JPH02261900A - 半導体ウエファ等のクリーニング用溶剤組成物およびそのクリーニング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はシリコンウェファのクリーニングおよび乾燥に
特に有効な改良された溶剤組成物に関する。

集積回路の製造において、シリコン金属で形成され複雑
な回路がエツチングされた「チップ」は必須の部品であ
る。シリコンウェファは単一のシリコン結晶から注意深
く切取られる。このシリコンウェファはその径が約５■
である。ウェファは加工中にごみやほこりやグリース等
で汚染されるので、最終的な「チップ」にさらに加工す
る前に注意深くクリーニングしなければならない。

半導体工業において、ウェファは多くの工程にかけた後
に水洗し、注意深くクリーニングした後、製造工程を続
ける前に乾燥する。現在シリコンウェファは「ボート」
と呼ばれる装置に載置し脱イオン水に浸漬するか脱イオ
ン水を噴霧する。次いでボートを高速遠心分Ｈ機に入れ
てウェファを遠心分離により乾燥する。最近の技術によ
れば乾燥剤としてイソプロピルアルコールを使用する蒸
気乾燥機を使用している。しかしこの方法は、たとえば
１力月という期間で見ると、無視できない量の無駄を生
じ、また無視できない火災の危険をはらんでいる。

したがって、簡単に回収し再使用することが可能で優れ
たクリーニング特性を有し、約４０〜１２０℃の範囲内
の好都合な沸点を有し、かつ引火点が高いかあるいはま
ったくない溶剤系を開発することが望まれていた。これ
らの条件は、フルオルカーボア　（ｆ　１ｕｏｒｏｃａ
ｒｂｏｎ）またはクロルフルオルカーボン（ｃｈｌｏｒ
ｏｆｌｕｏｒｏｃａｒｂｏｎ）と部分的にフッ素化した
アルコールの混合物である溶剤組成物によって満される
ことが判明した。この系は、アルコールの成約性質が優
れたクリーニング作用をもたらし、かつフルオルカーボ
ンまたはクロルフルオルカーボンがいっさいの残渣を残
さないでウェファを乾燥させることに寄与する点で、特
にシリコンウェファのクリーニング用としてユニークな
ものである。溶剤の蒸気は回収し、凝縮し再使用するこ
とができる。

本発明の組成物は、ウェファをボートまたは高温蒸気系
で洗浄した後溶剤を揮発させるために充分な温度で加熱
する通常の方法で使用することができる。

参考文献として日本国特開昭６１−２５５９７７号およ
び特開昭５８−１２２９８０号を挙げる。

特開昭６１−２５５９７７号は炭化水素（たとえばメタ
ン、エタン、プロパン、ｎ−ブタン、イソブタン、ｎ−
ペンタン、イソペンタン、ｎ−ヘキサンまたはｎ−へブ
タン）、アルコールたとえばメタノール、エタノール、
２，２．２−トリフルオルエタノールまたは２，２，３
，３．３−ペンタフルオルプロパノール、フッ素化アル
コールと水またはアンモニアの混合物４−８０ベルフル
オルアルカン、またはフレオン、ＣＨＣｊ　Ｆ　　とＣ
ＨＦ　　−ＣＨ３のアゼオトローグ混合物またはＣＨＣ
Ｊ！　Ｆ２とＣＣＪ　ＦＣＦ　　のアゼオドロー１混合
物等の作業媒体を熱的に安定化する。この作業媒体には
ホスフィン硫化物およびグリシジルエーテルおよび選択
的に潤滑油が添加される。この組成物は鋼、アルミニウ
ム、アルミニウム合金または黄銅を処理するなめに使用
される。

特開昭５８−１２２９８０号は蒸発部および凝縮部を有
する閉鎖流体循環系の熱伝達装置で使用される処理流体
を開示している。この処理流体はトリフルオルエタノー
ルで構成され最大１５％までの水を含有する。使用され
る流体は水、エタノール、フレオン、水銀、セシウム、
ペンタンおよびヘプタンを含む。

これらの組成物はいずれも本発明とは異る目的のために
異る方法で使用されるものである。

簡潔に述べると、本発明は、特にシリコンウェファをク
リーニングし乾燥するために特に有効な非水系溶剤組成
物に関する。この溶剤は（ａ）炭素原子１ないし１２を
含むハロアルキル炭化水素約３０重量部ないし約９０重
量部および（ｂ）炭素原子２ないし４を含む部分的にフ
ッ素化したアルコール約１０重量部ないし約７０重量部
を必須成分として含む。通常成分（ａ）と成分（ｂ）の
合計は１００部である。ただし溶剤の意図する目的を達
成するための溶剤の能力に悪影響を与えない限り、非有
意量の他の揮発性成分を含んでいてもよい。

このような他の成分の量は通常１００部中５部未満であ
り、好ましくは１００部中０．１部未満である。

また本発明によれば、半導体ウェファをクリーニングし
乾燥する方法であって、ウェファを（ａ）炭素原子５な
いし１２を含むハロアルキル炭化水素約３０重量部ない
し約９０重量部および（ｂ）炭素原子２ないし４を含む
部分的にフッ素化したアルコール約１０重量部ないし約
７０！！量部を必須成分として含み、成分（ａ）と成分
（ｂ）の合計が約１００重量部である溶剤で洗浄する工
程と、該溶剤で被覆したウェファを該溶剤を揮発させる
なめに充分な温度で加熱する工程を含む方法が提供され
る。

上記のとおり、本発明の溶剤組成物は必須の２成分を含
んでいる。その中の一つく以下成分（ａ）という）は炭
素原子１ないし１２を含むハロアルキル炭化水素である
。はとんどの目的のために、ハロアルキル炭化水素は過
ハロゲン化されている。

すなわち、その水素原子はすべてハロゲン、好ましくは
フッ素および／または塩素で置換されている。したがっ
て、本発明においては混合フルオルクロル炭化水素が考
えられている。

第２の必須成分（以下成分（ｂ）という）は、比較的に
低分子量の炭素原子２ないし４を含む部分的にフッ素化
したアルコールである。このアルコールは元素として炭
素、水素、フッ素および酸素のみを含んでいる。

成分（ａ）は本発明の溶剤１００部中約３０重量部ない
し約９０重量部を占める。成分（ａ）は後記の実施例に
見られるように５０％未満の場合もあるが、はとんどの
目的上成分（ａ）は５０％以上を占める成分である。

成分（ｂ）は本発明の溶剤組成物のクリーニング作用に
主として寄与する成分である。成分（ｂ）は溶剤１００
部中約１０重量部ないし約７０重量部を占める。成分（
ｂ）は後記の実施例に見られるように５０％以上を占め
る場合もあるがほとんどの目的上成分（ｂ）は５０％未
満である。

各成分（ａ）　、　（ｂ）は通常は、また好ましくは、
それぞれ単一の化合物である。しかし成分（ａ）の構成
成分の条件を充す２種以上の物質および成分（ｂ）の構
成成分の条件を充す２種以上の物質を単一化合物のかわ
りに使用することができる。したがって本発明の溶剤組
成物は、好ましい（ａ）。

（ｂ）の組合せは勿論、（ａ）　、　（ａ’　）　、　
（ｂ）の組合せ、（ａ）　、　（ａ′）　、　（ｂ）　
、　（ｂ”　）の組合せ、（ａ）（ｂ）　、　（ｂ′）
の組合せく（′）は同一種類の他の成分）とすることが
できる。

（ａ）と（ｂ）の組成物は生成時に約５重量部を超えな
い水分を吸収することがある。この程度の非有意量の水
分は本発明の組成物に対して不利な影響を及ぼすことは
なく、したがって、特に推奨することではないが、使用
前に溶剤１００部あたり１部または２部までの水分を加
えてもよい。本組成物は最初は非水性であることが好ま
しい、極く小量すなわち１００重量部あたり約５部未満
の量で、低沸点アルコール、エーテル、ケトン、エステ
ル等の他の成分を含ませることもできる。

成分（ａ）　、　（ｂ）はそれぞれフッ素を含有するこ
とが好ましい。したがって成分（ａ）は一般式％式％ （ただしｎは１から１２までの整数、×は０から２ｎま
での数を示す） で表すことができる。好ましくはｎは２ないし６、Ｘは
好ましくは０ないし４である。

成分（ａ）の具体例は次のものを含むがこれに限定され
るものではない。

トリクロルフルオルメタン ジクロルジフルオルメタン クロルトリフルオルメタン テトラフルオルメタン １．１，２．２−テトラクロル−１，２−ジフルオルエ
タン１．１．２−トリクロル−Ｌ２，２−トリフルオル
エタン１．２−ジクロル−１，１，２，２−テトラフル
オルエタンクロルペンタフルオルエタン ヘキサフルオルエタン １．１，１．３−テトラクロル−２，２，３，３−テト
ラフルオルメタン（ン １．１．１−トリクロル−２，２，３，３，３−ペンタ
フルオルプロパン オクタフルオルプロパン １．１，１．２−テトラクロル−ベルフルオルブタン１
．１−ジクロルデカフルオルペンタン１．１．１−トリ
クロルウンデカフルオルヘキサンドデカフルオルシクロ
ヘキサン テトラデカフルオロヘキサン ペルフルオルヘプタン ペルフルオルヘキサン ベルフルオルオクタン ベルフルオルデカン ペルフルオルドデカン 部分的にフッ素化したアルコールの具体例は炭素、フッ
素およびＯＨ基の一部としての酸素を含み、たとえば次
のものを含む。

トリフルオルエタノール ３、３．３−トリフルオルプロパノール４．４．４−ト
リフルオルブタノール ２−モノフルオルエタノール ２．３，３．３−テトラフルオルプロパノール２．２，
３．３−テトラフルオルプロパノール４−フルオルブタ
ノール ２．２−ジフルオルエタノール ３．３−ジフルオルブロバノール ３．３−ジフルオルプロパノール ３−モノフルオルプロパツール ２．２，３，３．３−ペンタフルオルプロパノール上記
のとおり、本発明の溶剤組成物を形成するため、成分（
ａ）　、　（ｂ）は単に混合される。このような溶剤の
典型的な例は次のとおりである。

実施例１ ペルフルオルヘプタン　　　　　　７０部トリフルオル
エタノール　　　　　３０部実施例２ １．１．２−トリクロル−１，２，２−トリフルオルエ
タン３０部 トリフルオルエタノール　　　　　７０部実施例３ １．１．２−）リクロルー１．２．２−トリフルオルエ
タン５０部 トリフルオルエタノール　　　　　５０部実施例４ １．１．２−トリクロル−１，２，２−トリフルオルエ
タン９０部 トリフルオルエタノール　　　　　１０部実施例５ テトラクロルベルフルオルブタン ３，３．３−トリフルオルプロパノール実施例６ テトラクロルベルフルオルブタン トリフルオルエタノール 実施例７ テトラクロルベルフルオルブタン トリフルオルエタノール 実施例８ ペルフルオルヘキサン ３．３．３−トリフルオルプロパノール実施例９ ペルフルオルヘキサン テトラフルオルプロパノール 実施例１０ ペルフルオルヘキサン トリフルオルエタノール 実施例１１ ベルフルオルデカン トリフルオルエタノール ３０部 ７０部 ６０部 ４０部 ９０部 １０部 ７０部 ３０部 ４５部 ５５部 １０部 ９０部 ６０部 ４０部 実施例１２ ペルフルオルヘプタン　　　　　　７０部トリフルオル
エタノール　　　　　２０部３．３．３−トリフルオル
プロパノール１０部 実施例１３ ペルフルオルヘプタン　　　　　　３５部ペルフルオル
ヘキサン　　　　　　３５部トリフルオルエタノール　
　　　　３０部実施例１４ テトラクロルベルフルオルブタン　２５部ペルフルオル
ヘキサン　　　　　　２５部３、３．３−トリフルオル
プロパノール　２０部トリフルオルエタノール　　　　
　３０部実施例１５ トリフルオルエチルトリフルオルアセテート０〜５部 ペルフルオルヘプタン　　　　　　７０部トリフルオル
エタノール　　　　　３０部実施例１６ ペルフルオルヘプタン　　　　　　７０部２．２，３．
３−テトラフルオルプロパノール３０部 実施例１７ ペルフルオルヘプタン　　　　　　８０部２．２，３．
３３−ペンタフルオルプロパノール２０部 上記実施例は本発明の組成物を組成する方法を例示する
ものである。各成分は一般に互いに相互溶剤であるから
、各成分を適当な比率で混合するなめになんら特別の技
術を要しない。本発明の組成物は一般に安定であるが、
必要な場合は成分の溶解を促進するため、および使用中
の安定を維持するなめに僅かに加熱してもよい。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（ａ）炭素原子５ないし１２を含む過ハロゲン化ハ
   ロアルキル炭化水素約３０重量部ないし約９０重量部お
   よび（ｂ）炭素原子２ないし４を含む部分的にフッ素化
   したアルコール約１０重量部ないし約７０重量部を必須
   成分として含み、成分（ａ）と成分（ｂ）の合計が約１
   ００重量部であることを特徴とするシリコンウエファの
   クリーニング用として有効な溶剤組成物。 ２、使用時に水を含まない請求項１記載の組成物。 ３、溶剤組成物が４０〜１２０℃の範囲の沸点を有する
   請求項１記載の溶剤組成物。 ４、成分（ａ）はフルオルアルキル炭化水素である請求
   項１記載の溶剤組成物。 ５、成分（ａ）はフルオルクロルアルキル炭化水素であ
   る請求項１記載の溶剤組成物。 ６、該フルオルアルキル炭化水素はペルフルオルヘプタ
   ンである請求項４記載の溶剤組成物。 ７、該フルオルアルキル炭化水素はペルフルオルヘキサ
   ンである請求項４記載の溶剤組成物。 ８、該部分的にフッ素化したアルコールはトリフルオル
   エタノールである請求項１記載の溶剤組成物。 ９、該部分的にフッ素化したアルコールは３，３，３−
   トリフルオルプロパノールである請求項１記載の溶剤組
   成物。 １０、該部分的にフッ素化したアルコールは２，２，３
   ，３，３−ペンタフルオルプロパノールである請求項１
   記載の溶剤組成物。 １１、該部分的にフッ素化したアルコールは部分的にフ
   ッ素化したｎ−ブタノールである請求項１記載の溶剤組
   成物。 １２、成分（ａ）はペルフルオルヘキサンであり成分（
   ｂ）は、３，３，３−トリフルオルプロパノールである
   請求項１記載の溶剤組成物。 １３、（ａ）ペルフルオルヘプタン７０部および（ｂ）
   トリフルオルエタノール３０部からなる請求項１記載の
   溶剤組成物。 １４、（ａ）ペルフルオルヘキサン３０部および（ｂ）
   部分的にフッ素化したｎ−プロパノール７０部からなる
   請求項１記載の溶剤組成物。 １５、該部分的にフッ素化したアルコールは２，２，３
   ，３−テトラフルオルプロパノールである請求項１記載
   の溶剤組成物。 １６、成分（ａ）はペルフルオルドデカンである請求項
   １記載の溶剤組成物。 １７、半導体ウエファをクリーニングし乾燥する方法で
   あって、ウエファを（ａ）炭素原子５ないし１２を含む
   ハロアルキル炭化水素約３０重量部ないし約９０重量部
   および（ｂ）炭素原子２ないし４を含む部分的にフッ素
   化したアルコール約１０重量部ないし約７０重量部を必
   須成分として含み、成分（ａ）と成分（ｂ）の合計が約
   １００重量部である溶剤で洗浄する工程と、該溶剤で被
   覆したウエファを該溶剤を揮発させるために充分な温度
   で加熱する工程を含むことを特徴とする方法。 １８、ペルフルオルヘプタン約３０重量部ないし約９０
   重量部およびトリフルオルエタノール約１０重量部ない
   し約７０重量部からなり、該両成分の合計が約１００重
   量部であることを特徴とする溶剤組成物。 １９、該洗浄工程を高温蒸気系中で行う請求項１７記載
   の方法。