JP2012216690A - Cleaning agent for copper wiring semiconductor - Google Patents

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Maiko Mita
麻衣子 三多
Hideaki Saito
英朗 斎藤
Yukichi Shoji
祐吉 小路
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cleaning agent for copper and copper alloy wiring semiconductor which exhibits excellent removability of organic residue, e.g. an anticorrosive agent added for the purpose of corrosion inhibition of a wiring metal, and residue of copper of a polished copper wiring metal without causing corrosion of the copper wiring.SOLUTION: The cleaning agent for copper wiring semiconductor used in the cleaning step following the chemical mechanical polishing step in a semiconductor production process for forming copper or copper alloy wiring contains, as essential components, an amine (A) having HLB of 15-35 and at least one hydroxyl in the molecule, an amine (B) having HLB of 10-30 and at least one tertiary amino group but not having hydroxyl in the molecule, and water, and the pH is 7.5-13.0 during use.

Description

本発明は、半導体の製造工程における化学的機械的研磨(以下、「化学的機械的研磨」をCMPと略称する。)工程の後の洗浄工程に用いられる洗浄剤(以下、CMP後洗浄剤と略記する。)に関するものであって、特に表面に銅または銅合金の配線が施された半導体のCMP後洗浄剤に関する。 The present invention relates to a cleaning agent (hereinafter referred to as a post-CMP cleaning agent) used in a cleaning step after a chemical mechanical polishing (hereinafter, “chemical mechanical polishing” is abbreviated as CMP) step in a semiconductor manufacturing process. And a post-CMP cleaning agent for a semiconductor having a copper or copper alloy wiring on its surface.

シリコン半導体に代表される半導体素子は、高性能化、小型化等の市場ニーズに対応して微細化、高集積化が進んでいる。これに伴い微細な配線パターンを作成するための高度な平坦化技術が必須となり、半導体の製造工程において、ウェハ表面をアルミナやシリカの微粒子を含む研磨スラリー(以下、CMPスラリーと略称する。)を用いて研磨するCMP工程が導入されている。 Semiconductor elements typified by silicon semiconductors have been miniaturized and highly integrated in response to market needs such as higher performance and smaller size. Along with this, an advanced planarization technique for creating a fine wiring pattern is essential, and a polishing slurry (hereinafter abbreviated as CMP slurry) containing fine particles of alumina or silica on the wafer surface in a semiconductor manufacturing process. A CMP process that uses and polishes is introduced.

しかしながらこのCMP工程では、CMPスラリー中のアルミナやシリカなどの研磨微粒子(以下、「研磨微粒子」を砥粒と略記する。)、研磨を促進するために添加された硝酸鉄水溶液、金属腐食抑制目的で添加されている防食剤、研磨された銅配線金属などが、研磨後のウェハ上に残留しやすい。これら残留物は配線間の短絡など半導体の電気的な特性に悪影響を及ぼすため、これら残留物を除去し、ウェハ表面を清浄化する必要がある。 However, in this CMP process, abrasive fine particles such as alumina and silica in the CMP slurry (hereinafter, “abrasive fine particles” are abbreviated as abrasive grains), an iron nitrate aqueous solution added to promote polishing, and metal corrosion suppression purposes. The anticorrosive agent added in step 1 and the polished copper wiring metal are likely to remain on the polished wafer. Since these residues adversely affect the electrical characteristics of the semiconductor such as a short circuit between wirings, it is necessary to remove these residues and clean the wafer surface.

このCMP工程後の洗浄工程に用いる洗浄剤として、ポリアルキレンポリアミンを主成分とするアルカリ性の洗浄剤(特許文献1)、鎖状アルカノールアミンを主成分とするアルカリ性の洗浄剤が知られている(特許文献2)。   As a cleaning agent used in the cleaning step after the CMP step, an alkaline cleaning agent mainly composed of a polyalkylene polyamine (Patent Document 1) and an alkaline cleaning agent mainly composed of a chain alkanolamine are known ( Patent Document 2).

しかし、特許文献1および特許文献2の洗浄剤は、金属残渣物の除去性、CMPスラリー中に添加された砥粒の除去性や耐腐食性に優れているものの、有機残渣の除去性が低いという問題がある。 However, the cleaning agents of Patent Document 1 and Patent Document 2 are excellent in removability of metal residues, removability of abrasive grains added to the CMP slurry, and corrosion resistance, but low removability of organic residues. There is a problem.

再表2001−71789号公報No. 2001-71789 特開平11−74243号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-74243

そこで本発明は、銅配線を腐食させることなく、配線金属の腐食抑制の目的で添加されている防食剤などの有機残渣、および研磨された銅配線金属の銅の残渣の除去性に優れる銅および銅合金配線半導体用の洗浄剤を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention provides an organic residue such as an anticorrosive added for the purpose of inhibiting corrosion of the wiring metal without corroding the copper wiring, and copper having excellent removability of the copper residue of the polished copper wiring metal and It aims at providing the cleaning agent for copper alloy wiring semiconductors.

本発明者らは、上記の目的を達成するべく検討を行った結果、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、銅または銅合金配線を形成する半導体製造工程中の化学的機械的研磨工程に続く洗浄工程において使用される洗浄剤であって、HLBが15〜35であって分子内に少なくとも1個の水酸基を有するアミン(A)、HLBが10〜30であって分子内に少なくとも1個の3級アミノ基を有しかつ水酸基を含まないアミン(B)、および水を必須成分とし、使用時のpHが7.5〜13.0であることを特徴とする銅配線半導体用洗浄剤;並びにこの洗浄剤を使用して製造された半導体基板または半導体素子である。
The inventors of the present invention have reached the present invention as a result of studies to achieve the above object.
That is, the present invention is a cleaning agent used in a cleaning process subsequent to a chemical mechanical polishing process in a semiconductor manufacturing process for forming a copper or copper alloy wiring, and has an HLB of 15 to 35 and in the molecule. An amine (A) having at least one hydroxyl group, an amine (B) having an HLB of 10 to 30 and having at least one tertiary amino group in the molecule and no hydroxyl group, and water are essential components. A cleaning agent for copper wiring semiconductors, wherein the pH during use is 7.5 to 13.0; and a semiconductor substrate or a semiconductor element manufactured using this cleaning agent.

本発明の洗浄剤は、銅配線を腐食させることなく、有機残渣および金属残渣の除去性に優れる。
また、2%水溶液の曇点が40℃以上のノニオン性界面活性剤を併用すると、ウエハ表面に対する洗浄剤の濡れ性が向上し、金属残渣の除去性がさらに向上する。
The cleaning agent of the present invention is excellent in removing organic residues and metal residues without corroding the copper wiring.
Further, when a nonionic surfactant having a cloud point of 2% aqueous solution having a cloud point of 40 ° C. or higher is used in combination, the wettability of the cleaning agent with respect to the wafer surface is improved, and the metal residue removability is further improved.

本発明の銅配線半導体用洗浄剤は、CMP工程の後の洗浄工程に用いられる洗浄剤であって、特定のHLBを有し分子内に少なくとも1個の水酸基を有するアミン(A)、特定のHLBを有し分子内に少なくとも1個の3級アミノ基を有しかつ水酸基を含まないアミン(B)、および水を必須成分とし、使用時のpHが7.5〜13.0であることを特徴とする。
さらに、アミン(A)はHLBが15〜35であり、アミン(B)はHLBが10〜30であることも要件である。
The copper wiring semiconductor cleaning agent of the present invention is a cleaning agent used in a cleaning step after the CMP step, and has a specific HLB and at least one hydroxyl group in the molecule (A), a specific The amine (B) which has HLB, has at least one tertiary amino group in the molecule and does not contain a hydroxyl group, and water are essential components, and the pH during use is 7.5 to 13.0. It is characterized by.
Furthermore, it is also a requirement that the amine (A) has an HLB of 15 to 35 and the amine (B) has an HLB of 10 to 30.

ここでの「HLB」とは、親水性と親油性のバランスを示す指標であって、例えば「界面活性剤入門」〔2007年三洋化成工業株式会社発行、藤本武彦著〕212頁に記載されている小田法による計算値として知られているものであり、グリフィン法による計算値ではない。
HLB値は有機化合物の有機性の値と無機性の値との比率から計算することができる。
HLB≒10×無機性/有機性
HLBを導き出すための有機性の値及び無機性の値については前記「界面活性剤入門」213頁に記載の表の値を用いて算出できる。
Here, “HLB” is an index indicating a balance between hydrophilicity and lipophilicity, and is described in, for example, “Introduction to Surfactants” (published by Sanyo Chemical Industries, Ltd., 2007, Takehiko Fujimoto), page 212. It is known as the calculated value by the Oda method, not the calculated value by the Griffin method.
The HLB value can be calculated from the ratio between the organic value and the inorganic value of the organic compound.
The organic value and the inorganic value for deriving HLB≈10 × inorganic / organic HLB can be calculated using the values in the table described in “Introduction of Surfactant” on page 213.

本発明において、第1の必須成分であるHLBが15〜35であって分子内に少なくとも1個の水酸基を有するアミン(A)としては、例えば、水酸基を1個以上有する脂肪族アミン(A1)、水酸基を1個以上有する脂環式アミン(A2)、水酸基を1個以上有するアラルキルアミン(A3)、水酸基を1個以上有する複素環式アミン(A4)などが挙げられる。 In the present invention, the amine (A) having an HLB of 15 to 35 as the first essential component and having at least one hydroxyl group in the molecule is, for example, an aliphatic amine (A1) having one or more hydroxyl groups. And alicyclic amine (A2) having one or more hydroxyl groups, aralkylamine (A3) having one or more hydroxyl groups, and heterocyclic amine (A4) having one or more hydroxyl groups.

HLBが15〜35であって分子内に少なくとも1個の水酸基を有する脂肪族アミン(A1)の具体例としては、ジエタノールアミン(HLB=33)、トリエタノールアミン(HLB=31)、ジメチルアミノエタノール(HLB=22)、2−アミノ−2−メチル−1−プロパノール(HLB=28)、2−[(アミノエチル)アミノ]エタノール、(HLB=30)等が挙げられる。
水酸基を1個以上含有していればモノアミンでもポリアミンでもよい。
Specific examples of the aliphatic amine (A1) having an HLB of 15 to 35 and having at least one hydroxyl group in the molecule include diethanolamine (HLB = 33), triethanolamine (HLB = 31), dimethylaminoethanol ( HLB = 22), 2-amino-2-methyl-1-propanol (HLB = 28), 2-[(aminoethyl) amino] ethanol, (HLB = 30) and the like.
A monoamine or polyamine may be used as long as it contains at least one hydroxyl group.

HLBが15〜35であって分子内に少なくとも1個の水酸基を有する脂環式アミン(A2)の具体例としては、1,3−および1,4−ジアミノシクロヘキサンのモノヒドロキシエチル置換体(HLB=18)等が挙げられる。 Specific examples of the alicyclic amine (A2) having an HLB of 15 to 35 and having at least one hydroxyl group in the molecule include monohydroxyethyl substituted products (HLB) of 1,3- and 1,4-diaminocyclohexane. = 18) and the like.

HLBが15〜35であって分子内に少なくとも1個の水酸基を有するアラルキルアミン(A3)の具体例としては、メタキシリレンジアミンのエチレンオキサイド2モル付加体(HLB=16)等などの芳香脂肪族アミンが挙げられる。 Specific examples of aralkylamines (A3) having an HLB of 15 to 35 and having at least one hydroxyl group in the molecule include aromatic fats such as metaxylylenediamine ethylene oxide 2-mol adduct (HLB = 16). Group amines.

HLBが15〜35であって分子内に少なくとも1個の水酸基を有する複素環式アミン(A4)の具体例としては、1−(2−ヒドロキシエチル)ピペラジン(HLB=20)、モルホリン−4−エタノール(HLB=17)等が挙げられる。 Specific examples of the heterocyclic amine (A4) having an HLB of 15 to 35 and having at least one hydroxyl group in the molecule include 1- (2-hydroxyethyl) piperazine (HLB = 20), morpholine-4- Ethanol (HLB = 17) etc. are mentioned.

これらのアミン(A)のうち、銅配線耐腐食性とCMP工程後のウェハ上に残留する有機残渣の除去性の観点から好ましくは、上述の脂肪族アミン(A1)、複素環式アミン(A4)である。
さらにCMP工程後のウェハ上に残留する砥粒の除去性の観点からより好ましくは、トリエタノールアミン、2−[(アミノエチル)アミノ]エタノール、1−(2−ヒドロキシエチル)ピペラジンであり、特に好ましくは、2−[(アミノエチル)アミノ]エタノールである。
Of these amines (A), from the viewpoint of copper wiring corrosion resistance and removability of organic residues remaining on the wafer after the CMP step, the above-mentioned aliphatic amine (A1) and heterocyclic amine (A4) are preferable. ).
Further, from the viewpoint of removal of abrasive grains remaining on the wafer after the CMP process, triethanolamine, 2-[(aminoethyl) amino] ethanol, and 1- (2-hydroxyethyl) piperazine are particularly preferable. 2-[(Aminoethyl) amino] ethanol is preferred.

アミン(A)の含有量は、銅配線耐腐食性および有機残渣除去性の観点から、アミン(A)、アミン(B)および水の使用時の合計重量に基づいて、通常0.001〜10重量%であり、好ましくは0.005〜5重量%、さらに好ましくは0.01〜2重量%、特に好ましくは0.01〜1重量%である。 The content of the amine (A) is usually 0.001 to 10 based on the total weight when the amine (A), the amine (B) and water are used from the viewpoint of copper wiring corrosion resistance and organic residue removal. % By weight, preferably 0.005 to 5% by weight, more preferably 0.01 to 2% by weight, and particularly preferably 0.01 to 1% by weight.

本発明において、第2の必須成分であるHLBが10〜30であって分子内に少なくとも1個の3級アミノ基を有しかつ水酸基を含まないアミン(B)としては、例えば、3級アミノ基を有する脂肪族アミン(B1)、3級アミノ基を有する脂環式アミン(B2)、3級アミノ基を有する複素環式アミン(B3)などが挙げられる。 In the present invention, the amine (B) having a HLB of 10 to 30 as the second essential component and having at least one tertiary amino group in the molecule and not containing a hydroxyl group includes, for example, a tertiary amino group. And an aliphatic amine having a group (B1), an alicyclic amine having a tertiary amino group (B2), and a heterocyclic amine having a tertiary amino group (B3).

HLBが10〜30であって分子内に少なくとも1個の3級アミノ基を有する脂肪族アミン(B1)の具体例としては、N,N’−ジメチルアミノジエチルエーテル(HLB=11)、テトラメチルエチレンジアミン(HLB=13)、N−メチル−N,N−ビス(2−ジメチルアミノエチル)アミン(HLB=26)等が挙げられる。なお、HLBが10〜30であって分子内に少なくとも1個の3級アミノ基を含有していればモノアミンでもポリアミンでもよい。 Specific examples of the aliphatic amine (B1) having an HLB of 10 to 30 and having at least one tertiary amino group in the molecule include N, N′-dimethylaminodiethyl ether (HLB = 11), tetramethyl And ethylenediamine (HLB = 13), N-methyl-N, N-bis (2-dimethylaminoethyl) amine (HLB = 26), and the like. In addition, as long as HLB is 10-30 and it contains at least one tertiary amino group in the molecule, it may be a monoamine or a polyamine.

HLBが10〜30であって分子内に少なくとも1個の3級アミノ基を有する脂環式アミン(B2)の具体例としては、N,N−ジメチル−1,4−ジアミノシクロヘキサン(HLB=11)等が挙げられる。 Specific examples of the alicyclic amine (B2) having an HLB of 10 to 30 and having at least one tertiary amino group in the molecule include N, N-dimethyl-1,4-diaminocyclohexane (HLB = 11 ) And the like.

HLBが10〜30であって分子内に少なくとも1個の3級アミノ基を有する複素環式アミン(B3)の具体例としては、N−(2−アミノエチル)ピペリジン(HLB=11)、N−(2−アミノエチル)ピペラジン(HLB=18)、1,4−ビス(3−アミノプロピル)ピペラジン(HLB=15)、1−メチル−4−[2−(ジメチルアミノ)エチル]ピペラジン(HLB=12)等が挙げられる。 Specific examples of the heterocyclic amine (B3) having an HLB of 10 to 30 and having at least one tertiary amino group in the molecule include N- (2-aminoethyl) piperidine (HLB = 11), N -(2-aminoethyl) piperazine (HLB = 18), 1,4-bis (3-aminopropyl) piperazine (HLB = 15), 1-methyl-4- [2- (dimethylamino) ethyl] piperazine (HLB) = 12) and the like.

これらのアミン(B)のうち、CMP工程後のウェハ上に残留する有機残渣の除去性の観点から好ましくは、上述の脂肪族アミン(B1)、複素環式アミン(B3)である。
さらに銅配線腐食性の観点からより好ましくは、N−メチル−N,N−ビス(2−ジメチルアミノエチル)アミン、1,4−ビス(3−アミノプロピル)ピペラジン、1−メチル−4−[2−(ジメチルアミノ)エチル]ピペラジンであり、特に好ましくは、N−メチル−N,N−ビス(2−ジメチルアミノエチル)アミンである。
Of these amines (B), the above-mentioned aliphatic amines (B1) and heterocyclic amines (B3) are preferable from the viewpoint of removability of organic residues remaining on the wafer after the CMP process.
Further, from the viewpoint of corrosiveness of copper wiring, N-methyl-N, N-bis (2-dimethylaminoethyl) amine, 1,4-bis (3-aminopropyl) piperazine, 1-methyl-4- [ 2- (dimethylamino) ethyl] piperazine, particularly preferably N-methyl-N, N-bis (2-dimethylaminoethyl) amine.

アミン(B)の含有量は、銅配線耐腐食性および有機残渣除去性の観点から、アミン(A)、アミン(B)および水の使用時の合計重量に基づいて、通常0.001〜10重量%であり、好ましくは0.005〜5重量%、さらに好ましくは0.01〜2重量%、特に好ましくは0.01〜1重量%である。 The content of the amine (B) is usually 0.001 to 10 based on the total weight when the amine (A), the amine (B) and water are used from the viewpoint of copper wiring corrosion resistance and organic residue removal. % By weight, preferably 0.005 to 5% by weight, more preferably 0.01 to 2% by weight, and particularly preferably 0.01 to 1% by weight.

本発明おいて、アミン(A)とアミン(B)の比率は、銅配線腐食性と有機残渣除去性の両立の観点から、モル比で好ましくは(A)/(B)=0.5〜10.0であり、さらに好ましくは(A)/(B)=0.7〜5.0であり、特に好ましくは(A)/(B)=0.8〜1.5である。(A)と(B)のモル比がこの範囲であると、銅配線腐食性と有機残渣除去性のバランスが良好である。 In the present invention, the ratio of amine (A) to amine (B) is preferably (A) / (B) = 0.5 to 0.5 in terms of a molar ratio from the viewpoint of coexistence of copper wiring corrosivity and organic residue removability. 10.0, more preferably (A) / (B) = 0.7 to 5.0, and particularly preferably (A) / (B) = 0.8 to 1.5. When the molar ratio of (A) and (B) is within this range, the balance between copper wiring corrosivity and organic residue removability is good.

本発明の銅配線半導体用洗浄剤は、水が必須成分であり、具体的には、電気伝導率(μS/cm;25℃)が小さいものが挙げられる。具体的には、電気伝導率は、有機残渣および金属残渣の除去性、入手のしやすさ、及び銅配線の再汚染(水中の金属イオンの銅配線への再付着)防止の観点から、通常0.055〜0.2、好ましくは0.056〜0.1、さらに好ましくは0.057〜0.08である。このような電気伝導率が小さい水としては、超純水が好ましい。
なお、電気伝導率は、JIS K0400−13−10:1999に準拠して測定される。
The cleaning agent for a copper wiring semiconductor of the present invention contains water as an essential component, and specifically includes those having a low electrical conductivity (μS / cm; 25 ° C.). Specifically, the electrical conductivity is usually from the viewpoint of removability of organic residues and metal residues, availability, and prevention of re-contamination of copper wiring (re-adhesion of metal ions in water to copper wiring). It is 0.055 to 0.2, preferably 0.056 to 0.1, and more preferably 0.057 to 0.08. As such water with low electrical conductivity, ultrapure water is preferable.
In addition, electrical conductivity is measured based on JIS K0400-13-10: 1999.

本発明の銅配線半導体用洗浄剤をそのまま、あるいはさらに希釈して実際に使用する時のpHは通常7.5〜13.0であり、好ましくは、8.5〜13.0、さらに好ましくは9.5〜13.0である。
pHが低すぎると有機残渣除去性が悪くなり、高すぎると銅配線耐腐食性が悪くなる。
The pH when the cleaning agent for copper wiring semiconductor of the present invention is actually used as it is or after further dilution is usually 7.5 to 13.0, preferably 8.5 to 13.0, more preferably 9.5 to 13.0.
If the pH is too low, the organic residue removability deteriorates, and if it is too high, the copper wiring corrosion resistance deteriorates.

銅配線半導体用洗浄剤は、必須成分であるアミン(A)、アミン(B)、および水以外に、2%水溶液の曇点が40℃以上のノニオン系界面活性剤(C)を併用することにより、洗浄剤のウエハに対する濡れ性が向上し、銅配線耐腐食性、有機残渣除去性に加え、金属残渣除去性も満足することができる。
ノニオン系界面活性剤(C)の2%水溶液の曇点は、好ましくは、50℃以上、さらに好ましくは70℃以上である。
In addition to the essential components amine (A), amine (B), and water, the copper wiring semiconductor cleaning agent should be used in combination with a nonionic surfactant (C) having a cloud point of 2% aqueous solution of 40 ° C or higher. As a result, the wettability of the cleaning agent to the wafer is improved, and in addition to the copper wiring corrosion resistance and organic residue removability, the metal residue removability can also be satisfied.
The cloud point of a 2% aqueous solution of the nonionic surfactant (C) is preferably 50 ° C. or higher, more preferably 70 ° C. or higher.

このようなノニオン系界面活性剤(C)として、具体的には、ココアミンのエチレンオキシド(5〜10モル)付加物(曇点50℃以上)、ラウリルアルコールのエチレンオキシド(8〜12モル)付加物(曇点40℃以上)等が挙げられる。 Specific examples of such nonionic surfactant (C) include cocoamine ethylene oxide (5 to 10 mol) adduct (cloud point of 50 ° C. or higher), lauryl alcohol ethylene oxide (8 to 12 mol) adduct ( Cloud point of 40 ° C. or higher).

ノニオン系界面活性剤(C)の含有量は、洗浄剤の表面張力を低下させるのに必要な量でよく、本発明の銅配線半導体用洗浄剤の重量に基づいて、通常0.0001〜1重量%、好ましくは0.0005〜0.3重量%、特に好ましくは0.001〜0.1重量%である。 The content of the nonionic surfactant (C) may be an amount necessary to reduce the surface tension of the cleaning agent, and is usually 0.0001 to 1 based on the weight of the cleaning agent for copper wiring semiconductor of the present invention. % By weight, preferably 0.0005 to 0.3% by weight, particularly preferably 0.001 to 0.1% by weight.

本発明の銅配線半導体用洗浄剤は、必須成分であるアミン(A)、アミン(B)、水、および必要に応じて添加するノニオン界面活性剤(C)を含有するが、さらに、本発明の半導体用洗浄剤の性能を損なわない範囲で腐食抑制剤(D)、還元剤(E)、錯化剤(F)などを添加してもよい。 The cleaning agent for a copper wiring semiconductor according to the present invention contains the essential component amine (A), amine (B), water, and nonionic surfactant (C) added as necessary. A corrosion inhibitor (D), a reducing agent (E), a complexing agent (F) and the like may be added as long as the performance of the semiconductor cleaning agent is not impaired.

腐食抑制剤(D)としては、第4級アンモニウムヒドロキシド、グアニジン化合物が挙げられる。
4級アンモニウムヒドロキシドとしては、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、ベンジルトリメチルアンモニウムヒドロキシド等が挙げられ、グアニジン化合物としては、炭酸グアニジン、スルファミン酸グアニジン等が挙げられる。
Examples of the corrosion inhibitor (D) include quaternary ammonium hydroxides and guanidine compounds.
Examples of the quaternary ammonium hydroxide include tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, and benzyltrimethylammonium hydroxide. Examples of the guanidine compound include guanidine carbonate and guanidine sulfamate.

これらの腐食抑制剤(D)のうち、水溶性及び銅配線耐腐食性の観点から、第4級アンモニウムヒドロキシドが好ましく、さらに好ましくはテトラメチルアンモニウムヒドロキシドである。 Of these corrosion inhibitors (D), quaternary ammonium hydroxide is preferred, and tetramethylammonium hydroxide is more preferred from the viewpoint of water solubility and copper wiring corrosion resistance.

腐食抑制剤(D)の含有量は、銅配線腐食抑制性向上の観点から、本発明の銅配線半導体用洗浄剤の重量に基づいて、通常0.001〜1.0重量%、さらに好ましくは0.01〜0.5重量%である。 The content of the corrosion inhibitor (D) is usually 0.001 to 1.0% by weight, more preferably, based on the weight of the cleaning agent for copper wiring semiconductor of the present invention, from the viewpoint of improving copper wiring corrosion inhibition. 0.01 to 0.5% by weight.

還元剤(E)としては、有機還元剤及び無機還元剤が挙げられる。
有機還元剤としては、ポリフェノール化合物、シュウ酸またはその塩、炭素数6〜9の脂肪族アルデヒドやベンズアルデヒド等が挙げられ、無機還元剤としては、亜硫酸またはその塩、チオ硫酸またはその塩等が挙げられる。
Examples of the reducing agent (E) include organic reducing agents and inorganic reducing agents.
Examples of the organic reducing agent include polyphenol compounds, oxalic acid or salts thereof, aliphatic aldehydes having 6 to 9 carbon atoms, and benzaldehyde. Examples of inorganic reducing agents include sulfurous acid or salts thereof, thiosulfuric acid or salts thereof, and the like. It is done.

これらの還元剤(E)のうち、有機残渣除去性の観点から、有機還元剤が好ましく、さらに好ましくはポリフェノール化合物、シュウ酸またはその塩である。さらに、錯化作用の観点等から、ポリフェノール化合物が好ましく、特に好ましくは没食子酸である。 Among these reducing agents (E), an organic reducing agent is preferable from the viewpoint of organic residue removability, and more preferably a polyphenol compound, oxalic acid or a salt thereof. Furthermore, from the viewpoint of complexing action, a polyphenol compound is preferable, and gallic acid is particularly preferable.

これらの還元剤を添加する場合、還元剤(E)の含有量は、有機残渣除去性の観点から、本発明の銅配線半導体用洗浄剤の重量に基づいて、通常0.001〜1.0重量%、さらに好ましくは0.01〜0.5重量%、特に好ましくは0.05〜0.1重量%である。これらの還元剤が1.0重量%より多くなると銅配線耐腐食性が低下してしまう。 When these reducing agents are added, the content of the reducing agent (E) is usually 0.001 to 1.0 based on the weight of the cleaning agent for copper wiring semiconductor of the present invention from the viewpoint of organic residue removal. % By weight, more preferably 0.01 to 0.5% by weight, particularly preferably 0.05 to 0.1% by weight. When these reducing agents are more than 1.0% by weight, the copper wiring corrosion resistance is lowered.

錯化剤(F)としては、芳香族又は脂肪族ヒドロキシカルボン酸(またはその塩)、ヒドロキシル基かカルボキシル基の少なくとも一方を有する複素環式化合物、ホスホン酸(またはその塩)等が挙げられる。 Examples of the complexing agent (F) include aromatic or aliphatic hydroxycarboxylic acids (or salts thereof), heterocyclic compounds having at least one of a hydroxyl group and a carboxyl group, and phosphonic acids (or salts thereof).

これらの錯化剤(F)のうち、有機残渣除去性の観点から、脂肪族ヒドロキシカルボン酸(またはその塩)及びポリカルボン酸(またはその塩)が好ましく、脂肪族ヒドロキシカルボン酸(またはその塩)が特に好ましい。 Of these complexing agents (F), aliphatic hydroxycarboxylic acid (or a salt thereof) and polycarboxylic acid (or a salt thereof) are preferable from the viewpoint of organic residue removal, and an aliphatic hydroxycarboxylic acid (or a salt thereof). Is particularly preferred.

錯化剤を添加する場合、錯化剤(F)の含有量は、有機残渣除去性の向上の観点から、本発明の銅配線半導体用洗浄剤の重量に基づいて、通常0.001〜0.5重量%であり、好ましくは0.01〜0.3重量%、特に好ましくは0.05〜0.1重量%である。錯化剤(F)の含有量が0.5重量%より多くなると逆に有機残渣除去性の効果が低下する。 In the case of adding a complexing agent, the content of the complexing agent (F) is usually 0.001 to 0 based on the weight of the cleaning agent for a copper wiring semiconductor of the present invention, from the viewpoint of improving organic residue removability. 0.5 wt%, preferably 0.01 to 0.3 wt%, particularly preferably 0.05 to 0.1 wt%. If the content of the complexing agent (F) is more than 0.5% by weight, the organic residue removing effect is adversely affected.

本発明の銅配線半導体用洗浄剤は、アミン(A)、アミン(B)、および必要によりその他の成分を水と混合することによって製造することができる。
混合する方法としては、特に限定されないが、容易かつ短時間で均一に混合できるという観点等から、水とアミン(A)とアミン(B)を混合し、続いて必要によりその他の成分を混合する方法が好ましい。
The cleaning agent for a copper wiring semiconductor of the present invention can be produced by mixing the amine (A), the amine (B), and other components as necessary with water.
The method of mixing is not particularly limited, but water, amine (A) and amine (B) are mixed from the viewpoint of easy and uniform mixing in a short time, and then other components are mixed as necessary. The method is preferred.

混合装置としては、撹拌機又は分散機等が使用できる。撹拌機としては、メカニカルスターラー及びマグネチックスターラー等が挙げられる。分散機としては、ホモジナイザー、超音波分散機、ボールミル及びビーズミル等が挙げられる。 As the mixing device, a stirrer or a disperser can be used. Examples of the stirrer include a mechanical stirrer and a magnetic stirrer. Examples of the disperser include a homogenizer, an ultrasonic disperser, a ball mill, and a bead mill.

本発明の銅配線半導体用洗浄剤は、銅配線を有する半導体基板、半導体素子、半導体洗浄性評価用の銅メッキ基板など、また記録媒体磁気ディスク用のアルミニウム基板、ガラス状炭素基板、ガラス基板、セラミックス基板など、また液晶用ガラス基板、太陽電池用ガラス基板などを洗浄する洗浄方法に使用することができる。 The cleaning agent for copper wiring semiconductor of the present invention includes a semiconductor substrate having copper wiring, a semiconductor element, a copper plating substrate for semiconductor cleaning property evaluation, an aluminum substrate for a recording medium magnetic disk, a glassy carbon substrate, a glass substrate, It can be used in a cleaning method for cleaning a ceramic substrate, a glass substrate for liquid crystal, a glass substrate for solar cell, and the like.

銅配線を有する半導体基板又は半導体素子などを洗浄する洗浄方法としては、枚葉方式とバッチ方式が挙げられる。枚葉方式は、一枚ずつ半導体基板又は半導体素子を回転させ、銅配線半導体用洗浄剤を注入しながら、ブラシを用いて洗浄する方法であり、バッチ方式とは複数枚の半導体基板又は半導体素子を銅配線半導体用洗浄剤に漬けて洗浄する方法である。 As a cleaning method for cleaning a semiconductor substrate or a semiconductor element having a copper wiring, a single wafer method and a batch method can be given. The single wafer method is a method in which a semiconductor substrate or a semiconductor element is rotated one by one, and a cleaning is performed using a brush while injecting a cleaning agent for a copper wiring semiconductor. The batch method is a plurality of semiconductor substrates or semiconductor elements. Is cleaned by immersing it in a cleaning agent for copper wiring semiconductors.

本発明の銅配線半導体用洗浄剤は、銅配線を有する半導体基板又は半導体素子を製造する過程において、レジスト現像後、ドライエッチング後、ウェットエッチング後、ドライアッシング後、レジスト剥離後、CMP処理前後及びCVD処理前後等の洗浄工程に使用できる。特に、有機残渣除去性と金属不純物除去性の観点から、CMP処理後の洗浄工程に用いることが好ましい。 The copper wiring semiconductor cleaning agent of the present invention is a process for producing a semiconductor substrate or a semiconductor element having copper wiring, after resist development, after dry etching, after wet etching, after dry ashing, after resist stripping, before and after CMP treatment, and It can be used for cleaning processes before and after CVD processing. In particular, from the viewpoint of organic residue removability and metal impurity removability, it is preferably used in the cleaning step after CMP treatment.

以下、実施例及び比較例により本発明をさらに説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。以下、特に定めない限り、%は重量%、部は重量部を示す。   Hereinafter, although an example and a comparative example explain the present invention further, the present invention is not limited to these. Hereinafter, unless otherwise specified, “%” represents “% by weight” and “parts” represents “parts by weight”.

実施例1〜7、および比較例1〜5
ポリエチレン製容器内で表1に記載の配合を行い、本発明の銅配線半導体用洗浄剤および比較のための洗浄剤を得た。
Examples 1-7 and Comparative Examples 1-5
The composition shown in Table 1 was carried out in a polyethylene container to obtain a cleaning agent for copper wiring semiconductor of the present invention and a cleaning agent for comparison.

Figure 2012216690
Figure 2012216690

なお、表1中の(C−1)と(C−2)の2%水溶液の曇点はそれぞれ100℃と52℃である。 In addition, the cloud points of 2% aqueous solution of (C-1) and (C-2) in Table 1 are 100 degreeC and 52 degreeC, respectively.

本発明の銅配線用半導体用洗浄剤および比較のための銅配線半導体用洗浄剤について、有機残渣除去性、金属残渣除去性、ならびに銅配線耐腐食性を以下の方法で測定し、評価した。
評価結果を表1に示す。
About the cleaning agent for semiconductors for copper wiring of this invention, and the cleaning agent for copper wiring semiconductors for comparison, organic residue removal property, metal residue removal property, and copper wiring corrosion resistance were measured and evaluated by the following methods.
The evaluation results are shown in Table 1.

<有機残渣除去性の評価方法>
有機残渣除去性の評価は、以下に示す手順によりおこなった。
<Evaluation method of organic residue removability>
The organic residue removal property was evaluated according to the following procedure.

(1)銅メッキされたシリコンウェハの洗浄
シリコンウェハに銅メッキが施されたウェハ(アドバンスマテリアルテクノロジー社製、「Cuメッキ10000A Wafer」、銅メッキの膜厚=1.0μm)を、縦1.5cm×横1.5cmに切断し、10%酢酸水溶液中に1分間浸漬した後、超純水で洗浄した。
(1) Cleaning of a copper-plated silicon wafer A wafer obtained by subjecting a silicon wafer to copper plating (manufactured by Advanced Material Technology, “Cu plating 10000A Wafer”, copper plating film thickness = 1.0 μm) is longitudinally 1. The sample was cut into 5 cm × 1.5 cm, immersed in a 10% aqueous acetic acid solution for 1 minute, and then washed with ultrapure water.

(2)有機残渣液の調製
ベンゾトリアゾール(BTA)0.4g、濃度30%の過酸化水素水0.6g、超純水200gを混合し、塩酸でpHが3.0になるように調整し、有機残渣液を作成した。
(2) Preparation of organic residue liquid 0.4 g of benzotriazole (BTA), 0.6 g of 30% hydrogen peroxide water, and 200 g of ultrapure water are mixed and adjusted to a pH of 3.0 with hydrochloric acid. An organic residue liquid was prepared.

(3)有機残渣を付着させた銅メッキウェハの作成
銅メッキウェハを(2)で調整した有機残渣液に60秒間浸漬した後、超純水に60秒間浸漬し、窒素気流でウェハ表面を乾燥して有機残渣を付着させた銅メッキウェハを作成した。
(3) Preparation of copper-plated wafer to which organic residue was adhered After immersing the copper-plated wafer in the organic residue liquid prepared in (2) for 60 seconds, it was immersed in ultrapure water for 60 seconds, and the wafer surface was dried with a nitrogen stream. A copper-plated wafer with an organic residue attached was prepared.

(4)銅メッキウェハに付着させた有機残渣量の測定
有機残渣物であるベンゾトリアゾールに由来する窒素の量を、X線光電子分光(XPS)装置(アルバックファイ社製、ESCA−5400型)を用いて測定することによって、(3)で作成した銅メッキウェハに付着した有機残渣量を測定した。
具体的には、XPSを用いて、結合エネルギー397eV〜399eVの範囲で光電子数の測定を行い、窒素に由来する397.5〜398.4eVの範囲におけるピーク面積値を求めた。軟X線は、MgKα線(1253.6eV)を使用した。
(4) Measurement of amount of organic residue adhered to copper-plated wafer Using an X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) device (ESCA-5400, manufactured by ULVAC-PHI), the amount of nitrogen derived from benzotriazole, which is an organic residue, was used. The amount of organic residue adhering to the copper-plated wafer prepared in (3) was measured.
Specifically, using XPS, the number of photoelectrons was measured within a binding energy range of 397 eV to 399 eV, and a peak area value within a range of 397.5 to 398.4 eV derived from nitrogen was determined. As the soft X-ray, MgKα ray (1253.6 eV) was used.

(5)銅メッキウェハに付着させた有機残渣の除去
本発明及び比較用の銅配線半導体用洗浄剤各50gに、(3)で作成した有機残渣を付着させた銅メッキウェハを3分間浸漬し、銅メッキウェハから有機残渣を除去した。その後、超純水1Lに60秒間浸漬し、窒素気流でウェハ表面を乾燥させた。
(5) Removal of organic residue adhered to copper-plated wafer The copper-plated wafer with the organic residue prepared in (3) was immersed in 50 g each of the present invention and the comparative copper wiring semiconductor cleaning agent for 3 minutes to obtain copper. Organic residues were removed from the plated wafer. Thereafter, the wafer surface was immersed in 1 L of ultrapure water for 60 seconds, and the wafer surface was dried with a nitrogen stream.

(6)銅メッキウェハに残留した有機残渣量の測定
有機残渣物であるベンゾトリアゾールに由来する窒素の量を、(4)と同様に、XPSを用いて測定することによって銅メッキウェハに残留した有機残渣量を測定した。
(6) Measurement of amount of organic residue remaining on copper-plated wafer Organic residue remaining on copper-plated wafer by measuring the amount of nitrogen derived from benzotriazole, which is an organic residue, using XPS as in (4) The amount was measured.

(7)有機残渣除去性の評価判定
(4)と(6)のXPSで測定したそれぞれのピーク面積値を下記数式(1)に代入し、BTA残渣除去率を算出した。
(7) Evaluation and Evaluation of Organic Residue Removability The respective peak area values measured by XPS in (4) and (6) were substituted into the following formula (1) to calculate the BTA residue removal rate.

Figure 2012216690
Figure 2012216690

Xa:有機残渣除去前のベンゾトリアゾール由来の窒素のピーク面積値
Xb:有機残渣除去後のベンゾトリアゾール由来の窒素のピーク面積値
Xa: Peak area value of nitrogen derived from benzotriazole before organic residue removal Xb: Peak area value of nitrogen derived from benzotriazole after organic residue removal

算出した有機残渣除去率から、以下の判定基準で有機残渣除去性を判定した。
○:有機残渣除去率が90%以上
△:有機残渣除去率が80〜90%
×:有機残渣除去率が80%未満
From the calculated organic residue removal rate, organic residue removability was determined according to the following criteria.
○: Organic residue removal rate is 90% or more Δ: Organic residue removal rate is 80 to 90%
X: Organic residue removal rate is less than 80%

<金属残渣除去性の評価方法>
金属残渣除去性の評価は、以下に示す手順によりおこなった。
(1)酸化シリコン単層膜を有するウェハの前処理
酸化シリコン単層膜を有するシリコンウェハ(アドバンテック社製、「P−TEOS1.5μ」、酸化シリコンの膜厚=1.5μm)を、縦1.0cm×横2.0cmの切片に切断し、10%酢酸水溶液に1分間浸漬した後、超純水で洗浄した。
<Evaluation method of metal residue removability>
The metal residue removal property was evaluated according to the following procedure.
(1) Pretreatment of wafer having a silicon oxide single layer film A silicon wafer having a silicon oxide single layer film (manufactured by Advantech, “P-TEOS 1.5 μ”, silicon oxide film thickness = 1.5 μm) is vertically 1 A section of 0.0 cm × 2.0 cm was cut, immersed in a 10% aqueous acetic acid solution for 1 minute, and then washed with ultrapure water.

(2)金属イオンを含有する水溶液の調製
硝酸亜鉛0.1部、硝酸鉄0.1部および硝酸マグネシウム0.1部に、全量が100gになるように水を加え、亜鉛、鉄、マグネシウムの金属イオンをそれぞれ0.1重量%含有する水溶液を調製した。
(2) Preparation of aqueous solution containing metal ions To 0.1 part of zinc nitrate, 0.1 part of iron nitrate and 0.1 part of magnesium nitrate, water is added so that the total amount becomes 100 g. An aqueous solution containing 0.1% by weight of metal ions was prepared.

(3)金属イオン水溶液によるウェハの汚染処理
前処理したウェハの切片を、金属イオンを含有する水溶液10gに1分間浸漬した後、窒素ブローで乾燥させることにより、ウェハの表面に金属イオンを付着させた。
(3) Contamination treatment of wafer with aqueous metal ion solution
The slice of the pretreated wafer was immersed in 10 g of an aqueous solution containing metal ions for 1 minute, and then dried by nitrogen blowing, thereby attaching metal ions to the surface of the wafer.

(4)ウェハの洗浄
汚染処理したウェハの切片を、銅配線半導体用洗浄剤各10gに浸漬した。25℃で3分間静置した後、洗浄剤から取り出した。
(4) Cleaning of wafer The section of the wafer subjected to the contamination treatment was immersed in 10 g of cleaning agent for copper wiring semiconductor. After leaving still at 25 degreeC for 3 minutes, it took out from the washing | cleaning agent.

(5)ウェハの表面から洗浄剤中に溶出した金属イオン濃度の測定
浸漬させた後の銅配線半導体用洗浄剤を5g取り出し、硝酸水溶液でpHを3.0に調整した。
その後、全量が10gになるまで超純水を加えて測定液とした。測定液中に含有する亜鉛、鉄、およびマグネシウム金属イオンの濃度を、ICP−MS分析装置(誘導結合プラズマ質量分析装置)(アジレントテクノロジー社製、Agilent7500cs型)を用いて測定した。
(5) Measurement of the concentration of metal ions eluted from the wafer surface into the cleaning agent
5 g of the copper wiring semiconductor cleaning agent after the immersion was taken out, and the pH was adjusted to 3.0 with an aqueous nitric acid solution.
Thereafter, ultrapure water was added until the total amount became 10 g to prepare a measuring solution. The concentrations of zinc, iron, and magnesium metal ions contained in the measurement liquid were measured using an ICP-MS analyzer (inductively coupled plasma mass spectrometer) (manufactured by Agilent Technologies, Agilent 7500cs type).

(6)ウェハの表面から洗浄剤中に溶出した金属イオンの溶出量の計算
下記数式(2)を用いて各金属イオンの溶出量を計算した。
(6) Calculation of the elution amount of metal ions eluted from the wafer surface into the cleaning agent The elution amount of each metal ion was calculated using the following mathematical formula (2).

Figure 2012216690
Figure 2012216690

Metalcon:ICP−MS分析で定量した測定液中の各金属イオン濃度(ppb(ng/g))
G1:試験片を浸漬させた銅配線半導体用洗浄剤の液量(g)
G2:pH調整前に取り出した銅配線半導体用洗浄剤の液量(g)
G3:測定液の液量(g)
SiO2:酸化シリコンの単層膜を有するウェハにおける酸化シリコン膜の面積(cm2)
Metal con : each metal ion concentration (ppb (ng / g)) in the measurement solution quantified by ICP-MS analysis
G1: Liquid amount (g) of the cleaning agent for copper wiring semiconductor in which the test piece is immersed
G2: Liquid amount (g) of cleaning agent for copper wiring semiconductor taken out before pH adjustment
G3: Amount of measurement liquid (g)
S SiO2 : Area of the silicon oxide film (cm 2) in the wafer having a single layer film of silicon oxide

(7)金属残渣除去性の評価判定
算出した各金属イオンの溶出量の合計量から、金属残渣除去性を評価し、ウェハ単位面積あたりの金属イオンの溶出量が多いほど、金属残渣除去性が優れていると判定した。
具体的には、以下の判定基準で金属残渣除去性を判定した。
○:15ng/cm以上
△:5〜15ng/cm
×:5ng/cm未満
(7) Evaluation of metal residue removability The metal residue removability is evaluated from the calculated total amount of elution of each metal ion. The greater the amount of metal ion elution per wafer unit area, the greater the metal residue removability. Judged to be excellent.
Specifically, metal residue removability was determined according to the following criteria.
○: 15 ng / cm 2 or more Δ: 5 to 15 ng / cm 2
X: Less than 5 ng / cm 2

<銅配線耐腐食性の評価方法>
銅配線の耐腐食性評価は、以下に示す手順によりおこなった。
(1)銅単層膜を有するウェハの前処理
銅単層膜を蒸着したウェハ(アドバスマテリアルズテクノロジー製、シリコン基板に銅金属を膜厚2μmで蒸着したもの)を、縦1.0cm×横2.0cmの切片に切断し、10%酢酸水溶液に1分間浸漬した後、超純水で洗浄した。
<Copper wiring corrosion resistance evaluation method>
The corrosion resistance of the copper wiring was evaluated according to the following procedure.
(1) Pretreatment of a wafer having a copper single layer film A wafer on which a copper single layer film is deposited (manufactured by Adbas Materials Technology, copper metal is deposited on a silicon substrate with a film thickness of 2 μm) is 1.0 cm in length and width It was cut into 2.0 cm sections, immersed in a 10% aqueous acetic acid solution for 1 minute, and then washed with ultrapure water.

(2)銅の抽出
前処理した銅単層膜を有するウェハの切片を、銅配線半導体用洗浄剤各10gに浸漬し、25℃で3分間静置した後、洗浄剤から取り出した。
(2) A section of a wafer having a copper monolayer film pretreated by copper extraction was immersed in 10 g each of a cleaning agent for copper wiring semiconductors, allowed to stand at 25 ° C. for 3 minutes, and then taken out from the cleaning agent.

(3)銅イオン濃度の測定
切片を取り出した後の銅配線半導体用洗浄剤から5g秤量し、0.1%硝酸水溶液を加えてpHを3.0に調整した。その後、全量が10gになるまで超純水を加えて測定用試料液とした。
測定用試料液中の銅イオン濃度を、ICP−MS分析装置(誘導結合プラズマ質量分析装置)(アジレントテクノロジー社製、Agilent7500cs型)を用いて測定した。
(3) Measurement of copper ion concentration
After removing the section, 5 g of the copper wiring semiconductor cleaning agent was weighed, and 0.1% nitric acid aqueous solution was added to adjust the pH to 3.0. Thereafter, ultrapure water was added until the total amount became 10 g to obtain a sample solution for measurement.
The copper ion concentration in the measurement sample solution was measured using an ICP-MS analyzer (inductively coupled plasma mass spectrometer) (Agilent Technology, Agilent 7500cs type).

(4)銅イオンの溶出量の算出
銅イオンの濃度を下記数式(3)に代入し、銅イオンの溶出量(ng/cm2)を算出した。
(4) Calculation of copper ion elution amount The copper ion concentration was substituted into the following mathematical formula (3) to calculate the copper ion elution amount (ng / cm2).

Figure 2012216690
Figure 2012216690

Cucon:ICP−MS分析で定量した測定液中の銅イオン濃度(ppb(ng/g))
H1:試験片を浸漬させた銅配線半導体用洗浄剤の液量(g)
H2:pH調整前に取り出した銅配線半導体用洗浄剤の液量(g)
H3:測定液の液量(g)
CU:銅の単層膜を有するウェハにおける銅単層膜の面積(cm
Cu con : Copper ion concentration (ppb (ng / g)) in the measurement liquid quantified by ICP-MS analysis
H1: Liquid amount (g) of the cleaning agent for copper wiring semiconductor in which the test piece is immersed
H2: Liquid amount (g) of cleaning agent for copper wiring semiconductor taken out before pH adjustment
H3: Amount of measuring solution (g)
S CU : Area of the copper single layer film in the wafer having the copper single layer film (cm 2 )

(5)銅配線耐腐食性の評価判定
算出した銅イオンの溶出量から、銅配線耐腐食性を評価し、銅単層膜を有するウェハ単位面積あたりの銅イオンの溶出量が少ないほど、銅配線耐腐食性が優れていると判定した。具体的には、以下の判定基準で銅配線耐腐食性を判定した。
○:15ng/cm未満
△:15〜20ng/cm
×:20ng/cm以上
(5) Evaluation and judgment of copper wiring corrosion resistance From the calculated copper ion elution amount, the copper wiring corrosion resistance is evaluated. The smaller the copper ion elution amount per unit area of the wafer having a copper single layer film, the more copper The wiring corrosion resistance was judged to be excellent. Specifically, the copper wiring corrosion resistance was determined according to the following criteria.
○: Less than 15 ng / cm 2 Δ: 15-20 ng / cm 2
×: 20 ng / cm 2 or more

表1に示すように、実施例1〜7の本発明の銅配線半導体用洗浄剤は、有機残渣除去性絶縁膜上の金属残渣除去性、および銅配線耐腐食性のいずれでも良好な結果が得られた。
一方、水酸基を有するがHLBが15〜35でないアミン(A’−1)、HLBが15〜35であるが水酸基を有しないアミン(A’−2)をそれぞれ(A)の代わりに使用した比較例1と比較例2、および、3級アミノ基を1個以上含み、かつ水酸基を含まないがHLBが10〜30でないアミン(B’−1)と(B’−2)をそれぞれ(B)の代わりに使用した比較例3と比較例4は、いずれも有機残渣除去性が不良であった。
また、本発明の必須成分であるアミン(A)および(B)のいずれも含まない比較例5は、銅配線腐食性および金属残渣除去性がいずれも不十分であった。
As shown in Table 1, the cleaning agents for copper wiring semiconductors of the present invention of Examples 1 to 7 have good results in both the metal residue removing property on the organic residue removing insulating film and the copper wiring corrosion resistance. Obtained.
On the other hand, an amine (A′-1) having a hydroxyl group but not having an HLB of 15 to 35 and an amine (A′-2) having an HLB of 15 to 35 but having no hydroxyl group were used in place of (A). Example 1 and Comparative Example 2, and amines (B′-1) and (B′-2) each containing at least one tertiary amino group and no hydroxyl group but HLB of 10 to 30 (B) Comparative Example 3 and Comparative Example 4 used in place of No. were poor in organic residue removability.
Further, Comparative Example 5, which does not contain any of the amines (A) and (B), which are essential components of the present invention, had insufficient copper wiring corrosivity and metal residue removability.

本発明の銅配線半導体用洗浄剤は、有機残渣除去性、銅配線腐食性に優れ、かつ金属残渣の除去性に優れることから、銅または銅合金配線を形成する半導体製造工程中のCMP工程の後に続く工程において使用される洗浄剤として好適に使用できる。 The cleaning agent for copper wiring semiconductor of the present invention is excellent in organic residue removing property, copper wiring corrosiveness, and excellent metal residue removing property. Therefore, in the CMP process in the semiconductor manufacturing process for forming copper or copper alloy wiring. It can be suitably used as a cleaning agent used in subsequent steps.

Claims (4)

銅または銅合金配線を形成する半導体製造工程中の化学的機械的研磨工程に続く洗浄工程において使用される洗浄剤であって、HLBが15〜35であって分子内に少なくとも1個の水酸基を有するアミン(A)、HLBが10〜30であって分子内に少なくとも1個の3級アミノ基を有しかつ水酸基を含まないアミン(B)、および水を必須成分とし、使用時のpHが7.5〜13.0であることを特徴とする銅配線半導体用洗浄剤。 A cleaning agent used in a cleaning process following a chemical mechanical polishing process in a semiconductor manufacturing process for forming a copper or copper alloy wiring, wherein HLB is 15 to 35, and at least one hydroxyl group is formed in the molecule. Having amine (A), HLB of 10-30, amine (B) having at least one tertiary amino group in the molecule and no hydroxyl group, and water as essential components; It is 7.5-13.0, The cleaning agent for copper wiring semiconductors characterized by the above-mentioned. 該アミン(A)と該アミン(B)のモル比(A)/(B)が0.1〜2.0である請求項1記載の銅配線半導体用洗浄剤。   The cleaning agent for a copper wiring semiconductor according to claim 1, wherein a molar ratio (A) / (B) of the amine (A) to the amine (B) is 0.1 to 2.0. さらに2%水溶液の曇点が40℃以上のノニオン系界面活性剤(C)を使用時の洗浄剤全体に対して1重量%以下含有する請求項1または2記載の銅配線半導体用洗浄剤。   The cleaning agent for a copper wiring semiconductor according to claim 1 or 2, further comprising 1% by weight or less of a nonionic surfactant (C) having a clouding point of 2% aqueous solution of 40 ° C or higher with respect to the total cleaning agent in use. 銅または銅合金配線を形成する半導体製造工程中の化学的機械的研磨の後に続く工程において、請求項1〜3のいずれかの洗浄剤を使用して製造された半導体基板または半導体素子。 The semiconductor substrate or semiconductor element manufactured using the cleaning agent in any one of Claims 1-3 in the process following the chemical mechanical polishing in the semiconductor manufacturing process which forms copper or copper alloy wiring.
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