[发明专利]清洗剂和碳化硅单晶基板的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及清洗剂和碳化硅单晶基板的制造方法，更详细而言，涉及用于对使用含有锰化合物的研磨剂研磨后的碳化硅单晶基板进行清洗的清洗剂和使用该清洗剂进行研磨后的清洗的碳化硅单晶基板的制造方法。

背景技术

碳化硅(SiC)半导体与硅半导体相比，击穿电场、电子饱和漂移速度和热传导率更大，因此，正在研究、开发使用碳化硅半导体来实现与现有的硅器件相比能在更高的温度下高速工作的功率器件。其中，用于驱动电动两轮车、电动汽车和混合动力汽车等的发动机的电源中使用的高效率的开关元件的开发正受到关注。为了实现这样的功率器件，需要用于通过外延生长形成品质更高的碳化硅半导体层的、表面平滑且洁净度高的碳化硅单晶基板。

近年来，碳化硅单晶基板的制造中，作为形成极平滑的基板表面的方法，正在研究化学机械研磨(Chemical Mechanical Polishing：以下有时称为CMP)技术。CMP是通过利用氧化等化学反应使被加工物的表面变为氧化物等并使用硬度比被加工物低的磨粒除去生成的氧化物从而对表面进行研磨的方法。该方法具有不会使被加工物的表面产生应变、可形成极平滑的面的优点。

作为上述CMP用的研磨剂，已知含有胶态二氧化硅的PH4～9的研磨用组合物(例如参考专利文献1)。但是，利用该研磨用组合物的碳化硅单晶基板的研磨中存在研磨速度低、生产率降低的问题。为了利用高速研磨来提高生产率，提出了化学作用更强的研磨剂。具体而言，通过利用含有二氧化硅磨粒和高锰酸根离子的酸性研磨剂，实现了高研磨速度(例如参考专利文献2)。另外，提出了使用二氧化锰作为磨粒的中性至碱性的研磨剂，并实现了高研磨速度(例如参考专利文献3)。

一般而言，利用CMP的研磨后的基板表面会产生并附着有来源于研磨剂的磨粒残渣、重金属等污物。已知这些污染会导致器件的工作不良、性能下降，从而必须在研磨后清洗基板。

一直以来，作为研磨后的碳化硅单晶基板的清洗方法，广泛使用着在高温下使用在作为基质的过氧化氢中加入有强酸(硫酸、盐酸)或碱(氨)、以及氢氟酸的高浓度的药液的清洗方法、所谓的RCA(Radio Corporation of America)清洗(例如参考非专利文献1、非专利文献2)。

但是，非专利文献1和非专利文献2中记载的RCA清洗方法在高温下使用强酸、强碱性的高浓度过氧化氢、并且使用毒性高的氢氟酸，因此，不仅在作业性方面存在问题，而且需要清洗装置周边的耐腐蚀性、排气设备。另外，在清洗处理后需要利用大量的纯水进行冲洗工序，存在对环境的负荷大的问题。

近年来，针对这样的问题，正在寻求安全性更高、作业性更良好、可简化清洗装置周边的设备并且不需要利用大量纯水进行冲洗的、能够抑制环境负荷和设备成本的简便且有效的清洗方法。具体而言，正在寻求在室温下使用弱酸性至弱碱性且浓度低的药液(例如过氧化氢等)并且不使用毒性高的氢氟酸的清洗方法。

但是，在对与硅基板相比、化学反应性更低且耐化学品性更高的碳化硅单晶基板使用上述的弱酸性至弱碱性且浓度低的药液的方法中，清洗效果不充分。特别是，如专利文献2和专利文献3所记载的那样，在对利用以高浓度含有作为重金属的锰化合物的研磨剂进行研磨后的碳化硅单晶基板在室温下使用弱酸性至弱碱性且浓度低的过氧化氢的简便的清洗方法中，将由锰成分的附着引起的金属污染除去的效果不充分。因此，存在无法将清洗后的基板用于器件制作的问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-117027号公报

专利文献2：日本特开2009-238891号公报

专利文献3：日本特开2011-122102号公报

非专利文献

非专利文献1：RCA Review,p.187,1970年6月

非专利文献2：《平成15年度新エネルギー·産業技術総合開発機構委託業務調査研究報告書ＳｉＣ半導体/デバイス事業化·普及戦略に係わる調査研究(2003年新能源产业技术综合开发机构委托业务调查研究报告书SiC半导体/器件商业化、普及战略相关的调查研究)》40页、财团法人新功能元件研究开发协会

发明内容

发明所要解决的问题