JP2021118235A - ウエハ基板の洗浄方法 - Google Patents
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Abstract
Description
(1)硫酸の添加量:発生させる微小気泡の総個数をx個/mLとした場合に硫酸の濃度(vol%)が1500/x〜15000/xの範囲になる量
(2)カルボン酸の添加量:発生させる微小気泡の総個数をx個/mLとした場合にカルボン酸が有するカルボキシル基の濃度(mol/L)が250/x〜2500/xの範囲になる量
また、請求項2記載の洗浄方法は、請求項1記載の洗浄方法において、カルボン酸が、酢酸、シュウ酸、クエン酸から選択される少なくとも1種である。
また、請求項3記載の洗浄方法は、請求項1または2記載の洗浄方法において、発生させる微小気泡の総個数が1500〜10000個/mLである。
また、請求項4記載の洗浄方法は、請求項1乃至3のいずれかに記載の洗浄方法において、洗浄方式が枚葉スピン式である。
(1)硫酸の添加量:発生させる微小気泡の総個数をx個/mLとした場合に硫酸の濃度(vol%)が1500/x〜15000/xの範囲になる量
(2)カルボン酸の添加量:発生させる微小気泡の総個数をx個/mLとした場合にカルボン酸が有するカルボキシル基の濃度(mol/L)が250/x〜2500/xの範囲になる量
(試験方法)
半導体製造設備としての条件を満たしたクリーンルーム内にて、電気伝導度が約0.06μS/cmの超純水中で、加圧溶解型のマイクロバブル発生装置を用い、オゾンを含有する粒径が50μm以下の微小気泡を発生させた。用いたマイクロバブル発生装置はオールテフロン(登録商標)製とし、半導体製造において存在が問題となる固体微粒子や金属イオンなどを発生させないようにした。マイクロバブル発生装置への超純水の供給量は約2L/分とした。超純水に供給するオゾンガスの濃度は約350g/Nm3、供給量は約1L/分とした。水温25℃において発生させたオゾンを含有する微小気泡は、レーザー光遮断方式の液中パーティクルカウンター(SPM社製のLiQuilaz−E20)による計測において約10μmに粒径のピークを有しており、そのピークの領域における微小気泡の個数は3000個/mL以上であって、50μm以下の微小気泡の総個数は約5000個/mLであった。この条件設定の下で、マイクロバブル発生装置に供給する超純水に硫酸を様々な濃度で添加し、得られたオゾンを含有する微小気泡を含む水(pH:0〜1.5)を用いたウエハ基板の洗浄効果(ウエハ基板上に存在するフォトレジストの除去効果)を調べた。洗浄対象は、全面にKrF用のフォトレジストを約1.0μmの膜厚で形成した後、ホウ素をE14レベルで打ち込んだ、直径が200mmのウエハ基板とした。ウエハ基板の洗浄方式として枚葉スピン式を採用し、洗浄対象のウエハ基板を、ターンテーブル上で約200回転/分の速度で回転させながらその中心部にオゾンを含有する微小気泡を含む水を掛け流すことで洗浄した。なお、マイクロバブル発生ノズルの直前で供給する超純水を急速加熱することで、オゾンを含有する微小気泡を含む水の温度を約70℃とした。
硫酸を添加しない超純水中で発生させたオゾンを含有する微小気泡を含む水を用いてウエハ基板を洗浄した場合、ウエハ基板上に存在するフォトレジストを完全に除去するために要した時間は約6分であったが、濃度が0.3〜3vol%の範囲になるように超純水に硫酸を添加した水中で発生させたオゾンを含有する微小気泡を含む水を用いてウエハ基板を洗浄した場合、ウエハ基板上に存在するフォトレジストを完全に除去するために要した時間は約1分であった。ホウ素を打ち込んだフォトレジストの表面の少なくとも一部には硬化変質層が形成されていると考えられるにもかかわらず、約1分という短時間で完全に除去することができたのは驚きであった。しかしながら、硫酸の濃度が0.3vol%よりも薄くても3vol%よりも濃くても、ウエハ基板上に存在するフォトレジストを完全に除去するために要する時間は1分よりも長くなった。
(試験方法と試験結果)
硫酸の代わりに、カルボン酸として、酢酸、シユウ酸、クエン酸のいずれかを、様々な濃度でマイクロバブル発生装置に供給する超純水に添加すること以外は試験例1と同様にして、得られるオゾンを含有する微小気泡を含む水(pH:2〜4)を用いたウエハ基板の洗浄効果(ウエハ基板上に存在するフォトレジストの除去効果)を調べたところ、いずれのカルボン酸の場合も、カルボキシル基の濃度が0.05〜0.5mol/L(酢酸の濃度として0.3〜3wt%、シユウ酸の濃度として0.23〜2.3wt%、クエン酸の濃度として0.32〜3.2wt%に相当)の範囲になるように超純水にカルボン酸を添加した水中で発生させたオゾンを含有する微小気泡を含む水を用いてウエハ基板を洗浄した場合、ウエハ基板上に存在するフォトレジストを完全に除去するために要した時間は約1分であった。しかしながら、いずれのカルボン酸の場合も、カルボキシル基の濃度が0.05mol/Lよりも薄くても0.5mol/Lよりも濃くても、ウエハ基板上に存在するフォトレジストを完全に除去するために要する時間は1分よりも長くなった。
Claims (4)
- 電気伝導度が1μS/cm以下である純水に、下記の数式を満たす量の硫酸またはカルボン酸を添加した水中で発生させた、粒径が50μm以下で、レーザー光遮断方式の液中パーティクルカウンターによる計測において5〜15μmに粒径のピークを有しており、そのピークの領域における個数が1000個/mL以上である、オゾンを含有する微小気泡を含む水を、ウエハ基板の表面に接触させて行うウエハ基板の洗浄方法。
(1)硫酸の添加量:発生させる微小気泡の総個数をx個/mLとした場合に硫酸の濃度(vol%)が1500/x〜15000/xの範囲になる量
(2)カルボン酸の添加量:発生させる微小気泡の総個数をx個/mLとした場合にカルボン酸が有するカルボキシル基の濃度(mol/L)が250/x〜2500/xの範囲になる量 - カルボン酸が、酢酸、シュウ酸、クエン酸から選択される少なくとも1種である請求項1記載の洗浄方法。
- 発生させる微小気泡の総個数が1500〜10000個/mLである請求項1または2記載の洗浄方法。
- 洗浄方式が枚葉スピン式である請求項1乃至3のいずれかに記載の洗浄方法。
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