JPH0817778A - ウエハーの滑らかさを維持しながらウエハー基板の金属汚染物を洗浄する方法 - Google Patents

ウエハーの滑らかさを維持しながらウエハー基板の金属汚染物を洗浄する方法

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JPH0817778A
JPH0817778A JP7181074A JP18107495A JPH0817778A JP H0817778 A JPH0817778 A JP H0817778A JP 7181074 A JP7181074 A JP 7181074A JP 18107495 A JP18107495 A JP 18107495A JP H0817778 A JPH0817778 A JP H0817778A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、ウエハ−洗浄用組成物とそ
の組成物を用いる洗浄方法の提供である。 【構成】 ウエハ−基板を金属イオンのない塩基水溶液
および両性表面活性剤を、そして必要ならば金属錯化剤
およびプロピレングリコ−ルエ−テル有機溶媒を含む洗
浄組成物と接触させることによって、ウエハ−の滑らか
さを維持しつつ、ウエハ−基板の金属汚染を洗浄する方
法。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は集積回路基板を洗浄する
ためにマイクロエレクトロニクス産業において使用され
るための、より詳しくはウエハー表面の平滑性を維持し
ながらウエハーおよびバイア（ｖｉａｓ）の金属汚染物
を洗浄するための、過酸化水素のないクリーナー、及び
それを用いる洗浄方法に関する。本発明の方法によっ
て、過酸化水素のないクリーナーは、過度にウエハー表
面をエッチングすることなしに、そしてウエハー表面か
ら酸化物を除去するためにＨＦのような更に別の試薬を
必要とせずに、ウエハー表面を浄化することができる。
【０００２】
【従来の技術】有機および金属汚染物を除去するために
金属のないアルカリ性の溶液でシリコンウエハーのよう
な集積回路（ＩＣ）基板を浄化することは広く実施され
ている。この種の一つの一般的に使用されるアルカリ性
溶液はＳＣ−1またはＲＣＡ−1として知られ、ウエハー
表面から有機不純物および銅汚染物を除去するために水
酸化アンモニウム、過酸化水素、および水の熱い水性混
合物（１：１：５の比で３０％Ｈ2Ｏ2、２８％ＮＨ4Ｏ
ＨおよびＨ2Ｏを含有）からなっている。ＳＣ−1によっ
て種々の浄化任務を達成することができ、それらの中に
は、シリコンウエハーを製造した直後にシリコンウエハ
ーを洗浄すること、ゲートオキシドを成長させる直前に
そのようなウエハーを洗浄すること、一連のＩＣ加工段
階における後の段階で酸化物腐食残留物を除去するこ
と、および選択的なエッチングとレジストの微粒の除去
が含まれている。
【０００３】ＳＣ−1またはＲＣＡ−1の熱い溶液でウエ
ハー表面を処理することに続き、一般にＳＣ−1または
ＲＣＡ−1溶液によって影響されない金属を除去するた
めに、ＳＣ−2またはＲＣＡ−2として知られている熱い
酸溶液での処理が行われる。この熱い酸溶液ＳＣ−2は
過酸化水素、塩酸および水（１：１：５の比の３０％Ｈ
2Ｏ2、３７％のＨＣlおよびＨ2Ｏ）からなっている。
【０００４】ＳＣ−1およびＳＣ−2の溶液は両方とも過
酸化水素を含有する。過酸化水素の使用目的はシリコン
表面のエッチングまたは粗面化を防止するために絶えず
保護的な酸化物層を形成することによって、シリコン金
属を強い酸または塩基に対する暴露から保護することで
ある。
【０００５】酸化物表面が望まれない加工を更にするの
に適するには、ウエハー表面が酸化物のないものである
ことが必要である。通常は、その後で、洗浄溶液中の過
酸化水素によって形成された保護酸化物層を除去するこ
とが必要である。そのような保護酸化物層を除去するた
めに一般に使用される物質の例としてＨＦが挙げられ
る。処方物中に過酸化水素が存在することは、それらの
溶液に対する固有の不安定性を与えることである。その
ような溶液は、典型的には７０℃において一時間未満の
パーオキシド半減期を示す。ある種の金属、特に銅およ
び鉄の存在下に於けるＳＣ−1溶液中の過酸化水素は不
安定となり、急激な発熱的分解を起こし、危険な状態に
導く可能性がある。過酸化水素は金属汚染について許容
度が低い。更に、分解された過酸化水素は過酸化水素の
濃度を下げ、シリコンのエッチングを生じるＩＣ製造に
受け入れられないウエハーを生じる可能性につながる。
従って分解された過酸化水素は新たに補給される必要が
あり、このことは溶液組成を変化させ、それによって溶
液の洗浄性を変更させる。更に過酸化水素溶液の固有の
高いｐＨは安全性と環境に対する望ましくない心配を与
える。
【０００６】ＳＣ−1またはＲＣＡ−1溶液の導入以来、
ウエハー表面を浄化するために水酸化アンモニウム以外
の塩基性物質を使用することが提案されている。例えば
第四級水酸化アンモニウム化合物、例えば水酸化テトラ
メチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）または水酸化トリメチ
ル-2-ヒドロキシメチルアンモニウム（コリン）が日本
の特開平３−９３２２９号および特開昭６３−１１４１
３２号に報告され、米国特許４,２３９,６６１、４,９
６４,９１９および５,２５９,８８８およびヨーロッパ
特許公開４９６６０５に例えば報告されている。米国特
許４,９６４,９１９において述べられたウエハーの粗さ
の値は高密度集積回路製造には受けいれ難いものである
ことが注目されるべきである。更に米国特許５,２０７,
８６６はシリコンのウエハーの１００の表面を非等方的
にエッチングするのに、過酸化水素が存在しない第四級
アミンが使用される場合を記載している。
【０００７】過酸化水素が存在しない場合は、上記のア
ルカリ性クリーナーまたは第四級水酸化アンモニウムに
基づくクリーナーは、本発明で達成される受け入れられ
る粗さの水準を作ることができず、そして高密度集積回
路製造に必要な受け入れられる粗さの水準を作ることが
できない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、保護
酸化層を提供するために過酸化水素を使用とすることを
必要としないクリーニング溶液を提供することであり、
そのクリーナー組成物は、表面のミクロ粗さを増加させ
ることなしにウエハー基板の金属汚染を浄化するる。本
発明の更に別の目的は、表面のミクロ粗さを増加させる
ことなしにウエハー表面の金属汚染を浄化する、そして
酸化物のないウエハー表面を残して更に酸化表面が望ま
れない場合の処理をするのに適した表面とする、クリー
ナー組成物を提供することである。本発明の更に別の目
的は、酸化物表面を除去するのに使用される酸処理段階
またはＨＦなどの物質の使用を必要とすることなしにウ
エハー表面の金属汚染を浄化することである。本発明の
更に別の面は単一の浄化溶液のみを使用することによっ
て、ウエハー表面のミクロ粗さを増加させることなし
に、ウエハー表面の金属汚染を浄化するための方法を提
供することである。本発明の更に別の目的は、過酸化水
素のないまたは他の酸化剤のないアルカリ性水溶液、よ
り詳しくは水酸化第四級アンモニウム水溶液を使用し
て、ウエハー表面のミクロ粗さを増加させることなし
に、そのようなウエハー表面の金属汚染を浄化するため
の方法および組成物を提供することである。本発明の更
に別の目的は、レジストおよびエッチング残留物、特に
金属汚染物を除くように、加工したウエハー中のバイア
（ｖｉａｓ）を浄化するための方法および組成物を提供
することである。本発明の更に別の目的は、ウエハ−を
浄化して、そしてウエハーの頂部高さと谷との間のＺ方
向に於ける平均距離として約２５オングストローム未満
の粗さを作り出す、方法とウエハーを浄化するためのア
ルカリ性クリーニング組成物とを提供することである。
【０００９】
【課題を解決する手段】アルカリ金属イオンのない塩基
水溶液および両性表面活性剤を含む過酸化水素を含まな
い洗浄溶液を使用して、表面のミクロ粗さを増加させる
ことなしに金属汚染物を除去するためにマイクロエレク
トロニクスのウエハー表面を洗浄する方法は、ウエハー
表面を浄化するのに充分な時間および温度で、クリーニ
ング溶液にウエハー表面を接触させることからなる。ク
リーニング組成物は金属錯化剤および／または有機溶媒
を含有することもできる。そのような過酸化水素のない
水性アルカリ性クリーニング組成物は、望まれないウエ
ハーの粗面化を生じることなしに金属汚染に対し効果的
なウエハー浄化作用を生じることが発見された。下記の
実施例中のデータに示されるように、アルカリ性塩基の
みを含有しているクリーナー組成物は、効果的な浄化作
用を生じることができず、ならびに過度のウエハー表面
の粗さを生じないようにすることができず、すなわち、
２５オングストローム以下のＺレンジ（Ｚ方向）の粗さ
を生じることができない。
【００１０】本発明の方法において使用される水性アル
カリ性浄化組成物は、全洗浄組成物の重量に基づいて、
２５重量％まで、一般的に約０．０５ないし約１０重量
％の量のアルカリ性成分、および約１０重量％まで、一
般に約０．００１ないし約１０重量％、そして好ましく
は約０．０１ないし約５重量％の量の両性表面活性剤を
含む。洗浄組成物の残りは水、好ましくは高純度の脱イ
オン水からなる。任意付加的に、本発明で使用されるア
ルカリ性クリーニング組成物は、約２重量％までの金属
錯化剤および／または約５重量％までの有機溶媒を含有
できる。
【００１１】本発明のクリナー組成物中に任意の適当な
アルカリ性成分を使用することができる。これらのクリ
ナーのアルカリ性成分は、好ましくは水酸化第４級アン
モニウム、例えば水酸化テトラアルキルアンモニウム
（アルキルまたはアルコキシ基中に１ないし４個の炭素
原子を一般に持つヒドロキシ基およびアルコキシ基含有
アルキル基を含む）である。これらのアルカリ性物質の
うち最も好ましいのは、水酸化テトラメチルアンモニウ
ムおよび水酸化トリメチル-2-ヒドロキシエチルアンモ
ニウム（コリン）である。他の使用できる水酸化第４級
アンモニウムの例には、水酸化トリメチル-3-ヒドロキ
シプロピルアンモニウム、水酸化トリメチル-3-ヒドロ
キシブチルアンモニウム、水酸化トリメチル-4-ヒドロ
キシブチルアンモニウム、水酸化トリエチル-2-ヒドロ
キシエチルアンモニウム、水酸化トリプロピル-2-ヒド
キシエチルアンモニウム、水酸化トリブチル-2-ヒドロ
キシエチルアンモニウム、水酸化ジメチルエチル-2-ヒ
ドロキシエチルアンモニウム、水酸化ジメチルジ（2-ヒ
ドロキシエチル）アンモニウム、水酸化モノメチルトリ
（2-ヒドロキシエチル）アンモニウム、水酸化テトラエ
チルアンモニウム、水酸化テトラプロピルアンモニウ
ム、水酸化テトラブチルアンモニウム、水酸化モノメチ
ルトリエチルアンモニウム、水酸化モノメチルトリプロ
ピルアンモニウム、水酸化モノメチルトリブチルアンモ
ニウム、水酸化モノエチルトリメチルアンモニウム、水
酸化モノエチルトリブチルアンモニウム、水酸化ジメチ
ルジエチルアンモニウム、水酸化ジメチルジブチルアン
モニウムなどおよびそれらの混合物が含まれる。
【００１２】他のアルカリ性成分も使用出来、それらに
は例えば水酸化アンモニウム、有機アミン類、特にアル
カノ−ルアミン類、例えば2-アミノエタノ−ル、１-ア
ミノ-2-プロパノ−ル、1-アミノ-3-プロパノ−ル、2-(2
-アミノエトキシ)エタノ−ル、2-(2-アミノエチルアミ
ノ)エタノ−ル、2-(2-アミノエチルアミノ)エチルアミ
ン等、及び他の有機強塩基、例えばグアニジンが含まれ
る。ナトリウム又はカリウム等の金属イオンを含有して
いるアルカリ性溶液も使用出来る。これらの追加的なア
ルカリ性成分、特に水酸化アンモニウムの、前記水酸化
テトラアルキルアンモニウムとの混合物も有用であり、
一般に好ましい。
【００１３】本発明の水性アルカリ性クリ−ナ−組成物
は、任意の適当な両性表面活性剤を含有する。本発明の
クリ−ナ−組成物中に有用な種々の両性表面活性剤のう
ち、例えば、ベタイン類及びスルホベタイン類、例えば
アルキルベタイン類、アミドアルキルベタイン類、アル
キルスルホベタイン類及びアミドアルキルスルホベタイ
ン類；アミノカルボン酸誘導体類、例えばアンフォグリ
シネ−ト類、アンフォプロピオネ−ト類、アンフォジグ
リシネ−ト類、及びアンフォジプロピオネ−ト類；イミ
ノジ酸類、例えばアルコキシアルキルイミノジ酸、又は
アルコキシアルキルイミノジ酸類；アミンオキシド類、
例えばアルキルアミンオキシド類、及びアルキルアミド
アルキルアミンオキシド類；フルオロアルキルスルホネ
−ト類、及びフッ素化アルキル両性物質類、及びそれら
の混合物が挙げられる。
【００１４】本発明のクリ−ナ−組成物中で有用な両性
表面活性剤の例として、例えば式
【化１】 〔式中Ｒはアルキルまたは
【化２】 であり、Ｚ-はＣＯＯ-又はＳＯ3 -であり、Ｒ1はアルキ
ル又はヒドロアルキルであり、Ｒ2は約20個までの炭素
原子、好ましくは約12〜14個の炭素原子のアルキルであ
り、Ｒ3はアルキルである。〕のベタイン類及びスルホ
ベタイン類；式
【化３】 〔式中Ｒ4は約20個迄、好ましくは6〜約15個の炭素原子
のアルキルであり、Ｒ5、Ｒ6、およびＲ7はそれぞれ独
立にアルキルであり、ＹはＯ又はＣＯＯであり、ＸはＣ
ＯＯＨ又はＯ-Ｒ8-ＣＯＯＨであり、ここでＲ8はアルキ
ルである〕のアンフォグリシネ−ト類及びアンフォプロ
ピオネ−ト類；式
【化４】 〔式中Ｒ9は約20個迄の炭素原子、好ましくは約10〜約1
5個の炭素原子のアルキルであり、Ｒ10、Ｒ11、及びＲ
12はそれぞれ独立にアルキルである。〕のイミノジ酸
類；式
【化５】 〔Ｒ13はアルキル又は
【化６】 であり、ここでＲ14は約20個迄、好ましくは約12〜約15
個の炭素原子のアルキルであり、Ｒ15、Ｒ16、及びＲ17
はそれぞれ独立にアルキルである。〕のアミンオキシド
類；及びフルオロアルキルスルホネ−ト及びフッ素化ア
ルキル両性物質類が挙げられる。
【００１５】上記のフッ素化化合物において、アルキル
は別に定義されない場合は、好ましくは1〜4個の炭素原
子の低級アルキルである。
【００１６】本発明のクリ−ナ−組成物中に有用なその
ような両性表面活性剤の例として、例えば、ココアミド
プロピルベタイン(cocoamidopropyl betaine)、ココア
ミドプロピルジメチルベタイン、ココアミドプロピルヒ
ドロキシスルタイン(cocoamidopropyl hydroxy sultain
e)、カプリロアンフォジプロピオネ−ト(capryloamphod
ipropionate)、ココアミドジプロピオネ−ト、ココアン
フォプロピオネ−ト(cocoamphopropionate)、ココアン
フォヒドロキシエチルプロピオネ−ト、イソデシルオキ
シプロピルイミノジプロピオン酸、ラウリルイミノジプ
ロピオネ−ト、ココアミドプロピルアミンオキシド、及
びココアミンオキシド(cocoamine oxide)、及びフッ素
化アルキル両性物質類(fluorinated alkyl amphoteric
s)、例えば、スリ−エム（３Ｍ）スペシャリティ−ケミ
カルズ製のフルオラッド（Fluorad）FC-100が挙げられ
る。
【００１７】本発明のクリ−ニング溶液は、そのまま使
用することが出来、また溶液中で金属を保持する処方剤
の能力を増加する為に、任意の適当な金属キレ−ト化剤
等の追加的な成分と共に処方することができる。この目
的の為のキレ−ト化剤の典型的な例は、次の有機酸及び
それらの塩である。エチレンジアミンテトラ酢酸（ＥＤ
ＴＡ）、ブチレンジアミンテトラ酢酸、シクロヘキサン
-1,2-ジアミンテトラ酢酸、ジエチレントリアミンペン
タ酢酸、エチレンジアミンテトラプロピオン酸、(ヒド
ロキシエチル)エチレンジアミントリ酢酸（ＨＥＤＴ
Ａ）、メチルイミノジ酢酸、プロピレンジアミンテトラ
酢酸、ニトロトリ酢酸（ＮＴＡ）、クエン酸、酒石酸、
グルコン酸、サッカリン酸、グリセリン酸、修酸、フタ
ル酸、マレイン酸、マンデル酸、マロン酸、乳酸、サリ
チル酸、カテコ−ル、8-ヒドロキシキノリン、N,N,N',
N'-エチレンジアミンテトラ(メチレンホスホン)酸等で
ある。
【００１８】また、プロピレングリコ−ルエ−テル有機
溶媒、特にプロピレングリコ−ルモノアルキルエ−テ
ル、例えばn-ブトキシプロパノ−ルの添加も洗剤性を強
め、そしてクリ−ナ−組成物の金属保持能力を増加する
のに有益である。好ましい処方は、プロピレングリコ−
ルモノアルキルエ−テル有機溶媒、及び金属キレ−ト化
剤の両方、好ましくはエチレンジアミンテトラ酢酸及び
n-ブトキシプロパノ−ルの両方を含有するであろう。
【００１９】本発明の方法で使用されるクリ−ナ−組成
物中に於て、アルカリ性成分は、一般に組成物の約25重
量％迄の量で存在し、一般に約0.05〜約5重量％の量
で、好ましくは約0.1〜約15重量％の量で存在する。両
性表面活性剤は、一般に約10重量％の量、一般に約0.00
1〜約10重量％の量、そして好ましくは約0.01から約5重
量％、より好ましくは約0.1〜約１重量％の量で存在す
る。
【００２０】クリ−ナ−組成物中にもし金属キレ−ト化
剤が含有される時は、金属キレ−ト化剤は、約5％迄の
量、一般には約0.05〜約5％、好ましくは約0.5％〜約2
重量％の量で存在し得る。同様に、もし本発明のクリ−
ナ−組成物中にプロピレングリコ−ルエ−テル有機溶媒
が用いられるときは、約5重量％迄の量、一般には約0.0
5〜約5重量％、そして好ましくは約0.5〜約2重量％の量
で存在し得る。クリ−ナ−組成物の残りは水であり、好
ましくは高純度の脱イオン水である。
【００２１】本発明の好ましいクリ−ナ−組成物の例と
して、例えば、0.08重量％の水酸化テトラメチルアンモ
ニウム（ＴＭＡＨ）、0.2重量％の水酸化アンモニウ
ム、0.08重量％のシェレックスケミカルカンパニ−製の
ココアンフォヒドロキシエチルプロピオネ−ト(0.2％リ
ウォ−タリック(Rewoteric) AM KS-40)表面活性剤、1.9
重量％のn-ブトキシプロパノ−ル及び0.1重量％のエチ
レンジアミンテトラ酢酸（ＥＤＴＡ）を含有している水
溶液が挙げられる。
【００２２】
【実施例】本発明は、次の実施例によって説明されるが
これらに限定されない。実施例に於て、パ−セントは別
に特定しない限り重量％である。これらの実施例はウエ
ハ−表面をクリ−ニングするのに、そして過酸化水素等
のオキシダントなしにミクロ粗さを防止するのに、そし
て酸処理段階なしに低い金属水準を達成するのにおい
て、本発明の驚くべきそして予想外の結果を説明する。
【００２３】次の実施例に於て、クリ−ナ−組成物は全
てポリエチレン又はポリテトラフルオロエチレン容器中
で製造された。新しい3インチの両面研磨されたシリコ
ンウエハ−（Ｐド−プ、<100>結晶表面）を述べられた
温度で10分間クリ−ニング溶液中に入れた。クリ−ニン
グ溶液中で10分後、ウエハ−を除去し、脱イオン水です
すぎ分析した。処理の後、「ＲZ粗さ」（ピ−ク頂部と
谷の間のＺ方向に於ける平均距離として定義される）を
各クリ−ナ−組成物について測定した。金属含有水準
を、蒸着／誘導結合プラズマ／マススペクトル検出、の
組合せを用いて測定した。粗さの測定は、原子間力顕微
鏡(atomic force microscope)又はテンコ−ルアルファ
(Temcor Alpha)ステップ100等のプロフィロメ−タ−(pr
ofilometer)のいずれかで行なった。
【００２４】実施例に於て両性表面活性剤の溶度は次の
表に示される市販の表面活性剤の重量％である。
【００２５】以下の実施例で用いられた両性表面活性剤
は次のものである。
【表１】 （注：商品名の原語は、アンフォタージ=Amphoterge、
バルロックス=Barlox、ロンザイン=Lonzaine、フルオラ
ッド=Fluorad、アンフォテリック=Amphoteric、アルカ
リ表面活性剤=Alkali Surfactant、リウォ−タリック=R
ewoteric、製造元の原語は、ロンザ=Lonza、シェレック
ス=Sherex）
【００２６】実施例１ 両性表面活性剤を有する又は有しない水酸化テトラメチ
ルアンモニウム（ＴＭＡＨ）の水溶液を造った。これら
の溶液中にウエハ−を50℃で10分間入れ、除去し、そし
て脱イオン水ですすいだ。乾燥後「ＲZ粗さ」を測定し
た。表１に述べられる結果は明らかに、アルカリ性溶液
への暴露に伴いシリコン表面が粗くなることを防止又は
緩和する、両性表面活性剤の能力を示している。下に挙
げられたクリ−ニング溶液の全てはpH＞12を有してい
た。
【表２】
【００２７】実施例２ 洗浄温度が70℃であることを除いて実施例１と同様にこ
の実施例のウエハ−を処理した。表２に示される結果は
明らかに、アルカリ性溶液への暴露に伴いシリコン表面
が粗くなることを防止又は緩和する、両性表面活性剤の
能力を示している。下に挙げられた溶液の全てはpH＞12
を有している。
【表３】
【００２８】実施例３ 洗浄温度が90℃であることを除いて実施例１と同様にこ
の実施例のウエハ−を処理した。表３に示される結果は
明らかに、アルカリ性溶液への暴露に伴いシリコン表面
が粗くなることを防止又は緩和する、両性表面活性剤の
能力を示している。下に挙げられた溶液の全てはpH＞12
を有している。
【表４】
【００２９】実施例４ 水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）、水酸化
テトラエチルアンモニウム（ＴＥＡＨ）、コリン（水酸
化2-ヒドロキシエチルトリメチルアンモニウム）、及び
水酸化アンモニウム（ＮＨ4ＯＨ）を含めたアルカリ性
クリ−ニング成分の種々のものを使用して、実施例１と
同様にこの実施例のウエハ−を処理した。処理条件50℃
10分間の結果を、アルカリ性成分及びそれぞれ0.5及び
0.1重量％の表面活性剤濃度について、表４に示す。両
性表面活性剤アンフォタ−ジKJ-2が除かれるなら、四つ
のアルカリ性物質はシリコンを腐食した。しかし両性表
面活性剤が存在する時はどの処理についても腐食の徴候
はなかった。
【表５】
【００３０】実施例５ この実施例からの結果は、全て容量で、１部の30％過酸
化水素、１部の28％水酸化アンモニウム、及び５部の水
を含有している慣用のＳＣ−１と比較した時、本発明の
クリ−ナ−処方の素晴らしい金属除去能力を示してい
る。本発明のクリ−ナ−組成物（処方Ａ）は、次の成分
から構成される。97.4重量％の水、0.08重量％の水酸化
テトラメチルアンモニウム、1.9重量％のn-ブトキシプ
ロパノ−ル、0.1重量％のエチレンジアミンテトラ酢
酸、0.2重量％の水酸化アンモニウム、及び0.1重量％の
リウォ−タリック（Rewoteric）ＡＭ ＫＳＦ−40両性表
面活性剤。
【００３１】ウエハ−は10分間70℃で洗浄された。表５
は、弗化水素気相分解に続いてマススペクトル検出を有
する誘導結合プラズマを用いて測定されたウエハ−に対
する残留金属汚染に対するこの処理の効果を示してい
る。表５には、クリ−ナ−をわざと高水準のＦe（100pp
b）、Ａl（1,000ppb）、及びＣu（1,000ppb）で汚染し
た二つの実験についてのデ−タも含まれている。表のデ
−タは明らかに高水準金属汚染の場合ですら、処方Ａが
優れた金属保持能力を有することを示している。
【表６】
【００３２】実施例６ 実施例５の処方Ａのクリ−ナ−組成物を70℃で10分間三
つの未使用シリコンウエハ−（<100>結晶面、両面研
磨、Ｐド−プ）を洗浄する為に使用した。粗さの測定は
洗浄段階の前と後にウエハ−上で原子間力顕微鏡(atomi
c force microscope)で行なった。表６の結果は磨かれ
たウエハ−上のミクロ粗さを減少する処方Ａの有効性を
示している。二つの異なる粗さの測定パラメ−タを比較
のために示した。即ち、前に定義された通りのＲz及び
中心面と比べた表面の平均値として定義され
【数１】 〔式中
【数２】 は中心面と比べた表面であり、Ｌx及びＬyは二次元に於
ける表面の寸法である〕を用いて計算された「平均粗
さ」（Ｒa）である。
【表７】
【００３３】実施例７ 有機汚染を避ける為に密封された水晶ペトリ皿中に保存
しておいたフレ−ム付き57mmのシリコンウエハ−を使用
した。これらのウエハ−を、実施例４におけるように浄
化し、そしてマススペクトロスコピ−と結合したプラズ
マクロマトグラフィ−（ＰＣ／ＭＳ）を用いて、有機汚
染について分析した。この技術は全ての付着する有機物
質を気化する為の加熱を含んでいる。気化された分子は
イオン化され、そしてそれらは電位差勾配を通過させら
れて分画される。ＰＣ／ＭＳの高感度は、マトリックス
１０13部中の１部の有機物質を検出可能とする。
【００３４】「非処理」ウエハ−は単に脱イオン水で１
０分間室温ですすいだ。そのＰＣ／ＭＳスペクトルは、
実験室器具中で使用される一般的な可塑剤である環境中
いたるところにあるフタレートエステルのため、二つの
イオンマスピ−ク（２９３および３３７マスユニット）
を示した。ＳＣ−1を用いて実施例４におけるように洗
浄したウエハ−は未処理対照よりもより有機汚染されて
いることを示す六つの新しい同定されないピ−ク（３０
０、３３５、３７１、４１１、４３６および５３３マス
ユニット）を有するスペクトルを与えた。処方Ａを用い
て実施例４におけるように洗浄したウエハ−は、ＳＣ−
1で示されたよりも有機汚染が少ない三つのイオンマス
ピ−ク（３００、３３５および３７４マスユニット）を
示すスペクトルを与えた。従って、処方Ａでの洗浄手順
はこのウエハ−上の残留する揮発した有機不純物の量
を、標準のＳＣ−1処理よりも少ない値に減少する。こ
の試験は処方Ａの有機成分によって無視し得る量の残留
物が残されることを示し、干渉なしに更にＩＣ加工が進
行されることを保証している。
【００３５】本発明の前記の記載によって、当業者は発
明の精神から逸れることなしに発明に対し修正を行ない
得ることを認めるであろう。従って、本発明の範囲は、
説明され記載された特定の具体例に限定されることは、
意図されていない。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ２３Ｇ 5/02 (72)発明者 ジョージ シュワルツコフ アメリカ合衆国 07882 ニュージャージ ー州 フランクリン タウンシップ ビッ ケルロード （番地なし)

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ウエハー表面を浄化するのに充分な時間
    および温度で、ウエハー表面を、金属イオンのない塩基
    水溶液と両性表面活性剤とを含むアルカリ性洗浄容液と
    接触させることからなる、ウエハーの平滑性を維持しな
    がら金属汚染物を除去するためにマイクロエレクトロニ
    クスウエハーを洗浄する方法。
  2. 【請求項２】 該アルカリ性洗浄溶液が約０．０５重量
    ％から約１０重量％の金属イオンのない塩基及び約０．
    ００１重量％から約１０重量％の両性表面活性剤を含ん
    でいる請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 金属イオンのない塩基が水酸化アンモニ
    ウム、またはアルキル基が非置換アルキル基またはヒド
    ロキシ基またはアルコキシ基で置換されたアルキル基で
    ある水酸化テトラアルキルアンモニウム、およびそれら
    の混合物からなる群から選択される請求項１または２の
    いずかに記載の方法。
  4. 【請求項４】 金属イオンのない塩基が水酸化テトラメ
    チルアンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウム、
    水酸化トリメチル−2−ヒドロキシエチルアンモニウ
    ム、水酸化アンモニウムおよびこれらの混合物からなる
    群から選択される請求項３に記載の方法。
  5. 【請求項５】 金属イオンのない塩基がアルカノールア
    ミンまたはグアニジンである請求項１または２のいずれ
    かに記載の方法。
  6. 【請求項６】 両性表面活性剤がベタイン類、スルホベ
    タイン類、アミノカルボン酸誘導体類、イミノジ酸類、
    アミンオキシド類、フルオロアルキルスルホネート類、
    およびフッ素化アルキル両性物質類およびそれらの混合
    物からなる群から選択される請求項１ないし５のいずれ
    かの一に記載の方法。
  7. 【請求項７】 両性表面活性剤がアルキルベタイン類、
    アミドアルキルベタイン類、アルキルスルホベタイン
    類、アンフォグリシネート類(anphoglycinates)、アン
    フォプロピオネート類(anphopropionates)、アンフォジ
    グリシネート類(anphodiglycinates)、アンフォジプロ
    ピオネート類(anphodipropionates)、アルコキシアルキ
    ルイミノジ酸類、アルコキシアルキルイミノジ酸類、ア
    ルキルアミンオキシド類、アルキルアミドアルキルアミ
    ンオキシド類およびフッ素化アルキル両性物質類(fluor
    inated alkyl amphoterics)からなる群から選択される
    請求項６に記載の方法。
  8. 【請求項８】 両性表面活性剤がココアミドプロピルベ
    タイン、ココアミドプロピルジメチルベタイン、ココア
    ミドプロピルヒドロキシスルタイン、カプリロアンフォ
    ジプロピオネート、ココアミドジプロピオネート、ココ
    アンフォプロピオネート、ココアンフォヒドロキシエチ
    ルプロピオネート、イソデシルオキシプロピルイミノジ
    プロピオン酸、ラウリルイミノジプロピオネート、ココ
    アミドプロピルアミンオキシドおよびココアミンオキシ
    ドおよびフッ素化アルキル両性物質からなる群から選択
    される請求項７に記載の方法。
  9. 【請求項９】 両性表面活性剤がカプリロアンフォジプ
    ロピオネートおよびココアンフォヒドロキシエチルプロ
    ピオネートから選択される請求項８に記載の方法。
  10. 【請求項１０】 アルカリ性洗浄溶液が追加的に約５重
    量％までの金属キレート化化合物および約５重量％まで
    の量のプロピレングリコールエーテル有機溶媒を含んで
    いる請求項１ないし９のいずれか一に記載の方法。
  11. 【請求項１１】 金属イオンのない塩基が水酸化アンモ
    ニウムおよび水酸化テトラアルキルアンモニウムを含ん
    でおり、両性表面活性剤がココアンフォヒドロキシエチ
    ルプロピオネートを含んでおり、金属キレート化化合物
    がエチレンジアミンテトラ酢酸を含んでおり、そしてプ
    ロピレングリコールエーテル有機溶媒がｎ−ブトキシプ
    ロパノールを含んでいる請求項１０に記載の方法。
  12. 【請求項１２】 約０．０５重量％から約２５重量％の
    金属イオンのない塩基水溶液、約０．００１重量％から
    約１０重量％の両性表面活性剤、約０．０５重量％から
    約５重量％の金属キレート化化合物、および約０．０５
    重量％から約５重量％のプロピレングリコールエーテル
    有機溶媒を含んでいる、ウエハーの平滑性を維持しなが
    らマイクロエレトロニクスウエハー表面を洗浄するため
    の過酸化水素のないアルカリ性の洗浄溶液。
  13. 【請求項１３】 金属イオンのない塩基が水酸化アンモ
    ニウムまたはアルキル基が非置換アルキル基またはヒド
    ロキシまたはアルコキシ基で置換されたアルキル基であ
    る水酸化テトラアルキルアンモニウムおよびそれらの混
    合物からなる群から選択され、両性表面活性剤がベタイ
    ン類、スルホベタイン類、アミノカルボン酸誘導体類、
    イミノジ酸類、アミンオキシド類、フルオロアルキルス
    ルホネート類、およびフッ素化アルキル両性物質類、お
    よびそれらの混合物からなる群から選択される請求項１
    ２に記載の洗浄溶液。
  14. 【請求項１４】 金属イオンのない塩基が水酸化テトラ
    メチルアンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウ
    ム、水酸化トリメチル-2-ヒドロキシエチルアンモニウ
    ム、水酸化アンモニウム、およびそれらの混合物からな
    る群から選択され、両性表面活性剤がココアミドプロピ
    ルベタイン、ココアミドプロピルジメチルベタイン、コ
    コアミドプロピルヒドロキシスルタイン、カプリロアン
    フォジプロピオネート、ココアミドジプロピオネート、
    ココアンフォプロピオネート、ココアンフォヒドロキシ
    エチルプロピオネート、イソデシルオキシプロピルイミ
    ノジプロピオン酸、ラウリルイミノジプロピオネート、
    ココアミドプロピルアミンオキシドおよびココアミンオ
    キシドおよびフッ素化アルキル両性物質類からなる群か
    ら選択される請求項１３に記載の洗浄溶液。
  15. 【請求項１５】 金属イオンのない塩基が水酸化アンモ
    ニウムおよび水酸化テトラアルキルアンモニウムを含
    み、両性表面活性剤がココアンフォヒドロキシエチルプ
    ロピオネートを含んでおり、金属キレート化化合物がエ
    チレンジアミンテトラ酢酸を含んでおり、そしてプロピ
    レングリコールエーテル有機溶媒がn-ブトキシプロパノ
    ールを含んでいる請求項１３に記載の洗浄溶液。
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