[发明专利]半导体基板的表面处理液、用该液的表面处理方法和装置

说明书

本发明涉及半导体基板的表面处理液，应用这种处理液的表面处理方法和表面处理装置，特别是涉及硅大片清洗所用的上述表面处理液，处理方法和处理装置。

硅大片的清洗，一般使用叫做SC—1的清洗液，其组分体积比为NH₄OH∶H₂O₂∶H₂O＝5，温度约70℃。

SC—1清洗液，由于含有作为碱类的氨，故具有对硅进行腐蚀的性质。这种借助于硅腐蚀技术而得到的剥离效应，被用作除去附于硅表面上的粒子的一种手段，但是，身为现有的清洗技术的SC—1液体以及应用这种SC—1洗液的清洗方法和清洗装置存在着下述问题。

(1)因采用腐蚀技术而在硅表面上产生的表面不平度(sur-face noughness)将降低栅极氧化膜的可靠性。关于这一点，比如在下述文章中就谈到过。这篇文章是：Symposium on VLSI Technol-ogy，Ohiso pp.45—46，May1991，M.Miyashita，M.Itano，T.ImaoKa，I.K awabe and T.Ohmi″Dependence of chin Oxidefilms quality on surface micro—roughness″

(2)当在SC—1液中含有Fe，Al，Zn等时候，这些金属杂质将吸附于硅表面上，引起逆污染。

(3)用SC—1液进行的腐蚀速率，硅和氧化膜不一样，硅的腐蚀速率大(Si＝约20A°/分，SiO₂＝约1A°/分)。因此，用剥离效应所进行的粒子除去，在硅表面上和在氧化膜表面上不一样。为此，在硅基板上已经形成了氧化膜的状态下进行清洗的时候，硅的表面清洗与氧化膜表面的清洗，就必须用不同的工序而且要用不同的洗液进行。

(4)由于处理温度在70℃-80℃进行，故氨等的蒸发将成为超净房间的污染源。

如上所述，现有的半导体基板的处理液，应用这种处理液表面处理方法和处理装置，会使被处理的半导体基板的表面变得不平坦，处理液会变成金属杂质进行逆污染的根源。此外，还存在着由于粒子的除去在半导体基板表面和氧化膜表面不同，故在处理已形成氧化膜的半导体表面工序将变多，且必须进行高温处理的问题。

另外，JP平3-218015号日本专利申请中公开了一种合盐酸和氟酸的清洗液，以去除重金属，但是其效果和基板表面平坦度还需提高。

本发明就是鉴于上述事项而发明出来的，故其目的是提供一种可使处理后的半导体基板的表面平坦化，不必担心来源于处理液的金属杂质所引起的逆污染，可在半导体基板表面和氧化膜表面上同样地进行粒子除去，且可在常温进行处理的半导体基板的表面处理液，应用此处理液的表面处理方法以及表面处理装置。

根据本发明的一个方面，半导体基板的表面处理液的一种半导体基板的表面处理液，由含有HF水溶液和臭氧水的混合液组成，其特征是所述HF水溶液的浓度为0.01％到1％和所述臭氧水的浓度为0.1ppm到20ppm。

上述混合液的特征是这种混合液对硅的腐蚀速率和对氧化膜的腐蚀速率实质上相等。

上述混合液的特征是这种混合液用于半导体基板的表面和在该半导体基板的表面上形成的氧化膜的清洗。

本发明的半导体基板的表面进行处理方法，这种方法的特征是：在应用含有HF水溶液和臭氧水的混合液对半导体基板的表面处理的方法中，上述混合液中的HF浓度为从0.01％到1％，上述臭氧水的浓度为从0.1ppm到20ppm。

上述混合液的特征是这种混合液对硅的腐蚀速率和对氧化膜的腐蚀速率实质上相等。

上述混合液的特征是这种混合液用于半导体基板的表面的清洗工序。

上述半导体基板的表面的清洗工序的特征是上述半导体基板的表面的清洗工序在半导体基板的表面上已形成了氧化膜的状态下进行并同时清洗上述半导体基板的表面和上述氧化膜的表面。

本发明的半导体基板的表面处理方法，其特征是这种方法具有下述工序：把半导体基板放入处理槽内的工序；向上述处理槽内至少供以HF水溶液和臭氧水，以生成HF浓度为0.01％到1％，臭氧水的浓度为0.1ppm到20ppm的混合液，同时用此混合液处理上述半导体基板的表面的工序；向上述处理槽内导入臭氧水，用臭氧水置换上述混合液的工序；向上述处理槽内导入纯水，用纯水置换上述臭氧水的工序；从上述处理槽内取出半导体基板并进行干燥的工序。