JP2573854B2 - 超精密装置の超精密洗浄方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、半導体装置のような超精密装置を極めて
精密に洗浄する超精密洗浄方法に関する。

［従来技術及びその欠点］ 一般的な半導体装置の製造方法は、シリコン単結晶か
らシリコンウエハーを得る第１の工程群と、所望のパタ
ーンを形成するための第２の工程群と、配線、電極取付
け及び検査を行なう第３の工程群とから成り、各工程群
には数個ないし数十個の工程が含まれ、各工程間には通
常、洗浄工程が含まれている。

半導体装置の製造工程における汚染源としては（１）
作業者のふけ、皮膚離脱物、唾液粒子、呼気中に含まれ
る飲食物由来の有機物、切削油や機械の潤滑油のような
油、糸屑、紙、フォトレジスト、ミスト、リンス用純水
中のバクテリア、使用薬品中の粒子のような有機物、
（２）研磨工程の残存物、破損かけによる塵、装置又は
接触器具の機械摩耗部からの金属粒子のような無機物、
（３）アルカリ金属、重金属、酸素や炭素、その他放射
線を出すNa、U235等の元素及びイオン及び配管の塩ビ等
の有機系添加剤を栄養とするバクテリア汚染及びそれに
由来するNa、Ｃ、Ｎ、Ｐ、Ｓ、Ｋを挙げられる。これら
のうち、最も除去しにくいものは（１）の有機物汚染で
あると言われている。なぜなら、有機物汚染源はしばし
ば非常に小さく、多くは0.1μｍないし10μｍ程度の大
きさであるが、0.1μｍ以下の大きさのものも少なくな
く、分子レベルの汚染源もある。これらの微細な有機物
汚染源は、しばしば半導体装置に比較的強固に結合され
ており、極めて除去が困難なものである。特に、最近は
半導体装置の精密化が進み、超LSI等の製造工程では極
めて微細な溝、孔、畝等が三次元的に複雑に組み合わさ
れ、これらの微細な溝や孔に上記微細な有機物汚染源が
入り込むとその除去は極めて困難であり、これが半導体
装置の歩留を低下させる（歩留は20％〜60％と言われて
いる）１つの原因となっている。超LSI等における微細
な溝や孔中の有機物汚染源の除去がいかに困難であるか
ということをたとえて言うなら後楽園球場に幅1cm深さ5
cmの溝が百万本あり、そのどこかに１円玉程度の汚れが
何箇所かありその１円玉を取り除くのと同程度に困難な
ことである。

従来、半導体装置の洗浄は、通常、超純水を用いた水
洗いやトリクロロエチレンのような溶剤を用いた洗浄に
より行なわれているが、これらによっては上記微細有機
物の洗浄は十分に行なうことができず、また、溶剤は環
境汚染の問題を生じるのでその使用が制限されている。

［発明が解決しようとする問題点］ 従って、この発明の目的は、半導体装置のような超精
密装置を汚染する微細有機物を効果的に除去することが
でき、環境汚染を引き起こすことがない、超精密装置の
超精密洗浄方法を提供することである。

［問題点を解決するための手段］ 本願発明者らは、鋭意研究の結果、精製された酵素を
含む水溶液を用いることにより、分子レベルの有機物汚
染源でさえ除去することができ、その結果、超精密装置
の製造歩留を上げることができることを見出し、この発
明を完成した。

すなわち、この発明は、超精密装置を、精製されたタ
ンパク質分解酵素、糖質関連酵素又は脂質関連物質分解
酵素の水溶液で処理する工程を含む超精密装置の超精密
洗浄方法を提供する。

［発明の効果］ この発明の洗浄方法によると、超LSIの溝や孔の中に
付着した極めて微細な、場合によっては分子レベルの有
機物汚染源でさえ分解除去することができ、それによっ
て超精密装置の製造歩留を向上することができる。ま
た、この発明で用いられる酵素は水溶性であるので、洗
浄後の酵素の除去は水で洗うことにより容易に行なうこ
とができ、溶剤を用いないため環境破壊の問題も起きな
い。

［発明の具体的説明］ この発明の方法により洗浄される超精密装置は、各種
ダイオード、受光素子、各種トランジスタ、サイリスタ
及びトライアックのような半導体素子；各種IC、各種LS
I及び各種超LSIのような集積回路半導体装置を包含す
る。

この発明の方法においては、超精密装置を、精製され
たタンパク質分解酵素、糖質関連酵素又は脂質関連物質
分解酵素の水溶液で処理する。ここで言う、「精製され
た」とは、SDS（ドデシル硫酸ナトリウンム）−ポリア
クリルアミドゲル電気泳動後、クマージーブリリアント
ブルーで染色又はリン染色で単一バンドを示すことを意
味し、最も好ましくは結晶化された酵素が用いられる。

用いられるタンパク質分解酵素の例としては各種微生
物により産生される、酸性、中性及びアルカリ性プロテ
アーゼ、糖質関連酵素の例としては各種微生物により産
生されるアミラーゼ、プルラナーゼ、キシラナーゼ及び
セルラーゼ、脂質関連物質分解酵素としては各種微生物
により産生されるリパーゼを挙げることができる。な
お、これらの酵素は発酵法により製造されたものでも遺
伝子工学的手法により製造されたものでもかまわない。

この発明は、上記３種類の酵素、すなわち、タンパク
質分解酵素、糖質関連酵素及び脂質関連物質分解酵素の
少なくとも１つを含む少なくとも１つの水溶液で洗浄す
る態様を包含するが、好ましい態様では、これら３種類
の酵素の全てで処理する。３種類の酵素をそれぞれ別々
に含む３種類の水溶液を調製して超精密装置をそれぞれ
の水溶液で逐次的に処理することもできるし、３種類の
酵素を同時に含む水溶液で処理することができる。複数
種類の酵素を同時に含む水溶液を用いると、合計の洗浄
時間を短縮することができ、また、超精密装置に付着し
やすい有機物汚染源の分解に相乗効果を発揮するので好
ましい。もっとも、タンパク質分解酵素は他の酵素を分
解する力を有するので、タンパク質分解酵素は他の酵素
の水溶液と別にすることが好ましく、従って、複数の酵
素を含む水溶液を用いる場合でも糖質関連酵素と脂質関
連物質分解酵素を含む水溶液と、タンパク質分解酵素を
含む水溶液とを別々に調製してこれらを用いて逐次的に
超精密装置を洗浄することが好ましい。また、同様の理
由で、２種類又は３種類の酵素水溶液を用いて逐次的に
洗浄を行なう場合でも、タンパク質分解酵素水溶液によ
る洗浄は最後にすることが好ましい。そうすると、各酵
素水溶液による洗浄後に水で酵素を溶出する工程が不要
になる。また、洗浄液は２種以上のタンパク質分解酵
素、糖質関連酵素又は脂質関連物質分解酵素をそれぞれ
含んでいてもよい。なお、糖質関連酵素については、上
記４つの具体例のうち、アミラーゼを少なくとも含むこ
とが好ましく、これに加えてキシラナーゼ、プルナーゼ
及び／又はセルラーゼを含むことがさらに好ましい。

酵素水溶液中の酵素の濃度は、酵素がその作用を発揮
できる濃度であればよく、特に制限されないが、通常１
μg/ないし1g/程度であり、酵素濃度を高くすれば
処理時間を短くできるので好ましくは1mg/ないし1g/
である。処理時間は酵素濃度により異なり、特に限定
されないが通常５分以上、例えば15分程度である。洗浄
は、超精密装置を、酵素水溶液中に単に浸漬することに
より行なうことができる。この際、超音波洗浄を併用す
ると洗浄効果がさらに高まるので好ましい。

酵素水溶液の溶媒に用いられる水は超純水であること
が好ましい。

酵素水溶液による洗浄後は、水、好ましくは超純水に
より従来と同様にして洗浄すると、酵素は水溶性であ
り、また有機汚染源は酵素により分解されてしまってい
るので酵素及びそれによる有機物質の分解物を容易に洗
浄除去することができる。

この発明の１つの好ましい態様として、好熱性菌等に
由来する耐熱性酵素の水溶液を用い、40℃以上の温度下
で行なうことを挙げることができる。耐熱性酵素として
はサーマス属、バチルス属、クロストリジウム属等に属
する好熱性菌由来のものを用いることができる。処理温
度は40℃以上で酵素が不活化する温度よりも低い温度で
行なうことが好ましく、一般的に好熱性菌の生育温度は
45℃ないし60℃程度であるので、この温度範囲で行なう
ことがより好ましい。60℃程度の温度では半導体装置は
全く悪影響を受けない。洗浄工程を、このような高温下
で行なうことにより、酵素溶液中に雑菌が繁殖すること
を防止することができる。

以上詳述した、精製された酵素水溶液を用いるこの発
明の洗浄方法によると、酵素の大きさは約1nmないし10n
m程度であり超LSI等の溝や孔よりもまだずっと小さいの
で微細な溝や孔の中に容易に侵入することができ、しか
も酵素は強力な有機物分解力を有するので半導体装置に
強く結合した分子レベルの有機物汚染源をも分解除去す
ることができる。従って、この発明の方法により、半導
体装置等の製造歩留が向上する。しかも、溶剤を用いな
いので環境汚染の問題は全くない。このように、この発
明は、半導体装置分野等に大きく貢献するものである。

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】超精密装置を、精製されたタンパク質分解
   酵素、糖質関連酵素又は脂質関連物質分解酵素の水溶液
   で処理する工程を含む超精密装置の超精密洗浄方法。
2. 【請求項２】前記超精密装置は半導体装置である特許請
   求の範囲第１項記載の方法。
3. 【請求項３】前記水溶液の溶媒は超純水である特許請求
   の範囲第１項又は第２項記載の方法。
4. 【請求項４】洗浄は、タンパク質分解酵素、糖質関連酵
   素及び脂質関連物質分解酵素をそれぞれ別々に含む複数
   の洗浄液を用いて逐次的に行なわれる特許請求の範囲第
   １項ないし第３項のいずれか１項に記載の方法。
5. 【請求項５】前記洗浄は、糖質関連酵素と脂質関連物質
   分解酵素とを含む第１の水溶液と、タンパク質分解酵素
   を含む第２の水溶液を用いて逐次的に行なわれる特許請
   求の範囲第１項ないし第４項のいずれか１項記載の方
   法。
6. 【請求項６】前記水溶液は、タンパク質分解酵素、糖質
   関連酵素及び脂質関連物質分解酵素を同時に含む特許請
   求の範囲第１項ないし第３項のいずれか１項に記載の方
   法。
7. 【請求項７】前記各酵素は結晶化されたものである特許
   請求の範囲第１項ないし第６項のいずれか１項に記載の
   方法。
8. 【請求項８】前記各酵素は耐熱性酵素であり、前記洗浄
   は40℃以上で行なわれる特許請求の範囲第１項ないし第
   ７項のいずれか１項に記載の方法。
9. 【請求項９】前記洗浄は45℃ないし60℃の温度下で行な
   われる特許請求の範囲第８項記載の洗浄方法。