JP2012156181A - Cleaning liquid for semiconductor substrate and cleaning method using the same - Google Patents

Cleaning liquid for semiconductor substrate and cleaning method using the same Download PDF

Info

Publication number
JP2012156181A
JP2012156181A JP2011011824A JP2011011824A JP2012156181A JP 2012156181 A JP2012156181 A JP 2012156181A JP 2011011824 A JP2011011824 A JP 2011011824A JP 2011011824 A JP2011011824 A JP 2011011824A JP 2012156181 A JP2012156181 A JP 2012156181A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cleaning
substrate
liquid
polishing
semiconductor substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2011011824A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Shinoda
隆 篠田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Showa Denko Materials Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Chemical Co Ltd filed Critical Hitachi Chemical Co Ltd
Priority to JP2011011824A priority Critical patent/JP2012156181A/en
Publication of JP2012156181A publication Critical patent/JP2012156181A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cleaning liquid for a semiconductor substrate, which efficiently removes contamination without damaging the surface of a substrate after having been subjected to a CMP step of polishing a silicon oxide film and exposing a polysilicon film when the polishing step has finished, and to provide a cleaning method of the semiconductor substrate using the same.SOLUTION: The substrate is adjusted, which has a polysilicon film and the silicon oxide film that covers at least one part of a polysilicon layer, and the silicon oxide film is polished by using a CMP polishing liquid containing polishing particles until at least one part of the polysilicon layer is exposed to the outside. The cleaning liquid for the semiconductor substrate is a cleaning liquid which cleans the face having been polished of the substrate, and includes a nonionic surfactant having at least one acetylenic linkage in a molecule, and water.

Description

本発明は、半導体基板用洗浄液と、それを用いた半導体基板の洗浄方法に関する。より具体的には、基板を研磨し、研磨後に基板上に付着した異物を洗浄する工程を含む洗浄方法に関する。   The present invention relates to a semiconductor substrate cleaning liquid and a semiconductor substrate cleaning method using the same. More specifically, the present invention relates to a cleaning method including a step of polishing a substrate and cleaning foreign matter adhering to the substrate after polishing.

半導体製造の分野において、配線が多層化されたデバイスを製造するための最も重要な技術の一つに、CMP(ケミカルメカニカルポリッシング)技術がある。CMP技術は、化学気相蒸着(CVD)等によって基板上に各種の材料の薄膜を形成した後、CMP研磨液を用いて研磨することにより、表面を平坦化する技術である。   In the field of semiconductor manufacturing, CMP (Chemical Mechanical Polishing) technology is one of the most important technologies for manufacturing a device in which wirings are multilayered. The CMP technique is a technique for flattening the surface by forming a thin film of various materials on a substrate by chemical vapor deposition (CVD) or the like and then polishing it using a CMP polishing liquid.

例えば、リソグラフィの焦点深度を確保するには、CMPによる平坦化の処理が不可欠である。基板表面に凹凸があると、露光工程における焦点合わせが不可能となったり、微細な配線構造を充分に形成できなくなったりするなどの不都合が生じる。また、CMP技術は、デバイスの製造過程において、プラズマ酸化膜(BPSG、HDP−SiO、p−TEOS)の研磨によって素子分離領域を形成する工程、層間絶縁膜を形成する工程、あるいは、酸化珪素を含む膜を金属配線に埋め込んだ後にプラグ(例えば、Al・Cuプラグ)を平坦化する工程などにも適用される。 For example, planarization processing by CMP is indispensable for ensuring the depth of focus of lithography. If the surface of the substrate is uneven, there will be inconveniences such as inability to focus in the exposure process and the inability to sufficiently form a fine wiring structure. Further, in the CMP process, in the device manufacturing process, a step of forming an element isolation region by polishing a plasma oxide film (BPSG, HDP-SiO 2 , p-TEOS), a step of forming an interlayer insulating film, or a silicon oxide It is also applied to a step of flattening a plug (for example, an Al / Cu plug) after embedding a film containing copper in a metal wiring.

例えば、素子分離領域を形成する工程では、加工寸法が微細化に伴い素子分離幅の狭い技術が要求され、STI(Shallow Trench Isolation;シャロー・トレンチ分離)が用いられつつある。STIでは、シリコン基板上に成膜した余分の酸化ケイ素膜を除くためにCMPが使用される。そして、前記酸化ケイ素膜が過剰に研磨されないことを目的に、予め酸化ケイ素膜の下にストッパ膜を形成させておき、ストッパ膜が露出したところで研磨を終了させるプロセスが主流である。このストッパ膜には一般的に窒化ケイ素が使用される。この場合CMP研磨液は、酸化ケイ素膜とストッパ膜との研磨速度比が充分に大きいことが望ましい。   For example, in the process of forming an element isolation region, a technique with a narrow element isolation width is required as the processing dimension becomes finer, and STI (Shallow Trench Isolation) is being used. In STI, CMP is used to remove an extra silicon oxide film formed on a silicon substrate. For the purpose of preventing the silicon oxide film from being excessively polished, a process in which a stopper film is previously formed under the silicon oxide film and polishing is terminated when the stopper film is exposed is the mainstream. Generally, silicon nitride is used for the stopper film. In this case, the CMP polishing liquid desirably has a sufficiently high polishing rate ratio between the silicon oxide film and the stopper film.

近年では、CMP後の加工精度の向上、平坦性の確保のため、研磨速度をより小さく制御することが可能なポリシリコン膜をストッパ膜として採用することが多くなってきている。実際に、酸化セリウム研磨液の研磨速度をコントロールし、ポリシリコンの研磨速度を抑制し、酸化ケイ素膜の研磨速度に比較して、研磨速度比を充分に確保できる添加剤が知られている(例えば、特許文献1参照)。   In recent years, in order to improve processing accuracy after CMP and to ensure flatness, a polysilicon film capable of controlling the polishing rate to be smaller is often employed as a stopper film. Actually, an additive capable of controlling the polishing rate of the cerium oxide polishing liquid, suppressing the polishing rate of polysilicon, and ensuring a sufficient polishing rate ratio compared to the polishing rate of the silicon oxide film is known ( For example, see Patent Document 1).

ところで、CMP後の基板表面において、特にポリシリコン膜上において、コンタミネーションと総称される異物が残存することがある。このようなコンタミネーションとしては、CMP研磨液に含まれる研磨粒子や、研磨により生じた研磨くずが挙げられる。半導体の高集積化に伴い、基板表面に少量の異物であっても製品の性能に不具合が生じる可能性が高い。そのため、より高いコンタミネーション・コントロールが要求されるようになっている。   By the way, on the surface of the substrate after CMP, in particular, on the polysilicon film, a foreign substance generally called contamination may remain. Examples of such contamination include abrasive particles contained in the CMP polishing liquid and polishing debris generated by polishing. As semiconductors are highly integrated, there is a high possibility that defects will occur in product performance even with a small amount of foreign matter on the substrate surface. For this reason, higher contamination control is required.

半導体基板へのCMP工程によって生じたコンタミネーションを除去する手法は種々検討されており、例えば、アンモニアを用いたアルカリ系洗浄液や希フッ酸による表面エッチングなどが提案されている(例えば、非特許文献1参照)。   Various methods for removing the contamination generated by the CMP process on the semiconductor substrate have been studied, and for example, an alkaline cleaning solution using ammonia or surface etching with dilute hydrofluoric acid has been proposed (for example, non-patent literature) 1).

国際公開第07/055278号パンフレットInternational Publication No. 07/055278 Pamphlet

“Hydrogen Peroxide Solutions for Silicon Wafer Cleaning”, RCA Engineer, 28(4),p9(1983)“Hydrogen Peroxide Solutions for Silicon Wafer Cleaning”, RCA Engineer, 28 (4), p9 (1983)

しかしながらアンモニアを用いたアルカリ系洗浄液を用いた場合、コンタミネーションの除去効率は悪いという課題がある。一方、希フッ酸を用いた洗浄方法は、アルカリ系洗浄液を用いた洗浄方法と比較してコンタミネーションの除去効率は高いものの、エッチングによる除去であるため、基板表面状態が荒れる等の悪影響を与える恐れがある。   However, when an alkaline cleaning liquid using ammonia is used, there is a problem that the removal efficiency of contamination is poor. On the other hand, the cleaning method using dilute hydrofluoric acid has higher removal efficiency of contamination compared with the cleaning method using an alkaline cleaning solution, but it is an etching removal, and thus has an adverse effect such as roughening of the substrate surface state. There is a fear.

また、本発明者らは、研磨粒子に起因するコンタミネーションは、砥粒として酸化セリウム粒子を使用した場合、特に、研磨後の平坦性を維持するための添加剤を使用したCMP研磨液を用いて研磨した際に、除去がより困難であることを見いだした。   In addition, the present inventors have used a CMP polishing liquid using an additive for maintaining flatness after polishing, particularly when cerium oxide particles are used as abrasive grains. And found that removal was more difficult when polished.

本発明は、上記課題を解決しようとするものであり、酸化ケイ素膜を研磨し、研磨完了時にポリシリコン膜が露出するCMP工程後の基板表面を荒らさずに、コンタミネーションを効率よく除去する半導体基板用洗浄液と、それを用いた半導体基板の洗浄方法を提供することを目的とする。   The present invention is intended to solve the above-described problem, and a semiconductor that polishes a silicon oxide film and efficiently removes contamination without roughening the substrate surface after the CMP process in which the polysilicon film is exposed when the polishing is completed. It is an object of the present invention to provide a substrate cleaning solution and a method for cleaning a semiconductor substrate using the same.

本発明者らは上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、特定の構造を持つ化合物を主成分とした洗浄液を用いて基板の洗浄を行うことにより、高いコンタミネーション除去効率を達成できることを見出した。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that a high contamination removal efficiency can be achieved by cleaning a substrate using a cleaning liquid mainly composed of a compound having a specific structure. I found it.

すなわち本発明は、ポリシリコン膜と、該ポリシリコン層の少なくとも一部を被覆する酸化ケイ素膜とを有する基板を調整し、研磨粒子を含むCMP研磨液を用いて、前記ポリシリコン層の少なくとも一部が露出するまで前記酸化ケイ素膜を研磨し、前記基板の研磨がなされた面を洗浄する洗浄液であって、前記洗浄液が、分子内に少なくとも一つのアセチレン結合を有するノニオン性化合物と、水とを含むことを特徴とする、半導体基板用洗浄液に関する。   That is, according to the present invention, a substrate having a polysilicon film and a silicon oxide film covering at least a part of the polysilicon layer is prepared, and a CMP polishing liquid containing abrasive particles is used to prepare at least one of the polysilicon layer. Polishing the silicon oxide film until a portion is exposed, and cleaning the polished surface of the substrate, the cleaning liquid comprising at least one acetylene bond in the molecule, water, It is related with the washing | cleaning liquid for semiconductor substrates characterized by including.

このような半導体基板用洗浄液を用いて洗浄することにより、特に酸化ケイ素膜を研磨し、研磨完了時にポリシリコン膜が露出するCMP工程後の基板表面を荒らさずに、コンタミネーションをほぼ全て除去することが可能となる。   By cleaning with such a semiconductor substrate cleaning solution, particularly the silicon oxide film is polished, and almost all contamination is removed without roughening the substrate surface after the CMP process in which the polysilicon film is exposed when the polishing is completed. It becomes possible.

かかる効果が奏される要因は必ずしも明らかではないが、本発明者らは以下のように考えている。すなわち、コンタミネーションは、ポリシリコン膜に電気的に引き寄せられることで基板表面に付着していると考えられる。ここで、アセチレン結合を有するノニオン性界面活性剤(ノニオン性化合物)を含む洗浄液で洗浄すると、前記ノニオン性化合物がポリシリコン膜にも研磨粒子にも吸着する特性を有しているため、ポリシリコン膜が電気的に中性になり、かつ研磨粒子表面が電気的に大きくマイナスになると考えられる。このため、容易に研磨粒子をポリシリコン膜上から剥離させることができる上、電気的にマイナスである酸化ケイ素膜への再吸着をも抑制し、高いコンタミネーション除去特性を発現するものと推測される。   Although the cause of this effect is not necessarily clear, the present inventors consider as follows. That is, it is considered that the contamination is attached to the substrate surface by being electrically attracted to the polysilicon film. Here, when washed with a cleaning liquid containing a nonionic surfactant (nonionic compound) having an acetylene bond, the nonionic compound has a property of adsorbing to both the polysilicon film and the abrasive particles. It is considered that the film becomes electrically neutral and the surface of the abrasive particles becomes electrically greatly negative. For this reason, it is presumed that the abrasive particles can be easily peeled off from the polysilicon film, and the re-adsorption to the silicon oxide film, which is electrically negative, is also suppressed, and high contamination removal characteristics are exhibited. The

ここで、前記洗浄液に含まれる前記分子内に少なくとも一つのアセチレン結合を有するノニオン性界面活性剤が、下記一般式(I)   Here, the nonionic surfactant having at least one acetylene bond in the molecule contained in the cleaning liquid is represented by the following general formula (I):

Figure 2012156181
Figure 2012156181

(一般式(I)中、Rは水素原子又は炭素数が1〜5の置換もしくは無置換アルキル基を表し、Rは炭素数が4〜10の置換又は無置換アルキル基を表す。)で表される化合物又は、下記一般式(II) (In general formula (I), R 1 represents a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and R 2 represents a substituted or unsubstituted alkyl group having 4 to 10 carbon atoms.) Or a compound represented by the following general formula (II)

Figure 2012156181
Figure 2012156181

(一般式(II)中、R〜Rはそれぞれ独立に水素原子又は炭素数が1〜5の置換もしくは無置換アルキル基を表し、R、Rはそれぞれ独立に炭素数が1〜5の置換又は無置換アルキレン基を表し、m、nはそれぞれ独立に0又は正数を表す。)で示される化合物を含むことが好ましい。これにより、コンタミネーションをより効率的に除去することが可能となる。 (In General Formula (II), R 3 to R 6 each independently represents a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and R 7 and R 8 each independently represents 1 to 1 carbon atoms. 5 represents a substituted or unsubstituted alkylene group, and m and n each independently represents 0 or a positive number. Thereby, contamination can be more efficiently removed.

前記洗浄液は、洗浄液中に分散された研磨粒子のゼータ電位が、−60mV以下であることが好ましい。これにより、コンタミネーションをより効率的に除去でき、基板表面への再付着をより効率的に抑制できる。   In the cleaning liquid, it is preferable that the abrasive particles dispersed in the cleaning liquid have a zeta potential of −60 mV or less. Thereby, contamination can be removed more efficiently, and reattachment to the substrate surface can be more efficiently suppressed.

前記洗浄液のpHが、4.0以上、8.0以下であることが好ましい。これにより、洗浄液自体が基板表面を荒らすことなく、酸化セリウム粒子の表面電位を負に大きく制御することができる。   The pH of the cleaning liquid is preferably 4.0 or more and 8.0 or less. Thereby, the surface potential of the cerium oxide particles can be largely controlled negatively without causing the cleaning liquid itself to roughen the substrate surface.

また、本発明の半導体基板用洗浄液では、前記CMP研磨液が、研磨粒子として酸化セリウム粒子を含み、さらに、ポリアクリル酸化合物と、水と、を含むことが好ましい。これにより、酸化ケイ素膜に対する良好な研磨速度を得つつ、ポリシリコン膜で研磨をストップすることが可能となり、さらに研磨後の表面にコンタミネーションが残ることを抑制できる。   In the cleaning liquid for a semiconductor substrate of the present invention, the CMP polishing liquid preferably contains cerium oxide particles as polishing particles, and further contains a polyacrylic acid compound and water. Thereby, it becomes possible to stop the polishing with the polysilicon film while obtaining a good polishing rate for the silicon oxide film, and it is possible to suppress the contamination from remaining on the polished surface.

また、本発明の半導体基板用洗浄液では、前記CMP用研磨液は、第一液と第二液とを混合して使用されるCMP研磨液であって、前記第一液が酸化セリウム粒子と、分散剤と、水とを含有し、前記第二液がポリアクリル酸化合物と、水とを含有してなることが好ましい。ポリアクリル酸化合物は、ポリシリコン膜での研磨ストップや、平坦性向上への効果があるが、多量に添加すると酸化セリウム粒子の凝集、沈降を引き起こす可能性もある。しかしながら、前記の構成を取ることによって、このような問題を回避することができる。また、研磨速度の調整及び制御が容易になる利点もある。   Further, in the semiconductor substrate cleaning liquid of the present invention, the CMP polishing liquid is a CMP polishing liquid used by mixing the first liquid and the second liquid, and the first liquid includes cerium oxide particles, It is preferable that it contains a dispersant and water, and the second liquid contains a polyacrylic acid compound and water. The polyacrylic acid compound has an effect of stopping polishing in the polysilicon film and improving the flatness, but when added in a large amount, it may cause aggregation and sedimentation of cerium oxide particles. However, such a problem can be avoided by adopting the above configuration. There is also an advantage that the polishing rate can be easily adjusted and controlled.

前記ポリアクリル酸化合物は、ポリシリコン膜の研磨速度に対して酸化ケイ素膜の研磨速度が30倍以上速く研磨可能となる量が前記CMP研磨液に添加されてなることが好ましい。   It is preferable that the polyacrylic acid compound is added to the CMP polishing liquid in such an amount that the polishing speed of the silicon oxide film is 30 times or more faster than the polishing speed of the polysilicon film.

前記CMP用研磨液は、前記第二液がさらに界面活性剤を含有してなることが好ましい。これにより、ポリシリコン膜での研磨ストップがより容易になる効果がある。   In the CMP polishing liquid, it is preferable that the second liquid further contains a surfactant. This has the effect of making it easier to stop polishing with the polysilicon film.

本発明の半導体基板用洗浄液は、前記基板として、凹凸が形成された基体と、前記基体の凸部を被覆するポリシリコン膜と、前記基体の凹部を充填し、かつ基体表面を被覆するように設けられた酸化ケイ素膜と、を有することが好ましい。このような基板を研磨することにより、本発明の洗浄方法の利点であるコンタミネーションの除去効率、酸化ケイ素膜への研磨速度、ポリシリコン膜での研磨ストップ性を活かすことができる。この点で、前記CMP研磨液を用いて、基体の凸部を被覆するポリシリコン膜が露出するまで前記基板の酸化ケイ素膜を研磨することが好ましい。   The cleaning solution for a semiconductor substrate of the present invention fills the substrate having the irregularities formed thereon, the polysilicon film covering the convex portions of the substrate, the concave portions of the substrate, and covers the substrate surface as the substrate. It is preferable to have a silicon oxide film provided. By polishing such a substrate, it is possible to take advantage of the contamination removal efficiency, the polishing rate to the silicon oxide film, and the polishing stop property of the polysilicon film, which are the advantages of the cleaning method of the present invention. In this respect, it is preferable to polish the silicon oxide film of the substrate using the CMP polishing liquid until the polysilicon film covering the convex portions of the substrate is exposed.

前記洗浄方法は、研磨後の基板を洗浄用の定盤の洗浄布に押し当て、前記半導体基板用洗浄液を前記基板と前記洗浄布との間に供給しながら、前記基板と前記洗浄布とを相対的に動かして前記基板上に付着した研磨粒子を洗浄することが好ましい。また他の方法として、前記洗浄は、研磨後の基板に前記半導体基板用洗浄液を供給しながら、洗浄ブラシを用いて前記基板上に付着した研磨粒子を洗浄することが好ましい。これにより、コンタミネーションをより効率よく除去できる。本発明の洗浄方法において、前記洗浄の後に、さらに基板に付着した液滴を除去する工程を含むことがより好ましい。   In the cleaning method, the polished substrate is pressed against a cleaning cloth on a surface plate for cleaning, and the substrate and the cleaning cloth are placed while supplying the semiconductor substrate cleaning liquid between the substrate and the cleaning cloth. It is preferable to clean the abrasive particles adhering to the substrate by relatively moving. As another method, the cleaning is preferably performed by cleaning the abrasive particles adhering to the substrate using a cleaning brush while supplying the semiconductor substrate cleaning liquid to the polished substrate. Thereby, contamination can be removed more efficiently. More preferably, the cleaning method of the present invention further includes a step of removing droplets adhering to the substrate after the cleaning.

本発明によれば、CMP工程後のウェハ表面、特にポリシリコン膜上に生じたコンタミネーション(研磨粒子や研磨くず)を除去できる半導体基板用洗浄液及び洗浄方法を提供することが可能となる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to provide the semiconductor substrate cleaning liquid and cleaning method which can remove the contamination (abrasive particle | grains and polishing waste) which arose on the wafer surface after a CMP process, especially a polysilicon film.

本発明で用いる基板断面図の一実施例と、その基板を研磨した状態を示す模式図。The schematic diagram which shows one Example of the board | substrate sectional drawing used by this invention, and the state which grind | polished the board | substrate.

本発明は、ポリシリコン膜と、該ポリシリコン層の少なくとも一部を被覆する酸化ケイ素膜とを有する基板を調整し、研磨粒子を含むCMP研磨液を用いて、前記ポリシリコン層の少なくとも一部が露出するまで前記酸化ケイ素膜を研磨し、分子内に少なくとも一つのアセチレン結合を有するノニオン性界面活性剤(ノニオン性化合物)と、水とを含む洗浄液を用いて、前記基板において研磨がなされた面を洗浄することを特徴とする、半導体基板用洗浄液とそれを用いた洗浄方法に関する。以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。   According to the present invention, a substrate having a polysilicon film and a silicon oxide film covering at least a part of the polysilicon layer is prepared, and at least a part of the polysilicon layer is obtained using a CMP polishing liquid containing abrasive particles. The silicon oxide film was polished until it was exposed, and the substrate was polished with a cleaning solution containing a nonionic surfactant (nonionic compound) having at least one acetylene bond in the molecule and water. The present invention relates to a semiconductor substrate cleaning liquid and a cleaning method using the same, characterized by cleaning a surface. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail.

<半導体基板用洗浄液>
本実施形態に係る半導体基板用洗浄液は、分子内に少なくとも一つアセチレン結合を有するノニオン性界面活性剤と、水とを含有する。
このようなノニオン性界面活性剤としては、下記一般式(I)
<Cleaning solution for semiconductor substrate>
The cleaning liquid for a semiconductor substrate according to the present embodiment contains a nonionic surfactant having at least one acetylene bond in the molecule and water.
As such a nonionic surfactant, the following general formula (I)

Figure 2012156181
Figure 2012156181

(一般式(I)中、Rは水素原子又は炭素数が1〜5の置換もしくは無置換アルキル基を表し、Rは炭素数が4〜10の置換又は無置換アルキル基を表す。)で表される化合物、及び、下記一般式(II) (In general formula (I), R 1 represents a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and R 2 represents a substituted or unsubstituted alkyl group having 4 to 10 carbon atoms.) And a compound represented by the following general formula (II)

Figure 2012156181
Figure 2012156181

(一般式(II)中、R〜Rはそれぞれ独立に水素原子又は炭素数が1〜5の置換もしくは無置換アルキル基を表し、R、Rはそれぞれ独立に炭素数が1〜5の置換又は無置換アルキレン基を表し、m、nはそれぞれ独立に0又は正数を表す。)で表される化合物からなる群より選択される少なくとも一種を含むことが好ましい。これにより、コンタミネーションをより効率的に除去することが可能となる。上記一般式(I)、(II)中の炭素数が1〜5の置換もしくは無置換アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、iso−プロピル基、ブチル基、iso−ブチル基、sec−ブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、iso−ペンチル基、neo−ペンチル基、tert−ペンチル基などが挙げられる。炭素数が4〜10の置換又は無置換アルキル基としては、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ノニル基、デシル基などが挙げられる。また、炭素数が1〜5の置換又は無置換アルキレン基としては、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基等が挙げられる。 (In General Formula (II), R 3 to R 6 each independently represents a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and R 7 and R 8 each independently represents 1 to 1 carbon atoms. 5 represents a substituted or unsubstituted alkylene group, and m and n each independently represents 0 or a positive number. It is preferable that at least one selected from the group consisting of compounds represented by: Thereby, contamination can be more efficiently removed. Examples of the substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 5 carbon atoms in the general formulas (I) and (II) include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an iso-propyl group, a butyl group, an iso-butyl group, Examples thereof include a sec-butyl group, a tert-butyl group, a pentyl group, an iso-pentyl group, a neo-pentyl group, and a tert-pentyl group. Examples of the substituted or unsubstituted alkyl group having 4 to 10 carbon atoms include a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, an octyl group, a nonyl group, and a decyl group. Examples of the substituted or unsubstituted alkylene group having 1 to 5 carbon atoms include an ethylene group, a propylene group, a butylene group, and a pentylene group.

前記一般式(I)で表されるノニオン性界面活性剤としては、具体的には例えば、1−デシン、2−デシン、3−デシン、4−デシン、5−デシン等を挙げることができる。   Specific examples of the nonionic surfactant represented by the general formula (I) include 1-decyne, 2-decyne, 3-decyne, 4-decyne, and 5-decyne.

前記一般式(II)で表されるノニオン性界面活性剤としては、具体的には例えば、2,4,7,9−テトラメチル−5−デシン−4,7−ジオール、2,4,7,9−テトラメチル−5−デシン−4,7−ジオールのポリエトキシレート、2,4,7,9−テトラメチル−5−デシン−4,7−ジオール−ジポリオキシエチレンエーテル、2,4,7,9−テトラメチル−5−デシン−4,7−ジオール−モノポリオキシエチレンエーテル等を挙げることができる。   Specific examples of the nonionic surfactant represented by the general formula (II) include 2,4,7,9-tetramethyl-5-decyne-4,7-diol, 2,4,7. , 9-tetramethyl-5-decyne-4,7-diol, 2,4,7,9-tetramethyl-5-decyne-4,7-diol-dipolyoxyethylene ether, 2,4 , 7,9-tetramethyl-5-decyne-4,7-diol-monopolyoxyethylene ether.

前記アセチレン結合を有するノニオン性界面活性剤の添加量としては、コンタミネーションを効率よく除去できる観点から、洗浄液全質量基準で0.01質量%以上が好ましく、0.05質量%以上がより好ましく、0.10質量%以上がより好ましい。上限は特に制限はないが、一般的に10質量%以下が好ましい。   The addition amount of the nonionic surfactant having an acetylene bond is preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.05% by mass or more based on the total mass of the cleaning liquid, from the viewpoint of efficiently removing contamination. 0.10 mass% or more is more preferable. Although there is no restriction | limiting in particular in an upper limit, Generally 10 mass% or less is preferable.

前記洗浄液は、該洗浄液中に分散された研磨粒子が、−60mV以下のゼータ電位を有するものであることが好ましい。これにより、コンタミネーションを効率よく除去でき、また、ポリシリコン膜への研磨粒子の再吸着を抑制できる傾向がある。この観点で、前記ゼータ電位としては、-65mV以下がより好ましく、-70mV以下がさらに好ましい。   In the cleaning liquid, it is preferable that the abrasive particles dispersed in the cleaning liquid have a zeta potential of −60 mV or less. Thereby, there exists a tendency which can remove a contamination efficiently and can suppress the re-adsorption | suction of the abrasive particle to a polysilicon film. In this respect, the zeta potential is more preferably −65 mV or less, and further preferably −70 mV or less.

前記洗浄液のpHの下限は、研磨粒子単体のゼータ電位を負にして、ポリシリコン膜への粒子の吸着を抑制しやすくなる観点から、4.0以上が好ましく、4.5以上がより好ましく、5.0以上が更に好ましい。また、本発明の洗浄液のpHの上限はコンタミネーション除去性能の観点から9.0以下が好ましく、8.5以下がより好ましい。8.0以下がさらに好ましい。
洗浄液のpHは、ノニオン性界面活性剤として使用する化合物の種類によって変化し得るため、pHを上記の範囲に調整するために、pH調整剤を添加剤に含有させてもよい。pH調整剤としては、特に制限はないが、例えば、硝酸、硫酸、塩酸、リン酸、ホウ酸、酢酸等の酸、水酸化ナトリウム、アンモニア水、水酸化カリウム、水酸化カルシウム等の塩基等が挙げられる。なお、生産性を向上させる観点から、pH調整剤を使用することなく洗浄液を調製し、こそのまま適用してもよい。
The lower limit of the pH of the cleaning liquid is preferably 4.0 or more, more preferably 4.5 or more, from the viewpoint of making the zeta potential of the abrasive particles alone negative and facilitating the adsorption of particles to the polysilicon film. 5.0 or more is more preferable. The upper limit of the pH of the cleaning liquid of the present invention is preferably 9.0 or less, more preferably 8.5 or less, from the viewpoint of contamination removal performance. 8.0 or less is more preferable.
Since the pH of the cleaning liquid may vary depending on the type of compound used as the nonionic surfactant, a pH adjusting agent may be added to the additive in order to adjust the pH to the above range. The pH adjuster is not particularly limited, and examples thereof include acids such as nitric acid, sulfuric acid, hydrochloric acid, phosphoric acid, boric acid and acetic acid, bases such as sodium hydroxide, aqueous ammonia, potassium hydroxide and calcium hydroxide. Can be mentioned. In addition, from the viewpoint of improving productivity, a cleaning solution may be prepared without using a pH adjuster and applied as it is.

<研磨液>
(研磨粒子)
本発明の半導体基板用洗浄液や洗浄方法に使用されるCMP研磨液には、酸化セリウム粒子を含む研磨液であると好ましい。
酸化セリウム粒子は、例えば、炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩、しゅう酸塩等のセリウム化合物を酸化すること等によって得ることができる。TEOS−CVD法等で形成される酸化ケイ素膜の研磨に使用する酸化セリウム粒子は、粒子の結晶子径が大きく、結晶歪みが少ない程、即ち結晶性が良い程、高速研磨が可能であるが、被研磨膜に研磨傷が入りやすい傾向がある。
<Polishing liquid>
(Abrasive particles)
The CMP polishing liquid used in the semiconductor substrate cleaning liquid and cleaning method of the present invention is preferably a polishing liquid containing cerium oxide particles.
The cerium oxide particles can be obtained, for example, by oxidizing a cerium compound such as carbonate, nitrate, sulfate, or oxalate. The cerium oxide particles used for polishing a silicon oxide film formed by the TEOS-CVD method or the like can be polished at a higher speed as the crystallite diameter of the particles is larger and the crystal distortion is smaller, that is, the better the crystallinity is. There is a tendency for polishing scratches to easily enter the polished film.

酸化セリウム粒子は、その製造方法について、特に制限はないが、その結晶子径が、1〜400nmであることが好ましい。結晶子径は、TEM写真画像又はSEM画像により測定できる。   The production method of the cerium oxide particles is not particularly limited, but the crystallite diameter is preferably 1 to 400 nm. The crystallite diameter can be measured by a TEM photograph image or an SEM image.

酸化セリウム粒子の一例として述べる酸化セリウム粒子を作製する方法としては、例えば、焼成又は過酸化水素等による酸化法等を用いることができる。前記焼成の温度は、350〜900℃が好ましい。   As a method for producing the cerium oxide particles described as an example of the cerium oxide particles, for example, firing or an oxidation method using hydrogen peroxide or the like can be used. The firing temperature is preferably 350 to 900 ° C.

酸化セリウム粒子が凝集している場合は、機械的に粉砕することが好ましい。粉砕方法としては、例えば、ジェットミル等による乾式粉砕や、遊星ビーズミル等による湿式粉砕方法が好ましい。ジェットミルは、例えば、「化学工学論文集」、第6巻第5号、(1980)、527〜532頁に説明されているものを用いることができる。   When the cerium oxide particles are aggregated, it is preferably mechanically pulverized. As the pulverization method, for example, dry pulverization using a jet mill or the like, or wet pulverization using a planetary bead mill or the like is preferable. As the jet mill, for example, those described in “Chemical Engineering Papers”, Vol. 6, No. 5, (1980), pp. 527-532 can be used.

このような酸化セリウム粒子を、分散媒である水中に分散させて酸化セリウムスラリーを得る。分散する方法としては、後述する分散剤を用いて、例えば、通常の攪拌機による分散処理の他に、ホモジナイザ、超音波分散機、湿式ボールミル等を用いることができる。   Such cerium oxide particles are dispersed in water as a dispersion medium to obtain a cerium oxide slurry. As a dispersing method, for example, a homogenizer, an ultrasonic disperser, a wet ball mill, or the like can be used in addition to the dispersion treatment with a normal stirrer, using a dispersant described later.

上記の方法により分散された酸化セリウムを、更に微粒子化する方法としては、例えば、酸化セリウムスラリーを小型遠心分離機で遠心分離後強制沈降させ、上澄み液のみ取り出すことによる、沈降分級法を用いることができる。他に、分散媒中の酸化セリウム粒子同士を高圧で衝突させる高圧ホモジナイザを用いてもよい。   As a method for further micronizing the cerium oxide dispersed by the above method, for example, a sedimentation classification method is used in which the cerium oxide slurry is forcibly settled after centrifuging with a small centrifuge and only the supernatant liquid is taken out. Can do. In addition, a high-pressure homogenizer that collides the cerium oxide particles in the dispersion medium with each other at high pressure may be used.

このようにして作製された、スラリー中の酸化セリウム粒子の平均粒径は、0.01〜2.0μmが好ましく、0.08〜0.5μmがより好ましく、0.08〜0.4μmが更に好ましい。この平均粒径が、0.01μm未満であると、研磨速度が徐々に低下する傾向があり、2.0μmを超えると、徐々に被研磨膜に研磨傷が付き易くなる傾向がある。   The average particle diameter of the cerium oxide particles in the slurry thus prepared is preferably 0.01 to 2.0 μm, more preferably 0.08 to 0.5 μm, and further 0.08 to 0.4 μm. preferable. When the average particle size is less than 0.01 μm, the polishing rate tends to gradually decrease. When the average particle size exceeds 2.0 μm, the film to be polished tends to be easily damaged by polishing.

酸化セリウム粒子の平均粒径は、レーザ回折式粒度分布計で測定した体積分布のメジアン径を指すものである。具体的には、株式会社堀場製作所製のLA−920(商品名)等を用いて得られる。   The average particle diameter of cerium oxide particles refers to the median diameter of volume distribution measured with a laser diffraction particle size distribution meter. Specifically, it is obtained using LA-920 (trade name) manufactured by Horiba, Ltd.

酸化セリウム粒子の濃度は、CMP研磨液全体を100質量%として、0.2〜3.0質量%で使用することが好ましく、0.3〜2.0質量%がより好ましく、0.5〜1.5質量%が更に好ましい。酸化セリウム粒子の濃度が、3.0質量%を超えると、添加液による研磨速度調整の効果が小さくなる傾向がある。また、酸化セリウム粒子の濃度が、0.2質量%未満であると酸化ケイ素膜の研磨速度が低下し、所望の研磨速度が得られなくなる傾向がある。   The concentration of the cerium oxide particles is preferably 0.2 to 3.0% by mass, more preferably 0.3 to 2.0% by mass, based on 100% by mass of the entire CMP polishing liquid. More preferred is 1.5% by mass. When the concentration of the cerium oxide particles exceeds 3.0% by mass, the effect of adjusting the polishing rate by the additive liquid tends to be small. Moreover, when the concentration of the cerium oxide particles is less than 0.2% by mass, the polishing rate of the silicon oxide film tends to decrease, and a desired polishing rate tends not to be obtained.

(水)
洗浄液や研磨液に用いる水は、特に制限されるものではないが、脱イオン水、イオン交換水又は超純水が好ましい。なお、更に必要に応じて、エタノール、酢酸、アセトン等の極性溶媒等を水と併用してもよい。
(water)
The water used for the cleaning liquid and the polishing liquid is not particularly limited, but deionized water, ion exchange water or ultrapure water is preferable. If necessary, polar solvents such as ethanol, acetic acid, and acetone may be used in combination with water.

(ポリアクリル酸化合物)
本発明で用いるCMP研磨液にはポリアクリル酸化合物を含むと好ましい。ポリアクリル酸化合物として、アクリル酸系ポリマーが挙げられ、なお、アクリル酸系ポリマーには、例えばアクリル酸重合体及びそのアンモニウム塩、メタクリル酸重合体及びそのアンモニウム塩並びにアクリル酸アンモニウム塩とアクリル酸アルキル(メチル、エチル又はプロピル)との共重合体などが挙げられる。これらのうち、ポリアクリル酸アンモニウム塩又はアクリル酸アンモニウム塩とアクリル酸メチルとの共重合体が好ましい。後者を用いる場合、アクリル酸アンモニウム塩とアクリル酸メチルとのモル比は、アクリル酸アンモニウム塩/アクリル酸メチルが、10/90〜90/10であることが好ましい。前記アクリル酸アンモニウム塩とアクリル酸メチルとのモル比において、アクリル酸アンモニウム塩が10未満の場合や90を超えると分散性が維持できなくなる傾向にある。
(Polyacrylic acid compound)
The CMP polishing liquid used in the present invention preferably contains a polyacrylic acid compound. Examples of the polyacrylic acid compound include acrylic acid polymers, and acrylic acid polymers include, for example, acrylic acid polymers and ammonium salts thereof, methacrylic acid polymers and ammonium salts thereof, and ammonium acrylate salts and alkyl acrylates. And a copolymer with (methyl, ethyl or propyl). Of these, polyacrylic acid ammonium salt or a copolymer of ammonium acrylate salt and methyl acrylate is preferred. When the latter is used, the molar ratio of ammonium acrylate salt to methyl acrylate is preferably 10/90 to 90/10 for ammonium acrylate salt / methyl acrylate. When the molar ratio of the ammonium acrylate salt to methyl acrylate is less than 10 or more than 90, the dispersibility tends to be not maintained.

また、アクリル酸系ポリマーの重量平均分子量は、1000〜20000であることが好ましい。アクリル酸系ポリマーの重量平均分子量が20000を超えると研磨粒子の再凝集による粒度分布の経時変化が生じやすくなる傾向にあり、1000未満では酸化セリウム粒子の分散性及び沈降防止の効果が充分でない場合がある。
なお、ここで、重量平均分子量はゲルパーミエーションクロマトグラフィー法(GPC)で測定し、標準ポリスチレンによる検量線を用いて換算した値である。
ポリアクリル酸化合物の配合量は、一般的に、研磨液中の研磨粒子の分散性及び沈降防止性などの観点から、研磨粒子100質量部に対して0.01〜5質量部の範囲が好ましい。前記ポリアクリル酸化合物の配合量が0.01質量部未満では研磨粒子が沈降しやすく、5質量部を超える研磨粒子の再凝集による粒度分布の経時変化が生じやすい。
Moreover, it is preferable that the weight average molecular weights of an acrylic acid polymer are 1000-20000. When the weight average molecular weight of the acrylic polymer exceeds 20000, the particle size distribution tends to change over time due to reagglomeration of the abrasive particles. When the weight average molecular weight is less than 1000, the dispersibility of the cerium oxide particles and the effect of preventing sedimentation are insufficient. There is.
Here, the weight average molecular weight is a value measured by gel permeation chromatography (GPC) and converted using a standard polystyrene calibration curve.
In general, the blending amount of the polyacrylic acid compound is preferably in the range of 0.01 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the abrasive particles from the viewpoint of dispersibility of the abrasive particles in the polishing liquid and anti-settling property. . When the blending amount of the polyacrylic acid compound is less than 0.01 parts by mass, the abrasive particles are likely to settle, and the particle size distribution is likely to change with time due to reaggregation of the abrasive particles exceeding 5 parts by mass.

(分散剤)
本発明で用いる分散剤としては、ナトリウムイオン、カリウムイオン等のアルカリ金属およびハロゲン、イオウの含有率が10ppm以下であることが好ましく、例えば、ポリビニルアルコール等の水溶性有機高分子類、ラウリル硫酸アンモニウム、ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸アンモニウム等の水溶性陰イオン性界面活性剤、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリエチレングリコールモノステアレート等の水溶性非イオン性界面活性剤並びにモノエタノールアミン、ジエタノールアミン、N,N−ジエチルエタノールアミン、N,N−ジメチルエタノールアミン、アミノエチルエタノールアミン等の水溶性アミン類等、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン等の水溶性有機高分子類等が挙げられる。
(Dispersant)
As the dispersant used in the present invention, the content of alkali metals such as sodium ions and potassium ions, halogens, and sulfur is preferably 10 ppm or less. For example, water-soluble organic polymers such as polyvinyl alcohol, ammonium lauryl sulfate, Water-soluble anionic surfactants such as polyoxyethylene lauryl ether ammonium sulfate, water-soluble nonionic surfactants such as polyoxyethylene lauryl ether and polyethylene glycol monostearate, and monoethanolamine, diethanolamine, N, N-diethyl Examples include water-soluble amines such as ethanolamine, N, N-dimethylethanolamine, and aminoethylethanolamine, and water-soluble organic polymers such as polyvinyl alcohol and polyvinylpyrrolidone.

また、分散剤の配合量は、研磨剤中の研磨粒子の分散性及び沈降防止性などの観点から、研磨粒子100質量部に対して0.01〜5質量部の範囲が好ましい。前記分散剤の配合量が0.01質量部未満では研磨粒子が沈降しやすく、5質量部を超える研磨粒子の再凝集による粒度分布の経時変化が生じやすい。   Further, the blending amount of the dispersant is preferably in the range of 0.01 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the abrasive particles from the viewpoint of dispersibility of the abrasive particles in the abrasive and anti-settling property. When the blending amount of the dispersant is less than 0.01 parts by mass, the abrasive particles are likely to settle, and the particle size distribution is likely to change with time due to reaggregation of the abrasive particles exceeding 5 parts by mass.

分散剤の研磨粒子に対する分散効果を高めるためには、分散処理時に分散機の中に研磨粒子と同時に入れることが好ましい。   In order to enhance the dispersion effect of the dispersing agent on the abrasive particles, it is preferable to place the dispersing agent in the disperser simultaneously with the abrasive particles during the dispersion treatment.

本発明で用いるCMP研磨液は、研磨粒子として酸化セリウム粒子を含み、さらに、ポリアクリル酸化合物と、水と、を含むことが好ましい。これにより、酸化ケイ素膜に対する良好な研磨速度を得つつ、ポリシリコン膜で研磨をストップすることが可能となり、さらに研磨後の表面にコンタミネーションが残ることを抑制できる。
また、本発明で用いるCMP研磨液は、第一液と第二液とを混合して使用されるCMP研磨液であって、前記第一液が酸化セリウム粒子と、分散剤と、水とを含有し、前記第二液がポリアクリル酸化合物と、水とを含有してなることが好ましい。そして、第二液がさらに界面活性剤を含有すると好ましい。ポリアクリル酸化合物は、ポリシリコン膜での研磨ストップや、平坦性向上への効果があるが、多量に添加すると酸化セリウム粒子の凝集、沈降を引き起こす可能性もある。しかしながら、前記の構成を取ることによって、このような問題を回避することができる。また、研磨速度の調整及び制御が容易になる利点もある。
The CMP polishing liquid used in the present invention preferably contains cerium oxide particles as abrasive particles, and further contains a polyacrylic acid compound and water. Thereby, it becomes possible to stop the polishing with the polysilicon film while obtaining a good polishing rate for the silicon oxide film, and it is possible to suppress the contamination from remaining on the polished surface.
The CMP polishing liquid used in the present invention is a CMP polishing liquid used by mixing the first liquid and the second liquid, and the first liquid contains cerium oxide particles, a dispersant, and water. It is preferable that the second liquid contains a polyacrylic acid compound and water. And it is preferable that the second liquid further contains a surfactant. The polyacrylic acid compound has an effect of stopping polishing in the polysilicon film and improving the flatness, but when added in a large amount, it may cause aggregation and sedimentation of cerium oxide particles. However, such a problem can be avoided by adopting the above configuration. There is also an advantage that the polishing rate can be easily adjusted and controlled.

(界面活性剤)
第二液に含有させる界面活性剤は、上記分散剤に例示したものの他、界面活性剤としては、陰イオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、陽イオン性界面活性剤、両性イオン性界面活性剤を単独で、又は2種類以上の組み合わせとして含有し、特に非イオン性界面活性剤が好ましい。
陰イオン性界面活性剤としては、例えば、ラウリル硫酸トリエタノールアミン、ラウリル硫酸アンモニウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸トリエタノールアミン、特殊ポリカルボン酸型分散剤等が挙げられる。
非イオン性界面活性剤としては、例えば、ポリオキシプロピレン、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アルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンエーテル誘導体、ポリオキシプロピレングリセリルエーテル、ポリエチレングリコール、メトキシポリエチレングリコール、アセチレン系ジオールのオキシエチレン付加体等のエーテル型界面活性剤、ソルビタン脂肪酸エステル、グリセロールボレイト脂肪酸エステル等のエステル型界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルアミン等のアミノエーテル型界面活性剤、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グリセロールボレイト脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルエステル等のエーテルエステル型界面活性剤、脂肪酸アルカノールアミド、ポリオキシエチレン脂肪酸アルカノールアミド等のアルカノールアミド型界面活性剤、アセチレン系ジオールのオキシエチレン付加体、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミド、ポリジメチルアクリルアミド等が挙げられる。
陽イオン性界面活性剤としては、例えば、ココナットアミンアセテート、ステアリルアミンアセテート等が挙げられる。
両性界面活性剤としては、例えば、ベタイン、β−アラニンベタイン、ラウリルベタイン、ステアリルベタイン、ラウリルジメチルアミンオキサイド、2−アルキル−N−カルボキシメチル−N−ヒドロキシエチルイミダゾリニウムベタイン、ラウリン酸アミドプロピルベタイン、ヤシ油脂肪酸アミドプロピルベタイン、ラウリルヒドロキシスルホベタイン等が挙げられる。
(Surfactant)
In addition to the surfactants exemplified in the above-mentioned dispersant, the surfactant to be contained in the second liquid includes anionic surfactants, nonionic surfactants, cationic surfactants, and zwitterionic surfactants. A surfactant is contained alone or in combination of two or more, and a nonionic surfactant is particularly preferable.
Examples of the anionic surfactant include lauryl sulfate triethanolamine, ammonium lauryl sulfate, polyoxyethylene alkyl ether sulfate triethanolamine, and a special polycarboxylic acid type dispersant.
Nonionic surfactants include, for example, polyoxypropylene, polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkyl allyl ether, polyoxyethylene polyoxypropylene ether derivatives, polyoxypropylene glyceryl ether, polyethylene Ether type surfactants such as oxyethylene adducts of glycol, methoxypolyethylene glycol, acetylenic diol, ester type surfactants such as sorbitan fatty acid ester and glycerol borate fatty acid ester, and amino ether type interfaces such as polyoxyethylene alkylamine Activator, polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene glycerol borate fatty acid ester, polyoxyethylene alkyl Ether ester type surfactants such as stealth, fatty acid alkanolamides, alkanolamide type surfactants such as polyoxyethylene fatty acid alkanolamides, oxyethylene adducts of acetylenic diols, polyvinylpyrrolidone, polyacrylamide, polydimethylacrylamide, etc. It is done.
Examples of the cationic surfactant include coconut amine acetate and stearylamine acetate.
Examples of amphoteric surfactants include betaine, β-alanine betaine, lauryl betaine, stearyl betaine, lauryl dimethylamine oxide, 2-alkyl-N-carboxymethyl-N-hydroxyethylimidazolinium betaine, amidopropyl betaine laurate. , Coconut oil fatty acid amidopropyl betaine, lauryl hydroxysulfobetaine and the like.

界面活性剤の含有量は、CMP研磨液全体に対して、0.01〜1.0質量%が好ましく、0.02〜0.7質量%がより好ましく、0.03〜0.5質量%が更に好ましい。界面活性剤の含有量が1.0質量%を超えると、酸化ケイ素膜の研磨速度低下に繋がるため好ましくなく、界面活性剤の含有量が0.01質量%未満であると、ポリシリコン膜の研磨速度増加に繋がるため、好ましくない。   The content of the surfactant is preferably 0.01 to 1.0% by mass, more preferably 0.02 to 0.7% by mass, and 0.03 to 0.5% by mass with respect to the entire CMP polishing liquid. Is more preferable. When the content of the surfactant exceeds 1.0% by mass, it leads to a decrease in the polishing rate of the silicon oxide film, which is not preferable. When the content of the surfactant is less than 0.01% by mass, This leads to an increase in the polishing rate, which is not preferable.

CMP研磨液のpHは、4.5〜10であることが好ましい。前記pHが4.5未満であると粒子の凝集などがおこる傾向にあり、10を超えると研磨速度の安定性が悪化する傾向にある。CMP研磨液のpHを調製する方法としては、分散処理時又は処理後に、アンモニア水などの金属イオンを含まないアルカリ性物質を添加する方法などが挙げられる。   The pH of the CMP polishing liquid is preferably 4.5-10. If the pH is less than 4.5, particles tend to aggregate, and if it exceeds 10, the polishing rate stability tends to deteriorate. Examples of the method for adjusting the pH of the CMP polishing liquid include a method of adding an alkaline substance not containing metal ions such as aqueous ammonia during or after the dispersion treatment.

<研磨方法>
本発明で用いる研磨方法は、ポリシリコン膜と、該ポリシリコン層の少なくとも一部を被覆する酸化ケイ素膜とを有する基板を調整し、研磨粒子を含むCMP研磨液を用いて、前記ポリシリコン層の少なくとも一部が露出するまで前記酸化ケイ素膜を研磨する。
<Polishing method>
In the polishing method used in the present invention, a substrate having a polysilicon film and a silicon oxide film covering at least a part of the polysilicon layer is prepared, and a CMP polishing liquid containing abrasive particles is used to form the polysilicon layer. The silicon oxide film is polished until at least a part of the silicon oxide film is exposed.

基板の研磨方法は、研磨する膜を形成した基板を研磨定盤の研磨布に押し当て加圧し、CMP研磨液を研磨する膜と研磨布との間に供給しながら、基板と研磨定盤を相対的に動かして膜を研磨する。
研磨布としては、特に制限はないが、一般的な不織布、発泡ポリウレタン、多孔質フッ素樹脂等を使用することが好ましい。また、研磨布には研磨剤が溜まるような溝加工を施すことが好ましい。
研磨条件に制限はないが、定盤の回転速度は、基板が飛び出さないように100min−1以下の低回転が好ましく、基板にかける圧力は、研磨後に研磨傷が発生しないように1kg/cm以下が好ましい。
基板の被研磨膜を研磨布に押圧した状態で研磨布と被研磨膜とを相対的に動かすには、具体的には基板と研磨定盤との少なくとも一方を動かせば良い。研磨定盤を回転させる他に、ホルダーを回転や揺動させて研磨しても良い。また、研磨定盤を遊星回転させる研磨方法、ベルト状の研磨布を長尺方向の一方向に直線状に動かす研磨方法等が挙げられる。なお、ホルダーは固定、回転、揺動のいずれの状態でも良い。これらの研磨方法は、研磨布と被研磨膜とを相対的に動かすのであれば、被研磨面や研磨装置により適宜選択できる。研磨している間、研磨布にはCMP研磨液をポンプ等で連続的に供給する。この供給量に制限はないが、研磨布の表面が常に研磨液で覆われていることが好ましい。具体的には、研磨布面積1cm当たり、0.02〜0.25ミリリットル供給されることが好ましい。
The method for polishing a substrate is to press the substrate on which a film to be polished is pressed against a polishing cloth on a polishing surface plate and apply pressure between the polishing film and the polishing cloth while supplying the CMP polishing liquid between the polishing cloth and the polishing plate. Move relative to polish the film.
Although there is no restriction | limiting in particular as abrasive cloth, It is preferable to use a general nonwoven fabric, a polyurethane foam, a porous fluororesin, etc. Further, it is preferable that the polishing cloth is subjected to groove processing so that an abrasive is collected.
The polishing conditions are not limited, but the rotation speed of the surface plate is preferably low rotation of 100 min −1 or less so that the substrate does not jump out, and the pressure applied to the substrate is 1 kg / cm so that polishing scratches do not occur after polishing. 2 or less is preferable.
In order to move the polishing cloth and the film to be polished relatively with the polishing film on the substrate pressed against the polishing cloth, specifically, at least one of the substrate and the polishing surface plate may be moved. In addition to rotating the polishing surface plate, polishing may be performed by rotating or swinging the holder. Further, a polishing method in which a polishing surface plate is rotated on a planetary surface, a polishing method in which a belt-like polishing cloth is moved linearly in one direction in the longitudinal direction, and the like can be mentioned. The holder may be in any state of being fixed, rotating and swinging. These polishing methods can be appropriately selected depending on the surface to be polished and the polishing apparatus as long as the polishing cloth and the film to be polished are moved relatively. During polishing, a CMP polishing liquid is continuously supplied to the polishing cloth with a pump or the like. Although there is no restriction | limiting in this supply amount, it is preferable that the surface of polishing cloth is always covered with polishing liquid. Specifically, it is preferable to supply 0.02 to 0.25 ml per 1 cm 2 of the polishing pad area.

ここで、前記基板としては、図1上図に示すように、凹凸が形成された基体1と、前記基体1の凸部を被覆するポリシリコン膜2と、前記基体1の凹部を充填し、かつ基体表面を被覆するように設けられた酸化ケイ素膜3と、を有する基板が挙げられる。前記CMP研磨液を用いて、基体1の凸部を被覆するポリシリコン膜2が露出するまで前記基板の酸化ケイ素膜3を研磨し、図1下図に示す状態まで研磨する。   Here, as the substrate, as shown in the upper diagram of FIG. 1, the substrate 1 on which irregularities are formed, the polysilicon film 2 covering the projections of the substrate 1, and the recesses of the substrate 1 are filled, And the board | substrate which has the silicon oxide film 3 provided so that the base-material surface might be coat | covered is mentioned. Using the CMP polishing liquid, the silicon oxide film 3 of the substrate is polished until the polysilicon film 2 covering the convex portions of the substrate 1 is exposed, and is polished to the state shown in the lower diagram of FIG.

<半導体基板の洗浄方法>
次に、前記半導体基板用洗浄液を用いて研磨後の基板を洗浄する。洗浄方法としては、研磨後の基板を洗浄用の定盤の洗浄布に押し当て、前記洗浄液を基板と洗浄布との間に供給しながら、基板と洗浄布とを相対的に動かして、前記基板上に付着する研磨粒子を洗浄する方法が挙げられる。その他の洗浄方法として、研磨後の基板に前記洗浄液を供給しながら、洗浄ブラシを用いて前記基板上に付着した研磨粒子を洗浄する方法が挙げられる。これらの方法は、どちらか単独で行なっても、併用しても良い。
<Semiconductor substrate cleaning method>
Next, the polished substrate is cleaned using the semiconductor substrate cleaning solution. As a cleaning method, the substrate after polishing is pressed against a cleaning cloth on a surface plate for cleaning, while the cleaning liquid is supplied between the substrate and the cleaning cloth, the substrate and the cleaning cloth are moved relatively, A method for cleaning the abrasive particles adhering to the substrate is mentioned. As another cleaning method, there is a method of cleaning abrasive particles adhering to the substrate using a cleaning brush while supplying the cleaning liquid to the substrate after polishing. These methods may be performed alone or in combination.

本発明の洗浄方法において、研磨後のウェハを洗浄用の定盤の洗浄布に押し当て加圧し、前記洗浄液をウェハと洗浄布との間に供給しながら、ウェハと洗浄布とを相対的に動かしてウェハ上に付着する研磨粒子を洗浄するウェハの洗浄方法を行なう場合、一般的な研磨に使用する装置を用いて行うことが出来る。その詳細としては、基板を保持するホルダーと、洗浄布(パッド)を貼り付け可能で、回転数が変更可能なモータ等を取り付けてある研磨定盤とを有する装置である。例えば、株式会社荏原製作所製研磨装置(型番:EPO−111、EPO−222、FREX200、FREX300)、AMAT社(米Applied Materials)製の研磨装置(商品名:Mirra 3400、Reflexion研磨機)等が使用できる。洗浄布としては、一般的なCMP工程でも使用する不織布、発泡ポリウレタン、多孔質フッ素樹脂などが使用できるが、研磨傷の観点からハードパッドよりもソフトパッドの方がより好ましい。また、洗浄布には洗浄液がたまるような溝加工を施すことが好ましい。洗浄条件に制限はないが、定盤の回転速度は半導体基板が飛び出さないように200rpm以下の低回転が好ましく、半導体基板にかける圧力(加工荷重)は洗浄後に傷が発生しないように100kPa以下が好ましい。洗浄している間、洗浄布には洗浄液をポンプ等で連続的に供給する。この供給量に制限はないが、洗浄布の表面が常に洗浄液で覆われていることが好ましい。 In the cleaning method of the present invention, the polished wafer is pressed against a cleaning cloth on a cleaning surface plate, and the wafer and the cleaning cloth are relatively moved while supplying the cleaning liquid between the wafer and the cleaning cloth. When performing the wafer cleaning method of moving and cleaning the abrasive particles adhering to the wafer, it can be performed using a general polishing apparatus. Specifically, the apparatus includes a holder for holding a substrate and a polishing surface plate to which a cleaning cloth (pad) can be attached and a motor or the like whose rotation speed can be changed is attached. For example, polishing apparatus (model number: EPO-111, EPO-222, F * REX200, F * REX300) manufactured by Ebara Manufacturing Co., Ltd. ) Etc. can be used. As the cleaning cloth, a non-woven fabric, foamed polyurethane, porous fluororesin, and the like used in a general CMP process can be used, but a soft pad is more preferable than a hard pad from the viewpoint of polishing scratches. Further, it is preferable that the cleaning cloth is grooved so that the cleaning liquid is accumulated. Although there are no restrictions on the cleaning conditions, the rotation speed of the surface plate is preferably a low rotation of 200 rpm or less so that the semiconductor substrate does not jump out, and the pressure (working load) applied to the semiconductor substrate is 100 kPa or less so that scratches do not occur after cleaning. Is preferred. During cleaning, the cleaning liquid is continuously supplied to the cleaning cloth with a pump or the like. The supply amount is not limited, but it is preferable that the surface of the cleaning cloth is always covered with the cleaning liquid.

前記洗浄後に、さらに基板に付着した液滴を除去する工程を含むことが好ましい。研磨後の基板に前記洗浄液を供給しながら、洗浄ブラシを用いて前記基板上に付着した研磨粒子を洗浄する方法を用いることで、効率よく、研磨粒子を除去することができる。このような工程の後、例えば、スピンドライ、IPA(イソプロピルアルコール)蒸気等を用いて基板に付着した液滴を払い落としながら乾燥させる方法が挙げられ、より具体的には例えば、上記Reflexion研磨機等に付随している洗浄設備を使用することができる。   It is preferable that the method further includes a step of removing droplets attached to the substrate after the cleaning. The abrasive particles can be efficiently removed by using a method of cleaning the abrasive particles adhering to the substrate using a cleaning brush while supplying the cleaning liquid to the polished substrate. After such a process, for example, there is a method of drying while removing droplets adhering to the substrate using spin dry, IPA (isopropyl alcohol) vapor or the like. More specifically, for example, the above Reflexion polishing machine It is possible to use the cleaning equipment associated with the etc.

本発明の洗浄方法における基板として、半導体素子製造に係る基板、例えば回路素子と配線パターンが形成された段階の半導体基板、回路素子が形成された段階の半導体基板等の半導体基板上に無機絶縁膜が形成された基板が挙げられる。そして、被洗浄面は、前記無機絶縁膜、例えば酸化ケイ素膜層及びポリシリコン膜層等が挙げられる。このような半導体基板上に形成された酸化ケイ素膜層及びポリシリコン膜層を上記洗浄液で洗浄することによって、ウェハ表面に付着した研磨液に含まれる研磨粒子、例えば酸化セリウム粒子や研磨くずなどのコンタミネーションを除去し、半導体基板全面にわたってコンタミネーションの無い、平滑な面とすることができる。   As a substrate in the cleaning method of the present invention, an inorganic insulating film on a semiconductor substrate such as a substrate related to semiconductor element manufacture, for example, a semiconductor substrate at a stage where a circuit element and a wiring pattern are formed, a semiconductor substrate at a stage where a circuit element is formed, etc. A substrate on which is formed. The surface to be cleaned includes the inorganic insulating film such as a silicon oxide film layer and a polysilicon film layer. By cleaning the silicon oxide film layer and the polysilicon film layer formed on such a semiconductor substrate with the above cleaning liquid, abrasive particles contained in the polishing liquid adhered to the wafer surface, such as cerium oxide particles and polishing scraps, etc. Contamination can be removed, and the surface of the semiconductor substrate can be smooth without any contamination.

本実施形態の洗浄方法は、以下のようなデバイスの製造過程において表面に酸化珪素膜とポリシリコン膜を有する基板を洗浄するのに適している。デバイスとしては、例えば、ダイオード、トランジスタ、化合物半導体、サーミスタ、バリスタ、サイリスタ等の個別半導体、DRAM(ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリー)、SRAM(スタティック・ランダム・アクセス・メモリー)、EPROM(イレイザブル・プログラマブル・リード・オンリー・メモリー)、マスクROM(マスク・リード・オンリー・メモリー)、EEPROM(エレクトリカル・イレイザブル・プログラマブル・リード・オンリー・メモリー)、フラッシュメモリ等の記憶素子、マイクロプロセッサー、DSP、ASIC等の理論回路素子、MMIC(モノリシック・マイクロウェーブ集積回路)に代表される化合物半導体等の集積回路素子、混成集積回路(ハイブリッドIC)、発光ダイオード、電荷結合素子等の光電変換素子等が挙げられる。   The cleaning method of this embodiment is suitable for cleaning a substrate having a silicon oxide film and a polysilicon film on the surface in the following device manufacturing process. Devices include, for example, individual semiconductors such as diodes, transistors, compound semiconductors, thermistors, varistors, thyristors, DRAMs (Dynamic Random Access Memory), SRAMs (Static Random Access Memory), EPROMs (Erasable Programmable)・ Read-only memory (ROM), mask ROM (mask read-only memory), EEPROM (electrically erasable programmable read-only memory), storage elements such as flash memory, microprocessor, DSP, ASIC, etc. Theoretical circuit elements, integrated circuit elements such as compound semiconductors represented by MMIC (monolithic microwave integrated circuit), hybrid integrated circuits (hybrid IC), light emitting diodes Such a photoelectric conversion element such as a charge coupled device and the like.

以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention still in detail, this invention is not limited to these Examples.

(洗浄液の作製)
(実施例1)
分子内に少なくとも一つのアセチレン結合を有するノニオン性界面活性剤として2,4,7,9−テトラメチル−5−デシン−4,7−ジオールのポリエトキシレートを1.0gと水99.0gを混合し、調整した基板用洗浄液を得た。
(Preparation of cleaning solution)
Example 1
As a nonionic surfactant having at least one acetylene bond in the molecule, 1.0 g of polyethoxylate of 2,4,7,9-tetramethyl-5-decyne-4,7-diol and 99.0 g of water were used. A mixed and adjusted substrate cleaning solution was obtained.

(比較例1)
25質量%アンモニア水を100倍希釈し、0.25質量%アンモニア水を準備した。
(Comparative Example 1)
25 mass% ammonia water was diluted 100 times to prepare 0.25 mass% ammonia water.

(比較例2)
水100gを準備した。
(Comparative Example 2)
100 g of water was prepared.

(洗浄液のpHと洗浄液中の粒子のゼータ電位の測定)
既知の酸化セリウム研磨液(不揮発分NV=4.0質量%)と準備した洗浄液とを1:3(質量比)で混合した後、遠心分離機にて8000rpmの回転数で10分間遠心分離したのち、上澄みの液をゼータ電位測定:ゼータサイザー3000HSA(マルバーン社製)を用いて測定した。pHは、pHメータ計を用いて測定した。それらの測定結果をまとめて表1に示した。
(Measurement of pH of cleaning solution and zeta potential of particles in cleaning solution)
A known cerium oxide polishing liquid (nonvolatile content NV = 4.0% by mass) and the prepared cleaning liquid were mixed at a ratio of 1: 3 (mass ratio), and then centrifuged for 10 minutes at a rotation speed of 8000 rpm in a centrifuge. After that, the supernatant liquid was measured using a zeta potential measurement: Zetasizer 3000HSA (Malvern). The pH was measured using a pH meter. The measurement results are summarized in Table 1.

Figure 2012156181
Figure 2012156181

(酸化ケイ素膜、ポリシリコン膜への研磨液粒子の付着とその確認方法)
既知の酸化セリウム研磨液(非揮発分NV=4.0質量%)と既知の酸化ケイ素膜/ポリシリコン膜の研磨速度比を大きくする添加剤を1:1の配合(質量比)で混合した液に、下記の(1)酸化ケイ素膜ウェハ片、(2)ポリシリコン膜ウェハ片をそれぞれ、60秒浸漬させたのち、純水を入れた容器に30秒浸漬させ、窒素ブローにてウェハ表面を乾燥させた。こうして得られたウェハ片を、走査型電子顕微鏡を用いて、20000倍の倍率にてそれぞれの任意の場所2箇所を観察した。観察視野は、6μm×4μmであり、その視野範囲に観察された粒子個数をカウントした。この際、粒子としてはっきり認識できる0.1μm以上の粒子個数をカウントした。その個数を洗浄液で洗浄前の各膜への粒子付着個数とした。
(1)の酸化ケイ素膜ウェハ片としては、Si基板上にPE−TEOS(plasma-enhanced tetraethyl-orthosilicate)酸化珪素膜が膜厚1000nm成膜されたウエハを縦横(1cm×1cm)の大きさにカットしたものを使用した。また、(2)のポリシリコン膜ウェハ片としては、Si基板上にPE−TEOS酸化珪素膜が膜厚100nm成膜された上にポリシリコン膜が膜厚100nm成膜されたウエハを縦横(1cm×1cm)の大きさにカットしたものを使用した。
(Adhesion of polishing liquid particles to silicon oxide film and polysilicon film and its confirmation method)
A known cerium oxide polishing liquid (non-volatile content NV = 4.0% by mass) and a known additive for increasing the polishing rate ratio of silicon oxide film / polysilicon film were mixed in a ratio of 1: 1 (mass ratio). Each of the following (1) silicon oxide film wafer piece and (2) polysilicon film wafer piece was immersed in the solution for 60 seconds, and then immersed in a container containing pure water for 30 seconds, and the wafer surface was blown with nitrogen. Was dried. The wafer piece thus obtained was observed at two arbitrary locations at a magnification of 20000 using a scanning electron microscope. The observation visual field was 6 μm × 4 μm, and the number of particles observed in the visual field range was counted. At this time, the number of particles of 0.1 μm or more that can be clearly recognized as particles was counted. The number of particles was defined as the number of particles attached to each film before cleaning with the cleaning liquid.
As the silicon oxide film wafer piece of (1), a wafer in which a PE-TEOS (plasma-enhanced tetraethyl-orthosilicate) silicon oxide film is formed to a thickness of 1000 nm on a Si substrate is sized vertically and horizontally (1 cm × 1 cm). The cut one was used. As the polysilicon film wafer piece (2), a wafer in which a PE-TEOS silicon oxide film having a thickness of 100 nm is formed on a Si substrate and a polysilicon film having a thickness of 100 nm is vertically and horizontally (1 cm). What was cut into a size of × 1 cm) was used.

(酸化ケイ素膜、ポリシリコン膜への研磨液粒子の付着とその洗浄性評価方法)
前記の方法にて、粒子が酸化ケイ素膜、ポリシリコン膜へ付着することが確認されたので、洗浄液を用いてその洗浄性を確認することとした。既知の酸化セリウム研磨液(非揮発分NV=4.0質量%)と既知の酸化ケイ素膜/ポリシリコン膜の研磨速度比を大きくする添加剤を1:1の配合で混合した液に、(1)酸化ケイ素膜ウェハ片、(2)ポリシリコン膜ウェハ片をそれぞれ、60秒浸漬させたのち、準備した洗浄液に30秒浸漬した後、純水を入れた容器に30秒浸漬させ、窒素ブローにてウェハ表面を乾燥させた。こうして得られたウェハ片を、走査型電子顕微鏡を用いて、20000倍の倍率にてそれぞれの任意の場所2箇所を観察した。観察視野は、6μm×4μmであり、その視野範囲に観察された粒子個数をカウントした。この際、粒子としてはっきり認識できる0.1μm以上の粒子個数をカウントした。その個数を洗浄液で洗浄後の各膜への粒子付着個数とした。その測定結果を、まとめて表2に示した。
(Adhesion of polishing liquid particles to silicon oxide film and polysilicon film and evaluation method for cleaning properties thereof)
Since it was confirmed that the particles adhered to the silicon oxide film and the polysilicon film by the above-described method, the cleaning performance was confirmed using a cleaning liquid. In a liquid prepared by mixing a known cerium oxide polishing liquid (non-volatile content NV = 4.0% by mass) and an additive for increasing the polishing rate ratio of a known silicon oxide film / polysilicon film in a mixture of 1: 1 ( 1) Silicon oxide film wafer piece and (2) Polysilicon film wafer piece were each immersed for 60 seconds, then immersed in the prepared cleaning solution for 30 seconds, then immersed in a container containing pure water for 30 seconds, and then blown with nitrogen The wafer surface was dried. The wafer piece thus obtained was observed at two arbitrary locations at a magnification of 20000 using a scanning electron microscope. The observation visual field was 6 μm × 4 μm, and the number of particles observed in the visual field range was counted. At this time, the number of particles of 0.1 μm or more that can be clearly recognized as particles was counted. The number of particles was defined as the number of particles attached to each film after being cleaned with the cleaning liquid. The measurement results are summarized in Table 2.

Figure 2012156181
Figure 2012156181

(評価結果)
実施例1、比較例1〜2より、酸化ケイ素膜、ポリシリコン膜ともに付着粒子を除去するのに、本発明の洗浄液が有効であることが示された。
(Evaluation results)
From Example 1 and Comparative Examples 1 and 2, it was shown that the cleaning liquid of the present invention is effective for removing adhered particles in both the silicon oxide film and the polysilicon film.

本発明者は発明を実施する最良の形態を明細書に記述している。上記の説明を同業者が読んだ場合、これらに似た好ましい変形形態が明らかになる場合もある。本発明者等は、本発明の異なる形態の実施、並びに、本発明の根幹を適用した類似形態の発明の実施についても充分意識している。また、本発明にはその原理として、特許範囲の請求中に列挙した内容の全ての変形形態、更に、様々な上記要素の任意の組み合わせが利用できる。その全てのあり得る任意の組み合わせは、本明細書中において特別な限定がない限り、あるいは、文脈によりはっきりと否定されない限り、本発明に含まれる。   The inventor has described the best mode for carrying out the invention in the specification. When the above description is read by a person skilled in the art, preferred variants similar to these may become apparent. The present inventors are fully aware of the implementation of different forms of the present invention as well as the implementation of similar forms of the invention to which the foundation of the present invention is applied. Moreover, the present invention can use, as its principle, all variations of the contents listed in the claims of the patent scope, and any combination of various elements described above. All possible combinations thereof are included in the invention unless otherwise specified herein or otherwise clearly denied by context.

1‥基体
2‥ポリシリコン膜(ポリシリコン層)
3‥酸化ケイ素膜
1 ... Substrate 2 ... Polysilicon film (polysilicon layer)
3. Silicon oxide film

Claims (13)

ポリシリコン膜と、該ポリシリコン層の少なくとも一部を被覆する酸化ケイ素膜とを有する基板を調整し、
研磨粒子を含むCMP研磨液を用いて、前記ポリシリコン層の少なくとも一部が露出するまで前記酸化ケイ素膜を研磨し、前記基板の研磨がなされた面を洗浄する洗浄液であって、
前記洗浄液が、分子内に少なくとも一つのアセチレン結合を有するノニオン性界面活性剤と、水とを含むことを特徴とする、半導体基板用洗浄液。
Adjusting a substrate having a polysilicon film and a silicon oxide film covering at least a part of the polysilicon layer;
Using a CMP polishing liquid containing abrasive particles, the silicon oxide film is polished until at least a portion of the polysilicon layer is exposed, and the surface of the substrate that has been polished is cleaned.
A cleaning liquid for a semiconductor substrate, characterized in that the cleaning liquid contains a nonionic surfactant having at least one acetylene bond in the molecule and water.
分子内に少なくとも一つのアセチレン結合を有するノニオン性界面活性剤が、下記一般式(I)
Figure 2012156181
(一般式(I)中、Rは水素原子または炭素数が1〜5の置換もしくは無置換アルキル基を表し、Rは炭素数が4〜10の置換または無置換アルキル基を表す。)で示される化合物又は下記一般式(II)
Figure 2012156181
(一般式(II)中、R〜Rはそれぞれ独立に水素原子または炭素数が1〜5の置換もしくは無置換アルキル基を表し、R、Rはそれぞれ独立に炭素数が1〜5の置換または無置換アルキレン基を表し、m、nはそれぞれ独立に0または正数を表す。)で示される化合物である請求項1に記載の半導体基板用洗浄液。
A nonionic surfactant having at least one acetylene bond in the molecule is represented by the following general formula (I):
Figure 2012156181
(In general formula (I), R 1 represents a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and R 2 represents a substituted or unsubstituted alkyl group having 4 to 10 carbon atoms.) Or a compound represented by the following general formula (II)
Figure 2012156181
(In General Formula (II), R 3 to R 6 each independently represents a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and R 7 and R 8 each independently represents 1 to 1 carbon atoms. 5. A cleaning solution for a semiconductor substrate according to claim 1, wherein the compound is a compound represented by 5: a substituted or unsubstituted alkylene group, wherein m and n each independently represents 0 or a positive number.
基板用洗浄液中に分散された研磨粒子のゼータ電位が、−60mV以下である請求項1又は請求項2に記載の半導体基板用洗浄液。   The semiconductor substrate cleaning liquid according to claim 1, wherein the abrasive particles dispersed in the substrate cleaning liquid have a zeta potential of −60 mV or less. 半導体基板用洗浄液のpHが、4.0以上、8.0以下である請求項1〜3のいずれか一項に記載の半導体基板用洗浄液。   The semiconductor substrate cleaning solution according to any one of claims 1 to 3, wherein the pH of the semiconductor substrate cleaning solution is 4.0 or more and 8.0 or less. CMP研磨液が、研磨粒子として酸化セリウム粒子を含み、さらに、ポリアクリル酸化合物と、水と、を含む研磨液である請求項1〜4のいずれか一項に記載の半導体基板用洗浄液。   The cleaning liquid for a semiconductor substrate according to any one of claims 1 to 4, wherein the CMP polishing liquid is a polishing liquid containing cerium oxide particles as polishing particles, and further containing a polyacrylic acid compound and water. CMP研磨液が、第一液と第二液とを混合して使用されるCMP研磨液であって、前記第一液が酸化セリウム粒子と、分散剤と、水とを含有し、前記第二液がポリアクリル酸化合物と、水とを含有してなる、請求項5に記載の半導体基板用洗浄液。   The CMP polishing liquid is a CMP polishing liquid used by mixing the first liquid and the second liquid, and the first liquid contains cerium oxide particles, a dispersant, and water, and the second liquid The semiconductor substrate cleaning liquid according to claim 5, wherein the liquid contains a polyacrylic acid compound and water. ポリアクリル酸化合物は、ポリシリコン膜の研磨速度に対して酸化ケイ素膜の研磨速度が30倍以上速く研磨可能となる量がCMP研磨液に添加されてなる、請求項5又は請求項6に記載の半導体基板用洗浄液。   7. The polyacrylic acid compound is added to the CMP polishing liquid in an amount capable of polishing the silicon oxide film at a rate of 30 times or more faster than the polishing rate of the polysilicon film. Cleaning solution for semiconductor substrates. CMP研磨液は、前記第二液がさらに界面活性剤を含有してなる請求項6又は請求項7に記載の半導体基板用洗浄液。   8. The cleaning liquid for a semiconductor substrate according to claim 6, wherein the second liquid further contains a surfactant in the CMP polishing liquid. 基板は、凹凸が形成された基体と、前記基体の凸部を被覆するポリシリコン膜と、前記基体の凹部を充填し、かつ基体表面を被覆するように設けられた酸化ケイ素膜と、を有する半導体基板である請求項1〜8のいずれか一項に記載の半導体基板用洗浄液。   The substrate has a base on which irregularities are formed, a polysilicon film covering the convex part of the base, and a silicon oxide film provided so as to fill the concave part of the base and cover the surface of the base It is a semiconductor substrate, The cleaning liquid for semiconductor substrates as described in any one of Claims 1-8. 基板は、CMP研磨液を用いて、基体の凸部を被覆するポリシリコン膜が露出するまで前記基板の酸化ケイ素膜を研磨した半導体基板である請求項9に記載の半導体基板用洗浄液。   The semiconductor substrate cleaning liquid according to claim 9, wherein the substrate is a semiconductor substrate obtained by polishing a silicon oxide film of the substrate using a CMP polishing liquid until the polysilicon film covering the convex portions of the substrate is exposed. 研磨後の基板を洗浄用の定盤の洗浄布に押し当て、前記洗浄液を前記基板と前記洗浄布との間に供給しながら、前記基板と前記洗浄布とを相対的に動かして前記基板上に付着した研磨粒子を請求項1〜10のいずれか一項に記載の半導体基板用洗浄液を用いて洗浄することを特徴とする半導体基板の洗浄方法。   The substrate after polishing is pressed against a cleaning cloth on a surface plate for cleaning, and the substrate and the cleaning cloth are relatively moved while supplying the cleaning liquid between the substrate and the cleaning cloth. A method for cleaning a semiconductor substrate, wherein the abrasive particles adhering to the substrate are cleaned using the semiconductor substrate cleaning liquid according to claim 1. 研磨後の基板に請求項1〜10のいずれか一項に記載の半導体基板用洗浄液を供給しながら、洗浄ブラシを用いて前記基板上に付着した研磨粒子を洗浄することを特徴とする半導体基板の洗浄方法。   A semiconductor substrate characterized in that the abrasive particles adhering to the substrate are cleaned using a cleaning brush while supplying the semiconductor substrate cleaning liquid according to any one of claims 1 to 10 to the substrate after polishing. Cleaning method. 洗浄の後に、さらに基板に付着した液滴を除去する工程を含む請求項11又は請求項12に記載の半導体基板の洗浄方法。   The method for cleaning a semiconductor substrate according to claim 11, further comprising a step of removing droplets attached to the substrate after the cleaning.
JP2011011824A 2011-01-24 2011-01-24 Cleaning liquid for semiconductor substrate and cleaning method using the same Pending JP2012156181A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011011824A JP2012156181A (en) 2011-01-24 2011-01-24 Cleaning liquid for semiconductor substrate and cleaning method using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011011824A JP2012156181A (en) 2011-01-24 2011-01-24 Cleaning liquid for semiconductor substrate and cleaning method using the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2012156181A true JP2012156181A (en) 2012-08-16

Family

ID=46837652

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011011824A Pending JP2012156181A (en) 2011-01-24 2011-01-24 Cleaning liquid for semiconductor substrate and cleaning method using the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2012156181A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015189899A (en) * 2014-03-28 2015-11-02 株式会社フジミインコーポレーテッド Composition for polishing
KR20160059993A (en) * 2014-11-19 2016-05-27 주식회사 이엔에프테크놀로지 Cleaning solution for a substrate containing copper
JP2017107905A (en) * 2015-12-07 2017-06-15 日立化成株式会社 Cleaning fluid and cleaning method

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015189899A (en) * 2014-03-28 2015-11-02 株式会社フジミインコーポレーテッド Composition for polishing
US10144907B2 (en) 2014-03-28 2018-12-04 Fujimi Incorporated Polishing composition
EP3124570B1 (en) * 2014-03-28 2020-09-09 Fujimi Incorporated Polishing composition
KR20160059993A (en) * 2014-11-19 2016-05-27 주식회사 이엔에프테크놀로지 Cleaning solution for a substrate containing copper
KR102230865B1 (en) * 2014-11-19 2021-03-23 주식회사 이엔에프테크놀로지 Cleaning solution for a substrate containing copper
JP2017107905A (en) * 2015-12-07 2017-06-15 日立化成株式会社 Cleaning fluid and cleaning method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6581198B2 (en) Composite abrasive particles for chemical mechanical planarization compositions and methods of use thereof
JP6252587B2 (en) Polishing liquid and polishing method for CMP
JP6298588B2 (en) Cleaning liquid and substrate polishing method
JP2015005762A (en) Polishing liquid for cmp
KR101672811B1 (en) Method of polishing a substrate comprising polysilicon, silicon oxide and silicon nitride
JP6185432B2 (en) Silicon wafer polishing composition
KR20110104442A (en) Method of polishing a substrate comprising polysilicon and at least one of silicon oxide and silicon nitride
JP2017183359A (en) Method of polishing silicon substrate and composition set for polishing
JP5088453B2 (en) CMP polishing liquid, substrate polishing method, and electronic component
JP6021583B2 (en) Method for polishing a substrate
JPWO2019017407A1 (en) Substrate polishing method and polishing composition set
JP2004153158A (en) Aqueous dispersing element for chemical/mechanical polishing, chemical/mechanical polishing method using the same and method for manufacturing semiconductor device
JP2005026604A (en) Water-based dispersing substance for chemical machinery polishing
JP2012156181A (en) Cleaning liquid for semiconductor substrate and cleaning method using the same
JP2018006538A (en) Polishing liquid composition for silicon wafer
JP2023101482A (en) Polishing solution and polishing method
TWI732952B (en) A chemical mechanical polishing slurry for silicon nitride with a high selectivity
JP6348927B2 (en) Silicon wafer polishing composition
JP7120846B2 (en) Polishing composition, method for producing same, method for polishing, and method for producing substrate
WO2016021325A1 (en) Polishing liquid for cmp and polishing method using same
TWI842349B (en) Intermediate raw material, and polishing composition and composition for surface treatment using the same
JP5418571B2 (en) CMP polishing agent and substrate polishing method
TWI853987B (en) Surface treatment composition, method for producing surface treatment composition, surface treatment method, and method for producing semiconductor substrate
JP2017183612A (en) Cleaning fluid for abrasive pad and cleaning method of abrasive pad
JP2019117816A (en) Manufacturing method of silicon wafer