JP2003124174A - 半導体基板の洗浄液 - Google Patents
半導体基板の洗浄液Info
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Abstract
抑える半導体基板洗浄液を提供する。 【解決手段】 過酸化水素および分子内に5以上
のホスホン酸基を有するキレート化合物を含有する半導
体基板の洗浄液。
Description
液および洗浄方法に関するものである。
体基板表面の汚染物質を除去するために種々の洗浄が行
われており、最も広く用いられている方法として「RC
A洗浄」が知られている。基板の汚染物質として特に問
題視されているのは、半導体素子の電気的特性の異常を
引き起こす金属不純物と、デバイスの配線パターンの形
成に支障を及ぼす微粒子である。RCA洗浄は、アンモ
ニアと過酸化水素を主成分とした水溶液で微粒子の除去
を主目的として行う「SC−1洗浄」と、塩酸と過酸化
水素を主成分とする水溶液で金属除去を主目的として行
う「SC−2洗浄」から構成される。
非常に有効である反面、洗浄液中の金属が基板表面に付
着して金属汚染の原因になるという問題がある。RCA
洗浄では、SC−1洗浄の後にSC−2洗浄を行うこと
により金属による汚染を低減しているが、SC−2洗浄
は微粒子を除去する能力がないため、金属を除去するこ
とにより、再び微粒子による汚染が発生するという問題
があった。
μm以下であっても配線パターンの形成を妨げ、素子製
造の歩留まりに大きな悪影響を及ぼす。また、金属不純
物は、基板上の濃度が1010から1011atoms/c
m2程度であっても、半導体素子の電気的特性の異常を
引き起こすことになる。
洗浄に、金属不純物濃度が極めて低いアンモニア水や過
酸化水素水を用いる方法が一般的に広く行われてきた。
現状で用いられているアンモニア水や過酸化水素水は、
ほとんどの金属不純物の濃度が10ppt以下である
が、このような薬品を用いた場合でも、SC−2による
金属除去を行った後と比較すると、基板表面への付着量
が10倍以上高い金属もあるため、金属汚染を防止する
手段としては不十分な点がある。また、前工程において
基板に付着した汚染物質や、薬品タンクや洗浄槽に由来
する汚染物質が、SC−1洗浄液中に持ち込まれ、突発
的に汚染が発生する場合もある。
合、許容される表面金属不純物濃度は少なくとも1010
atoms/cm2以下であるが、たとえばAlはSC
−1洗浄においてSi基板に非常に付着しやすく、洗浄
液中の濃度が10ppt程度であっても、付着量は10
10atoms/cm2程度となる。このため、金属不純
物含量の少ない薬液を用いても、Alの付着量を安定的
に1010atoms/cm2以下に維持するのは困難で
あるのが現状である。
のを防止する手段として、EDTA(エチレンジアミン
四酢酸)に代表される酢酸基を有するキレート化合物を
添加する方法が提案されてきた。しかしながら、過酸化
水素を含む洗浄液中では、酢酸基を持つキレート化合物
は過酸化水素の酸化作用により分解し、基板の金属汚染
防止効果が安定して得られないばかりでなく、キレート
化合物の分解物がさらなる汚染源になるという問題があ
った。
405号公報や特開平6−116770号公報におい
て、過酸化水素により分解せず、金属の付着を抑制する
ことが可能なキレート化合物として、ホスホン酸基を有
する化合物が提案されている。しかしながら、ホスホン
酸基を有するキレート化合物は、Feの汚染を抑制する
効果が高いことが確認されているが、Fe以外の金属、
たとえばAlの付着を抑制する効果は必ずしも得られな
いという問題点があった。
おける上記のような問題を解決し、種々の金属を除去す
ることが可能な半導体基板の洗浄液および洗浄方法を提
供することにある。
酸基を5以上有するキレート化合物が、過酸化水素を含
む洗浄液中で、半導体基板への金属の付着を長時間にわ
たり安定に抑制する効果を示すことを見出し、本発明に
到達した。
子内に5以上のホスホン酸基を有するキレート化合物を
含有する半導体基板の洗浄液に関するものであり、さら
に、アルカリ、過酸化水素および分子内に5以上のホス
ホン酸基を有するキレート化合物を含有する半導体基板
の洗浄液に関するものである。
GaAsのような半導体材料を含む基板の処理に用いる
ことができる。特に、シリコンウエハやLCD基板の洗
浄に好適に用いることができ、基板の金属汚染を極めて
低いレベルに抑制することが可能である。
い電子工業用のアルカリ水溶液および過酸化水素水を用
い、また、これらの薬品を希釈する水は純水や超純水を
用いる。工業用の薬品や水を用いた場合、これらに含ま
れる金属不純物濃度が高く、本発明の金属不純物含量が
少ないキレート化合物を用いることによる効果が得られ
ない場合がある。本発明の洗浄液は、通常、アルカリ
0.01〜10重量%および過酸化水素0.01〜10
重量%の濃度範囲で用いられる。アルカリとして、アン
モニアや、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドおよ
び2−ヒドロキシエチルトリメチルアンモニウムヒドロ
キシド(コリン)などの4級アンモニウムヒドロキシド
が挙げられる。
上のホスホン酸基を有する化合物である。特に、1級ま
たは2級アミノ基を有する化合物を原料として、Journa
l ofOrganic Chemistry第31巻1603頁に記載の方
法により得ることが可能で、分子内に、>NCH2PO3
H2基を5以上有する化合物を好適に用いることができ
る。具体的な例として、ジエチレントリアミンペンタ
(メチレンホスホン酸)、3,3´−ジアミノジプロピ
ルアミンペンタ(メチレンホスホン酸)、ビス(ヘキサ
メチレン)トリアミンペンタ(メチレンホスホン酸)、
トリエチレンテトラミンヘキサ(メチレンホスホン
酸)、トリ(2−アミノエチル)アミンヘキサ(メチレ
ンホスホン酸)、トリ(3−アミノプロピル)アミンヘ
キサ(メチレンホスホン酸)、テトラエチレンペンタミ
ンヘプタ(メチレンホスホン酸)、ペンタエチレンヘキ
サミンオクタ(メチレンホスホン酸)、ヘキサメチレン
テトラミンオクタ(メチレンホスホン酸)などが挙げら
れる。また、これらの化合物の有するホスホノメチル基
の一部分が水素原子やメチル基などの他の基に置換され
たものであっても、分子内のホスホン酸基が5以上であ
れば、同様に用いることができる。さらに、たとえば、
ポリエチレンイミンやポリアリルアミンのように、主鎖
または側鎖に1級または2級アミノ基を有する高分子体
を原料とし、分子内に、>NCH2PO3H2基を5以上
導入した化合物も用いることができる。これらのキレー
ト化合物のホスホン酸基は、遊離の酸でなく、例えばア
ンモニウム塩のような塩であっても同様に用いることが
できる。
することも可能である。キレート化合物は洗浄液中の金
属イオンを捕捉し、金属−キレート錯体を形成すること
により、基板表面への金属の付着を抑制しているが、そ
れぞれの化合物には対象となる金属イオンによって、捕
捉能力に差異がある。したがって、2種以上の化合物を
併用すると、相補的作用により、より多くの金属の付着
をより効果的に抑制することが可能となる。
m〜1%の範囲で用いられ、好ましくは、1ppm〜
0.5%の範囲で用いられる。特に、キレート化合物の
濃度が低い場合、Alの付着を抑制する効果が十分に得
られないため、少なくとも1ppm以上、好ましくは1
0ppm以上の濃度で使用することが望ましい。
化水素を任意の濃度に調整した後にキレート化合物を添
加する方法やアルカリ水溶液、過酸化水素水または水に
あらかじめ添加しておき、これらを使用時に混合する方
法などで行うことができる。さらには、洗浄中にキレー
ト化合物を追加して添加することもできる。
も、Alの付着を抑制する効果が失われることなく、安
定した洗浄が達成できる。本発明の洗浄液に、さらに無
機酸、有機酸、無機塩または界面活性剤のような成分を
共存させて用いた場合も、Alの付着を抑制する効果は
同様に得られる。
るが、本発明は実施例によって制限されるものではな
い。
アンモニア水、31重量%電子工業用過酸化水素水およ
び超純水を1:4:20の容量比で混合して洗浄直前に
調製した。金属および/またはキレート化合物を添加す
る場合は、洗浄液を調製後、金属および/またはキレー
ト化合物を添加し、70〜80℃の温度で5分間保持し
た後に洗浄に供した。添加する金属は化学分析用標準液
を用いた。洗浄液を一定時間保持した後に洗浄を行う場
合には、適宜、超純水とアンモニア水を補充し、洗浄液
の液量とpHを一定に維持した。
のSiウエハを用い、SC−1洗浄は80℃で10分間
行った。洗浄槽には石英製容器を用いた。基板表面の金
属濃度は、フッ化水素酸と過酸化水素水の混合液で処理
して表面上の金属を溶解し、混合液中の金属濃度をフレ
ームレス原子吸光分析により測定し、基板表面上濃度に
換算した。
る。1−ヒドロキシエチリデン−1,1−ジホスホン酸
「HEDP」、アミノトリ(メチレンホスホン酸)「A
TP」、エチレンジアミンテトラ(メチレンホスホン
酸)「EDTP」、cis−シクロヘキサンジアミンテ
トラ(メチレンホスホン酸)「cis−CDTP」、t
rans−シクロヘキサンジアミンテトラ(メチレンホ
スホン酸)「trans−CDTP」、ヘキサメチレン
ジアミンテトラ(メチレンホスホン酸)「HDTP」、
ジエチレントリアミンペンタ(メチレンホスホン酸)
「DTPP」、トリエチレンテトラミンヘキサ(メチレ
ンホスホン酸)「TTHP」、トリ(2−アミノエチ
ル)アミンヘキサ(メチレンホスホン酸)「TAEH
P」、テトラエチレンペンタミンヘプタ(メチレンホス
ホン酸)「TPHP」、ペンタエチレンヘキサミンオク
タ(メチレンホスホン酸)「PHOP」。
0、100または1000ppm添加して、SC−1洗
浄を行い、表面Al濃度を測定した。結果は表1に示
す。
SC−1洗浄を行い、表面Al濃度を測定した。結果は
表1に示す。
基を有するキレート化合物を100または1000pp
m添加して、SC−1洗浄を行い、表面Al濃度を測定
した。結果は表1に示す。
HP、TAEHP、TPHP、PHOPを溶解し、25
℃で30日間または70日間放置した。この過酸化水素
水を用いて、キレート化合物の濃度が100または10
00ppmのSC−1洗浄液を調製し、Al濃度を10
ppbとして、洗浄を行い、表面Al濃度を測定した。
結果は表2に示す。
し、25℃で10日間放置した。この過酸化水素水を用
いて、ATPの濃度が1000ppmのSC−1洗浄液
を調製し、Al濃度を10ppbとして、洗浄を行い、
表面Al濃度を測定した。結果は表2に示す。
HP、TAEHP、TPHP、PHOPを溶解し、25
℃で70日間放置した。この過酸化水素水を用いて、キ
レート化合物の濃度が1、10、または100ppmの
SC−1洗浄液を調製し、Fe濃度を10ppbとし
て、洗浄を行い、表面Al濃度を測定した。結果は表3
に示す。
SC−1洗浄を行い、表面Fe濃度を測定した。結果は
表3に示す。
lの付着を確実に、かつ、安定に抑制することが可能で
あり、洗浄後の基板の表面金属濃度を従来よりも極めて
低く低減することができる。
Claims (5)
- 【請求項1】 過酸化水素および分子内に5以上のホス
ホン酸基を有するキレート化合物を含有する半導体基板
の洗浄液。 - 【請求項2】 アルカリ、過酸化水素および分子内に5
以上のホスホン酸基を有するキレート化合物を含有する
半導体基板の洗浄液。 - 【請求項3】 過酸化水素の濃度が0.01〜10重量
%およびキレート化合物の濃度が1ppm〜1重量%で
ある請求項1記載の半導体基板の洗浄液。 - 【請求項4】 アルカリの濃度が0.01〜10重量
%、過酸化水素の濃度が0.01〜10重量%およびキ
レート化合物の濃度が1ppm〜1重量%である請求項
2記載の半導体基板の洗浄液。 - 【請求項5】 請求項1または2記載の洗浄液を用いる
半導体基板の洗浄方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001310997A JP2003124174A (ja) | 2001-10-09 | 2001-10-09 | 半導体基板の洗浄液 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001310997A JP2003124174A (ja) | 2001-10-09 | 2001-10-09 | 半導体基板の洗浄液 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003124174A true JP2003124174A (ja) | 2003-04-25 |
Family
ID=19129896
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001310997A Pending JP2003124174A (ja) | 2001-10-09 | 2001-10-09 | 半導体基板の洗浄液 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003124174A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102193540A (zh) * | 2011-03-11 | 2011-09-21 | 海沃机械(扬州)有限公司 | 垃圾站管理及智能控制系统及其操作方法 |
JP2014203849A (ja) * | 2013-04-01 | 2014-10-27 | 三菱電機株式会社 | 太陽電池用基板の製造方法及び太陽電池 |
US9831088B2 (en) | 2010-10-06 | 2017-11-28 | Entegris, Inc. | Composition and process for selectively etching metal nitrides |
-
2001
- 2001-10-09 JP JP2001310997A patent/JP2003124174A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN102193540A (zh) * | 2011-03-11 | 2011-09-21 | 海沃机械(扬州)有限公司 | 垃圾站管理及智能控制系统及其操作方法 |
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A02 | Decision of refusal |
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