JPWO2021131451A5

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Publication number: JPWO2021131451A5
Application number: JP2021567079A
Authority: JP
Filing date: 2020-11-20
Publication date: 2022-08-08
Anticipated expiration: 2040-11-20

Claims

研磨粒子を含む研磨液を用いて化学機械研磨処理が施された半導体基板を、洗浄液を用いて洗浄する洗浄工程を含む、半導体基板の洗浄方法であって、
前記半導体基板が、金属を含み、
前記洗浄液の２５℃におけるｐＨが７超であり、
前記洗浄液は、
キレート剤と、
第１級アミン、第２級アミン及び第３級アミンからなる群より選択される少なくとも１種であり、且つ、共役酸の第１酸解離定数が８．０以上である成分Ａと、
防食剤と、を含み、
下記条件１を満たす、洗浄方法。
条件１：下記試験方法１で得られる接触角比率と下記試験方法２で得られる特定凝集度との積が、１５以下である。
試験方法１：前記半導体基板に含まれる前記金属からなる金属膜を表面に有する対象基板に対して、酸を用いて前記金属膜の前処理を行った後、前記前処理した金属膜の水に対する静的接触角を液滴法により測定し、第１接触角（°）を得る。また、前記対象基板に対して、酸を用いて前記金属膜の前処理を行った後、前記前処理した金属膜を前記洗浄液に１分間接触させる処理を行う。続いて、窒素ガスを吹き付けることにより前記金属膜の表面を乾燥させる乾燥処理を行う。前記乾燥処理により前記金属膜の表面を乾燥した後３分間以内に、前記金属膜の水に対する静的接触角を液滴法により測定し、第２接触角（°）を得る。前記第１接触角に対する前記第２接触角の比率を算出し、接触角比率を求める。
試験方法２：前記研磨液に、前記金属膜を構成する前記金属のイオンと塩化物イオンとの金属塩を、前記研磨液中での前記金属のイオンの濃度が０．０３ｍＭとなるように、添加する。前記金属塩を前記研磨液に溶解し、３０秒間静置した後、前記研磨液を、前記洗浄液に、前記洗浄液の全質量に対する前記研磨液の添加量が１質量％となるように、添加する。前記洗浄液を攪拌して、前記研磨粒子を分散させた後、３０秒間静置し、前記洗浄液から研磨粒子を取り出す。取り出した研磨粒子の平均２次粒子径を測定する。金属塩を添加する前の前記研磨液に含まれる研磨粒子の平均２次粒子径に対する、前記洗浄液から取り出した研磨粒子の平均２次粒子径の比率を算出し、特定凝集度を得る。
前記第２接触角が３０°以下である、請求項１に記載の洗浄方法。
前記試験方法２において測定された前記研磨粒子の平均２次粒子径が１００ｎｍ以下である、請求項１又は２に記載の洗浄方法。
前記試験方法２において算出された前記特定凝集度が、１～１０である、請求項１～３のいずれか１項に記載の洗浄方法。
前記洗浄液のｐＨが８．０～１２．０である、請求項１～４のいずれか１項に記載の洗浄方法。
前記成分Ａが、アミノアルコールを含む、請求項１～５のいずれか１項に記載の洗浄方法。
前記アミノアルコールが第１級アミノ基を有する、請求項６に記載の洗浄方法。
前記防食剤の含有量に対する前記アミノアルコールの含有量の質量比が、１～１００である、請求項６又は７に記載の洗浄方法。
前記防食剤が、下記式（１）で表される化合物Ｂ及び含窒素へテロ芳香族化合物からなる群より選択される少なくとも１種を含む、請求項１～８のいずれか１項に記載の洗浄方法。

式（１）中、Ｘ^１及びＸ^２は、それぞれ独立に親水性基を表す。
Ｘ^３～Ｘ^６は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表し、Ｘ^３～Ｘ^６の少なくとも１つが親水性基を表す。
また、Ｘ^３～Ｘ^６のうち隣り合う２つが互いに結合して、置換基を有してもよい環を形成してもよい。
前記含窒素へテロ芳香族化合物が、ピラゾール環を有する化合物又はピリミジン環を有する化合物を含む、請求項９に記載の洗浄方法。
前記キレート剤が、ホスホン酸系キレート剤及びアミノポリカルボン酸系キレート剤からなる群より選択される少なくとも１種を含む、請求項１～１０のいずれか１項に記載の洗浄方法。
前記防食剤の含有量に対する前記キレート剤の含有量の質量比が、０．０１～２０である、請求項１～１１のいずれか１項に記載の洗浄方法。
前記洗浄液が、２種以上の還元剤を更に含む、請求項１～１２のいずれか１項に記載の洗浄方法。
前記洗浄液が、非対称構造を有する第４級アンモニウム化合物を更に含む、請求項１～１３のいずれか１項に記載の洗浄方法。
前記洗浄液に含まれる水の含有量が、前記洗浄液の全質量に対して６０～９９質量％である、請求項１～１４のいずれか１項に記載の洗浄方法。
研磨粒子を含む研磨液を用いて化学機械研磨処理が施された半導体基板用の洗浄液であって、
前記洗浄液の２５℃におけるｐＨが７超であり、
キレート剤と、
第１級アミン、第２級アミン及び第３級アミンからなる群より選択される少なくとも１種であり、且つ、共役酸の第１酸解離定数が８．０以上である成分Ａと、
防食剤と、
水と、を含み、
水の含有量が、前記洗浄液の全質量に対して６０～９９質量％であり、
下記条件１を満たす、洗浄液。
条件１：下記試験方法１で得られる接触角比率と下記試験方法２で得られる特定凝集度との積が、１５以下である。
試験方法１：銅からなる金属膜を表面に有する対象基板に対して、酸を用いて前記金属膜の前処理を行った後、前記前処理した金属膜の水に対する静的接触角を液滴法により測定し、第１接触角（°）を得る。また、前記対象基板に対して、酸を用いて前記金属膜の前処理を行った後、前記前処理した金属膜を前記洗浄液に１分間接触させる処理を行う。続いて、窒素ガスを吹き付けることにより前記金属膜の表面を乾燥させる乾燥処理を行う。前記乾燥処理により前記金属膜の表面を乾燥した後３分間以内に、前記金属膜の水に対する静的接触角を液滴法により測定し、第２接触角（°）を得る。前記第１接触角に対する前記第２接触角の比率を算出し、接触角比率を求める。
試験方法２：前記研磨液に、塩化銅（ＩＩ）を、前記研磨液中でのＣｕ^２＋イオンの濃度が０．０３ｍＭとなるように添加する。塩化銅（ＩＩ）を前記研磨液に溶解し、３０秒間静置した後、前記研磨液を、前記洗浄液に、前記洗浄液の全質量に対する前記研磨液の添加量が１質量％となるように、添加する。前記洗浄液を攪拌して、前記研磨粒子を分散させた後、３０秒間静置し、前記洗浄液から研磨粒子を取り出す。取り出した研磨粒子の平均２次粒子径を測定する。塩化銅（ＩＩ）を添加する前の前記研磨液に含まれる研磨粒子の平均２次粒子径に対する、前記洗浄液から取り出した研磨粒子の平均２次粒子径の比率を算出し、特定凝集度を得る。
研磨粒子を含む研磨液を用いて化学機械研磨処理が施された半導体基板用の洗浄液であって、
前記洗浄液の２５℃におけるｐＨが７超であり、
キレート剤と、
第１級アミン、第２級アミン及び第３級アミンからなる群より選択される少なくとも１種であり、且つ、共役酸の第１酸解離定数が８．０以上である成分Ａと、
防食剤と、
水と、を含み、
水の含有量が、前記洗浄液の全質量に対して６０～９９質量％であり、
下記条件１を満たす、洗浄液。
条件１：下記試験方法１で得られる接触角比率と下記試験方法２で得られる特定凝集度との積が、１５以下である。
試験方法１：コバルトからなる金属膜を表面に有する対象基板に対して、酸を用いて前記金属膜の前処理を行った後、前記前処理した金属膜の水に対する静的接触角を液滴法により測定し、第１接触角（°）を得る。また、前記対象基板に対して、酸を用いて前記金属膜の前処理を行った後、前記前処理した金属膜を前記洗浄液に１分間接触させる処理を行う。続いて、窒素ガスを吹き付けることにより前記金属膜の表面を乾燥させる乾燥処理を行う。前記乾燥処理により前記金属膜の表面を乾燥した後３分間以内に、前記金属膜の水に対する静的接触角を液滴法により測定し、第２接触角（°）を得る。前記第１接触角に対する前記第２接触角の比率を算出し、接触角比率を求める。
試験方法２：前記研磨液に、塩化コバルト（ＩＩ）を、前記研磨液中でのＣｏ^２＋イオンの濃度が０．０３ｍＭとなるように添加する。塩化コバルト（ＩＩ）を前記研磨液に溶解し、３０秒間静置した後、前記研磨液を、前記洗浄液に、前記洗浄液の全質量に対する前記研磨液の添加量が１質量％となるように、添加する。前記洗浄液を攪拌して、前記研磨粒子を分散させた後、３０秒間静置し、前記洗浄液から研磨粒子を取り出す。取り出した研磨粒子の平均２次粒子径を測定する。塩化コバルト（ＩＩ）を添加する前の前記研磨液に含まれる研磨粒子の平均２次粒子径に対する、前記洗浄液から取り出した研磨粒子の平均２次粒子径の比率を算出し、特定凝集度を得る。