(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｐ型半導体ウェーハ表面の酸化膜を除去する工程と、
この半導体ウェーハをクラス１０００のクリーンルームより高清浄度の雰囲気に０〜８０℃で１２０時間以上または１００℃で４８時間以上保持することにより、バルク内部のＣｕをこの半導体ウェーハ表面に析出させる工程と、
この半導体ウェーハの表面を洗浄して表面のＣｕを除去する工程とを備えたウェーハ内部のＣｕ除去方法。
【請求項２】
上記半導体ウェーハはＰ型シリコンウェーハである請求項１に記載のウェーハ内部のＣｕ除去方法。
【請求項３】
Ｐ型シリコンウェーハの表面酸化膜を除去する工程と、
この表面酸化膜を除去したシリコンウェーハをクラス１０００のクリーンルームより高清浄度の雰囲気に０〜８０℃で１２０時間以上または１００℃で４８時間以上保持することにより、バルク内部のＣｕをこのシリコンウェーハ表面に析出させる工程と、
その後、このシリコンウェーハの表面のＣｕ濃度を測定する工程とを備えたバルク中のＣｕの濃度測定方法。
【請求項４】
シリコンウェーハ表面の酸化膜を除去した後、これをクラス１０００のクリーンルームより高清浄度の雰囲気に０〜８０℃で１２０時間以上または１００℃で４８時間以上保持することにより、バルク中のＣｕ濃度を１×１０１０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下とした低Ｃｕ濃度のシリコンウェーハ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は半導体ウェーハのバルク中のＣｕ汚染の除去方法およびバルク中のＣｕの濃度測定方法ならびに低Ｃｕ濃度のシリコンウェーハに関する。
【０００２】
【従来の技術】
Ｃｕは非常に汚染しやすい金属である。シリコンウェーハは、その酸化、拡散、エピタキシャル成長、イオン注入などのあらゆるプロセスで、Ｃｕで汚染される可能性がある。酸化・拡散プロセス等の熱プロセスやウェーハ表面の汚染金属等のうちＣｕは非常に拡散速度が速く、容易にバルク内部に拡散する。また、洗浄等でも除去は難しい。シリコンウェーハのバルク内部に拡散したＣｕはデバイス特性を劣化させる。このため、Ｃｕをバルク内部から除去する必要がある。
【０００３】
従来、シリコンウェーハのバルク中の汚染Ｃｕを除去する方法は知られていなかった。よって、バルク中のＣｕを除去するには、シリコンウェーハにゲッタリング処理を施し、ゲッタリングサイトにＣｕをトラップする方法がとられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この方法では、特にＩＧ（Ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ  Ｇｅｔｔｅｒｉｎｇ）処理を施したシリコンウェーハでは、バルク中のＣｕはトラップされにくいため、有効な方法とは言えない。よって、このような従来方法では、バルク中のＣｕの除去は不完全であった。また、バルク中のＣｕ濃度を測定することはできなかった。
【０００５】
一方、酸化エッチングの能力を持つＳＣ−１、ＨＦ／Ｈ２Ｏ２での洗浄では、シリコンウェーハ表面に付着したＣｕを多少除去することはできるが、完全には除去することはできなかった。
【０００６】
【発明の目的】
そこで、この発明の目的は、バルク中のＣｕを完全に除去することができる方法を提供することである。また、この発明は、ウェーハ表面のＣｕを完全に除去することができる方法を提供することである。また、この発明の目的は、バルク中のＣｕ濃度を測定する方法を提供することである。さらに、この発明の目的は、低Ｃｕ濃度のシリコンウェーハを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、Ｐ型半導体ウェーハ表面の酸化膜を除去する工程と、この半導体ウェーハをクラス１０００のクリーンルームより高清浄度の雰囲気に０〜８０℃で１２０時間以上または１００℃で４８時間以上保持することにより、バルク内部のＣｕをこの半導体ウェーハ表面に析出させる工程と、この半導体ウェーハの表面を洗浄して表面のＣｕを除去する工程とを備えたウェーハ内部のＣｕ除去方法である。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、上記半導体ウェーハはＰ型シリコンウェーハである請求項１に記載のウェーハ内部のＣｕ除去方法である。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、Ｐ型シリコンウェーハの表面酸化膜を除去する工程と、この表面酸化膜を除去したシリコンウェーハをクラス１０００のクリーンルームより高清浄度の雰囲気に０〜８０℃で１２０時間以上または１００℃で４８時間以上保持することにより、バルク内部のＣｕをこのシリコンウェーハ表面に析出させる工程と、その後このシリコンウェーハの表面のＣｕ濃度を測定する工程とを備えたバルク中のＣｕの濃度測定方法である。
【００１０】
請求項４に記載した発明は、シリコンウェーハ表面の酸化膜を除去した後、これをクラス１０００のクリーンルームより高清浄度の雰囲気に０〜８０℃で１２０時間以上または１００℃で４８時間以上保持することにより、バルク中のＣｕ濃度を１×１０１０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下とした低Ｃｕ濃度のシリコンウェーハである。
【００１１】
【作用】
請求項１〜２に記載の発明においては、まず、Ｐ型半導体ウェーハ表面の酸化膜を除去する。例えばシリコンウェーハの表裏両面をＨＦ洗浄する。そして、この半導体ウェーハをクラス１０００（米国連邦規格２０９Ｄ）のクリーンルームより高清浄度の雰囲気に１００℃で４８時間以上保持する。または、同雰囲気で０〜４０℃で１６８時間以上保持する。または、８０℃で１２０時間以上保持する。この結果、バルク内部のＣｕがウェーハ表面に拡散してきて析出する。この後、この半導体ウェーハの表面を洗浄して表面のＣｕを除去する。例えばＳＣ−１洗浄、ＳＣ−２洗浄、ＨＦ洗浄、ＨＦ／Ｈ２Ｏ２洗浄のいずれかを施す。
【００１２】
請求項３に記載の発明では、まず、Ｐ型シリコンウェーハの表面酸化膜を除去する。そして、このシリコンウェーハをクラス１０００のクリーンルームより高清浄度の雰囲気に０〜８０℃で１２０時間以上または１００℃で４８時間以上保持する。その後、このシリコンウェーハの表面のＣｕ濃度を測定する。この測定でのＣｕ濃度の測定値に基づきこのシリコンウェーハのバルク中のＣｕ濃度を決定する。その結果、バルク中のＣｕ濃度を１×１０１０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下とした低Ｃｕ濃度のシリコンウェーハを得ることができる。この低Ｃｕ濃度シリコンウェーハは電気的特性を高めることができ、デバイス作製に有利である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下この発明を実施例により説明する。図１〜図３はこの実施例を説明するためのものである。図１を参照して以下この実施例に係るバルク中のＣｕ除去方法を説明する。プロセス汚染によりＰ型シリコンウェーハの表面がＣｕ汚染された場合、および、その内部まで汚染された場合のそれぞれについて、まず、各プロセス後のウェーハの表面酸化膜を除去する。この除去はＨＦ洗浄で行う。例えば液温２５℃、１０％のＨＦ溶液中に１０分間浸漬するものである。この後、通常のウェーハカセットボックス（ポリプロピレン製等）に入れ、一週間以上クリーンルーム（クラス１０００より高清浄度）内に保管して置く。この保管によりシリコンウェーハ中のＣｕはウェーハ表面に拡散し、析出する。また、ウェーハ表面に付着したＣｕはこの保管の間に除去されやすい状態になる。その後、使用時にＳＣ−１（ｓｔａｎｄａｒｄ  ｃｌｅａｎｉｎｇ−１）、ＳＣ−２、ＨＦ（フッ酸）、ＨＦ／Ｈ２Ｏ２等の通常行われる洗浄を行うことにより、シリコンウェーハ中および表面のＣｕは完全に除去することができる。また、このとき、シリコンウェーハ表面のＣｕ濃度を測定する。例えばＴＸＲＦ（全反射Ｘ線分析）、ＡＡＳ（原子吸光分析）等である。
【００１４】
以上の工程によりバルク内部のＣｕ汚染を除去する。図２はクリーンルーム内での保管温度と保管時間との関係を示している。図示の結果は、バルク中にＣｕを汚染したシリコンウェーハに対し表面酸化膜を除去した後、ウェーハケースに入れ、各温度で一定時間の保管後、Ｃｕ濃度を分析・検出することで求めたものである。この図に示すように、０℃，２５℃，４０℃，８０℃では、それぞれ、１９２時間（８日間），１６８時間（７日間），１６８時間（７日間），１２０時間（５日間）の保管で１００％Ｃｕを除去することができる。また、１００℃では４８時間に短縮することができる。
【００１５】
図３には長期保管によるウェーハ表面のＣｕ汚染の除去の結果を示す。この図に示すように、表面がＣｕ汚染された場合のシリコンウェーハ（Ｐ型）でも保管の有無により除去率が異なっている。すなわち、表面が汚染したウェーハに対し、表面酸化膜の除去後、２５℃で７２時間保管したシリコンウェーハを、ＨＦ溶液（２％）での洗浄により、また、ＨＦ／Ｈ２Ｏ２溶液（２％）での洗浄により、Ｃｕ汚染が低減された例である。そのＣｕ濃度の測定は保管後のシリコンウェーハ表面に上記ＨＦ液適等を滴下・回収して、ＴＸＲＦ測定で行ったものである。
【００１６】
図４には長期保管によるシリコンウェーハ表面のＣｕ汚染を除去する場合の保管時間と保管温度との関係を説明するグラフである。クリーンルーム（クラス１０００より高清浄度）での保管温度が０℃では７２時間の場合７５％のＣｕを、２５℃，４０℃，８０℃の各温度での保管では、１００％のＣｕを除去することができる。また、保管温度を１００℃とすると、４８時間の保管で１００％のＣｕを表面から除去することができる。図２に示すバルク中のＣｕを除去する場合よりも短時間の保管でＣｕを除去することができる。
【００１７】
図５には一実施例に係る低Ｃｕ濃度のシリコンウェーハの酸化膜耐圧を示すグラフである。比較例であるバルク中のＣｕが１×１０１２ａｔｏｍｓ／ｃｍ３のシリコンウェーハＡの場合と、この発明方法によるＣｕ除去処理により低Ｃｕ濃度としたシリコンウェーハＢ（１×１０１０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満）とを比較すると、その酸化膜耐圧値に大きな差異が生じている。なお、酸化膜耐圧の測定は公知の方法で行った。また、同図にてウェーハＣはＣｕ汚染のないウェーハの酸化膜耐圧試験の結果を示している。
【００１８】
【発明の効果】
この発明によれば、バルク内部のＣｕを完全に除去することができる。また、ウェーハ表面のＣｕを除去することが容易となる。また、電気的特性の優れたウェーハを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明方法の一実施例に係る概略のプロセスを示すフローチャートである。
【図２】この発明方法の一実施例に係る保管時間と保管温度との関係を示すグラフである。
【図３】この発明の一実施例に係る表面汚染Ｃｕ除去の効果を示すグラフである。
【図４】この発明の一実施例に係るシリコンウェーハ表面のＣｕ汚染を除去する場合の保管時間と保管温度との関係を説明するグラフである。
【図５】この発明の一実施例に係る低Ｃｕ濃度のシリコンウェーハの酸化膜耐圧を示すグラフである。
【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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