JPH08100195A - 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Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 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。 【解決手段】 水性洗浄剤は１〜５のｐＨ、好ましくは
１〜３のｐＨを有し、かつ少なくとも１種類の界面活性
剤並びにコハク酸およびその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。半導
体ウエハを洗浄するために、好ましくは機械的手段を使
用して、洗浄剤からなるフィルムが半導体ウエハの側面
上に生成される。
洗浄方法を提供する。 【解決手段】 水性洗浄剤は１〜５のｐＨ、好ましくは
１〜３のｐＨを有し、かつ少なくとも１種類の界面活性
剤並びにコハク酸およびその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。半導
体ウエハを洗浄するために、好ましくは機械的手段を使
用して、洗浄剤からなるフィルムが半導体ウエハの側面
上に生成される。
Description
【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。
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））。
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））。
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。
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、少なくと
も１種類の界面活性剤および少なくとも１種類のコハク
酸およびその誘導体からなる化合物の一群に属する化合
物を含有し、かつ１〜５のｐＨを有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、少なくとも１種類の界面活性剤並びにコハク酸
およびその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し、かつ１〜５のｐＨを有す
る洗浄剤が、半導体ウエハの側面上に該洗浄剤のフイル
ムを生成す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。
も１種類の界面活性剤および少なくとも１種類のコハク
酸およびその誘導体からなる化合物の一群に属する化合
物を含有し、かつ１〜５のｐＨを有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、少なくとも１種類の界面活性剤並びにコハク酸
およびその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し、かつ１〜５のｐＨを有す
る洗浄剤が、半導体ウエハの側面上に該洗浄剤のフイル
ムを生成す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。
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。
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。
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およびその誘導体からなる一
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。
界面活性剤並びにコハク酸およびその誘導体からなる一
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。
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、コハク酸およびその誘導体が属
する一群の化合物からの１種類またはそれ以上の化合物
を含有する。特に化合物名を挙げられるべきこの群の構
成員はコハク酸、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である。コハク酸（ＨＯ
ＯＣＨ2 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。洗浄剤のこの化合物の濃度は、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。
する一群の化合物からの１種類またはそれ以上の化合物
を含有する。特に化合物名を挙げられるべきこの群の構
成員はコハク酸、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である。コハク酸（ＨＯ
ＯＣＨ2 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。洗浄剤のこの化合物の濃度は、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。
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ｐ
Ｈ２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。
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ｐ
Ｈ２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。
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：
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：＜０．１
μｍ；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
μｍ；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／ｃｍ2 〕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。
〔原子／ｃｍ2 〕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）少なくとも１種類の界面活性剤並びにコハク酸お
よびその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し、かつ１〜５のｐＨを有する
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）少なくとも１種類の界面活性剤並びにコハク酸お
よびその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し、かつ１〜５のｐＨを有する
洗浄剤が、半導体ウエハの側面上に該洗浄剤のフイルム
を生成す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。
列挙する。 （１）少なくとも１種類の界面活性剤並びにコハク酸お
よびその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し、かつ１〜５のｐＨを有する
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）少なくとも１種類の界面活性剤並びにコハク酸お
よびその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し、かつ１〜５のｐＨを有する
洗浄剤が、半導体ウエハの側面上に該洗浄剤のフイルム
を生成す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。
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 ローラント・ブルンナー ドイツ連邦共和国 ロイト、ベルク １ (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
Claims (2)
- 【請求項１】 少なくとも１種類の界面活性剤並びにコ
ハク酸およびその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し、かつ１〜５のｐＨ
を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。 - 【請求項２】 少なくとも１種類の界面活性剤並びにコ
ハク酸およびその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し、かつ１〜５のｐＨ
を有する洗浄剤が、半導体ウエハの側面上に該洗浄剤の
フイルムを生成することを特徴とする半導体ウエハの洗
浄方法。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4430217A DE4430217A1 (de) | 1994-08-25 | 1994-08-25 | Reinigungsmittel und Verfahren zum Reinigen von Halbleiterscheiben |
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