JP5817310B2 - Cleaning device and cleaning method for semiconductor device substrate - Google Patents

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Description

本発明は、化学的機械的研磨工程後の表面に露出した金属を有する半導体デバイス用基板表面を効果的に洗浄するための洗浄液に関する。   The present invention relates to a cleaning liquid for effectively cleaning a substrate surface for a semiconductor device having a metal exposed on the surface after a chemical mechanical polishing step.

半導体デバイス用基板は、まず、シリコンウェハ基板の上に、配線となる金属膜や層間絶縁膜の堆積層を形成した後に、研磨微粒子を含む水系スラリーからなる研磨剤を使用する化学的機械的研磨(Chemical Mechanical Polishing、以下、「CMP」と称す。)によって表面の平坦化処理を行い、平坦となった面の上に新たな層を積み重ねて行くことで製造される。半導体デバイス用基板の微細加工においては、各層における精度の高い平坦性が必要であり、CMPによる平坦化処理の重要性はますます高まっている。   First, a semiconductor device substrate is formed by a chemical mechanical polishing using a polishing slurry made of an aqueous slurry containing fine particles after forming a metal film or interlayer insulating film deposited on a silicon wafer substrate. (Chemical Mechanical Polishing, hereinafter referred to as “CMP”), the surface is flattened, and a new layer is stacked on the flattened surface. In microfabrication of a substrate for a semiconductor device, high-precision flatness in each layer is required, and the importance of planarization by CMP is increasing.

一方、最近の半導体デバイス製造工程では、デバイスの高速化・高集積化のために抵抗値の低い銅(Cu)膜からなる配線(Cu配線)が導入されてきている。
Cuは加工性がよいため微細加工に適するが、水中では酸化劣化しやすく、また、酸性分やアルカリ成分によって腐食しやすいことから、CMP工程において、Cu配線の酸化や腐食が問題となっている。そのため、従来、Cu配線を有する半導体デバイス用基板のCMPにおいて、研磨剤にはベンゾトリアゾールやトリルトリアゾール等の防食剤が添加されており、この防食剤がCu表面に強く吸着して保護膜を形成することにより、CMPにおけるCu配線の腐食を抑制していた(例えば、特許文献1参照)。
On the other hand, in recent semiconductor device manufacturing processes, wiring (Cu wiring) made of a copper (Cu) film having a low resistance value has been introduced in order to increase the speed and integration of devices.
Cu is suitable for microfabrication due to its good workability, but it is easily oxidized and deteriorated in water, and is easily corroded by acidic components and alkali components. Therefore, oxidation and corrosion of Cu wiring are problematic in the CMP process. . Therefore, conventionally, in CMP of a semiconductor device substrate having Cu wiring, an anticorrosive agent such as benzotriazole or tolyltriazole is added to the polishing agent, and this anticorrosive agent is strongly adsorbed on the Cu surface to form a protective film. By doing so, corrosion of Cu wiring in CMP was suppressed (for example, refer patent document 1).

ところで、CMP工程後の半導体デバイス用基板は、CMPによって発生したCu配線や層間絶縁膜の削り粉を除去するために洗浄工程に供される。
CMP工程後の基板表面には、CMP工程で使用されたコロイダルシリカなどの砥粒が残留している。ここで、酸性水溶液中では、コロイダルシリカが正に帯電するのに対し、基板表面は負に帯電して電気的な引力が働くため、基板表面からのコロイダルシリカの除去は困難となる。一方で、アルカリ性水溶液中ではOH-が豊富に存在するため、コロイダルシリカと基板表面は共に負に帯電し、電気的な斥力が働くため、基板表面からのコロイダルシリカの除去を行いやすくなる。
アルカリ性洗浄液ではコロイダルシリカ等のパーティクルの除去が行いやすくなる一方で、Cu表面が酸化されるという欠点も存在する。この酸化劣化や腐食を防止するために、洗浄工程に用いる洗浄液に防食剤を添加する方法が提案されているが、従来CMPに使用されている防食剤は、Cu配線から溶出したCuイオンと錯体を形成して基板への付着性を有する残渣を発生させるという問題があった。一方で、これまでに知られている残渣生成の少ない防食剤を使用すると、上述の残渣は生成しないが、Cu配線の酸化劣化や腐食の抑制が不十分となるという問題があった。また、特許文献2には、システインなど分子内にチオール基を有するアミノ酸を含む金属腐食防止剤が開示されているが、残渣形成の回避という点で十分とは言えなかった。
このように従来の洗浄液において、防食性と残渣形成の回避を両立できるものは見出されていなかった。
By the way, the semiconductor device substrate after the CMP process is subjected to a cleaning process in order to remove the Cu wiring and the insulating powder generated by the CMP.
Abrasive grains such as colloidal silica used in the CMP process remain on the substrate surface after the CMP process. Here, in the acidic aqueous solution, the colloidal silica is positively charged, whereas the substrate surface is negatively charged and an electric attractive force acts, so that it is difficult to remove the colloidal silica from the substrate surface. On the other hand, since OH is abundant in an alkaline aqueous solution, both the colloidal silica and the substrate surface are negatively charged, and an electric repulsive force acts, so that the colloidal silica can be easily removed from the substrate surface.
Alkaline cleaning liquid makes it easy to remove particles such as colloidal silica, but also has a drawback that the Cu surface is oxidized. In order to prevent this oxidative deterioration and corrosion, a method of adding an anticorrosive agent to the cleaning liquid used in the cleaning process has been proposed. The anticorrosive agent conventionally used in CMP is a complex of Cu ions eluted from the Cu wiring and complex. There is a problem in that a residue having adhesion to the substrate is generated. On the other hand, when the anticorrosive agent with little residue generation known so far is used, the above-mentioned residue is not generated, but there is a problem that the oxidation deterioration and corrosion of the Cu wiring are insufficiently suppressed. Patent Document 2 discloses a metal corrosion inhibitor containing an amino acid having a thiol group in its molecule such as cysteine, but it was not sufficient in terms of avoiding residue formation.
As described above, no conventional cleaning liquid has been found that can achieve both corrosion resistance and avoidance of residue formation.

特許第4406554号公報Japanese Patent No. 4406554 特開2003−13266号公報JP 2003-13266 A

かかる状況下、本発明の目的は、半導体デバイス用基板、特に表面に金属配線を有する半導体デバイス用基板におけるCMP工程後の洗浄工程に用いられ、金属配線に対する十分な防食性を有し、残渣の発生及び基板表面への残渣の付着を抑制することができる洗浄液を提供することである。   Under such circumstances, an object of the present invention is to be used in a cleaning process after a CMP process in a semiconductor device substrate, particularly a semiconductor device substrate having a metal wiring on the surface, and has sufficient anticorrosive properties against the metal wiring, It is to provide a cleaning liquid capable of suppressing generation and adhesion of residues to the substrate surface.

本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、下記の発明が上記目的に合致することを見出し、本発明に至った。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventor has found that the following inventions meet the above object, and have reached the present invention.

すなわち、本発明は、以下の発明に係るものである。
<1> 以下の成分(A)〜(E)をそれぞれ下記所定量含有してなり、pHが10以上であり、かつ成分(C)と成分(D)との重量比率が(C)/(D)=1/1〜2/1の範囲内にある半導体デバイス用基板洗浄液。
(A)一般式(1)で表される有機第4級アンモニウム水酸化物:1〜25質量%
(R14+OH- (1)
(但し、R1は水酸基、アルコキシ基、又はハロゲンにて置換されていてもよいアルキル基を示し、4個のR1は全て同一でもよく、互いに異なっていてもよい。)
(B)界面活性剤:0.01〜10質量%
(C)シュウ酸、クエン酸、酒石酸、リンゴ酸、乳酸、ピコリン酸、アスコルビン酸、没食子酸及び酢酸からなる群から選ばれた少なくとも1種のキレート剤:0.01〜10質量%
(D)N−アセチル−L−システイン、システイン及びメチオニンからなる群から選ばれた少なくとも1種の硫黄原子を有するアミノ酸:0.1〜10質量%
(E)水
<2> 成分(C)がクエン酸又はピコリン酸であり、かつ成分(D)がシステイン又はN−アセチル−L−システインである前記<1>に記載の半導体デバイス用基板洗浄液。
> 成分(B)が、アニオン性界面活性剤である前記<1>又は<2>に記載の半導体デバイス用基板洗浄液。
> 成分(B)が、アルキルスルホン酸及びその塩、アルキルベンゼンスルホン酸及びその塩、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸及びその塩、アルキルメチルタウリン酸及びその塩、並びにスルホコハク酸ジエステル及びその塩からなる群から選ばれた少なくとも1種である前記<>に記載の半導体デバイス用基板洗浄液。
> 成分(A)が0.01〜2.5質量%、成分(B)が、0.0001〜1質量%、成分(C)が、0.0001〜1質量%、成分(D)が、0.001〜1質量%の濃度で含有される前記<1>から<>のいずれかに記載の半導体デバイス用基板洗浄液。
> 前記<1>から<>のいずれかに記載の半導体デバイス用基板洗浄液を用いて、半導体デバイス用基板を洗浄する半導体デバイス用基板の洗浄方法。
> 半導体デバイス用基板が基板表面にCu配線と低誘電率絶縁膜を有し、かつ、化学的機械的研磨を行った後の前記半導体デバイス用基板を洗浄する前記<>に記載の半導体デバイス用基板の洗浄方法。
That is, the present invention relates to the following inventions.
<1> The following components (A) ~ and also contains (E) respectively below a predetermined amount, p H is Ri der 10 or more and the weight ratio of component (C) to component (D) (C) / (D) = 1 / 1~2 / 1 in the range near Ru semiconductor device wafer cleaning solution.
(A) Organic quaternary ammonium hydroxide represented by general formula (1) : 1 to 25% by mass
(R 1 ) 4 N + OH (1)
(However, R 1 represents a hydroxyl group, an alkoxy group, or an alkyl group which may be substituted with halogen, and all four R 1 s may be the same or different from each other.)
(B) Surfactant : 0.01 to 10% by mass
(C) At least one chelating agent selected from the group consisting of oxalic acid, citric acid, tartaric acid, malic acid, lactic acid, picolinic acid, ascorbic acid, gallic acid and acetic acid : 0.01 to 10% by mass
(D) An amino acid having at least one sulfur atom selected from the group consisting of N-acetyl-L-cysteine, cysteine and methionine : 0.1 to 10% by mass
(E) Water
<2> The substrate cleaning solution for a semiconductor device according to <1>, wherein the component (C) is citric acid or picolinic acid, and the component (D) is cysteine or N-acetyl-L-cysteine.
< 3 > The substrate cleaning solution for a semiconductor device according to <1> or <2> , wherein the component (B) is an anionic surfactant.
< 4 > Component (B) is selected from the group consisting of alkylsulfonic acid and its salt, alkylbenzenesulfonic acid and its salt, alkyldiphenyl ether disulfonic acid and its salt, alkylmethyl tauric acid and its salt, and sulfosuccinic acid diester and its salt The substrate cleaning solution for a semiconductor device according to < 3 >, which is at least one selected.
< 5 > Component (A) is 0.01 to 2.5% by mass, Component (B) is 0.0001 to 1% by mass, Component (C) is 0.0001 to 1% by mass, and Component (D). Is contained in a concentration of 0.001 to 1 mass%, the semiconductor device substrate cleaning solution according to any one of <1> to < 4 >.
< 6 > A method for cleaning a semiconductor device substrate, wherein the semiconductor device substrate is cleaned using the semiconductor device substrate cleaning liquid according to any one of <1> to < 5 >.
<7> substrate for a semiconductor device has a Cu wiring and a low dielectric constant insulating film on the substrate surface, and, according to <6> cleaning the semiconductor device substrate after chemical mechanical polishing A method for cleaning a substrate for a semiconductor device.

本発明の洗浄液を用いることにより、CMP工程後の半導体デバイス用基板の洗浄工程において、金属配線に対する十分な防食性を有し、残渣の発生及び基板表面への残渣の付着を抑制することができる。   By using the cleaning liquid of the present invention, the semiconductor device substrate cleaning process after the CMP process has sufficient anticorrosive properties against metal wiring, and the generation of residues and the adhesion of residues to the substrate surface can be suppressed. .

実施例1の洗浄液(希釈液)に30分間浸漬した後のパターン基板のSEM写真である。It is a SEM photograph of the pattern substrate after being immersed in the cleaning liquid (dilution liquid) of Example 1 for 30 minutes. 実施例2の洗浄液(希釈液)に30分間浸漬した後のパターン基板のSEM写真である。It is a SEM photograph of the pattern substrate after being immersed in the cleaning liquid (dilution liquid) of Example 2 for 30 minutes. 実施例3の洗浄液(希釈液)に30分間浸漬した後のパターン基板のSEM写真である。It is a SEM photograph of the pattern substrate after being immersed in the cleaning liquid (dilution liquid) of Example 3 for 30 minutes. 実施例4の洗浄液(希釈液)に30分間浸漬した後のパターン基板のSEM写真である。It is a SEM photograph of the pattern substrate after being immersed in the washing | cleaning liquid (dilution liquid) of Example 4 for 30 minutes. 実施例5の洗浄液(希釈液)に30分間浸漬した後のパターン基板のSEM写真である。It is a SEM photograph of the pattern substrate after being immersed in the cleaning liquid (dilution liquid) of Example 5 for 30 minutes. 比較例1の洗浄液(希釈液)に30分間浸漬した後のパターン基板のSEM写真である。It is a SEM photograph of the pattern substrate after being immersed in the washing | cleaning liquid (dilution liquid) of the comparative example 1 for 30 minutes. 比較例2の洗浄液(希釈液)に30分間浸漬した後のパターン基板のSEM写真である。It is a SEM photograph of the pattern substrate after being immersed in the washing | cleaning liquid (dilution liquid) of the comparative example 2 for 30 minutes. 比較例3の洗浄液(希釈液)に30分間浸漬した後のパターン基板のSEM写真である。It is a SEM photograph of a pattern board after being immersed in a washing liquid (dilution liquid) of comparative example 3 for 30 minutes. 比較例4の洗浄液(希釈液)に30分間浸漬した後のパターン基板のSEM写真である。It is a SEM photograph of the pattern substrate after being immersed in the washing | cleaning liquid (dilution liquid) of the comparative example 4 for 30 minutes.

本発明は、以下の成分(A)〜(E)を含有してなり、かつpHが10以上であることを特徴とする半導体デバイス用基板洗浄液。
(A)一般式(1)で表される有機第4級アンモニウム水酸化物
(R14+OH- (1)
(但し、R1は水酸基、アルコキシ基、又はハロゲンにて置換されていてもよいアルキル基を示し、4個のR1は全て同一でもよく、互いに異なっていてもよい。)
(B)界面活性剤
(C)キレート剤
(D)硫黄原子を有するアミノ酸
(E)水
This invention contains the following components (A)-(E), and pH is 10 or more, The board | substrate washing | cleaning liquid for semiconductor devices characterized by the above-mentioned.
(A) Organic quaternary ammonium hydroxide represented by the general formula (1)
(R 1 ) 4 N + OH (1)
(However, R 1 represents a hydroxyl group, an alkoxy group, or an alkyl group which may be substituted with halogen, and all four R 1 s may be the same or different from each other.)
(B) Surfactant (C) Chelating agent (D) Amino acid having sulfur atom (E) Water

アルカリ性液中では、OHが豊富に存在するため、コロイダルシリカ等のパーティクル表面が負に帯電し、洗浄対象となる基板表面も同様に負に帯電する。液中のゼータ電位が同符号に制御されることにより、電気的な反発力が発生する。その結果、基板表面からの前記パーティクルの除去を容易にすることができ、また、一度除去したパーティクルが基板表面に再付着することを防ぐこともできる。
なお、本発明の洗浄液におけるpHは、洗浄液に含まれる各成分の添加量により調整することができる。
In the alkaline liquid, since OH is abundant, the particle surface such as colloidal silica is negatively charged, and the surface of the substrate to be cleaned is similarly negatively charged. When the zeta potential in the liquid is controlled to the same sign, an electric repulsive force is generated. As a result, the removal of the particles from the substrate surface can be facilitated, and the particles once removed can be prevented from reattaching to the substrate surface.
The pH in the cleaning liquid of the present invention can be adjusted by the amount of each component contained in the cleaning liquid.

通常、アルカリ性溶液中では、半導体デバイス用基板表面に配線等として存在するCu(以下、「Cu配線」と呼ぶことがある。)は、その表面が酸化され酸化銅となる。酸化銅は洗浄液中のキレート剤などにより溶解され、腐食の原因となるが、本発明においては、洗浄液中の防食剤の働きによって、Cu配線の過度な酸化を防ぐことができる。
防食剤が防食性能を発揮するためには、銅−防食剤錯体の膜が配線表面に形成され、その膜の溶解度が低いことが求められる。しかしながら、銅−防食剤錯体の溶解度が低すぎる場合には、洗浄工程で除去することができず、Cu配線上に結晶や有機残渣として残留してしまうという問題がある。酸性液中ではアミノ基、カルボキシル基の解離が少なく、銅−防食剤錯体の溶解度が低くなり、Cu配線上に結晶として残留してしまうのに対し、アルカリ性液中では、銅−防食剤錯体の溶解度が向上し、Cu配線上には残留しにくくなる。
以上より、本発明の洗浄液においては、上記成分(A)〜(D)の存在により、金属配線に対する十分な防食性を有し、残渣の発生及び基板表面への残渣の付着を抑制することができる。
Usually, in an alkaline solution, Cu (hereinafter sometimes referred to as “Cu wiring”) present as wiring or the like on the surface of a semiconductor device substrate is oxidized to become copper oxide. Copper oxide is dissolved by a chelating agent or the like in the cleaning solution and causes corrosion, but in the present invention, excessive oxidation of the Cu wiring can be prevented by the action of the anticorrosive agent in the cleaning solution.
In order for the anticorrosive to exhibit anticorrosion performance, a film of a copper-anticorrosive complex is required to be formed on the wiring surface, and the solubility of the film is required to be low. However, when the solubility of the copper-corrosion inhibitor complex is too low, it cannot be removed in the cleaning step, and there is a problem that it remains as a crystal or an organic residue on the Cu wiring. In an acidic solution, the dissociation of amino groups and carboxyl groups is small, the solubility of the copper-corrosion inhibitor complex becomes low, and it remains as a crystal on the Cu wiring. The solubility is improved and it is difficult to remain on the Cu wiring.
From the above, in the cleaning liquid of the present invention, due to the presence of the above components (A) to (D), it has sufficient anticorrosive properties for metal wiring and can suppress the generation of residues and the adhesion of residues to the substrate surface. it can.

以下、本発明の洗浄液に含まれる各成分についてその作用と共に詳細に説明する。   Hereinafter, each component contained in the cleaning liquid of the present invention will be described in detail together with its action.

成分(A):有機第4級アンモニウム水酸化物
本発明の洗浄液に用いる有機第4級アンモニウム水酸化物(成分(A))は、以下の一般式(1)で表される。
(R14+OH- (1)
(但し、R1は水酸基、アルコキシ基、又はハロゲンにて置換されていてもよいアルキル基を示し、4個のR1は全て同一でもよく、互いに異なっていてもよい。)
Component (A): Organic quaternary ammonium hydroxide The organic quaternary ammonium hydroxide (component (A)) used in the cleaning liquid of the present invention is represented by the following general formula (1).
(R 1 ) 4 N + OH (1)
(However, R 1 represents a hydroxyl group, an alkoxy group, or an alkyl group which may be substituted with halogen, and all four R 1 s may be the same or different from each other.)

成分(A)は、pHを上記範囲に制御するために洗浄液に含有される。ここで、有機第4級アンモニウム水酸化物は、Cu配線に対して不活性であるため、腐食の原因とはならない。
1級アミン、2級アミン、3級アミンなど他の有機アルカリは銅と錯体を形成して溶解するため、Cu配線に対して腐食の原因となる。無機アルカリでは、含有されるカリウム、ナトリウムなどが基板表面に残留してしまうため、洗浄効果が不十分となる。
Component (A) is contained in the cleaning liquid in order to control the pH within the above range. Here, since the organic quaternary ammonium hydroxide is inactive with respect to the Cu wiring, it does not cause corrosion.
Other organic alkalis such as primary amine, secondary amine, and tertiary amine form a complex with copper and dissolve, thereby causing corrosion of the Cu wiring. In the case of inorganic alkali, contained potassium, sodium and the like remain on the surface of the substrate, so that the cleaning effect is insufficient.

第4級アンモニウム水酸化物としては、上記一般式(1)において、R1が水酸基、炭素数1〜3のアルコキシ基、又はハロゲンにて置換されていてもよい炭素数1〜3のアルキル基、特に炭素数1〜3のアルキル基及び/又は炭素数1〜3のヒドロキシアルキル基であるものが好ましい。R1のアルキル基としてはメチル基、エチル基、プロピル基等の炭素数1〜3の低級アルキル基が、ヒドロキシアルキル基としてはヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基、ヒドロキシプロピル基等の炭素数1〜3の低級ヒドロキシアルキル基が挙げられる。 As the quaternary ammonium hydroxide, in the general formula (1), R 1 is a hydroxyl group, an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms, or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms which may be substituted with halogen. Particularly preferred are alkyl groups having 1 to 3 carbon atoms and / or hydroxyalkyl groups having 1 to 3 carbon atoms. The alkyl group of R 1 is a lower alkyl group having 1 to 3 carbon atoms such as a methyl group, an ethyl group, or a propyl group, and the hydroxyalkyl group is an alkyl group having 1 to 1 carbon atoms such as a hydroxymethyl group, a hydroxyethyl group, or a hydroxypropyl group. 3 lower hydroxyalkyl groups.

この第4級アンモニウム水酸化物としては具体的には、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)、ビスヒドロキシエチルジメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、トリメチル(ヒドロキシエチル)アンモニウムヒドロキシド(通称:コリン)、トリエチル(ヒドロキシエチル)アンモニウムヒドロキシド等が挙げられる。   Specific examples of the quaternary ammonium hydroxide include tetramethylammonium hydroxide (TMAH), bishydroxyethyldimethylammonium, tetraethylammonium hydroxide, trimethyl (hydroxyethyl) ammonium hydroxide (common name: choline), and triethyl. (Hydroxyethyl) ammonium hydroxide and the like.

上述の有機アルカリ成分の中でも洗浄効果、金属残留が少ないこと、経済性、洗浄液の安定性などの理由から、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、ビスヒドロキシエチルジメチルアンモニウム、トリメチル(ヒドロキシエチル)アンモニウムヒドロキシドなどが特に好ましい。これらの有機アルカリ成分は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を任意の割合で併用してもよい。   Among the above-mentioned organic alkali components, tetramethylammonium hydroxide, bishydroxyethyldimethylammonium, trimethyl (hydroxyethyl) ammonium hydroxide, etc. are used for reasons such as cleaning effect, low metal residue, economy, and stability of cleaning liquid. Particularly preferred. These organic alkali components may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together by arbitrary ratios.

成分(B):界面活性剤
層間絶縁膜表面は疎水性であるため、水をベース組成とする洗浄液では洗浄が困難である。界面活性剤は、疎水性基板表面の親水性を向上させる作用を有するものである。基板表面との親和性を向上させることで、基板上に存在するパーティクルなどとの間にも洗浄液の作用を及ぼすことができ、除去に貢献することができる。界面活性剤を含まない洗浄液では、洗浄液と疎水性基板表面の親和性が低いため、洗浄効果が不十分となる。本発明ではアニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、両性界面活性剤のいずれも使用することができる。
Component (B): Surfactant Since the surface of the interlayer insulating film is hydrophobic, it is difficult to clean it with a cleaning liquid based on water. The surfactant has an action of improving the hydrophilicity of the hydrophobic substrate surface. By improving the affinity with the substrate surface, the action of the cleaning liquid can be exerted between particles existing on the substrate and the like, which can contribute to the removal. In a cleaning solution that does not contain a surfactant, the cleaning effect is insufficient because the affinity between the cleaning solution and the hydrophobic substrate surface is low. In the present invention, any of an anionic surfactant, a cationic surfactant, a nonionic surfactant, and an amphoteric surfactant can be used.

本発明の洗浄液において好適に用いることができる界面活性剤として、アニオン性界面活性剤がある。アニオン性界面活性剤の例として、アルキルスルホン酸及びその塩、アルキルベンゼンスルホン酸及びその塩、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸及びその塩、アルキルメチルタウリン酸及びその塩、並びにスルホコハク酸ジエステル及びその塩が挙げられ、具体的には、ドデシルベンゼンスルホン酸、ドデカンスルホン酸及びこれらのアルカリ金属塩等が挙げられる。この中でも、品質の安定性や入手のしやすさから、ドデシルベンゼンスルホン酸及びそのアルカリ金属塩が好適に用いられる。
別のアニオン性界面活性剤の例として、カルボン酸型アニオン性界面活性剤が挙げられる。分子内にカルボキシル基を含むアニオン性界面活性剤であり、その中でも下記一般式(1)で表される化合物が好適である。
R−O−(AO)m−(CH2n−COOH (1)

一般式(1)において、Rは直鎖若しくは分岐鎖のアルキル基であり、その炭素数は8〜15、好ましくは、10〜13である。また、AOはオキシエチレン基及び/又はオキシプロピレン基であり、mは3〜30、好ましくは4〜20、より好ましくは、4.5〜10である。また、nは1〜6、好ましくは1〜3である。一般式(1)で表される化合物として、具体的には、ポリオキシエチレンラウリルエーテル酢酸、ポリオキシエチレントリデシルエーテル酢酸、ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸などを挙げることができる。
なお、アニオン性界面活性剤は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を任意の割合で併用してもよい。
An example of a surfactant that can be suitably used in the cleaning liquid of the present invention is an anionic surfactant. Examples of anionic surfactants include alkyl sulfonic acids and salts thereof, alkyl benzene sulfonic acids and salts thereof, alkyl diphenyl ether disulfonic acids and salts thereof, alkyl methyl tauric acids and salts thereof, and sulfosuccinic acid diesters and salts thereof. Specific examples include dodecylbenzenesulfonic acid, dodecanesulfonic acid, and alkali metal salts thereof. Among these, dodecylbenzenesulfonic acid and its alkali metal salt are preferably used because of the stability of quality and availability.
Another example of the anionic surfactant is a carboxylic acid type anionic surfactant. An anionic surfactant containing a carboxyl group in the molecule, among which a compound represented by the following general formula (1) is preferred.
R—O— (AO) m — (CH 2 ) n —COOH (1)

In General formula (1), R is a linear or branched alkyl group, and the carbon number is 8-15, Preferably, it is 10-13. AO is an oxyethylene group and / or oxypropylene group, and m is 3 to 30, preferably 4 to 20, and more preferably 4.5 to 10. N is 1 to 6, preferably 1 to 3. Specific examples of the compound represented by the general formula (1) include polyoxyethylene lauryl ether acetic acid, polyoxyethylene tridecyl ether acetic acid, and polyoxyethylene alkyl ether acetic acid.
In addition, anionic surfactant may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together by arbitrary ratios.

特に好ましいスルホン酸型アニオン性界面活性剤としては、ドデシルベンゼンスルホン酸(DBS)、ドデカンスルホン酸及びこれらのアルカリ金属塩等が挙げられる。
この中でも、品質の安定性や入手のしやすさから、ドデシルベンゼンスルホン酸及びそのアルカリ金属塩が好適に用いられる。
Particularly preferred sulfonic acid type anionic surfactants include dodecylbenzene sulfonic acid (DBS), dodecane sulfonic acid, and alkali metal salts thereof.
Among these, dodecylbenzenesulfonic acid and its alkali metal salt are preferably used because of the stability of quality and availability.

なお、界面活性剤は、通常市販されている形態において1〜数千質量ppm程度のNa、K、Fe等の金属不純物を含有している場合があり、この場合には、界面活性剤が金属汚染源となる。そのため、成分(B)に金属不純物が含まれる場合には、各々の金属不純物の含有量が、通常10ppm以下、好ましくは1ppm以下、更に好ましくは0.3ppm以下となるように、成分(B)を精製して使用することが好ましい。この精製方法としては、例えば、成分(B)を水に溶解した後、イオン交換樹脂に通液し、樹脂に金属不純物を捕捉させる方法が好適である。このようにして精製された界面活性剤を使用することで、金属不純物含有量が極めて低減された洗浄液を得ることができる。   In addition, the surfactant may contain metal impurities such as Na, K, and Fe of about 1 to several thousand mass ppm in a commercially available form. In this case, the surfactant is a metal. It becomes a pollution source. Therefore, when the component (B) contains metal impurities, the component (B) is such that the content of each metal impurity is usually 10 ppm or less, preferably 1 ppm or less, more preferably 0.3 ppm or less. Is preferably used after purification. As this purification method, for example, a method in which the component (B) is dissolved in water and then passed through an ion exchange resin to capture metal impurities in the resin is suitable. By using the surfactant thus purified, it is possible to obtain a cleaning liquid in which the content of metal impurities is extremely reduced.

成分(C):キレート剤
キレート剤(成分(C))は、基板表面の金属配線に含まれる、タングステンなどの不純物金属や、CMP工程で使用されるバリアスラリー中に存在する防食剤と銅との不溶性金属錯体、ナトリウムやカリウムなどのアルカリ金属をキレート作用により溶解、除去する作用を有するものである。
キレート剤としては、上記作用を有する有機酸、無機酸、アミン類及びその塩若しくはその誘導体を使用することができ、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を任意の割合で併用してもよい。
成分(C)として、特にシュウ酸、クエン酸、酒石酸、リンゴ酸、乳酸、ピコリン酸、アスコルビン酸、没食子酸、酢酸、エチレンジアミン、アミノエタノール、エチレンジアミン四酢酸及びアンモニアからなる群から選ばれた少なくとも1種であることが好ましい。また、これらの塩も好適に用いることもできる。
Component (C): Chelating agent The chelating agent (component (C)) is an impurity metal such as tungsten contained in the metal wiring on the substrate surface, or an anticorrosive agent and copper present in the barrier slurry used in the CMP process. Insoluble metal complexes, and alkali metals such as sodium and potassium are dissolved and removed by chelating action.
As the chelating agent, organic acids, inorganic acids, amines and salts thereof or derivatives thereof having the above-described action can be used, and one kind may be used alone, or two or more kinds may be used in an arbitrary ratio. You may use together.
As component (C), at least one selected from the group consisting of oxalic acid, citric acid, tartaric acid, malic acid, lactic acid, picolinic acid, ascorbic acid, gallic acid, acetic acid, ethylenediamine, aminoethanol, ethylenediaminetetraacetic acid and ammonia, in particular Preferably it is a seed. Moreover, these salts can also be used suitably.

成分(D):硫黄原子を有するアミノ酸
本発明の洗浄液に用いる硫黄原子を有するアミノ酸は、銅などの重金属に吸着する性質がある。そのため、洗浄液に含有させることにより、半導体デバイス用基板の金属配線の表面を被覆して、金属配線が腐食することを防止する作用を有する。
ここで、硫黄原子を有するアミノ酸としては、チオール基、チオエーテル基を有するアミノ酸であることが好ましい。
特にN−アセチル−L−システイン、システイン及びメチオニンからなる群から選ばれた少なくとも1種であることが好ましい。
これらの化合物は、優れた防食作用を有し且つ安全性が高く、さらには水への溶解度が高いため、本発明の洗浄液の溶媒である(E)水に容易に溶解させることができるという利点がある。
Component (D): Amino acid having a sulfur atom The amino acid having a sulfur atom used in the cleaning liquid of the present invention has a property of adsorbing to heavy metals such as copper. Therefore, the inclusion in the cleaning liquid covers the surface of the metal wiring of the substrate for a semiconductor device and has an action of preventing the metal wiring from being corroded.
Here, the amino acid having a sulfur atom is preferably an amino acid having a thiol group or a thioether group.
In particular, at least one selected from the group consisting of N-acetyl-L-cysteine, cysteine and methionine is preferable.
These compounds have an excellent anticorrosive action, high safety, and high solubility in water, so that they can be easily dissolved in (E) water, which is the solvent of the cleaning liquid of the present invention. There is.

成分(E):水
本発明の洗浄液における溶媒として(E)水が用いられ、不純物を極力低減させた脱イオン水や超純水を用いることが好ましい。
Component (E): Water (E) Water is used as the solvent in the cleaning liquid of the present invention, and it is preferable to use deionized water or ultrapure water in which impurities are reduced as much as possible.

なお、本発明の洗浄液には、その性能を損なわない範囲において、上記成分(A)〜(E)以外の成分を任意の割合で含有していてもよい。
他の成分としては、ベンゾトリアゾール、3−アミノトリアゾール、N(R23(R2は互いに同一であっても異なっていてもよい炭素数1〜4のアルキル基及び/又は炭素数1〜4のヒドロキシアルキル基)、ウレア、チオウレア等の含窒素有機化合物、
ポリエチレングリコール、ポリビニルアルコール等の水溶性ポリマー、
3OH(R3は炭素数1〜4のアルキル基)等のアルキルアルコール系化合物、等の防食剤;
水素、アルゴン、窒素、二酸化炭素、アンモニア等の溶存ガス、
フッ酸、フッ化アンモニウム、BHF(バッファードフッ酸)等のドライエッチング後に強固に付着したポリマー等の除去効果が期待できるエッチング促進剤;
ヒドラジン等の還元剤;
過酸化水素、オゾン、酸素等の酸化剤;
モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルカノールアミン類;
等が挙げられる。
また、溶媒として、溶媒としてエタノールなど水以外の成分を含んでいてもよい。
In addition, the cleaning liquid of the present invention may contain components other than the above components (A) to (E) in an arbitrary ratio as long as the performance is not impaired.
Examples of other components include benzotriazole, 3-aminotriazole, N (R 2 ) 3 (R 2 may be the same as or different from each other, and an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms and / or 1 to 1 carbon atom. 4 hydroxyalkyl group), nitrogen-containing organic compounds such as urea and thiourea,
Water-soluble polymers such as polyethylene glycol and polyvinyl alcohol,
Anticorrosives such as alkyl alcohol compounds such as R 3 OH (R 3 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms);
Dissolved gases such as hydrogen, argon, nitrogen, carbon dioxide, ammonia,
Etching accelerators that can be expected to remove polymers that adhere strongly after dry etching, such as hydrofluoric acid, ammonium fluoride, and BHF (buffered hydrofluoric acid);
Reducing agents such as hydrazine;
Oxidizing agents such as hydrogen peroxide, ozone, oxygen;
Alkanolamines such as monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine;
Etc.
Moreover, components other than water, such as ethanol, may be included as a solvent.

本発明の洗浄液の製造方法は、特に限定されず従来公知の方法によればよく、例えば、洗浄液の構成成分(成分(A)〜(E)、必要に応じて他の成分)を混合することで製造することができる。通常、溶媒である(E)水に、成分(A)〜(D)、他の成分を添加することにより製造される。
混合順序も反応や沈殿物が発生するなど特段の問題がない限り任意であり、洗浄液の構成成分のうち、何れか2成分又は3成分以上を予め配合し、その後に残りの成分を混合してもよいし、一度に全部を混合してもよい。
The method for producing the cleaning liquid of the present invention is not particularly limited and may be a conventionally known method. For example, the components of the cleaning liquid (components (A) to (E), and other components as necessary) are mixed. Can be manufactured. Usually, it manufactures by adding component (A)-(D) and another component to (E) water which is a solvent.
The mixing order is arbitrary as long as there is no particular problem such as reaction or precipitation, and any two components or three or more components among the components of the cleaning liquid are blended in advance, and then the remaining components are mixed. Or you may mix all at once.

本発明の洗浄液は、洗浄に適した濃度になるように、各成分の濃度を調整して製造することもできるが、輸送、保管時のコストを抑制する観点から、それぞれの成分を高濃度で含有する洗浄液(以下、「洗浄原液」と称す場合がある。)を製造したのちに水で希釈して使用されることも多い。
この洗浄原液における各成分の濃度は、特に制限はないが、成分(A)〜(D)及び必要に応じて添加される他の成分並びにこれらの反応物が、洗浄原液中で分離したり、析出しない範囲であることが好ましい。
具体的には、洗浄原液の好適な濃度範囲は、成分(A)が、1〜25質量%、成分(B)が、0.01〜10質量%、成分(C)が、0.01〜10質量%、成分(D)が、0.1〜10質量%の濃度である。
このような濃度範囲であると、輸送、保管時において、含有成分の分離がおこりづらく、また、(E)水を添加することにより容易に洗浄に適した濃度の洗浄液として好適に使用することができる。
The cleaning liquid of the present invention can be manufactured by adjusting the concentration of each component so that the concentration is suitable for cleaning. However, from the viewpoint of reducing the cost during transportation and storage, each component is highly concentrated. In many cases, the cleaning solution is contained (hereinafter sometimes referred to as “cleaning stock solution”) and then diluted with water.
The concentration of each component in this washing stock solution is not particularly limited, but components (A) to (D) and other components added as necessary, and these reactants may be separated in the washing stock solution, It is preferable that it is the range which does not precipitate.
Specifically, the preferred concentration range of the cleaning stock solution is that component (A) is 1 to 25% by mass, component (B) is 0.01 to 10% by mass, and component (C) is 0.01 to 10 mass% and a component (D) are the density | concentrations of 0.1-10 mass%.
In such a concentration range, it is difficult to separate the contained components during transportation and storage, and (E) it can be suitably used as a cleaning solution having a concentration suitable for easy cleaning by adding water. it can.

半導体デバイス用基板の洗浄を行う際における洗浄液の各成分の濃度は、洗浄対象となる半導体デバイス用基板に応じて適宜決定される。
なお、洗浄に供する洗浄液は、洗浄対象となる半導体デバイス用基板に対して各成分の濃度が適切なものとなるように洗浄原液を希釈して製造してもよいし、その濃度になるように直接各成分を調整して製造してもよい。
The concentration of each component of the cleaning liquid when cleaning the semiconductor device substrate is appropriately determined according to the semiconductor device substrate to be cleaned.
The cleaning solution used for cleaning may be manufactured by diluting the cleaning stock solution so that the concentration of each component is appropriate with respect to the semiconductor device substrate to be cleaned. You may adjust and manufacture each component directly.

洗浄液として用いられる際の成分(A):有機第4級アンモニウム水酸化物の濃度は、好ましくは0.01〜2.5質量%であり、より好ましくは0.05〜1質量%である。
成分(A)の濃度が、0.01質量%未満では、半導体デバイス用基板の汚染の除去が発揮できない可能性があり、2.5質量%を超えてもそれ以上の効果は得られないことに加え、洗浄液のコストがよりかかることになる。
The concentration of component (A): organic quaternary ammonium hydroxide when used as a cleaning liquid is preferably 0.01 to 2.5% by mass, more preferably 0.05 to 1% by mass.
If the concentration of the component (A) is less than 0.01% by mass, it may not be possible to remove the contamination of the semiconductor device substrate, and if it exceeds 2.5% by mass, no further effect can be obtained. In addition, the cost of the cleaning liquid is increased.

洗浄液として用いられる際の成分(B):界面活性剤の濃度は、洗浄液に対して、好ましくは0.0001〜1質量%、より好ましくは0.0003〜0.1質量%、さらに好ましくは0.001〜0.1質量%である。
成分(B)の濃度が、低すぎると界面活性剤の添加効果が不十分となり、成分(B)の濃度が高すぎてもそれ以上の効果は得られず、過度の泡立ちが発生したり、廃液処理の負荷を増加する。
The concentration of component (B): surfactant when used as a cleaning liquid is preferably 0.0001 to 1% by mass, more preferably 0.0003 to 0.1% by mass, and still more preferably 0, with respect to the cleaning liquid. 0.001 to 0.1% by mass.
If the concentration of the component (B) is too low, the effect of adding the surfactant becomes insufficient, and if the concentration of the component (B) is too high, no further effect can be obtained, excessive foaming occurs, Increase the waste treatment load.

洗浄液として用いられる際の成分(C):キレート剤の濃度は、洗浄液に対して、好ましくは0.0001〜1質量%、より好ましくは0.0003〜0.1質量%、さらに好ましくは0.001〜0.1質量%である。
成分(C)の濃度が、低すぎると半導体デバイス用基板の汚染の除去が不充分になるおそれがあり、1質量%を超えてもそれ以上の効果は得られないことに加え、洗浄液のコストがよりかかることになる。また、成分(C)の濃度が3質量%を超えるとCu等の金属配線の腐食といった不具合を引き起こすことがある。
The concentration of component (C): chelating agent when used as a cleaning liquid is preferably 0.0001 to 1% by mass, more preferably 0.0003 to 0.1% by mass, and still more preferably 0.001% by mass with respect to the cleaning liquid. It is 001-0.1 mass%.
If the concentration of the component (C) is too low, there is a possibility that the removal of contamination of the substrate for semiconductor devices may be insufficient, and if the concentration exceeds 1% by mass, no further effect can be obtained, and the cost of the cleaning liquid Will take more. In addition, when the concentration of the component (C) exceeds 3% by mass, a problem such as corrosion of metal wiring such as Cu may be caused.

洗浄液として用いられる際の成分(D):硫黄原子を有するアミノ酸の濃度は、洗浄液に対して、好ましくは0.001〜1質量%、より好ましくは0.001〜0.5質量%である。
成分(A)の濃度が、0.001質量%未満では、半導体デバイス用基板の汚染の除去が不充分になるおそれがあり、1質量%を超えてもそれ以上の効果は得られないことに加え、洗浄液のコストがかかることになる。また、成分(A)の濃度が1質量%を超えるとCu等の金属配線の腐食といった不具合を引き起こすことがある。
Component (D) when used as a cleaning liquid: The concentration of the amino acid having a sulfur atom is preferably 0.001 to 1 mass%, more preferably 0.001 to 0.5 mass%, based on the cleaning liquid.
If the concentration of component (A) is less than 0.001% by mass, removal of contamination of the substrate for semiconductor devices may be insufficient, and if it exceeds 1% by mass, no further effect can be obtained. In addition, the cost of the cleaning liquid is increased. Further, when the concentration of the component (A) exceeds 1% by mass, a problem such as corrosion of metal wiring such as Cu may be caused.

次いで、本発明の洗浄方法について説明する。
本発明の洗浄方法は、既述した本発明の洗浄液を半導体デバイス用基板に直接接触させる方法で行われる。
Next, the cleaning method of the present invention will be described.
The cleaning method of the present invention is performed by a method in which the above-described cleaning liquid of the present invention is brought into direct contact with a semiconductor device substrate.

洗浄対象となる半導体デバイス用基板としては、半導体、ガラス、金属、セラミックス、樹脂、磁性体、超伝導体などの各種半導体デバイス用基板が挙げられる。
この中でも、本発明の洗浄液は、かつ、短時間のリンスで除去ができるため、配線などとして表面に金属又は金属化合物を有する半導体デバイス用基板に対して好適であり、特に表面にCu配線を有する半導体デバイス用基板に対して好適である。
Examples of semiconductor device substrates to be cleaned include various semiconductor device substrates such as semiconductors, glasses, metals, ceramics, resins, magnetic materials, and superconductors.
Among these, since the cleaning liquid of the present invention can be removed by rinsing in a short time, it is suitable for a substrate for a semiconductor device having a metal or a metal compound on the surface as a wiring, and particularly has a Cu wiring on the surface. This is suitable for semiconductor device substrates.

ここで、半導体デバイス用基板に使用される上記金属としては、W、Cu、Ti、Cr、Co、Zr、Hf、Mo、Ru、Au、Pt、Ag等が挙げられ、金属化合物としては、これらの金属の窒化物、酸化物、シリサイド等が挙げられる。これらの中では、Cu並びにこれらを含有する化合物が好適な対象である。   Here, examples of the metal used for the semiconductor device substrate include W, Cu, Ti, Cr, Co, Zr, Hf, Mo, Ru, Au, Pt, and Ag. Examples thereof include nitrides, oxides, silicides, and the like of these metals. Among these, Cu and compounds containing these are suitable targets.

また、本発明の洗浄方法は、疎水性の強い低誘電率絶縁材料に対しても洗浄効果が高いため、低誘電率絶縁材料を有する半導体デバイス用基板に対しても好適である。
このような低誘電率材料としては、Polyimide、BCB(Benzocyclobutene)、Flare(Honeywell社)、SiLK(Dow Chemical社)等の有機ポリマー材料やFSG(Fluorinated silicate glass)などの無機ポリマー材料、BLACK DIAMOND(Applied Materials社)、Aurora(日本ASM社)等のSiOC系材料が挙げられる。
Further, the cleaning method of the present invention is suitable for a semiconductor device substrate having a low dielectric constant insulating material because the cleaning effect is high even for a low dielectric constant insulating material having strong hydrophobicity.
Examples of such a low dielectric constant material include organic polymer materials such as Polyimide, BCB (Benzocyclobutylene), Flare (Honeywell), SiLK (Dow Chemical), FSG (Fluorinated silicate glass), and BLACK AM (Dlack AM). Examples thereof include SiOC-based materials such as Applied Materials) and Aurora (Japan ASM).

ここで、本発明の洗浄方法は、半導体デバイス用基板が、基板表面にCu配線と低誘電率絶縁膜を有し、かつ、CMP処理後に基板を洗浄する場合に特に好適に適用される。CMP工程では、研磨剤を用いて基板をパッドに擦り付けて研磨が行われる。   Here, the cleaning method of the present invention is particularly preferably applied when the substrate for a semiconductor device has Cu wiring and a low dielectric constant insulating film on the substrate surface and the substrate is cleaned after the CMP process. In the CMP process, polishing is performed by rubbing the substrate against the pad using an abrasive.

研磨剤には、コロイダルシリカ(SiO2)、フュームドシリカ(SiO2)、アルミナ(Al23)、セリア(CeO2)などの研磨粒子が含まれる。このような研磨粒子は、半導体デバイス用基板の微粒子汚染の主因となるが、本発明の洗浄液は、基板に付着した微粒子を洗浄液中に分散させると共に再付着を防止する作用を有しているため、微粒子汚染の高い効果を示す。 The abrasive includes abrasive particles such as colloidal silica (SiO 2 ), fumed silica (SiO 2 ), alumina (Al 2 O 3 ), and ceria (CeO 2 ). Such abrasive particles are a major cause of contamination of the semiconductor device substrate. However, the cleaning liquid of the present invention has a function of dispersing the fine particles adhering to the substrate in the cleaning liquid and preventing re-adhesion. High effect of particulate contamination.

また、研磨剤には、酸化剤、分散剤等の研磨粒子以外の添加剤が含まれることがある。
特に、その表面に金属配線としてCu配線を有する半導体デバイス用基板におけるCMP研磨では、Cu配線が腐食しやすいため、防食剤が添加されることが多い。
防食剤としては、防食効果の高いアゾール系防食剤が好ましく用いられる。より詳しくは窒素のみの複素環を含む、ジアゾール系やトリアゾール系、テトラゾール系が挙げられる。窒素と酸素の複素環を含む、オキサゾール系やイソオキサゾール系、オキサジアゾール系が挙げられ、窒素と硫黄の複素環を含む、チアゾール系やイソチアゾール系、チアジアゾール系が挙げられる。その中でも特に、防食効果に優れるベンゾトリアゾール(BTA)系の防食剤が好ましく用いられている。
Further, the abrasive may contain additives other than abrasive particles such as an oxidizing agent and a dispersant.
In particular, in CMP polishing on a semiconductor device substrate having Cu wiring as a metal wiring on its surface, an anticorrosive agent is often added because Cu wiring is easily corroded.
As the anticorrosive, an azole anticorrosive having a high anticorrosive effect is preferably used. More specifically, a diazole type, a triazole type, or a tetrazole type containing a nitrogen-only heterocyclic ring may be mentioned. Examples include oxazole, isoxazole, and oxadiazole systems that include nitrogen and oxygen heterocycles, and thiazole, isothiazole, and thiadiazole systems that include nitrogen and sulfur heterocycles. Among them, a benzotriazole (BTA) anticorrosive having an excellent anticorrosion effect is particularly preferably used.

本発明の洗浄液は、このような防食剤を含んだ研磨剤で研磨した後の表面に適用すると、これら防食剤に由来した汚染を極めて効果的に除去できる点において優れている。
即ち、研磨剤中にこれらの防食剤が存在すると、Cu配線表面の腐食を抑える半面、研磨時に溶出したCuイオンと反応し、多量の不溶性析出物を生じる。本発明の洗浄液は、このような不溶性析出物を効率的に溶解除去することができ、更に、金属表面に残りやすい界面活性剤を、短時間のリンスで除去することができ、スループットの向上が可能である。
そのため、本発明の洗浄方法は、Cu配線と低誘電率絶縁膜が共存した表面をCMP処理した後の半導体デバイス用基板の洗浄に好適であり、特にアゾール系防食剤が入った研磨剤でCMP処理した上記基板の洗浄に好適である。
When the cleaning liquid of the present invention is applied to the surface after polishing with an abrasive containing such an anticorrosive, it is excellent in that it can very effectively remove contamination derived from these anticorrosive.
That is, when these anticorrosives are present in the polishing agent, while suppressing the corrosion of the Cu wiring surface, it reacts with Cu ions eluted during polishing to produce a large amount of insoluble precipitates. The cleaning liquid of the present invention can efficiently dissolve and remove such insoluble precipitates, and further can remove the surfactant that tends to remain on the metal surface by rinsing in a short time, thereby improving the throughput. Is possible.
Therefore, the cleaning method of the present invention is suitable for cleaning a substrate for a semiconductor device after the CMP treatment is performed on the surface where the Cu wiring and the low dielectric constant insulating film coexist, and in particular, a polishing agent containing an azole anticorrosive is used for CMP. It is suitable for cleaning the treated substrate.

上述のように本発明の洗浄方法は、本発明の洗浄液を半導体デバイス用基板に直接接触させる方法で行われる。なお、洗浄対象となる半導体デバイス用基板の種類に合わせて、好適な成分濃度の洗浄液が選択される。   As described above, the cleaning method of the present invention is performed by a method in which the cleaning liquid of the present invention is brought into direct contact with the semiconductor device substrate. A cleaning liquid having a suitable component concentration is selected according to the type of the semiconductor device substrate to be cleaned.

洗浄液の基板への接触方法には、洗浄槽に洗浄液を満たして基板を浸漬させるディップ式、ノズルから基板上に洗浄液を流しながら基板を高速回転させるスピン式、基板に液を噴霧して洗浄するスプレー式などが挙げられる。この様な洗浄を行うための装置としては、カセットに収容された複数枚の基板を同時に洗浄するバッチ式洗浄装置、1枚の基板をホルダーに装着して洗浄する枚葉式洗浄装置などがある。   The contact method of the cleaning liquid to the substrate is a dip type in which the cleaning tank is filled with the cleaning liquid and the substrate is immersed, a spin type in which the substrate is rotated at high speed while flowing the cleaning liquid from the nozzle onto the substrate, and the substrate is sprayed and cleaned. A spray type etc. are mentioned. As an apparatus for performing such cleaning, there are a batch-type cleaning apparatus that simultaneously cleans a plurality of substrates housed in a cassette, a single-wafer cleaning apparatus that mounts and cleans a single substrate in a holder, and the like. .

本発明の洗浄液は、上記の何れの方法にも適用できるが、短時間でより効率的な汚染除去が出来る点から、スピン式やスプレー式の洗浄に好ましく使用される。そして、洗浄時間の短縮、洗浄液使用量の削減が望まれている枚葉式洗浄装置に適用するならば、これらの問題が解決されるので好ましい。   Although the cleaning liquid of the present invention can be applied to any of the above methods, it is preferably used for spin-type or spray-type cleaning because it allows more efficient decontamination in a short time. And if it applies to the single wafer type washing | cleaning apparatus with which shortening of washing | cleaning time and reduction of the usage-amount of washing | cleaning liquid are desired, since these problems are solved, it is preferable.

また、本発明の洗浄方法は、物理力による洗浄方法、特に、洗浄ブラシを使用したスクラブ洗浄や周波数0.5メガヘルツ以上の超音波洗浄を併用すると、基板に付着した微粒子による汚染の除去性が更に向上し、洗浄時間の短縮にも繋がるので好ましい。特に、CMP後の洗浄においては、樹脂製ブラシを使用してスクラブ洗浄を行うのが好ましい。樹脂製ブラシの材質は、任意に選択し得るが、例えばPVA(ポリビニルアルコール)を使用するのが好ましい。   In addition, the cleaning method of the present invention is capable of removing contamination caused by fine particles adhering to the substrate when used in combination with a cleaning method based on physical force, particularly scrub cleaning using a cleaning brush or ultrasonic cleaning with a frequency of 0.5 MHz or higher. This is preferable because it further improves and shortens the cleaning time. In particular, in the cleaning after CMP, it is preferable to perform scrub cleaning using a resin brush. The material of the resin brush can be arbitrarily selected, but for example, PVA (polyvinyl alcohol) is preferably used.

更に、本発明の洗浄方法による洗浄の前及び/又は後に、水による洗浄を行ってもよい。   Furthermore, you may perform the washing | cleaning by water before and / or after the washing | cleaning by the washing | cleaning method of this invention.

本発明の洗浄方法において、洗浄液の温度は、通常は室温でよいが、性能を損なわない範囲で、40〜70℃程度に加温してもよい。   In the cleaning method of the present invention, the temperature of the cleaning solution is usually room temperature, but may be heated to about 40 to 70 ° C. within a range not impairing performance.

以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明は、その要旨を変更しない限り以下の実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited to a following example, unless the summary is changed.

実施例1
(洗浄液原液の調製)
成分(A):テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)、成分(B):ドデシルベンゼンスルホン酸(DBS)、成分(C):クエン酸、成分(D):N−アセチル−L−システインを成分(E):水と混合して、表1に示す組成の実施例1の半導体デバイス用基板洗浄液の原液を調製した。次いで、該洗浄液原液に水を加え、40倍希釈した半導体洗浄液(希釈液)を調整した。洗浄液原液及び希釈液の組成を表1に示す。
Example 1
(Preparation of washing solution stock solution)
Component (A): Tetramethylammonium hydroxide (TMAH), Component (B): Dodecylbenzenesulfonic acid (DBS), Component (C): Citric acid, Component (D): N-acetyl-L-cysteine E): Mixed with water to prepare a stock solution of the substrate cleaning liquid for semiconductor devices of Example 1 having the composition shown in Table 1. Next, water was added to the cleaning solution stock solution to prepare a semiconductor cleaning solution (diluted solution) diluted 40 times. Table 1 shows the composition of the stock solution and the diluted solution.

(pH測定)
40倍に希釈した洗浄液をマグネティックスターラーを用いて攪拌しながら、pH計((株)堀場製作所 D−24)でpHの測定を行なった。測定サンプルは恒温層中で25℃に液温を保った。測定結果を表2に示した。
(PH measurement)
The pH was measured with a pH meter (Horiba, Ltd. D-24) while stirring the cleaning solution diluted 40 times using a magnetic stirrer. The measurement sample kept the liquid temperature at 25 degreeC in the thermostat. The measurement results are shown in Table 2.

(腐食性の評価)
ライン/スペース=90nm/90nmのCu配線のくし型パターンを含むパターン基板(次世代半導体材料技術研究組合製 CMP4−TEG)を1cm角にカットしたもの2枚を用意し、40倍に希釈した洗浄液中に40℃でそれぞれ10分間、30分間浸漬させた。浸漬後の基板は取り出してすぐに超純水で洗浄し、エアーブローで乾燥させた。
浸漬を終えた基板を、電解放射型走査型電子顕微鏡(日本電子株式会社製 JSM−6320F)で観察し、防食性の評価を行なった結果を表2に示す。なお、防食性は、Cu配線パターンの腐食の進行具合で判断し、表2における表記は、以下の通りである。

○:腐食が確認されなかった。
△:若干腐食が確認された。
×:腐食が確認された。

また、図1に洗浄液(希釈液)に30分間浸漬した後のパターン基板のSEM写真を示す。
(Evaluation of corrosiveness)
Washing solution prepared by diluting 40 times by preparing two sheets of pattern substrate (CMP4-TEG manufactured by Next Generation Semiconductor Materials Technology Research Association) including a comb pattern of Cu wiring with 90nm / 90nm line / space It was immersed in each for 10 minutes at 40 ° C. for 30 minutes. The substrate after immersion was taken out and immediately washed with ultrapure water and dried by air blow.
The substrate after the immersion was observed with an electrolytic emission scanning electron microscope (JSM-6320F manufactured by JEOL Ltd.), and the results of evaluation of corrosion resistance are shown in Table 2. In addition, anticorrosion is judged by the progress of corrosion of Cu wiring pattern, and the description in Table 2 is as follows.

○: Corrosion was not confirmed.
Δ: Some corrosion was confirmed.
X: Corrosion was confirmed.

FIG. 1 shows an SEM photograph of the pattern substrate after being immersed in a cleaning solution (diluted solution) for 30 minutes.

実施例2
(洗浄液原液の調製)
成分(A):ビスヒドロキシエチルジメチルアンモニウム(AH212、四日市合成株式会社)、成分(B):DBS、成分(C):クエン酸、成分(D):N−アセチル−L−システインを成分(E):水と混合して、表1に示す組成の実施例2の半導体デバイス用基板洗浄液の原液を調製した。次いで、該洗浄液原液に水を加え、40倍希釈した半導体洗浄液(希釈液)を調整した。洗浄液原液及び希釈液の組成を表1に示す。得られた洗浄液を用いて、実施例1と同様の方法でpH測定、腐食性の評価を行なった。結果を表2に示す。また、図2に洗浄液(希釈液)に30分間浸漬した後のパターン基板のSEM写真を示す。
Example 2
(Preparation of washing solution stock solution)
Component (A): Bishydroxyethyldimethylammonium (AH212, Yokkaichi Synthesis Co., Ltd.), Component (B): DBS, Component (C): Citric acid, Component (D): N-acetyl-L-cysteine (E ): Mixed with water to prepare a stock solution of the substrate cleaning liquid for semiconductor device of Example 2 having the composition shown in Table 1. Next, water was added to the cleaning solution stock solution to prepare a semiconductor cleaning solution (diluted solution) diluted 40 times. Table 1 shows the composition of the stock solution and the diluted solution. Using the obtained cleaning liquid, pH measurement and corrosive evaluation were performed in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2. FIG. 2 shows an SEM photograph of the pattern substrate after being immersed in a cleaning solution (diluted solution) for 30 minutes.

実施例3
(洗浄液原液の調製)
成分(A):TMAH、成分(B):DBS、成分(C):ピコリン酸、成分(D):N−アセチル−L−システインを成分(E):水と混合して、表1に示す組成の実施例3の半導体デバイス用基板洗浄液の原液を調製した。次いで、該洗浄液原液に水を加え、40倍希釈した半導体洗浄液(希釈液)を調整した。洗浄液原液及び希釈液の組成を表1に示す。得られた洗浄液を用いて、実施例1と同様の方法でpH測定、腐食性の評価を行なった。結果を表2に示す。また、図3に洗浄液(希釈液)に30分間浸漬した後のパターン基板のSEM写真を示す。
Example 3
(Preparation of washing solution stock solution)
Ingredient (A): TMAH, Ingredient (B): DBS, Ingredient (C): Picolinic acid, Ingredient (D): N-acetyl-L-cysteine is mixed with Ingredient (E): Water and shown in Table 1. A stock solution of the substrate cleaning liquid for semiconductor devices of Example 3 of the composition was prepared. Next, water was added to the cleaning solution stock solution to prepare a semiconductor cleaning solution (diluted solution) diluted 40 times. Table 1 shows the composition of the stock solution and the diluted solution. Using the obtained cleaning liquid, pH measurement and corrosive evaluation were performed in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2. FIG. 3 shows an SEM photograph of the pattern substrate after being immersed in a cleaning solution (diluted solution) for 30 minutes.

実施例4
(洗浄液原液の調製)
成分(A):TMAH、成分(B):DBS、成分(C):ピコリン酸、成分(D):N−アセチル−L−システインを成分(E):水と混合して、表1に示す組成の実施例4の半導体デバイス用基板洗浄液の原液を調製した。次いで、該洗浄液原液に水を加え、40倍希釈した半導体洗浄液(希釈液)を調整した。洗浄液原液及び希釈液の組成を表1に示す。得られた洗浄液を用いて、実施例1と同様の方法でpH測定、腐食性の評価を行なった。結果を表2に示す。また、図4に洗浄液(希釈液)に30分間浸漬した後のパターン基板のSEM写真を示す。
Example 4
(Preparation of washing solution stock solution)
Ingredient (A): TMAH, Ingredient (B): DBS, Ingredient (C): Picolinic acid, Ingredient (D): N-acetyl-L-cysteine is mixed with Ingredient (E): Water and shown in Table 1. A stock solution of the substrate cleaning liquid for semiconductor devices of Example 4 of the composition was prepared. Next, water was added to the cleaning solution stock solution to prepare a semiconductor cleaning solution (diluted solution) diluted 40 times. Table 1 shows the composition of the stock solution and the diluted solution. Using the obtained cleaning liquid, pH measurement and corrosive evaluation were performed in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2. FIG. 4 shows an SEM photograph of the pattern substrate after being immersed in a cleaning solution (diluted solution) for 30 minutes.

実施例5
(洗浄液原液の調製)
成分(A):TMAH、成分(B):DBS、成分(C):クエン酸、成分(D):システインを成分(E):水と混合して、表1に示す組成の実施例5の半導体デバイス用基板洗浄液の原液を調製した。次いで、該洗浄液原液に水を加え、40倍希釈した半導体洗浄液(希釈液)を調整した。洗浄液原液及び希釈液の組成を表1に示す。得られた洗浄液を用いて、実施例1と同様の方法でpH測定、腐食性の評価を行なった。結果を表2に示す。また、図5に洗浄液(希釈液)に30分間浸漬した後のパターン基板のSEM写真を示す。
Example 5
(Preparation of washing solution stock solution)
Component (A): TMAH, Component (B): DBS, Component (C): Citric acid, Component (D): Cysteine is mixed with Component (E): Water, and the composition of Example 5 shown in Table 1 A stock solution of a substrate cleaning solution for a semiconductor device was prepared. Next, water was added to the cleaning solution stock solution to prepare a semiconductor cleaning solution (diluted solution) diluted 40 times. Table 1 shows the composition of the stock solution and the diluted solution. Using the obtained cleaning liquid, pH measurement and corrosive evaluation were performed in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2. FIG. 5 shows an SEM photograph of the pattern substrate after being immersed in a cleaning solution (diluted solution) for 30 minutes.

比較例1
(洗浄液原液の調製)
成分(A):TMAH、成分(B):DBS、成分(C):ピコリン酸を成分(E):水と混合して、表1に示す組成の比較例1の半導体デバイス用基板洗浄液の原液を調製した。次いで、該洗浄液原液に水を加え、40倍希釈した半導体洗浄液(希釈液)を調整した。洗浄液原液及び希釈液の組成を表1に示す。得られた洗浄液を用いて、実施例1と同様の方法でpH測定、腐食性の評価を行なった。結果を表3に示す。また、図6に洗浄液(希釈液)に30分間浸漬した後のパターン基板のSEM写真を示す。
Comparative Example 1
(Preparation of washing solution stock solution)
Component (A): TMAH, Component (B): DBS, Component (C): Picolinic acid is mixed with Component (E): Water, and a stock solution of a substrate cleaning solution for a semiconductor device of Comparative Example 1 having the composition shown in Table 1 Was prepared. Next, water was added to the cleaning solution stock solution to prepare a semiconductor cleaning solution (diluted solution) diluted 40 times. Table 1 shows the composition of the stock solution and the diluted solution. Using the obtained cleaning liquid, pH measurement and corrosive evaluation were performed in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 3. FIG. 6 shows an SEM photograph of the pattern substrate after being immersed in a cleaning solution (diluted solution) for 30 minutes.

比較例2
(洗浄液原液の調製)
成分(A):TMAH、成分(B):DBS、成分(C):クエン酸、成分(D)の代わりに防食剤として1,2,4−トリアゾールを成分(E):水と混合して、表1に示す組成の比較例2の半導体デバイス用基板洗浄液の原液を調製した。次いで、該洗浄液原液に水を加え、40倍希釈した半導体洗浄液(希釈液)を調整した。洗浄液原液及び希釈液の組成を表1に示す。得られた洗浄液を用いて、実施例1と同様の方法でpH測定、腐食性の評価を行なった。結果を表3に示す。また、図7に洗浄液(希釈液)に30分間浸漬した後のパターン基板のSEM写真を示す。
Comparative Example 2
(Preparation of washing solution stock solution)
Ingredient (A): TMAH, ingredient (B): DBS, ingredient (C): citric acid, 1,2,4-triazole as an anticorrosive agent instead of ingredient (D), mixed with ingredient (E): water A stock solution of a substrate cleaning solution for a semiconductor device of Comparative Example 2 having the composition shown in Table 1 was prepared. Next, water was added to the cleaning solution stock solution to prepare a semiconductor cleaning solution (diluted solution) diluted 40 times. Table 1 shows the composition of the stock solution and the diluted solution. Using the obtained cleaning liquid, pH measurement and corrosive evaluation were performed in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 3. FIG. 7 shows an SEM photograph of the pattern substrate after being immersed in a cleaning solution (diluted solution) for 30 minutes.

比較例3
(洗浄液原液の調製)
成分(A):TMAH、成分(B):DBS、成分(C):クエン酸、成分(D)の代わりに防食剤であるBT−250(城北化学工業株式会社)を成分(E):水と混合して、表1に示す組成の比較例3の半導体デバイス用基板洗浄液の原液を調製した。次いで、該洗浄液原液に水を加え、40倍希釈した半導体洗浄液(希釈液)を調整した。洗浄液原液及び希釈液の組成を表1に示す。得られた洗浄液を用いて、実施例1と同様の方法でpH測定、腐食性の評価を行なった。結果を表3に示す。また、図8に洗浄液(希釈液)に30分間浸漬した後のパターン基板のSEM写真を示す。
Comparative Example 3
(Preparation of washing solution stock solution)
Ingredient (A): TMAH, Ingredient (B): DBS, Ingredient (C): Citric acid, BT-250 (Johoku Chemical Co., Ltd.) as an anticorrosive agent instead of Ingredient (D), Ingredient (E): Water And a stock solution of the semiconductor device substrate cleaning liquid of Comparative Example 3 having the composition shown in Table 1 was prepared. Next, water was added to the cleaning solution stock solution to prepare a semiconductor cleaning solution (diluted solution) diluted 40 times. Table 1 shows the composition of the stock solution and the diluted solution. Using the obtained cleaning liquid, pH measurement and corrosive evaluation were performed in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 3. FIG. 8 shows an SEM photograph of the pattern substrate after being immersed in a cleaning solution (diluted solution) for 30 minutes.

比較例4
(洗浄液原液の調製)
成分(B):DBS、成分(C):クエン酸、成分(D):N−アセチル−L−システインを成分(E)水と混合して、表1に示す組成の比較例4の半導体デバイス用基板洗浄液の原液を調製した。次いで、該洗浄液原液に水を加え、40倍希釈した半導体洗浄液(希釈液)を調整した。洗浄液原液及び希釈液の組成を表1に示す。得られた洗浄液を用いて、実施例1と同様の方法でpH測定、腐食性の評価を行なった。結果を表3に示す。また、図9に洗浄液(希釈液)に30分間浸漬した後のパターン基板のSEM写真を示す。
Comparative Example 4
(Preparation of washing solution stock solution)
Component (B): DBS, Component (C): Citric acid, Component (D): N-acetyl-L-cysteine was mixed with component (E) water, and the semiconductor device of Comparative Example 4 having the composition shown in Table 1 A stock solution of a substrate cleaning solution was prepared. Next, water was added to the cleaning solution stock solution to prepare a semiconductor cleaning solution (diluted solution) diluted 40 times. Table 1 shows the composition of the stock solution and the diluted solution. Using the obtained cleaning liquid, pH measurement and corrosive evaluation were performed in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 3. FIG. 9 shows an SEM photograph of the pattern substrate after being immersed in a cleaning solution (diluted solution) for 30 minutes.

実施例1〜4では、洗浄液原液中に、成分(D):N−アセチル−L−システインを含み、表2に示した腐食性評価の結果が○で現され、良好な結果が得られた。成分(A)有機アルカリとしてTMAH、AH212、成分(C)キレート剤としてクエン酸、ピコリン酸の組み合わせによらず、良好な結果が得られた。   In Examples 1 to 4, the stock solution of the cleaning solution contained component (D): N-acetyl-L-cysteine, and the results of the corrosive evaluation shown in Table 2 were represented by ◯, and good results were obtained. . Good results were obtained regardless of the combination of TMAH and AH212 as the component (A) organic alkali and citric acid and picolinic acid as the component (C) chelating agent.

実施例5では、成分(D):システインを含み、表2に示した腐食性評価の結果が○で現され、良好な結果が得られた。   In Example 5, the component (D): cysteine was contained, and the result of the corrosive evaluation shown in Table 2 was represented by ◯, and a good result was obtained.

比較例1では、成分(D)が添加されていない。表3に示すように、浸漬30分間の結果は×で現され、図6の結果の通り、Cu配線表面状態が大きく変化している。このようなCu配線表面の変化は基板洗浄において悪影響であり、比較例1に示した組成の洗浄剤は良好な洗浄結果を与えない。   In Comparative Example 1, component (D) is not added. As shown in Table 3, the result of the immersion for 30 minutes is represented by x, and the Cu wiring surface state is greatly changed as the result of FIG. Such a change in the Cu wiring surface has an adverse effect on the substrate cleaning, and the cleaning agent having the composition shown in Comparative Example 1 does not give a good cleaning result.

比較例2では、成分(D)の代わりに防食剤として1,2,4−トリアゾールを含む。表3に示した浸漬30分間の結果は×で現され、図7の結果の通り、Cu配線全体で溶解が進んでおり、著しい腐食の進行が確認できる。実施例1と比較して1,2,4−トリアゾールがN−アセチル−L−システインに比べて防食性能が弱く、要求される防食性能が満たされていない。   In Comparative Example 2, 1,2,4-triazole is included as an anticorrosive agent instead of component (D). The results of the immersion for 30 minutes shown in Table 3 are represented by x, and as shown in the results of FIG. 7, dissolution is progressing in the entire Cu wiring, and the progress of remarkable corrosion can be confirmed. Compared with Example 1, 1,2,4-triazole has weaker anticorrosion performance than N-acetyl-L-cysteine, and the required anticorrosion performance is not satisfied.

比較例3では、成分(D)の代わりに防食剤としてBT−250を含む。表3に示した浸漬30分間の結果は×で現され、図8の結果の通り、Cu配線全体で溶解が進んでおり、著しい腐食の進行が確認できる。実施例1と比較してBT−250がN−アセチル−L−システインに比べて防食性能が弱く、要求される防食性能が満たされていない。   In the comparative example 3, BT-250 is included as an anticorrosive agent instead of a component (D). The result of immersion for 30 minutes shown in Table 3 is represented by x. As shown in the result of FIG. 8, dissolution is progressing in the entire Cu wiring, and remarkable progress of corrosion can be confirmed. Compared with Example 1, BT-250 has weaker anticorrosion performance than N-acetyl-L-cysteine, and the required anticorrosion performance is not satisfied.

比較例4では、成分(A)を含まず、成分(C):クエン酸を15質量%含む。成分(D):N−アセチル−L−システインを含むが、表3に示した浸漬30分間の結果は×で現され、図9の結果の通り、Cu配線全体で溶解が進んでおり、著しい腐食の進行が確認できる。
すなわち、成分(D):N−アセチル−L−システインは、酸性環境下では防食性能が不十分であり、アルカリ性環境下で十分な防食性能を示すことが分かる。
In Comparative Example 4, the component (A) is not included, and the component (C): citric acid is included at 15% by mass. Although component (D): N-acetyl-L-cysteine is contained, the result of immersion for 30 minutes shown in Table 3 is represented by x, and as shown in the result of FIG. The progress of corrosion can be confirmed.
That is, it can be seen that the component (D): N-acetyl-L-cysteine has insufficient anticorrosion performance under an acidic environment and exhibits sufficient anticorrosion performance under an alkaline environment.

以上の結果から、本発明の洗浄液を用いることで、Cu配線に腐食を起こすことなく、洗浄できることが明らかであり、Cu配線表面を防食することによって半導体デバイス用基板の優れた清浄効果が奏されることが明らかである。   From the above results, it is clear that by using the cleaning liquid of the present invention, the Cu wiring can be cleaned without causing corrosion, and the excellent cleaning effect of the semiconductor device substrate is exhibited by preventing the Cu wiring surface from being corroded. It is clear that

本発明の半導体デバイス用基板洗浄液は、半導体デバイス用基板表面に腐食を起こすことなく、洗浄することが可能であり、水リンス性も良好であることから、半導体デバイスやディスプレイデバイスなどの製造工程における汚染半導体デバイス用基板の洗浄処理技術として、工業的に非常に有用である。   The substrate cleaning solution for a semiconductor device of the present invention can be cleaned without causing corrosion on the surface of the substrate for a semiconductor device and has good water rinsing properties. Therefore, in the manufacturing process of a semiconductor device, a display device, etc. This is industrially very useful as a cleaning technology for contaminated semiconductor device substrates.

Claims (7)

以下の成分(A)〜(E)をそれぞれ下記所定量含有してなり、pHが10以上であり、かつ成分(C)と成分(D)との重量比率が(C)/(D)=1/1〜2/1の範囲内にあることを特徴とする半導体デバイス用基板洗浄液。
(A)一般式(1)で表される有機第4級アンモニウム水酸化物:1〜25質量%
(R14+OH- (1)
(但し、R1は水酸基、アルコキシ基、又はハロゲンにて置換されていてもよいアルキル基を示し、4個のR1は全て同一でもよく、互いに異なっていてもよい。)
(B)界面活性剤:0.01〜10質量%
(C)シュウ酸、クエン酸、酒石酸、リンゴ酸、乳酸、ピコリン酸、アスコルビン酸、没食子酸及び酢酸からなる群から選ばれた少なくとも1種のキレート剤:0.01〜10質量%
(D)N−アセチル−L−システイン、システイン及びメチオニンからなる群から選ばれた少なくとも1種の硫黄原子を有するアミノ酸:0.1〜10質量%
(E)水
And also contains the following components (A) ~ respectively below a predetermined amount (E), p H is der 10 or more is, and the weight ratio of the components (C) to component (D) is (C) / (D ) = 1 / 1-2 / 1 range near the semiconductor device wafer cleaning solution, characterized in Rukoto.
(A) Organic quaternary ammonium hydroxide represented by general formula (1) : 1 to 25% by mass
(R 1 ) 4 N + OH (1)
(However, R 1 represents a hydroxyl group, an alkoxy group, or an alkyl group which may be substituted with halogen, and all four R 1 s may be the same or different from each other.)
(B) Surfactant : 0.01 to 10% by mass
(C) At least one chelating agent selected from the group consisting of oxalic acid, citric acid, tartaric acid, malic acid, lactic acid, picolinic acid, ascorbic acid, gallic acid and acetic acid : 0.01 to 10% by mass
(D) An amino acid having at least one sulfur atom selected from the group consisting of N-acetyl-L-cysteine, cysteine and methionine : 0.1 to 10% by mass
(E) Water
成分(C)がクエン酸又はピコリン酸であり、かつ成分(D)がシステイン又はN−アセチル−L−システインである請求項1に記載の半導体デバイス用基板洗浄液。The substrate cleaning solution for a semiconductor device according to claim 1, wherein component (C) is citric acid or picolinic acid, and component (D) is cysteine or N-acetyl-L-cysteine. 成分(B)が、アニオン性界面活性剤であることを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体デバイス用基板洗浄液。 The component (B) is an anionic surfactant, and the substrate cleaning liquid for a semiconductor device according to claim 1 or 2 . 成分(B)が、アルキルスルホン酸及びその塩、アルキルベンゼンスルホン酸及びその塩、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸及びその塩、アルキルメチルタウリン酸及びその塩、並びにスルホコハク酸ジエステル及びその塩からなる群から選ばれた少なくとも1種であることを特徴とする請求項に記載の半導体デバイス用基板洗浄液。 Component (B) was selected from the group consisting of alkyl sulfonic acids and salts thereof, alkyl benzene sulfonic acids and salts thereof, alkyl diphenyl ether disulfonic acids and salts thereof, alkyl methyl tauric acids and salts thereof, and sulfosuccinic acid diesters and salts thereof. The substrate cleaning liquid for a semiconductor device according to claim 3 , wherein the substrate cleaning liquid is at least one kind. 成分(A)が0.01〜2.5質量%、成分(B)が、0.0001〜1質量%、成分(C)が、0.0001〜1質量%、成分(D)が、0.001〜1質量%の濃度で含有されることを特徴とする請求項1からのいずれか1項に記載の半導体デバイス用基板洗浄液。 Component (A) is 0.01 to 2.5 mass%, Component (B) is 0.0001 to 1 mass%, Component (C) is 0.0001 to 1 mass%, and Component (D) is 0. The substrate cleaning solution for a semiconductor device according to any one of claims 1 to 4 , wherein the substrate cleaning solution is contained in a concentration of 0.001 to 1% by mass. 請求項1からのいずれか1項に記載の半導体デバイス用基板洗浄液を用いて、半導体デバイス用基板を洗浄することを特徴とする半導体デバイス用基板の洗浄方法。 Using the semiconductor device cleaning solution for a substrate according to any one of claims 1 to 5, a method for cleaning a substrate for a semiconductor device, which comprises cleaning a substrate for a semiconductor device. 半導体デバイス用基板が基板表面にCu配線と低誘電率絶縁膜を有し、かつ、化学的機械的研磨を行った後の前記半導体デバイス用基板を洗浄することを特徴とする請求項に記載の半導体デバイス用基板の洗浄方法。 A semiconductor device substrate is a Cu wiring and a low dielectric constant insulating film on the substrate surface, and, according to claim 6, characterized in that cleaning the semiconductor device substrate after chemical mechanical polishing Cleaning method for semiconductor device substrate.
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