[发明专利]半导体装置的制造方法及半导体基板的清洗方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体集成电路等半导体装置的制造方法，更具体来说，涉及半导体基板的清洗方法。本发明特别涉及与以往相比可以用较少的工序数获得超高洁净的半导体表面的栅绝缘膜形成前工序。

背景技术

形成于半导体基板上的半导体集成电路的微细化·高集成化在不停地推进着。为了实现微细化·高集成化，基板表面必须保持超高洁净。即，必须从基板表面除去有机物、金属及各种颗粒、氧化物(氧化膜)，为此要进行基板清洗。

以往，作为基板表面的清洗方法，非专利文献1中记载的RCA清洗是主流。但是，该RCA清洗大量地使用高温、高浓度的药液，并且工序数非常多，因此在生产性和成本方面，乃至对环境的影响方面，都令人担忧。

由此提出过取代RCA清洗的各种各样的清洗方法。例如，专利文献1提出过如下的清洗方法，其包括：利用含有臭氧的超纯水进行清洗的第一工序；在赋予500kHz以上的频率的振动的同时利用含有氢氟酸、超纯水和表面活性剂的清洗液进行清洗的第二工序；利用含有臭氧的超纯水进行清洗的第三工序；利用含有用于除去氧化膜的氢氟酸和超纯水的清洗液进行清洗的第四工序；利用超纯水进行清洗的第五工序。

专利文献1中记载的清洗方法的所有工序都为室温，并且可以用比RCA少的工序数进行清洗。

该清洗方法可以在第一工序中除去有机物和部分金属，在第二工序中除去颗粒、金属及氧化膜。

然而，虽然在第一工序、第二工序中完成必需的清洗，可是由于在第二工序中所用的表面活性剂残存于基板表面，因此在第三工序中再次利用含有臭氧的超纯水进行清洗。

虽然利用含有臭氧的超纯水清洗可以除去表面活性剂，然而会在表面形成氧化膜。为了除去该氧化膜，要利用含有氢氟酸和超纯水的清洗液进行清洗，最后利用超纯水进行清洗。

像这样，专利文献1的清洗方法就存在如下的问题，即，包含将因清洗而产生的新的污染使用超纯水清洗的多余的工序。

另一方面，本申请发明人等先前在专利文献2中提出过如下的方法，即，在将半导体基板用含有醇类(例如2-丙醇)、酮类的水溶液处理后，将附着于半导体表面的醇类、酮类除去。像这样，通过用含有醇类的水溶液进行处理，就可以限制半导体原子在处理液中的溶解量，其结果表明，可以得到表面粗糙性小的表面。此外，还提出过将附着于半导体表面的醇类通过利用氙气等离子体处理来除去的方案。

专利文献1：日本特开平11-57636号公报

专利文献2：WO2006/009003号公报

非专利文献1：W.Kern et al.RCARev.，No.31，p187，1970

发明内容

本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的在于，提供一种可以用比专利文献1更缩短了的工序数得到超高洁净的半导体表面的半导体基板的清洗方法。

本发明的目的还在于，提供一种具有可以用比以往更少的工序数得到超高洁净的半导体表面的栅绝缘膜形成前处理工序的半导体装置的制造方法。

本发明还提供将因表面活性剂带来的有机物也能够除去的清洗方法。

本发明人等为了解决上述以往的问题进行了深入研究，结果发现如下的栅绝缘膜形成前处理工序，即，通过采用下述构成，可以用比专利文献1更缩短了的工序数得到超高洁净的半导体表面，从而完成了本发明。

即，本发明的半导体装置的制造方法的特征在于，在经过以下第一工序、第二工序、第三工序，照射稀有气体等离子体后，进行栅绝缘膜形成工序，其中所述第一工序中，将至少表面为半导体的基板的上述半导体表面利用含有臭氧的超纯水进行清洗，所述第二工序中，在赋予500kHz以上的频率的振动的同时利用含有氢氟酸、过氧化氢水、超纯水和表面活性剂的清洗液进行清洗，所述第三工序中，利用含有2-丙醇和超纯水的清洗液进行清洗，这里，在第一工序和第二工序之间，不需要利用超纯水进行清洗，此外，在第三工序后，也不需要利用超纯水进行清洗。

本发明中，首先利用含有臭氧的超纯水进行清洗(第一工序)。在该第一工序中将有机物及金属的大部分除去。此外，通过进行该第一工序，可以减小全部清洗工序后的表面粗糙度的不均。

第一工序后，如前所述，可以不用进行超纯水清洗，而进入第二工序的利用含有氢氟酸、过氧化氢水、超纯水和表面活性剂的清洗液的清洗。换言之，可以省略1个超纯水清洗工序。第一工序后，残存于基板表面的是含有臭氧的超纯水，即使它仍旧残留而进入第二工序，也不会造成不良影响。此时，臭氧浓度优选为2ppm到50ppm。如果小于2ppm，则金属的除去就不够充分，如果超过50ppm，则基板表面的粗糙就会变得明显。