JPH05315331A - Manufacture of semiconductor device and cleaning equipment - Google Patents

Manufacture of semiconductor device and cleaning equipment

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JPH05315331A
JPH05315331A JP11888892A JP11888892A JPH05315331A JP H05315331 A JPH05315331 A JP H05315331A JP 11888892 A JP11888892 A JP 11888892A JP 11888892 A JP11888892 A JP 11888892A JP H05315331 A JPH05315331 A JP H05315331A
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Abstract

PURPOSE: To make it possible to suppress the corrosion of a fine copper line during water cleaning by providing a process for cleaning a copper wiring pattern in an aqueous solution containing copper ions after the pattern has been formed on a substrate.
CONSTITUTION: A method for manufacturing a semiconductor device includes a process for cleaning a copper wiring pattern in an aqueous solution containing copper ions after the patter has been formed on a substrate. In such a case, it is preferable that the concentration of the copper ions in the solution should be set to 5×10-8-5×10-6mol.dm-2. Alternatively, the manufacturing method includes a process for cleaning a copper wiring pattern in an aqueous solution containing benzotriazole after the pattern has been formed on a substrate. In this case, it is preferable that the concentration of benzotriazole in the solution should be set to 2×10-6-10-1mol.dm-2. For instance, after a wiring pattern is formed using copper, the pattern is first cleaned in an aqueous solution containing copper ions. Then, the pattern is rinsed with pure water to eliminate the residual copper ions on a wafer, and is then dried.
COPYRIGHT: (C)1993,JPO&Japio

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【産業上の利用分野】本発明は、銅を基体とする配線が形成された半導体装置の製造方法及びその製造工程で用いられる洗浄装置に関する。 The present invention relates to a cleaning apparatus used in the manufacturing process and manufacturing process of a semiconductor device in which the wiring to copper substrate was formed.

【0002】 [0002]

【従来の技術】従来、半導体素子の回路配線や電極材料には、アルミニウム合金が用いられてきた。 Conventionally, the circuit wiring or an electrode material of a semiconductor device, an aluminum alloy has been used. 近年半導体素子の高集積化に伴い、配線パタ−ンの微細化が進行し、配線幅として0.5μm以下が要求されてきている。 Recently, with high integration of semiconductor devices, wiring patterns - finer down progresses, 0.5 [mu] m or less has been required as the wiring width. しかし、配線断面積の減少に伴い、配線遅延による回路応答速度の低下、および発熱量の増加や電流密度の増加によるエレクトロマイグレ−ションの進行による配線寿命の低下等の問題が懸念されている。 However, with the decrease of the wiring cross-sectional area, reduction in circuit response speed due to wiring delay, and electroporation Migrating the increase in growth and current density of the heating value - such as reduction of the wire life by progression of Deployment issues are concerned. この問題を回避するために、特開昭61−294838号公報あるいは特開昭63−248538号公報に記載のようにアルミニウム系配線材料よりも電気伝導性、耐熱性、耐エレクトロマイグレ−ション性に優れた銅あるいは銅合金を用いた配線材料が開発されている。 To avoid this problem, electrical conductivity than the aluminum-based wiring material as described in Japanese or Japanese 63-248538 Patent Publication No. Sho 61-294838, heat resistance, electromigration Migrating - the Deployment of excellent copper or copper alloy wiring material used has been developed.

【0003】 [0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、銅は耐食性や耐酸化性の点で問題がある。 [SUMMARY OF THE INVENTION] However, copper has a problem in terms of corrosion resistance and oxidation resistance. すなわち、銅はアルミニウムに比べ、その表面に生成する酸化皮膜の保護性が低いため、高温酸化を受けやすく、また水溶液中では腐食しやすい。 That is, copper than aluminum, due to the low protective oxide film to produce on the surface, susceptible to high temperature oxidation, also susceptible to corrosion in aqueous solutions. 配線材料はその製造工程中に数多くの水洗工程が含まれているので、配線材料には洗浄液中における高い耐食性が要求される。 Since the wiring material is included a number of washing steps during the manufacturing process, high corrosion resistance in the washing liquid is required for wiring materials.

【0004】尚、銅の腐食抑制方法としてベンゾトリアゾール(BTA)を用いることが知られているが(特開昭52−12636号公報および特開昭56−8447 [0004] Although the use benzotriazole (BTA) as a corrosion inhibiting method of copper has been known (JP 52-12636 and JP 56-8447
9号公報)、半導体の製造分野においては全く検討されていない。 9 JP), it has not been studied at all in the field of manufacturing semiconductors. また特開平2−285696号公報に、プリント配線板の製造において、銅配線を2−アミノチアゾール誘導体の塩と無機の酸の銅塩とを含む水溶液に浸漬して銅表面に銅イオンを含む2−アミノチアゾール誘導体からなる保護膜を形成する技術が開示されているが、 Also in JP-A-2-285696, in the manufacture of printed circuit boards, 2 a copper wiring was immersed in an aqueous solution containing a copper salt of 2-aminothiazole salt of azole derivatives and inorganic acids including copper ions to the copper surface - a technique for forming a protective film made of aminothiazole derivatives have been disclosed,
その保護膜は、その後のエッチング工程でのエッチングレジスト膜である。 Its protective film is an etching resist film in the subsequent etching process. エッチングとは関係ない純水による洗浄工程での純水による極細銅配線パターンの腐食対策については全く言及されていない。 No mention is made about the corrosion protection of the ultrafine copper wiring pattern with pure water in the cleaning step with pure water to do with the etching. それは、プリント基板の配線は、断面延長が約210μm程度であり、半導体の銅配線パターンに比して太いものだからである。 It wiring of the printed circuit board is approximately the cross-sectional extension 210 .mu.m, is because those thicker than the copper wiring pattern of a semiconductor. ここで、断面延長とは基板上に形成された銅配線が洗浄水と接触する露呈部分の断面の全長を言う。 Here, the cross-sectional extension refers to the entire length of the cross section of the exposed portion of the copper wiring formed on the substrate is contacted with wash water.

【0005】本発明の目的は、水洗中における極細の銅配線の腐食を抑制した半導体装置の製造方法及びその製造工程で用いられる洗浄装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a cleaning apparatus used in the manufacturing process and manufacturing process of a semiconductor device that suppresses corrosion of the copper wiring of ultrafine during washing.

【0006】 [0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため、本発明は、基板上に銅配線パターンを形成した後、 Means for Solving the Problems] To achieve the above object, the present invention is formed by forming a copper wiring pattern on a substrate,
その銅配線パタ−ンを銅イオンを含有する水溶液により洗浄する工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法である。 As the copper wiring pattern - a method of manufacturing a semiconductor device characterized by the emission comprising the step of washing with an aqueous solution containing copper ions. ここで水溶液中の銅イオン濃度は、5×1 Copper ion concentration here in aqueous solution, 5 × 1
0~ 8 〜5×10~ 6 mol・dm~ 2であるのがよい。 0 ~ 8 ~5 × 10 ~ is good is a 6 mol · dm ~ 2. 又は水溶液の銅イオンによる電気伝導度は、0.07〜1. Or electrical conductivity of copper ions of the aqueous solution is from 0.07 to 1.
0μS/cmであるのがよい。 Good in the range of 0μS / cm.

【0007】また本発明は、基板上に銅配線パターンを形成した後、その銅配線パタ−ンをベンゾトリアゾールを含有する水溶液により洗浄する工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法である。 [0007] The present invention, after forming a copper wiring pattern on a substrate, the copper wiring pattern - is the method of manufacturing a semiconductor device characterized by comprising the step of cleaning the emissions with an aqueous solution containing benzotriazole . ここで、水溶液中のベンゾトリアゾール濃度は、2×10~ 6 〜10~ 1 mo Here, benzotriazole concentration in aqueous solution, 2 × 10 ~ 6 ~10 ~ 1 mo
l・dm~ 2であるのがよい。 good in the range of l · dm ~ 2.

【0008】また本発明は、基板上に銅を含む配線パターンを形成した後、その銅配線パタ−ンを水溶液で洗浄する洗浄工程で用いられる半導体装置の洗浄装置であって、前記水溶液は銅イオンを含み、その銅イオン濃度を検出する濃度検出手段と、この検出手段からの信号に基づいて前記水溶液中に銅イオンを供給する供給手段とを備えたことを特徴とするものである。 [0008] The present invention, after forming a wiring pattern containing copper on a substrate, the copper wiring pattern - a cleaning apparatus for a semiconductor device used in a cleaning step of cleaning the emissions with an aqueous solution, the aqueous solution of copper include ions, and concentration detection means for detecting the concentration of copper ions, it is characterized in that a supply means for supplying copper ions to the aqueous solution on the basis of a signal from the detecting means.

【0009】また本発明は、基板上に銅を含む配線パターンを形成した後、その銅配線パタ−ンを水溶液で洗浄する洗浄工程で用いられる半導体装置の洗浄装置であって、前記水溶液はベンゾトリアゾールを含み、そのベンゾトリアゾール濃度を検出する濃度検出手段と、この検出手段からの信号に基づいて前記水溶液中にベンゾトリアゾールを供給する供給手段とを備えたことを特徴とするものである。 [0009] The present invention, after forming a wiring pattern containing copper on a substrate, the copper wiring pattern - a cleaning apparatus for a semiconductor device used in a cleaning step of cleaning the emissions with an aqueous solution, the aqueous solution benzo includes a triazole, and the concentration detecting means for detecting the benzotriazole concentration, it is characterized in that a supply means for supplying a benzotriazole in said aqueous solution on the basis of a signal from the detecting means.

【0010】 [0010]

【作用】水溶液中において銅は、(化1)に示される様なCuとCuの+2価イオンとの化学平衡状態にある。 [Action] in an aqueous solution of copper are in chemical equilibrium with bivalent ions such Cu and Cu shown in (Formula 1).

【0011】 [0011]

【化1】 [Formula 1]

【0012】ル・シャトリエの法則によれば、(化1) [0012] According to the law of Le Chatelier, (Formula 1)
の化学平衡状態にある系で、Cuの+2価イオン濃度が減少すると、新たにCuが酸化されCuの+2価イオンが生成される。 In the chemical equilibrium system in and +2 ion concentration of the Cu decreases, new Cu is the bivalent ions of the oxidized Cu is generated. 水洗工程においては、洗浄液により銅配線上の銅イオンが洗い流されると、新たに銅配線が酸化される。 In the washing step, the copper ions on the copper wiring is washed away by the cleaning liquid, new copper wiring is oxidized. すなわち、水洗することにより銅配線の腐食が進行する。 That is, corrosion of the copper wiring proceeds by washing with water. そこで水洗工程における銅配線の腐食を防止するためには、予め洗浄液中に銅イオンを添加し、化学平衡状態を変化させることなく銅配線を洗浄すれば良い。 Therefore, in order to prevent corrosion of the copper wiring in the water washing step, the copper ions added in advance in the cleaning solution, the copper wiring may be washed without changing the chemical equilibrium. しかし、銅イオンの添加濃度を高くし過ぎると、 However, too high a doping concentration of copper ions,
(化2)又は(化3)の沈殿反応により銅配線上に腐食生成物が堆積する。 (Formula 2) or corrosion products on the copper wiring by precipitation reaction of (Formula 3) is deposited.

【0013】 [0013]

【化2】 ## STR2 ##

【0014】 [0014]

【化3】 [Formula 3]

【0015】そこで、洗浄液中の銅イオン濃度を制御し、銅配線上の銅イオン濃度を特定範囲内に保つことにより、銅配線の腐食を最小限に抑制することができる。 [0015] Therefore, by controlling the copper ion concentration in the cleaning liquid, by keeping the concentration of copper ions on the copper wiring in a specific range, it is possible to minimize the corrosion of copper wiring.
また半導体装置の洗浄には通常純水が用いられているので、洗浄液の電気伝導度は銅イオン濃度の関数で表すことができる。 Since the cleaning of the semiconductor device is normally pure water is used, the electrical conductivity of the cleaning liquid can be expressed by a function of copper ion concentration. そこで洗浄液の電気伝導度を特定範囲内に保つことにより、洗浄液中の銅イオン濃度を制御し、銅配線の腐食を最小限に抑制することもできる。 Therefore, by keeping the electrical conductivity of the washing liquid within a specified range, controls the concentration of copper ions in the cleaning solution, the corrosion of the copper wiring can be suppressed to a minimum.

【0016】配線の断面延長を、前記の如く、配線を形成したとき配線断面の露出している三辺の長さの和を意味するとする。 [0016] The cross-sectional extension of the wiring, the as, and means the sum of the lengths of the three sides exposed wiring section when forming the wiring. プリント基板の配線に比べ、LSIチップ内の配線の断面積は小さいため、プリント基板では信頼性に問題なかったレベルの酸化や腐食がLSIチップ内の配線では致命的な抵抗増加につながる。 Compared to the printed circuit board wiring, since the cross-sectional area of ​​the wiring in the LSI chip small, in the printed circuit board level of oxidation and corrosion was no problem in reliability leads to fatal resistance increased in the wiring in the LSI chip. そして配線抵抗の増加率は、一定断面積の配線ではその断面延長が長いほど大きくなる。 The rate of increase in wiring resistance, its cross-sectional extension increases the longer the wiring constant cross-sectional area. アスペクト比1の配線を仮定したとき、表面0.1μmが酸化したときの抵抗増加率は、 When it is assumed wiring aspect ratio 1, the resistance increase rate when the surface 0.1μm is oxidized,
配線断面延長が300μm(100μm角)で0.3 In the wiring section extension 300 [mu] m (100 [mu] m square) 0.3
%,100μmで0.9%(約33μm角)であると見積もられる。 % Is estimated to be 0.9% at 100 [mu] m (about 33μm square). 抵抗増加率が1%を超えると配線の信頼性は著しく低下するので、本発明では、配線断面延長の上限が100μmのものが効果的である。 The resistance increase rate is remarkably lowered reliability than the wiring 1%, in the present invention, the upper limit of the wire cross-section extension is effective include the 100 [mu] m. ちなみに現在プリント基板で用いられている配線は、最も微細なもので断面延長が前記の如く210μm程度である。 Incidentally wires that are currently used in the printed circuit board is about 210μm as cross extension of said at ones finest.

【0017】次にBTAによる銅配線の腐食抑制の作用について述べる。 [0017] Next described effect of corrosion inhibition of copper wiring by BTA. 銅配線にBTAを含む洗浄液を接触させると、銅とBTAとが反応し、不溶性のCu−BTA When the copper interconnect contacting a cleaning liquid containing BTA, copper and BTA reacts, insoluble Cu-BTA
化合物が生成する。 The compound is produced. このCu−BTA化合物が銅配線と洗浄液のバリアとなるので銅配線の腐食が抑制できる。 This Cu-BTA compound is copper wiring and the cleaning liquid barrier corrosion of the copper wiring can be suppressed.
しかし、過剰のBTAは半導体装置の汚染源となる。 However, excess BTA is a contamination source of the semiconductor device. そこで、BTA濃度を特定範囲内に保つことにより、銅配線の腐食を抑制し、かつ半導体装置の汚染を最小限にすることができる。 Therefore, by keeping the concentration of BTA in a specific range, to suppress the corrosion of the copper wiring, and it can minimize contamination of the semiconductor device.

【0018】尚、配線パターンの形成は、ウェットエッチングではエッチング溶液中にインヒビタを添加することにより配線パターンの腐食は抑制できるので、本発明では配線パターンの形成方法としてドライプロセスがよい。 [0018] The formation of the wiring pattern, since the corrosion of the wiring pattern by the wet etching of adding an inhibitor to the etching solution can be suppressed, in the present invention may have a dry process as the wiring pattern forming method. このドライエッチングは、SiCl 4系ガスにより達成される。 This dry etching is achieved by SiCl 4 based gas. 本発明は、エッチング後の配線に付着した残渣物や残留吸着ガス等を除去するための水洗工程で水洗水により生じる腐食を抑制する手段に関するものであるが、結果的にはエッチング後の配線に付着した残渣物や残留吸着ガス等により生じる腐食も抑制できる。 The present invention is concerned with the means for suppressing corrosion caused by washing water in the washing step for removing the residue and residual adsorbed gas or the like attached to the wire after etching, consequently the wiring after etching corrosion can be suppressed resulting from adhering residues and residual adsorbed gas or the like.

【0019】 [0019]

【実施例】本発明による半導体装置の製造方法の実施例の手順を図1に示す。 The procedure of Example of the manufacturing method of Embodiment A semiconductor device according to the invention is shown in FIG. 通常の半導体製造プロセスに従って、半導体が形成されたシリコンウエハ上に絶縁膜が形成され、そこにコンタクトホ−ルを形成し、配線膜を形成する。 According to conventional semiconductor manufacturing process, a semiconductor insulating film on a silicon wafer which is formed is formed, there contact hole - forming the Le to form a wiring film. この配線材料として銅を用いた場合は、従来のアルミニウム合金を用いた場合と異なり、配線パタ−ンを形成した後の洗浄工程で腐食が起こりやすい。 In this case of using copper as the wiring material, unlike the case of using the conventional aluminum alloy wiring pattern - corrosion in the cleaning process after the formation of the emission tends to occur. そこで銅を用いた場合は、まず始めに銅イオンを含有した水溶液で洗浄し、半導体が形成されたシリコンウエハ上の付着物を充分に洗い流した。 So in the case of using copper, washed first of all with an aqueous solution containing copper ions, the semiconductor is sufficiently wash away deposits on the silicon wafer formed. 洗浄液中には銅イオンが含まれているので、銅配線の腐食は最小限に抑制される。 Since in the cleaning solution contains copper ions, the corrosion of the copper wiring can be suppressed to a minimum.

【0020】次に、シリコンウエハ上に残留した銅イオンを取り除くために、純水で洗浄し乾燥した。 Next, in order to remove the copper ions remaining on the silicon wafer and dried and washed with pure water. 銅イオンが残留していると、そこが起点となり腐食が起こる。 When copper ions remaining, there occurs becomes corroded the starting point. また、純水による洗浄時間が長いと純水中で銅配線の腐食が進行しやすくなる。 Further, the corrosion of the copper wiring is likely to progress cleaning time with pure water is long in pure water. そこで純水による洗浄時間は、残留した銅イオンを取り除くために充分な最小時間が望ましい。 Therefore cleaning time with pure water is desirably sufficient minimum time to remove copper ions remaining.

【0021】次に本発明の実施例における、洗浄液中に添加する銅イオン濃度と銅配線の腐食速度との関係を図2に示す。 [0021] Then in the embodiment of the present invention, Figure 2 shows the relationship between the corrosion rate of copper ion concentration and the copper wiring to be added to the wash solution. 純水中に銅イオンを添加した場合、その濃度がおおよそ10~ 7 mol・dm~ 2で最小値となり、それよりも濃度が高くても、逆に低くても腐食速度が大きくなった。 When the addition of copper ions in pure water, its concentration minimum value becomes at approximately 10 ~ 7 mol · dm ~ 2 , even at high concentration than that, even at low conversely corrosion rate increased. この値は純水中の腐食速度に比べると1桁以上小さな値であった。 This value is low more than one order of magnitude compared to the corrosion rate of pure water. このことより、洗浄液中に含有する銅イオン濃度は、5×10~ 8 〜5×10~ 6 mol・dm From this, the copper ion concentration contained in the cleaning liquid, 5 × 10 ~ 8 ~5 × 10 ~ 6 mol · dm
~ 2が望ましい。 ~ 2 is desirable. 本実施例により、洗浄液として純水を単独で用いたのと比較して、銅配線の腐食速度が1桁以上低減でき、耐食性に優れた銅配線を形成する手段を提供できる。 According to this embodiment, as compared with the pure water is used alone as the washing solution, the corrosion rate of the copper wiring can be reduced by one digit or more can provide a means for forming an excellent copper wiring corrosion resistance. 尚、純水のCuイオン濃度は1×10~ 8 mol Incidentally, Cu ion concentration of the pure water is 1 × 10 ~ 8 mol
・dm~ 2以下である。 · Dm ~ 2 or less.

【0022】上記実施例において銅イオン濃度を規定したが、実際の半導体製造プロセス中において銅イオン濃度を連続的に監視するのは困難が伴う。 [0022] Having defined a copper ion concentration in the above embodiments, it involves difficulty to continuously monitor the concentration of copper ions during the actual semiconductor manufacturing process. そこで、次に洗浄液の濃度管理方法の実施例を示す。 Therefore, following the example of concentration control method of the washing liquid. 図3は純水中の銅イオン濃度と電気伝導度との関係を示した図である。 Figure 3 is a diagram showing the relationship between the copper ion concentration and the electrical conductivity of pure water. 洗浄液中に純水と銅イオンが共存している場合、図3のように洗浄液の電気伝導度は銅イオン濃度によって一義的に決まった。 If pure water and copper ions in the washing liquid coexist, electric conductivity of the cleaning liquid as shown in FIG. 3 is uniquely determined by the concentration of copper ions. そこで洗浄液中の電気伝導度を連続的に監視することにより、銅イオン濃度の監視、制御ができる。 Therefore by continuously monitoring the electrical conductivity in the cleaning liquid, the monitoring of the concentration of copper ions, can be controlled. 図2と図3とより洗浄液の電気伝導度は0.07〜 More electrical conductivity of the cleaning liquid 2 and 3 0.07
1.0μS/cmが望ましい。 1.0μS / cm is desirable. 本実施例により、簡便に洗浄液中の銅イオンを制御し、耐食性に優れた銅配線を形成する手段を提供できる。 According to this embodiment, conveniently control the copper ions in the washing liquid, it can provide a means for forming an excellent copper wiring corrosion resistance. 尚、純水の電気伝導度は0.05μS/cm以下である。 The electrical conductivity of pure water is less than 0.05μS / cm.

【0023】次に洗浄中の銅配線の腐食を抑制するために、洗浄液中にBTAを添加した洗浄液による半導体装置の製造方法の実施例の手順を図4に示す。 [0023] Then in order to suppress corrosion of the copper wiring in the cleaning, illustrating the procedure of embodiment of the method of manufacturing the semiconductor device according to the washing liquid with added BTA in the cleaning liquid in FIG. 通常の半導体製造プロセスに従って、半導体が形成されたシリコンウエハ上に絶縁膜が形成され、そこにコンタクトホ−ルを形成し、配線膜を形成した。 According to conventional semiconductor manufacturing process, a semiconductor insulating film on a silicon wafer which is formed is formed, there contact hole - forming the Le to form a wiring film. 次にBTAを含有した水溶液で洗浄し、半導体が形成されたシリコンウエハ上の付着物を充分に洗い流した。 Then washed with an aqueous solution containing BTA, semiconductors rinse thoroughly deposits on the silicon wafer formed. 洗浄液中にはBTAが含まれているので、銅配線の腐食は最小限に抑制される。 Since in the cleaning solution contains BTA, the corrosion of the copper wiring can be suppressed to a minimum. 次にシリコンウエハ上に残留したBTAを取り除くために、純水で洗浄し乾燥した。 Then in order to remove the BTA remaining on the silicon wafer and dried and washed with pure water. BTAが残留していると乾燥時にBTAが新たな付着物となり、半導体装置の信頼性低下を引き起こす。 BTA is BTA is a new deposit during drying and remaining, causing reduced reliability of the semiconductor device. また、銅配線表面はCu−BTA Further, the copper wiring surface is Cu-BTA
化合物で覆われているので腐食はしない。 No corrosion are covered with compound. そこで純水による洗浄時間は、残留したBTAを取り除くために充分な時間が望ましい。 Therefore cleaning time with pure water is sufficient time to remove residual BTA is desirable.

【0024】次に本発明の実施例における洗浄液中に添加するBTA濃度と銅配線の腐食速度との関係を図5に示す。 [0024] Then the relationship between the corrosion rate of the BTA concentration and copper wiring to be added to the washing solution in the embodiment of the present invention shown in FIG. 純水中にBTAを添加した場合、その濃度が、およそ10~ 5 mol・dm~ 2よりも高くなると、銅配線の腐食速度が純水中の腐食速度に比べ1桁小さくなった。 If the addition of BTA in deionized water, the concentration becomes higher than approximately 10 ~ 5 mol · dm ~ 2 , the corrosion rate of copper wiring has become an order of magnitude smaller than the corrosion rate of pure water.
このことより、洗浄液中に含有するBTA濃度は2×1 From this fact, BTA concentration 2 × 1 containing in the cleaning solution
0~ 6 〜10~ 1 mol・dm~ 2が望ましい。 0 ~ 6 ~10 ~ 1 mol · dm ~ 2 is desirable. 10~ 1 mol 10 ~ 1 mol
・dm~ 2以上では溶解度を超えるため、BTAが析出するので好ましくない。 · Dm ~ to exceed the solubility is 2 or more is not preferable because BTA is deposited. 本実施例により、洗浄液として純水を単独で用いたのと比較して、銅配線の腐食速度が1 According to this embodiment, as compared with the pure water is used alone as the washing solution, the corrosion rate of copper wiring 1
桁以上低減でき、耐食性に優れた銅配線を形成する手段を提供できる。 Can be reduced digits or more, provide a means for forming an excellent copper wiring corrosion resistance.

【0025】次に基板上に銅を含む配線パターンを形成した後、その銅配線パタ−ンを水溶液で洗浄する洗浄工程で用いられる本発明に係る半導体装置の洗浄装置の構成を表す実施例を図6に示す。 [0025] Then after forming a wiring pattern containing copper on a substrate, the copper wiring pattern - an example illustrating the structure of a cleaning apparatus for a semiconductor device according to the present invention used in the cleaning step of cleaning the emissions with an aqueous solution It is shown in Figure 6. 原水から凝集、濾過、イオン交換等のプロセスをとうして得られた1次純水1の一部を溶液槽2に溜め、そこに注入器3から銅イオンを注入する。 Aggregation from the raw water, filtered, the portion of the primary pure water 1 obtained shaken by a process such as ion-exchange reservoir solution tank 2 is injected copper ions from the injector 3 there. そしてこの銅イオン含有水溶液と2次純水4 Then the copper ion-containing solution and a secondary pure water 4
とを混合器5で所定の濃度に混合する。 DOO mixed to a predetermined concentration in the mixer 5. 銅イオンの濃度は混合器5中に設置した銅イオン濃度モニタあるいは電気伝導度計等の濃度検出手段6で監視し、所定の濃度になるように銅イオンの注入量を制御する。 The concentration of the copper ions is monitored by a concentration detection means 6 of the copper ion concentration monitor or electrical conductivity meter or the like placed in the mixer 5, and controls the injection amount of the copper ions to a predetermined concentration. こうして調整された水溶液で銅配線の形成されたシリコンウエハ洗浄し、洗浄後の水溶液の一部は排水され、残りは一次純水系に戻され、再利用される。 Thus in a coordinated solution and silicon wafer cleaning is formed of copper wire, a portion of the aqueous solution after washing is drained and the remainder is returned to the primary pure water system for reuse. 銅イオンの代わりにBTA BTA in place of the copper ion
を注入しても良い。 It may be injected.

【0026】 [0026]

【発明の効果】本発明によれば、銅イオンあるいはBT According to the present invention, copper ions or BT
Aの防食効果により、半導体装置に形成された極細の銅配線の純水による腐食を抑制できる。 The anticorrosion effect of A, can inhibit corrosion with pure water of the copper wiring of ultrafine formed in the semiconductor device.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明の実施例による半導体装置の製造方法を示す図である。 Is a diagram showing a manufacturing method of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention; FIG.

【図2】本発明を施したときの銅イオン濃度と腐食速度との関係を示す図である。 Is a diagram showing the relationship between the copper ion concentration and corrosion rates in Figure 2 when subjected to the present invention.

【図3】純水中における銅イオンと電気伝導度との関係を示した図である。 3 is a diagram showing the relationship between the copper ion and the electric conductivity in pure water.

【図4】本発明の他の実施例による半導体装置の製造方法を示す図である。 Is a diagram illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to another embodiment of the present invention; FIG.

【図5】本発明を施したときのBTA濃度と腐食速度との関係を示す図である。 5 is a diagram showing the relationship between the concentration of BTA and corrosion rate when subjected to the present invention.

【図6】本発明の実施例に用いる洗浄液の製造装置の構成を示した図である。 6 is a diagram showing the configuration of the cleaning liquid preparation apparatus used in an embodiment of the present invention.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1 一次純水 2 溶液槽 3 Cuイオン注入器 4 二次純水槽 5 混合器 6 濃度検出手段 1 primary pure water 2 solution chamber 3 Cu ion implanter 4 secondary deionized water tank 5 mixer 6 concentration detector

Claims (7)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 基板上に銅配線パターンを形成した後、 1. A after forming a copper wiring pattern on a substrate,
    その銅配線パタ−ンを銅イオンを含有する水溶液により洗浄する工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 The method of manufacturing a semiconductor device characterized by comprising the step of cleaning the emissions with an aqueous solution containing copper ions - the copper wiring pattern.
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の半導体装置の製造方法において、水溶液中の銅イオン濃度は、5×10~ 8 〜5 2. A method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, copper ion concentration in the aqueous solution, 5 × 10 ~ 8 ~5
    ×10~ 6 mol・dm~ 2であることを特徴とする半導体装置の製造方法。 The method of manufacturing a semiconductor device which is a × 10 ~ 6 mol · dm ~ 2.
  3. 【請求項3】 請求項1又は2に記載の半導体装置の製造方法において、水溶液の銅イオンによる電気伝導度は、0.07〜1.0μS/cmであることを特徴とする半導体装置の製造方法。 3. A method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1 or 2, electrical conductivity of copper ions of the aqueous solution, the manufacture of semiconductor devices which is a 0.07~1.0μS / cm Method.
  4. 【請求項4】 基板上に銅配線パターンを形成した後、 4. After forming a copper wiring pattern on a substrate,
    その銅配線パタ−ンをベンゾトリアゾールを含有する水溶液により洗浄する工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 The method of manufacturing a semiconductor device characterized by comprising the step of cleaning the emissions with an aqueous solution containing benzotriazole - the copper wiring pattern.
  5. 【請求項5】 請求項4に記載の半導体装置の製造方法において、水溶液中のベンゾトリアゾール濃度は、2× 5. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 4, benzotriazole concentration in aqueous solution, 2 ×
    10~ 6 〜10~ 1 mol・dm~ 2であることを特徴とする半導体装置の製造方法。 The method of manufacturing a semiconductor device which is a 10 ~ 6 ~10 ~ 1 mol · dm ~ 2.
  6. 【請求項6】 基板上に銅を含む配線パターンを形成した後、その銅配線パタ−ンを水溶液で洗浄する洗浄工程で用いられる半導体装置の洗浄装置であって、前記水溶液は銅イオンを含み、その銅イオン濃度を検出する濃度検出手段と、この検出手段からの信号に基づいて前記水溶液中に銅イオンを供給する供給手段とを備えたことを特徴とする半導体装置の洗浄装置。 6. After formation of the wiring pattern including copper on a substrate, the copper wiring pattern - a cleaning apparatus for a semiconductor device used in a cleaning step of cleaning the emissions with an aqueous solution, the aqueous solution comprises copper ions cleaning apparatus for a semiconductor device comprising a concentration detector for detecting the concentration of copper ions, further comprising a supply means for supplying copper ions to the aqueous solution on the basis of a signal from the detecting means.
  7. 【請求項7】 基板上に銅を含む配線パターンを形成した後、その銅配線パタ−ンを水溶液で洗浄する洗浄工程で用いられる半導体装置の洗浄装置であって、前記水溶液はベンゾトリアゾールを含み、そのベンゾトリアゾール濃度を検出する濃度検出手段と、この検出手段からの信号に基づいて前記水溶液中にベンゾトリアゾールを供給する供給手段とを備えたことを特徴とする半導体装置の洗浄装置。 7. After forming a wiring pattern containing copper on a substrate, the copper wiring pattern - a cleaning apparatus for a semiconductor device used in a cleaning step of cleaning the emissions with an aqueous solution, the aqueous solution comprises a benzotriazole cleaning apparatus for a semiconductor device comprising a concentration detector for detecting the benzotriazole concentration, that a supply means for supplying a benzotriazole in said aqueous solution on the basis of a signal from the detecting means.
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