清洗劑和碳化硅單晶基板的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供對于利用含有錳化合物的研磨劑研磨后的碳化硅單晶基板利用安全且簡便的方法有效地清洗殘留、附著于基板表面的錳成分的清洗劑。本發(fā)明涉及一種清洗劑，其用于對利用含有錳化合物的研磨劑研磨后的碳化硅單晶基板進(jìn)行清洗，所述清洗劑中，含有抗壞血酸和異抗壞血酸中的至少一種，并且pH為6以下。
【專利說明】清洗劑和碳化硅單晶基板的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及清洗劑和碳化硅單晶基板的制造方法，更詳細(xì)而言，涉及用于對使用含有錳化合物的研磨劑研磨后的碳化硅單晶基板進(jìn)行清洗的清洗劑和使用該清洗劑進(jìn)行研磨后的清洗的碳化硅單晶基板的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]碳化硅(SiC)半導(dǎo)體與硅半導(dǎo)體相比，擊穿電場、電子飽和漂移速度和熱傳導(dǎo)率更大，因此，正在研究、開發(fā)使用碳化硅半導(dǎo)體來實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)有的硅器件相比能在更高的溫度下高速工作的功率器件。其中，用于驅(qū)動電動兩輪車、電動汽車和混合動力汽車等的發(fā)動機(jī)的電源中使用的高效率的開關(guān)元件的開發(fā)正受到關(guān)注。為了實(shí)現(xiàn)這樣的功率器件，需要用于通過外延生長形成品質(zhì)更高的碳化硅半導(dǎo)體層的、表面平滑且潔凈度高的碳化硅單晶基板。
[0003]近年來，碳化硅單晶基板的制造中，作為形成極平滑的基板表面的方法，正在研究化學(xué)機(jī)械研磨(Chemical Mechanical Polishing:以下有時稱為CMP)技術(shù)。CMP是通過利用氧化等化學(xué)反應(yīng)使被加工物的表面變?yōu)檠趸锏炔⑹褂糜捕缺缺患庸の锏偷哪チ３ド傻难趸飶亩鴮Ρ砻孢M(jìn)行研磨的方法。該方法具有不會使被加工物的表面產(chǎn)生應(yīng)變、可形成極平滑的面的優(yōu)點(diǎn)。
[0004]作為上述CMP用的 研磨劑，已知含有膠態(tài)二氧化硅的PH4~9的研磨用組合物(例如參考專利文獻(xiàn)I)。但是，利用該研磨用組合物的碳化硅單晶基板的研磨中存在研磨速度低、生產(chǎn)率降低的問題。為了利用高速研磨來提高生產(chǎn)率，提出了化學(xué)作用更強(qiáng)的研磨劑。具體而言，通過利用含有二氧化硅磨粒和高錳酸根離子的酸性研磨劑，實(shí)現(xiàn)了高研磨速度(例如參考專利文獻(xiàn)2)。另外，提出了使用二氧化錳作為磨粒的中性至堿性的研磨劑，并實(shí)現(xiàn)了高研磨速度(例如參考專利文獻(xiàn)3)。
[0005]一般而言，利用CMP的研磨后的基板表面會產(chǎn)生并附著有來源于研磨劑的磨粒殘渣、重金屬等污物。已知這些污染會導(dǎo)致器件的工作不良、性能下降，從而必須在研磨后清洗基板。
[0006]一直以來，作為研磨后的碳化硅單晶基板的清洗方法，廣泛使用著在高溫下使用在作為基質(zhì)的過氧化氫中加入有強(qiáng)酸(硫酸、鹽酸)或堿(氨)、以及氫氟酸的高濃度的藥液的清洗方法、所謂的RCA(Radio Corporation of America)清洗(例如參考非專利文獻(xiàn)1、非專利文獻(xiàn)2)。
[0007]但是，非專利文獻(xiàn)I和非專利文獻(xiàn)2中記載的RCA清洗方法在高溫下使用強(qiáng)酸、強(qiáng)堿性的高濃度過氧化氫、并且使用毒性高的氫氟酸，因此，不僅在作業(yè)性方面存在問題，而且需要清洗裝置周邊的耐腐蝕性、排氣設(shè)備。另外，在清洗處理后需要利用大量的純水進(jìn)行沖洗工序，存在對環(huán)境的負(fù)荷大的問題。
[0008]近年來，針對這樣的問題，正在尋求安全性更高、作業(yè)性更良好、可簡化清洗裝置周邊的設(shè)備并且不需要利用大量純水進(jìn)行沖洗的、能夠抑制環(huán)境負(fù)荷和設(shè)備成本的簡便且有效的清洗方法。具體而言，正在尋求在室溫下使用弱酸性至弱堿性且濃度低的藥液(例如過氧化氫等)并且不使用毒性高的氫氟酸的清洗方法。
[0009]但是，在對與硅基板相比、化學(xué)反應(yīng)性更低且耐化學(xué)品性更高的碳化硅單晶基板使用上述的弱酸性至弱堿性且濃度低的藥液的方法中，清洗效果不充分。特別是，如專利文獻(xiàn)2和專利文獻(xiàn)3所記載的那樣，在對利用以高濃度含有作為重金屬的錳化合物的研磨劑進(jìn)行研磨后的碳化硅單晶基板在室溫下使用弱酸性至弱堿性且濃度低的過氧化氫的簡便的清洗方法中，將由錳成分的附著引起的金屬污染除去的效果不充分。因此，存在無法將清洗后的基板用于器件制作的問題。
[0010]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0011]專利文獻(xiàn)
[0012]專利文獻(xiàn)1:日本特開2005-117027號公報
[0013]專利文獻(xiàn)2:日本特開2009-238891號公報
[0014]專利文獻(xiàn)3:日本特開2011-122102號公報
[0015]非專利文獻(xiàn)
[0016]非專利文獻(xiàn)I:RCA Review, p.187，1970 年 6 月
[0017]非專利文獻(xiàn) 2:《平成15年度新二彳、> ￥ —.産業(yè)技術(shù)総合開発機(jī)構(gòu)委託業(yè)務(wù)調(diào)查研究報告書s i C半導(dǎo)體/ r K 4 ^事業(yè)化?普及戦略^係t 3調(diào)查研究(2003年新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開發(fā)機(jī)構(gòu)委托業(yè)務(wù)調(diào)查研究報告書SiC半導(dǎo)體/器件商業(yè)化、普及戰(zhàn)略相關(guān)的調(diào)查研究)》40頁、財團(tuán)法人新功能元件研究開發(fā)協(xié)會

【發(fā)明內(nèi)容】

[0018]發(fā)明所要解決的問題
[0019]本發(fā)明為了解決這樣的問題而完成，其目的在于提供在利用顯示出高研磨速度且含有錳化合物的研磨劑對碳化硅單晶基板進(jìn)行研磨后利用安全且簡便的方法有效地清洗殘留、附著于基板表面的錳成分的清洗劑。另外，本發(fā)明的目的在于提供利用這樣的清洗劑進(jìn)行清洗來制造沒有錳等金屬污染的碳化硅單晶基板的方法。
[0020]用于解決問題的手段
[0021]本發(fā)明的清洗劑用于對利用含有錳化合物的研磨劑研磨后的碳化硅單晶基板進(jìn)行清洗，其中，含有抗壞血酸和異抗壞血酸中的至少一種，并且pH為6以下。
[0022]本發(fā)明的清洗劑中，優(yōu)選所述研磨劑含有選自由二氧化錳、三氧化二錳和高錳酸根離子組成的組中的至少一種。另外，本發(fā)明的清洗劑的PH優(yōu)選為5以下。另外，所述抗壞血酸和所述異抗壞血酸相對于所述清洗劑整體的含有比例的合計優(yōu)選為0.1質(zhì)量％以上且50質(zhì)量％以下。
[0023]本發(fā)明的碳化硅單晶基板的制造方法包括使用含有錳化合物的研磨劑對碳化硅單晶基板進(jìn)行研磨的研磨工序、和在該研磨工序后使用清洗劑對所述碳化硅單晶基板進(jìn)行清洗的清洗工序，所述制造方法中，使用所述的本發(fā)明的清洗劑作為所述清洗劑。
[0024]本發(fā)明的碳化硅單晶基板的制造方法中，優(yōu)選所述研磨劑含有選自由二氧化錳、三氧化二錳和高錳酸根離子組成的組中的至少一種。另外，所述清洗劑的pH優(yōu)選為5以下。另外，所述清洗劑中，所述抗壞血酸和所述異抗壞血酸的含有比例的合計優(yōu)選為0.1質(zhì)量％以上且50質(zhì)量％以下。
[0025]需要說明的是，本發(fā)明中，“錳化合物”不僅包括含有錳且不帶有電荷的共價性化合物，而且還包括帶有電荷的化合物離子。
[0026]發(fā)明效果
[0027]根據(jù)本發(fā)明的清洗劑，使用含有抗壞血酸和異抗壞血酸中的至少一種且pH為6以下的液體對利用含有錳化合物且具有高研磨速度的研磨劑研磨后的碳化硅單晶基板進(jìn)行清洗，由此，能夠在將附著在碳化硅單晶基板上的錳化合物等含有錳的成分(以下也稱為錳成分)溶解的同時進(jìn)行清洗，從而將其有效地除去。
[0028]而且，根據(jù)包括利用這樣的清洗劑的清洗工序的本發(fā)明的碳化硅單晶基板的制造方法，能夠在清洗工序中將附著在碳化硅單晶基板上的上述錳化合物等錳成分有效地除去，因此，能夠利用顯示出高研磨速度且具有錳化合物的研磨劑進(jìn)行研磨。而且，可以得到?jīng)]有錳等金屬污染的碳化硅單晶基板，可以制造特性優(yōu)良的器件。另外，本發(fā)明的清洗劑被調(diào)節(jié)為PH6以下的較寬的pH，并且以較低的濃度含有抗壞血酸等且不含有毒性高的成分，因此，可以大幅減輕作業(yè)性和清洗裝置周邊的排氣設(shè)備等的負(fù)荷以及需要大量純水的沖洗工序的負(fù)荷。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1是表示能夠在本發(fā)明的實(shí)施方式中使用的研磨裝置的一例。
【具體實(shí)施方式】 [0030]以下對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0031]本發(fā)明的實(shí)施方式的碳化硅單晶基板的制造方法包括使用含有錳化合物的研磨劑對碳化硅單晶基板進(jìn)行研磨的研磨工序和使用清洗劑對該研磨工序后的碳化硅單晶基板進(jìn)行清洗的清洗工序。而且，使用本發(fā)明的清洗劑即含有抗壞血酸和異抗壞血酸中的至少一種且pH為6以下的清洗液作為清洗劑進(jìn)行清洗。
[0032]首先，對本發(fā)明的碳化硅單晶基板的制造方法進(jìn)行說明，接著，對該制造方法中清洗工序中使用的清洗劑進(jìn)行說明。
[0033][研磨工序]
[0034]本發(fā)明的碳化硅單晶基板的制造方法包括使用含有錳化合物的研磨劑進(jìn)行研磨的研磨工序。
[0035](研磨劑)
[0036]研磨劑中含有的錳化合物優(yōu)選為選自由二氧化錳、三氧化二錳和高錳酸根離子組成的組中的至少一種。優(yōu)選在研磨劑中含有二氧化錳和三氧化二錳作為磨粒。作為磨粒含有的二氧化錳和三氧化二錳的平均粒徑優(yōu)選為0.05 μ m~3.0 μ m，更優(yōu)選為0.1 μ m~LOym0在平均粒徑小于0.05 μ m時，對碳化硅單晶基板的研磨速度低，在平均粒徑超過
3.0ym時，存在磨粒的分散性差、容易在基板表面產(chǎn)生傷痕的問題。本說明書中，平均粒徑通過激光衍射/散射式粒徑分布測定法進(jìn)行測定，是指體積基準(zhǔn)的累計百分率中的50%直徑的D5tl。
[0037]另外，作為磨粒含有的二氧化錳和三氧化二錳相對于研磨劑整體的含有比例(濃度)以二氧化錳和三氧化二錳的合計計優(yōu)選為0.1質(zhì)量％以上且30質(zhì)量％以下，更優(yōu)選為I質(zhì)量％以上且20質(zhì)量％以下。二氧化錳和三氧化二錳的含有比例(濃度)以合計計低于0.1質(zhì)量％時，對碳化硅單晶基板的研磨速度低，超過30質(zhì)量％時，存在磨粒難以分散并且成本增高的問題。
[0038]研磨劑中含有的錳化合物中，高錳酸根離子作為碳化硅單晶的氧化劑發(fā)揮作用，提聞碳化娃單晶基板的CMP的速度。作為聞猛酸根尚子的供給源，可優(yōu)選列舉聞猛酸鐘、聞錳酸鈉等高錳酸鹽。在研磨劑含有高錳酸根離子的情況下，作為磨粒，可以含有上述二氧化錳、三氧化二錳、二氧化硅、二氧化鈰、氧化鋁、氧化鋯、二氧化鈦、氧化鐵、氧化鉻等粒子。作為磨粒的平均粒徑和含有比例(濃度)，優(yōu)選與上述二氧化錳和三氧化二錳同樣的范圍。
[0039]另外，在研磨劑含有高錳酸根離子的情況下，可以實(shí)質(zhì)上不含有磨粒，可以以研磨液的形式使用。關(guān)于研磨劑中高錳酸根離子的含有比例(濃度)，不論有無磨粒都優(yōu)選為0.01質(zhì)量％~7.5質(zhì)量％，更優(yōu)選為0.05質(zhì)量％~5質(zhì)量％。在高錳酸根離子的含有比例(濃度)低于0.01質(zhì)量％時，基板表面的氧化反應(yīng)不充分，研磨速度降低。在超過7.5質(zhì)量％時，高錳酸根離子以鹽的形式析出，析出的鹽有可能造成基板表面的傷痕等的產(chǎn)生。 [0040]本發(fā)明的實(shí)施方式中，研磨工序中使用的研磨劑優(yōu)選含有水作為分散介質(zhì)。水是用于使磨粒穩(wěn)定地分散并且將作為氧化劑的上述高錳酸根離子和根據(jù)需要添加的后述任意成分分散、溶解的介質(zhì)。對于水沒有特別限制，從對配合成分的影響、雜質(zhì)的混入、對PH等的影響的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選為純水、超純水、離子交換水(去離子水)。
[0041]另外，研磨劑可以含有pH調(diào)節(jié)劑、潤滑劑、分散劑等。作為pH調(diào)節(jié)劑，可舉出酸或堿性化合物。作為酸，可使用:硝酸、硫酸、磷酸、鹽酸等無機(jī)酸，甲酸、乙酸、丙酸、丁酸等飽和羧酸、乳酸、蘋果酸、檸檬酸等羥基酸、鄰苯二甲酸、水楊酸等芳香族羧酸、草酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、富馬酸、馬來酸等二元羧酸、氨基酸、雜環(huán)類羧酸等有機(jī)酸。優(yōu)選使用硝酸和磷酸，特別優(yōu)選使用硝酸。作為堿性化合物，可使用氨、氫氧化鋰、氫氧化鉀、氫氧化鈉、四甲基銨等季銨化合物，單乙醇胺、乙基乙醇胺、二乙醇胺、丙二胺等有機(jī)胺。優(yōu)選使用氫氧化鉀、氫氧化鈉，特別優(yōu)選氫氧化鉀。
[0042]分散劑是為了使磨粒等穩(wěn)定地分散在純水等分散介質(zhì)中而添加的物質(zhì)。另外，潤滑劑適度地調(diào)節(jié)與研磨對象物之間產(chǎn)生的研磨應(yīng)力，能夠進(jìn)行穩(wěn)定的研磨。作為分散劑和潤滑劑，可使用陰離子型、陽離子型、非離子型、兩性的表面活性劑、多糖類、水溶性高分子等。作為表面活性劑，可使用:具有脂肪族烴基、芳香族烴基作為疏水基團(tuán)且在這些疏水基團(tuán)內(nèi)引入有I個以上的酯、醚、酰胺等鍵合基團(tuán)、?；?、烷氧基等連接基團(tuán)的表面活性劑；包含羧酸、磺酸、硫酸酯、磷酸、磷酸酯、氨基酸作為親水基團(tuán)的表面活性劑。作為多糖類，可使用褐藻酸、果膠、羧甲基纖維素、凝膠多糖、普魯蘭多糖、黃原膠、角叉菜膠、結(jié)冷膠、刺槐豆膠、阿拉伯膠、羅望子膠、車前子膠等。作為水溶性高分子，可使用聚丙烯酸、聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚天冬氨酸、聚谷氨酸、聚乙撐亞胺、聚烯丙胺、聚苯乙烯磺酸等。在使用分散劑和潤滑劑時，其含有比例相對于研磨劑整體優(yōu)選分別在0.001~5質(zhì)量％的范圍內(nèi)。
[0043](研磨方法)
[0044]作為使用上述含有錳化合物的研磨劑對作為研磨對象物的碳化硅單晶基板進(jìn)行研磨的方法，優(yōu)選在向研磨墊供給研磨劑的同時使研磨對象物的被研磨面與研磨墊接觸并通過兩者間的相對運(yùn)動進(jìn)行研磨的方法。需要說明的是，“被研磨面”是指研磨對象物的被研磨的面，例如指表面。
[0045]在該研磨方法中，作為研磨裝置，可使用現(xiàn)有公知的研磨裝置。圖1中示出可以在本發(fā)明的實(shí)施方式中使用的研磨裝置的一例，但本發(fā)明的研磨工序中使用的研磨裝置不限定于這樣的結(jié)構(gòu)的研磨裝置。
[0046]圖1所示的研磨裝置10中，以可在其垂直的軸心Cl周圍旋轉(zhuǎn)地被支撐的狀態(tài)設(shè)置有研磨平臺1，該研磨平臺I利用平臺驅(qū)動電動機(jī)2沿圖中箭頭所示的方向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。在該研磨平臺I的上表面粘貼有公知的研磨墊3。
[0047]另一方面，在研磨平臺I上的偏離軸心Cl的位置，在下表面利用吸附或保持框等保持SiC單晶基板等研磨對象物4的基板保持構(gòu)件(載體)5以可在其軸心C2的周圍旋轉(zhuǎn)且可沿軸心C2方向移動的方式支撐。該基板保持構(gòu)件5以利用未圖示的工件驅(qū)動電動機(jī)或利用來自上述研磨平臺I的旋轉(zhuǎn)力矩而沿箭頭所示的方向旋轉(zhuǎn)的方式構(gòu)成。在基板保持構(gòu)件5的下表面即與上述研磨墊3相對的面上保持有研磨對象物4。研磨對象物4以預(yù)定的負(fù)荷按壓在研磨墊3上。
[0048]另外，在基板保持構(gòu)件5的附近設(shè)置有滴流噴嘴6等，從未圖示的罐送出的本發(fā)明的研磨劑(以下也稱為研磨液)7供給至研磨平臺I上。
[0049]在用這樣的研磨裝置10進(jìn)行研磨時，在利用平臺驅(qū)動電動機(jī)2及工件驅(qū)動電動機(jī)使研磨平臺I及粘貼在其上的研磨墊3以及基板保持構(gòu)件5及保持在其下表面的研磨對象物4在各自的軸心周圍旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，將研磨液7從滴流噴嘴6等供給到研磨墊3的表面上，同時將保持于基板保持構(gòu)件5的研磨對象物4按壓到該研磨墊3上。由此，將研磨對象物4的被研磨面、即與研磨墊3相對的面進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨。
[0050]基板保持構(gòu)件5不僅可以進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，也可以進(jìn)行直線運(yùn)動。另外，研磨平臺I及研磨墊3也可以不進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，例如可以以帶式在一個方向上移動。
[0051]對于利用這樣的研磨裝置10的研磨條件，沒有特別限定，通過對基板保持構(gòu)件5施加負(fù)荷而按壓到研磨墊3上，能夠進(jìn)一步提高研磨壓力，能夠提高研磨速度。研磨壓力優(yōu)選為約5kPa~約80kPa，從被研磨面內(nèi)的研磨速度的均勻性、平坦性、防止劃痕等研磨缺陷的觀點(diǎn)考慮，更優(yōu)選為約IOkPa~約50kPa。研磨平臺I及基板保持構(gòu)件5的轉(zhuǎn)速優(yōu)選為約50rpm~約500rpm,但不限于此。另外，關(guān)于研磨液7的供給量,根據(jù)被研磨面的構(gòu)成材料、研磨液的組成、上述研磨條件等適當(dāng)調(diào)節(jié)來選擇。
[0052]作為研磨墊3，可以使用一般的由無紡布、發(fā)泡聚氨酯、多孔質(zhì)樹脂、非多孔質(zhì)樹脂等構(gòu)成的研磨墊。另外，為了促進(jìn)向研磨墊3供給研磨液7或者在研磨墊3積存一定量的研磨液7，可以對研磨墊3的表面實(shí)施格子狀、同心圓狀、螺旋狀等的槽加工。此外，根據(jù)需要，也可以使墊調(diào)節(jié)器接觸研磨墊3的表面，在進(jìn)行研磨墊3表面的調(diào)節(jié)的同時進(jìn)行研磨。 [0053][清洗工序]
[0054]本發(fā)明的碳化硅單晶基板的制造方法中，使用上述的含有錳化合物且具有高研磨速度的研磨劑對碳化硅單晶基板進(jìn)行研磨后，使用含有抗壞血酸和異抗壞血酸中的至少一種且PH為6以下的清洗劑對研磨后的碳化硅單晶基板進(jìn)行清洗。通過使用上述清洗劑對碳化硅單晶基板進(jìn)行清洗，可以使在研磨工序中附著在基板上的錳化合物等錳成分溶解從而將其有效地除去。[0055](清洗劑)
[0056]本發(fā)明的清洗劑含有抗壞血酸和異抗壞血酸中的至少一種且pH為6以下。
[0057]含有抗壞血酸和/或異抗壞血酸的清洗劑對附著在碳化硅單晶基板上的錳化合物等錳成分顯示出高的清洗、除去效果的理由還不明確，但可認(rèn)為:抗壞血酸和異抗壞血酸具有充分的還原性，可將附著在研磨后的碳化硅單晶基板的表面上的錳化合物等還原為更易溶解的價數(shù)的錳離子，由此表現(xiàn)出高清洗效果。另外可認(rèn)為:抗壞血酸和異抗壞血酸與錳離子形成絡(luò)合物，由此，可以防止溶出到液體中的錳離子的再附著，從而可有效地將錳成分排出，因此，從這一點(diǎn)而言也可表現(xiàn)出高清洗效果。
[0058]抗壞血酸和異抗壞血酸相對于清洗劑整體的含有比例(濃度)以抗壞血酸和異抗壞血酸的合計計優(yōu)選為0.1質(zhì)量％以上且50質(zhì)量％以下,更優(yōu)選為0.25質(zhì)量％以上且25質(zhì)量％以下，進(jìn)一步優(yōu)選為0.5質(zhì)量％以上且10質(zhì)量％以下?？箟难岷彤惪箟难嵯鄬τ谇逑磩┱w的含有比例以合計計低于0.1質(zhì)量％時，清洗效果不充分，超過50質(zhì)量％時，抗壞血酸和異抗壞血酸的溶解可能會變得不充分，從而析出物殘留在基板表面上。
[0059]本發(fā)明的清洗劑優(yōu)選含有水作為抗壞血酸和異抗壞血酸的溶劑。作為水，可舉出例如去離子水、超純水、電荷離子水、氫水和臭氧水等。需要說明的是，水具有控制本發(fā)明的清洗劑的流動性的功能，因此其含量可以根據(jù)清洗速度等目標(biāo)清洗特性而適當(dāng)設(shè)定。水的含量通常優(yōu)選設(shè)定為清洗劑整體的50~99.5質(zhì)量％。
[0060]作為本發(fā)明的實(shí)施方式的含有抗壞血酸和異抗壞血酸中的至少一種的清洗劑，其液體的PH為6以下的寬pH范圍，對錳化合物等具有一定以上的清洗效果，清洗劑的pH優(yōu)選為5以下，更優(yōu)選為3以下。清洗劑的pH超過6時，對錳化合物等的清洗效果不充分。 [0061]本發(fā)明的清洗劑可以含有清洗輔助劑。作為清洗輔助劑，可舉出例如用于降低表面張力的表面活性劑、多糖類、水溶性高分子、用于使PH保持穩(wěn)定的具有緩沖效果的酸。
[0062]作為用于降低表面張力的清洗輔助劑，可使用例如陰離子型、陽離子型、非離子型、兩性的表面活性劑、多糖類、水溶性高分子等。作為表面活性劑，可使用具有脂肪族烴基、芳香族烴基作為疏水基團(tuán)且在這些疏水基團(tuán)內(nèi)引入有I個以上的酯、醚、酰胺等鍵合基團(tuán)、酰基、烷氧基等連接基團(tuán)的表面活性劑；包含羧酸、磺酸、硫酸酯、磷酸、磷酸酯、氨基酸作為親水基團(tuán)的表面活性劑。作為多糖類，可使用褐藻酸、果膠、羧甲基纖維素、凝膠多糖、普魯蘭多糖、黃原膠、角叉菜膠、結(jié)冷膠、刺槐豆膠、阿拉伯膠、羅望子膠、車前子膠等。作為水溶性高分子，可使用聚丙烯酸、聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚天冬氨酸、聚谷氨酸、聚乙撐亞胺、聚烯丙胺、聚苯乙烯磺酸等。
[0063]另外，作為用于使pH保持穩(wěn)定的具有緩沖效果的酸，可舉出例如pKa為2~5且具有I個以上的羧酸基的酸。具體而言，可舉出檸檬酸，但也可以使用除此以外的大部分有機(jī)酸。
[0064](清洗方法)
[0065]清洗工序中，優(yōu)選使上述清洗劑與碳化硅單晶基板直接接觸來進(jìn)行清洗。作為使清洗劑與基板直接接觸的方法，可舉出例如:將清洗劑充滿清洗槽并在其中放入基板的浸潰式清洗、從噴嘴向基板噴射清洗劑的方法和使用聚乙烯醇制等的海綿的擦洗等。本發(fā)明的清洗劑可以應(yīng)用于上述中的任意一種方法，從可以進(jìn)行更有效的清洗的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選并用超聲波清洗的浸潰式清洗。[0066]清洗工序中，使清洗劑與碳化硅單晶基板接觸的時間優(yōu)選為30秒以上。通過設(shè)定為30秒以上，可以得到充分的清洗效果。
[0067]清洗工序中，清洗劑的溫度可以為室溫，也可以加熱到約40°C~約80°C后使用，但優(yōu)選設(shè)定為80°C以下。通過使清洗劑的溫度為80°C以下，可以防止抗壞血酸發(fā)生熱分解。另外，在裝置的構(gòu)成方面，若清洗劑達(dá)到接近100°C的溫度，則會由于水的蒸發(fā)而難以控制pH，因此優(yōu)選設(shè)定為80°C以下。
[0068]根據(jù)這樣的清洗工序，使用含有抗壞血酸和異抗壞血酸中的至少一種且pH為6以下的洗滌劑對利用含有錳化合物且具有高研磨速度的研磨劑研磨后的碳化硅單晶基板進(jìn)行清洗，由此，能夠在將附著在基板上的錳化合物等錳成分溶解的同時進(jìn)行清洗，從而將其有效地除去。而且，使用本發(fā)明的清洗劑的清洗方法與現(xiàn)有的RCA清洗相比，可以實(shí)現(xiàn)同等或更高的錳化合物除去率(例如、錳除去率為99%以上)。
[0069]另外，根據(jù)包括利用本發(fā)明的清洗劑進(jìn)行的清洗工序的本發(fā)明的碳化硅單晶基板的制造方法，可以在清洗工序中有效地將附著在基板上的錳化合物等錳成分除去，因此，能夠利用顯示出高研磨速度的含有錳化合物的研磨劑進(jìn)行研磨。另外，能夠通過安全且簡便的方法得到與RCA清洗同等以上的潔凈度的碳化硅單晶基板，能夠制成特性良好的半導(dǎo)體器件。
[0070]實(shí)施例
[0071]以下通過實(shí)施例和比較例更具體地說明本發(fā)明，但本發(fā)明并不限定于這些實(shí)施例。例I~5、例10和例11為本發(fā)明的實(shí)施例，例6~9和例12為比較例。
[0072]例I ~12
[0073](I)清洗劑的制備
[0074]按照以下所示的方式制備表1所示的組成的清洗劑。
[0075]例I~4和例8~11中，在純水中添加表1所示的各添加劑以達(dá)到該表所示的含有比例(濃度)，攪拌約5分鐘而使添加劑溶解。例5~7中，在純水中添加表1所示的各添加劑以達(dá)到該表所示的含有比例(濃度)，攪拌約5分鐘而使添加劑溶解后，添加作為pH調(diào)節(jié)劑的氫氧化鉀，調(diào)節(jié)到表1所示的預(yù)定的pH。例12中，在純水中添加過氧化氫以達(dá)到表1所示的含有比例(濃度)，攪拌約5分鐘后，添加作為pH調(diào)節(jié)劑的鹽酸，調(diào)節(jié)至pH3。需要說明的是，各清洗劑的PH使用橫河電機(jī)公司制的pHSl-ll在25°C下進(jìn)行測定。
[0076]表1
【權(quán)利要求】
1.一種清洗劑，其用于對利用含有錳化合物的研磨劑研磨后的碳化硅單晶基板進(jìn)行清洗，所述清洗劑中， 含有抗壞血酸和異抗壞血酸中的至少一種，并且pH為6以下。
2.如權(quán)利要求1所述的清洗劑，其中， 所述研磨劑含有選自由二氧化錳、三氧化二錳和高錳酸根離子組成的組中的至少一種。
3.如權(quán)利要求1或2所述的清洗劑，其中，pH為5以下。
4.如權(quán)利要求1~3中任一項所述的清洗劑，其中， 所述抗壞血酸和所述異抗壞血酸相對于所述清洗劑整體的含有比例的合計為0.1質(zhì)量％以上且5 0質(zhì)量％以下。
5.一種碳化硅單晶基板的制造方法，其包括使用含有錳化合物的研磨劑對碳化硅單晶基板進(jìn)行研磨的研磨工序、和在該研磨工序后使用清洗劑對所述碳化硅單晶基板進(jìn)行清洗的清洗工序，所述制造方法中， 使用權(quán)利要求1所述的清洗劑作為所述清洗劑。
6.如權(quán)利要求5所述的碳化硅單晶基板的制造方法，其中， 所述研磨劑含有選自由二氧化錳、三氧化二錳和高錳酸根離子組成的組中的至少一種。
7.如權(quán)利要求5或6所述的碳化硅單晶基板的制造方法，其中， 所述清洗劑的PH為5以下。
8.如權(quán)利要求5~7中任一項所述的碳化硅單晶基板的制造方法，其中， 所述清洗劑中所述抗壞血酸和所述異抗壞血酸的含有比例的合計為0.1質(zhì)量％以上且50質(zhì)量％以下。
【文檔編號】C11D7/26GK103987832SQ201280061689
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2012年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月14日
【發(fā)明者】吉田伊織, 宮谷克明 申請人:旭硝子株式會社