JP2003088817A - Method for cleaning surface of substrate - Google Patents

Method for cleaning surface of substrate

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JP2003088817A
JP2003088817A JP2002145977A JP2002145977A JP2003088817A JP 2003088817 A JP2003088817 A JP 2003088817A JP 2002145977 A JP2002145977 A JP 2002145977A JP 2002145977 A JP2002145977 A JP 2002145977A JP 2003088817 A JP2003088817 A JP 2003088817A
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cleaning
acid
substrate
substrate surface
agent
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JP2002145977A
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Japanese (ja)
Inventor
Hitoshi Morinaga
均 森永
Hideaki Mochizuki
望月英章
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Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for highly efficiently cleaning a substrate, by which both of a particle-shaped contaminant and a metallic contaminant can be removed in a short time while extremely reducing the occurrence of such a problem that the removed contaminants are stuck to the substrate again and the processed dimensions of the substrate are deformed by etching. SOLUTION: This method comprises at least two following steps (1) and (2). The second cleaning step (2) is carried out after the first cleaning step (1). In the first cleaning step (1), the surface of the substrate is cleaned by using a complex forming agent-containing alkaline detergent. In the second cleaning step (2) the substrate is cleaned by using another detergent having 0.03-3 wt.% hydrofluoric acid content C for <=45 seconds cleaning time t while satisfying the inequality: 0.25<=tC<1.29> <=5.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は半導体デバイスやデ
ィスプレイデバイスなどを製造する工程において、デバ
イス用基板表面を洗浄するための洗浄方法である。詳し
くは、短時間で基板上の汚染物である金属と微粒子(パ
ーティクル)の両方を除去し、基板表面を高度に清浄化
する基板表面の洗浄方法に存する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cleaning method for cleaning the surface of a device substrate in a process of manufacturing a semiconductor device, a display device or the like. More specifically, the present invention resides in a method for cleaning a substrate surface, which removes both metal and fine particles (particles) that are contaminants on the substrate in a short time to highly clean the substrate surface.

【0002】[0002]

【従来の技術】マイクロプロセッサー、メモリー、CC
Dなどの半導体デバイスや、TFT液晶などのフラット
パネルディスプレイデバイスの製造工程では、シリコン
(Si)や酸化シリコン(SiO2)、ガラス等の基板
表面にサブミクロンの寸法でパターン形成や薄膜形成を
行っている。そしてこれらを製造する際には、製造の各
工程において該基板表面の微量な汚染を低減することが
極めて重要な課題である。
2. Description of the Related Art Microprocessor, memory, CC
In the manufacturing process of semiconductor devices such as D and flat panel display devices such as TFT liquid crystal, patterns and thin films are formed on the substrate surface of silicon (Si), silicon oxide (SiO 2 ), glass, etc. with submicron dimensions. ing. And when manufacturing these, it is a very important subject to reduce a slight amount of contamination on the surface of the substrate in each step of manufacturing.

【0003】汚染の中でも、特に金属汚染やパーティク
ル汚染はデバイスの電気的特性や歩留まりを低下させる
ので、汚染が発生した工程内にて極力これを低減してか
ら、基板を次の工程に移す必要がある。汚染の除去に
は、基板表面を洗浄剤により洗浄する事が一般に行われ
ている。近年、デバイス製造に於いては単位時間当たり
の基板処理枚数向上等、一層の生産効率化が要求されて
おり、益々微細化・高集積化傾向にあるデバイスを有す
る基板の製造においては、基板表面の金属汚染及びパー
ティクル汚染の双方の除去性に優れた、迅速に基板表面
を高度に清浄化する洗浄方法が望まれている。
Among the pollutions, particularly metal pollution and particle pollution lowers the electrical characteristics and yield of the device. Therefore, it is necessary to reduce the pollution as much as possible in the process where the pollution occurs and then move the substrate to the next process. There is. To remove the contamination, it is common practice to clean the surface of the substrate with a cleaning agent. In recent years, further improvement in production efficiency has been required in device manufacturing, such as increasing the number of substrates processed per unit time. In the manufacture of substrates with devices that are becoming more and more miniaturized and highly integrated, the substrate surface There is a demand for a cleaning method which is excellent in removing both metal contamination and particle contamination, and which rapidly and highly cleans the substrate surface.

【0004】一般に、パーティクル汚染の除去にはアル
カリ性溶液による洗浄が有効である事が知られている。
半導体デバイス用のSi基板やSiO2基板、あるいデ
ィスプレイデバイス用のガラス基板の表面洗浄には、ア
ンモニア水溶液や水酸化カリウム水溶液、水酸化テトラ
メチルアンモニウム水溶液等のアルカリ性水溶液が用い
られている。またアンモニア、過酸化水素、水からなる
洗浄剤(「SC−1洗浄剤」または「APM洗浄剤」と
いう)による洗浄(「SC−1洗浄」または「APM洗
浄」という)も広く用いられている。
It is generally known that cleaning with an alkaline solution is effective for removing particle contamination.
An alkaline aqueous solution such as an aqueous ammonia solution, an aqueous potassium hydroxide solution, or an aqueous tetramethylammonium hydroxide solution is used for cleaning the surface of a Si substrate or a SiO 2 substrate for a semiconductor device or a glass substrate for a display device. Further, cleaning with a cleaning agent composed of ammonia, hydrogen peroxide, and water (referred to as "SC-1 cleaning agent" or "APM cleaning agent") (referred to as "SC-1 cleaning" or "APM cleaning") is also widely used. .

【0005】一方、金属汚染の除去には酸性水溶液によ
る洗浄が有効である事が知られている。半導体デバイス
用のSi基板やSiO2基板、あるいディスプレイデバ
イス用のガラス基板表面の洗浄には、塩酸や硝酸、硫
酸、フッ酸等の酸を水で希釈したものが、洗浄剤として
用いられている。また塩酸、過酸化水素、水からなる洗
浄剤(「SC−2洗浄剤」または「HPM洗浄剤」とい
う)による洗浄(「SC−2洗浄」または「HPM洗
浄」という)も広く用いられている。
On the other hand, it is known that cleaning with an acidic aqueous solution is effective for removing metal contamination. To clean the surface of Si or SiO 2 substrates for semiconductor devices or glass substrates for display devices, acid such as hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid or hydrofluoric acid diluted with water is used as a cleaning agent. There is. Cleaning with a cleaning agent composed of hydrochloric acid, hydrogen peroxide and water (referred to as "SC-2 cleaning agent" or "HPM cleaning agent") (referred to as "SC-2 cleaning" or "HPM cleaning") is also widely used. .

【0006】基板表面のパーティクル汚染と金属汚染の
双方を除去するためには、これらの洗浄を組み合わせて
複数のステップによる洗浄がなされている。半導体デバ
イス用基板表面の汚染洗浄方法としては、SC−1洗浄
でパーティクル汚染を除去し、続けてSC−2洗浄で金
属汚染を除去する、いわゆるRCA洗浄(Kern and Puo
tinen: RCA Review, pp.187-206, June(1970)等)が広
く用いられている。また、基板表面のSiやSiO2
強固に化学結合した金属汚染、あるいは基板表層内部に
取り込まれた微量な金属汚染を除去する為には、フッ酸
含有量が0.25〜1重量%程度の希フッ酸水溶液(以
下、単に「希フッ酸」ということがある。)によって、
基板の表層をエッチングすることが効果的である。特
に、アルミニウム(Al)や銅(Cu)は基板表面のS
iやSiO2と反応して強固な化学結合を作り易く、そ
して基板の表層近傍にも取り込まれ易いので、基板表面
を清浄化するには基板表層をエッチングしてこれらを除
去する方法が、最も効果的であることが近年明らかとな
っている(Morinaga et al., The ElectrochemicalSoc
iety Proceeding Series PV99-36, pp.585-592, Pennin
gton, NJ (2000)等)。したがって、SC−1洗浄の後
に、またはSC−2洗浄の後に、あるいはSC−1洗浄
とSC−2洗浄の間に希フッ酸による洗浄を行い、合計
3ステップ段の洗浄を行うことにより高清浄な表面を得
ることが出来る。これらの2ステップまたは3ステップ
からなる洗浄方法は、一般に1ステップあたりの洗浄工
程に1〜15分を要するので、トータルで数十分を要す
る。
In order to remove both particle contamination and metal contamination on the surface of the substrate, cleaning is performed in a plurality of steps by combining these cleanings. A method for cleaning the surface of semiconductor device substrates by so-called RCA cleaning (Kern and Puo), in which SC-1 cleaning removes particle contamination and SC-2 cleaning subsequently removes metal contamination.
tinen: RCA Review, pp.187-206, June (1970)) is widely used. Further, in order to remove metal contamination that is chemically bonded to Si or SiO 2 on the surface of the substrate or a small amount of metal contamination taken into the surface layer of the substrate, the hydrofluoric acid content is about 0.25 to 1% by weight. With the dilute hydrofluoric acid aqueous solution (hereinafter, may be simply referred to as “dilute hydrofluoric acid”),
It is effective to etch the surface layer of the substrate. Particularly, aluminum (Al) and copper (Cu) are S on the substrate surface.
Since it is easy to react with i or SiO 2 to form a strong chemical bond and is easily taken into the vicinity of the surface layer of the substrate, the most effective method for cleaning the substrate surface is to etch the surface layer of the substrate and remove them. It has recently been shown to be effective (Morinaga et al., The ElectrochemicalSoc
iety Proceeding Series PV99-36, pp.585-592, Pennin
gton, NJ (2000) etc.). Therefore, after SC-1 cleaning, after SC-2 cleaning, or between SC-1 cleaning and SC-2 cleaning, cleaning with dilute hydrofluoric acid is performed, and cleaning is performed in a total of 3 step stages to achieve high cleanliness. It is possible to obtain a smooth surface. The cleaning method consisting of these two steps or three steps generally requires 1 to 15 minutes for the cleaning step per step, and thus requires several tens of minutes in total.

【0007】またデバイス用基板表面の洗浄を行う装置
としては、代表的なものが2種類ある。一方は、カセッ
トに収容された複数枚の基板を、通常は洗浄剤を貯めた
洗浄槽内に浸して洗浄するバッチ式洗浄装置である。他
方は、1枚の基板をホルダーに装着し、通常は基板を回
転(例えば基板がディスク状で有れば円周方向に回転)
させながら洗浄剤を基板表面にかける枚葉式洗浄装置で
ある。バッチ式洗浄装置は単位時間当たりの基板処理枚
数が多い反面、装置が大きく、基板のデバイス形成表面
あるいはその裏面から脱離した汚染が別のデバイス形成
表面に再付着するという、いわゆる基板間の汚染再付着
(クロスコンタミネーション)の発生や、1枚のみ洗浄
したい場合にも多量の洗浄剤が必要になるなどの問題点
を有する。
There are two typical types of devices for cleaning the surface of the device substrate. One is a batch-type cleaning device that normally cleans a plurality of substrates housed in a cassette by immersing them in a cleaning tank containing a cleaning agent. On the other hand, one substrate is attached to the holder, and usually the substrate is rotated (for example, if the substrate has a disk shape, it is rotated in the circumferential direction).
This is a single-wafer cleaning device that applies a cleaning agent to the surface of the substrate while performing the cleaning. The batch type cleaning device has a large number of substrates to be processed per unit time, but the device is large, and the contamination detached from the device formation surface of the substrate or its back surface reattaches to another device formation surface, so-called contamination between substrates. There are problems that re-adhesion (cross contamination) occurs and a large amount of cleaning agent is required even when only one sheet is desired to be cleaned.

【0008】一方、枚葉式洗浄装置は装置が小さく、ク
ロスコンタミネーションがない反面、1枚ずつ洗浄する
ために、単位時間当たりの基板処理枚数が少ないという
問題がある。
On the other hand, the single-wafer cleaning apparatus is small in size and has no cross-contamination, but it has a problem that the number of substrates processed per unit time is small because it is cleaned one by one.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】従来の基板表面の洗浄
方法においては、先述した様に、SC−1洗浄、SC−
2洗浄や更には希フッ酸洗浄等を含む、複数のステップ
有する洗浄方法によって基板表面を高度に清浄化してい
た。よって洗浄時間が長く、生産効率が悪いと言う問題
があった。特に基板を1枚ずつ洗浄する枚葉式洗浄装置
では、装置1台あたりの単位時間当たりの基板処理枚数
が少ないので洗浄装置が数多く必要となり、コスト面で
不利であると言う問題があった。
In the conventional method for cleaning the surface of the substrate, as described above, SC-1 cleaning and SC-cleaning are performed.
The substrate surface was highly cleaned by a cleaning method having a plurality of steps, including 2 cleaning and further cleaning with dilute hydrofluoric acid. Therefore, there is a problem that the cleaning time is long and the production efficiency is poor. Particularly, in the single-wafer cleaning apparatus for cleaning the substrates one by one, the number of substrates processed per unit time is small, so that a large number of cleaning apparatuses are required, which is disadvantageous in terms of cost.

【0010】また希フッ酸洗浄では、通常0.5重量%
程度のフッ酸水溶液を用いて1〜5分間程度の洗浄処理
をする間に、基板表面(SiO2膜等)を10オングス
トローム(Å)以上エッチングしてしまうために基板表
面のデバイスの加工寸法精度が狂ってしまう等、近年、
様々な問題が顕在化しつつある。この問題は、デバイス
の微細化、ゲート酸化膜の薄膜化に連れて、今後急速に
顕在化する事が予想される。またエッチングによって剥
き出しとなった疎水性のSi表面にパーティクルが付着
し汚染したり(一般に疎水面にはパーティクルが付着し
やすい)、更には疎水面に残留した水滴が乾燥する際に
出来るシミ状の汚染、いわゆるウォーターマークが発生
する等の問題もある。
Further, in cleaning with dilute hydrofluoric acid, it is usually 0.5% by weight.
Since the surface of the substrate (SiO 2 film, etc.) is etched by 10 angstroms (Å) or more during the cleaning treatment for 1 to 5 minutes using a hydrofluoric acid aqueous solution, the processing dimensional accuracy of the device on the substrate surface In recent years,
Various problems are emerging. It is expected that this problem will rapidly become apparent in the future as devices become finer and gate oxide films become thinner. In addition, particles adhere to the hydrophobic Si surface exposed by etching to contaminate (generally particles are likely to adhere to the hydrophobic surface), and water droplets remaining on the hydrophobic surface may be stained. There is also a problem such as contamination, so-called watermarking.

【0011】この様なSiO2のエッチングを抑制する
ために、洗浄時間は従来同様だがフッ酸濃度を極めて低
減させた、例えば10重量ppm程度の極微量のフッ酸
を純水に添加した極めて希薄なフッ酸水溶液で基板表面
を洗浄するという洗浄方法も提案されている(特開平3
−190130号公報等)。しかしながらこのような洗
浄方法では、フッ酸濃度が極めて低いので、このフッ酸
水溶液による洗浄だけでも5分程度必要となり、未だに
生産効率は低いままである。加えてこの方法を枚葉洗浄
装置に適用する場合には、多量の洗浄剤を必要とするの
で多量の酸廃液が生じ、この処分が問題となる。
In order to suppress such etching of SiO 2 , the cleaning time is the same as the conventional one, but the concentration of hydrofluoric acid is extremely reduced, for example, an extremely small amount of hydrofluoric acid of about 10 ppm by weight is added to pure water. A cleaning method has also been proposed in which the surface of the substrate is cleaned with an aqueous solution of hydrofluoric acid (Japanese Patent Laid-Open No. Hei 3).
-190130 gazette etc.). However, in such a cleaning method, since the concentration of hydrofluoric acid is extremely low, it takes about 5 minutes just to wash with the hydrofluoric acid aqueous solution, and the production efficiency is still low. In addition, when this method is applied to a single-wafer cleaning device, a large amount of cleaning agent is required, so a large amount of acid waste liquid is generated, and this disposal becomes a problem.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明は上述したような
問題を解決するためになされたものであり、半導体デバ
イスやディスプレイデバイスなどの製造工程において、
デバイス用基板に対して、短時間で、パーティクル
汚染と金属汚染の両方を除去し、汚染再付着やエッチ
ングによる加工寸法変化などを極めて低減させた、高効
率な基板洗浄方法を提供することを目的とするものであ
る。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and in the manufacturing process of semiconductor devices, display devices, etc.,
An object of the present invention is to provide a highly efficient substrate cleaning method that removes both particle contamination and metal contamination from a device substrate in a short time, and significantly reduces processing redeposition and processing dimensional changes due to etching. It is what

【0013】本発明者らは上述の課題を解決するために
鋭意検討を行った結果、まず第一に、先述したような極
めて希薄なフッ酸水溶液を用いて長時間洗浄するより
も、特定濃度以上、具体的には0.03重量%以上のフ
ッ酸水溶液を用いて特定時間以下で洗浄した方が、より
高い金属汚染除去効果が得られると言う意外な事実を見
いだした。さらに、フッ酸水溶液による洗浄では、フッ
酸濃度(重量%)と洗浄時間(秒)が特定の関係で表さ
れる場合に、十分な金属汚染の除去と、(前述した)エ
ッチングによる加工寸法変化などの問題解決を両立しう
ることを見いだした。
As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the inventors of the present invention found that, first of all, rather than washing for a long time with an extremely dilute aqueous solution of hydrofluoric acid as described above, As described above, it has been found that, more specifically, it is possible to obtain a higher metal contamination removing effect by washing with a hydrofluoric acid aqueous solution of 0.03 wt% or more for a specific time or less. Furthermore, in cleaning with a hydrofluoric acid aqueous solution, when the concentration of hydrofluoric acid (% by weight) and the cleaning time (seconds) are expressed in a specific relationship, sufficient removal of metal contamination and processing dimensional change due to etching (described above) It was found that both problems can be solved.

【0014】さらに検討を重ねた結果、錯化剤を含有す
るアルカリ性洗浄剤で基板表面を洗浄する工程(1)
と、先述したフッ酸水溶液による洗浄工程、つまり特定
濃度以上のフッ酸含有率の洗浄剤を用いて特定時間以下
で基板表面を洗浄する際に、洗浄剤中のフッ酸濃度と洗
浄時間が特定の関係にある様な工程(2)をこの順序で
組み合わせることによって、極めて短時間で、基板表面
のパーティクル汚染と金属汚染を共に除去でき、ウォー
ターマークやパーティクル再付着、エッチングによる加
工寸法変化などの問題が殆ど無いという優れた効果を奏
することを見いだし、本発明を完成させた。
As a result of further studies, a step (1) of cleaning the substrate surface with an alkaline cleaner containing a complexing agent
And the cleaning step with the hydrofluoric acid aqueous solution described above, that is, when cleaning the substrate surface for a specific time or less using a cleaning agent with a hydrofluoric acid content above a specific concentration, specify the concentration of the hydrofluoric acid in the cleaning agent and the cleaning time. By combining the steps (2) which are related to each other in this order, it is possible to remove both the particle contamination and the metal contamination on the substrate surface in an extremely short time. The present invention has been completed by finding that it has an excellent effect that there are few problems.

【0015】即ち本発明の要旨は、少なくとも以下の工
程(1)及び工程(2)を含み、工程(1)を行った後
に工程(2)を行う基板表面洗浄方法に存する。 工程(1)錯化剤含有アルカリ性洗浄剤で基板表面の洗
浄を行う洗浄工程。 工程(2)フッ酸含有率C(重量%)が0.03〜3重
量%である洗浄剤を用い、該洗浄剤による基板の洗浄時
間t(秒)が45秒以下であり、且つCとtが0.25
≦ tC1.29≦5の関係にある洗浄工程。
That is, the gist of the present invention resides in a substrate surface cleaning method including at least the following step (1) and step (2), and performing step (2) after performing step (1). Step (1) A cleaning step of cleaning the substrate surface with a complexing agent-containing alkaline cleaning agent. Step (2) A cleaning agent having a hydrofluoric acid content C (% by weight) of 0.03 to 3% by weight is used, a cleaning time t (seconds) of the substrate with the cleaning agent is 45 seconds or less, and C t is 0.25
≤ tC 1.29 ≤ 5 cleaning process.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。 (A)アルカリ性洗浄剤 (A−1)アルカリ性成分 本発明の工程(1)で用いるアルカリ性洗浄剤とは、ア
ルカリ性成分を含む、pH値が7を越えるアルカリ性水
溶液である。溶液のアルカリ性成分は特に限定されない
が、代表的なものとして水酸化アンモニウム(アンモニ
ア水溶液)と有機アルカリが挙げられる。有機アルカリ
としては水酸化第4級アンモニウム、アミン、アミノア
ルコール等のアミン類が挙げられる。水酸化第4級アン
モニウムとしては、炭素数1〜4のアルキル基及び/又
はヒドロキシアルキル基を有するものが好ましい。アル
キル基としてはメチル基、エチル基、プロピル基、ブチ
ル基等の炭素数1〜10のアルキル基が挙げられ、ヒド
ロキシアルキル基としてはヒドロキシメチル、ヒドロキ
シエチル、ヒドロキシプロピル、ヒドロキシブチル等の
炭素数1〜10のヒドロキシアルキル基が挙げられる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described in detail below. (A) Alkaline detergent (A-1) Alkaline component The alkaline detergent used in step (1) of the present invention is an alkaline aqueous solution containing an alkaline component and having a pH value of more than 7. The alkaline component of the solution is not particularly limited, but representative examples thereof include ammonium hydroxide (aqueous ammonia solution) and organic alkali. Examples of the organic alkali include amines such as quaternary ammonium hydroxide, amines and amino alcohols. As the quaternary ammonium hydroxide, those having an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms and / or a hydroxyalkyl group are preferable. Examples of the alkyl group include an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms such as methyl group, ethyl group, propyl group and butyl group, and examples of the hydroxyalkyl group include hydroxymethyl, hydroxyethyl, hydroxypropyl, hydroxybutyl and the like having 1 carbon atom. And hydroxyalkyl groups of 10 to 10.

【0017】この様な水酸化第4級アンモニウムとして
は具体的には、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド
(TMAH)、テトラエチルアンモニウムヒドロキシ
ド、トリメチル(ヒドロキシエチル)アンモニウムヒド
ロキシド(通称:コリン)、トリエチル(ヒドロキシエ
チル)アンモニウムヒドロキシド等が挙げられる。この
他のアミン類としては、エチレンジアミン、モノエタノ
ールアミン、トリメタノールアミンなどが挙げられる。
Specific examples of such a quaternary ammonium hydroxide include tetramethylammonium hydroxide (TMAH), tetraethylammonium hydroxide, trimethyl (hydroxyethyl) ammonium hydroxide (common name: choline), triethyl (hydroxy). Ethyl) ammonium hydroxide and the like. Other amines include ethylenediamine, monoethanolamine, trimethanolamine and the like.

【0018】また、水酸化ナトリウム、水酸化カリウ
ム、水酸化カルシウム等のアルカリ金属またはアルカリ
土類金属の水酸化物、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素ア
ンモニウム等のアルカリ性塩類なども用いられる。上述
のアルカリ性成分の中でも洗浄効果、金属残留が少ない
こと、経済性、洗浄剤の安定性などの理由から、アルカ
リ性成分としては水酸化アンモニウム、テトラメチルア
ンモニウムヒドロキシド(TMAH)、トリメチル(ヒ
ドロキシエチル)アンモニウムヒドロキシド(通称:コ
リン)などが好ましく、特に水酸化アンモニウムが好ま
しい。これらのアルカリ性成分は単独、または2種以上
を任意の割合で使用してもよい。洗浄剤中におけるアル
カリ性成分の濃度は適宜選択すればよいが、一般的には
0.001〜5重量%、中でも特に0.002〜1重量
%が好ましい。アルカリ性成分の濃度が低すぎると本発
明の目的である汚染除去効果が得られなお。逆に濃度が
高すぎても、高濃度に見合った高い効果が期待出来ない
ので経済的に不利であるばかりか、基板表面がエッチン
グにより損傷する危険性が増すので好ましくない。
Further, hydroxides of alkali metals or alkaline earth metals such as sodium hydroxide, potassium hydroxide and calcium hydroxide, and alkaline salts such as sodium hydrogen carbonate and ammonium hydrogen carbonate are also used. Among the above-mentioned alkaline components, ammonium hydroxide, tetramethylammonium hydroxide (TMAH), trimethyl (hydroxyethyl) are used as the alkaline components for the reasons such as cleaning effect, less residual metal, economical efficiency, and stability of the cleaning agent. Ammonium hydroxide (common name: choline) and the like are preferable, and ammonium hydroxide is particularly preferable. These alkaline components may be used alone or in any combination of two or more. The concentration of the alkaline component in the detergent may be appropriately selected, but is generally 0.001 to 5% by weight, and particularly preferably 0.002 to 1% by weight. If the concentration of the alkaline component is too low, the effect of removing contaminants, which is the object of the present invention, cannot be obtained. On the contrary, if the concentration is too high, a high effect corresponding to the high concentration cannot be expected, which is not economically disadvantageous, and the risk of damaging the substrate surface by etching increases, which is not preferable.

【0019】本発明に用いる錯化剤含有アルカリ性洗浄
剤においては、中でも金属残留が少ないこと、経済性、
洗浄剤の安定性などの理由から、水酸化アンモニウム、
テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)、
トリメチル(ヒドロキシエチル)アンモニウムヒドロキ
シド(通称:コリン)などが好ましく、特に水酸化アン
モニウムが好ましい。
Among the complexing agent-containing alkaline detergents used in the present invention, among others, there is little residual metal, economical efficiency,
For reasons such as detergent stability, ammonium hydroxide,
Tetramethylammonium hydroxide (TMAH),
Trimethyl (hydroxyethyl) ammonium hydroxide (common name: choline) and the like are preferable, and ammonium hydroxide is particularly preferable.

【0020】(A−2)錯化剤 本発明に用いるアルカリ性洗浄剤は錯化剤を含有するの
で、基板表面の金属汚染をさらに低減した極めて高清浄
な表面が得られるので好ましい。本発明に用いられる錯
化剤は従来公知の任意のものを使用できる。錯化剤の選
択にあたっては、基板表面の汚染レベル、金属の種類、
基板表面に要求される清浄度レベル、錯化剤コスト、化
学的安定性等から総合的に判断して選択すればよく、例
えば、以下に示すものが挙げられる。 (1)ドナー原子である窒素とカルボキシル基及び/又
はホスホン酸基を有する化合物 例えば、グリシン等のアミノ酸類;イミノ2酢酸、ニト
リロ3酢酸、エチレンジアミン4酢酸[EDTA]、ト
ランス−1,2−ジアミノシクロヘキサン4酢酸[Cy
DTA]、ジエチレントリアミン5酢酸[DTPA]、
トリエチレンテトラミン6酢酸[TTHA]等の含窒素
カルボン酸類;エチレンジアミンテトラキス(メチレン
ホスホン酸)[EDTPO]、ニトリロトリス(メチレ
ンホスホン酸)[NTPO]、プロピレンジアミンテト
ラ(メチレンホスホン酸)[PDTMP]等の含窒素ホ
スホン酸類などが挙げられる。 (2)芳香族炭化水素環を有し、且つ該環を構成する炭
素原子に直接結合したOH基及び/又はO-基を二つ以
上有する化合物 例えば、カテコール、レゾルシノール、タイロン等のフ
ェノール類及びその誘導体などが挙げられる。 (3)上記(1)、(2)の構造を併せ持った化合物 (3−1)エチレンジアミンジオルトヒドロキシフェニ
ル酢酸[EDDHA]及びその誘導体 例えば、エチレンジアミンジオルトヒドロキシフェニル
酢酸[EDDHA]、エチレンジアミン−N,N’−ビ
ス〔(2−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)酢酸〕
[EDDHMA]、エチレンジアミン−N,N’−ビス
〔(2−ヒドロキシ−5−クロルフェニル)酢酸〕[E
DDHCA]、エチレンジアミン−N,N’−ビス
〔(2−ヒドロキシ−5−スルホフェニル)酢酸〕[E
DDHSA]などの芳香族含窒素カルボン酸類;エチレ
ンジアミン−N,N’−ビス〔(2−ヒドロキシ−5−
メチルフェニル)ホスホン酸〕、エチレンジアミン−
N,N’−ビス〔(2−ヒドロキシ−5−ホスホフェニ
ル)ホスホン酸〕などの芳香族含窒素ホスホン酸類が挙
げられる。 (3−2)N,N’−ビス(2−ヒドロキシベンジル)
エチレンジアミン−N,N’−二酢酸[HBED]及び
その誘導体 例えば、N,N’−ビス(2−ヒドロキシベンジル)エ
チレンジアミン−N,N’−二酢酸[HBED]、N,
N’−ビス(2−ヒドロキシ−5−メチルベンジル)エ
チレンジアミン−N,N’−二酢酸[HMBED]、
N,N’−ビス(2−ヒドロキシ−5−クロルベンジ
ル)エチレンジアミン−N,N’−二酢酸などが挙げら
れる。 (4)その他 エチレンジアミン、8−キノリノール、o−フェナント
ロリン等のアミン類;ギ酸、酢酸、シュウ酸、酒石酸等
のカルボン酸類;フッ化水素酸、塩酸、臭化水素、ヨウ
化水素等のハロゲン化水素またはそれらの塩;リン酸、
縮合リン酸等のオキソ酸類またはそれらの塩等が挙げら
れる。
(A-2) Complexing agent Since the alkaline detergent used in the present invention contains a complexing agent, an extremely highly clean surface with further reduced metal contamination on the substrate surface can be obtained, which is preferable. Any conventionally known complexing agent can be used in the present invention. When selecting a complexing agent, the contamination level of the substrate surface, the type of metal,
It may be selected by comprehensively judging from the cleanliness level required for the surface of the substrate, the cost of the complexing agent, the chemical stability, etc. For example, the following may be mentioned. (1) Compounds having nitrogen as a donor atom and a carboxyl group and / or phosphonic acid group, for example, amino acids such as glycine; iminodiacetic acid, nitrilotriacetic acid, ethylenediaminetetraacetic acid [EDTA], trans-1,2-diamino Cyclohexane tetraacetic acid [Cy
DTA], diethylenetriamine pentaacetic acid [DTPA],
Nitrogen-containing carboxylic acids such as triethylenetetramine 6-acetic acid [TTHA]; ethylenediaminetetrakis (methylenephosphonic acid) [EDTPO], nitrilotris (methylenephosphonic acid) [NTPO], propylenediaminetetra (methylenephosphonic acid) [PDTMP], etc. Examples thereof include nitrogen-containing phosphonic acids. (2) A compound having an aromatic hydrocarbon ring and having two or more OH groups and / or O groups directly bonded to the carbon atoms constituting the ring, for example, phenols such as catechol, resorcinol, Tyrone, and the like. The derivative etc. are mentioned. (3) Compound (3-1) having both the structures of (1) and (2) above: ethylenediaminedioltohydroxyphenylacetic acid [EDDHA] and its derivatives, for example, ethylenediaminedioltohydroxyphenylacetic acid [EDDHA], ethylenediamine-N, N'-bis [(2-hydroxy-5-methylphenyl) acetic acid]
[EDDHMA], ethylenediamine-N, N'-bis [(2-hydroxy-5-chlorophenyl) acetic acid] [E
DDHCA], ethylenediamine-N, N'-bis [(2-hydroxy-5-sulfophenyl) acetic acid] [E
Aromatic nitrogen-containing carboxylic acids such as DDHSA]; ethylenediamine-N, N'-bis [(2-hydroxy-5-
Methylphenyl) phosphonic acid], ethylenediamine-
Examples thereof include aromatic nitrogen-containing phosphonic acids such as N, N'-bis [(2-hydroxy-5-phosphophenyl) phosphonic acid]. (3-2) N, N'-bis (2-hydroxybenzyl)
Ethylenediamine-N, N'-diacetic acid [HBED] and its derivatives such as N, N'-bis (2-hydroxybenzyl) ethylenediamine-N, N'-diacetic acid [HBED], N,
N'-bis (2-hydroxy-5-methylbenzyl) ethylenediamine-N, N'-diacetic acid [HMBED],
N, N'-bis (2-hydroxy-5-chlorobenzyl) ethylenediamine-N, N'-diacetic acid and the like can be mentioned. (4) Other amines such as ethylenediamine, 8-quinolinol and o-phenanthroline; carboxylic acids such as formic acid, acetic acid, oxalic acid and tartaric acid; hydrohalic acid such as hydrofluoric acid, hydrochloric acid, hydrogen bromide and hydrogen iodide Or salts thereof; phosphoric acid,
Examples thereof include oxo acids such as condensed phosphoric acid and salts thereof.

【0021】これらの錯化剤は、酸の形態のものを用い
てもよいし、アンモニウム塩等の塩の形態のものを用い
てもよい。上述した錯化剤の中でも、洗浄効果、化学的
安定性等の理由から、エチレンジアミン4酢酸[EDT
A]、ジエチレントリアミン5酢酸[DTPA]などの
含窒素カルボン酸類;ニトリロトリス(メチレンホスホ
ン酸)[NTPO]、エチレンジアミンテトラキス(メ
チレンホスホン酸)[EDTPO]、プロピレンジアミ
ンテトラ(メチレンホスホン酸)[PDTMP]などの
含窒素ホスホン酸類;エチレンジアミンジオルトヒドロ
キシフェニル酢酸[EDDHA]及びその誘導体;N,
N’−ビス(2−ヒドロキシベンジル)エチレンジアミ
ン−N,N’−二酢酸[HBED]などが好ましい。
These complexing agents may be in the form of acid or may be in the form of salt such as ammonium salt. Among the complexing agents mentioned above, ethylenediaminetetraacetic acid [EDT] is used because of its cleaning effect and chemical stability.
A], nitrogen-containing carboxylic acids such as diethylenetriamine pentaacetic acid [DTPA]; nitrilotris (methylenephosphonic acid) [NTPO], ethylenediaminetetrakis (methylenephosphonic acid) [EDTPO], propylenediaminetetra (methylenephosphonic acid) [PDTMP], etc. Nitrogen-containing phosphonic acids; ethylenediamine diorthohydroxyphenylacetic acid [EDDHA] and its derivatives; N,
N'-bis (2-hydroxybenzyl) ethylenediamine-N, N'-diacetic acid [HBED] and the like are preferable.

【0022】中でも洗浄効果の観点からエレンジアミン
ジオルトヒドロキシフェニル酢酸[EDDHA]、エチ
レンジアミン−N,N’−ビス〔(2−ヒドロキシ−5
−メチルフェニル)酢酸〕[EDDHMA]、ジエチレ
ントリアミン5酢酸[DTPA]、エチレンジアミン4
酢酸[EDTA]、ニトリロトリス(メチレンホスホン
酸)[NTPO]、プロピレンジアミンテトラ(メチレ
ンホスホン酸)[PDTMP]が好ましい。
Among them, from the viewpoint of cleaning effect, elenediaminedioltohydroxyphenylacetic acid [EDDHA], ethylenediamine-N, N'-bis [(2-hydroxy-5)
-Methylphenyl) acetic acid] [EDDHMA], diethylenetriamine 5 acetic acid [DTPA], ethylenediamine 4
Acetic acid [EDTA], nitrilotris (methylenephosphonic acid) [NTPO], propylenediaminetetra (methylenephosphonic acid) [PDTMP] are preferable.

【0023】これらの錯化剤は単独、または2種以上を
任意の割合で使用してもよい。洗浄剤中の錯化剤の濃度
は汚染金属不純物の種類と量、基板表面に要求される清
浄度レベルによって任意に選択すればよいが、一般的に
は通常1〜10000重量ppm、中でも5〜1000
重量ppm、特に10〜200重量ppmが好ましい。
錯化剤の濃度が低すぎると錯化剤による汚染除去や付着
防止効果が得られない。逆に濃度が高すぎても、高濃度
に見合った高い効果が期待出来ないので経済的に不利で
あるばかりか、基板表面に錯化剤が付着して、表面処理
後に残留する危険性が増すので好ましくない。
These complexing agents may be used alone or in any combination of two or more. The concentration of the complexing agent in the cleaning agent may be arbitrarily selected depending on the type and amount of contaminant metal impurities and the level of cleanliness required for the substrate surface, but generally 1 to 10000 ppm by weight, and particularly 5 to 5 ppm by weight. 1000
Weight ppm, especially 10 to 200 weight ppm is preferred.
If the concentration of the complexing agent is too low, the effect of removing the stains and preventing the adhesion by the complexing agent cannot be obtained. On the contrary, if the concentration is too high, the high effect corresponding to the high concentration cannot be expected, which is economically disadvantageous, and the risk that the complexing agent may adhere to the substrate surface and remain after the surface treatment increases. It is not preferable.

【0024】なお錯化剤は、通常販売されている試薬に
おいて1〜数千ppm程度の鉄(Fe)や亜鉛(Zn)
等の金属不純物が含有している場合がある。よって本発
明に使用する錯化剤が金属汚染源となる場合が考えられ
る。これらの金属不純物は、表面処理剤を調製した直後
には錯化剤と共に安定な錯体を形成して存在している
が、表面処理剤を長時間使用しているうちに錯化剤が分
解し、金属が遊離して基体表面に付着してしまう恐れが
ある。そのため本発明に用いる錯化剤は、予め含まれる
Fe、Al、Zn等の金属不純物を除去して各々の含有
量を5ppm以下とすることが好ましく、特に2ppm
以下とするのが好ましい。このような精製された錯化剤
を得るためには、例えば酸性またはアルカリ性水溶液に
錯化剤を溶解した後、不溶性不純物をろ過分離等によっ
て除去し、再び中和して錯化剤の結晶を析出させて分取
する等の方法によって精製すればよい。 (A−3)界面活性剤等、他の添加剤
The complexing agent is usually 1 to several thousand ppm of iron (Fe) or zinc (Zn) in commercially available reagents.
It may contain metal impurities such as. Therefore, the complexing agent used in the present invention may be a source of metal contamination. These metal impurities exist in a stable complex with the complexing agent immediately after the surface treating agent is prepared, but the complexing agent decomposes during long-term use of the surface treating agent. However, there is a risk that the metal will be released and adhere to the surface of the substrate. Therefore, it is preferable that the complexing agent used in the present invention removes metallic impurities such as Fe, Al, and Zn contained in advance so that the content of each is 5 ppm or less, particularly 2 ppm.
The following is preferable. In order to obtain such a purified complexing agent, for example, after dissolving the complexing agent in an acidic or alkaline aqueous solution, insoluble impurities are removed by filtration separation or the like, and neutralization is performed again to form crystals of the complexing agent. It may be purified by a method such as precipitation and separation. (A-3) Other additives such as surfactants

【0025】本発明に用いるアルカリ性洗浄剤には過酸
化水素、オゾン、酸素等の酸化剤が適宜配合されていて
もよい。半導体デバイス用基板の洗浄工程において、ベ
アシリコン基板(酸化膜のないシリコン基板)表面を洗
浄する際には、酸化剤の配合により、基板のエッチング
や表面荒れを抑えることができる。本発明に用いるアル
カリ性洗浄剤に過酸化水素を含有させる場合には、通
常、洗浄剤全液中の過酸化水素濃度が0.001〜5重
量%、好ましくは0.01〜1重量%の濃度範囲になる
ように用いられる。
The alkaline detergent used in the present invention may be appropriately blended with an oxidizing agent such as hydrogen peroxide, ozone or oxygen. When cleaning the surface of a bare silicon substrate (silicon substrate having no oxide film) in the step of cleaning a semiconductor device substrate, the etching and surface roughness of the substrate can be suppressed by mixing an oxidizing agent. When hydrogen peroxide is contained in the alkaline detergent used in the present invention, the concentration of hydrogen peroxide in the whole detergent solution is usually 0.001 to 5% by weight, preferably 0.01 to 1% by weight. Used to be in range.

【0026】また本発明に用いるアルカリ性洗浄剤に
は、更に界面活性剤を含有することで、基板表面のパー
ティクル汚染や有機物汚染の除去性が向上するので好ま
しい。界面活性剤は従来公知の任意のものを使用でき
る。界面活性剤の選択にあたっては、基板表面の汚染レ
ベル、パーティクルや有機物汚染の種類、基板表面に要
求される清浄度レベル、界面活性剤コスト、化学的安定
性等から総合的に判断し、選択すればよい。界面活性剤
としては、アニオン系、カチオン系、両性、ノニオン系
の界面活性剤が挙げられるが、中でもアニオン系、両
性、ノニオン系の界面活性剤が好ましい。特にアニオン
系の界面活性剤が好ましい。これらの界面活性剤は単独
で用いても良いし、異種の2種以上を適宜組み合わせて
用いても良い。中でもアニオン系界面活性剤とノニオン
系界面活性剤の組み合わせは汚染洗浄効果の点から好ま
しい。
Further, it is preferable that the alkaline detergent used in the present invention further contains a surfactant because the removal property of particle contamination and organic contamination on the substrate surface is improved. Any conventionally known surfactant can be used. When selecting a surfactant, make a comprehensive judgment based on the contamination level of the substrate surface, the type of particles and organic contaminants, the cleanliness level required for the substrate surface, the surfactant cost, chemical stability, etc. Good. Examples of the surfactant include anionic, cationic, amphoteric and nonionic surfactants. Among them, anionic, amphoteric and nonionic surfactants are preferable. Anionic surfactants are particularly preferable. These surfactants may be used alone or in combination of two or more different kinds. Above all, a combination of an anionic surfactant and a nonionic surfactant is preferable from the viewpoint of the effect of cleaning stains.

【0027】アニオン系界面活性剤としては、カルボン
酸型、スルホン酸型、硫酸エステル型、リン酸エステル
型など、両性界面活性剤としてはアミノ酸型、ベタイン
型など、ノニオン系界面活性剤としては、ポリエチレン
グリコール型、多価アルコール型などが挙げられる。ア
ニオン系界面活性剤の中ではスルホン酸型(−SO3
基を有する)、硫酸エステル型(−OSO3−)が好ま
しい。具体的には−SO3−基または−OSO 3−基を少
なくとも1つ有する化合物が好ましく、これらは単独で
使用しても、2種以上を適宜組み合わせて用いてもよ
い。
As the anionic surfactant, carvone is used.
Acid type, sulfonic acid type, sulfuric acid ester type, phosphoric acid ester
Amino acid type, betaine as amphoteric surfactant
As nonionic surfactants such as molds, polyethylene
Examples include glycol type and polyhydric alcohol type. A
Among the nonionic surfactants, sulfonic acid type (-SO3
Group), sulfate ester type (-OSO3−) Is preferred
Good Specifically -SO3-Group or -OSO 3-Low
Compounds having at least one are preferred, these are alone
It may be used, or two or more kinds may be appropriately combined and used.
Yes.

【0028】−SO3−基を有する界面活性剤として
は、例えば次に示す〜の化合物が挙げられる。 アルキルスルホン酸系化合物 アルキルスルホン酸系化合物としては、次式(1)で表
される化合物が挙げられる。
Examples of the surfactant having a —SO 3 — group include the following compounds (1) to (3). Alkyl sulfonic acid type compounds Examples of the alkyl sulfonic acid type compounds include compounds represented by the following formula (1).

【0029】[0029]

【化1】 RSO3X …式(1) (式中、Rはアルキル基、好ましくは炭素数8〜20の
アルキル基、Xは水素、カチオン原子またはカチオン原
子団を示す。) アルキルスルホン酸類としては、例えば、C817SO3
H及びその塩、C91 9SO3H及びその塩、C1021
3H及びその塩、C1123SO3H及びその塩、C12
25SO3H及びその塩、C1327SO3H及びその塩、C
1429SO3H及びその塩、C1531SO3H及びその
塩、C1633SO3H及びその塩、C17 35SO3H及び
その塩、C1837SO3H及びその塩などが挙げられ
る。
[Chemical 1] RSO3X ... Formula (1) (In the formula, R is an alkyl group, preferably having 8 to 20 carbon atoms.
Alkyl group, X is hydrogen, cation atom or cation source
Indicates a squad. ) Examples of the alkyl sulfonic acids include C8H17SO3
H and its salt, C9H1 9SO3H and its salt, CTenHtwenty oneS
O3H and its salt, C11Htwenty threeSO3H and its salt, C12H
twenty fiveSO3H and its salt, C13H27SO3H and its salt, C
14H29SO3H and its salt, C15H31SO3H and its
Salt, C16H33SO3H and its salt, C17H 35SO3H and
Its salt, C18H37SO3H and its salts, etc.
It

【0030】アルキルベンゼンスルホン酸系化合物 アルキルベンゼンスルホン酸系化合物としては、次式
(2)で表される化合物が挙げられる。
Alkylbenzene Sulfonic Acid Compounds Examples of the alkylbenzene sulfonic acid compounds include compounds represented by the following formula (2).

【0031】[0031]

【化2】 R−ph−SO3X …式(2) (式中、Rはアルキル基、好ましくは炭素数8〜20の
アルキル基、Xは水素、カチオン原子またはカチオン原
子団、phはフェニレン基を示す。) アルキルベンゼンスルホン酸類としては、例えば、ドデ
シルベンゼンスルホン酸及びその塩などが挙げられる。 アルキルナフタレンスルホン酸系化合物 アルキルナフタレンスルホン酸系化合物としては、次式
(3)で表される化合物が挙げられる。
R-ph-SO 3 X Formula (2) (wherein R is an alkyl group, preferably an alkyl group having 8 to 20 carbon atoms, X is hydrogen, a cation atom or a cation atom group, and ph is phenylene. Examples of the alkylbenzene sulfonic acids include dodecylbenzene sulfonic acid and salts thereof. Alkylnaphthalenesulfonic acid-based compound Examples of the alkylnaphthalenesulfonic acid-based compound include compounds represented by the following formula (3).

【0032】[0032]

【化3】 [Chemical 3]

【0033】(式中、R1、R2はそれぞれアルキル基、
好ましくは炭素数1〜10のアルキル基、Xは水素、カ
チオン原子またはカチオン原子団を示す。m、nはそれ
ぞれ0〜4の整数を表す。但し、1≦m+n≦7、好ま
しくは1≦m+n≦4である。) アルキルナフタレンスルホン酸系化合物としては、例え
ば、ジメチルナフタレンスルホン酸及びその塩などが挙
げられる。
(In the formula, R 1 and R 2 are each an alkyl group,
Preferably, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, X represents hydrogen, a cation atom or a cation atom group. m and n each represent an integer of 0-4. However, 1 ≦ m + n ≦ 7, preferably 1 ≦ m + n ≦ 4. ) Examples of the alkylnaphthalene sulfonic acid compounds include dimethylnaphthalene sulfonic acid and salts thereof.

【0034】メチルタウリン酸系化合物 メチルタウリン酸系化合物としては、次式(4)で表さ
れる化合物が挙げられる。
Methyl tauric acid compound As the methyl tauric acid compound, a compound represented by the following formula (4) can be mentioned.

【0035】[0035]

【化4】 RCON(CH3)CH2CH2SO3X …式(4) (式中、Rは炭化水素基、好ましくはCn2n+1、Cn
2n-1、Cn2n-3またはCn2n-5の飽和・不飽和の炭化
水素基、Xは水素、カチオン原子またはカチオン原子団
を示す。nは、通常8〜20、好ましくは13〜17の
整数を表す。炭化水素基の炭素数であるnが小さすぎる
と付着粒子の除去能力が低下する傾向がある。) メチルタウリン酸系化合物としては例えばC1123CO
N(CH3)CH2CH 2SO3H及びその塩、C1327
ON(CH3)CH2CH2SO3H及びその塩、C1531
CON(CH3)CH2CH2SO3H及びその塩、C17
35CON(CH 3)CH2CH2SO3H及びその塩、C17
33CON(CH3)CH2CH2SO3H及びその塩、C
1731CON(CH3)CH2CH2SO3H及びその塩、
1729CON(CH3)CH2CH2SO3H及びその塩
などが挙げられる。
[Chemical 4]       RCON (CH3) CH2CH2SO3X ... Formula (4) (In the formula, R is a hydrocarbon group, preferably CnH2n + 1, CnH
2n-1, CnH2n-3Or CnH2n-5Saturated / unsaturated carbonization of
Hydrogen group, X is hydrogen, cation atom or cation atom group
Indicates. n is usually 8 to 20, preferably 13 to 17
Represents an integer. N, which is the number of carbon atoms in the hydrocarbon group, is too small
And the ability to remove adhered particles tends to decrease. ) Examples of the methyl tauric acid compound include C11Htwenty threeCO
N (CH3) CH2CH 2SO3H and its salt, C13H27C
ON (CH3) CH2CH2SO3H and its salt, C15H31
CON (CH3) CH2CH2SO3H and its salt, C17H
35CON (CH 3) CH2CH2SO3H and its salt, C17
H33CON (CH3) CH2CH2SO3H and its salt, C
17H31CON (CH3) CH2CH2SO3H and its salt,
C17H29CON (CH3) CH2CH2SO3H and its salt
And so on.

【0036】アルキルジフェニルエーテルジスルホン
酸系化合物 アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸系化合物とし
ては、次式(5)で表される化 合物が挙げられる。
Alkyl diphenyl ether disulfonic acid type compounds Examples of the alkyl diphenyl ether disulfonic acid type compounds include compounds represented by the following formula (5).

【0037】[0037]

【化5】 R−ph(SO3X)−O−ph−SO3X …式(5) (式中、Rはアルキル基、好ましくは炭素数8〜20の
アルキル基、Xは水素、カチオン原子またはカチオン原
子団、phはフェニレン基を示す。) アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸系化合物とし
ては、例えば、ノニルジフェニルエーテルジスルホン酸
及びその塩、ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸
及びその塩などが挙げられる。
Embedded image R-ph (SO 3 X) -O-ph-SO 3 X ... (5) (wherein, R is an alkyl group, preferably an alkyl group having 8 to 20 carbon atoms, X is hydrogen, a cation An atom or a cation atomic group, and ph represents a phenylene group.) Examples of the alkyldiphenyletherdisulfonic acid compound include nonyldiphenyletherdisulfonic acid and salts thereof, dodecyldiphenyletherdisulfonic acid and salts thereof, and the like.

【0038】スルホコハク酸ジエステル系化合物 スルホコハク酸ジエステル系化合物としては、次式
(6)で示される化合物が挙げられる。
Sulfosuccinic acid diester compound As the sulfosuccinic acid diester compound, a compound represented by the following formula (6) can be mentioned.

【0039】[0039]

【化6】 R-O-CO-CH2-(R-O-CO-)CH-SO3X …式(6)Embedded image R—O—CO—CH 2 — (R—O—CO—) CH—SO 3 X Formula (6)

【0040】(式中、Rは水素またはアルキル基、好ま
しくは炭素数4〜20のアルキル基、Xは水素、カチオ
ン原子またはカチオン原子団を示す。) スルホコハク酸ジエステル類としては、例えば、ジ−2
−エチルヘキシルスルホコハク酸及びその塩、ラウリル
スルホコハク酸及びその塩などが挙げられる。 α−オレフィンスルホン酸系化合物 α−オレフィンスルホン酸系化合物としては、次式
(7)で表される化合物と次式(8)で表される化合物
の混合物が挙げられる。
(In the formula, R represents hydrogen or an alkyl group, preferably an alkyl group having 4 to 20 carbon atoms, and X represents hydrogen, a cation atom or a cation atom group.) Examples of the sulfosuccinic acid diesters include di- Two
-Ethylhexyl sulfosuccinic acid and its salt, lauryl sulfosuccinic acid and its salt, etc. are mentioned. [alpha] -Olefin sulfonic acid compound As the [alpha] -olefin sulfonic acid compound, a mixture of a compound represented by the following formula (7) and a compound represented by the following formula (8) can be mentioned.

【0041】[0041]

【化7】 RCH=CH(CH2mSO3X …式(7) RCH2CH(OH)(CH2nSO3X …式(8) (式中、Rはアルキル基、好ましくは炭素数4〜20の
アルキル基、Xは水素、カチオン原子またはカチオン原
子団、mは1〜10の整数を示す。nは1〜10の整数
を示す。) ナフタレンスルホン酸縮合物 ナフタレンスルホン酸縮合物としては、例えば、β−ナ
フタレンスルホン酸ホルマリン縮合物及びその塩などが
挙げられる。
Embedded image RCH═CH (CH 2 ) m SO 3 X ... Formula (7) RCH 2 CH (OH) (CH 2 ) n SO 3 X ... Formula (8) (In the formula, R is an alkyl group, preferably Alkyl group having 4 to 20 carbon atoms, X is hydrogen, a cation atom or a cation atomic group, m is an integer of 1 to 10, n is an integer of 1 to 10.) Naphthalenesulfonic acid condensate Naphthalenesulfonic acid condensation Examples of the product include β-naphthalenesulfonic acid formalin condensate and salts thereof.

【0042】上記〜で示される界面活性剤のアル
キル基または炭化水素基の水素がフッ素で置換されたフ
ッ素系界面活性剤類 これらの界面活性剤のうち、パーティクル汚染の除去性
に優れる点で、好ましくは、アルキルベンゼンスルホン
酸系化合物、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸
系化合物、スルホコハク酸ジエステル系化合物が用いら
れる。
Fluorine-based surfactants in which hydrogen of the alkyl group or hydrocarbon group of the surfactants represented by the above-mentioned is substituted with fluorine, of these surfactants, in terms of excellent removability of particle contamination, Preferably, an alkylbenzene sulfonic acid type compound, an alkyl diphenyl ether disulfonic acid type compound, and a sulfosuccinic acid diester type compound are used.

【0043】−OSO3−基を有する界面活性剤として
は、次に示す〜の化合物が挙げられる。 アルキル硫酸エステル系化合物 アルキル硫酸エステル系化合物としては、次式(9)で
表される化合物が挙げられる。
Examples of the surfactant having a —OSO 3 — group include the following compounds (1) to ( 3 ). Alkyl sulfate ester-based compound Examples of the alkyl sulfate ester-based compound include compounds represented by the following formula (9).

【0044】[0044]

【化8】 ROSO3X …式(9) (式中、Rはアルキル基、好ましくは炭素数8〜20の
アルキル基、Xは水素、カチオン原子またはカチオン原
子団を示す。) アルキル硫酸エステル系化合物としては、例えば、ドデ
シル硫酸エステル及びその塩などが挙げられる。
ROSO 3 X Formula (9) (In the formula, R is an alkyl group, preferably an alkyl group having 8 to 20 carbon atoms, and X is hydrogen, a cation atom or a cation atom group.) Alkyl sulfate ester type Examples of the compound include dodecyl sulfate and salts thereof.

【0045】アルキルエーテル硫酸エステル系化合物 アルキルエーテル硫酸エステル系化合物としては、次式
(10)で表される化合物が挙げられる。
Alkyl ether sulfuric acid ester compounds As the alkyl ether sulfuric acid ester compounds, there may be mentioned compounds represented by the following formula (10).

【0046】[0046]

【化9】 RO(CH2CH2O)nSO3X …式(10) (式中、Rはアルキル基、好ましくは炭素数8〜20の
アルキル基、Xは水素、カチオン原子またはカチオン原
子団、nはエチレンオキサイドの付加モル数、通常1〜
10、好ましくは2〜4の整数を示す。) アルキルエーテル硫酸エステル系化合物としては、例え
ば、テトラオキシエチレンラウリルエーテル硫酸エステ
ル及びその塩などが挙げられる。
Embedded image RO (CH 2 CH 2 O) n SO 3 X (10) (wherein R is an alkyl group, preferably an alkyl group having 8 to 20 carbon atoms, X is hydrogen, a cation atom or a cation atom) Group, n is the number of moles of ethylene oxide added, usually 1 to
An integer of 10, preferably 2 to 4, is shown. ) Examples of the alkyl ether sulfate compound include tetraoxyethylene lauryl ether sulfate and salts thereof.

【0047】アルキルフェニルエーテル硫酸エステル
系化合物 アルキルフェニルエーテル硫酸エステル系化合物として
は、次式(11)で表される化合物、硫酸化油、硫酸化
脂肪酸エステル系化合物、硫酸化オレフィン系化合物が
挙げられる。
Alkyl phenyl ether sulfate ester compounds Examples of the alkyl phenyl ether sulfate ester compounds include compounds represented by the following formula (11), sulfated oil, sulfated fatty acid ester compounds, and sulfated olefin compounds. .

【0048】[0048]

【化10】 R−ph−O−(CH2CH2O)nSO3X …式(11) (式中、Rはアルキル基、好ましくは炭素数8〜20の
アルキル基、Xは水素、カチオン原子またはカチオン原
子団、nはエチレンオキサイドの付加モル数、通常1〜
10、好ましくは2〜4の整数を示す。phはフェニレ
ン基を示す。) 上記〜で示される界面活性剤のアルキル基の水素
がフッ素で置換されたフッ素系界面活性剤。−OSO3
−基を有する界面活性剤はパーティクル除去性が優れて
いるが、アルカリ性が強くなると効果が低くなる。タイ
プによっても異なるので一概には言えないが、pH10
〜12では −SO3−基を有する界面活性剤の方が高
いパーティクル除去性を示す。
Embedded image R-ph-O- (CH 2 CH 2 O) n SO 3 X ... Equation (11) (wherein, R is an alkyl group, preferably an alkyl group having 8 to 20 carbon atoms, X is hydrogen, Cation atom or cation atom group, n is the number of moles of ethylene oxide added, usually 1 to
An integer of 10, preferably 2 to 4, is shown. ph represents a phenylene group. ) A fluorine-based surfactant in which hydrogen of an alkyl group of the surfactants represented by the above items 1 to 3 is substituted with fluorine. -OSO 3
The surfactant having a -group is excellent in particle removability, but becomes less effective as the alkalinity becomes stronger. It depends on the type, so it cannot be said unequivocally, but pH 10
In Nos. 12 to 12, the surfactant having a —SO 3 — group exhibits higher particle removability.

【0049】ノニオン系界面活性剤の中では、ポリエチ
レングリコール型としてはポリオキシエチレンアルキル
フェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテ
ル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリオキシエ
チレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン
・ポリオキシプロピレン・ブロックポリマー、ポリオキ
シエチレン・ポリオキシブチレンブロックポリマーなど
が挙げられる。多価アルコール型としてはグリセリン脂
肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステルなどが挙げら
れる。これらの界面活性剤のうち、汚染除去性に優れ、
なおかつ、生分解性が優れる点で、好ましくは、ポリオ
キシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン・
ポリオキシプロピレン・ブロックポリマー、ポリオキシ
エチレン・ポリオキシブチレンブロックポリマーなどが
用いられる。
Among the nonionic surfactants, as the polyethylene glycol type, polyoxyethylene alkylphenyl ether, polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene fatty acid ester, polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene / polyoxypropylene. -Block polymers, polyoxyethylene-polyoxybutylene block polymers, etc. may be mentioned. Examples of the polyhydric alcohol type include glycerin fatty acid ester and sorbitan fatty acid ester. Out of these surfactants, it has excellent decontamination properties,
Moreover, in terms of excellent biodegradability, polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene
A polyoxypropylene block polymer, a polyoxyethylene polyoxybutylene block polymer, or the like is used.

【0050】本発明に用いるアルカリ性洗浄剤中の界面
活性剤の濃度は、洗浄剤に対して通常0.0001〜
0.5重量%、好ましくは0.0003〜0.1重量%
である。界面活性剤の濃度が低すぎると界面活性剤によ
るパーティクル汚染除去性能が十分でなく、逆に濃度は
高すぎてもパーティクル汚染の除去性能に変化がなく、
泡立ちが顕著となり洗浄工程に不向きとなったり、また
廃液を生分解処理する場合の負荷が増大する場合があ
る。
The concentration of the surfactant in the alkaline detergent used in the present invention is usually 0.0001 to the detergent.
0.5% by weight, preferably 0.0003 to 0.1% by weight
Is. If the concentration of the surfactant is too low, the performance of removing the particle contamination by the surfactant is not sufficient. Conversely, if the concentration is too high, there is no change in the performance of removing the particle contamination.
In some cases, the foaming becomes remarkable, which makes it unsuitable for the cleaning process, and the load when biodegrading the waste liquid increases.

【0051】本発明に用いるアルカリ性洗浄剤へ添加す
る界面活性剤は、塩又は酸、いずれの形態で加してもよ
い。塩としてはナトリウム、カリウム等のアルカリ金属
塩、アンモニウム塩、第一、第二、もしくは第三アミン
塩等を挙げることができる。半導体デバイスやディスプ
レイデバイス製造工程における基板表面の洗浄において
は、金属汚染がトランジスタ性能に悪影響を与えること
を考慮すると、使用する界面活性剤においても金属塩を
含まない、酸の形態、あるいはアンモニウム塩、モノエ
タノールアミン塩、トリエタノールアミン塩等の形態が
好ましい。
The surfactant added to the alkaline detergent used in the present invention may be added in any form of salt or acid. Examples of salts include alkali metal salts such as sodium and potassium, ammonium salts, primary, secondary, or tertiary amine salts. In cleaning the substrate surface in the semiconductor device or display device manufacturing process, considering that metal contamination adversely affects the transistor performance, the surfactant used does not contain a metal salt, an acid form, or an ammonium salt, The forms such as monoethanolamine salt and triethanolamine salt are preferable.

【0052】本発明に用いるアルカリ性洗浄剤において
は、更にその他の成分を含有していてもよい。他の成分
としては、有機硫黄含有化合物(2−メルカプトチアゾ
リン、2−メルカプトイミダゾリン、2−メルカプトエ
タノール、チオグリセロール等)、有機窒素含有化合物
(ベンゾトリアゾール、3−アミノトリアゾール、N
(R)3(Rは炭素数1〜4のアルキル基)、N(RO
H)3(Rは炭素数1〜4のアルキル基)、ウレア、チ
オウレア等)、水溶性ポリマー(ポリエチレングリコー
ル、ポリビニルアルコール等)、アルキルアルコール系
化合物(ROH(Rは炭素数1〜4のアルキル基))な
どの防食剤、硫酸、塩酸などの酸、ヒドラジンなどの還
元剤、水素、アルゴン、窒素などの溶存ガスなどが挙げ
られる。
The alkaline detergent used in the present invention may further contain other components. Other components include organic sulfur-containing compounds (2-mercaptothiazoline, 2-mercaptoimidazoline, 2-mercaptoethanol, thioglycerol, etc.), organic nitrogen-containing compounds (benzotriazole, 3-aminotriazole, N
(R) 3 (R is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms), N (RO
H) 3 (R is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms), urea, thiourea, etc., water-soluble polymer (polyethylene glycol, polyvinyl alcohol, etc.), alkyl alcohol compound (ROH (R is alkyl having 1 to 4 carbon atoms) Group)) and the like, acid such as sulfuric acid and hydrochloric acid, reducing agent such as hydrazine, and dissolved gas such as hydrogen, argon and nitrogen.

【0053】(A−4)アルカリ性洗浄剤の溶媒 本発明に用いるアルカリ性洗浄剤の溶媒としては、水、
有機溶媒、またはこれらの混合溶媒が挙げられる。中で
も溶媒としては、廃液処理コストの観点から水が好まし
い。水としては、通常、脱イオン水、好ましくは超純水
が用いられる。水の電気分解によって得られる電解イオ
ン水や、水に水素ガスを溶存させた水素水は、それ自身
が水に比べて優れたパーティクルの除去性や付着防止性
を持つため、他の溶媒と混ぜたり、単独で溶媒として使
用することも好ましい。
(A-4) Solvent for alkaline detergent As the solvent for the alkaline detergent used in the present invention, water,
An organic solvent or a mixed solvent thereof may be used. Among them, water is preferable as the solvent from the viewpoint of waste liquid treatment cost. As water, deionized water, preferably ultrapure water, is usually used. Electrolytic ionized water obtained by electrolysis of water and hydrogen water obtained by dissolving hydrogen gas in water have excellent particle removal and adhesion prevention properties as compared with water, so they are mixed with other solvents. Alternatively, it is also preferable to use it alone as a solvent.

【0054】(A−5)アルカリ性洗浄剤のpH 本発明に用いるアルカリ性洗浄剤のpHは、用いるアル
カリ性成分と錯化剤等の他の添加剤にもよるが、9以上
であることがパーティクルの除去や付着防止の観点から
好ましい。pHは9以上であればよいが、一般的には、
通常pH9〜12、特にpH9.5〜11.5であるこ
とが好ましい。また、本発明の効果をそこねない範囲
で、公知のpH調節剤を用いてもよい。pHが高すぎて
も高いpH値に見合った高い効果が期待出来ないので多
量のアルカリが必要になるので経済的に不利であるばか
りか、基板表面がエッチングにより損傷する危険性が増
す。
(A-5) pH of alkaline cleaning agent The pH of the alkaline cleaning agent used in the present invention depends on the alkaline components used and other additives such as complexing agents, but the pH of the alkaline cleaning agent is 9 or more. It is preferable from the viewpoint of removal and prevention of adhesion. The pH may be 9 or higher, but generally,
It is usually preferably pH 9 to 12, and particularly preferably pH 9.5 to 11.5. Further, a known pH adjusting agent may be used within a range that does not impair the effects of the present invention. Even if the pH is too high, a high effect corresponding to a high pH value cannot be expected, so that a large amount of alkali is required, which is economically disadvantageous, and the risk of damaging the substrate surface by etching increases.

【0055】(B)工程(2)でのフッ酸による洗浄 本発明の工程(2)に用いるフッ酸含有洗浄剤を用いる
基板表面洗浄は、特定のフッ酸含有率を有する洗浄剤を
用いて特定の時間以下で基板表面を洗浄する工程であ
る。詳しくは、フッ酸含有率C(重量%)が0.03〜
3重量%である洗浄剤を用い、該洗浄剤による基板の洗
浄時間t(秒)が45秒以下であり、且つCとtが0.
25≦ tC1.29≦5の関係にあることを特徴とする洗
浄工程である。
(B) Cleaning with hydrofluoric acid in step (2) The substrate surface cleaning using the hydrofluoric acid-containing cleaning agent used in step (2) of the present invention uses a cleaning agent having a specific hydrofluoric acid content. This is a step of cleaning the substrate surface for a specific time or less. Specifically, the hydrofluoric acid content C (% by weight) is 0.03 to
Using a cleaning agent of 3% by weight, the cleaning time t (second) of the substrate with the cleaning agent is 45 seconds or less, and C and t are 0.
The cleaning step is characterized by having a relationship of 25 ≦ tC 1.29 ≦ 5.

【0056】(B−1)工程(2)でのtC1.29につい
て 本発明における工程(2)は、洗浄剤中のフッ酸含有率
C(重量%)と洗浄時間t(秒)の関係が、0.25≦
tC1.29≦5で表されることを特徴とする。通常、フ
ッ酸水溶液洗浄においては、用いるフッ酸水溶液中のフ
ッ酸含有率が多すぎるか、又は洗浄時間が長すぎると、
エッチング量の増大によって加工寸法変化、シリコン表
面の疎水化に起因する汚染(パーティクル汚染、ウォー
ターマーク)などの問題が生じる。一方でフッ酸含有率
が少なすぎるか又は洗浄時間が短すぎると、金属汚染除
去性の低下が懸念される。
(B-1) tC 1.29 in Step (2) In step (2) of the present invention, the relationship between the hydrofluoric acid content C (wt%) in the cleaning agent and the cleaning time t (second) is 0.25 ≦
It is characterized by being expressed by tC 1.29 ≦ 5. Usually, in the hydrofluoric acid solution cleaning, if the hydrofluoric acid content in the hydrofluoric acid solution used is too high, or if the cleaning time is too long,
The increase in the etching amount causes problems such as a change in processing dimension and contamination (particle contamination, watermark) due to the hydrophobicity of the silicon surface. On the other hand, if the hydrofluoric acid content is too low or the cleaning time is too short, there is a concern that the metal stain removability may deteriorate.

【0057】本発明者らは、先述した工程(1)のアル
カリ性洗浄剤による洗浄工程と組み合わせるフッ酸含有
洗浄剤による洗浄工程について鋭意検討した。その結
果、特定のフッ酸含有率C(重量%)と特定の洗浄時間
t(秒)を個別に規定することに加え、このCとtの両
者が特定の関係式、0.25≦tC1.29≦5で表される
場合に、基板表面における十分な金属汚染の除去と、加
工寸法変化などの問題解決が両立出来ることを見いだ
し、本発明を完成させた。このtC1.29で示される値
は、0.25〜5、好ましくは0.4〜4、さらに好ま
しくは0.6〜3である。この値が小さすぎると金属汚
染が十分に除去できず、反対に大きすぎるとエッチング
量が必要以上に増大してしまい、加工寸法変化、シリコ
ン表面の疎水化に起因する汚染(パーティクル汚染、ウ
ォーターマーク)などの問題が生じ、好ましくない。
The present inventors diligently studied a cleaning process using a hydrofluoric acid-containing cleaning agent, which is combined with the above-described cleaning process using an alkaline cleaning agent in the step (1). As a result, in addition to individually defining the specific hydrofluoric acid content C (% by weight) and the specific cleaning time t (seconds), both C and t have a specific relational expression, 0.25 ≦ tC 1.29. In the case of ≦ 5, it has been found that both removal of sufficient metal contamination on the substrate surface and solution of problems such as processing dimension change can be achieved, and the present invention has been completed. The value represented by tC 1.29 is 0.25 to 5, preferably 0.4 to 4, and more preferably 0.6 to 3. If this value is too small, the metal contamination cannot be removed sufficiently, and if it is too large, the etching amount increases more than necessary, and the contamination due to the process dimension change and the hydrophobicity of the silicon surface (particle contamination, watermark ) And other problems occur, which is not preferable.

【0058】(B−2)フッ酸含有量 本発明に用いるフッ酸含有洗浄剤中のフッ酸の含有率C
(重量%)は、通常0.03〜3重量%、好ましくは
0.1〜1重量%、特に好ましくは0.2〜0.8重量
%である。フッ酸の含有率が少なすぎると金属汚染の除
去効率が低い。逆に濃度が高すぎても、高濃度に見合っ
た高い効果が期待出来ないばかりか、エッチング速度が
早くなりすぎ、エッチング量を一定値以下に制御するこ
とが困難となるので好ましくない。
(B-2) Hydrofluoric acid content Content of hydrofluoric acid in the hydrofluoric acid-containing detergent used in the present invention C
(Wt%) is usually 0.03 to 3 wt%, preferably 0.1 to 1 wt%, and particularly preferably 0.2 to 0.8 wt%. If the content of hydrofluoric acid is too low, the efficiency of removing metal contamination is low. On the contrary, if the concentration is too high, not only a high effect commensurate with the high concentration cannot be expected, but also the etching rate becomes too fast, which makes it difficult to control the etching amount to a certain value or less, which is not preferable.

【0059】(B−3)工程(2)での洗浄時間 本発明の工程(2)における洗浄時間、つまりフッ酸含
有洗浄剤による基板の洗浄時間t(秒)は45秒以下で
ある。洗浄時間t(秒)は、前述のtとCに係る関係式
を満たせば、洗浄剤中のフッ酸含有率C(重量%)によ
り適宜決定すればよい。洗浄時間t(秒)は前述のフッ
酸含有率C(重量%)にもよるが、好ましくは20秒以
下、さらに好ましくは10秒以下である。洗浄時間t
(秒)の下限は、所望の基板清浄度により適宜選択すれ
ばよいが、通常1秒以上である。また、この洗浄時間の
下限は、洗浄に用いる装置の可動限界等にもよるが、例
えば枚葉式洗浄装置を用いる際には、洗浄剤と基板との
洗浄時間下限を1秒程度にする事が出来る。前述のフッ
酸含有率C(重量%)の範囲内において、洗浄剤中のフ
ッ酸含有率をより高くすれば、より短い洗浄時間で効率
的な洗浄が可能となり好ましい。本発明の工程(2)に
おける洗浄時間が長すぎると、費やした時間に見合うだ
けの汚染除去効果は得られないばかりか、単位時間当た
りの基板処理枚数が低下し、さらに枚葉洗浄装置で使用
した場合には多量の酸廃液の処理が必要となるため好ま
しくない。
(B-3) Cleaning Time in Step (2) The cleaning time in step (2) of the present invention, that is, the cleaning time t (second) of the substrate with the hydrofluoric acid-containing cleaning agent is 45 seconds or less. The cleaning time t (seconds) may be appropriately determined by the hydrofluoric acid content C (% by weight) in the cleaning agent as long as the above relational expressions relating to t and C are satisfied. The cleaning time t (second) is preferably 20 seconds or less, more preferably 10 seconds or less, although it depends on the hydrofluoric acid content C (wt%). Cleaning time t
The lower limit of (second) may be appropriately selected depending on the desired substrate cleanliness, but is usually 1 second or more. Although the lower limit of the cleaning time depends on the movable limit of the apparatus used for cleaning, for example, when using a single wafer cleaning apparatus, the lower limit of the cleaning time between the cleaning agent and the substrate should be about 1 second. Can be done. If the hydrofluoric acid content in the detergent is higher within the range of the hydrofluoric acid content C (% by weight) described above, it is possible to perform efficient cleaning in a shorter cleaning time, which is preferable. If the cleaning time in the step (2) of the present invention is too long, not only the decontamination effect commensurate with the time spent cannot be obtained, but also the number of substrates to be processed per unit time is reduced, and further, it is used in a single-wafer cleaning apparatus. In that case, a large amount of acid waste liquid needs to be treated, which is not preferable.

【0060】(B−4)フッ酸含有洗浄剤の溶媒 本発明に用いるフッ酸含有洗浄剤の溶媒としては、水、
有機溶媒、またはこれらの混合溶媒が挙げられる。中で
も溶媒としては、廃液処理コストの観点から水が好まし
い。水としては、通常脱イオン水、好ましくは超純水が
用いられるが、水の電気分解によって得られる電解イオ
ン水や、水に水素ガスを溶存させた水素水は、それ自身
が水に比べて優れたパーティクルの除去性や付着防止性
を持つため、他の溶媒と混ぜたり、単独で溶媒として使
用することも好ましい。
(B-4) Solvent for hydrofluoric acid-containing detergent As the solvent for the hydrofluoric acid-containing detergent used in the present invention, water,
An organic solvent or a mixed solvent thereof may be used. Among them, water is preferable as the solvent from the viewpoint of waste liquid treatment cost. As the water, deionized water, preferably ultrapure water is usually used, but electrolytic ionized water obtained by electrolysis of water and hydrogen water obtained by dissolving hydrogen gas in water are themselves compared to water. Since it has excellent particle removability and anti-adhesion property, it is also preferable to mix it with another solvent or use it alone as a solvent.

【0061】(B−5)フッ酸含有洗浄剤への添加物等 本発明に用いるフッ酸含有洗浄剤においては、更にその
他の成分を含有していてもよい。他の成分としては、工
程(1)のアルカリ性洗浄剤に用いられるような界面活
性剤;塩酸、硫酸、硝酸、酢酸などの酸;アンモニアな
どのアルカリ性成分;フッ化アンモニウムなどの緩衝
剤;過酸化水素、オゾン、酸素等の酸化剤;ヒドラジン
などの還元剤;有機硫黄含有化合物(2−メルカプトチ
アゾリン、2−メルカプトイミダゾリン、チオグリセロ
ール等)、有機窒素含有化合物(ベンゾトリアゾール、
3−アミノトリアゾール、ウレア、チオウレア等)、水
溶性ポリマー(ポリエチレングリコール、ポリビニルア
ルコール等)、アルキルアルコール系化合物などの防食
剤、水素、アルゴン、窒素などの溶存ガスなどが挙げら
れる。
(B-5) Additives to Hydrofluoric Acid-Containing Detergent The hydrofluoric acid-containing detergent used in the present invention may further contain other components. Other components include surfactants such as those used in the alkaline cleaner in step (1); acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, acetic acid; alkaline components such as ammonia; buffering agents such as ammonium fluoride; peroxides. Oxidizing agents such as hydrogen, ozone, oxygen; reducing agents such as hydrazine; organic sulfur-containing compounds (2-mercaptothiazoline, 2-mercaptoimidazoline, thioglycerol, etc.), organic nitrogen-containing compounds (benzotriazole,
3-aminotriazole, urea, thiourea, etc.), water-soluble polymers (polyethylene glycol, polyvinyl alcohol, etc.), anticorrosive agents such as alkyl alcohol compounds, dissolved gases such as hydrogen, argon, nitrogen and the like.

【0062】尚、上述の本発明に用いる洗浄剤(アルカ
リ性洗浄剤、及びフッ酸含有洗浄剤)の調製方法は、従
来公知の方法によればよい。洗浄剤の構成成分(例え
ば、水酸化アンモニウム、溶媒、必要に応じて錯化剤、
界面活性剤等、他の成分)のうち、いずれか2成分、あ
るいは3成分以上をにあらかじめ配合し、その後に残り
の成分を混合してもよいし、一度に全部を混合してもよ
い。
The method for preparing the above-mentioned detergents (alkaline detergents and hydrofluoric acid-containing detergents) used in the present invention may be a conventionally known method. Detergent constituents (eg ammonium hydroxide, solvent, optionally complexing agent,
Of the other components such as a surfactant), any two components, or three or more components may be mixed in advance, and then the remaining components may be mixed, or all of them may be mixed at once.

【0063】(C)工程(1)と工程(2)の組み合わ
せ 上述の工程(1)と工程(2)とを含む本発明の洗浄方
法においては、工程(1)を行った後に工程(2)を行
うことを特徴とする。この順序で洗浄することにより、
短時間で高清浄な基板表面を得ることができる。求めら
れる基板表面の清浄度レベル、基板や基板表面にある材
料の種類、洗浄剤への添加剤の種類などによって適宜選
択すればよい。工程(1)のアルカリ性洗浄剤は錯化剤
を含有しているので、アルカリ性洗浄剤が意図せずして
金属不純物を含有していても、錯化剤の作用により、こ
の金属不純物が基板表面へ付着することを防止出来、パ
ーティクル汚染だけでなく、金属汚染をも極めて高度に
低減できるので好ましい。
(C) Combination of step (1) and step (2) In the cleaning method of the present invention including step (1) and step (2) described above, step (2) is performed after step (1) is performed. ) Is performed. By washing in this order,
A highly clean substrate surface can be obtained in a short time. It may be appropriately selected depending on the required cleanliness level of the substrate surface, the type of material on the substrate or the substrate surface, the type of additive to the cleaning agent, and the like. Since the alkaline cleaner of the step (1) contains the complexing agent, even if the alkaline cleaner unintentionally contains the metal impurity, the action of the complexing agent causes the metal impurity to be generated on the substrate surface. It is preferable because it can be prevented from adhering to, and not only particle contamination but also metal contamination can be extremely highly reduced.

【0064】また工程(1)の後に工程(2)を行うこ
とによって、界面活性剤などに起因した基板上の有機物
汚染を極めて高度に低減できるので好ましい。アルカリ
性洗浄剤に界面活性剤を添加した場合、界面活性剤と基
板表面材料の種類によっては界面活性剤が基板表面に吸
着し、極微量残留する場合が懸念されるが、この様な汚
染は工程(2)で除去可能である。尚、工程(1)と工
程(2)の間には、他の基板洗浄工程を行ってもよい。
By carrying out the step (2) after the step (1), it is possible to extremely reduce the contamination of organic substances on the substrate due to a surfactant or the like, which is preferable. When a surfactant is added to an alkaline cleaning agent, there is a concern that the surfactant may be adsorbed on the substrate surface and remain in a trace amount depending on the type of the surfactant and the substrate surface material. It can be removed by (2). Note that another substrate cleaning process may be performed between the process (1) and the process (2).

【0065】(D)その他洗浄条件 本発明に於ける洗浄(アルカリ性洗浄剤またはフッ酸含
有洗浄剤による洗浄)は、用いる洗浄剤の液温度を室温
で行ってもよいが、洗浄効果を向上させる目的で、加温
して行ってもよい。工程(1)のアルカリ性洗浄剤は通
常、室温〜90℃の範囲で用いられる。また工程(2)
のフッ酸含有洗浄剤は通常、室温で用いられるが、40
℃程度まで加温してもよい。洗浄剤温度が高すぎるとシ
リコン酸化膜などのエッチング量が増大し、加工寸法変
化などの副作用が生じる。
(D) Other cleaning conditions The cleaning in the present invention (cleaning with an alkaline cleaning agent or a cleaning agent containing hydrofluoric acid) may be carried out at the liquid temperature of the cleaning agent used, but the cleaning effect is improved. It may be heated for the purpose. The alkaline detergent in step (1) is usually used in the range of room temperature to 90 ° C. Also step (2)
The hydrofluoric acid-containing detergent is usually used at room temperature.
You may heat up to about ℃. If the cleaning agent temperature is too high, the etching amount of the silicon oxide film or the like increases, and side effects such as a change in processing dimension occur.

【0066】また洗浄の際には、物理力による洗浄方
法、たとえば洗浄ブラシを用いたスクラブ洗浄などの機
械的洗浄、あるいは超音波洗浄と併用させてもよい。特
に、後述する枚葉式洗浄装置を用いて工程(1)のアル
カリ性洗浄剤による洗浄を行う時に、超音波照射または
ブラシスクラブを併用すると、パーティクル汚染の除去
性がさらに向上し、洗浄時間の短縮にも繋がるので好ま
しい。更には水の電気分解によって得られる電解イオン
水や、水に水素ガスを溶存させた水素水による洗浄を、
本発明の洗浄方法の前及び/または後に組み合わせても
よい。
The cleaning may be carried out in combination with a cleaning method using physical force, for example, mechanical cleaning such as scrub cleaning using a cleaning brush, or ultrasonic cleaning. In particular, when performing ultrasonic cleaning or brush scrubbing when cleaning with the alkaline cleaning agent in the step (1) using a single-wafer cleaning device described later, the removal property of particle contamination is further improved and the cleaning time is shortened. It is also preferable because it leads to. Furthermore, washing with electrolyzed ionized water obtained by electrolysis of water or hydrogen water in which hydrogen gas is dissolved in water,
It may be combined before and / or after the cleaning method of the present invention.

【0067】(E)洗浄装置等 本発明を用いた洗浄装置は、本発明の洗浄方法、つまり
洗浄剤を直接基板に接触させる方法を実施できる洗浄装
置であれば、その形態は自由である。洗浄剤の基板への
接触方法には、洗浄槽に洗浄剤を満たして基板を浸漬さ
せるディップ式、ノズルから基板上に洗浄液を流しなが
ら基板を高速回転させるスピン式、基板に液を噴霧して
洗浄するスプレー式等が挙げられる。この様な洗浄を行
うための装置としては、カセットに収容された複数枚の
基板を同時に洗浄するバッチ式洗浄装置や、1枚の基板
をホルダーに装着して洗浄する枚葉式洗浄装置等があ
る。本発明の洗浄方法は、上記いずれの方法にも適用で
きるが、短時間でより効率的な汚染除去が出来る点か
ら、スピン式やスプレー式の洗浄装置に適用することが
好ましい。具体的には、洗浄時間の短縮、洗浄剤使用量
の削減が問題となっている枚葉式洗浄装置に本発明の洗
浄方法を適用すると、これらの問題が解消するので好ま
しい。
(E) Cleaning Device, etc. The cleaning device using the present invention may be of any form as long as it is a cleaning device capable of carrying out the cleaning method of the present invention, that is, the method of bringing a cleaning agent into direct contact with the substrate. The method of contacting the cleaning agent with the substrate is a dip method in which the cleaning agent is filled in the cleaning tank to immerse the substrate, a spin method in which the substrate is rotated at a high speed while flowing the cleaning solution from the nozzle onto the substrate, and the solution is sprayed onto the substrate. Examples include a spray type for washing. As an apparatus for performing such cleaning, there are a batch type cleaning apparatus for simultaneously cleaning a plurality of substrates contained in a cassette, a single wafer cleaning apparatus for mounting one substrate on a holder and cleaning the same. is there. Although the cleaning method of the present invention can be applied to any of the above methods, it is preferably applied to a spin type or spray type cleaning device from the viewpoint of more efficient decontamination in a short time. Specifically, it is preferable to apply the cleaning method of the present invention to a single-wafer cleaning apparatus in which a reduction in cleaning time and a reduction in the amount of cleaning agent used are problems, because these problems are solved.

【0068】(F)洗浄対象の基板等 本発明の洗浄方法は、金属汚染やパーティクル汚染が問
題となる半導体、ガラス、金属、セラミックス、樹脂、
磁性体、超伝導体などの基板表面の洗浄に用いられる。
特に、基板表面の高清浄度が要求される半導体デバイス
用基板やディスプレイデバイス用基板の洗浄に好適に用
いられる。これらの基板、及びその表面に存在する配線
や電極等の材料としては、Si、Ge(ゲルマニウ
ム)、GaAs(ガリウム砒素)などの半導体材料;S
iO2、窒化シリコン、hydrogen silsesquioxane(HS
Q)、ガラス、酸化アルミニウム、遷移金属酸化物(酸
化チタン、酸化タンタル、酸化ハフニウム、酸化ジルコ
ニウムなど)、(Ba、Sr)TiO3(BST)、ポ
リイミド、有機熱硬化性樹脂などの絶縁材料;W(タン
グステン)、Cu(銅)、Cr(クロム)、Co(コバ
ルト)、Mo(モリブデン)、Ru(ルテニウム)、A
u(金)、Pt(白金)、Ag(銀)、Al(アルミニ
ウム)などの金属またはこれらの合金、シリサイド、窒
化物等が挙げられる。
(F) Substrate to be Washed, etc. The washing method of the present invention is applied to semiconductors, glass, metals, ceramics, resins, etc., in which metal contamination or particle contamination poses a problem.
It is used for cleaning the surface of substrates such as magnetic materials and superconductors.
In particular, it is suitably used for cleaning semiconductor device substrates and display device substrates, which require high cleanliness of the substrate surface. As the material of these substrates and wirings and electrodes existing on the surface thereof, semiconductor materials such as Si, Ge (germanium), GaAs (gallium arsenide); S
iO 2 , silicon nitride, hydrogen silsesquioxane (HS
Q), glass, aluminum oxide, transition metal oxides (titanium oxide, tantalum oxide, hafnium oxide, zirconium oxide, etc.), (Ba, Sr) TiO 3 (BST), polyimide, insulating materials such as organic thermosetting resins; W (tungsten), Cu (copper), Cr (chrome), Co (cobalt), Mo (molybdenum), Ru (ruthenium), A
Examples include metals such as u (gold), Pt (platinum), Ag (silver), and Al (aluminum), alloys thereof, silicide, nitride, and the like.

【0069】中でもシリコンなどの半導体材料、窒化シ
リコン、酸化シリコン、ガラスなどの絶縁材料を、基板
表面の一部あるいは全面に有する半導体デバイス用基板
においては、通常パーティクル汚染と共に、金属汚染の
低減が非常に強く求められているので、本発明の洗浄方
法が好適に用いられる。
In particular, in a semiconductor device substrate having a semiconductor material such as silicon, or an insulating material such as silicon nitride, silicon oxide, or glass on a part or the entire surface of the substrate, usually not only particle contamination but also metal contamination is extremely reduced. Therefore, the cleaning method of the present invention is preferably used.

【0070】[0070]

【実施例】以下に実施例を示して、本発明の具体的態様
を説明する。本発明はその要旨を越えない限り、以下の
実施例により限定されるものではない。 (汚染されたシリコンウェーハの作製等)4または6イ
ンチシリコンウェーハを、金属イオン(Fe、Al、C
u、Zn)を含有したAPM洗浄剤に浸漬した。このA
PM洗浄剤は、29重量%のアンモニア水、31重量%
の過酸化水素水、及び水を、容量比1:1:5の割合で
混合したものに、金属イオン含有水溶液を添加して、F
eを20ppb、Alを1ppb、Cuを1ppm、そ
してZnを200ppb含有する金属イオン含有APM
洗浄剤を調整した。浸漬後のシリコンウェーハを超純水
で10分間水洗し、窒素ブローまたはスピン乾燥機によ
り乾燥し、金属で汚染されたシリコンウェーハを作成し
た。このシリコンウェーハ上にある金属(Fe、Al、
Cu、Zn)の分析は、汚染されたシリコンウェーハ及
び洗浄後のシリコンウェーハ共に同じ方法で行った。そ
の方法は、ウェーハ表面に、0.1重量%のフッ酸と1
重量%の過酸化水素を含む水溶液を接触させて回収し
た。そして誘導結合プラズマ質量分析計(ICP−M
S)を用いて回収した金属量を測定し、基板表面濃度
(atoms/cm2)に換算し、分析結果とした。更に、これ
ら金属の濃度を全て合計した値を「全金属濃度(atoms/
cm2)」とした。汚染されたシリコンウェーハの分析結
果を表1−1、および表1−2に示す。
EXAMPLES Specific examples of the present invention will be described below with reference to examples. The present invention is not limited to the following examples unless it exceeds the gist. (Preparation of contaminated silicon wafer, etc.) 4 or 6 inch silicon wafer is treated with metal ions (Fe, Al, C
u, Zn) was immersed in the APM detergent. This A
PM cleaning agent is 29% by weight ammonia water, 31% by weight
Hydrogen peroxide solution and water were mixed at a volume ratio of 1: 1: 5, and the metal ion-containing aqueous solution was added to the mixture.
Metal ion-containing APM containing 20 ppb of e, 1 ppb of Al, 1 ppm of Cu, and 200 ppb of Zn
The cleaning agent was adjusted. The silicon wafer after the immersion was washed with ultrapure water for 10 minutes and dried with a nitrogen blower or a spin dryer to prepare a metal-contaminated silicon wafer. The metal (Fe, Al,
The Cu and Zn) analyzes were performed in the same manner for both the contaminated silicon wafer and the cleaned silicon wafer. The method is as follows: 0.1% by weight of hydrofluoric acid and 1
An aqueous solution containing hydrogen peroxide in a weight percentage was contacted and recovered. And an inductively coupled plasma mass spectrometer (ICP-M
The amount of metal recovered was measured using S) and converted into substrate surface concentration (atoms / cm 2 ) to obtain the analysis result. Furthermore, the value obtained by summing all the concentrations of these metals is "total metal concentration (atoms /
cm 2 ) ”. The analysis results of the contaminated silicon wafer are shown in Table 1-1 and Table 1-2.

【0071】<実施例1> 「2ステップ洗浄による金属汚染洗浄性の評価」金属で
汚染されたシリコンウェーハを、枚葉式洗浄装置を用い
て、表1−1に示す工程(1)、工程(2)の2ステッ
プ洗浄方法により金属汚染洗浄を行った。工程(1)と
工程(2)の順番についても表中に記載した。すなわ
ち、工程(1)の後に工程(2)を行う場合を、「1→
2」と記した。以下、全ての表において同様である。工
程(1)ではAPM1洗浄剤(29重量%アンモニア水
と31重量%過酸化水素水と水を容量比1:2:80で
混合した水溶液)に、表1−1に示す錯化剤を加え、洗
浄剤を調整したものを使用した。尚、これら工程(1)
で使用する洗浄剤のpHは、約10であった。枚葉式洗
浄装置におけるシリコンウェーハ回転数は1000rp
m、洗浄剤流量は1リットル/分とし、洗浄時間は30
秒、液温度は80℃とした。工程(2)では、表1−1
に示すフッ酸含有率のフッ酸水溶液を使用した。枚葉式
洗浄装置におけるシリコンウェーハ回転数は600rp
m、洗浄液流量は1リットル/分とし、表1−1に示す
洗浄時間で洗浄を行い、液温度は室温で行った。この2
ステップ洗浄の結果を表1−1に示す。
Example 1 “Evaluation of Metal Contamination Cleaning Property by Two-Step Cleaning” A silicon wafer contaminated with metal was subjected to a step (1) and a step shown in Table 1-1 by using a single wafer cleaning apparatus. Metal contamination cleaning was performed by the two-step cleaning method of (2). The order of step (1) and step (2) is also described in the table. That is, when the step (2) is performed after the step (1),
2 ”. The same applies to all the tables below. In the step (1), the complexing agent shown in Table 1-1 was added to the APM1 cleaning agent (29% by weight aqueous ammonia, 31% by weight aqueous hydrogen peroxide and water mixed at a volume ratio of 1: 2: 80). A cleaning agent prepared was used. Incidentally, these steps (1)
The pH of the cleaning agent used in 1. was about 10. Rotation speed of silicon wafer in single-wafer cleaning equipment is 1000 rp
m, flow rate of cleaning agent is 1 liter / min, cleaning time is 30
Second, the liquid temperature was 80 ° C. In step (2), Table 1-1
The hydrofluoric acid aqueous solution having the hydrofluoric acid content shown in was used. Rotation speed of silicon wafer in single wafer cleaning system is 600 rp
m, the flow rate of the cleaning liquid was 1 liter / min, cleaning was performed for the cleaning time shown in Table 1-1, and the liquid temperature was room temperature. This 2
The results of step cleaning are shown in Table 1-1.

【0072】<比較例1、2>工程(1)は行わず、ま
た工程(2)の洗浄剤としてHPM洗浄剤(35重量%
塩酸、31重量%過酸化水素水、及び水を容量比1:
1:80で混合した水溶液)を使用し、液温度を60
℃、洗浄時間を表1−1に示す時間とした以外は、実施
例1と同様に洗浄を行った。結果を表1−1に示す。 <比較例53>工程(2)は行わずに、また工程(1)
の洗浄剤として実施例71と同様のAPM1洗浄剤を錯
化剤を含有させずに使用した以外は、実施例1と同様に
洗浄を行った。結果を表1−1に示す。 <比較例4>工程(1)の洗浄剤として実施例1と同様
のAPM1洗浄剤を錯化剤を含有させずに使用し、工程
(2)の洗浄剤として比較例1と同様なHPM洗浄液を
使用し、液温度60℃、洗浄時間を表1−1に示す時間
とした以外は、実施例1と同様に洗浄を行った。結果を
表1−1に示す。
<Comparative Examples 1 and 2> The step (1) was not performed, and the HPM detergent (35% by weight) was used as the detergent in the step (2).
Hydrochloric acid, 31 wt% hydrogen peroxide solution, and water in a volume ratio of 1:
Aqueous solution mixed at 1:80) and a liquid temperature of 60
Washing was carried out in the same manner as in Example 1 except that the washing temperature was set to the temperature shown in Table 1-1. The results are shown in Table 1-1. <Comparative Example 53> The step (1) was repeated without performing the step (2).
Cleaning was performed in the same manner as in Example 1 except that the same APM1 cleaning agent as in Example 71 was used as the cleaning agent in Example 1 without using the complexing agent. The results are shown in Table 1-1. <Comparative Example 4> As the cleaning agent in the step (1), the same APM1 cleaning agent as in Example 1 was used without containing a complexing agent, and as the cleaning agent in the step (2), the same HPM cleaning solution as in Comparative Example 1 was used. Was used, and the cleaning was performed in the same manner as in Example 1 except that the liquid temperature was 60 ° C. and the cleaning time was as shown in Table 1-1. The results are shown in Table 1-1.

【0073】<実施例2>工程(1)では洗浄時間を6
0秒、液温度を50℃とし、また工程(2)では洗浄剤
として表1−1に示すフッ酸含有率のフッ酸水溶液、洗
浄時間で、液温度を室温で行った以外は、実施例1と同
様に洗浄を行った。結果を表1−1に示す。
<Example 2> In the step (1), the cleaning time is 6
Example except that the solution temperature was set to 0 ° C., the solution temperature was set to 50 ° C., and the step (2) was performed at room temperature at the cleaning time with the hydrofluoric acid aqueous solution having the hydrofluoric acid content shown in Table 1-1 as the cleaning agent. Washing was performed in the same manner as in 1. The results are shown in Table 1-1.

【0074】[0074]

【表1】 [Table 1]

【0075】<実施例3〜7、比較例5、6>工程
(1)では洗浄剤としてAPM2洗浄剤(29重量%ア
ンモニア水と31重量%過酸化水素水と水を容量比1:
2:40で混合した水溶液)や、これに表1−2に示す
錯化剤や界面活性剤を加えたものを使用し、液温度を8
0℃にした。工程(1)で用いた洗浄剤のpHは、約1
0.5であった。そして前述した以外は、実施例(1)
での工程(1)と同様に行った。また工程(2)では、
洗浄剤として表1−2に示すフッ酸含有率のフッ酸水溶
液を使用し、洗浄時間及び工程順序を、同様に表1−2
に示す通りとした以外は、実施例1と同様に洗浄を行っ
た。結果を表1−2に示す。
<Examples 3 to 7, Comparative Examples 5 and 6> In the step (1), the APM2 cleaning agent (29% by weight ammonia water, 31% by weight hydrogen peroxide solution and water in a volume ratio of 1 :) was used as a cleaning agent.
Aqueous solution mixed at 2:40) or a solution obtained by adding a complexing agent or a surfactant shown in Table 1-2 to the solution at a liquid temperature of 8
The temperature was 0 ° C. The pH of the cleaning agent used in step (1) is about 1
It was 0.5. And, except for the above, the embodiment (1)
Was performed in the same manner as in the step (1). In the step (2),
As the cleaning agent, an aqueous hydrofluoric acid solution having the hydrofluoric acid content shown in Table 1-2 was used, and the cleaning time and the process sequence were the same as in Table 1-2.
Washing was performed in the same manner as in Example 1 except that the procedure was as shown in. The results are shown in Table 1-2.

【0076】[0076]

【表2】 [Table 2]

【0077】表1−1、及び表1−2に示したように、
錯化剤含有アルカリ性洗浄剤により洗浄を行う工程
(1)と、フッ酸水溶液により洗浄を行う工程(2)と
を組み合わた本発明では、明らかにシリコンウェーハ表
面の全金属濃度が少なく、金属汚染の洗浄性が優れてい
ることが判る。また従来から使用されているHPM洗
浄、APM洗浄またはこれらを組み合わせた洗浄方法
(RCA洗浄)と比較しても、本発明の洗浄方法は金属
汚染洗浄性能に優れていることがわかる。
As shown in Table 1-1 and Table 1-2,
In the present invention in which the step (1) of cleaning with the complexing agent-containing alkaline cleaning agent and the step (2) of cleaning with an aqueous solution of hydrofluoric acid are combined, the total metal concentration on the surface of the silicon wafer is obviously low and metal contamination is caused. It can be seen that the cleaning property of is excellent. Further, it can be seen that the cleaning method of the present invention is excellent in the metal contamination cleaning performance as compared with the conventionally used HPM cleaning, APM cleaning, or a cleaning method combining these (RCA cleaning).

【0078】<実施例8〜12、比較例7> 「パーティクル汚染洗浄性の評価」基板上の6インチの
円内に、粒径0.13μm以上のSi34粒子(パーテ
ィクル)が1000〜3000個付着したシリコンウェ
ーハを、枚葉式洗浄装置を用いて、表2に示す通りの工
程(1)、工程(2)の2ステップで洗浄し、パーティ
クルの洗浄を行った。工程(1)ではAPM2洗浄剤に
錯化剤を加えたものや、更にこれに表2に示す界面活性
剤を加えて調整した洗浄剤を用いて洗浄を行った。枚葉
式洗浄装置におけるシリコンウェーハ回転数は1000
rpm、洗浄液量は1リットル/分とし、洗浄時間は6
0秒、液温度は室温とし、基板に対して超音波照射を行
いつつ洗浄した。また、この工程(1)で用いた洗浄剤
のpHは、約10.3であった。工程(2)の洗浄剤に
は、表2に示すフッ酸含有率のフッ酸水溶液を使用し
た。枚葉式洗浄装置におけるシリコンウェーハ回転数は
1000rpm、洗浄液量は1リットル/分とし、洗浄
時間は表2に示す通りとし、液温度は室温で行った。そ
して工程(1)と工程(2)の順序を、表2に示す通り
とした。洗浄後に得られた洗浄済みシリコンウェーハ表
面に残留するパーティクル数の測定から求めた除去率よ
り、汚染粒子除去率を次の5段階で評価した。即ち、除
去率80%以上を除去性AAAとし、60%以上80%
未満をAA、40%以上60%未満をA、20%以上4
0%未満をB、20%未満をCとした。結果を表2に示
す。
<Examples 8 to 12, Comparative Example 7>"Evaluation of Particle Contamination Cleaning Property" In a 6-inch circle on a substrate, Si 3 N 4 particles (particles) having a particle diameter of 0.13 μm or more are 1000- 3000 silicon wafers adhered were cleaned by using a single-wafer cleaning device in two steps of step (1) and step (2) as shown in Table 2 to clean particles. In the step (1), cleaning was performed using an APM2 cleaning agent to which a complexing agent was added or a cleaning agent prepared by adding the surfactant shown in Table 2 thereto. The number of rotations of a silicon wafer in a single wafer cleaning apparatus is 1000
rpm, cleaning liquid volume 1 liter / min, cleaning time 6
The liquid temperature was set to room temperature for 0 seconds, and the substrate was cleaned while being irradiated with ultrasonic waves. The pH of the cleaning agent used in this step (1) was about 10.3. As the cleaning agent in the step (2), an aqueous hydrofluoric acid solution having the hydrofluoric acid content shown in Table 2 was used. The number of rotations of the silicon wafer in the single wafer cleaning apparatus was 1000 rpm, the cleaning liquid amount was 1 liter / min, the cleaning time was as shown in Table 2, and the liquid temperature was room temperature. The order of step (1) and step (2) is as shown in Table 2. Based on the removal rate obtained from the measurement of the number of particles remaining on the surface of the cleaned silicon wafer obtained after cleaning, the contamination particle removal rate was evaluated in the following five stages. That is, a removal rate of 80% or more is defined as removability AAA, and 60% or more and 80%
Less than AA, 40% or more and less than 60% A, 20% or more 4
B was defined as less than 0% and C as less than 20%. The results are shown in Table 2.

【0079】<比較例8>工程(2)の洗浄剤として比
較例1と同様なHPM洗浄剤を使用し、液温度を60
℃、洗浄時間を表2に示す時間とした以外は実施例8と
同様に洗浄を行った。結果を表2に示す。
<Comparative Example 8> The same HPM cleaning agent as in Comparative Example 1 was used as the cleaning agent in the step (2), and the liquid temperature was set to 60.
Cleaning was performed in the same manner as in Example 8 except that the temperature and the cleaning time were changed to those shown in Table 2. The results are shown in Table 2.

【0080】[0080]

【表3】 [Table 3]

【0081】表2に示したように、従来から使用されて
いるAPM洗浄、HPM洗浄を組み合わせたRCA洗浄
方法と比較して、本発明の洗浄方法は、明らかにパーテ
ィクル汚染洗浄性能に優れていることがわかる。
As shown in Table 2, the cleaning method of the present invention is clearly superior in the particle contamination cleaning performance, as compared with the RCA cleaning method combining the APM cleaning and HPM cleaning which have been conventionally used. I understand.

【0082】<実施例13及び比較例9> 「洗浄後のシリコンウェーハ加工寸法変化の評価」枚葉
式洗浄装置を用いて、酸化膜付きの4インチシリコンウ
ェーハに対して表3に示すフッ酸含有率のフッ酸水溶液
を使用し洗浄を行い、シリコンウェーハの加工寸法変化
を評価した。枚葉式洗浄装置におけるシリコンウェーハ
回転数は600rpm、洗浄液流量は1リットル/分、
液温度は室温とし、洗浄時間は表3に示す通りとした。
ウェーハ表面のエッチング量(エッチングされた膜厚)
が10(Å)を越えた場合を「不良」とし、10(Å)
以下の場合を「良」とした。 (洗浄後のシリコンウェーハ表面状態の観察)洗浄後の
シリコンウェーハ表面に、水を1ml滴下し、表面の状
態を観察した。結果を表3に示す。
<Example 13 and Comparative Example 9>"Evaluation of dimensional change in processing of silicon wafer after cleaning" Using a single wafer cleaning apparatus, a hydrofluoric acid shown in Table 3 was prepared for a 4-inch silicon wafer with an oxide film. Cleaning was performed using an aqueous solution of hydrofluoric acid having a content rate, and changes in the processing dimensions of the silicon wafer were evaluated. The rotation speed of the silicon wafer in the single wafer cleaning device is 600 rpm, the flow rate of the cleaning liquid is 1 liter / minute,
The liquid temperature was room temperature, and the cleaning time was as shown in Table 3.
Wafer surface etching amount (etched film thickness)
If the value exceeds 10 (Å), it is regarded as "defective" and 10 (Å)
The following cases were defined as “good”. (Observation of surface state of silicon wafer after cleaning) 1 ml of water was dropped on the surface of the silicon wafer after cleaning to observe the surface state. The results are shown in Table 3.

【0083】[0083]

【表4】 [Table 4]

【0084】表3に示したように、フッ酸含有率Cと、
このフッ酸含有洗浄液による洗浄時間tからなる式、t
1.29が5以下である本発明では、明らかにエッチング
が良好で、更にシリコンウェーハ表面が親水性を保持し
ているので、酸化膜が過度にエッチングされず加工寸法
変化が少なく好適であることがわかる。以上の結果から
明らかなように、本発明の洗浄方法では、従来の洗浄方
法(比較例)に比べて極めて短時間で、基板表面の金属
汚染とパーティクル汚染を共に除去でき、加えて、エッ
チングによる加工寸法変化などの副作用が殆ど無いとい
う優れた効果を有する。
As shown in Table 3, the hydrofluoric acid content C and
An expression consisting of the cleaning time t with this hydrofluoric acid-containing cleaning liquid,
In the present invention in which C 1.29 is 5 or less, the etching is obviously good, and since the surface of the silicon wafer retains hydrophilicity, the oxide film is not excessively etched and the processing dimensional change is small, which is preferable. Recognize. As is clear from the above results, the cleaning method of the present invention can remove both metal contamination and particle contamination on the substrate surface in an extremely short time as compared with the conventional cleaning method (comparative example). It has an excellent effect that there are almost no side effects such as changes in processing dimensions.

【0085】[0085]

【発明の効果】本発明の洗浄方法によれば、洗浄対象で
あるシリコンウェハ等の半導体基板を洗浄する際に、基
板に対する加工寸法変化等の問題を極めて低く抑え、極
めて短時間で、基板表面の金属汚染とパーティクル汚染
の双方を効果的に除去出来る。よって半導体デバイスや
ディスプレイデバイスなどの製造工程における汚染洗浄
用などの表面処理方法として用いた際、工業的に非常に
有用である。
According to the cleaning method of the present invention, when cleaning a semiconductor substrate such as a silicon wafer to be cleaned, problems such as a change in processing dimension with respect to the substrate are suppressed to an extremely low level, and the surface of the substrate can be processed in an extremely short time. Both metal contamination and particle contamination can be effectively removed. Therefore, it is industrially very useful when used as a surface treatment method for cleaning contaminants in the manufacturing process of semiconductor devices and display devices.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H088 FA30 HA01 KA30 MA20 2H090 JA00 JB00 JB02 JC19 JD01 JD08 3B201 AA02 AA03 BA02 BB82 BB92 BB93 BB96 CC01 CC12 CC13   ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F term (reference) 2H088 FA30 HA01 KA30 MA20                 2H090 JA00 JB00 JB02 JC19 JD01                       JD08                 3B201 AA02 AA03 BA02 BB82 BB92                       BB93 BB96 CC01 CC12 CC13

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】少なくとも以下の工程(1)及び工程
(2)を含み、工程(1)を行った後に工程(2)を行
う基板表面洗浄方法。 工程(1)錯化剤含有アルカリ性洗浄剤で基板表面の洗
浄を行う洗浄工程。 工程(2)フッ酸含有率C(重量%)が0.03〜3重
量%である洗浄剤を用い、該洗浄剤による基板の洗浄時
間t(秒)が45秒以下であり、且つCとtが0.25
≦ tC1.29≦5の関係にある洗浄工程。
1. A substrate surface cleaning method comprising at least the following steps (1) and (2), wherein step (2) is performed after step (1) is performed. Step (1) A cleaning step of cleaning the substrate surface with a complexing agent-containing alkaline cleaning agent. Step (2) A cleaning agent having a hydrofluoric acid content C (% by weight) of 0.03 to 3% by weight is used, a cleaning time t (seconds) of the substrate with the cleaning agent is 45 seconds or less, and C t is 0.25
≤ tC 1.29 ≤ 5 cleaning process.
【請求項2】錯化剤が、ドナー原子である窒素とカルボ
キシル基及び/又はホスホン酸基を有する化合物である
事を特徴とする請求項1に記載の基板表面洗浄方法。
2. The substrate surface cleaning method according to claim 1, wherein the complexing agent is a compound having nitrogen as a donor atom and a carboxyl group and / or a phosphonic acid group.
【請求項3】錯化剤が、芳香族炭化水素環を有し且つ該
環を構成する炭素原子に直接結合したOH基及び/又は
-基を二つ以上有する化合物である事を特徴とする請
求項1又は2に記載の基板表面洗浄方法。
3. The complexing agent is a compound having an aromatic hydrocarbon ring and having two or more OH groups and / or O groups directly bonded to the carbon atoms constituting the ring. The substrate surface cleaning method according to claim 1 or 2.
【請求項4】錯化剤が、エチレンジアミン4酢酸[ED
TA]、エチレンジアミンジオルトヒドロキシフェニル
酢酸[EDDHA]及び/又はその誘導体、ジエチレン
トリアミン5酢酸[DTPA]、プロピレンジアミンテ
トラ(メチレンホスホン酸)[PDTMP]からなる群
より選ばれる一つもしくは二つ以上のものであることを
特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載の基板表面洗
浄方法。
4. The complexing agent is ethylenediaminetetraacetic acid [ED
One or more selected from the group consisting of TA], ethylenediaminedioltohydroxyphenylacetic acid [EDDHA] and / or its derivative, diethylenetriaminepentaacetic acid [DTPA], propylenediaminetetra (methylenephosphonic acid) [PDTMP] The substrate surface cleaning method according to any one of claims 1 to 3, wherein:
【請求項5】工程(1)で用いる洗浄剤中の錯化剤濃度
が1〜10000重量ppmであることを特徴とする請
求項1乃至4の何れかに記載の基板表面洗浄方法。
5. The substrate surface cleaning method according to claim 1, wherein the concentration of the complexing agent in the cleaning agent used in step (1) is 1 to 10000 ppm by weight.
【請求項6】工程(1)で用いる洗浄剤が水酸化アンモ
ニウムを含有することを特徴とする請求項1乃至5の何
れかに記載の基板表面洗浄方法。
6. The substrate surface cleaning method according to claim 1, wherein the cleaning agent used in step (1) contains ammonium hydroxide.
【請求項7】工程(1)で用いる洗浄剤のpHが9以上
であることを特徴とする請求項1乃至6の何れかに記載
の基板表面洗浄方法。
7. The substrate surface cleaning method according to claim 1, wherein the cleaning agent used in the step (1) has a pH of 9 or more.
【請求項8】請求項1乃至7の何れかに記載の基板表面
洗浄方法を用いることを特徴とする基板表面洗浄装置。
8. A substrate surface cleaning apparatus using the substrate surface cleaning method according to any one of claims 1 to 7.
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