JP3288321B2 - Semiconductor substrate cleaning method - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、金属不純物で汚染
された半導体基板の洗浄方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for cleaning a semiconductor substrate contaminated with metal impurities.
【0002】[0002]
【従来の技術】半導体デバイスに対する高信頼性化の要
望が高まる中、シリコンウエハ表面の清浄化への要望は
ますます厳しいものになっている。2. Description of the Related Art As the demand for higher reliability of semiconductor devices increases, the demand for cleaning the surface of silicon wafers has become more severe.
【0003】従来、ゲート酸化膜形成前の段階のシリコ
ンウエハの洗浄方法としては、いわゆるRCA洗浄を基
本とするウエット洗浄が主流となっていた。RCA洗浄
は、硫酸−過酸化水素水(SPM)による有機物除
去、アンモニア−過酸化水素水(APM)によるパー
ティクル除去、塩酸−過酸化水素水(HPM)による
金属不純物除去、希フッ酸による自然酸化膜除去、お
よび超純水による洗浄により構成されている。Conventionally, as a method of cleaning a silicon wafer before a gate oxide film is formed, wet cleaning based on so-called RCA cleaning has been the mainstream. The RCA cleaning includes removing organic substances using sulfuric acid-hydrogen peroxide solution (SPM), removing particles using ammonia-hydrogen peroxide solution (APM), removing metal impurities using hydrochloric acid-hydrogen peroxide solution (HPM), and natural oxidation using diluted hydrofluoric acid. It consists of film removal and cleaning with ultrapure water.
【0004】以下、図面を参照してRCA洗浄を用いた
第一の従来技術について説明する。Hereinafter, a first conventional technique using RCA cleaning will be described with reference to the drawings.
【0005】図2および図3(a)に洗浄対象となる基
板の断面模式図を示す。シリコン基板1の表面には自然
酸化膜2が形成されている。自然酸化膜2の表面には有
機物3やパーティクル6が付着しており、自然酸化膜2
中に埋め込まれた形態でシリコン基板1の表面にCu粒
子5やFe粒子4が付着している。これらの汚染物質
は、シリコン基板の加工や搬送を行う際に種々の要因に
より基板に付着する。なお、図には金属不純物としてC
u粒子5とFe粒子4が代表的に示されているが、一般
的にはTi、Co、Pt等の金属不純物が付着している
こともある。FIGS. 2 and 3A are schematic cross-sectional views of a substrate to be cleaned. A natural oxide film 2 is formed on the surface of the silicon substrate 1. Organic substances 3 and particles 6 adhere to the surface of the natural oxide film 2,
Cu particles 5 and Fe particles 4 adhere to the surface of the silicon substrate 1 in a form embedded therein. These contaminants adhere to the silicon substrate due to various factors when processing or transporting the silicon substrate. The figure shows C as a metal impurity.
Although the u-particles 5 and the Fe-particles 4 are representatively shown, generally, metal impurities such as Ti, Co, and Pt may be attached.
【0006】この基板に対して、まずSPMによる洗浄
を行い、有機物3を除去し、次いでAPMによりパーテ
ィクル6を除去する(図3(b))。The substrate is first cleaned by SPM to remove organic substances 3, and then particles 6 are removed by APM (FIG. 3B).
【0007】次に、HPMにより自然酸化膜2表面に付
着した金属不純物を除去する(図3(c))。Next, metal impurities adhering to the surface of the native oxide film 2 are removed by HPM (FIG. 3C).
【0008】次いで希フッ酸を用いて自然酸化膜を除去
する(図3(d))。その後、超純水により最終洗浄を
行い、基板表面の洗浄が完了する。Next, the natural oxide film is removed using dilute hydrofluoric acid (FIG. 3D). Thereafter, final cleaning is performed with ultrapure water, and the cleaning of the substrate surface is completed.
【0009】しかしながらこの方法では、図3(d)に
示すようにCu粒子5等の貴金属系の金属不純物がシリ
コン基板が残存するという問題がある。これは、Cu粒
子5等の貴金属はシリコン基板1に吸着した形態で存在
するため、希フッ酸等により除去することが困難なため
である。However, this method has a problem that noble metal-based metal impurities such as Cu particles 5 remain on the silicon substrate as shown in FIG. 3D. This is because noble metals such as Cu particles 5 are present in a form adsorbed on the silicon substrate 1 and are difficult to remove with dilute hydrofluoric acid or the like.
【0010】また、上記貴金属は、いったん除去されて
も基板へ再付着しやすい。これは、貴金属は高い酸化還
元電位を有するため、希フッ酸溶液中にイオンとして存
在すると電子交換反応を起こしてシリコン基板へ逆吸着
することによる。なお、このような貴金属のシリコン基
板への逆吸着現象に関しては、たとえばJournal of Ele
ctrochemical Society 191(10)(1994)2834 H.Morinaga
et alに記載されている。[0010] Further, the above-mentioned noble metal tends to adhere again to the substrate even once removed. This is because the noble metal has a high oxidation-reduction potential and, when present as an ion in a diluted hydrofluoric acid solution, causes an electron exchange reaction to be adsorbed on the silicon substrate. The phenomenon of reverse adsorption of a noble metal onto a silicon substrate is described in, for example, Journal of Ele
ctrochemical Society 191 (10) (1994) 2834 H. Morinaga
et al.
【0011】上記のプロセスでは、HPM洗浄の後に希
フッ酸による自然酸化膜を除去しているが、この順序を
逆にすることも考えられる。すなわち、まず希フッ酸に
より自然酸化膜を除去した後、HPM洗浄を行うことも
できる。しかしこの場合でも、図3(d)のように貴金
属系粒子が残存するという問題は解消されない。In the above process, the natural oxide film made of diluted hydrofluoric acid is removed after the HPM cleaning. However, the order may be reversed. That is, after the natural oxide film is first removed with dilute hydrofluoric acid, HPM cleaning can be performed. However, even in this case, the problem that the noble metal-based particles remain as shown in FIG.
【0012】次に図4を参照して、犠牲酸化膜を設ける
工程を含む第二の従来技術を説明する。Next, a second conventional technique including a step of providing a sacrificial oxide film will be described with reference to FIG.
【0013】図4(a)に洗浄対象基板の断面模式図を
示す。シリコン基板1の表面には自然酸化膜2が形成さ
れている。自然酸化膜2の表面には有機物3やパーティ
クル6が付着しており、また自然酸化膜2中に埋め込ま
れた形態でシリコン基板1の表面にCu粒子5やFe粒
子4が付着している。第一の従来技術の説明と同様、金
属不純物としてCu粒子5とFe粒子4を代表的に示し
た。FIG. 4A is a schematic sectional view of a substrate to be cleaned. A natural oxide film 2 is formed on the surface of the silicon substrate 1. Organic substances 3 and particles 6 adhere to the surface of the natural oxide film 2, and Cu particles 5 and Fe particles 4 adhere to the surface of the silicon substrate 1 in a form embedded in the natural oxide film 2. As in the description of the first related art, Cu particles 5 and Fe particles 4 are representatively shown as metal impurities.
【0014】この基板に対し熱処理を加え、犠牲酸化膜
7を成長させる(図4(b))。このとき有機物3は熱
処理中に酸素により分解除去される。一方、金属不純物
については、酸化し易いものとしにくいものがあり、金
属の種類によって異なる挙動を示す。たとえばFe等は
酸化して犠牲酸化膜7中で酸化物として残存する。Cu
等の貴金属は酸化物になりにくく、非酸化物として残存
する。ここで、Cuについては、シリコン基板中への拡
散が速いため、犠牲酸化膜形成過程で図4(b)のよう
にシリコン基板1内部へ侵入していく。A heat treatment is applied to the substrate to grow a sacrificial oxide film 7 (FIG. 4B). At this time, the organic substance 3 is decomposed and removed by oxygen during the heat treatment. On the other hand, some metal impurities are easy to oxidize and some are hard to oxidize, and exhibit different behavior depending on the type of metal. For example, Fe or the like is oxidized and remains as an oxide in the sacrificial oxide film 7. Cu
Noble metals hardly turn into oxides and remain as non-oxides. Here, since Cu diffuses into the silicon substrate at a high speed, Cu enters the inside of the silicon substrate 1 as shown in FIG. 4B during the formation of the sacrificial oxide film.
【0015】次に図4(c)のように犠牲酸化膜7を希
フッ酸により除去する。これにより犠牲酸化膜7中に存
在するFe酸化物等が除去される。Next, as shown in FIG. 4C, the sacrificial oxide film 7 is removed with diluted hydrofluoric acid. Thus, the Fe oxide and the like existing in the sacrificial oxide film 7 are removed.
【0016】しかしこの方法は、犠牲酸化膜7を成長さ
せる段階で熱処理を加えるため、Cu等の粒子が基板へ
拡散し、除去不可能となるという問題があった。シリコ
ン基板への拡散の速い金属としては、Cuのほか、C
o、Ni等があり、これらの金属不純物が基板に付着し
た場合にも同様の問題が生じる。However, this method has a problem in that heat treatment is applied at the stage of growing the sacrificial oxide film 7, so that particles such as Cu diffuse into the substrate and cannot be removed. Metals that diffuse rapidly to the silicon substrate include Cu and C
o, Ni, etc., and the same problem occurs when these metal impurities adhere to the substrate.
【0017】[0017]
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記した事情
に鑑みなされてものであり、従来、除去の困難であった
貴金属系粒子やシリコン中への拡散の速い金属を、充分
に除去することのできる洗浄方法を提供することを課題
とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and is intended to sufficiently remove noble metal-based particles and metals which are rapidly diffused into silicon, which were conventionally difficult to remove. An object of the present invention is to provide a cleaning method that can perform the cleaning.
【0018】[0018]
【課題を解決するための手段】本発明によれば、清浄空
気雰囲気において、オゾンまたは酸素の存在下で、か
つ、雰囲気温度5〜40℃において、半導体基板の表面
に対し紫外線を照射することにより、該半導体基板に付
着した金属不純物を酸化して金属酸化物とする工程と、
該半導体基板をウエット処理し、このとき同時に該金属
酸化物を除去することを特徴とする半導体基板の洗浄方
法が提供される。According to the present invention, a clean sky is provided.
By irradiating the surface of the semiconductor substrate with ultraviolet rays in a gaseous atmosphere in the presence of ozone or oxygen and at an ambient temperature of 5 to 40 ° C., the metal impurities attached to the semiconductor substrate are oxidized to form a metal oxide. And the process of
A method for cleaning a semiconductor substrate is provided, wherein the semiconductor substrate is subjected to a wet treatment, and at the same time, the metal oxide is removed.
【0019】また本発明によれば、表面に自然酸化膜の
形成された半導体基板の洗浄方法であって、清浄空気雰
囲気において、オゾンまたは酸素の存在下で、かつ、雰
囲気温度5〜40℃において、該自然酸化膜の表面に紫
外線を照射することにより、該自然酸化膜に含まれる金
属不純物を酸化して金属酸化物とする工程と、該自然酸
化膜をウエット処理により除去し、このとき同時に該金
属酸化物を除去する工程とを含むことを特徴とする半導
体基板の洗浄方法が提供される。Further, according to the present invention, there is provided a method for cleaning a semiconductor substrate having a natural oxide film formed on a surface thereof, comprising the steps of:
In囲気, in the presence of ozone or oxygen, and, at an ambient temperature of 5 to 40 ° C., by irradiating ultraviolet rays on the surface of the natural oxide film, oxide to metal oxide and metal impurities contained in the natural oxide film And a step of removing the natural oxide film by wet treatment and, at the same time, removing the metal oxide.
【0020】上記各洗浄方法では、まず、オゾンまたは
酸素の存在下、紫外線照射を行う。この照射により、処
理雰囲気中の酸素分子が原子状活性酸素となる。一方、
紫外線照射の前の段階および紫外線照射中に、基板表面
に自然酸化膜が形成されるが、この自然酸化膜の表面お
よび内部には、CuやFe等の種々の金属不純物が存在
する。上記活性酸素は、この自然酸化膜中を容易に拡散
し、これらの金属不純物を酸化する。酸化した金属不純
物は薬液による除去が容易となるため、次工程の自然酸
化膜の除去と同時に容易に除かれる。In each of the above-described cleaning methods, first, ultraviolet irradiation is performed in the presence of ozone or oxygen. By this irradiation, oxygen molecules in the processing atmosphere become atomic active oxygen. on the other hand,
A natural oxide film is formed on the surface of the substrate before and during the ultraviolet irradiation, and various metal impurities such as Cu and Fe exist on the surface and inside of the natural oxide film. The active oxygen easily diffuses in the natural oxide film and oxidizes these metal impurities. Since the oxidized metal impurities are easily removed by a chemical solution, they are easily removed at the same time as the removal of the natural oxide film in the next step.
【0021】以上のような作用により金属不純物が効率
的に除去されるが、本発明によれば、さらに、いったん
除去された金属不純物の再付着を有効に防止できるとい
う利点も得られる。自然酸化膜の除去に際しては、通
常、フッ酸系洗浄液等の酸が用いられるが、従来技術で
は、このときに貴金属がシリコン基板に逆吸着を起こす
という問題があった。これに対し本発明では、この段階
では貴金属はすでに酸化物に変化しているため、逆吸着
の問題を解消できる。貴金属表面に酸化層が形成される
ため、シリコン基板との直接の電子交換が妨げられるか
らである。Although the metal impurities are efficiently removed by the above-described operation, the present invention has an advantage that the redeposition of the once removed metal impurities can be effectively prevented. In removing the natural oxide film, an acid such as a hydrofluoric acid-based cleaning solution is usually used. However, in the related art, there is a problem that the noble metal causes reverse adsorption to the silicon substrate at this time. On the other hand, in the present invention, the noble metal has already been changed to the oxide at this stage, and thus the problem of reverse adsorption can be solved. This is because an oxide layer is formed on the surface of the noble metal, which prevents direct electron exchange with the silicon substrate.
【0022】以上のように、本発明の洗浄方法によれ
ば、紫外線照射とウエット処理による自然酸化膜除去の
組み合わせにより、金属不純物を効率的に除去すること
ができる。As described above, according to the cleaning method of the present invention, metal impurities can be efficiently removed by a combination of ultraviolet irradiation and removal of a natural oxide film by wet treatment.
【0023】[0023]
【発明の実施の形態】本発明における半導体基板とは、
シリコン基板、SOI(Silicon On Insulator)基板等
をいう。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The semiconductor substrate in the present invention is
It refers to a silicon substrate, an SOI (Silicon On Insulator) substrate, or the like.
【0024】本発明の洗浄対象は、ゲート酸化膜形成前
のシリコン基板であることが好ましい。この段階での洗
浄は特に高い清浄度が要求されるため、本発明の効果が
より顕著に発揮されるからである。なお、金属膜の形成
された半導体基板も本発明の洗浄対象となる。The object to be cleaned of the present invention is preferably a silicon substrate before a gate oxide film is formed. This is because cleaning at this stage requires a particularly high degree of cleanliness, so that the effects of the present invention are more remarkably exhibited. Note that a semiconductor substrate on which a metal film is formed is also a cleaning target of the present invention.
【0025】本発明において、金属不純物の少なくとも
一部が半導体基板の表面に吸着したものである場合、本
発明の効果はより顕著に発揮される。たとえば表面に自
然酸化膜の形成されたシリコン基板の場合、金属不純物
は種々の位置に存在する(図2)。すなわち、自然酸
化膜の表面に付着するもの、自然酸化膜の内部に存在
するもの、およびシリコン基板に吸着しているものが
ある。本発明において「自然酸化膜に含まれる金属不純
物」とは、上記およびの形態のものをいうが、この
うち、の形態のものは、特に除去が困難である。貴金
属系の金属不純物はこのような形態で存在しやすいた
め、従来技術では特に除去が困難であった。これに対
し、本発明においては上記金属不純物は紫外線照射によ
り酸化物となり、シリコン基板への吸着力が弱まって自
然酸化膜中に取り込まれる。この酸化物は次工程の自然
酸化膜の除去と同時に容易に除かれることから、効率的
な洗浄が行われる。In the present invention, when at least a part of the metal impurities is adsorbed on the surface of the semiconductor substrate, the effect of the present invention is more remarkably exhibited. For example, in the case of a silicon substrate having a natural oxide film formed on the surface, metal impurities exist at various positions (FIG. 2). That is, there are a substance adhering to the surface of the natural oxide film, a substance existing inside the natural oxide film, and a substance adsorbing to the silicon substrate. In the present invention, the “metal impurities contained in the natural oxide film” refers to those in the above-mentioned forms, and among them, those in the forms are particularly difficult to remove. Since noble metal-based metal impurities are likely to exist in such a form, it has been particularly difficult to remove them with the prior art. On the other hand, in the present invention, the above-mentioned metal impurities become oxides upon irradiation with ultraviolet rays, and their adsorbing power to the silicon substrate is weakened and taken into the natural oxide film. Since this oxide is easily removed at the same time as the removal of the natural oxide film in the next step, efficient cleaning is performed.
【0026】本発明において、金属不純物が貴金属を含
む場合、特に銅または白金を含む場合、本発明の効果は
より顕著に発揮される。このような金属は、上述したよ
うに半導体基板の表面に吸着して存在しやすく、紫外線
照射による洗浄効果がより顕著となるからである。In the present invention, when the metal impurity contains a noble metal, particularly when it contains copper or platinum, the effect of the present invention is more remarkably exhibited. This is because such a metal is likely to be present by adsorbing on the surface of the semiconductor substrate as described above, and the cleaning effect by ultraviolet irradiation becomes more remarkable.
【0027】本発明において、金属不純物がCoまたは
Niを含む場合も、本発明の効果がより顕著に発揮され
る。このような金属は、熱処理を加えることによって半
導体基板中を拡散しやすく、熱処理を不要とする本発明
の方法により効果的に除去されるからである。In the present invention, the effect of the present invention is more remarkably exhibited even when the metal impurity contains Co or Ni. Such a metal is easily diffused in the semiconductor substrate by applying a heat treatment, and is effectively removed by the method of the present invention which does not require a heat treatment.
【0028】本発明において、紫外線を照射する際の雰
囲気温度は、好ましくは5〜40℃、より好ましくは1
0〜30℃とする。このようにすることによって、紫外
線照射中に金属不純物が基板内部へ拡散することを防止
することができる。In the present invention, the ambient temperature when irradiating ultraviolet rays is preferably 5 to 40 ° C., more preferably 1 to 40 ° C.
0 to 30 ° C. By doing so, it is possible to prevent metal impurities from diffusing into the substrate during ultraviolet irradiation.
【0029】本発明における紫外線は、172〜240
nmの波長領域を含むことが好ましい。このような紫外
線を用いれば酸素やオゾンを有効に光励起し、活性酸素
を好適に発生させることができるからである。なお、上
記波長範囲全域にわたる紫外線を照射することが望まし
いが、活性酸素を発生することができれば、上記波長範
囲の一部の波長の光を含むものであってもよい。The ultraviolet light in the present invention is 172 to 240.
It preferably includes a wavelength region of nm. This is because, if such ultraviolet rays are used, oxygen and ozone can be effectively photoexcited and active oxygen can be suitably generated. It is desirable to irradiate ultraviolet rays over the entire wavelength range. However, as long as active oxygen can be generated, the light may include light having a wavelength in a part of the wavelength range.
【0030】紫外線の発生源は特に制限がなく、卓上ラ
ンプのような簡易なものであっても充分な効果が得られ
る。The source of the ultraviolet light is not particularly limited, and a sufficient effect can be obtained even with a simple one such as a table lamp.
【0031】紫外線照射を行う時間は、好ましくは12
0秒以内、さらに好ましくは60秒以内とする。このよ
うにすることによってスループットの向上を図ることが
できる。なお照射時間の下限は、特に制限がなく、紫外
線強度等によって適宜設定される。The irradiation time of the ultraviolet ray is preferably 12
Within 0 seconds, more preferably within 60 seconds. By doing so, the throughput can be improved. Note that the lower limit of the irradiation time is not particularly limited, and is appropriately set depending on the intensity of ultraviolet rays and the like.
【0032】本発明において、紫外線照射を行う際の雰
囲気は酸素またはオゾンを含む。酸素またはオゾンの濃
度については特に制限がないが、通常、1〜50VOL-%
とする。In the present invention, the atmosphere in which the ultraviolet irradiation is performed contains oxygen or ozone. The concentration of oxygen or ozone is not particularly limited, but is usually 1 to 50 VOL-%
And
【0033】紫外線照射雰囲気として、清浄空気を用い
ることが簡便であり、望ましい。具体的には、洗浄対象
の半導体基板を清浄空気で満たされた密閉空間内に配置
し、紫外線照射を行うことが望ましい。It is simple and desirable to use clean air as the UV irradiation atmosphere. Specifically, it is desirable to arrange the semiconductor substrate to be cleaned in a closed space filled with clean air and perform ultraviolet irradiation.
【0034】本発明におけるウエット処理は、フッ酸を
含む洗浄液を用いて行われることが好ましい。このよう
な洗浄液を用いれば、自然酸化膜を好適に除去できる。
フッ酸を含む洗浄液としては、希フッ酸(DHF)、フ
ッ酸−フッ化アンモニウム混合液(バッファードフッ
酸;BHF)、フッ酸−過酸化水素混合液(FPM)等
が挙げられる。The wet treatment in the present invention is preferably performed using a cleaning solution containing hydrofluoric acid. By using such a cleaning solution, the natural oxide film can be suitably removed.
Examples of the cleaning liquid containing hydrofluoric acid include dilute hydrofluoric acid (DHF), a mixed liquid of hydrofluoric acid and ammonium fluoride (buffered hydrofluoric acid; BHF), a mixed liquid of hydrofluoric acid and hydrogen peroxide (FPM), and the like.
【0035】[0035]
【実施例】(実施例)本実施例はゲート酸化膜成長前の
段階の半導体基板表面の洗浄についての例である。以
下、洗浄プロセスを図面を参照して説明する。(Embodiment) This embodiment is an example of cleaning the surface of a semiconductor substrate before a gate oxide film is grown. Hereinafter, the cleaning process will be described with reference to the drawings.
【0036】図1(a)は洗浄対象の基板の断面構造を
示したものである。シリコン基板1の表面には自然酸化
膜2が形成されている。自然酸化膜2の表面には有機物
3やパーティクル6が付着しており、また自然酸化膜2
中に埋め込まれた形態でシリコン基板1の表面にCu粒
子5やFe粒子4が付着している。なお、図には金属不
純物としてCu粒子5とFe粒子4を代表的に示した
が、他にCo、Pt等の金属不純物も付着している。FIG. 1A shows a sectional structure of a substrate to be cleaned. A natural oxide film 2 is formed on the surface of the silicon substrate 1. Organic substances 3 and particles 6 adhere to the surface of the natural oxide film 2.
Cu particles 5 and Fe particles 4 adhere to the surface of the silicon substrate 1 in a form embedded therein. Although Cu particles 5 and Fe particles 4 are typically shown as metal impurities in the figure, other metal impurities such as Co and Pt are also attached.
【0037】この基板を清浄空気で満たされた空間に配
置し、紫外線照射を行った。紫外線の光として、172
〜240nmの分布を有するUVランプを用いた。温度
は室温(約25℃)とし、照射時間は30秒間とした。This substrate was placed in a space filled with clean air and irradiated with ultraviolet rays. 172 as ultraviolet light
A UV lamp with a distribution of 240240 nm was used. The temperature was room temperature (about 25 ° C.), and the irradiation time was 30 seconds.
【0038】この紫外線照射により、処理雰囲気中に含
まれる酸素分子が原子状活性酸素となる。この活性酸素
によって有機物は分解され、基板から除去される。さら
に、この活性酸素は基板表面の自然酸化膜中を容易に拡
散するため、CuやFe等の金属不純物を酸化する。こ
れにより、シリコン基板1に強固に付着していたCu等
の貴金属系粒子は酸化することによって基板表面から脱
離し、自然酸化膜中に取り込まれる。この状態を図1
(b)に示す。By this ultraviolet irradiation, oxygen molecules contained in the processing atmosphere become atomic active oxygen. Organic substances are decomposed by the active oxygen and removed from the substrate. Further, since this active oxygen easily diffuses in the natural oxide film on the substrate surface, it oxidizes metal impurities such as Cu and Fe. As a result, the noble metal-based particles such as Cu that have firmly adhered to the silicon substrate 1 are detached from the substrate surface by being oxidized, and are taken into the natural oxide film. This state is shown in FIG.
It is shown in (b).
【0039】次いで自然酸化膜2をBHFにより除去し
た(図1(c))。前述の第一の従来技術では、図3
(d)のように、Cu等の貴金属系粒子がシリコン基板
1に残存していたが、本実施例の方法によれば、これら
の金属は前工程のUV照射により酸化されているため、
自然酸化膜除去と同時に容易に除去される。その後、超
純水により最終洗浄を行い、基板表面の洗浄を完了し
た。Next, the native oxide film 2 was removed by BHF (FIG. 1C). In the first prior art described above, FIG.
As shown in (d), noble metal-based particles such as Cu remained on the silicon substrate 1, but according to the method of the present embodiment, these metals are oxidized by the UV irradiation in the previous step.
It is easily removed simultaneously with the removal of the natural oxide film. Thereafter, final cleaning was performed with ultrapure water to complete cleaning of the substrate surface.
【0040】(比較例)実施例で洗浄を行ったのと同一
の洗浄対象について、第一の従来技術(図3)で説明し
たのと同様の手順でRCA洗浄を行った。(Comparative Example) RCA cleaning was performed on the same cleaning target that was cleaned in the example by the same procedure as that described in the first prior art (FIG. 3).
【0041】実施例および比較例で行った洗浄の効果を
比較するため、洗浄前後の基板表面の金属不純物濃度を
測定した結果を表1に示す。金属不純物濃度は、TXR
F(全反射蛍光X線)分析装置にて測定した。Table 1 shows the results of measuring the metal impurity concentration on the substrate surface before and after cleaning in order to compare the effects of the cleaning performed in the example and the comparative example. Metal impurity concentration is TXR
It was measured by an F (total reflection fluorescent X-ray) analyzer.
【0042】[0042]
【表1】 [Table 1]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、紫
外線照射工程と、その後のウエット処理による自然酸化
膜除去工程とを有するため、従来、除去の困難であった
貴金属系不純物やシリコン中への拡散の速い金属不純物
を充分に除去することができる。As described above, according to the present invention, since a step of irradiating an ultraviolet ray and a step of removing a natural oxide film by a wet treatment are performed, impurities such as noble metal impurities and silicon which have been difficult to remove in the past. It is possible to sufficiently remove metal impurities that rapidly diffuse into the semiconductor.
【図1】本発明の洗浄方法を示す工程断面図である。FIG. 1 is a process sectional view showing a cleaning method of the present invention.
【図2】洗浄対象の断面模式図である。FIG. 2 is a schematic sectional view of an object to be cleaned.
【図3】従来の洗浄方法を示す工程断面図である。FIG. 3 is a process sectional view showing a conventional cleaning method.
【図4】従来の洗浄方法を示す工程断面図である。FIG. 4 is a process sectional view showing a conventional cleaning method.
1 シリコン基板 2 自然酸化膜 3 有機物 4 Fe粒子 5 Cu粒子 6 パーティクル 7 犠牲酸化膜 8 酸化鉄 9 酸化銅 Reference Signs List 1 silicon substrate 2 natural oxide film 3 organic substance 4 Fe particle 5 Cu particle 6 particle 7 sacrificial oxide film 8 iron oxide 9 copper oxide
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平9−82679(JP,A) 特開 平5−102115(JP,A) 特開 平10−50646(JP,A) 特開 平4−213824(JP,A) 特開 平5−182945(JP,A)Continuation of front page (56) References JP-A-9-82679 (JP, A) JP-A-5-102115 (JP, A) JP-A-10-50646 (JP, A) JP-A-4-213824 (JP) , A) JP-A-5-182945 (JP, A)
Claims (8)
酸素の存在下で、かつ、雰囲気温度5〜40℃におい
て、半導体基板の表面に対し紫外線を照射することによ
り、該半導体基板に付着した金属不純物を酸化して金属
酸化物とする工程と、該半導体基板をウエット処理し、
このとき同時に該金属酸化物を除去することを特徴とす
る半導体基板の洗浄方法。An ultraviolet ray is applied to the surface of a semiconductor substrate in a clean air atmosphere in the presence of ozone or oxygen and at an ambient temperature of 5 to 40 ° C. to remove metal impurities attached to the semiconductor substrate. Oxidizing to a metal oxide and wet processing the semiconductor substrate,
A method for cleaning a semiconductor substrate, wherein the metal oxide is removed at the same time.
板の洗浄方法であって、清浄空気雰囲気において、オゾ
ンまたは酸素の存在下で、かつ、雰囲気温度5〜40℃
において、該自然酸化膜の表面に紫外線を照射すること
により、該自然酸化膜に含まれる金属不純物を酸化して
金属酸化物とする工程と、該自然酸化膜をウエット処理
により除去し、このとき同時に該金属酸化物を除去する
工程とを含むことを特徴とする半導体基板の洗浄方法。2. A method for cleaning a semiconductor substrate having a native oxide film formed on a surface thereof, wherein the method is performed in a clean air atmosphere in the presence of ozone or oxygen, and at an ambient temperature of 5 to 40 ° C.
Irradiating the surface of the natural oxide film with ultraviolet light to oxidize metal impurities contained in the natural oxide film to form a metal oxide; and removing the natural oxide film by wet treatment. Removing the metal oxide at the same time.
半導体基板の表面に吸着した状態で存在することを特徴
とする請求項1または2に記載の半導体基板の洗浄方
法。3. The method for cleaning a semiconductor substrate according to claim 1, wherein at least a part of the metal impurity exists in a state of being adsorbed on a surface of the semiconductor substrate.
乃至3いずれかに記載の半導体基板の洗浄方法。4. The method according to claim 1, wherein the metal impurities include a noble metal.
4. The method for cleaning a semiconductor substrate according to any one of items 1 to 3.
4に記載の半導体基板の洗浄方法。5. The method according to claim 4, wherein the noble metal is copper or platinum.
請求項1乃至5いずれかに記載の半導体基板の洗浄方
法。6. The method for cleaning a semiconductor substrate according to claim 1, wherein the metal impurities include Co or Ni.
長領域を含むことを特徴とする請求項1乃至6いずれか
に記載の半導体基板の洗浄方法。7. The method for cleaning a semiconductor substrate according to claim 1, wherein the ultraviolet light has a wavelength range of 172 to 240 nm.
液を用いて行われることを特徴とする請求項1乃至7い
ずれかに記載の半導体基板の洗浄方法。8. The method according to claim 1, wherein the wet processing is performed using a cleaning liquid containing hydrofluoric acid.
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