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DE112018003722T5 - Verfahren zum Reinigen von Silicium-Wafern - Google Patents

Verfahren zum Reinigen von Silicium-Wafern Download PDF

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DE112018003722T5
DE112018003722T5 DE112018003722.3T DE112018003722T DE112018003722T5 DE 112018003722 T5 DE112018003722 T5 DE 112018003722T5 DE 112018003722 T DE112018003722 T DE 112018003722T DE 112018003722 T5 DE112018003722 T5 DE 112018003722T5
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silicon wafer
rpm
hydrofluoric acid
cleaning
Prior art date
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DE112018003722.3T
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English (en)
Inventor
Kensaku Igarashi
Tatsuo Abe
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shin Etsu Handotai Co Ltd
Original Assignee
Shin Etsu Handotai Co Ltd
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Publication date
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Abstract

Die vorliegende Erfindung ist ein Verfahren zum Reinigen eines Silicium-Wafers, das in der folgenden Reihenfolge die folgenden Schritte umfasst: Aufbringen von Flusssäure auf eine Oberfläche des Silicium-Wafers, um den Silicium-Wafer zu behandeln, während er bei einer ersten Drehzahl gedreht wird, Beenden des Aufbringens der Flusssäure und Abschütteln von auf der Oberfläche des Silicium-Wafers befindlicher Flusssäure, ohne reines Wasser auf die Oberfläche des Silicium-Wafers aufzubringen, während der Silicium-Wafer bei einer zweiten Drehzahl gedreht wird, die gleich der oder schneller als die erste Drehzahl ist, und Aufbringen von Ozonwasser auf die Oberfläche des Silicium-Wafers, um den Silicium-Wafer nach dem Abschütteln der Flusssäure von der Oberfläche zu behandeln, während er bei einer dritten Drehzahl gedreht wird, die schneller als die zweite Drehzahl ist. Dies stellt ein Verfahrens zum Reinigen eines Silicium-Wafers bereit, das ein Anhaften von Wasserflecken und Partikeln unterdrücken und die Wafer-Qualität verbessern kann.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen eines Silicium-Wafers.
  • STAND DER TECHNIK
  • Bei einer Behandlung einer wasserabweisenden Oberfläche für einen Silicium-Wafer (Halbleiter-Silicium-Wafer) unter Verwendung einer Rotationsreinigungsmaschine mit Einzelwafer-Bearbeitung wird im Allgemeinen eine auf der Oberfläche eines Halbleiter-Wafers ausgebildete Oxidschicht mit einer Reinigungsflüssigkeit wie Flusssäure (HF) von dem Halbleiter-Wafer entfernt (Patentschrift 1, Patentschrift 2).
  • Es war üblich, eine Behandlung zum Entfernen einer Oxidschicht mit HF (Flusssäure) bei niedriger Geschwindigkeit durchzuführen, eine Reoxidationsbehandlung durchzuführen, indem eine Spülbehandlung (reines Wasser oder Ozonwasser) vorgenommen wurde, während eine Drehzahl erhöht wurde, und zum Zeitpunkt des Trocknens zu einer Drehung mit hoher Drehzahl überzugehen. Ein Flussdiagramm eines herkömmlich Verfahren zum Reinigen eines Silicium-Wafers ist in 6 gezeigt. Zuerst wird, wie in 6(a) gezeigt, die auf der Oberfläche eines Silicium-Wafers befindliche Oxidschicht mit Flusssäure entfernt. Danach wird, wie in 6(b) gezeigt, Flusssäure durch reines Wasser substituiert. Danach wird, wie in 6(c) gezeigt, ein Reinigen mit Ozonwasser durchgeführt und eine Oxidschicht gebildet. Danach wird, wie in 6(d) gezeigt, Trocknen durchgeführt.
  • LISTE DER BEZUGSVERWEISE
  • PATENTLITERATUR
    • Patentschrift 1: Japanische ungeprüfte Patentanmeldung, Veröffentlichungsnr. 2009-272411
    • Patentschrift 2: Japanische ungeprüfte Patentanmeldung, Veröffentlichungsnr. 2001-060576
  • KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • TECHNISCHE PROBLEMSTELLUNG
  • Unter den Bedingungen des Stands der Technik entstehen jedoch bei einer Spülbehandlung Partikel wie Wasserflecke, für die Bildungsgeschwindigkeit einer Oxidschicht auf einer Wafer-Oberfläche im Schritt des Bildens einer Oxidschicht mit Ozonwasser tritt eine Differenz auf, und an Abschnitten, für die die Hydrophilierung aufgrund langsamer Oxidation verzögert ist, haften Partikel an, wodurch die Qualität der Wafer-Oberfläche vermindert wird.
  • Die Probleme des Stands der Technik werden nachstehend eingehender erwähnt. Bei dem vorstehend beschriebenen herkömmlichen Behandlungsprozess mittels einer Rotationsreinigungsmaschine mit Einzelwafer-Bearbeitung entstehen nach einem Schritt des Entfernens der Oxidschicht mit HF (6(a)) Wasserflecke bei einer Behandlung mit reinem Wasser (Behandlung des Substituierens mit reinem Wasser) von 6(b). Außerdem entsteht zum Zeitpunkt der Ozonwasserbehandlung (6(c)) die Differenz der Bildungsgeschwindigkeit der Oxidschicht auf der Wafer-Oberfläche, da die Drehzahl niedrig ist, und Partikel und dergleichen haften an Teilen an, für die die Hydrophilierung verzögert ist, wodurch die Wafer-Qualität maßgeblich verschlechtert wird.
  • Die vorliegende Erfindung wurde in Hinblick auf die vorstehenden beschriebenen Probleme gemacht, und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist das Bereitstellen eines Verfahrens zum Reinigen eines Silicium-Wafers, das das Anhaften von Wasserflecken und Partikeln unterdrücken kann, die bei einem herkömmlichen Reinigungsverfahren entstehen, und die Wafer-Qualität zu verbessern.
  • PROBLEMLÖSUNG
  • Um die Aufgabe zu erfüllen bietet die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Reinigen eines Silicium-Wafers, das in der folgenden Reihenfolge die folgenden Schritte umfasst: Aufbringen von Flusssäure auf eine Oberfläche des Silicium-Wafers, um den Silicium-Wafer zu behandeln, während er bei einer ersten Drehzahl gedreht wird, Beenden des Aufbringens der Flusssäure und Abschütteln von auf der Oberfläche des Silicium-Wafers befindlicher Flusssäure, ohne reines Wasser auf die Oberfläche des Silicium-Wafers aufzubringen, während der Silicium-Wafer bei einer zweiten Drehzahl gedreht wird, die gleich der oder schneller als die erste Drehzahl ist, und Aufbringen von Ozonwasser auf die Oberfläche des Silicium-Wafers, um den Silicium-Wafer nach dem Abschütteln der Flusssäure von der Oberfläche zu behandeln, während er bei einer dritten Drehzahl gedreht wird, die schneller als die zweite Drehzahl ist.
  • Mit eine solchen Verfahren zum Reinigen eines Silicium-Wafers kann die Oxidschicht entfernt werden, während das Entstehen von Wasserflecken verhindert wird und das Anhaften von Partikeln und dergleichen verhindert wird, die entstehen, wenn die Oxidschicht mit Flusssäure entfernt wird.
  • In diesem Fall ist die erste Drehzahl vorzugsweise 100 U/min oder niedriger, die zweite Drehzahl ist vorzugsweise 200 U/min oder niedriger und die dritte Drehzahl ist vorzugsweise 500 U/min oder höher.
  • Durch das Einstellen jeder Drehzahl auf einen derartigen Bereich kann das Entstehen von Wasserflecken und das Anhaften von Partikeln wirksamer unterdrückt werden.
  • VORTEILHAFTE WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
  • Mit dem erfinderischen Verfahren zum Reinigen eines Silicium-Wafers kann die Oxidschicht entfernt werden, während das Entstehen von Wasserflecken verhindert wird und ein Anhaften von Partikeln und dergleichen verhindert wird, die entstehen, wenn die Oxidschicht mit Flusssäure gereinigt wird, und der Silicium-Wafer gereinigt werden.
  • Figurenliste
    • 1 ein Flussdiagramm, das das erfinderische Verfahren zum Reinigen eines Silicium-Wafers darstellt.
    • 2 ein Flussdiagramm, das die Bedingungen des Verfahrens zum Reinigen eines Silicium-Wafers in Beispiel 1 bis 9 darstellt.
    • 3 ein Flussdiagramm, das die Bedingungen des Verfahrens zum Reinigen eines Silicium-Wafers in Beispiel 10 bis 15 zeigt.
    • 4 ein Flussdiagramm, das die Bedingungen des Verfahrens zum Reinigen eines Silicium-Wafers in Beispiel 16 bis 21 zeigt.
    • 5 ein Flussdiagramm, das die Bedingungen des Verfahrens zum Reinigen eines Silicium-Wafers in Vergleichsbeispiel 1 bis 3 darstellt.
    • 6 ein Flussdiagramm, das ein herkömmliches Verfahren zum Reinigen eines Silicium-Wafers darstellt.
    • 7 ein Schaubild, das die Ergebnisse der Beispiele und Vergleichsbeispiele zeigt.
  • BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Nachstehend wird die vorliegende Erfindung ausführlich als Beispiel einer Ausführungsform mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben, die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese beschränkt.
  • Die vorliegende Erfindung ist ein Verfahren zum Reinigen eines Silicium-Wafers, und zuerst wird Flusssäure auf eine Oberfläche des Silicium-Wafers aufgebracht, um den Silicium-Wafer zu behandeln, während er bei einer ersten Drehzahl gedreht wird. Danach wird das Aufbringen der Flusssäure beendet, und auf der Oberfläche des Silicium-Wafers befindliche Flusssäure wird abgeschüttelt, ohne reines Wasser auf die Oberfläche des Silicium-Wafers aufzubringen, während der Silicium-Wafer bei einer zweiten Drehzahl gedreht wird, die gleich der oder schneller als die erste Drehzahl ist. Danach wird Ozonwasser auf die Oberfläche der Silicium-Wafers aufgebracht, um den Silicium-Wafer nach dem Abschütteln der Flusssäure von der Oberfläche zu behandeln, während er bei einer dritten Drehzahl gedreht wird, die schneller als die zweite Drehzahl ist. Das erfinderisches Verfahren zum Reinigen eines Silicium-Wafers umfasst die vorstehenden Schritte in der beschriebenen Reihenfolge.
  • Das erfinderische Verfahren zum Reinigen eines Silicium-Wafers wird mit Bezug auf 1 eingehender beschrieben. 1 ist ein Flussdiagramm, das das erfinderische Verfahren zum Reinigen eines Silicium-Wafers darstellt.
  • Im erfinderischen Verfahren zum Reinigen eines Silicium-Wafers kann eine bekannte Rotationsreinigungsmaschine verwendet werden. Im erfinderischen Verfahren zum Reinigen eines Silicium-Wafers wird zuerst, wie in 1(1) gezeigt, Flusssäure auf eine Oberfläche des Silicium-Wafers aufgebracht, um den Silicium-Wafer zu behandeln, während er bei einer ersten Drehzahl gedreht wird (Schritt 1). Eine Oxidschicht (natürliche Oxidschicht), die auf der Oberfläche des Silicium-Wafers ausgebildet ist, wird in diesem Schritt 1 vollständig entfernt. Die erste Drehzahl unterliegt vorzugsweise einer Bedingung einer Drehung mit niedriger Drehzahl von 100 U/min oder weniger. Auf diese Weise werden Partikel auf der Wafer-Oberfläche entfernt, und Metallkontamination und dergleichen wird entfernt.
  • Danach wird, wie in 1(2) gezeigt, das Aufbringen der Flusssäure beendet, und auf der Oberfläche des Silicium-Wafers befindliche Flusssäure wird abgeschüttelt, ohne reines Wasser auf die Oberfläche des Silicium-Wafers aufzubringen, während der Silicium-Wafer bei einer zweiten Drehzahl gedreht wird (Schritt 2). Hier ist die zweite Drehzahl gleich der oder schneller als die erste Drehzahl. Die zweite Drehzahl ist vorzugsweise eine Drehung mit niedriger Drehzahl (Drehung mit mittlerer Drehzahl) von 200 U/min oder weniger. Ein wichtiger Punkt der vorliegenden Erfindung besteht darin, kein reines Wasser auf einem Wafer zu verwenden, dessen Wafer-Oberfläche durch das Entfernen der Oxidschicht mit der Flusssäure eine hydrophobe Oberfläche wurde. Auf diese Weise wird das Bilden von Wasserflecken auf der Wafer-Oberfläche verhindert. Es ist anzumerken, dass die Untergrenze der niedrigen Drehzahl aufgrund Geräteeinschränkungen 50 U/min ist.
  • Danach liegt, wie in 1(3) gezeigt, vorzugsweise ein Schritt des Erhöhens der Drehzahl vor (Schritt 3). Damit wird die Drehzahl auf die Drehzahl (dritte Drehzahl) der Ozonwasserbehandlung (Schritt 4) erhöht, die nachstehend beschrieben wird.
  • Danach wird, wie in 1(4) gezeigt, Ozonwasser auf die Oberfläche der Silicium-Wafers aufgebracht, um den Silicium-Wafer zu behandeln, während bei einer dritten Drehzahl gedreht wird, wobei die Flusssäure von der Oberfläche abgeschüttelt worden war (Schritt 4). Die dritte Drehzahl ist schneller als die zweite Drehzahl. In diesem Schritt 4 wird eine Reoxidationsbehandlung der Silicium-Wafer-Oberfläche durch die Wirkung des Ozonwassers durchgeführt. Die dritte Drehzahl ist vorzugsweise 500 U/min oder höher. Es wird desto besser erachtet, je höher die hohe Drehzahl (dritte Drehzahl) zum Zeitpunkt des Beschleunigungsschritts (Schritt 3) und des Ozonwasserbehandlungsschritts (Schritt 4) ist, jedoch sind aufgrund Geräteeinschränkungen ungefähr 1500 U/min im Wesentlichen die Obergrenze.
  • Nach dem Durchführen der Ozonwasserbehandlung kann danach, wie in 1(5) gezeigt, der Silicium-Wafer getrocknet werden (Schritt 5). Der Trocknungsschritt kann durch Beenden des Aufbringens von Ozonwasser und Fortsetzen der Drehung des Silicium-Wafers durchgeführt werden. Die Drehzahl unterliegt keiner besonderen Einschränkung, ist vorzugsweise jedoch gleich der oder schneller als die dritte Drehzahl.
  • Anhand des vorstehenden Verfahrens, das die in 1 gezeigten Schritte aufweist, ist es möglich das Entstehen von Wasserflecken zu verhindern und den Silicium-Wafer ohne Anhaften von Partikeln und dergleichen zu reinigen, die entstehen, wenn die Oxidschicht mit Flusssäure entfernt wird.
  • Die Funktionen und Wirkungen von jedem der erfinderischen Schritte sind folgendermaßen. Bei der Flusssäurebehandlung von Schritt 1 können durch Entfernen des Oxidschicht bei einer Drehung mit niedriger Drehzahl (vorzugsweise 100 U/min oder weniger) Partikel entfernt werden, während das Entstehen von Wasserflecken und dergleichen unterdrückt wird. Wenn daraufhin eine Spülbehandlung mit reinem Wasser oder Ozonwasser bei der gleichen Drehzahl durchgeführt wird, wie herkömmlicherweise, entstehen Wasserflecke. Entsprechend wird in der vorliegenden Erfindung, um Wasserflecke und Wiederanhaften von Partikeln aufgrund der Spülbehandlung zu vermeiden, nach dem Abschütteln der Flusssäure-Chemikalienlösung bei einer Drehung mit niedriger Drehzahl (Drehung mit mittlerer Drehzahl, vorzugsweise 200 U/min oder weniger), ohne in Schritt 2 reines Wasser nach dem Entfernen der Oxidschicht mit Flusssäure aufzubringen, der Schritt des Erhöhens der Drehzahl (vorzugsweise Beschleunigen auf 500 U/min oder höher) (Schritt 3) durchgeführt, und die Reoxidationsbehandlung (Schritt 4) wird mit Ozonwasser nach dem Beschleunigen (bevorzugt 500 U/min oder höher) durchgeführt. Wenn reines Wasser bei der Spülbehandlung verwendet wird, entstehen Wasserflecke, und daher wird in der vorliegenden Erfindung kein Spülen mit reinem Wasser verwendet. Daher wird in der vorliegenden Erfindung kein Spülen mit reinem Wasser durchgeführt (es wird keine Substitution mit reinem Wasser durchgeführt), bevor die Flusssäure nach dem Entfernen der Oxidschicht mit Flusssäure abgeschüttelt wurde, und natürlich wird auch kein Spülen mit reinem Wasser durchgeführt, nachdem die Flusssäure abgeschüttelt wurde. Außerdem können das vorstehend beschriebene Erhöhen der Drehzahl in Schritt 3 und Aufbringen des Ozonwassers in Schritt 4 gleichzeitig durchgeführt werden.
  • Durch vollständiges Entfernen der Oxidschicht unter einer Bedingung bei geringer Drehzahl von 100 U/min or weniger bei der Flusssäurebehandlung, wird das Anhaften von Partikeln auf der Wafer-Oberfläche verbessert. In der vorliegenden Erfindung wird ferner nach dem darauffolgenden Abschütteln der HF auf dem Wafer bei einer Drehung mit niedriger Drehzahl (Drehung mit mittlerer Drehzahl, vorzugsweise 200 U/min oder weniger), die Drehung auf eine Drehung mit hoher Drehzahl (vorzugsweise 500 U/min oder höher) beschleunigt und die Ozonwasserbehandlung bei der Drehung mit hoher Drehzahl durchgeführt.
  • BEISPIEL
  • Nachstehend wird die vorliegende Erfindung eingehender unter Bezugnahme auf Beispiele und Vergleichsbeispiele beschrieben, die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Beispiele beschränkt.
  • (Beispiel 1 bis 9)
  • Ein Silicium-Wafer wurde gemäß dem erfinderischen Flussdiagramm gereinigt, das in 1 gezeigt ist. Die Drehzahlen des Silicium-Wafers in Schritt 1 bis 4 wurden so eingestellt, dass sie den in 2 gezeigten Bereich von Drehzahlen erfüllen. Das heißt, dass ein Schritt des Entfernens einer Oxidschicht (Schritt 1) bei einer Drehung mit niedriger Drehzahl von 100 U/min oder weniger durchgeführt wurde, und nachdem ein Schritt des Abschütteins einer chemischen Lösung bei einer Drehzahl von 200 U/min oder weniger durchgeführt wurde (Schritt 2), der Prozess mit einem Beschleunigungsschritt (Schritt 3) mit einer Drehung mit hoher Drehzahl von 500 U/min oder höher fortgesetzt wurde, ein Schritt des Bildens einer Oxidschicht mit Ozonwasser (Schritt 4) bei Drehung mit hoher Drehzahl von 500 U/min oder höher durchgeführt wurde, und anschließend der Trocknen (Schritt 5) durchgeführt wurde.
  • Die verwendete chemische Lösung war Flusssäure und Ozonwasser und es wurde kein reines Wasser verwendet. Es ist anzumerken, dass die Konzentration der Flusssäure in Schritt 1 auf 1,0 Masseprozent eingestellt war, die Behandlungsdauer mit Flusssäure auf 30 Sekunden eingestellt war und die Drehzahl zu diesem Zeitpunkt auf 50 U/min eingestellt war. Außerdem war die Konzentration des Ozonwassers in Schritt 4 auf 20 ppm bezüglich der Masse eingestellt. Die Dauer der Ozonwasserbehandlung in Schritt 4 war auf 60 Sekunden eingestellt. Das Trocknen in Schritt 5 wurde 60 Sekunden lang bei 1000 U/min durchgeführt.
  • In Beispiel 1, war die erste Drehzahl auf 50 U/min eingestellt, die zweite Drehzahl auf 50 U/min und die dritte Drehzahl auf 500 U/min. In Beispiel 2 bis 9 waren die zweite Drehzahl (die Drehzahl, bei der die chemische Lösung abgeschüttelt wird) und die dritte Drehzahl (die Drehzahl zur Zeit des Beschleunigungsvorgangs und der Oxidschichtbildung) so eingestellt, wie in Tabelle 1 gezeigt.
  • Die Anzahl der Defekte auf dem Silicium-Wafer nach abgeschlossenem Reinigen und Trocknen wurden gezählt und in Tabelle 1 gezeigt. Zum Zählen der Anzahl der Defekte auf dem Silicium-Wafer wurde SP5, hergestellt von der KLA-Tencor Corporation, verwendet.
  • [Tabelle 1]
    Drehzahl, bei der chemische Lösung abgeschüttelt wurde (zweite Drehzahl) (U/min) Beschleunigungsvorgang (dritte Drehzahl) (U/min) Drehzahl zur Zeit der Oxidschichtbildung (dritte Drehzahl) (U/min) Anzahl der Defekte
    Beispiel 1 50 500 500 20
    Beispiel 2 50 1000 1000 13
    Beispiel 3 50 1500 1500 12
    Beispiel 4 100 500 500 8
    Beispiel 5 100 1000 1000 9
    Beispiel 6 100 1500 1500 12
    Beispiel 7 200 500 500 22
    Beispiel 8 200 1000 1000 10
    Beispiel 9 200 1500 1500 13
  • In Beispiel 1 bis 9, in denen der Reinigungsfluss von 2 verwendet wurde, war das Anhaften von Partikeln an der Wafer-Oberfläche wesentlich verbessert, indem nach dem Abschütteln der chemische Lösung bei 200 U/min oder weniger, ohne ein Spülen mit reinem Wasser nach dem Entfernen der Oxidschicht mit Flusssäure durchzuführen, zu einer Drehung mit hoher Drehzahl von 500 U/min oder höher übergegangen und dann die Behandlung mit Ozonwasser zur Oxidschichtbildung durchgeführt wurde.
  • (Vergleichsbeispiel 1 bis 3)
  • Ein Silicium-Wafer wurde gemäß dem in 6 gezeigten herkömmlichen Reinigungsfluss gereinigt. Die Drehzahl in jedem Schritt wurde so eingestellt, dass die im in 5 gezeigten Bereich lag. In diesem herkömmlichen Reinigungsfluss wurde das Entfernen der Oxidschicht bei einer Drehung mit niedriger Drehzahl von 100 U/min oder weniger mit Flusssäure durchgeführt (5(a)), und eine Spülbehandlung wurde mit reinem Wasser und Ozonwasser durchgeführt, während zu einer Drehung mit hoher Drehzahl (500 U/min oder höher) übergegangen wurde (5(b) und (c)). Anschließend wurde ein Trocknen (5(d)) durchgeführt.
  • In Vergleichsbeispiel 1 bis 3 war die verwendete chemische Lösung Flusssäure, reines Wasser und Ozonwasser. Es ist anzumerken, dass die Konzentration der Flusssäure auf 1,0 Masseprozent eingestellt war, die Behandlungsdauer mit Flusssäure auf 30 Sekunden eingestellt war und die Drehzahl in der Fluorwasserstoffsäurebehandlung auf 50 U/min eingestellt war, den gleichen Wert wie in Beispiel 1 bis 9. Außerdem war die Konzentration des Ozonwassers auf 20 ppm bezüglich der Masse eingestellt, und die Dauer der Ozonwasserbehandlung war auf 60 Sekunden eingestellt, den gleichen Wert wie in Beispiel 1 bis 9. Das Trocknen wurde ebenfalls bei 1000 U/min 60 Sekunden lang durchgeführt, die gleichen Werte wie in Beispiel 1 bis 9.
  • Die Drehzahl, bei der die chemische Lösung abgeschüttelt wurde, die Drehzahl zur Zeit der Substitution mit reinem Wasser und die Drehzahl zur Zeit der Oxidschichtbildung in den Vergleichsbeispielen 1 bis 3 wurden wie in Tabelle 2 gezeigt eingestellt. Da die Substitution mit reinem Wasser durchgeführt wurde, während der Beschleunigungsvorgang erfolgte, ist die Höchstgeschwindigkeit im Beschleunigungsvorgang die gleiche wie die Höchstdrehzahl zur Zeit der Substitution mit reinem Wasser.
  • Wie in Beispiel 1 bis 9 wurde die Anzahl der Defekte auf dem Silicium-Wafer nach abgeschlossenem Reinigen und Trocknen gezählt und in Tabelle 2 gezeigt. Zum Zählen der Anzahl der Defekte auf dem Silicium-Wafer wurde SP5, hergestellt von der KLA-Tencor Corporation, verwendet.
  • [Tabelle 2]
    Drehzahl, bei der chemische Lösung abgeschüttelt wurde (U/min) Beschleunigungsvorgang (U/min) Drehzahl zur Zeit der Substitution mit reinem Wasser (U/min) Drehzahl zur Zeit der Oxidschichtbildung (U/min) Anzahl der Defekte
    Vergleichsbeispiel 1 200 500 500 500 152
    Vergleichsbeispiel 2 200 1000 1000 1000 160
    Vergleichsbeispiel 3 200 1500 1500 1500 177
  • Aus Tabelle 2 ist ersichtlich, dass in Vergleichsbeispiel 1 bis 3 viele Defekte auf der Wafer-Oberfläche vorliegen. Dies ist der Fall, da beim herkömmlichen Verfahren ein erhebliches Anhaften von Wasserflecken und Partikeln aufgrund der Spülbehandlung mit reinem Wasser und Ozonwasser erfolgt, die während des Übergehens zu einer Drehung mit hoher Drehzahl (500 U/min oder höher) durchgeführt wird.
  • (Beispiel 10 bis 15)
  • Ein Silicium-Wafer wurde gemäß dem erfinderischen Flussdiagramm gereinigt, das in 1 gezeigt ist. Es ist anzumerken, dass die Drehzahlen des Silicium-Wafers in Schritt 1 bis 4 so eingestellt wurden, dass sie den in 3 gezeigten Bereich von Drehzahlen erfüllen. Mit der Ausnahme, dass die Drehzahl in Schritt 2 (die zweite Drehzahl) einen unterschiedlichen Bereich aufweist, sind die anderen Bedingungen die gleichen wie in Beispiel 1 bis 9. Das heißt, dass der Schritt des Entfernens der Oxidschicht (Schritt 1) bei einer Drehung mit niedriger Drehzahl von 100 U/min oder weniger durchgeführt wurde, der Schritt des Abschütteins der chemischen Lösung (Schritt 2) jedoch bei einer Drehzahl von über 200 U/min als zweite Drehzahl durchgeführt wurde, was sich von Beispiel 1 bis 9 unterscheidet. Daraufhin wird, wie in Beispiel 1 bis 9 gezeigt, der Prozess mit einem Beschleunigungsschritt (Schritt 3) bei einer Drehung mit hoher Drehzahl von 500 U/min oder darüber fortgesetzt, ein Schritt des Bildens einer Oxidschicht (Schritt 4) wurde bei einer Drehung mit hoher Drehzahl von 500 U/min oder höher mit Ozonwasser durchgeführt, und anschließend wurde das Trocknen (Schritt 5) durchgeführt. In Beispiel 10 bis 15 waren die zweite Drehzahl (die Drehzahl, bei der die chemische Lösung abgeschüttelt wird) und die dritte Drehzahl (die Drehzahl zur Zeit des Beschleunigungsvorgangs und der Oxidschichtbildung) so eingestellt, wie in Tabelle 3 gezeigt.
  • Die Anzahl der Defekte auf dem Silicium-Wafer wurde nach abgeschlossenem Reinigen und Trocknen wie in Beispiel 1 bis 9 gezählt und in Tabelle 3 gezeigt.
  • [Tabelle 3]
    Drehzahl, bei der chemische Lösung abgeschüttelt wurde (zweite Drehzahl) (U/min) Beschleunigungsvorgang (dritte Drehzahl) (U/min) Drehzahl zur Zeit der Oxidschichtbildung (dritte Drehzahl) (U/min) Anzahl der Defekte
    Beispiel 10 300 500 500 51
    Beispiel 11 300 1000 1000 50
    Beispiel 12 300 1500 1500 54
    Beispiel 13 400 500 500 70
    Beispiel 14 800 1000 1000 76
    Beispiel 15 1200 1500 1500 64
  • Wie aus Tabelle 3 ersichtlich ist, nimmt die Anzahl der Defekte zu, wenn der Prozess des Abschüttelns der chemischen Lösung schneller als 200 U/min gemacht wird, es liegen jedoch weniger Defekte im Vergleich zum herkömmlichen Verfahren vor (Vergleichsbeispiel 1 bis 3).
  • (Beispiel 16 bis 21)
  • Ein Silicium-Wafer wurde gemäß dem erfinderischen Flussdiagramm gereinigt, das in 1 gezeigt ist. Es ist anzumerken, dass die Drehzahlen des Silicium-Wafers in Schritt 1 bis 4 so eingestellt wurden, dass sie den in 4 gezeigten Bereich von Drehzahlen erfüllen. Mit der Ausnahme, dass die Drehzahlen in Schritt 3 und Schritt 4 einen unterschiedlichen Bereich aufweisen, sind die anderen Bedingungen die gleichen wie in Beispiel 1 bis 9. Das heißt, dass der Schritt des Entfernens der Oxidschicht (Schritt 1) bei einer Drehung mit niedriger Drehzahl von 100 U/min oder weniger durchgeführt wurde und der Schritt des Abschütteins der chemischen Lösung (Schritt 2) bei einer Drehzahl von 200 U/min oder weniger durchgeführt wurde. Anschließend wurde, anders als in Beispiel 1 bis 9, der Prozess mit einem Beschleunigungsschritt (Schritt 3) mit einer Drehzahl von weniger als 500 U/min fortgesetzt, ein Schritt des Bildens einer Oxidschicht mit Ozonwasser (Schritt 4) wurde bei einer Drehzahl von weniger als 500 U/min durchgeführt, und anschließend wurde Trocknen (Schritt 5) durchgeführt. In Beispiel 16 bis 21 waren die zweite Drehzahl (die Drehzahl, bei der die chemische Lösung abgeschüttelt wird) und die dritte Drehzahl (die Drehzahl zur Zeit des Beschleunigungsvorgangs und der Oxidschichtbildung) so eingestellt, wie in Tabelle 4 gezeigt.
  • Die Anzahl der Defekte auf dem Silicium-Wafer wurde nach abgeschlossenem Reinigen und Trocknen wie in Beispiel 1 bis 9 gezählt und in Tabelle 4 gezeigt.
  • [Tabelle 4]
    Drehzahl, bei der chemische Lösung abgeschüttelt wurde (zweite Drehzahl) (U/min) Beschleunigungsvorgang (U/min) Drehzahl zur Zeit der Oxidschichtbildung (dritte Drehzahl) (U/min) Anzahl der Defekte
    Beispiel 16 50 50 200 45
    Beispiel 17 50 100 300 51
    Beispiel 18 50 400 400 42
    Beispiel 19 200 50 250 57
    Beispiel 20 200 100 300 61
    Beispiel 21 200 400 400 55
  • Wie aus Tabelle 4 ersichtlich ist, nimmt in Beispiel 16 bis 21 die Anzahl der Defekte im Vergleich zu Beispiel 1 bis 9 zu. Dies kommt daher, dass bei Durchführen der Beschleunigung und die Ozonwasserbehandlung nach dem Abschütteln der chemischen Lösung bei weniger als 500 U/min, die Geschwindigkeit der Oxidschichtbildung ungleichmäßig wird und Partikel an Teilen anhaften, für die die Oxidation mit Ozonwasser verzögert ist. In Beispiel 16 bis 21 nahm die Anzahl der Defekte im Vergleich zu Vergleichsbeispiel 1 bis 3 jedoch ab. Wenn der Beschleunigungsvorgang langsamer als der Prozess des Abschüttelns der chemischen Lösung ist, wird kein Beschleunigungsvorgang durchgeführt und die Geschwindigkeit wird herabgesetzt, und daher wird die Oxidschichtbildung mit Ozonwasser beginnend mit einer Geschwindigkeit durchgeführt, die niedriger als die Drehzahl zur Zeit der Oxidschichtbildung ist, was eine ungleichmäßige Geschwindigkeit der Oxidschichtbildung aufgrund unzureichender Drehzahl bewirkt, wodurch Partikelanhaftung bewirkt wird.
  • 7 zeigt ein Schaubild, das die Anzahl der Defekte in Beispiel 1 bis 21 und Vergleichsbeispiel 1 bis 3 zusammenfasst. Wie aus 7 ersichtlich ist, ist die Anzahl der Defekte in Beispiel 1 bis 21 im Vergleich zu Vergleichsbeispiel 1 bis 3 klein, was bedeutet, dass der Vorteil der vorliegenden Erfindung erreicht wurde. Insbesondere ist die Anzahl der Defekte in Beispiel 1 bis 9 bemerkenswert klein. Wie beschrieben wurde nach dem Delaminieren der Oxidschicht mit Flusssäure der Prozess des Abschütteins der Flusssäure bei einer niedrigen Drehzahl (mittleren Drehzahl) von 200 U/min oder weniger durchgeführt, ohne eine chemische Lösung wie eine Spülung abzugeben, und anschließend wurde die Drehzahl auf 500 U/min oder höher erhöht, und dann wurde die Behandlung zur Oxidschichtbildung mit Ozonwasser durchgeführt, und auf diese Weise wurde die beste Wirkung erzielt.
  • Es ist anzumerken, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist. Die Ausführungsformen sind lediglich Beispiele und alle Beispiele, die im Wesentlichen die gleichen Merkmale aufweisen und die gleichen Funktionen und Wirkungen zeigen, wie die in den Ansprüchen der vorliegenden Erfindung offenbarten technischen Konzepte, sind in den technischen Umfang der vorliegenden Erfindung einbezogen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2009272411 [0003]
    • JP 2001060576 [0003]

Claims (2)

  1. Verfahren zum Reinigen eines Silicium-Wafers, das in der folgenden Reihenfolge die folgenden Schritte umfasst: Aufbringen von Flusssäure auf eine Oberfläche des Silicium-Wafers, um den Silicium-Wafer zu behandeln, während er bei einer ersten Drehzahl gedreht wird, Beenden des Aufbringens der Flusssäure und Abschütteln von auf der Oberfläche des Silicium-Wafers befindlicher Flusssäure, ohne reines Wasser auf die Oberfläche des Silicium-Wafers aufzubringen, während der Silicium-Wafer bei einer zweiten Drehzahl gedreht wird, die gleich der oder schneller als die erste Drehzahl ist, und Aufbringen von Ozonwasser auf die Oberfläche des Silicium-Wafers, um den Silicium-Wafer nach dem Abschütteln der Flusssäure von der Oberfläche zu behandeln, während er bei einer dritten Drehzahl gedreht wird, die schneller als die zweite Drehzahl ist.
  2. Verfahren zum Reinigen eines Silicium-Wafers nach Anspruch 1, wobei die erste Drehzahl 100 U/min oder niedriger ist, die zweite Drehzahl 200 U/min oder niedriger ist, und die dritte Drehzahl 500 U/min oder höher ist.
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