DE4430217A1 - Reinigungsmittel und Verfahren zum Reinigen von Halbleiterscheiben - Google Patents
Reinigungsmittel und Verfahren zum Reinigen von HalbleiterscheibenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Reinigungsmittel und ein Verfah
ren zum Reinigen von Halbleiterscheiben. Ziel des Verfahrens
ist es, Verunreinigungen von der Scheibenoberfläche zu ent
fernen. Unter dem Begriff Verunreinigungen sind vor allem
Fremdmetalle, organische Verbindungen und Partikel mit
Durchmessern im Bereich von weniger als 1 µm zu verstehen.
Eine seit langem bekannte und oft verwendete Reinigungs-
Methode ist die sogenannte RCA-Reinigung (W. Kern,
D.A. Puotinen, RCA Review, vol. 31, p. 187-206 (1970)). Fester
Bestandteil dieses Verfahrens sind zwei Reinigungsbäder, in
denen die Halbleiterscheiben zunächst mit einer als SC1-
Lösung bezeichneten, wässerigen Flüssigkeit und dann mit
einer als SC2-Lösung bezeichneten, wässerigen Flüssigkeit
behandelt werden. Während es sich bei der SC1-Lösung um eine
Lösung von Wasserstoffperoxid und Ammoniumhydroxid handelt,
deren oxidativ-alkalische Beschaffenheit für die Entfernung
von Partikeln und organischen Rückständen verantwortlich
ist, werden mit der auf verdünnter Salzsäure und Wasser
stoffperoxid basierenden SC2-Lösung hauptsächlich Fremd
metalle von den Oberflächen der behandelten Halbleiterschei
ben entfernt. Nachteilig an der zweistufigen RCA-Reinigung
ist, daß die SC1-Lösung die Oberflächen von Halbleiterschei
ben zwar weitgehend von Partikeln befreit, gleichzeitig aber
eine zusätzliche Quelle für die Verunreinigung der Halblei
terscheiben mit Fremdmetallen wie Eisen, Zink und Aluminium
ist. Ebenso wird zwar durch die anschließende Behandlung mit
SC2-Lösung die meßbare Konzentration an Fremdmetallen auf
den Scheibenoberflächen deutlich verringert, jedoch steigt
durch diese Behandlung die Zahl der auf den Scheibenober
flächen haftenden Partikel wieder an (P.H. Singer in Semicon
ductor International, p. 36-39 (Dec. 1992)).
Verschiedene Verfahren zum Reinigen von Halbleiterscheiben
unterstützen das Entfernen von Verunreinigungen dadurch,
daß Energie, beispielsweise in Form von Schallwellen
("Megasonic- und Ultrasonic-Reinigung") oder in Form von
kinetischer Energie ("Scrubber-Verfahren") in ein Reini
gungsbad mit Halbleiterscheiben eingetragen wird. Bei den
sogenannten "Scrubber-Verfahren" wird beispielsweise über
Walzenstöcke auf den Seitenflächen von Halbleiterscheiben
ein stark strömender Reinigungsmittel-Film erzeugt, der sehr
wirksam oberflächlich anhaftende Partikel abzulösen vermag
(W.C. Krusell, D.I. Golland, Proc. Electrochem. Soc., p. 23-32
(1990)).
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand darin, ein
Reinigungsmittel und ein Verfahren zum Reinigen von Halblei
terscheiben anzugeben, die geeignet sind, Verunreinigungen
auf den Oberflächen von Halbleiterscheiben wirksam zu ent
fernen.
Gelöst wird die Aufgabe durch ein wässeriges Reinigungsmit
tel zum Reinigen von Halbleiterscheiben, das dadurch gekenn
zeichnet ist, daß das Reinigungsmittel Salzsäure, mindestens
ein Tensid und mindestens eine Verbindung, die einer Gruppe
von Verbindungen angehört, die Bernsteinsäure und deren
Derivate umfaßt, enthält und einen pH-Wert von 1 bis 5,
vorzugsweise pH 1 bis 3 aufweist. Ferner wird die Aufgabe
durch ein Verfahren gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist,
daß auf den Seitenflächen von Halbleiterscheiben mit Hilfe
den Seitenflächen von Halbleiterscheiben mit Hilfe eines
mechanischen Werkzeuges ein dünner Film eines wässerigen
Reinigungsmittels erzeugt wird, wobei das Reinigungsmittel
Salzsäure, mindestens ein Tensid und mindestens eine Verbin
dung, die einer Gruppe von Verbindungen angehört, die Bern
steinsäure und deren Derivate umfaßt, enthält und einen pH-
Wert von 1 bis 5, vorzugsweise pH 1 bis 3 aufweist.
Das Reinigungsmittel und das Verfahren sind besonders zum
Reinigen von Halbleiterscheiben aus Silicium geeignet.
Halbleiterscheiben müssen im Verlauf ihrer Herstellung mehr
mals gereinigt werden. Üblicherweise wird jede mechanische
oder chemische Behandlung der Scheibenoberflächen mit einem
Reinigungsschritt abgeschlossen. Beispielsweise ist nach dem
Läppen eine Scheibenreinigung ebenso notwendig, wie nach dem
chemischen Ätzen oder nach dem Polieren. Die eingangs er
wähnte RCA-Reinigung dient meistens zum Reinigen von polier
ten Halbleiterscheiben. Prinzipiell kann jeder im Verlauf
der Herstellung von Halbleiterscheiben fällige Reinigungs
schritt mit einem Reinigungsmittel der vorliegenden Erfin
dung durchgeführt werden. Bevorzugt ist es jedoch, das Rei
nigungsmittel zum Reinigen von polierten Halbleiterscheiben
einzusetzen. Besonders gute Reinigungsergebnisse lassen sich
erzielen, wenn polierte Halbleiterscheiben mit einer SC1-
Lösung oder einer SC1-Lösung und einer SC2-Lösung vorbehan
delt und mit dem erfindungsgemäßen Reinigungsmittel nachge
reinigt werden.
Die Halbleiterscheiben können zum Reinigen in ein Bad des
Reinigungsmittels getaucht werden. Bevorzugt ist jedoch, die
Reinigung der Halbleiterscheiben durch Zuführung von kineti
scher Energie zum Reinigungsmittel zu unterstützen. Beson
ders bevorzugt ist es, dazu das "Scrubber-Verfahren" zu ver
wenden oder in Gegenwart des Reinigungsmittels ein eben auf
gespanntes Tuch aus Kunststoff parallel zur Scheibenseiten
fläche zu bewegen. Die Halbleiterscheibe wird mechanisch
nicht beansprucht, wenn das Tuch das Reinigungsmittel zu
einem dünnen, über die Scheibenseitenfläche strömenden Film
verteilt.
Das Reinigungsmittel muß Salzsäure, mindestens ein Tensid
und mindestens eine Verbindung einer Gruppe von Verbindungen
enthalten, die Bernsteinsäure und deren Derivate umfaßt.
Darüberhinaus muß die Konzentration der Salzsäure so hoch
sein, daß das Reinigungsmittel einen pH-Wert von 1 bis 5,
vorzugsweise pH 1 bis 3 aufweist.
Der Tensid-Anteil im Reinigungsmittel beträgt bevorzugt 0,01
bis 1 Gew.-%. Besonders bevorzugt sind Reinigungsmittel, die
0,01 bis 0,1 Gew.-% Tensid enthalten. Als Tenside können
Einzelverbindungen oder Tensidgemische verwendet werden. Be
vorzugt sind anionische, amphotere oder nichtionische Ten
side, die in wässeriger Lösung einen neutralen oder schwach
sauren pH-Wert erzeugen. Besonders bevorzugte Tenside sind
Alkylphenoloxethylate sowie Alkylpolyglykolethersulfate.
Das Reinigungsmittel enthält als weiteres Additiv eine oder
mehrere Verbindungen aus einer Gruppe von Verbindungen, zu
der Bernsteinsäure und deren Derivate gehören. Besonders zu
erwähnende Mitglieder dieser Gruppe sind Bernsteinsäure,
Sulfobernsteinsäure und deren Mono- und Diesterderivate. Be
sonders bevorzugt werden Bernsteinsäure (HOOCCH₂CH₂COOH)
und/oder Sulfobernsteinsäure (HOOCCH₂CH(SO₃H)COOH) verwen
det. Die Konzentration dieses Additivs beträgt vorzugsweise
insgesamt 0,001 bis 1,0 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,01 bis
0,1 Gew.-%.
Gegebenenfalls kann das Reinigungsmittel eine weitere Stoff
komponente enthalten, die metallkomplexbildende Eigenschaf
ten aufweist. Eriochromschwarz T und/oder Ferritin eignen
sich dafür besonders gut.
Die Leistungsfähigkeit des Reinigungsmittels wird in der
nachfolgenden Gegenüberstellung von einem Beispiel und einem
Versuchsbeispiel demonstriert:
Fünfzig polierte Siliciumscheiben mit einem Durchmesser von 150 mm wurden zunächst einer üblichen RCA-Reinigung unter worfen. Bei der Hälfte dieser Scheiben wurde anschließend deren Oberflächen auf Verunreinigungen untersucht (Ver gleichsbeispiel). Die andere Hälfte der Scheiben wurde mit einem Reinigungsmittel gemäß der Erfindung nachgereinigt. Das wässerige Reinigungsmittel enthielt 0,05 Gew.-% Nonyl phenol-Ethylenoxid-Addukt, 0,05 Gew. -% Sulfobernsteinsäure und war mit konzentrierter Salzsäure (0,01 Gew.-%) auf einen pH-Wert von pH 2 eingestellt worden. Das Nachreinigen der Siliciumscheiben wurde im üblichen "Scrubber-Verfahren" durchgeführt. Anschließend wurde auch bei diesen Scheiben der restliche Verunreinigungspegel gemessen (Beispiel).
Fünfzig polierte Siliciumscheiben mit einem Durchmesser von 150 mm wurden zunächst einer üblichen RCA-Reinigung unter worfen. Bei der Hälfte dieser Scheiben wurde anschließend deren Oberflächen auf Verunreinigungen untersucht (Ver gleichsbeispiel). Die andere Hälfte der Scheiben wurde mit einem Reinigungsmittel gemäß der Erfindung nachgereinigt. Das wässerige Reinigungsmittel enthielt 0,05 Gew.-% Nonyl phenol-Ethylenoxid-Addukt, 0,05 Gew. -% Sulfobernsteinsäure und war mit konzentrierter Salzsäure (0,01 Gew.-%) auf einen pH-Wert von pH 2 eingestellt worden. Das Nachreinigen der Siliciumscheiben wurde im üblichen "Scrubber-Verfahren" durchgeführt. Anschließend wurde auch bei diesen Scheiben der restliche Verunreinigungspegel gemessen (Beispiel).
Zur Analytik der Partikel wurde ein Partikelzähler vom Typ
Censor verwendet. Mit diesem Meßgerät wurden die Partikel,
je nach mittlerem Durchmesser in drei Sorten eingeteilt, be
stimmt. Der Nachweis von Fremdmetallen auf der Oberfläche
der Siliciumscheiben erfolgte durch VPD/TXRF-Meßung (vapor
phase decomposition/total reflexion X-ray fluorescence), mit
Ausnahme der Metalle Natrium und Aluminium, die mit VPD/AAS
(vapor phase decomposition/atomic absorption spectroscopy)
gemessen wurden.
Die Ergebnisse der Messungen sind in den folgenden Tabellen
zusammengefaßt:
Claims (5)
1. Wässeriges Reinigungsmittel zum Reinigen von Halbleiter
scheiben, dadurch gekennzeichnet, daß das Reinigungsmit
tel Salzsäure, mindestens ein Tensid und mindestens eine
Verbindung, die einer Gruppe von Verbindungen angehört,
die Bernsteinsäure und deren Derivate umfaßt, enthält
und einen pH-Wert von 1 bis 5, vorzugsweise pH 1 bis 3
aufweist.
2. Reinigungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß der Tensid-Anteil im Reinigungsmittel 0,01 bis
1 Gew.-%, vorzugsweise 0,01 bis 0,1 Gew.-% beträgt.
3. Reinigungsmittel nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, da
durch gekennzeichnet, daß das Reinigungsmittel Bern
steinsäure und/oder Sulfobernsteinsäure enthält.
4. Verfahren zum Reinigen von Halbleiterscheiben, dadurch
gekennzeichnet, daß auf den Seitenflächen von Halblei
terscheiben mit Hilfe eines mechanischen Werkzeuges ein
dünner Film eines wässerigen Reinigungsmittels erzeugt
wird, wobei das Reinigungsmittel Salzsäure, mindestens
ein Tensid und mindestens eine Verbindung, die einer
Gruppe von Verbindungen angehört, die Bernsteinsäure und
deren Derivate umfaßt, enthält und einen pH-Wert von 1
bis 5, vorzugsweise pH 1 bis 3 aufweist.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
das Reinigungsmittel Bernsteinsäure und/oder Sulfo
bernsteinsäure enthält.
Priority Applications (9)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4430217A DE4430217A1 (de) | 1994-08-25 | 1994-08-25 | Reinigungsmittel und Verfahren zum Reinigen von Halbleiterscheiben |
US08/513,271 US5695572A (en) | 1994-08-25 | 1995-08-10 | Cleaning agent and method for cleaning semiconductor wafers |
TW084108422A TW330211B (en) | 1994-08-25 | 1995-08-12 | Method for cleaning semiconductor wafers |
FI953947A FI953947A (fi) | 1994-08-25 | 1995-08-23 | Puhdistusaine ja menetelmä puolijohdelevyjen puhdistamiseksi |
DE59506147T DE59506147D1 (de) | 1994-08-25 | 1995-08-24 | Verfahren zum Reinigen von Halbleiterscheiben |
KR1019950026371A KR0157702B1 (en) | 1994-08-25 | 1995-08-24 | Cleaning agent and method for cleaning semiconductor wafers |
EP95113289A EP0698917B1 (de) | 1994-08-25 | 1995-08-24 | Verfahren zum Reinigen von Halbleiterscheiben |
JP7238995A JP2709452B2 (ja) | 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 |
CN95115577A CN1057330C (zh) | 1994-08-25 | 1995-08-25 | 半导体晶片的清洗方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4430217A1 true DE4430217A1 (de) | 1996-02-29 |
Family
ID=6526572
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4430217A Withdrawn DE4430217A1 (de) | 1994-08-25 | 1994-08-25 | Reinigungsmittel und Verfahren zum Reinigen von Halbleiterscheiben |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4430217A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102006011875A1 (de) * | 2006-03-15 | 2007-09-20 | Enrico Putzke | Reinigungslösung für Brunnen, Pumpen und dergleichen |
-
1994
- 1994-08-25 DE DE4430217A patent/DE4430217A1/de not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102006011875A1 (de) * | 2006-03-15 | 2007-09-20 | Enrico Putzke | Reinigungslösung für Brunnen, Pumpen und dergleichen |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: WACKER SILTRONIC GESELLSCHAFT FUER HALBLEITERMATER |
|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |