JPH1050647A - Cleaning soln. and cleaning method using the same - Google Patents

Cleaning soln. and cleaning method using the same

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JPH1050647A
JPH1050647A JP9121087A JP12108797A JPH1050647A JP H1050647 A JPH1050647 A JP H1050647A JP 9121087 A JP9121087 A JP 9121087A JP 12108797 A JP12108797 A JP 12108797A JP H1050647 A JPH1050647 A JP H1050647A
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JP
Japan
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cleaning
liquid crystal
crystal display
alcohol
display device
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JP9121087A
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Japanese (ja)
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Shohitsu Tei
承弼 鄭
Zaiin So
在寅 宋
Koshu Boku
興秀 朴
Eihan Ko
永範 高
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Samsung Electronics Co Ltd
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Samsung Electronics Co Ltd
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    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02041Cleaning
    • H01L21/02057Cleaning during device manufacture
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C11ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11DDETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D2111/00Cleaning compositions characterised by the objects to be cleaned; Cleaning compositions characterised by non-standard cleaning or washing processes
    • C11D2111/10Objects to be cleaned
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the re-deposition of contaminant particles by using a cleaning soln. contg. hydrogen fluoride, alcohol and ioneliminated water in specified vol.% ranges to hold a good profile after cleaning. SOLUTION: Hydrogen fluoride of 0.01-20vol.%, alcohol of 50-99.98vol.% and ion-eliminated water of 0.01-49.9vol.% are used. Alcohol mixes well with water and does not leave residues on the wafer surface. When alcohol is used for cleaning the surface of a polysilicon layer, a very thin alcohol film is formed on the wafer surface to thereby prevent an abrupt growth of an oxide fiber on the polysilicon layer surface and also suppress the re-deposition of contaminants in the air.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子または
液晶表示素子(LCD)の製造時に用いられる洗浄溶液
およびそれを用いた洗浄方法に関する。より詳しくは、
通常の半導体素子または液晶表示素子の製造時に発生す
るポリマー、金属物質および食刻残留物などのような汚
染物質および自然酸化膜などを取り除くための洗浄溶液
およびそれを用いた洗浄方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cleaning solution used for manufacturing a semiconductor device or a liquid crystal display device (LCD) and a cleaning method using the same. More specifically,
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cleaning solution for removing contaminants such as polymers, metal substances, and etching residues, and natural oxide films generated during the manufacture of a general semiconductor device or a liquid crystal display device, and a cleaning method using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体素子は、シリコンウェーハの上に
各種の半導体用薄膜を順次積層し、イオン仕込み、食刻
工程または化学機械的研磨工程(CMP)などのような
各種の化学的および機械的工程を用いて前記薄膜を加工
することにより製作される。
2. Description of the Related Art Semiconductor devices are formed by sequentially laminating various thin films for semiconductor on a silicon wafer, and performing various chemical and mechanical processes such as ion preparation, etching process or chemical mechanical polishing process (CMP). It is manufactured by processing the thin film using a process.

【0003】かつ、液晶表示素子は、液晶の流動性と結
晶の光学的な性質を兼ねた液体と固体との中間性質を有
する液晶を用いて製造される代表的な表示素子であっ
て、その製造工程は半導体素子の製造工程と類似してい
る。
A liquid crystal display device is a typical display device manufactured using a liquid crystal having an intermediate property between a liquid and a solid, which has both the fluidity of the liquid crystal and the optical properties of the crystal. The manufacturing process is similar to the semiconductor device manufacturing process.

【0004】ところが、前記半導体素子または液晶表示
素子の製造時には各製造段階で各種の金属粒子、ポリマ
ーなどのような汚染物質および自然酸化膜が発生する
が、これを放置する場合には、半導体素子または液晶表
示素子の誤動作を誘発するだけでなく、収率の低下も引
き起こす。
However, when manufacturing the semiconductor device or the liquid crystal display device, various contaminants such as metal particles and polymers and a natural oxide film are generated at each manufacturing stage. Alternatively, not only may the liquid crystal display element malfunction, but also the yield may decrease.

【0005】さらに、電子機器の高速化、高性能化およ
び小型化に伴い集積度は高まり、各種の多層薄膜が積層
された微細パターンを形成する上で、この汚染源は非常
に深刻な問題となる。
[0005] Furthermore, as the speed, performance, and miniaturization of electronic equipment increase, the degree of integration increases, and this contamination source becomes a very serious problem in forming a fine pattern in which various multilayer thin films are stacked. .

【0006】したがって、半導体素子または液晶表示素
子の性能および収率低下の原因となる各種の汚染物質お
よび自然酸化膜などを取り除く洗浄過程は、非常に大事
な工程中の一つである。
[0006] Therefore, a cleaning process for removing various contaminants and a natural oxide film that may cause a decrease in the performance and yield of a semiconductor device or a liquid crystal display device is one of very important processes.

【0007】このような洗浄工程が必須的に求められる
工程の例としては、(1)乾式食刻により導電層を露出
させるコンタクトホールの形成工程の以後、(2)拡散
工程、特に熱酸化膜の形成段階の以前、(3)感光膜パ
ターンを形成する写真食刻工程の以前、または(4)半
導体基板の平坦化のための研摩工程の以後などがある。
[0007] Examples of the steps where such a cleaning step is essentially required include (1) a step of forming a contact hole for exposing a conductive layer by dry etching, and (2) a diffusion step, particularly a thermal oxide film. Before (3) a photolithography process for forming a photosensitive film pattern, or (4) after a polishing process for planarizing a semiconductor substrate.

【0008】例えば、乾式食刻により導電膜を露出させ
るコンタクトホールの形成段階の以後の洗浄工程につい
て説明する。
For example, a description will be given of a cleaning process after the step of forming a contact hole for exposing a conductive film by dry etching.

【0009】半導体素子の製造時、相異なる導電膜を連
結させるためには、下部導電膜に形成された酸化膜を食
刻して下部導電膜の一部を露出させてコンタクトホール
を形成し、この上に上部導電膜を積層する。
In manufacturing a semiconductor device, in order to connect different conductive films, a contact hole is formed by etching an oxide film formed on the lower conductive film to expose a portion of the lower conductive film. An upper conductive film is laminated thereon.

【0010】コンタクトホールの形成時、下部導電膜の
食刻工程は等方性特性を有する湿式食刻方法でも行われ
るが、この湿式食刻方法は微細なコンタクトホールの形
成には不向きである。これにより、現在は、異方性食刻
特性を有する乾式食刻により下部導電膜を食刻すること
によりコンタクトホールを形成する方法を用いている。
When forming the contact hole, the etching process of the lower conductive film may be performed by a wet etching method having isotropic characteristics, but this wet etching method is not suitable for forming a fine contact hole. Accordingly, at present, a method of forming a contact hole by etching the lower conductive film by dry etching having anisotropic etching characteristics is used.

【0011】しかしながら、コンタクトホールの形成
後、前記コンタクトホールが大気中に露出されると、コ
ンタクトホールの底面に自然酸化膜が発生し、前記コン
タントホールの側壁および底面に食刻残留物、金属物質
などの汚染物質が生じて製品の収率および信頼性に致命
的な影響を及ぼす。このなかでも、食刻残留物は、食刻
ガス、フォトレジスト成分および酸化物質などが相互に
反応して形成された高分子物質であり、食刻チャンバか
ら逆に汚染された一部の金属を含むこともある。
However, when the contact hole is exposed to the atmosphere after the formation of the contact hole, a natural oxide film is formed on the bottom surface of the contact hole, and etching residues and metal are formed on the side wall and the bottom surface of the contact hole. Contaminants, such as materials, can have a fatal impact on product yield and reliability. Among them, the etching residue is a polymer substance formed by the mutual reaction of an etching gas, a photoresist component, an oxidizing substance, etc., and removes some contaminated metal from the etching chamber. May include.

【0012】このような自然酸化膜および/または汚染
物質などが発生すると、コンタクト抵抗が増えて半導体
素子の性能は低下するか、その性能に致命的な欠陥が発
生する。したがって、半導体素子の性能を改善しようと
すると、コンタクトホールを洗浄して自然酸化膜および
汚染物質などを取り除くことにより、コンタクト抵抗を
低下させなければならない。
When such a natural oxide film and / or contaminants are generated, the contact resistance increases and the performance of the semiconductor device is reduced, or a fatal defect occurs in the performance. Therefore, in order to improve the performance of the semiconductor device, it is necessary to lower the contact resistance by cleaning the contact hole to remove a natural oxide film and contaminants.

【0013】しかしながら、最近では、コンタクトホー
ルのアスペクト比(aspect ratio)が増えるにつれて、
コンタクトホールの底面に残留する金属性汚染物質、粒
子相汚染物質、食刻残留物などの各種の汚染物質の除去
がより困難になりつつある。
However, recently, as the aspect ratio of a contact hole has increased,
It is becoming more difficult to remove various contaminants such as metallic contaminants, particle phase contaminants, and etching residues remaining on the bottom surface of the contact holes.

【0014】通常、コンタクトホールの洗浄溶液として
は、脱イオン水に希釈されたフッ化水素酸が主に用いら
れている。
Usually, hydrofluoric acid diluted in deionized water is mainly used as a contact hole cleaning solution.

【0015】しかしながら、フッ化水素酸希釈液は、上
述した各種の汚染物質に対する除去力に優れていないの
みならず、コンタクトホールの側壁をなす異種の酸化膜
に対して相異なる食刻率を示すので、コンタクトホール
の側壁のプロファイルをひどく変形させ、後続くコンタ
クトホールの埋め込み工程でボイドが形成されるなどの
問題点が発生する。さらに、一部の酸化膜(例えば、I
LD層)の食刻率が高すぎる場合は、洗浄工程時の工程
マージンを確保しにくくなる。
However, the dilute hydrofluoric acid solution is not only excellent in removing the above-mentioned various contaminants, but also exhibits different etching rates for different oxide films forming the side walls of the contact holes. Therefore, the profile of the side wall of the contact hole is severely deformed, and a problem such as formation of a void in a subsequent contact hole filling step occurs. Further, some oxide films (for example, I
If the etching rate of the LD layer is too high, it becomes difficult to secure a process margin in the cleaning process.

【0016】図1は、従来の洗浄溶液、すなわちフッ化
水素酸希釈液を用いてコンタクトホールを洗浄するとき
に発生する問題点を示す図面であり、参照番号10は半
導体基板を、20はプラズマ酸化膜を、30は低圧化学
気相蒸着膜を、40はBPSG(Borophosphosilicate
glass )膜を、50はコンタクトホールをそれぞれ示
す。
FIG. 1 is a view showing a problem that occurs when a contact hole is cleaned using a conventional cleaning solution, that is, a diluted solution of hydrofluoric acid. Reference numeral 10 denotes a semiconductor substrate, and reference numeral 20 denotes a plasma. An oxide film, 30 is a low pressure chemical vapor deposition film, and 40 is BPSG (Borophosphosilicate).
glass), and 50 indicates a contact hole.

【0017】ところが、コンタクトホール内に残留する
汚染物質を取り除くため、従来の洗浄溶液を用いてコン
タクトホール50の側壁をなす酸化物系列の層、すなわ
ち、プラズマ酸化膜20、低圧化学気相蒸着膜30およ
びBPSG膜40を食刻する場合、各酸化膜はフッ化水
素に対して相異なる食刻率を示すので、食刻率の調節が
容易でない。かつ、酸化膜はフッ化水素と非常に活発に
反応するので、過多に食刻しやすい。したがって、コン
タクトホールの内壁が不均一なプロファイルを有する。
However, in order to remove contaminants remaining in the contact hole, a conventional cleaning solution is used to form an oxide-based layer forming a side wall of the contact hole 50, that is, a plasma oxide film 20, a low-pressure chemical vapor deposition film. When etching the 30 and the BPSG film 40, since each oxide film has a different etching rate for hydrogen fluoride, it is not easy to adjust the etching rate. In addition, the oxide film reacts very actively with hydrogen fluoride, so that it is easily etched excessively. Therefore, the inner wall of the contact hole has an uneven profile.

【0018】このように不均一なプロファイルを有する
コンタクトホールに金属などを充填する後続く工程が行
われると、コンタクトホールの内部にはボイドが発生す
ることにより半導体素子の収率および信頼性が低くな
る。
When a subsequent step of filling a contact hole having a non-uniform profile with a metal or the like is performed, voids are generated inside the contact hole, thereby lowering the yield and reliability of the semiconductor device. Become.

【0019】かつ、BC(Buried Contact)と呼ばれる
ストレージ電極用のコンタクトにおいては、半導体素子
の高集積化に伴い、ビットラインとゲートとのマージン
を確保することが困難である。したがって、従来の洗浄
溶液を用いてコンタクトホールを洗浄すると、ビットラ
インおよびゲートがコンタントホールの内部に露出され
ることがある。
In a contact for a storage electrode called a BC (Buried Contact), it is difficult to secure a margin between a bit line and a gate due to high integration of a semiconductor element. Therefore, if the contact hole is cleaned using a conventional cleaning solution, the bit line and the gate may be exposed inside the contact hole.

【0020】下記の反応式1にフッ化水素酸のイオン化
反応を示した。
The following reaction formula 1 shows the ionization reaction of hydrofluoric acid.

【0021】[0021]

【化1】 Embedded image

【0022】この式からわかるように、イオン化反応の
結果としてHF2 - が発生するが、これは、溶液状態で
平衡をなす中性のHFとともにコンタクトホールの底面
に形成された自然酸化膜およびコンタクトホールの側壁
をなす酸化膜と活発に反応して溶解性および揮発性に優
れるSiF4 を形成することにより、前記自然酸化膜お
よび酸化膜を取り除く。しかしながら、前記HF2 -
過度に発生するので、各酸化膜に対する食刻率の調節が
困難であり、酸化膜の過多食刻現象が発生しやすい。
As can be seen from this equation, HF 2 - is generated as a result of the ionization reaction, which is caused by a natural oxide film and a contact formed on the bottom surface of the contact hole together with neutral HF in equilibrium in a solution state. The natural oxide film and the oxide film are removed by actively reacting with the oxide film forming the side wall of the hole to form SiF 4 having excellent solubility and volatility. However, since the HF 2 - is excessively generated, it is difficult to adjust the etching rate for each oxide film, and an excessive etching phenomenon of the oxide film is likely to occur.

【0023】かつ、食刻反応後の水素イオンにより酸化
膜表面のゼータ電位(zeta potential)がポジティブ化
されるので、後続く工程を行うために半導体素子を大気
中に長時間かけて放置する場合、大気中の汚染粒子がコ
ンタクトホール内に再び取り付けられる。したがって、
後続く工程のための待機時間を最小としなければならな
いという工程上の負担がある。
In addition, since the zeta potential on the surface of the oxide film is made positive by the hydrogen ions after the etching reaction, when the semiconductor element is left in the air for a long time to perform the subsequent steps. The atmospheric contaminant particles are reattached in the contact hole. Therefore,
There is a process burden that waiting time for subsequent processes must be minimized.

【0024】従来の洗浄溶液を用いる場合に伴われる他
の問題は、ウェーハの表面上にウォータマークまたは非
乾燥性残留物が発生するということである。すなわち、
段差を有する、親水性である酸化膜と疎水性であるポリ
シリコン膜が同時に露出される場合、洗浄段階の以後に
疎水性膜と親水性膜との段差領域に残留する脱イオン水
がシリコンウェーハの表面で大気中の酸素と反応してH
2 SiO3 を形成することにより、ウォータマークを発
生させる。したがって、残留する脱イオン水を取り除く
ための乾燥段階が求められる。この段階では、通常、I
PA(isopropylalcolhol)蒸気相乾燥法が用いられる。
しかしながら、この方法には次のような短所がある。第
一に、乾燥時に求められる各種の条件を精密に保つこと
が困難であり、第二に、乾燥後のウェーハの表面上に他
の欠点が発生するおそれが高く、第三に、乾燥工程に用
いられるIPA蒸気相乾燥器が高コストである。
Another problem associated with using conventional cleaning solutions is that watermarks or non-drying residues are generated on the surface of the wafer. That is,
If the hydrophilic oxide film and the hydrophobic polysilicon film having a step are exposed at the same time, deionized water remaining in the step region between the hydrophobic film and the hydrophilic film after the cleaning step may be removed from the silicon wafer. Reacts with atmospheric oxygen on the surface of
Water marks are generated by forming 2 SiO 3 . Therefore, a drying step is needed to remove residual deionized water. At this stage, I
A PA (isopropylalcolhol) vapor phase drying method is used.
However, this method has the following disadvantages. First, it is difficult to precisely maintain various conditions required during drying, second, there is a high possibility that other defects will occur on the surface of the wafer after drying, and third, the drying process The IPA vapor phase dryer used is expensive.

【0025】したがって、上述した多数の問題点を克服
する洗浄溶液に対する必要性が強く求められている。
Accordingly, there is a strong need for a cleaning solution that overcomes many of the problems discussed above.

【0026】[0026]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、有機
および無機成分に優れる溶解度を持ち、洗浄後にも良好
なプロファイルを保ち、汚染粒子の再取り付け現象を防
止することのできる半導体素子および液晶表示素子用の
洗浄溶液を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a semiconductor device and a liquid crystal having excellent solubility in organic and inorganic components, maintaining a good profile even after washing, and capable of preventing the reattachment of contaminating particles. An object of the present invention is to provide a cleaning solution for a display element.

【0027】かつ、本発明の他の目的は、前記洗浄溶液
を用いた半導体素子または液晶表示素子の洗浄方法を提
供することにある。
Another object of the present invention is to provide a method for cleaning a semiconductor device or a liquid crystal display device using the cleaning solution.

【0028】[0028]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明は、0.01〜20体積%のフッ化水素、50
〜99.8体積%のアルコールおよび0.01〜49.
9体積%の脱イオン水を含むことを特徴とする半導体素
子または液晶表示素子用の洗浄溶液を提供する。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a method for producing a liquid containing 0.01 to 20% by volume of hydrogen fluoride, 50% by volume.
9999.8% by volume of alcohol and 0.01-49.
A cleaning solution for a semiconductor device or a liquid crystal display device, comprising 9% by volume of deionized water.

【0029】前記他の目的を達成するために本発明は、
半導体素子または液晶表示素子の洗浄方法において、
0.01〜20体積%のフッ化水素、50〜99.8体
積%のアルコールおよび0.01〜49体積%の脱イオ
ン水を含む洗浄溶液で前記半導体素子または液晶表示素
子の表面を洗浄する段階を含むことを特徴とする半導体
素子または液晶表示素子の洗浄方法を提供する。
In order to achieve the other object, the present invention provides:
In the method for cleaning a semiconductor element or a liquid crystal display element,
Cleaning the surface of the semiconductor device or the liquid crystal display device with a cleaning solution containing 0.01 to 20% by volume of hydrogen fluoride, 50 to 99.8% by volume of alcohol, and 0.01 to 49% by volume of deionized water; A method of cleaning a semiconductor device or a liquid crystal display device, comprising the steps of:

【0030】前記半導体素子または液晶表示素子用の洗
浄溶液およびそれを用いる洗浄方法において、前記洗浄
溶液中のアルコールは、望ましくは、メタノール、エタ
ノールまたはイソプロピルアルコール、より望ましく
は、イソプロピルアルコールである。
In the cleaning solution for a semiconductor device or a liquid crystal display device and the cleaning method using the same, the alcohol in the cleaning solution is preferably methanol, ethanol or isopropyl alcohol, and more preferably isopropyl alcohol.

【0031】また、前記半導体素子または液晶表示素子
用の洗浄溶液は、(1)半導体素子または液晶表示素子
の基板を乾式食刻して導電層を露出させるコンタクトホ
ールの形成工程の以後に行われる洗浄工程で、(2)半
導体素子または液晶表示素子の基板表面に熱酸化膜を形
成する前に行われる洗浄工程で、(3)感光膜パターン
を形成する写真食刻工程の以前に行われる半導体素子ま
たは液晶表示素子の基板洗浄工程で、または(4)ポリ
シリコン膜を露出させる工程の以後に行われる半導体素
子または液晶表示素子の基板洗浄工程で、用いられるこ
とを特徴とするものである。
Further, the cleaning solution for the semiconductor element or the liquid crystal display element is performed after (1) a step of forming a contact hole for exposing a conductive layer by dry-etching a substrate of the semiconductor element or the liquid crystal display element. In the cleaning process, (2) a cleaning process performed before forming a thermal oxide film on a substrate surface of a semiconductor device or a liquid crystal display device, and (3) a semiconductor performed before a photolithography process of forming a photosensitive film pattern. The method is characterized in that it is used in a substrate cleaning step of an element or a liquid crystal display element, or in (4) a semiconductor element or liquid crystal display element substrate cleaning step performed after the step of exposing the polysilicon film.

【0032】[0032]

【発明の実施の形態】以下、添付した図面に基づき本発
明の実施の形態を詳しく説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

【0033】アルコールは、水との混合性が良くて洗浄
工程の以後にもウェーハの表面に残留物を残さない。か
つ、アルコールを用いてポリシリコン層の表面を洗浄す
る場合、ウェーハの表面に超薄のアルコール膜を形成す
ることにより、ポリシリコン層の表面に酸化膜の急激な
成長を防止し、大気中の汚染物質の再取り付け現象も抑
える。かつ、湿潤性を向上させることにより、ポリシリ
コン層にウォータマークが生成される現象も防止するこ
とができる。
Alcohol has good miscibility with water and does not leave any residue on the wafer surface after the cleaning process. In addition, when cleaning the surface of the polysilicon layer using alcohol, by forming an ultra-thin alcohol film on the surface of the wafer, the rapid growth of the oxide film on the surface of the polysilicon layer is prevented, and the The phenomenon of reattachment of pollutants is also suppressed. In addition, by improving the wettability, it is possible to prevent a phenomenon that a watermark is generated in the polysilicon layer.

【0034】かつ、本発明の洗浄溶液を用いてスピンド
ライする場合、上述したように通常のIPA蒸気相の乾
燥時、誘発する可能性のある多数の問題点を克服できる
という利点がある。
In addition, spin drying using the cleaning solution of the present invention has the advantage that it can overcome a number of problems that may be induced when drying the normal IPA vapor phase as described above.

【0035】図2は、本発明の洗浄溶液を用いてコンタ
クトホールを洗浄する場合を示す。図2において、参照
番号10は半導体基板を、20はプラズマ酸化膜を、3
0は低圧化学気相蒸着膜を、40はBPSG膜を、50
はコンタクトホールをそれぞれ示す。本発明の洗浄溶液
においては、フッ化水素、アルコールおよび脱イオン水
(DIW;Deionized water )の添加量を調節すること
により、汚染物質を含んでいるコンタクトホールの底面
の自然酸化膜およびコンタクトホールの側壁をなす酸化
膜を各食刻率に応じて注意深く食刻する。したがって、
図2に示したように、コンタクトホールの側壁が割合平
坦な所望のプロファイルを得ることができる。
FIG. 2 shows a case where a contact hole is cleaned using the cleaning solution of the present invention. In FIG. 2, reference numeral 10 denotes a semiconductor substrate, 20 denotes a plasma oxide film,
0 is a low pressure chemical vapor deposition film, 40 is a BPSG film, 50
Indicates a contact hole. In the cleaning solution of the present invention, by adjusting the amounts of hydrogen fluoride, alcohol and deionized water (DIW) added, the natural oxide film on the bottom surface of the contact hole containing the contaminant and the contact hole are removed. The oxide film forming the side wall is carefully etched according to each etching rate. Therefore,
As shown in FIG. 2, a desired profile in which the side wall of the contact hole is relatively flat can be obtained.

【0036】本発明による洗浄溶液を用いた洗浄方法
を、下記の反応式2に示したイオン化反応式により説明
する。
The cleaning method using the cleaning solution according to the present invention will be described with reference to the following ionization reaction formula (2).

【0037】[0037]

【化2】 Embedded image

【0038】上記式中、Rはメチル、エチルまたはイソ
プロピル基である。
In the above formula, R is a methyl, ethyl or isopropyl group.

【0039】前記反応式2に示したように、本発明の洗
浄溶液中のアルコールはフッ化水素と反応してHF2 -
を発生するが、この発生量はフッ化水素と脱イオン水と
の反応により発生するHF2 - よりはわずかである。し
かしながら、洗浄溶液中の脱イオン水含量が増えると、
HF2 - の発生量が増大する。すなわち、洗浄溶液中の
アルコール含量が増えると、HF2 - の発生量が減少し
て酸化膜に対する食刻率が低くなるが、アルコールの量
が減少して脱イオン水の量が増えると、HF2 - の発生
量は増えつつ酸化膜に対する食刻率も高くなる。
[0039] As shown in Reaction Scheme 2, the alcohol in the wash solution of the present invention is reacted with hydrogen fluoride HF 2 -
Generates, this generation amount HF 2 generated by the reaction of hydrogen fluoride and deionized water - is slightly more. However, as the content of deionized water in the washing solution increases,
HF 2 - amount of generation increases. That is, when the alcohol content of the wash solution is increased, HF 2 - in but generation amount etch rate is lowered for reduction to the oxide film, the amount of alcohol decreases the amount of deionized water increases, HF 2 - generation amount also increases etch rate for the oxide film growing in.

【0040】したがって、上述したように、洗浄溶液中
のフッ化水素、アルコールおよび脱イオン数の添加量を
調節することにより、コンタクトホールの底面に形成さ
れた自然酸化膜およびコンタクトホールの側壁をなす相
異なる食刻率を有する酸化膜に対する食刻率を調節して
所望のプロファイルが得られるのみならず、コンタクト
ホール内の各種の汚染物質も取り除くという効果も得ら
れる。
Therefore, as described above, the natural oxide film formed on the bottom surface of the contact hole and the side wall of the contact hole are formed by adjusting the amounts of hydrogen fluoride, alcohol and the number of deionized ions in the cleaning solution. By controlling the etching rates for oxide films having different etching rates, not only a desired profile can be obtained, but also various pollutants in the contact holes can be removed.

【0041】特に、下記の表1に示したように、本発明
の洗浄溶液は、通常のフッ化水素酸希釈液に比べて化学
気相蒸着、イオン仕込み、または乾式食刻後に多量に発
生する金属性汚染物質に対する洗浄に優れる。
In particular, as shown in Table 1 below, the cleaning solution of the present invention is generated in a larger amount after chemical vapor deposition, ion preparation, or dry etching as compared with a normal hydrofluoric acid diluted solution. Excellent for cleaning metallic contaminants.

【0042】[0042]

【表1】 [Table 1]

【0043】かつ、本発明は洗浄後のウェーハの表面上
に残留する粒子相汚染物質の除去にも効率よく用いられ
るが、下記の表2からわかるように、シリコンウェーハ
をHF+IPA+DIW(体積比;1:200:6)よ
りなる洗浄溶液中に10分間沈漬した場合、従来のSC
−1洗浄溶液(NH4 OH+H2 2 +DIW)と相当
に類似している水準の粒子相汚染物質の除去力を示す。
The present invention can also be used efficiently for removing particulate contaminants remaining on the surface of the cleaned wafer. As can be seen from Table 2 below, the silicon wafer is treated with HF + IPA + DIW (volume ratio: 1 : 200: 6), when immersed in a cleaning solution for 10 minutes.
-1 shows a washing solution (NH 4 OH + H 2 O 2 + DIW) and removal forces of considerable similar to levels have particle phase pollutants.

【0044】[0044]

【表2】 [Table 2]

【0045】前記表1および2の結果からわかるよう
に、本発明の洗浄溶液は金属性汚染物質および粒子相汚
染物質の両方に対して優れる洗浄力を示すので、SC−
1およびフッ化水素酸希釈液を順次に用いて行われた2
段階の洗浄段階を1段階とすることができる。
As can be seen from the results in Tables 1 and 2, the cleaning solution of the present invention exhibits excellent cleaning power against both metallic contaminants and particulate phase contaminants.
1 and 2 were performed sequentially using a hydrofluoric acid diluent.
The washing steps can be one step.

【0046】本発明の洗浄溶液およびそれを用いた洗浄
方法は、半導体素子または液晶表示素子でポリシリコン
層が露出される工程の以後にも効率よく適用される。特
に半導体素子または液晶表示素子の製造工程で乾式食刻
によるコンタクトホールの形成後の洗浄工程のみなら
ず、拡散工程の以前、特に熱酸化膜の形成前および写真
食刻工程の以前に行われる洗浄工程に望ましく適用され
る。さらに、洗浄後にも良好なコンタクトホールのプロ
ファイルを提供することができる。
The cleaning solution and the cleaning method using the same according to the present invention can be efficiently applied even after the step of exposing the polysilicon layer in a semiconductor device or a liquid crystal display device. Particularly, in the manufacturing process of a semiconductor device or a liquid crystal display device, not only a cleaning process after forming a contact hole by dry etching, but also a cleaning process before a diffusion process, particularly before a thermal oxide film is formed and before a photo etching process. It is desirably applied to the process. Further, a good contact hole profile can be provided even after cleaning.

【0047】[0047]

【発明の効果】本発明による洗浄溶液は、ポリシリコン
層の洗浄およびポリシリコン層と絶縁層が共存する場合
の洗浄に望ましく適用されるが、有機および無機性汚染
物質に対する洗浄効果および洗浄後の再取り付け防止効
果が優れるので、コンタクトホールの形成後、拡散工程
の以前または写真食刻工程の以前の洗浄工程時に望まし
く用いられる。特に、洗浄後にも、均一なコンタクトホ
ールのプロファイルを提供することにより、半導体素子
および液晶表示素子の性能および収率を向上させる。
The cleaning solution according to the present invention is desirably applied to the cleaning of the polysilicon layer and the cleaning when the polysilicon layer and the insulating layer coexist. However, the cleaning solution for the organic and inorganic contaminants and the cleaning after the cleaning are effective. Because of its excellent effect of preventing re-attachment, it is preferably used in a cleaning process before forming a contact hole and before a diffusion process or before a photolithography process. In particular, by providing a uniform contact hole profile even after cleaning, the performance and yield of semiconductor devices and liquid crystal display devices are improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 従来の洗浄溶液を用いて洗浄したコンタクト
ホールの断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a contact hole cleaned using a conventional cleaning solution.

【図2】 本発明による洗浄溶液を用いて洗浄したコン
タクトホールの断面図である。
FIG. 2 is a sectional view of a contact hole cleaned using a cleaning solution according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…半導体基板、 20…プラズマ酸化膜、 30…低圧化学気相蒸着膜、 40…BPSG膜、 50…コンタクトホール。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Semiconductor substrate, 20 ... Plasma oxide film, 30 ... Low pressure chemical vapor deposition film, 40 ... BPSG film, 50 ... Contact hole.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高 永範 大韓民国ソウル特別市瑞草區方背3洞1038 番地 大宇孝寧アパート105棟1003號 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Taka Yong-Nan 1038 No.3 Dong-dong 3, Seocho-gu, Seoul, Republic of Korea

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 0.01〜20体積%のフッ化水素、5
0〜99.8体積%のアルコールおよび0.01〜4
9.9体積%の脱イオン水を含むことを特徴とする半導
体素子または液晶表示素子用の洗浄溶液。
(1) 0.01 to 20% by volume of hydrogen fluoride;
0-99.8 vol% alcohol and 0.01-4
A cleaning solution for a semiconductor device or a liquid crystal display device, comprising 9.9% by volume of deionized water.
【請求項2】 前記アルコールがメタノール、エタノー
ルおよびイソプロピルアルコールよりなる群から選ばれ
たものであることを特徴とする請求項1に記載の半導体
素子または液晶表示素子用の洗浄溶液。
2. The cleaning solution according to claim 1, wherein the alcohol is selected from the group consisting of methanol, ethanol and isopropyl alcohol.
【請求項3】 前記アルコールがイソプロピルアルコー
ルであることを特徴とする請求項2に記載の半導体素子
または液晶表示素子用の洗浄溶液。
3. The cleaning solution for a semiconductor device or a liquid crystal display device according to claim 2, wherein the alcohol is isopropyl alcohol.
【請求項4】 半導体素子または液晶表示素子の基板を
乾式食刻して導電層を露出させるコンタクトホールの形
成工程の以後に行われる洗浄工程で用いられることを特
徴とする請求項1に記載の半導体素子または液晶表示素
子用の洗浄溶液。
4. The method according to claim 1, wherein the semiconductor device or the liquid crystal display device is used in a cleaning process performed after a process of forming a contact hole exposing a conductive layer by dry-etching a substrate of the liquid crystal display device. Cleaning solution for semiconductor devices or liquid crystal display devices.
【請求項5】 半導体素子または液晶表示素子の基板表
面に熱酸化膜を形成する前に行われる洗浄工程で用いら
れることを特徴とする請求項1に記載の半導体素子また
は液晶表示素子用の洗浄溶液。
5. The cleaning for a semiconductor element or a liquid crystal display element according to claim 1, wherein the cleaning step is performed in a cleaning step performed before forming a thermal oxide film on a substrate surface of the semiconductor element or the liquid crystal display element. solution.
【請求項6】 感光膜パターンを形成する写真食刻工程
の以前に行われる半導体素子または液晶表示素子の基板
洗浄工程で用いられることを特徴とする請求項1に記載
の半導体素子または液晶表示素子用の洗浄溶液。
6. The semiconductor device or the liquid crystal display device according to claim 1, wherein the semiconductor device or the liquid crystal display device is used in a substrate cleaning process of a semiconductor device or a liquid crystal display device performed before a photolithography process of forming a photosensitive film pattern. Cleaning solution.
【請求項7】 ポリシリコン膜を露出させる工程の以後
に行われる半導体素子または液晶表示素子の基板洗浄工
程で用いられることを特徴とする請求項1に記載の半導
体素子または液晶表示素子用の洗浄溶液。
7. The cleaning method for a semiconductor device or a liquid crystal display device according to claim 1, wherein the cleaning is performed in a substrate cleaning process of the semiconductor device or the liquid crystal display device performed after the step of exposing the polysilicon film. solution.
【請求項8】 半導体素子または液晶表示素子の洗浄方
法において、 0.01〜20体積%のフッ化水素、50〜99.8体
積%のアルコールおよび0.01〜49体積%の脱イオ
ン水を含む洗浄溶液で前記半導体素子または液晶表示素
子の表面を洗浄する段階を含むことを特徴とする半導体
素子または液晶表示素子の洗浄方法。
8. A method for cleaning a semiconductor element or a liquid crystal display element, comprising: 0.01 to 20% by volume of hydrogen fluoride, 50 to 99.8% by volume of alcohol, and 0.01 to 49% by volume of deionized water. Cleaning the semiconductor element or the liquid crystal display element with a cleaning solution containing the semiconductor element or the liquid crystal display element.
【請求項9】 前記アルコールがメタノール、エタノー
ルおよびイソプルピルアルコールよりなる群から選ばれ
たものであることを特徴とする請求項8に記載の半導体
素子または液晶表示素子の洗浄方法。
9. The method according to claim 8, wherein the alcohol is selected from the group consisting of methanol, ethanol and isopropyl alcohol.
【請求項10】 前記アルコールがイソプロピルアルコ
ールであることを特徴とする請求項9に記載の半導体素
子または液晶表示素子の洗浄方法。
10. The method for cleaning a semiconductor device or a liquid crystal display device according to claim 9, wherein the alcohol is isopropyl alcohol.
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