(57)【要約】【課題】炭化ケイ素焼結体の表面に付着している汚染物を簡易且つ短時間で確実に洗浄除去し得る炭化ケイ素焼結体の洗浄方法を提供する。【解決手段】洗浄液供給手段１１と、気体供給手段１３と、を備え、洗浄液供給手段１１による洗浄液と、気体供給手段１３による気体とを２流体ジェット流として噴出口１５から噴出させる２流体ジェットノズルを用いて、炭化ケイ素焼結体の表面に付着している汚染物を除去する炭化ケイ素焼結体の洗浄方法において、洗浄液に、濃度が６０［％］以下の硝酸、濃度が５０［％］以下のフッ化水素酸、或いは、硝酸、フッ化水素酸および純水または超純水の混合液を用い、また気体に窒素ガスあるいはアルゴンあるいは空気を用いる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗浄液供給手段と、気体供給手段と、を備え、前記洗浄液供給手段による洗浄液と、前記気体供給手段による気体とを２流体ジェット流として噴出口から噴出させる２流体ジェットノズルを用いて、炭化ケイ素焼結体の表面に付着している汚染物を除去する炭化ケイ素焼結体の洗浄方法において、
前記洗浄液は、濃度が６０［％］以下の硝酸、濃度が５０［％］以下のフッ化水素酸、或いは、硝酸、フッ化水素酸および純水または超純水の混合液であることを特徴とする炭化ケイ素焼結体の洗浄方法。
【請求項２】
前記気体は窒素ガスあるいはアルゴンあるいは空気であることを特徴とする請求項１に記載の炭化ケイ素焼結体の洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体各種部材及び電子部品用途向け炭化ケイ素焼結体の湿式洗浄方法に関する。詳しくは、高純度が要求されるダミーウエハ、ターゲット、発熱体等に関する半導体製造用途炭化ケイ素焼結体の有機物汚染、金属元素汚染およびパーティクル汚染等の除去方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
炭化ケイ素は、共有結合性の強い物質であり、従来より高温強度性、耐熱性、耐摩耗性、耐薬品性等の優れた特性を活かして多くの用途で用いられてきた。それらの利点が着目され、最近では電子分野、情報分野、半導体分野への応用が期待されている。
【０００３】
半導体シリコン集積回路の高集積化、並びにそれに付随した細線化に伴って、これらの分野で用いられる半導体各種部材および電子部品は、高純度化、高密度化が要求されるため、非金属系焼結助剤を用いたホットプレス焼結法や反応焼結法が鋭意研究されている。しかしながら、これらの焼結法で得られた炭化ケイ素焼結体は、高純度化、高密度化でありながら製造後のプロセス（加工およびハンドリング等）で、表面及び表面近傍に汚染を受けているのが現状である。
【０００４】
このため、炭化ケイ素焼結体を半導体各種部材および電子部品に応用するためには、即ちコンタミネーション、パーティクル等の汚染を防ぐためには、表面洗浄によるシリコンウエハ並みの表面純度の達成が必要不可欠である。
【０００５】
炭化ケイ素焼結体の洗浄方法に関する報告としては、（１）登録１８１８４１号では、酸洗浄後、１２００℃以上の温度で酸化処理し、その後窒素雰囲気で表面処理する方法が、また（２）特開平５−１７２２９号では、シリカ砥粒でブラスト洗浄した後に、フッ酸及び硝酸の混酸で湿式洗浄する方法が、また（３）特開平６−７７３１０号では、フッ酸水溶液に浸清洗浄した後、超純水で濯ぎ、更に酸素・ハロゲンガスで乾式洗浄した後に、酸素処理する方法が、また（４）焼結後の、高純度化は非常に困難なことから、多孔質炭化珪素成形時にハロゲン化水素ガス及び無機酸洗浄処理をして一旦高純度化した後、二次焼結する方法が、などが報告されている。さらに、半導体洗浄において広く用いられているＲＣＡ洗浄技術で炭化ケイ素焼結体を洗浄することも一般的手法として知られている。
【特許文献１】特許登録１８１８４１号公報
【特許文献２】特開平５−１７２２９号公報
【特許文献３】特開平６−７７３１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した公報等に開示された技術においては、簡易に湿式洗浄するだけではなく、酸化処理、ブラスト洗浄、二次焼結等の処理が必要で工程が複雑になり、優れた洗浄法であるとは言い難いという事情があった。
【０００７】
また、ＲＣＡ洗浄は、基本的にバーティクル除去を目的とした洗浄工程と、金属不純物除去を目的とした洗浄工程とを組み合わせて行うもので、数十枚を１つの槽でまとめて浸漬洗浄するいわゆるバッチ式洗浄が一般的に行われているが、洗浄液中に金属不純物が存在する場合に炭化ケイ素焼結体表面に吸着し、また洗浄装置の金属製部材の洗浄液による腐食がバーティクルの発生源となるといった理由から、炭化ケイ素焼結体表面のバーティクル除去が不完全であるという事情があった。また、バッチ式洗浄では１バッチ当たりの処理枚数を増やすとしても装置が大型化してしまうなど、処理時間の短縮（スループットの向上）に限界があるという事情もあった。
【０００８】
本発明は、上記従来の事情に鑑みてなされたものであって、半導体各種部材および電子部品に用いられるよう、炭化ケイ素焼結体の表面および表面近傍に存在する有機および無機不純物を、簡易且つ短時間で確実に洗浄除去することができる炭化ケイ素焼結体の洗浄方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の炭化ケイ素焼結体の洗浄方法は、洗浄液供給手段と、気体供給手段と、を備え、前記洗浄液供給手段による洗浄液と、前記気体供給手段による気体とを２流体ジェット流として噴出口から噴出させる２流体ジェットノズルを用いて、炭化ケイ素焼結体の表面に付着している汚染物を除去する炭化ケイ素焼結体の洗浄方法において、前記洗浄液は、濃度が６０［％］以下の硝酸、濃度が５０［％］以下のフッ化水素酸、或いは、硝酸、フッ化水素酸および純水または超純水の混合液であることを特徴とする。また、前記気体は窒素ガスあるいはアルゴンあるいは空気であることを特徴とする。
【００１０】
上記特徴の本発明の炭化ケイ素焼結体の洗浄方法によれば、炭化ケイ素焼結体の表面に付着している汚染物を、２流体ジェットノズルを用いた枚葉式洗浄により行い、洗浄液に、濃度が６０［％］以下の硝酸、濃度が５０［％］以下のフッ化水素酸、或いは、硝酸、フッ化水素酸および純水または超純水の混合液を用いるので、炭化ケイ素焼結体の表面および表面近傍に存在する無機不純物を、簡易且つ短時間で確実に洗浄除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の炭化ケイ素焼結体の洗浄方法の実施例について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１２】
〔実施例〕
図１は本発明の一実施例に係る炭化ケイ素焼結体の洗浄方法の説明図であり、気体および洗浄液による２流体ジェットノズルを用いた枚葉式洗浄を説明する説明図である。同図に示すように、２流体ジェット洗浄装置は、液滴を炭化ケイ素焼結体２１上に向けて噴出する噴出口１５を備えている。噴出口１５には、この噴出口１５内に洗浄液（純水等）を供給する洗浄液供給手段１１が接続されている。また、噴出口１５には、噴出口１５内に気体を供給する気体供給手段１３が接続されている。
【００１３】
ここで、洗浄液供給手段１１には、加圧タンクやレギュレータ等が設けられており（図示せず）噴出口１５に供給する洗浄液の供給圧力および供給量が制御されている。また、気体供給手段１３においても図示しないが、レギュレータ等が設けられており、気体の供給圧力と供給量とが制御されている。また、噴出口１５の下部には、炭化ケイ素焼結体２１を保持して回転する設置台１７が設けてある。
【００１４】
このような構成による２流体ジェット洗浄装置を用いて炭化ケイ素焼結体２１を洗浄する場合、まず、炭化ケイ素焼結体２１を設置台１７の上部に保持させて回転させる。次に、気体供給手段１３および洗浄液供給手段１１から噴出口１５に気体と洗浄液とを供給する。気体と洗浄液とが噴出ノズル１５に供給されると、噴出口１５内で気体と洗浄液とが混合され、洗浄液は粒状の液滴に変化し、気体の流れと共に噴出口１５の先端から２流体のジェット流２３として噴出される。この際、噴出口１５内では、洗浄液の液滴が気体の流れによって加速され噴出される。
【００１５】
ここで、噴出口１５から噴出される気体および洗浄液によるジェット流２３の速度は、気体および洗浄液の供給圧力（供給量）によって制御される。洗浄液の供給量を少なくし、気体の供給量を多くすると、液滴の粒径は小さくなる。一方、洗浄液を多く、気体を少なく供給すると、液滴の粒子は大きくなる。上述のように、液滴の噴出速度と、粒径を変化させることによって、洗浄効果（除去率）と、デバイスに与えるダメージ量を制御することが可能となる。従って、除去すべき汚染物質の大きさによって、液滴の粒径を自在に制御することで、効果的な洗浄効果を得ることができる。このように、２流体ジェットノズルを用いた枚葉式洗浄は、気体および洗浄液を使用して噴出口１５への供給量を変化させて炭化ケイ素焼結体２１上に噴出させることで、効果的に洗浄を行うものである。
【００１６】
本実施例の炭化ケイ素焼結体の洗浄方法では、炭化ケイ素焼結体２１の表面に付着している汚染物を、上記のような２流体ジェットノズルを用いた枚葉式洗浄により行うが、洗浄液に、濃度が６０［％］以下の硝酸（ＨＮＯ３）、濃度が５０［％］以下のフッ化水素酸（ＨＦ）、或いは、硝酸、フッ化水素酸および純水または超純水の混合液を用い、また気体に窒素ガスあるいはアルゴンあるいは空気を用いる点に特徴がある。
【００１７】
ここで、純水としては、純度が１００［ｐｐｔ］以下のレベルで、且つ電気伝導率が１．０［μＳ／ｃｍ］のものが好ましく、純度が１０［ｐｐｔ］未満のものであればより好ましい。また、超純水としては、純度が１００［ｐｐｔ］以下のレベルで、且つ比抵抗が１７．０［ＭΩ・ｃｍ］以上のものが好ましく、純度が１０［ｐｐｔ］未満のものであればより好ましい。
【００１８】
また、洗浄液供給手段１１から噴出口１５に供給する洗浄液の供給圧力および供給量について、供給圧力は０．２０〜０．５０［Ｍｐａ］、供給流量は２００〜８００［ｍｌ／分］とすることが好ましく、また、気体供給手段１３から噴出口１５に供給するガス（気体）の供給圧力および供給量について、供給圧力は約０．２０〜０．０５［Ｍｐａ］、供給流量は８０〜１８０［ＮＬ／分］とすることが好ましい。さらに、洗浄時の設置台１７の回転数は０〜５００［ｒｐｍ］とすることが好ましい。
【００１９】
なお、洗浄装置の構成において、噴出口１５の先端から気体および洗浄液をピンポイントのジェット流２３として噴出させる形態、噴出口１５の先端から気体および洗浄液を扇状のジェット流２３として噴出させる形態、複数本の噴出口１５を備える形態、或いは、噴出口１５を平面的に走査できる可動機構を備える形態等々、種々のバリエーションが考えられる。
【００２０】
また、図１に例示した構成では、炭化ケイ素焼結体２１を保持する手段として、炭化ケイ素焼結体２１を載置・保持して回転させる設置台１７を用いたが、炭化ケイ素焼結体２１の端部を２箇所以上固定する保持手段を用い、炭化ケイ素焼結体２１を保持した保持手段自体を回転させる構成としても良い。設置台１７を使用した場合には、炭化ケイ素焼結体２１の表裏２面について片面ずつ洗浄する必要があるが、端部固定の保持手段を使用する場合には、炭化ケイ素焼結体２１の表裏２面を両側から同時に洗浄する装置構成とすることもでき、その場合、洗浄処理時間をさらに半減させることが可能である。
【００２１】
また、短時間の洗浄で洗浄効果を上げるために、洗浄時に炭化ケイ素焼結体２１を回転させているが、炭化ケイ素焼結体２１を回転させることは必ずしも必須要件ではなく、炭化ケイ素焼結体２１を固定して同様の洗浄を行っても、十分な洗浄効果を得ることができる。このように洗浄装置の構成および洗浄方法について種々のバリエーションが考えられるが、洗浄対象の炭化ケイ素焼結体２１の形状や性質、また要求される洗浄効率やスループットに応じて最適となる形態および方法を選択すれば良い。
【００２２】
本実施例の炭化ケイ素焼結体の洗浄方法による洗浄処理時間について検証してみたところ、従来のＲＣＡ洗浄によるバッチ式洗浄では約１２０［分］を要していたものが、本実施例の２流体ジェットノズルを用いた枚葉式洗浄では、バーティクル除去のみの場合には約２［分］を要し、バーティクル除去および金属汚染除去の場合には約５［分］を要し、格段に洗浄処理時間を短縮させることができた。
【００２３】
また、本実施例の炭化ケイ素焼結体の洗浄方法による洗浄効果について検証してみたところ、従来のＲＣＡ洗浄によるバッチ式洗浄に対して、炭化ケイ素焼結体２１表面のバーティクル数を従来の約２［％］程度にまで低減させることができ、また、炭化ケイ素焼結体２１表面の金属汚染濃度を従来と同等以上の洗浄効率を得ることができた。
【００２４】
以上説明したように、本実施例の炭化ケイ素焼結体の洗浄方法では、洗浄液供給手段１１と、気体供給手段１３と、を備え、洗浄液供給手段１１による洗浄液と、気体供給手段１３による気体とを２流体ジェット流として噴出口１５から噴出させる２流体ジェットノズルを用いて、炭化ケイ素焼結体２１の表面に付着している汚染物を除去する炭化ケイ素焼結体の洗浄方法において、洗浄液に、濃度が６０［％］以下の硝酸、濃度が５０［％］以下のフッ化水素酸、或いは、硝酸、フッ化水素酸および純水または超純水の混合液を用い、また気体に窒素ガスあるいはアルゴンあるいは空気を用いることとしたので、従来のＲＣＡ洗浄によるバッチ式洗浄と比較して格段に洗浄処理時間を短縮させることができ、また、バーティクル除去に関する洗浄効率を格段に向上させることができると共に、金属汚染除去に関しても同等以上の洗浄効率を実現することができる。結果として、炭化ケイ素焼結体の表面および表面近傍に存在する無機不純物を、簡易且つ短時間で確実に洗浄除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施例に係る炭化ケイ素焼結体の洗浄方法の説明図である。
【符号の説明】
【００２６】
１１  洗浄液供給手段
１３  気体供給手段
１５  噴出ノズル
１７  設置台
２１  炭化ケイ素焼結体
２３  ジェット流
【図１】
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