JP2003297790A - 半導体基板の処理液および処理方法 - Google Patents
半導体基板の処理液および処理方法Info
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- JP2003297790A JP2003297790A JP2002103067A JP2002103067A JP2003297790A JP 2003297790 A JP2003297790 A JP 2003297790A JP 2002103067 A JP2002103067 A JP 2002103067A JP 2002103067 A JP2002103067 A JP 2002103067A JP 2003297790 A JP2003297790 A JP 2003297790A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】金属や金属化合物の腐食を抑制しつつ、金属、
パーティクル、有機物などの不純物除去を可能にする半
導体基板の洗浄液およびそれを用いた洗浄方法を提供す
ること。 【解決手段】ポリビニルアミン、ポリアリルアミン、ポ
リアミジン、およびアミノ基を有する多糖類から選ばれ
る1種以上の化合物を含有する半導体処理液。
パーティクル、有機物などの不純物除去を可能にする半
導体基板の洗浄液およびそれを用いた洗浄方法を提供す
ること。 【解決手段】ポリビニルアミン、ポリアリルアミン、ポ
リアミジン、およびアミノ基を有する多糖類から選ばれ
る1種以上の化合物を含有する半導体処理液。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、表面に金属または
金属化合物を有する半導体基板の処理液およびこれを用
いた処理方法に関するものである。更に詳しくは、半導
体基板表面の金属の腐食を抑制した化学エッチング液、
研磨液、洗浄液、洗浄前処理液等の半導体基板用処理液
に関するものである。
金属化合物を有する半導体基板の処理液およびこれを用
いた処理方法に関するものである。更に詳しくは、半導
体基板表面の金属の腐食を抑制した化学エッチング液、
研磨液、洗浄液、洗浄前処理液等の半導体基板用処理液
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体基板の洗浄には、フォトレジスト
や有機物の除去を目的とした硫酸+過酸化水素洗浄、パ
ーティクルや有機物の除去を目的としたアンモニア+過
酸化水素洗浄(SC−1洗浄)、金属の除去を目的とし
た塩酸+過酸化水素洗浄(SC−2洗浄)から成る「R
CA洗浄」が広く用いられている。一方で、近年、半導
体デバイスの高速化、高性能化を図るために、ゲートや
配線の材料として種々の金属および金属化合物が導入さ
れている。特に、ゲート電極や配線の低抵抗化の目的か
ら、タングステンや銅が多く用いられている。しかしな
がら、従来から行われているRCA洗浄においては、上
記のような金属材料が溶解してしまうという問題があ
る。
や有機物の除去を目的とした硫酸+過酸化水素洗浄、パ
ーティクルや有機物の除去を目的としたアンモニア+過
酸化水素洗浄(SC−1洗浄)、金属の除去を目的とし
た塩酸+過酸化水素洗浄(SC−2洗浄)から成る「R
CA洗浄」が広く用いられている。一方で、近年、半導
体デバイスの高速化、高性能化を図るために、ゲートや
配線の材料として種々の金属および金属化合物が導入さ
れている。特に、ゲート電極や配線の低抵抗化の目的か
ら、タングステンや銅が多く用いられている。しかしな
がら、従来から行われているRCA洗浄においては、上
記のような金属材料が溶解してしまうという問題があ
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来技術に
おける上記のような問題を解決し、金属や金属化合物の
腐食を抑制しつつ、金属、パーティクル、有機物などの
不純物除去を可能にする半導体基板の洗浄液およびそれ
を用いた洗浄方法を提供することにある。
おける上記のような問題を解決し、金属や金属化合物の
腐食を抑制しつつ、金属、パーティクル、有機物などの
不純物除去を可能にする半導体基板の洗浄液およびそれ
を用いた洗浄方法を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、ポリビニ
ルアミン、ポリアリルアミン、ポリアミジン、および、
アミノ基を有する多糖類が、半導体基板上の不純物除去
を目的とした洗浄を行う上で、金属の腐食を抑制する効
果を示すことを見出し、本発明に到達した。すなわち、
本発明は、表面に金属または金属化合物を有する半導体
基板の洗浄液であり、ポリビニルアミン、ポリアリルア
ミン、ポリアミジン、およびアミノ基を有する多糖類か
ら選ばれる1種以上の化合物を含有することを特徴とす
る半導体基板の処理液に関する。
ルアミン、ポリアリルアミン、ポリアミジン、および、
アミノ基を有する多糖類が、半導体基板上の不純物除去
を目的とした洗浄を行う上で、金属の腐食を抑制する効
果を示すことを見出し、本発明に到達した。すなわち、
本発明は、表面に金属または金属化合物を有する半導体
基板の洗浄液であり、ポリビニルアミン、ポリアリルア
ミン、ポリアミジン、およびアミノ基を有する多糖類か
ら選ばれる1種以上の化合物を含有することを特徴とす
る半導体基板の処理液に関する。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明の洗浄液は、ポリビニルア
ミン、ポリアリルアミン、ポリアミジン、およびアミノ
基を有する多糖類から選ばれる1種以上の化合物を含有
する。
ミン、ポリアリルアミン、ポリアミジン、およびアミノ
基を有する多糖類から選ばれる1種以上の化合物を含有
する。
【0006】ポリビニルアミン、ポリアリルアミン、ポ
リアミジン、および、アミノ基を有する多糖類は、分子
量1000以上のものを用いることが好ましく、また、
そのアミノ基が塩酸塩や硫酸塩などの塩であっても同様
に用いることができる。アミノ基を有する多糖類の具体
例としては、キトサン、ヒアルロン酸などがある。ポリ
ビニルアミン、ポリアリルアミン、ポリアミジン、およ
び、アミノ基を有する多糖類は、基板表面の金属や金属
化合物表面に吸着することにより、腐食を抑制する効果
を発現するものと推測される。このような効果は、広い
pH範囲で発現するため、酸性、中性、アルカリ性のい
ずれにおいても用いることができる。
リアミジン、および、アミノ基を有する多糖類は、分子
量1000以上のものを用いることが好ましく、また、
そのアミノ基が塩酸塩や硫酸塩などの塩であっても同様
に用いることができる。アミノ基を有する多糖類の具体
例としては、キトサン、ヒアルロン酸などがある。ポリ
ビニルアミン、ポリアリルアミン、ポリアミジン、およ
び、アミノ基を有する多糖類は、基板表面の金属や金属
化合物表面に吸着することにより、腐食を抑制する効果
を発現するものと推測される。このような効果は、広い
pH範囲で発現するため、酸性、中性、アルカリ性のい
ずれにおいても用いることができる。
【0007】酸としては、フッ酸、塩酸、硫酸、硝酸、
りん酸、および、1つ以上のカルボキシル基を有する有
機酸が好適に用いることができる。該有機酸は、1〜3
つのカルボキシル基を有する化合物が特に好適に用いら
れ、それらの具体例として、ギ酸、酢酸、乳酸、シュウ
酸、マロン酸、コハク酸、アジピン酸、ピメリン酸、マ
レイン酸、フマル酸、酒石酸、クエン酸などが挙げられ
る。さらに、上記の酸の塩も用いることができ、特に陽
イオンが1〜4級のアンモニウムイオンである塩を用い
ることが好ましい。アルカリとしては、一般式
[(R1)nN(R2)4-n]OH(式中、R1は水素原子
またはアルキル基、R2はアルキル基またはヒドロキシ
置換アルキレン基を示す。n=1〜4の整数であり、R
1とR2は同一であってもよい。)で示される4級アンモ
ニウムヒドロキシドを好適に用いることができる。特
に、R1が水素原子または炭素数1〜4のアルキル基、
R2が炭素数1〜4のアルキル基または炭素数2〜4の
ヒドロキシ置換アルキレン基である化合物が好適に用い
られ、それらの具体例として、アンモニア、テトラメチ
ルアンモニウムヒドロキシド、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がある。一般に、半
導体基板の洗浄には、酸またはその塩あるいはアルカリ
に加え、過酸化水素やオゾンのような酸化剤が広く用い
られている。しかしながら、酸化剤を用いると、金属や
金属化合物の腐食が著しくなるという問題がある。本発
明の処理液および処理方法は、特に、酸化剤を含む処理
液において金属や金属化合物の腐食を抑制する目的で好
適に用いることができる。酸化剤の濃度が高すぎると腐
食抑制効果が十分に得られないことがあるため、例え
ば、過酸化水素の場合、濃度は3重量%以下、さらには
1.5重量%以下で用いることが好ましい。ポリビニル
アミン、ポリアリルアミン、ポリアミジン、および、ア
ミノ基を有する多糖類の濃度は、0.0001〜5重量
%、さらには0.0001〜1重量%の範囲で用いるこ
とが好ましい。0.0001重量%より濃度が低いと、
金属や金属化合物の腐食を抑制する効果が十分に得られ
ず、また、5重量パーセントより高いと基板を汚染する
恐れがある。
りん酸、および、1つ以上のカルボキシル基を有する有
機酸が好適に用いることができる。該有機酸は、1〜3
つのカルボキシル基を有する化合物が特に好適に用いら
れ、それらの具体例として、ギ酸、酢酸、乳酸、シュウ
酸、マロン酸、コハク酸、アジピン酸、ピメリン酸、マ
レイン酸、フマル酸、酒石酸、クエン酸などが挙げられ
る。さらに、上記の酸の塩も用いることができ、特に陽
イオンが1〜4級のアンモニウムイオンである塩を用い
ることが好ましい。アルカリとしては、一般式
[(R1)nN(R2)4-n]OH(式中、R1は水素原子
またはアルキル基、R2はアルキル基またはヒドロキシ
置換アルキレン基を示す。n=1〜4の整数であり、R
1とR2は同一であってもよい。)で示される4級アンモ
ニウムヒドロキシドを好適に用いることができる。特
に、R1が水素原子または炭素数1〜4のアルキル基、
R2が炭素数1〜4のアルキル基または炭素数2〜4の
ヒドロキシ置換アルキレン基である化合物が好適に用い
られ、それらの具体例として、アンモニア、テトラメチ
ルアンモニウムヒドロキシド、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がある。一般に、半
導体基板の洗浄には、酸またはその塩あるいはアルカリ
に加え、過酸化水素やオゾンのような酸化剤が広く用い
られている。しかしながら、酸化剤を用いると、金属や
金属化合物の腐食が著しくなるという問題がある。本発
明の処理液および処理方法は、特に、酸化剤を含む処理
液において金属や金属化合物の腐食を抑制する目的で好
適に用いることができる。酸化剤の濃度が高すぎると腐
食抑制効果が十分に得られないことがあるため、例え
ば、過酸化水素の場合、濃度は3重量%以下、さらには
1.5重量%以下で用いることが好ましい。ポリビニル
アミン、ポリアリルアミン、ポリアミジン、および、ア
ミノ基を有する多糖類の濃度は、0.0001〜5重量
%、さらには0.0001〜1重量%の範囲で用いるこ
とが好ましい。0.0001重量%より濃度が低いと、
金属や金属化合物の腐食を抑制する効果が十分に得られ
ず、また、5重量パーセントより高いと基板を汚染する
恐れがある。
【0008】ポリビニルアミン、ポリアリルアミン、ポ
リアミジン、および、アミノ基を有する多糖類は、不純
物除去を目的とした洗浄液に直接添加した場合だけでな
く、基板をあらかじめポリビニルアミン、ポリアリルア
ミン、ポリアミジン、または、アミノ基を有する多糖類
の溶液で処理した後に洗浄を行っても腐食抑制効果が得
られる。
リアミジン、および、アミノ基を有する多糖類は、不純
物除去を目的とした洗浄液に直接添加した場合だけでな
く、基板をあらかじめポリビニルアミン、ポリアリルア
ミン、ポリアミジン、または、アミノ基を有する多糖類
の溶液で処理した後に洗浄を行っても腐食抑制効果が得
られる。
【0009】通常、本発明の処理液は、室温から100
℃の範囲で使用する。ポリビニルアミン、ポリアリルア
ミン、ポリアミジン、アミノ基を有する多糖類は2種以
上を併用することも可能である。また、処理中に新たに
追加して添加しても良い。本発明の処理液には、金属、
パーティクルなどの不純物除去効果を高める目的で、金
属錯化剤や界面活性剤を添加しても良い。
℃の範囲で使用する。ポリビニルアミン、ポリアリルア
ミン、ポリアミジン、アミノ基を有する多糖類は2種以
上を併用することも可能である。また、処理中に新たに
追加して添加しても良い。本発明の処理液には、金属、
パーティクルなどの不純物除去効果を高める目的で、金
属錯化剤や界面活性剤を添加しても良い。
【0010】
【実施例】以下に本発明を実施例によって詳細に説明す
るが、本発明は実施例によって制限されるものでない。
タングステン溶解速度は、表面にタングステン膜を成膜
したシリコンウエハ試験片を所定の洗浄液中に浸漬し、
浸漬前後のタングステン膜厚変化量から求めた。なお、
タングステン膜厚変化は、試験片の蛍光X線測定におけ
るタングステン検出強度変化から求めた。また、ポリア
リルアミンは、日東紡績(株)製PAAシリーズを、ポ
リアミジンは、三菱化学(株)製のPVAD−L(分子
量100000)を、ポリビニルアミンは、三菱化学
(株)製のPVAM0595Bを、キトサンは、大日精
化工業(株)製のダイキトサン100Dを、それぞれ用
いた。
るが、本発明は実施例によって制限されるものでない。
タングステン溶解速度は、表面にタングステン膜を成膜
したシリコンウエハ試験片を所定の洗浄液中に浸漬し、
浸漬前後のタングステン膜厚変化量から求めた。なお、
タングステン膜厚変化は、試験片の蛍光X線測定におけ
るタングステン検出強度変化から求めた。また、ポリア
リルアミンは、日東紡績(株)製PAAシリーズを、ポ
リアミジンは、三菱化学(株)製のPVAD−L(分子
量100000)を、ポリビニルアミンは、三菱化学
(株)製のPVAM0595Bを、キトサンは、大日精
化工業(株)製のダイキトサン100Dを、それぞれ用
いた。
【0011】実施例1〜3および比較例1
過酸化水素濃度0.6重量%の水溶液に表1記載の添加
剤を配合した後、60℃に加熱し、シリコンウエハ試験
片を処理してタングステン溶解速度を求めた。結果を表
1に示す。
剤を配合した後、60℃に加熱し、シリコンウエハ試験
片を処理してタングステン溶解速度を求めた。結果を表
1に示す。
【0012】
【表1】
【0013】実施例4〜9および比較例2
アンモニア濃度0.6重量%、過酸化水素濃度0.6重
量%の水溶液に表2記載の添加剤を配合した後、60℃
に加熱し、シリコンウエハ試験片を処理してタングステ
ン溶解速度を求めた。結果を表2に示す。
量%の水溶液に表2記載の添加剤を配合した後、60℃
に加熱し、シリコンウエハ試験片を処理してタングステ
ン溶解速度を求めた。結果を表2に示す。
【0014】
【表2】
【0015】実施例10〜15および比較例3
テトラメチルアンモニウムヒドロキシド濃度1重量%、
過酸化水素濃度1重量%の水溶液に表3記載の添加剤を
配合した後、60℃に加熱し、試験片を処理してタング
ステン溶解速度を求めた。結果を表3に示す。
過酸化水素濃度1重量%の水溶液に表3記載の添加剤を
配合した後、60℃に加熱し、試験片を処理してタング
ステン溶解速度を求めた。結果を表3に示す。
【0016】
【表3】
【0017】
【発明の効果】本発明の半導体基板の洗浄液および洗浄
方法を用いることにより、金属、パーティクル、有機物
などの不純物除去を行う上で、基板上の金属および金属
化合物の腐食を防止することができる。
方法を用いることにより、金属、パーティクル、有機物
などの不純物除去を行う上で、基板上の金属および金属
化合物の腐食を防止することができる。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考)
C11D 7/60 C11D 7/60
Fターム(参考) 4H003 BA12 DA15 EA03 EA04 EA05
EA31 EB07 EB08 EB19 EB28
EE04 FA15
Claims (10)
- 【請求項1】表面に金属または金属化合物を有する半導
体基板の処理液であり、ポリビニルアミン、ポリアリル
アミン、ポリアミジン、およびアミノ基を有する多糖類
から選ばれる1種以上の化合物を含有することを特徴と
する半導体基板の処理液。 - 【請求項2】金属がタングステンまたは銅である、請求
項1に記載の半導体基板の処理液。 - 【請求項3】更に、酸またはその塩を含有する、請求項
1又は2に記載の半導体基板の処理液。 - 【請求項4】酸が、フッ酸、塩酸、硫酸、硝酸またはり
ん酸である、請求項3に記載の半導体基板の処理液。 - 【請求項5】酸が、1つ以上のカルボキシル基を有する
有機酸である、請求項3に記載の半導体基板の処理液。 - 【請求項6】更にアルカリを含有する、請求項1又は2
に記載の半導体基板の処理液。 - 【請求項7】アルカリが、一般式[(R1)nN(R2)
4-n]OH(式中、R1は水素原子又はアルキル基、R2
はアルキル基またはヒドロキシ置換アルキレン基を示
し、n=1〜4の整数である。R1とR2は同一であって
もよい。)で示される4級アンモニウムヒドロキシドで
ある、請求項6に記載の半導体基板の処理液。 - 【請求項8】更に酸化剤を含有する、請求項1〜7何れ
か1項に記載の半導体基板の処理液。 - 【請求項9】酸化剤が過酸化水素またはオゾンである、
請求項8に記載の半導体基板の処理液。 - 【請求項10】請求項1〜9何れか1項に記載の半導体
基板の処理液を用いる、半導体基板の処理方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002103067A JP2003297790A (ja) | 2002-04-04 | 2002-04-04 | 半導体基板の処理液および処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002103067A JP2003297790A (ja) | 2002-04-04 | 2002-04-04 | 半導体基板の処理液および処理方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003297790A true JP2003297790A (ja) | 2003-10-17 |
Family
ID=29389138
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002103067A Pending JP2003297790A (ja) | 2002-04-04 | 2002-04-04 | 半導体基板の処理液および処理方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003297790A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012033774A (ja) * | 2010-07-30 | 2012-02-16 | Fujifilm Corp | 洗浄組成物、これを用いた洗浄方法及び半導体素子の製造方法 |
-
2002
- 2002-04-04 JP JP2002103067A patent/JP2003297790A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012033774A (ja) * | 2010-07-30 | 2012-02-16 | Fujifilm Corp | 洗浄組成物、これを用いた洗浄方法及び半導体素子の製造方法 |
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