このとき、前記過酸化水素水の温度を２０〜８０℃とすることが好ましい。
これにより、洗浄後の半導体ウェーハ表面におけるパーティクルの再付着、及び、酸化ムラの発生をより効果的に抑制できる。
【００１０】
このとき、前記過酸化水素水の濃度を０．１〜３０ｗｔ％とすることが好ましい。
これにより、洗浄後に半導体ウェーハの酸化ムラが発生することをより確実に抑制でき、過酸化水素の蒸発による排気設備への負担を低減できる。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように、本発明によれば、洗浄による半導体ウェーハ表面の酸化ムラを低減し、半導体ウェーハの表面粗さ（ヘイズ）にムラを生じることなく、半導体ウェーハを洗浄することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明における半導体ウェーハの洗浄フロー図である。
【図２】実施例１〜９及び比較例１における、過水洗浄での液温を変化させた場合の、洗浄後のシリコンウェーハのパーティクルレベルを示している。
【図３】実施例１０〜１５及び比較例１における、過水洗浄での溶液濃度を変化させた場合の、洗浄後のシリコンウェーハのパーティクルレベルを示している。
【図４】実施例１〜６及び比較例１における、第一〜第三洗浄工程後のシリコンウェーハのヘイズマップ及びヘイズムラの評価結果である。
【図５】実施例７〜１３における、第一〜第三洗浄工程後のシリコンウェーハのヘイズマップ及びヘイズムラの評価結果である。
【図６】実施例１４，１５における、第一〜第三洗浄工程後のシリコンウェーハのヘイズマップ及びヘイズムラの評価結果である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明について、実施態様の一例として、図を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００１４】
鏡面研磨後の研磨剤等を除去する洗浄において、本発明では、図１に示すように、まず、半導体ウェーハをアンモニア、過酸化水素、水の混合洗浄液によりＳＣ１洗浄する（第一洗浄工程）。ＳＣ１洗浄では、エッチングによって半導体ウェーハ表面に付着したパーティクルをリフトオフして除去を行う。尚、ＳＣ１洗浄における、アンモニア、過酸化水素、水の混合比、及び、ＳＣ１洗浄液の温度は特に限定されない。一般に採用されている条件のいずれをも適用することができる。また、ＳＣ１洗浄を施した後、半導体ウェーハは、純水でリンスすることができる。
【００１５】
次に、ＳＣ１洗浄を施した半導体ウェーハを、ＨＦ水溶液によりＨＦ洗浄する（第二洗浄工程）。ＨＦ洗浄では、ＳＣ１洗浄で形成された半導体ウェーハ表面の酸化膜を除去することにより、酸化膜と強く結びついた半導体ウェーハ表面上のパーティクルをリフトオフして除去するとともに、酸化膜中の重金属も除去することができる。尚、ＨＦ水溶液の濃度は特に限定されない。
【００１６】
ＨＦ洗浄後の半導体ウェーハ表面は、疎水面となり、パーティクルが付着しやすい状態となる。そのため、半導体ウェーハ表面にパーティクルが再付着することを防ぐために、本発明では、ＨＦ洗浄後の半導体ウェーハを過酸化水素水により過水洗浄し、その表面を酸化させる（第三洗浄工程）。
【００１７】
従来、半導体ウェーハ表面をオゾン水（１０ｐｐｍ）で洗浄した場合には、洗浄後の半導体ウェーハ表面に酸化ムラによるヘイズムラが発生していた。
これに対し、本発明では、オゾン水に代えて過酸化水素水により過水洗浄することで、半導体ウェーハ表面のパーティクルの再付着低減とともに、酸化ムラを抑制できる。そのため、半導体ウェーハの表面粗さ（ヘイズ）にムラを生じることなく、半導体ウェーハを洗浄することができ、より高品質な半導体ウェーハを得ることができる。
【００１８】
また、本発明の第三洗浄工程では、過酸化水素水の温度を２０〜８０℃とすることが好ましい。
このように、過酸化水素水の温度が２０℃以上であれば、パーティクルの再付着を防止する効果を維持できるため、洗浄後のパーティクルレベルがより良好となる。また、過酸化水素水の温度が８０℃以下であれば、洗浄液の蒸発量を一定に保ち、洗浄液中に気泡が増加することを防ぐことができるため、洗浄後の半導体ウェーハにヘイズムラが発生することをより効果的に抑制できる。
【００１９】
更に、本発明の第三洗浄工程では、過酸化水素水の濃度は０．１〜３０ｗｔ％とすることが好ましい。
このように、過酸化水素水の濃度が０．１ｗｔ％以上であれば、当該洗浄により半導体ウェーハにヘイズムラが発生することを抑制でき、かつ、洗浄後のパーティクルレベルが良好となる。また、過酸化水素水の濃度が３０ｗｔ％以下であれば、洗浄液中からの過酸化水素の蒸発量を適正に保つことができ、排気設備への負担が増大することを防ぐことができる。
【実施例】
【００２０】
以下、実施例及び比較例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
（実施例１）
まず、直径３００ｍｍ、結晶方位＜１００＞、Ｐ型１０ΩｃｍのシリコンウェーハをＳＣ１による洗浄を行い（第一洗浄工程）、超純水でリンスを行った後、ＨＦ洗浄（第二洗浄工程）、過水による洗浄（第三洗浄工程）を連続して行った。そして、第三洗浄工程終了後に洗浄が完了したシリコンウェーハを乾燥させた。乾燥後のシリコンウェーハのパーティクル（≧４１ｎｍ）、及び、ヘイズをパーティクルカウンターで測定した。
【００２１】
このとき、使用したＳＣ１洗浄液は、アンモニア、過水、水の混合比を１：１：１０、ＳＣ１洗浄液の温度は７０℃とした。また、第二洗浄工程におけるＨＦ濃度は１．５％、第三洗浄工程における過水濃度は３．０ｗｔ％、過水の温度は１０℃として、第一〜第三洗浄工程を実施した。
【００２２】
（実施例２）
過水洗浄での過水の温度を２０℃とした以外は、実施例１と同様に、第一〜第三洗浄工程を実施した。
【００２３】
（実施例３）
過水洗浄での過水の温度を３０℃とした以外は、実施例１と同様に、第一〜第三洗浄工程を実施した。
【００２４】
（実施例４）
過水洗浄での過水の温度を４０℃とした以外は、実施例１と同様に、第一〜第三洗浄工程を実施した。
【００２５】
（実施例５）
過水洗浄での過水の温度を５０℃とした以外は、実施例１と同様に、第一〜第三洗浄工程を実施した。
【００２６】
（実施例６）
過水洗浄での過水の温度を６０℃とした以外は、実施例１と同様に、第一〜第三洗浄工程を実施した。
【００２７】
（実施例７）
過水洗浄での過水の温度を７０℃とした以外は、実施例１と同様に、第一〜第三洗浄工程を実施した。
【００２８】
（実施例８）
過水洗浄での過水の温度を８０℃とした以外は、実施例１と同様に、第一〜第三洗浄工程を実施した。
【００２９】
（実施例９）
過水洗浄での過水の温度を９０℃とした以外は、実施例１と同様に、第一〜第三洗浄工程を実施した。
【００３０】
（実施例１０）
過水洗浄での過水の温度を８０℃、過水の濃度を０．０３ｗｔ％とした以外は、実施例１と同様に、第一〜第三洗浄工程を実施した。
【００３１】
（実施例１１）
過水の濃度を０．１ｗｔ％とした以外は、実施例１０と同様に、第一〜第三洗浄工程を実施した。
【００３２】
（実施例１２）
過水の濃度を０．３ｗｔ％とした以外は、実施例１０と同様に、第一〜第三洗浄工程を実施した。
【００３３】
（実施例１３）
過水の濃度を１．０ｗｔ％とした以外は、実施例１０と同様に、第一〜第三洗浄工程を実施した。
【００３４】
（実施例１４）
過水の濃度を１０．０ｗｔ％とした以外は、実施例１０と同様に、第一〜第三洗浄工程を実施した。
【００３５】
（実施例１５）
過水の濃度を３０．０ｗｔ％とした以外は、実施例１０と同様に、第一〜第三洗浄工程を実施した。
【００３６】
（比較例１）
第一、第二洗浄工程に関しては、実施例１と同様に行った。その後、過水洗浄の代わりに、オゾン水１０ｐｐｍでシリコンウェーハの洗浄を行った。
【００３７】
実施例１〜１５及び比較例１の結果を図２〜６に示した。
【００３８】
図４〜６に示すように、シリコンウェーハをＳＣ１洗浄、ＨＦ洗浄、過水洗浄の順に洗浄したことで、実施例１〜１５では、洗浄後のシリコンウェーハ表面のヘイズムラが低減できた。実施例９の場合に、過水洗浄後のシリコンウェーハ表面にヘイズムラが発生したのは、過水の温度が９０℃と高かったためである。また、実施例１０の場合に、過水洗浄後のシリコンウェーハ表面にヘイズムラが発生したのは、過水の濃度が０．０３ｗｔ％と低かったためである。ただし、比較例１よりは、実施例９，１０の方がヘイズムラが抑制されていた。
【００３９】
また、図２に示すように、過水の温度が２０〜８０℃の場合には、過水洗浄後のシリコンウェーハ表面のパーティクルの数が、オゾン水洗浄を行った比較例１と同程度で少なかった。更に、過水の温度が２０℃よりも下がると、パーティクルが増加する傾向が見られた。これは、過水の温度が下がることにより、パーティクルが再びシリコンウェーハに付着することを防止する効果が低下したためである。このため、実施例１では、パーティクルの数は４７個と悪化していたが、前述のように、ＨＦ洗浄後にオゾン水洗浄を行う場合はヘイズムラが顕在化するし、ＨＦ洗浄後に過水洗浄を行わない場合よりは改善されていた。
【００４０】
また、図３に示すように、実施例８，１０〜１５では、過水洗浄後のシリコンウェーハ表面のパーティクルの数が１５個前後と少なかった。例えば、実施例８では、パーティクルの数は１７個と良好であった。
【００４１】
このように、シリコンウェーハをＳＣ１洗浄、ＨＦ洗浄、過水洗浄の順に洗浄することで、パーティクル及びヘイズムラが発生することを低減できた。更に、過水洗浄の際に、過水の温度が２０〜８０℃、濃度が０．１〜３０ｗｔ％であれば、洗浄後のパーティクルをより効果的に低減でき、排気設備への負担も軽減できた。
【００４２】
一方、比較例１では、図２，３に示すように、洗浄後におけるシリコンウェーハの表面上のパーティクルの数は実施例と大差なかった。しかし、図４に示すように、オゾン水洗浄後のシリコンウェーハの表面にヘイズムラが発生していたため、洗浄後のシリコンウェーハの品質は悪かった。
【００４３】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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