JP2709452B2 - 半導体ウエハを洗浄するための洗浄剤および洗浄方法 - Google Patents

半導体ウエハを洗浄するための洗浄剤および洗浄方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハを洗
浄するための洗浄剤および洗浄方法に関する。この方法
の目的は、ウエハ表面から汚染物質を除去することであ
る。用語「汚染物質」とは、特に、異種金属、有機化合
物および１μｍ以下の範囲内の直径を有する粒子を意味
するものとして理解されるべきである。
【０００２】
【従来の技術】長い間知られてきて、しばしば使用され
る洗浄方法は、いわゆるＲＣＡ洗浄法（Ｗ．Ｋｅｒｎａ
ｎｄ Ｄ．Ａ．Ｐｕｏｔｉｎｅｎ，ＲＣＡ Ｒｅｖｉｅ
ｗ，ｖｏｌ．３１，ｐａｇｅｓ １８７−２０６（１９
７０））である。この方法の恒久要素は２種類の洗浄浴
であり、半導体ウエハは先ずＳＣ１溶液と称せられる水
溶液で処理され、次いでＳＣ２溶液と称せられる水溶液
で処理される。ＳＣ１溶液は過酸化水素と水酸化アンモ
ニウムの溶液であり、それらの酸化性およびアルカリ性
の性質が粒子および有機残留物を除去する。また、ＳＣ
２溶液は希塩酸および過酸化水素系の溶液であり、半導
体ウエハの表面から主として異種金属を除去する。この
２段階ＲＣＡ洗浄法の欠点は、ＳＣ１溶液は半導体ウエ
ハの表面を実質的に粒子のない状態にするけれども、そ
れは同時に鉄、亜鉛およびアルミニウムのような異種金
属による半導体ウエハの新たな汚染源になることであ
る。ウエハ表面上で測定される異種金属の濃度は、さら
にＳＣ２溶液による連続した処理により著しく減少する
けれども、ウエハ表面に付着する粒子の数はこの処理の
結果として再び増加する（Ｐ．Ｈ．Ｓｉｎｇｅｒ ｉｎ
Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏ
ｎａｌ，ｐａｇｅｓ ３６−３９（Ｄｅｃ．１９９
２））。
【０００３】半導体ウエハを洗浄するさまざまな方法
は、エネルギーを、例えば音波（“高音波（ｍｅｇａｓ
ｏｎｉｃ）および超音波洗浄”）（または運動エネルギ
ー“スクラバー法”）の形で、半導体ウエハを浸漬した
洗浄浴中へ導入することにより汚染物質の除去を促進す
る。いわゆる“スクラバー法”において、表面に付着す
る粒子を非常に効率的に除去し得る洗浄剤からなる流動
性のフイルムが、例えば、半導体ウエハの側面上に一連
のローラーによって発生される（Ｗ．Ｃ．Ｋｒｕｓｅｌ
ｌ ａｎｄ Ｄ．Ｉ．Ｇｏｌｌａｎｄ，Ｐｒｏｃ．Ｅｌ
ｅｃｔｒｏｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，ｐａｇｅｓ ２３−３
２（１９９０））。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、半導
体ウエハを洗浄するための洗浄剤および洗浄方法を提供
することであり、この洗浄剤および洗浄方法は、半導体
ウエハの表面上の汚染物質を効率的に除去するために適
している。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、１〜５の
ｐＨを有し、少なくとも１種類の界面活性剤並びにコハ
ク酸、スルホコハク酸、コハク酸のモノエステルまたは
ジエステル誘導体、スルホコハク酸のモノエステルまた
はジエステル誘導体からなる一群の化合物に属する少な
くとも１種類の化合物を含有することを特徴とする、半
導体ウエハを洗浄するための洗浄剤により達成される。
さらに、この目的は、１〜５のｐＨを有し、少なくとも
１種類の界面活性剤並びにコハク酸、スルホコハク酸、
コハク酸のモノエステルまたはジエステル誘導体、スル
ホコハク酸のモノエステルまたはジエステル誘導体から
なる一群の化合物に属する少なくとも１種類の化合物を
含有する洗浄剤を用いて、半導体ウエハの側面上に該洗
浄剤のフイルムを生成させることを特徴とする半導体ウ
エハの洗浄方法により達成される。
【０００６】
【発明の実施の形態】この洗浄剤および洗浄方法は、シ
リコンからなる半導体ウエハを洗浄するために特に適し
ている。
【０００７】半導体ウエハは、それらの製造工程中に反
覆して洗浄されなければならない。標準的にウエハ表面
のいかなる機械的または化学的処理も洗浄工程とともに
行なわれる。ウエハの洗浄は、例えば、ラッピングの直
後、化学エッチングの直後または研摩の直後に必要とな
る。先に述べたＲＣＡ洗浄は、一般に研摩された半導体
ウエハを洗浄するために役立つ。原則として、半導体ウ
エハの製造の工程中で必要になるいかなる洗浄工程も、
本発明の洗浄剤を使用して実施できる。しかしながら、
研摩された半導体ウエハを洗浄するためにこの洗浄剤を
使用することが好ましい。特に良好な洗浄結果は、研摩
された半導体ウエハがＳＣ１溶液またはＳＣ１溶液とＳ
Ｃ２溶液によって予備処理され、最終的に本発明に係る
洗浄剤によって洗浄されるときに達成できる。
【０００８】半導体ウエハは、洗浄の目的のために洗浄
剤の浴中に浸漬される。しかしながら、洗浄剤に運動エ
ネルギーを供給して半導体ウエハの洗浄を促進すること
が好ましい。この目的のために“スクラバー法”を使用
すること、または洗浄剤の存在下にウエハの側面に平行
な１本またはそれ以上のプラスチック材料のローラーを
作動させることが特に好ましい。布が、洗浄剤をウエハ
の側面上に流れ出させて薄膜を形成するために分配する
ならば、半導体ウエハは機械的な応力を受けることはな
い。
【０００９】水に加えて、洗浄剤は少なくとも１種類の
界面活性剤、並びにコハク酸、スルホコハク酸、コハク
酸のモノエステルまたはジエステル誘導体、スルホコハ
ク酸のモノエステルまたはジエステル誘導体からなる一
群の化合物の少なくとも１種類の化合物を含有する。さ
らに、洗浄剤は１〜５のｐＨ、好ましくは１〜３のｐＨ
を有する。場合によっては、洗浄剤はまた塩酸も含有す
る。塩酸は、例えば、洗浄剤のｐＨを調節するために使
用できる。
【００１０】洗浄剤中の界面活性剤成分は、好ましくは
０．０１〜１重量％である。特に好ましいのは、０．０
１〜０．１重量％の界面活性剤を含有する洗浄剤であ
る。界面活性剤の個々の化合物または混合物を界面活性
剤として使用できる。好ましいものは、水溶液を中性ま
たは僅かに酸性のｐＨとするアニオン、両性またはノニ
オン界面活性剤である。特に好ましい界面活性剤は、エ
トキシル化アルキルフェノールおよびアルキルポリグリ
コールエーテルサルフェートである。
【００１１】洗浄剤は、コハク酸、スルホコハク酸、コ
ハク酸のモノエステルまたはジエステル誘導体、スルホ
コハク酸のモノエステルまたはジエステル誘導体からな
る一群の化合物の少なくとも１種類の化合物を含有す
る。コハク酸（ＨＯＯＣＨ2 ＣＨ2 ＣＯＯＨ）および／
またはスルホコハク酸（ＨＯＯＣＨ2 ＣＨ（ＳＯ3 Ｈ）
ＣＯＯＨ）は、特に好ましく使用される。洗浄剤中のコ
ハク酸、スルホコハク酸およびそれらのモノエステルお
よびジエステル誘導体からなる群から選ばれる化合物の
濃度は、好ましくは全体中の０．００１〜１．０重量
％、特に好ましくは０．０１〜０．１重量％である。
【００１２】場合によっては、洗浄剤は金属と錯体を形
成する性質を有する物質を含有してもよい。エリオクロ
ームブラック（Ｅｒｉｏｃｈｒｏｍｅ Ｂｌａｃｋ）Ｔ
および／またはフェリチンは、この目的のために特に好
適である。
【００１３】
【実施例】洗浄剤の有効性は次の実施例の比較において
実証される： 直径が１５０ｍｍの５０枚の研摩されたシリコンウエハ
を、先ず標準ＲＣＡ洗浄に供した。これらのウエハの半
分について、次いでそれらの表面の汚染について試験し
た（比較例１および２）。ウエハの他の半分を、本発明
に係る洗浄剤で最終的に洗浄した。実施例１に係る水性
洗浄剤は、ノニルフェノール／エチレンオキシド付加物
を０．０５重量％およびスルホコハク酸を０．０５重量
％含有し、濃塩酸（０．０１重量％）によってｐＨ２に
調整した。実施例２に係る水性洗浄剤はｐＨ２を有し、
ノニルフェノール／エチレンオキシド付加物を０．０３
重量％およびスルホコハク酸を０．５重量％含有した
が、塩酸は全く含有しなかった。
【００１４】シリコンウエハの最終洗浄は、“スクラバ
ー法”により行なった。次いで、残留汚染物質濃度をこ
れらのウエハ（実施例１および２）についても測定し
た。
【００１５】粒子を分析するために、市販の粒子計数装
置を使用した。これらの機器を使用して粒子を計測し、
それらの平均直径の関数として三つの群に分類した。シ
リコンウエハ上の金属ナトリウムおよびアルミニウム以
外の異種金属について、ＶＰＤ／ＴＸＲＦ測定（気相分
解／全反射Ｘ線けい光）により測定し、また金属ナトリ
ウムおよびアルミニウムについては、ＶＰＤ／ＡＡＳ
（気相分解／原子吸光分光法）により測定した。測定の
結果を下記の表に要約する：
【００１６】
【表１】
【００１７】 ＊） ３領域に分類された粒度：＜０．１μｍ；０．１
〜＜０．２μｍ；０．２〜＜０．３μｍ ＊＊）ウエハ当りに認められた粒子の平均数
【００１８】
【表２】
【００１９】 ＊＊＊）全ての数に関するデータは単位〔原子／ｃ
ｍ2 〕におけるものであって、試験ウエハに関する測定
結果の算術平均値である。 ＊＊＊＊）比較例１と実施例１との比較のために使用し
た装置の検出限界。
【００２０】以下に、本発明に係る好ましい実施形態を
列挙する。 （１）１〜５のｐＨを有し、少なくとも１種類の界面活
性剤並びにコハク酸、スルホコハク酸、コハク酸のモノ
エステルまたはジエステル誘導体、スルホコハク酸のモ
ノエステルまたはジエステル誘導体からなる一群の化合
物に属する少なくとも１種類の化合物を含有することを
特徴とする、半導体ウエハを洗浄するための洗浄剤。 （２）前記洗浄剤中の界面活性剤成分が０．０１〜１重
量％、好ましくは０．０１〜０．１重量％である上記
（１）記載の洗浄剤。 （３）前記洗浄剤がコハク酸および／またはスルホコハ
ク酸を含有する上記（１）または（２）記載の洗浄剤。 （４）前記洗浄剤がさらに塩酸を含有する上記（１）〜
（３）のいずれかに記載の洗浄剤。 （５）１〜５のｐＨを有し、少なくとも１種類の界面活
性剤並びにコハク酸、スルホコハク酸、コハク酸のモノ
エステルまたはジエステル誘導体、スルホコハク酸のモ
ノエステルまたはジエステル誘導体からなる一群の化合
物に属する少なくとも１種類の化合物を含有する洗浄剤
を用いて、半導体ウエハの側面上に該洗浄剤のフイルム
を生成させることを特徴とする半導体ウエハの洗浄方
法。 （６）前記フイルムが機械的手段の補助によって生成す
ることを特徴とする上記（５）記載の洗浄方法。 （７）前記洗浄剤がコハク酸および／またはスルホコハ
ク酸を含有する上記（５）または（６）記載の洗浄方
法。 （８）前記洗浄剤がさらに塩酸を含有する上記（５）〜
（７）のいずれか１項記載の洗浄方法。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
半導体ウエハの表面上の汚染物質を効率的に除去するこ
とができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ゲオルグ・ホハゲサング ドイツ連邦共和国 ブルクハウゼン、ヘ ルデル・シュトラーセ ９ (72)発明者 アントン・シュネッグ ドイツ連邦共和国 ブルクハウゼン、ロ ベルト−コハ−シュトラーセ 175 (72)発明者 ゲルトラウト・タールハンマー ドイツ連邦共和国 ブルクハウゼン、ヘ ンデル・シュトラーセ ５ (56)参考文献 特開 昭59−196385（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 １〜５のｐＨを有し、少なくとも１種類
    の界面活性剤並びにコハク酸、スルホコハク酸、コハク
    酸のモノエステルまたはジエステル誘導体、スルホコハ
    ク酸のモノエステルまたはジエステル誘導体からなる一
    群の化合物に属する少なくとも１種類の化合物を含有す
    ることを特徴とする、半導体ウエハを洗浄するための洗
    浄剤。
  2. 【請求項２】 １〜５のｐＨを有し、少なくとも１種類
    の界面活性剤並びにコハク酸、スルホコハク酸、コハク
    酸のモノエステルまたはジエステル誘導体、スルホコハ
    ク酸のモノエステルまたはジエステル誘導体からなる一
    群の化合物に属する少なくとも１種類の化合物を含有す
    る洗浄剤を用いて、半導体ウエハの側面上に該洗浄剤の
    フイルムを生成させることを特徴とする半導体ウエハの
    洗浄方法。
JP7238995A 1994-08-25 1995-08-25 半導体ウエハを洗浄するための洗浄剤および洗浄方法 Expired - Lifetime JP2709452B2 (ja)

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