JPH03208343A - 半導体基板用洗浄剤 - 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】 〔概要］ 半導体基板用洗浄剤に関し、 半導体基板の洗浄工程におけるナトリウム、カリウム等
の金属を、より完全に除去することができる半導体基板
用洗浄剤を提供することを目的とし、 ナトリウムイオンまたはカリウムと錯体を形成する有機
環状化合物（ナトリウムイオンに対してはシンクロヘク
サ・１８・クラウン・６が好適であり、カリウムイオン
に対しては１８・クラウン・６が好適である。）を主成
分とする半導体基板用洗浄剤をもって構成される。

〔産業上の利用分野〕

本発明は半導体基板用洗浄剤の改良に関する。

特に、ナトリウム、カリウム等の金属を、より完全に除
去しうるようにする半導体基板用洗浄剤の改良に関する
。

〔従来の技術〕

半導体基板の製造工程において、半導体ウェーハの洗浄
工程は必須である。そして、か＼る半導体ウェーハの洗
浄工程においては、酸をもって半導体ウェーハを洗浄し
た後水洗することが通常であった。

しかし、酸を使用してなす半導体ウェーハの洗浄工程に
おける化学反応、例えば、Ｈｚ　Ｓｏ、＋２　Ｎ　ａ　
；＝Ｎ　ａ　ｚ　Ｓ　０４　＋Ｈｚの平衡定数は、必ず
しも満足しうる程大きくないがら、洗浄後に被洗浄物で
あるナトリウムやカリウム等が残留する可能性がある。

こ＼で平衡定数とは、Ａ物質とＢ物質とを接触させたと
きに、その反応生成物であるＡＢ物質が生成される反応
を例に取ると、と表わすことができ、反応を進行するた
めに使用された二つの物質のどの程度の量が、反応に実
質的に寄与したかを表わす数である。

［発明が解決しようとする課題〕 半導体基板の洗浄工程において金属の除去が不完全であ
ると、この半導体基板を使用して製造した半導体装置の
機能の低下を招くおそれがあるがら、ナトリウム・カリ
ウム等の金属を完全に除去することができる半導体基板
用洗浄剤の開発が望まれでいた。

本発明の目的は、ナトリウム、カリウム等の金属を、よ
り完全に除去することができる半導体基板用洗浄剤を提
供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的は、ナトリウムまたはカリウムと錯体を形成
する有機環状化合物を主成分とする半導体基板用洗浄剤
によって達成される。

上記の構成において、ナトリウムイオンを除去するには
、前記のナトリウムと錯体を形成する有機環状化合物と
して、シンクロヘクサ・１８・クラウン・６を主成分と
する半導体基板用洗浄剤が好適である。

アンモニウムイオンを取り込んでいるシンクロヘクサ・
１８・クラウン・６を主成分とすると、ナトリウムイオ
ンを取り込む効果がさらに向上する。

また、上記の構成において、カリウムイオンを除去する
には、前記のカリウムと錯体を形成する有機環状化合物
として、１８・クラウン・６を主成分とする半導体基板
用洗浄剤が好適である。

アンモニウムイオンを取り込んでいる１８・クラウン・
６を主成分とすると、カリウムイオンを取り込む効果が
さらに向上する。

〔作用〕

本発明は、ナトリウムイオン、カリウムイオン等除去さ
れるべき物質の外形と、お−よそ同一の形を有する空洞
を分子構造中に有する物質であるナトリウム、カリウム
等除去されるべき物質と錯体を形成する有機環状化合物
をもって半導体基板用洗浄剤を構成し、半導体基板の洗
浄工程においては、上記の有機環状化合物を有機溶剤（
シンクロヘクサ・１日・クラウン・６にあってはアセト
ニトリルが好適であり、１８・クラウン・６にあっては
メタノールが好適である。）に溶解して、洗浄されるべ
き半導体基板をこの溶液中に浸漬し、上記の半導体基板
に付着しているナトリウムイオン、カリウムイオン等（
その外形が上記の空洞の形と近位しているイオン）を上
記の空洞中に取り込ませて（上記の有機環状化合物にナ
トリウム、カリウム等と錯体を形成させて）、ナトリウ
ムイオン、カリウムイオン等の除去率を向上するように
したものである。

現に、シンクロヘクサ・１８・クラウン・６がナトリウ
ムイオンを取り込む反応の平衡定数は１０′程度であり
、また、１８・クラウン・６がカリウムイオンを取り込
む反応の平衡定数も１０′程度であり、いづれも、酸が
ナトリウムイオンやカリウムイオンと反応して塩を作る
反応の平衡定数に比べて、格段に大きい。

〔実施例〕

以下、ナトリウムイオンとカリウムイオンとのそれぞれ
を除去する半導体基板用洗浄剤について、図面を参照し
て、１例づつを説明する。

里ユＪロ虻医 主成分として、シンクロヘクサ・１８・クラウン・６を
使用する。シンクロヘクサ・１８・クラウン・６は下記
する分子構造を有し、空洞Ａの形はナトリウムイオンの
外形とお−よそ同一であり、この空洞Ａにナトリウムイ
オンが取り込まれると、周囲にある酸素イオンの負極性
とナトリウムイオンの正極性とが引き合って、平衡状態
を保つ性質を有する。換言すれば、シンクロヘクサ・１
８・クラウン・６はナトリウムと安定した錯体を形成す
る。

た−１上配の空洞Ａは、空洞の状態にあるより、例えば
アンモニウムイオン等が取り込まれている状態がより安
定な状態であるから、ナトリウムイオンとの交換性の大
きなアンモニウムイオン等を予め取り込ませておくと有
利である。

そこで、シンクロヘクサ・１Ｂ・クラウン・６をアセト
ニトリル等の有機溶剤に溶解し、この溶液をアンモニア
水等ナトリウムイオンと近似した形状のイオン（本例に
おいてはアンモニウムイオン）を生成する物質と混合し
て振蕩する。すると、シンクロヘクサ・１８・クラウン
・６はアンモニウムイオンを取り込み、このアンモニウ
ムイオンはナトリウムイオンとの交換性が大きいから、
この状態でナトリウムイオンと接触すると極めて効率的
にナトリウムイオンを取り込む。

第１図参照 そこで、上記のアンモニウムイオンを取り込んでいるシ
ンクロヘクサ・１８・クラウン・６をアセトニトリルに
溶解して製造したジシクロヘクサ１８・クラウン・６の
溶液１を容器２中に入れ、例えば石英バスケット４に収
容されている半導体基板（例えば半導体基板上に、電界
効果トランジスタを製造する目的をもって、半導体エピ
タキシャル層とゲート絶縁膜とが形成されている製造段
階の半導体基板）３を、上記のアンモニウムイオンを取
り込んでいるシンクロヘクサ・１８・クラウン・６のア
セトニトリル溶液ｌ中に２分間浸漬する。

その後、フラットバンドシフト法を使用して、ΔＶＦＩ
値を測定して、下記に表記する結果を得た。

洞Ｂの形はカリウムイオンの外形とお−よそ同一であり
、この空洞Ｂにカリウムイオンが取り込まれると、周囲
にある酸素イオンの負極性とカリウムイオンの正極性と
が引き合って、平衡状態を保つ性質を有する。換言すれ
ば１８・クラウン・６はカリウムと安定した錯体を形成
する。

（Ｖ）　　　　　　　　　　　（Ｖ） Δ■□　　　　　　　−０，２３−０，８にの第１表か
ら明らかなように、従来技術に係る半導体基板用洗浄剤
と比較して、３倍以上のナトリウムイオン洗浄効果が確
認された。

主成分として、１８・クラウン・６を使用する。

】８・クラウン・６は下記する分子構造を有し、空た東
上記の空洞Ｂは、空洞の状態にあるより、例えばアンモ
ニウムイオン等が取り込まれている状態がより安定な状
態であるから、カリウムイオンとの交換性の大きなアン
モニウムイオン等を予め取り込ませておくと有利である
。

そこで、１８・クラウン・６をメタノール等の有５ｆｆ
ｊ剤に溶解し、この溶液をアンモニア水等カリラムイオ
ンと近似した形状のイオン（本例においてはアンモニウ
ムイオン）を生成する物質と混合して振蕩する。すると
、１８・クラウン・６はアンモニウムイオンを取り込み
、このアンモニウムイオンはカリウムイオンとの交換性
が大きいから、この状態でカリウムイオンと接触すると
極めて効率的にカリウムイオンを取り込む。

第２図参照 そこで、上記のアンモニウムイオンを取り込んでいる１
８・クラウン・６をメタノールに溶解して製造した１８
・クラウン・６の溶液５を容器２中に入れ、例えば石英
バスケット４に収容されている半導体基板（例えば半導
体基板上に、電界効果トランジスタを製造する目的をも
って、半導体エピタキシャル層とゲート絶縁膜とが形成
されている製造段階の半導体基板）３を、上記のアンモ
ニウムイオンを取り込んでいる１８・クラウン・６のメ
タノール溶液５中に２分間浸漬する。

その後、フラットハンドシフト法を使用して、Δ■□値
を測定して、下記に表記する結果を得た。

第２表 生皇施■　　　　　従来！ （Ｖ）　　　　　　　（Ｖ） ΔＶＦＩ　　　　　　Ｏ，１４０，８にの第２表から明
らかなように、従来技術に係る半導体基板用洗浄剤と比
較して、約６倍のカリウムイオン洗浄効果が確認された
。

［発明の効果］ 以上説明せるとおり、本発明に係る半導体基板用洗浄剤
は、ナトリウムイオンの外形またはカリウムイオンの外
形と近位した形の空洞を分子構造中に有する化合物、換
言すれば、ナトリウムまたはカリウムと錯体を形成する
ｆｉｌ環状化合物例えばナトリウムイオンに対してはシ
ンクロヘクサ・１８・クラウン・６を、カリウムイオン
に対しては１８・クラウン・６を、それぞれ主成分とし
ており、さらには、いずれの場合も、ナトリウムイオン
またはカリウムイオンと交換しやすいアンモニウムイオ
ンを取り込んでいるシンクロヘクサ・１８・クラウン・
６（ナトリウムを除去する場合）または１８・クラウン
・６（カリウムを除去する場合）を主成分としているの
で、これらの半導体基板用洗浄剤をそれぞれ適切な有機
溶剤（シンクロヘクサ・１８・クラウン・６にあっては
アセトニトリルであり、ｊ８・クラウン・６にあっては
メタノールである。）に溶解して、この溶液に洗浄され
るべき半導体基板を浸漬すれば、ナトリウムやカリウム
を高効率をもって除去することができ、ナトリウムイオ
ンの洗浄効果もカリウムイオンの洗浄効果も十分大きく
することができる半導体基板用洗浄剤を提供することが
でき、半導体装置の品質向上に貢献する所は極めて大き
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る半導体基板用洗浄剤（ナトリウ
ム除去用）を使用してなすナトリウムイオン洗浄工程の
説明図である。 第２図は、本発明に係る半導体基板用洗浄剤（カリウム
除去用）を使用してなすカリウムイオン洗浄工程の説明
図である。 １・・・アンモニウムイオンを取り込んでいるシンクロ
ヘクサ・１８・クラウン・６がアセトニトリルに溶解さ
れている溶液 容器、 半導体基板、 石英バスケット等、 アンモニウムイオンを取り込んでいる１８・クラウン・
６がメタノールに熔解されている溶液。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ［１］ナトリウムまたはカリウムと錯体を形成する化合
   物を主成分とする半導体基板用洗浄剤。 ［２］前記ナトリウムと錯体を形成する有機環状化合物
   はシンクロヘクサ・１８・クラウン・６である請求項１
   記載の半導体基板用洗浄剤。 ［３］アンモニウムイオンを取り込んでいるシンクロヘ
   クサ・１８・クラウン・６を主成分とする半導体基板用
   洗浄剤。 ［４］前記カリウムと錯体を形成する有機環状化合物は
   １８・クラウン・６である請求項１記載の半導体基板用
   洗浄剤。 ［５］アンモニウムイオンを取り込んでいる１８・クラ
   ウン・６を主成分とする半導体基板用洗浄剤。