JP2005183627A - Unreacted titanium film removal method, semiconductor device manufacturing method, unreacted titanium film removal apparatus - Google Patents
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Abstract
【課題】 未反応チタン膜を除去した後で基板上に発生していたTi残渣を低減できるようにした未反応チタン膜の除去方法及び半導体装置の製造方法、未反応チタン膜の除去装置を提供する。
【解決手段】 シリコン基板上にチタン膜を形成し、当該チタン膜と該シリコンとを反応させてチタンシリサイド膜を形成した後で、このシリコン基板上に残された未反応チタン膜を当該シリコン基板上から除去する方法であって、未反応チタン膜が残されたシリコン基板にAPMを施して当該シリコン基板上から該未反応チタン膜を除去するステップA1と、未反応チタン膜が除去されたシリコン基板を純水で洗浄するステップA2と、洗浄されたシリコン基板を乾燥させるステップA3と、乾燥したシリコン基板にAPMを再度施すステップA4と、を含むものである。
【選択図】 図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for removing unreacted titanium film, a method for manufacturing a semiconductor device, and a device for removing unreacted titanium film, which can reduce Ti residue generated on a substrate after removing unreacted titanium film. To do.
A titanium film is formed on a silicon substrate, the titanium film and the silicon are reacted to form a titanium silicide film, and then the unreacted titanium film remaining on the silicon substrate is replaced with the silicon substrate. A method of removing the unreacted titanium film by performing APM on the silicon substrate on which the unreacted titanium film remains to remove the unreacted titanium film from the silicon substrate, and silicon from which the unreacted titanium film has been removed. It includes step A2 for cleaning the substrate with pure water, step A3 for drying the cleaned silicon substrate, and step A4 for applying APM again to the dried silicon substrate.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、未反応チタン膜の除去方法及び半導体装置の製造方法、未反応チタン膜の除去装置に関し、特に、基板上にチタンシリサイド膜を形成した後で、この基板上に残された未反応チタン膜を除去する技術に関するものである。 The present invention relates to a method for removing an unreacted titanium film, a method for manufacturing a semiconductor device, and an apparatus for removing an unreacted titanium film, and in particular, after forming a titanium silicide film on a substrate, the unreacted remaining on the substrate. The present invention relates to a technique for removing a titanium film.
従来から、トランジスタのゲート電極抵抗や、コンタクト抵抗等を低抵抗化するために、チタンシリサイド膜が広く用いられている(例えば、特許文献1、2参照。)。
図6(A)〜(D)は、チタンシリサイド膜99の一般的な形成方法を示す工程図である。図6(A)において、91はバルクのシリコン基板、92は素子分離用のLOCOS膜、93はゲート酸化膜、94はポリシリコンゲート電極、95はシリコン酸化膜からなるサイドウォール、96はLDD領域、97はソース又はドレイン領域(以下「S/D領域」という)である。LDD領域96は、例えば低濃度のn型不純物領域である。また、S/D領域97は、例えば高濃度のn型不純物領域である。図6(A)において、上記のチタンシリサイド膜99は、通常、S/D領域97上及びポリシリコンゲート電極94上に形成される。
Conventionally, titanium silicide films have been widely used in order to reduce the gate electrode resistance, contact resistance, and the like of transistors (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
6A to 6D are process diagrams showing a general method for forming the titanium silicide film 99. In FIG. 6A, 91 is a bulk silicon substrate, 92 is a LOCOS film for element isolation, 93 is a gate oxide film, 94 is a polysilicon gate electrode, 95 is a side wall made of a silicon oxide film, and 96 is an LDD region. 97 are source or drain regions (hereinafter referred to as “S / D regions”). The LDD region 96 is, for example, a low concentration n-type impurity region. The S / D region 97 is, for example, a high concentration n-type impurity region. In FIG. 6A, the titanium silicide film 99 is usually formed on the S / D region 97 and the polysilicon gate electrode 94.
まず始めに、図6(B)に示すように、シリコン基板91上の全面にチタン膜98を形成する。このチタン膜98はスパッタリング法を用い、例えば300[Å]程度の厚さに形成する。次に、このチタン膜98が形成されたシリコン基板91を加熱処理して、シリコンとチタン膜98とが接触している部分をシリサイド化する。これにより、図6(C)に示すように、S/D領域97上及びポリシリコンゲート電極94上にチタンシリサイド膜99が形成される。このチタンシリサイド膜99の膜厚は、例えば280[Å]程度である。 First, as shown in FIG. 6B, a titanium film 98 is formed on the entire surface of the silicon substrate 91. The titanium film 98 is formed to a thickness of, for example, about 300 [Å] using a sputtering method. Next, the silicon substrate 91 on which the titanium film 98 is formed is subjected to heat treatment, and the portion where the silicon and the titanium film 98 are in contact is silicided. As a result, a titanium silicide film 99 is formed on the S / D region 97 and the polysilicon gate electrode 94 as shown in FIG. The thickness of the titanium silicide film 99 is, for example, about 280 [Å].
ところで、図6(C)に示すように、LOCOS膜92やサイドウォール95などの絶縁膜と、チタン膜98とが接触している部分では上記のシリサイド化は進まず、これらの絶縁膜上には未反応のチタン膜(以下「未反応チタン膜」という。)98´が残されてしまう。このため、チタンシリサイド膜99の形成プロセスでは、通常、このシリコン基板91にウエットエッチングを施して、LOCOS膜92上やサイドウォール95上から未反応チタン膜98´を除去する。 By the way, as shown in FIG. 6C, the silicidation does not proceed at a portion where the insulating film such as the LOCOS film 92 and the sidewall 95 and the titanium film 98 are in contact with each other, and the above-described silicidation does not proceed. Leaves unreacted titanium film (hereinafter referred to as “unreacted titanium film”) 98 ′. Therefore, in the formation process of the titanium silicide film 99, the silicon substrate 91 is usually subjected to wet etching to remove the unreacted titanium film 98 ′ from the LOCOS film 92 and the sidewalls 95.
図7は、従来例に係る未反応チタン膜98´の除去方法を示すフローチャートである。図7に示すように、この方法は、APM(Anmonium Hydroxide/Hydrogen Peroxide/Water Mixture)をシリコン基板91に施して、このシリコン基板91上に残された未反応チタン膜98´をエッチングし除去するステップS1と、未反応チタン膜98´が除去されたシリコン基板91を純水で洗浄するステップS2と、洗浄後のシリコン基板91を乾燥させるステップS3と、から構成されている。 FIG. 7 is a flowchart showing a method for removing the unreacted titanium film 98 'according to the conventional example. As shown in FIG. 7, in this method, APM (Ammonium Hydroxide / Hydrogen Peroxide / Water Mixture) is applied to the silicon substrate 91, and the unreacted titanium film 98 ′ left on the silicon substrate 91 is etched and removed. Step S1, Step S2 in which the silicon substrate 91 from which the unreacted titanium film 98 ′ has been removed is cleaned with pure water, and Step S3 in which the cleaned silicon substrate 91 is dried.
上記のステップS1では、未反応チタン膜98´をシリコン基板91上から完全に除去するために、未反応チタン膜98´の膜厚に対してそのエッチング時間を過剰にする(即ち、オーバエッチングする)。このようなステップS1〜S3を図6(C)に示したシリコン基板91に行うことで、図6(D)に示すように、シリコン基板91上にチタンシリサイド膜99を残したまま、未反応チタン膜だけを除去することができる。
ところで、従来例に係る未反応チタン膜98´の除去方法によれば、図7のステップS1で、シリコン基板91上から未反応チタン膜98´を完全に除去するために、この未反応チタン膜98´をAPMでオーバエッチングしていた。これにより、シリコン基板91上から未反応チタン膜98´は完全に除去され、チタンシリサイド膜99だけが残されるはずである。 By the way, according to the conventional method for removing the unreacted titanium film 98 ′, in order to completely remove the unreacted titanium film 98 ′ from the silicon substrate 91 in step S1 of FIG. 98 'was over-etched with APM. As a result, the unreacted titanium film 98 ′ is completely removed from the silicon substrate 91, and only the titanium silicide film 99 should be left.
しかしながら、実際には、このようなオーバエッチングにも関わらず、図8に示すように、シリコン基板上にチタンを含む残渣(以下「Ti残渣」という。)89がある程度の頻度で発生してしまうという問題があった。このようにTi残渣89が発生してしまうと、チタンシリサイド膜99からなるパターン同士が短絡してしまい、半導体装置の歩留りが低下してしまうおそれがあった。 However, actually, despite such over-etching, as shown in FIG. 8, a residue containing titanium (hereinafter referred to as “Ti residue”) 89 occurs on the silicon substrate at a certain frequency. There was a problem. When the Ti residue 89 is generated in this way, the patterns made of the titanium silicide film 99 are short-circuited, which may reduce the yield of the semiconductor device.
そこで、この発明はこのような問題を解決したものであって、未反応チタン膜を除去した後で基板上に発生していたTi残渣を低減できるようにした、未反応チタン膜の除去方法及び半導体装置の製造方法、未反応チタン膜の除去装置の提供を目的とする。 Therefore, the present invention solves such a problem, and it is possible to reduce the Ti residue generated on the substrate after removing the unreacted titanium film, and a method for removing the unreacted titanium film and An object is to provide a method for manufacturing a semiconductor device and an apparatus for removing an unreacted titanium film.
上述した課題を解決するために、本発明に係る第1の未反応チタン膜の除去方法は、シリコンからなる基板上にチタン膜を形成し、当該チタン膜と該シリコンとを反応させてチタンシリサイド膜を形成した後で、前記基板上に残された未反応の前記チタン膜を当該基板上から除去する方法であって、前記未反応のチタン膜が残された前記基板にAPMを施して、前記基板上から前記未反応のチタン膜を除去する工程と、前記未反応のチタン膜が除去された前記基板を純水で洗浄する工程と、前記洗浄された前記基板を乾燥させる工程と、前記乾燥した前記基板にAPMを再度施す工程と、を含むことを特徴とするものである。 In order to solve the above-described problem, a first unreacted titanium film removal method according to the present invention includes forming a titanium film on a substrate made of silicon, and reacting the titanium film with the silicon to form titanium silicide. After forming a film, the unreacted titanium film left on the substrate is removed from the substrate, and APM is applied to the substrate on which the unreacted titanium film is left, Removing the unreacted titanium film from the substrate, cleaning the substrate from which the unreacted titanium film has been removed with pure water, drying the cleaned substrate, And again applying APM to the dried substrate.
また、本発明に係る第2の未反応チタン膜の除去方法は、上述した第1の半導体装置の製造方法において、前記未反応のチタン膜が残された前記基板に前記APMを施す前に、前記基板にSPMを施す工程と、前記SPMが施された前記基板を純水で洗浄する工程と、を含むことを特徴とするものである。
ここで、APMとは、Anmonium Hydroxide/Hydrogen Peroxide/Water Mixtureの略称であり、アンモニア水(NH4OH)と過酸化水素水(H2O2)と純水(H2O)とからなる混合液のことである。このAPMは、周知のように、パーティクルや有機物を除去する働きがあり、かつ、チタンを溶解する働きがある。このAPMは、「SC−1」とも呼ばれている。
Further, the second unreacted titanium film removal method according to the present invention is the above-described first semiconductor device manufacturing method, before applying the APM to the substrate on which the unreacted titanium film is left. The method includes a step of applying SPM to the substrate, and a step of cleaning the substrate on which the SPM has been applied with pure water.
Here, APM is an abbreviation for Annium Hydroxide / Hydrogen Peroxide / Water Mixture, and is a mixture of ammonia water (NH 4 OH), hydrogen peroxide water (H 2 O 2 ), and pure water (H 2 O). It is a liquid. As is well known, this APM has a function of removing particles and organic substances and a function of dissolving titanium. This APM is also called “SC-1”.
また、SPMとは、Sulfuric/Hydrogen Peroxide/Water Mixtureの略称であり、硫酸(H2SO4)と過酸化水素水(H2O2)と純水(H2O)とからなる混合液のことである。このSPMは、周知のように、金属イオンや有機物を除去する働きがあり、かつ、チタンを溶解する働きがある。
本発明者は、上記のAPM等を用いて未反応のチタン膜を除去する実験を行い、その結果から、下記の[1]〜[3]を見出した。
SPM is an abbreviation for Sulfuric / Hydrogen Peroxide / Water Mixture, which is a mixture of sulfuric acid (H 2 SO 4 ), hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), and pure water (H 2 O). That is. As is well known, this SPM has a function of removing metal ions and organic substances and a function of dissolving titanium.
The inventor conducted an experiment to remove the unreacted titanium film using the above APM or the like, and found the following [1] to [3] from the result.
[1] 基板上に残された未反応のチタン膜をAPMを用いてオーバエッチングし(以下「1回目のAPM処理」という。)除去した後で、この基板を洗浄し乾燥させる。そして、乾燥した基板にAPMを再度施す(以下「2回目のAPM処理」という。)。すると、従来技術のように1回目のAPM処理だけを行う場合と比べて、基板上に発生するTi(チタン)残渣を低減することができる。 [1] After removing the unreacted titanium film remaining on the substrate by over-etching using APM (hereinafter referred to as “first APM treatment”), the substrate is washed and dried. Then, APM is again applied to the dried substrate (hereinafter referred to as “second APM treatment”). Then, Ti (titanium) residue generated on the substrate can be reduced as compared with the case where only the first APM treatment is performed as in the prior art.
[2] 上記の[1]において、1回目のAPM処理と、2回目のAPM処理との間にある乾燥工程を省略した場合には、Ti残渣の除去効果は従来技術と同程度しか得られない。また、上記の乾燥工程を省略した場合には、1回目のAPM処理と、2回目のAPM処理とで基板を浸漬する漕を変えても、或いは同じ漕に浸漬したとしても、Ti残渣の除去効果は従来技術と同程度しか得られない。つまり、Ti残渣の除去効果は、漕内に貯められたAPMの清浄度合いではなく、上記の乾燥工程が有るか無いかに大きく依存する。 [2] In the above [1], when the drying step between the first APM treatment and the second APM treatment is omitted, the removal effect of Ti residue can be obtained to the same extent as in the prior art. Absent. Further, when the above drying step is omitted, the Ti residue can be removed even if the substrate is immersed in the first APM process and the second APM process, or even if the substrate is immersed in the same container. The effect is only as good as the prior art. That is, the effect of removing the Ti residue largely depends on whether or not the above-described drying process is present, not the degree of cleaning of the APM stored in the basket.
[3] 上記の[1]において、1回目のAPM処理を終了した時点で基板上に未反応チタン膜が残っていると、次の乾燥工程で未反応のチタン膜表面にチタンの酸化物が形成されてしまう。このため、2回目のAPM処理でTi残渣を効果的に除去することができない。つまり、Ti残渣の除去効果を高めるためには、1回目のAPM処理で未反応チタン膜をほぼ完全に除去しておく必要がある。 [3] In the above [1], if an unreacted titanium film remains on the substrate when the first APM treatment is completed, an oxide of titanium is formed on the surface of the unreacted titanium film in the next drying step. Will be formed. For this reason, Ti residue cannot be effectively removed by the second APM treatment. That is, in order to enhance the effect of removing Ti residue, it is necessary to remove the unreacted titanium film almost completely by the first APM treatment.
本発明に係る第1、第2の未反応チタン膜の除去方法によれば、1回目のAPM処理で未反応チタン膜をほぼ完全に除去し、かつ、2回目のAPM処理を開始する前に基板を一旦乾燥させている。従って、従来技術と比べて、未反応チタン膜を除去した後で基板上に発生していたTi(チタン)残渣を低減することができる。
本発明に係る半導体装置の製造方法は、上述した第1、第2の未反応チタン膜の除去方法を含むことを特徴とするものである。本発明に係る半導体装置の製造方法によれば、上述した第1、第2の未反応チタン膜の除去方法が応用されるので、未反応チタン膜を除去した後で基板上に発生していたTi(チタン)残渣を低減することができ、半導体装置の歩留り向上に貢献することができる。
According to the first and second unreacted titanium film removal methods according to the present invention, the unreacted titanium film is almost completely removed by the first APM treatment, and before the second APM treatment is started. The substrate is once dried. Therefore, compared with the prior art, Ti (titanium) residue generated on the substrate after removing the unreacted titanium film can be reduced.
A method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes the above-described first and second methods for removing an unreacted titanium film. According to the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the first and second unreacted titanium film removal methods described above are applied, so that the unreacted titanium film was removed and then generated on the substrate. Ti (titanium) residue can be reduced, which can contribute to an improvement in the yield of the semiconductor device.
本発明に係る未反応チタン膜の除去装置は、シリコンからなる基板上にチタン膜が形成され、当該チタン膜と該シリコンとが反応してチタンシリサイド膜が形成された後の前記基板上に残された未反応の前記チタン膜をエッチングし、当該基板上から除去する装置であって、APMを貯めたAPM漕と、純水を貯めた純水漕と、前記基板を乾燥させる乾燥機とを備え、前記未反応のチタン膜が残された前記基板を前記APM漕に浸漬して、前記基板上から前記未反応のチタン膜を除去し、前記未反応のチタン膜が除去された前記基板を前記純水漕に浸漬して当該基板を洗浄し、前記洗浄された前記基板を前記乾燥機内に配置して当該基板を乾燥させ、前記乾燥した前記基板を前記APM漕に再度浸漬することを特徴とするものである。 The unreacted titanium film removing apparatus according to the present invention has a titanium film formed on a substrate made of silicon, and the titanium film reacts with the silicon to form a titanium silicide film. An apparatus for etching and removing the unreacted titanium film from the substrate, comprising: an APM tank storing APM; a pure water tank storing pure water; and a dryer for drying the substrate. The substrate on which the unreacted titanium film is left is immersed in the APM soot, the unreacted titanium film is removed from the substrate, and the unreacted titanium film is removed from the substrate. The substrate is washed by immersing in the pure water bath, the washed substrate is placed in the dryer, the substrate is dried, and the dried substrate is immersed again in the APM cage. It is what.
本発明に係る未反応チタン膜の除去装置によれば、従来技術と比べて、未反応チタン膜を除去した後で基板上に発生していたTi残渣を低減することができる。 According to the unreacted titanium film removing apparatus according to the present invention, Ti residue generated on the substrate after removing the unreacted titanium film can be reduced as compared with the prior art.
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る未反応チタン膜の除去方法及び半導体装置の製造方法、未反応チタン膜の除去装置について説明する。
(1)第1実施形態
図1は本発明の第1実施形態に係る未反応チタン膜98´の除去方法を示すフローチャートである。以下、このフローチャートに沿って、未反応チタン膜98´(図6(C)参照)を除去する方法について説明する。
Hereinafter, an unreacted titanium film removal method, a semiconductor device manufacturing method, and an unreacted titanium film removal apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
(1) First Embodiment FIG. 1 is a flowchart showing a method for removing an unreacted titanium film 98 'according to a first embodiment of the present invention. Hereinafter, a method for removing the unreacted titanium film 98 ′ (see FIG. 6C) will be described with reference to this flowchart.
まず始めに、図6(C)で示したシリコン基板91に、エッチング液としてAPM(SC−1)を施す。これにより、シリコン基板91上から有機物を除去すると共に、未反応チタン膜98´を除去する(ステップA1)。このステップA1では、シリコン基板91上から未反応チタン膜98´を完全に除去するために、この未反応チタン膜98´の膜厚に対して、APMによるウエットエッチングの条件を過剰(即ち、オーバエッチング)に設定しておく。例えば、未反応チタン膜98´の膜厚が平均で300〜1000[Å]程度の場合、このステップA1でのAPMによるエッチング時間を、20〜45[分]程度に設定する。このAPMによるエッチングは、例えばAPMを入れた漕にシリコン基板91を浸漬することにより行う。 First, APM (SC-1) is applied as an etchant to the silicon substrate 91 shown in FIG. Thereby, the organic substance is removed from the silicon substrate 91, and the unreacted titanium film 98 'is removed (step A1). In this step A1, in order to completely remove the unreacted titanium film 98 'from the silicon substrate 91, the condition of the wet etching by APM is excessive (that is, exceeded) with respect to the film thickness of the unreacted titanium film 98'. Etching). For example, when the film thickness of the unreacted titanium film 98 ′ is about 300 to 1000 [Å] on average, the etching time by APM in this step A1 is set to about 20 to 45 [min]. This etching by APM is performed, for example, by immersing the silicon substrate 91 in a bag containing APM.
次に、APMが付着したシリコン基板91を純水で洗浄し、清浄化する(ステップA2)。この純水によるシリコン基板91の洗浄(以下「純水リンス」という。)は、例えば3〜5[分]程度行う。この純水リンスは、例えば純水を入れた漕にシリコン基板91を浸漬することにより行う。次に、純水リンスを施したシリコン基板91を例えば周知のスピンドライヤー等にセットして乾燥させる(ステップA3)。また、乾燥手段として、IPAベーパー乾燥やマランゴニ乾燥等も用いることができる。 Next, the silicon substrate 91 to which APM is adhered is cleaned with pure water and cleaned (step A2). This cleaning of the silicon substrate 91 with pure water (hereinafter referred to as “pure water rinse”) is performed, for example, for about 3 to 5 [minutes]. This pure water rinsing is performed, for example, by immersing the silicon substrate 91 in a bowl filled with pure water. Next, the silicon substrate 91 that has been subjected to pure water rinsing is set in, for example, a known spin dryer or the like and dried (step A3). Moreover, IPA vapor drying, Marangoni drying, etc. can also be used as a drying means.
次に、ステップA3で乾燥させたシリコン基板91に、再度APMを施す(ステップA4)。このステップA4でのAPMによるエッチング時間は、例えば5〜10[分]程度であり、ステップA1と比べて短時間(即ち、ライトエッチング)で良い。このステップA4のライトエッチングは、例えばステップA1と同様に、APMを入れた漕にシリコン基板91を浸漬することにより行う。 Next, APM is again applied to the silicon substrate 91 dried in step A3 (step A4). The etching time by APM in this step A4 is, for example, about 5 to 10 [minutes], and may be shorter (that is, light etching) than that in step A1. The light etching in step A4 is performed, for example, by immersing the silicon substrate 91 in a bag containing APM, as in step A1.
次に、APMが付着したシリコン基板91を純水で洗浄し、清浄化する(ステップA5)。このステップA5の純水リンスは、例えばステップA2と同様に、純水を入れた漕にシリコン基板91を3〜5[分]程度浸漬することにより行う。その後、このシリコン基板91をスピンドライヤーにセットし乾燥させる(ステップA6)。これにより、未反応チタン膜98´の除去プロセスを完了する。 Next, the silicon substrate 91 to which APM is adhered is cleaned with pure water and cleaned (step A5). The pure water rinsing in step A5 is performed, for example, by immersing the silicon substrate 91 in a bowl filled with pure water for about 3 to 5 [minutes], similarly to step A2. Thereafter, the silicon substrate 91 is set on a spin dryer and dried (step A6). Thereby, the removal process of the unreacted titanium film 98 'is completed.
図3はAPMによるエッチングの回数と、欠陥数との関係を実験的に調査した結果を示す散布図である。図3の横軸はシリコン基板(ウエーハ)を区別するために付した番号であり、縦軸は欠陥数である。また、欠陥数とは、ここでは1ウエーハ当たりのTi残渣の発生数のことである。
さらに、図3の菱形プロットは、図1のステップA1及びA2でエッチング及び洗浄を行い、ステップA3でウエーハを乾燥させた後でカウントされた欠陥数である。また、図3の丸形プロットは、ステップ3の乾燥後に欠陥数が多くカウントされたウエーハだけを選択し、選択されたウエーハにステップA4及びA5のエッチング及び洗浄行い、ステップA6でウエーハを乾燥させた後でカウントされた欠陥数である。
FIG. 3 is a scatter diagram showing the results of an experimental investigation of the relationship between the number of etchings by APM and the number of defects. The horizontal axis in FIG. 3 is a number assigned to distinguish the silicon substrate (wafer), and the vertical axis is the number of defects. The number of defects is the number of Ti residues generated per wafer here.
Further, the rhombus plot of FIG. 3 is the number of defects counted after performing etching and cleaning in steps A1 and A2 of FIG. 1 and drying the wafer in step A3. In addition, the round plot in FIG. 3 selects only wafers that have been counted for many defects after drying in Step 3, performs etching and cleaning in Steps A4 and A5 on the selected wafer, and dries the wafer in Step A6. This is the number of defects counted after.
図3から分かるように、1回目のAPM処理だけを行った場合には、欠陥数の多いウエーハが突発的に発生していた。これに対して、欠陥数の多いウエーハに2回目のAPM処理を行うと、その欠陥数は大きく減少し、歩留りを平均で約20[%]向上させることができた。
なお、上記の調査では、図1において、乾燥工程(ステップA3)を省略し、純水リンス(ステップA2)後に2回目のAPM処理(ステップA4)を連続して行ってみた。しかしながら、この場合には、図3の丸形プロットのように欠陥数を大きく減少させることはできなかった。また、APMを入れた漕を1つではなく2つ用意しておき、乾燥工程(ステップA3)を省略すると共に、1回目のAPM処理(ステップA1)と2回目のAPM処理(ステップA4)とで使用する漕をそれぞれ変えてみた。しかしながら、この場合も、図3の丸形プロットのように欠陥数を大きく減少させることはできなかった。従って、ステップA3の乾燥工程は必須であり、この乾燥工程を行わないと、欠陥数を大きく減少させることはできないということが分かった。
As can be seen from FIG. 3, when only the first APM process was performed, a wafer with a large number of defects was suddenly generated. On the other hand, when the second APM treatment was performed on a wafer having a large number of defects, the number of defects was greatly reduced, and the yield could be improved by about 20 [%] on average.
In the above investigation, the drying step (step A3) was omitted in FIG. 1, and the second APM treatment (step A4) was continuously performed after the pure water rinse (step A2). However, in this case, the number of defects could not be greatly reduced as in the circular plot of FIG. Also, two jars with APM are prepared instead of one, the drying step (Step A3) is omitted, and the first APM processing (Step A1) and the second APM processing (Step A4) I tried changing the cocoons used in each. However, even in this case, the number of defects could not be greatly reduced as in the circular plot of FIG. Therefore, it was found that the drying process of Step A3 is indispensable, and the defect number cannot be greatly reduced unless this drying process is performed.
さらに、上記の調査では、図1において、APMによる全処理時間を2つに等分割して(例えば、1回目と、2回目のAPM処理をそれぞれ20[分]にして)みた。しかしながら、この場合には、1回目のAPM処理(ステップA1)で未反応チタン膜98´がシリコン基板91上に残ってしまい、乾燥工程(ステップA3)で未反応チタン膜98´の表面にチタンの酸化物が形成されてしまう。このため、2回目のAPM処理(ステップA4)でTi残渣を除去することができなかった。従って、未反応チタン膜98´を1回目のAPM処理(ステップA1)でほぼ完全に除去しておく必要がある、ということが分かった。 Furthermore, in the above investigation, in FIG. 1, the total processing time by APM was equally divided into two (for example, the first and second APM processes were each set to 20 [minutes]). However, in this case, the unreacted titanium film 98 ′ remains on the silicon substrate 91 by the first APM process (step A1), and titanium is deposited on the surface of the unreacted titanium film 98 ′ by the drying process (step A3). As a result, an oxide is formed. For this reason, the Ti residue could not be removed by the second APM treatment (step A4). Therefore, it was found that the unreacted titanium film 98 'needs to be removed almost completely by the first APM process (step A1).
図2は、本発明の第1実施形態に係るエッチング装置100の一例を示す概念図である。このエッチング装置100は、図1に示したウエットエッチングを実現する装置の一例である。図2に示すように、このエッチング装置100は、APMバス10と、純水リンスバス20と、スピンドライヤー30と、ウエーハ搬送系(図示せず)等と、から構成されている。 FIG. 2 is a conceptual diagram showing an example of the etching apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention. The etching apparatus 100 is an example of an apparatus that realizes the wet etching shown in FIG. As shown in FIG. 2, the etching apparatus 100 includes an APM bus 10, a pure water rinse bath 20, a spin dryer 30, a wafer transfer system (not shown), and the like.
これらの中で、APMバス10はAPMを貯めた漕のことである。このAPMバス10には例えば循環ポンプやフィルタ等が取り付けられており、APMはろ過されながら循環するようになっている。また、純水リンスバス20は純水を貯めた漕のことである。この純水リンスバス20には例えば純水が常時供給されており、純水が常時オーバフローするようになっている。 Among these, the APM bus 10 is a bag that stores APM. For example, a circulation pump or a filter is attached to the APM bus 10 so that the APM is circulated while being filtered. The pure water rinsing bath 20 is a tub that stores pure water. For example, pure water is constantly supplied to the pure water rinse bath 20, and the pure water always overflows.
ところで、このエッチング装置では、ウエーハ搬送系は複数枚のシリコン基板(ウエーハ)からなるロットをA→B→C→A→Bの順で順次搬送するようになっている。
即ち、まず始めに、未反応チタン膜が残された複数枚のシリコン基板からなるロットをAPMバス10に浸漬する。浸漬時間は、例えば20〜45[分]程度である。次に、このロットをAPMバス10から取り出し、純水リンスバス20に浸漬する。浸漬時間は、例えば3〜5[分]程度である。次に、このロットを純水リンスバス20から取り出して、スピンドライヤー30にセットする。そして、このスピンドライヤー30を動作させて、シリコン基板の表面や裏面から水分を取り除く。
By the way, in this etching apparatus, the wafer transport system sequentially transports a lot made of a plurality of silicon substrates (wafers) in the order of A → B → C → A → B.
That is, first, a lot of a plurality of silicon substrates on which an unreacted titanium film remains is immersed in the APM bus 10. The immersion time is, for example, about 20 to 45 [minutes]. Next, this lot is taken out from the APM bath 10 and immersed in the pure water rinse bath 20. The immersion time is, for example, about 3 to 5 [minutes]. Next, this lot is taken out from the pure water rinse bath 20 and set in the spin dryer 30. Then, the spin dryer 30 is operated to remove moisture from the front and back surfaces of the silicon substrate.
次に、この乾燥したロットをAPMバス10に再度浸漬する。ここでの浸漬時間は、例えば5〜10[分]程度である。次に、このロットを純水リンスバス20に例えば3〜5[分]程度浸漬する。そして、このロットを純水リンスバス20から取り出して、スピンドライヤー30にセットし、シリコン基板を乾燥させる。
このように、本発明の第1実施形態に係る未反応チタン膜98´の除去方法によれば、1回目のAPM処理で未反応チタン膜98´をほぼ完全に除去し、かつ、2回目のAPM処理を開始する前にシリコン基板91を一旦乾燥させている。従って、従来技術と比べて、未反応チタン膜98´を除去した後でシリコン基板91上に発生していたTi残渣89を低減することができ、半導体装置の歩留り向上に貢献することができる。
Next, the dried lot is immersed again in the APM bath 10. The immersion time here is, for example, about 5 to 10 [minutes]. Next, this lot is immersed in the pure water rinse bath 20 for about 3 to 5 minutes, for example. Then, this lot is taken out from the pure water rinse bath 20 and set in the spin dryer 30 to dry the silicon substrate.
Thus, according to the removal method of the unreacted titanium film 98 ′ according to the first embodiment of the present invention, the unreacted titanium film 98 ′ is almost completely removed by the first APM treatment, and the second time The silicon substrate 91 is once dried before the APM process is started. Therefore, compared with the prior art, the Ti residue 89 generated on the silicon substrate 91 after removing the unreacted titanium film 98 'can be reduced, which can contribute to the improvement of the yield of the semiconductor device.
この第1実施形態では、シリコン基板91が本発明の基板に対応し、チタン膜98が本発明のチタン膜に対応している。また、チタンシリサイド膜99が本発明のチタンシリサイド膜に対応し、未反応チタン膜98´が本発明の未反応のチタン膜に対応している。さらに、APMバス10が本発明のAPM漕に対応し、純水リンスバス20が本発明の純水漕に対応し、スピンドライヤー30が本発明の乾燥機に対応している。また、エッチング装置100が本発明の未反応チタン膜の除去装置に対応している。 In the first embodiment, the silicon substrate 91 corresponds to the substrate of the present invention, and the titanium film 98 corresponds to the titanium film of the present invention. The titanium silicide film 99 corresponds to the titanium silicide film of the present invention, and the unreacted titanium film 98 'corresponds to the unreacted titanium film of the present invention. Further, the APM bath 10 corresponds to the APM bottle of the present invention, the pure water rinse bath 20 corresponds to the pure water tank of the present invention, and the spin dryer 30 corresponds to the dryer of the present invention. The etching apparatus 100 corresponds to the apparatus for removing an unreacted titanium film of the present invention.
なお、上記の第1実施形態では、未反応チタン膜98´を溶解する薬液としてAPMを用いる場合について説明したが、図1において、APMをSPMに置き換えても良い。この場合には、SPMによりチタンを溶かすことができ、Ti残渣を低減することができる。
(2)第2実施形態
図4は本発明の第2実施形態に係る未反応チタン膜98´の除去方法を示すフローチャートである。この第2実施形態で第1実施形態と異なる点は、1回目のAPM処理を行う前に、SPMによる前処理を行う点である。その他の点は、第1実施形態と同様である。従って、図4において、図1と同一の処理工程には同一符号を付し、その詳細説明は省略する。
In the first embodiment, the case where APM is used as the chemical solution for dissolving the unreacted titanium film 98 'has been described. However, in FIG. 1, APM may be replaced with SPM. In this case, titanium can be dissolved by SPM, and Ti residue can be reduced.
(2) Second Embodiment FIG. 4 is a flowchart showing a method for removing an unreacted titanium film 98 ′ according to a second embodiment of the present invention. The second embodiment is different from the first embodiment in that preprocessing by SPM is performed before the first APM processing. Other points are the same as in the first embodiment. Therefore, in FIG. 4, the same processing steps as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
図4に示すように、この第2実施形態では、まず始めに、図6(C)で示したシリコン基板91に、SPMを施す(ステップB1)。これにより、シリコン基板91上から有機物と金属イオンとを除去する。また、SPMはチタンを溶かすので、シリコン基板91上の未反応チタン膜98´もある程度エッチングされる。このステップB1でのSPMによるエッチング時間は、例えば10〜20[分]程度である。 As shown in FIG. 4, in the second embodiment, first, SPM is performed on the silicon substrate 91 shown in FIG. 6C (step B1). Thereby, organic substances and metal ions are removed from the silicon substrate 91. Further, since SPM dissolves titanium, the unreacted titanium film 98 'on the silicon substrate 91 is also etched to some extent. The etching time by SPM in step B1 is, for example, about 10 to 20 [minutes].
次に、SPMが付着したシリコン基板91を純水で洗浄し、清浄化する(ステップB2)。この純水リンスは、例えば純水を入れた漕にシリコン基板を3〜5[分]程度浸漬することにより行う。この後の工程は、第1実施形態と同様である。即ち、図4のステップB2でシリコン基板91を純水リンスした後で、ステップA1に進む。そして、ステップA1からステップA6までを順次行う。 Next, the silicon substrate 91 to which the SPM is adhered is cleaned with pure water and cleaned (step B2). This pure water rinsing is performed, for example, by immersing the silicon substrate in a bowl containing pure water for about 3 to 5 minutes. The subsequent steps are the same as in the first embodiment. That is, after the silicon substrate 91 is rinsed with pure water in step B2 of FIG. 4, the process proceeds to step A1. Then, step A1 to step A6 are sequentially performed.
図5は本発明の第2実施形態に係るエッチング装置200の一例を示す概念図である。このエッチング装置200は、図4に示したウエットエッチングを実現する装置の一例である。この図5において、図2に示したエッチング装置100と同一の構成を有する部分には同一符号を付し、その詳細説明は省略する。図5に示すように、このエッチング装置200は、SPMバス40と、第1純水リンスバス50と、APMバス10と、第2純水リンスバス20と、スピンドライヤー30と、ウエーハ搬送系(図示せず)等と、から構成されている。 FIG. 5 is a conceptual diagram showing an example of an etching apparatus 200 according to the second embodiment of the present invention. The etching apparatus 200 is an example of an apparatus that realizes the wet etching shown in FIG. 5, parts having the same configuration as that of the etching apparatus 100 shown in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. As shown in FIG. 5, the etching apparatus 200 includes an SPM bus 40, a first pure water rinse bath 50, an APM bus 10, a second pure water rinse bath 20, a spin dryer 30, and a wafer transfer system (not shown). And the like.
このエッチング装置200では、ウエーハ搬送系は複数枚のシリコン基板(ウエーハ)からなるロットをa→b→c→d→e→c→dの順で順次搬送するようになっている。即ち、まず始めに、未反応チタン膜が残された複数枚のシリコン基板からなるロットをSPMバス40に浸漬する。浸漬時間は、例えば10〜20[分]程度である。次に、このロットをSPMバス40から取り出し、第1純水リンスバス50に浸漬する。浸漬時間は、例えば3〜5[分]程度である。次に、このロットを第1純水リンスバス50から取り出して、APMバス10に浸漬する。そして、これ以降のロットの処理は、図2に示したエッチング装置100と同様である。 In this etching apparatus 200, the wafer transport system sequentially transports a lot composed of a plurality of silicon substrates (wafers) in the order of a → b → c → d → e → c → d. That is, first, a lot consisting of a plurality of silicon substrates on which an unreacted titanium film remains is immersed in the SPM bus 40. The immersion time is, for example, about 10 to 20 [minutes]. Next, this lot is taken out from the SPM bath 40 and immersed in the first pure water rinse bath 50. The immersion time is, for example, about 3 to 5 [minutes]. Next, this lot is taken out from the first pure water rinse bath 50 and immersed in the APM bath 10. The subsequent lot processing is the same as that of the etching apparatus 100 shown in FIG.
このように、本発明の第2実施形態に係る未反応チタン膜98´の除去方法によれば、第1実施形態と同様の作用効果を得ることができる。また、APMによるエッチング処理を行う前に、SPMによる前処理を行うので、特に金属イオンを効果的に取り除くことができる。これにより、半導体装置の清浄化に貢献することができる。この第2実施形態では、エッチング装置200が本発明の未反応チタン膜の除去装置に対応している。 As described above, according to the method for removing the unreacted titanium film 98 'according to the second embodiment of the present invention, it is possible to obtain the same effects as those of the first embodiment. Further, since the pretreatment by SPM is performed before the etching treatment by APM, metal ions can be particularly effectively removed. This can contribute to the cleaning of the semiconductor device. In the second embodiment, the etching apparatus 200 corresponds to the unreacted titanium film removing apparatus of the present invention.
なお、上記の第1、第2実施形態では、本発明の基板としてバルクのシリコン基板91を例示したが、本発明の基板はこれに限られることはなく、例えばSOI(silicon on insulator)基板でも良い。本発明の基板がSOI基板の場合も、上記の第1、第2実施形態と同様に、Ti残渣89を低減することができ、半導体装置の歩留り向上に貢献することができる。 In the first and second embodiments described above, the bulk silicon substrate 91 is exemplified as the substrate of the present invention. However, the substrate of the present invention is not limited to this, for example, an SOI (silicon on insulator) substrate. good. When the substrate of the present invention is an SOI substrate, Ti residue 89 can be reduced as in the first and second embodiments, which can contribute to an improvement in the yield of the semiconductor device.
10 APMバス、20 (第2)純水リンスバス、30 スピンドライヤー、40 SPMバス、50 第1純水リンスバス、89 Ti残渣、91 シリコン基板、92 LOCOS膜、93 ゲート酸化膜、94 ポリシリコンゲート電極、95 サイドウォール、96 LDD領域、97 S/D領域、98 チタン膜、98´ 未反応チタン膜、99チタンシリサイド膜、100、200 エッチング装置 10 APM bus, 20 (second) pure water rinse bath, 30 spin dryer, 40 SPM bath, 50 first pure water rinse bath, 89 Ti residue, 91 silicon substrate, 92 LOCOS film, 93 gate oxide film, 94 polysilicon gate electrode , 95 sidewall, 96 LDD region, 97 S / D region, 98 titanium film, 98 ′ unreacted titanium film, 99 titanium silicide film, 100, 200 etching apparatus
Claims (4)
前記未反応のチタン膜が残された前記基板にAPMを施して、前記基板上から前記未反応のチタン膜を除去する工程と、
前記未反応のチタン膜が除去された前記基板を純水で洗浄する工程と、
前記洗浄された前記基板を乾燥させる工程と、
前記乾燥した前記基板にAPMを再度施す工程と、を含むことを特徴とする未反応チタン膜の除去方法。 After forming a titanium film on a substrate made of silicon and reacting the titanium film with the silicon to form a titanium silicide film, the unreacted titanium film left on the substrate is removed from the substrate. A method of removing,
Applying APM to the substrate on which the unreacted titanium film remains, and removing the unreacted titanium film from the substrate;
Washing the substrate from which the unreacted titanium film has been removed with pure water;
Drying the cleaned substrate;
And re-applying APM to the dried substrate. A method for removing an unreacted titanium film.
APMを貯めたAPM漕と、純水を貯めた純水漕と、前記基板を乾燥させる乾燥機とを備え、
前記未反応のチタン膜が残された前記基板を前記APM漕に浸漬して、前記基板上から前記未反応のチタン膜を除去し、
前記未反応のチタン膜が除去された前記基板を前記純水漕に浸漬して当該基板を洗浄し、
前記洗浄された前記基板を前記乾燥機内に配置して当該基板を乾燥させ、
前記乾燥した前記基板を前記APM漕に再度浸漬することを特徴とする未反応チタン膜の除去装置。 A titanium film is formed on a substrate made of silicon, the unreacted titanium film remaining on the substrate after the titanium film and the silicon react to form a titanium silicide film is etched, An apparatus for removing from a substrate,
An APM tank storing APM, a pure water tank storing pure water, and a dryer for drying the substrate;
The substrate on which the unreacted titanium film is left is immersed in the APM soot, and the unreacted titanium film is removed from the substrate.
The substrate from which the unreacted titanium film has been removed is immersed in the pure water bath to wash the substrate,
Placing the cleaned substrate in the dryer and drying the substrate;
An apparatus for removing an unreacted titanium film, wherein the dried substrate is immersed again in the APM cage.
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008065929A1 (en) * | 2006-11-30 | 2008-06-05 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Process for producing light emitting element |
| KR100874432B1 (en) | 2007-11-01 | 2008-12-17 | 주식회사 하이닉스반도체 | Wafer cleaning method and metallization method of semiconductor device using same |
| CN102077696A (en) * | 2008-06-30 | 2011-05-25 | 朗姆研究公司 | Processes for reconditioning multi-component electrodes |
| JP2015079888A (en) * | 2013-10-17 | 2015-04-23 | 東京エレクトロン株式会社 | Cleaning device, cleaning method, and storage medium |
| JP2017025148A (en) * | 2015-07-17 | 2017-02-02 | 野村マイクロ・サイエンス株式会社 | Method and apparatus for producing hydrogen water for cleaning |
-
2003
- 2003-12-18 JP JP2003421450A patent/JP2005183627A/en active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008065929A1 (en) * | 2006-11-30 | 2008-06-05 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Process for producing light emitting element |
| KR100874432B1 (en) | 2007-11-01 | 2008-12-17 | 주식회사 하이닉스반도체 | Wafer cleaning method and metallization method of semiconductor device using same |
| CN102077696A (en) * | 2008-06-30 | 2011-05-25 | 朗姆研究公司 | Processes for reconditioning multi-component electrodes |
| JP2011527080A (en) * | 2008-06-30 | 2011-10-20 | ラム リサーチ コーポレーション | Process for regenerating multi-element electrodes |
| JP2015079888A (en) * | 2013-10-17 | 2015-04-23 | 東京エレクトロン株式会社 | Cleaning device, cleaning method, and storage medium |
| JP2017025148A (en) * | 2015-07-17 | 2017-02-02 | 野村マイクロ・サイエンス株式会社 | Method and apparatus for producing hydrogen water for cleaning |
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