TW202323510A - 鈰化合物去除用清潔液、清潔方法及半導體晶圓之製造方法 - Google Patents

鈰化合物去除用清潔液、清潔方法及半導體晶圓之製造方法 Download PDF

Info

Publication number
TW202323510A
TW202323510A TW111133702A TW111133702A TW202323510A TW 202323510 A TW202323510 A TW 202323510A TW 111133702 A TW111133702 A TW 111133702A TW 111133702 A TW111133702 A TW 111133702A TW 202323510 A TW202323510 A TW 202323510A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
component
cleaning solution
cleaning
acid
mass
Prior art date
Application number
TW111133702A
Other languages
English (en)
Inventor
清野健一
草野智博
竹下寛
阿部麻理
皆吉加奈子
Original Assignee
日商三菱化學股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日商三菱化學股份有限公司 filed Critical 日商三菱化學股份有限公司
Publication of TW202323510A publication Critical patent/TW202323510A/zh

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
    • 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
    • C11D7/00Compositions of detergents based essentially on non-surface-active compounds
    • C11D7/02Inorganic compounds
    • C11D7/04Water-soluble compounds
    • C11D7/08Acids
    • 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
    • C11D7/00Compositions of detergents based essentially on non-surface-active compounds
    • C11D7/22Organic compounds
    • C11D7/26Organic compounds containing oxygen
    • C11D7/261Alcohols; Phenols
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02041Cleaning
    • H01L21/02057Cleaning during device manufacture
    • H01L21/0206Cleaning during device manufacture during, before or after processing of insulating layers
    • H01L21/02065Cleaning during device manufacture during, before or after processing of insulating layers the processing being a planarization of insulating layers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3105After-treatment
    • H01L21/31051Planarisation of the insulating layers
    • H01L21/31053Planarisation of the insulating layers involving a dielectric removal step
    • 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
    • C11D2111/14Hard surfaces
    • C11D2111/22Electronic devices, e.g. PCBs or semiconductors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Emergency Medicine (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Detergent Compositions (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)

Abstract

本發明之課題在於提供一種鈰化合物之去除性優異之清潔液。本發明係關於一種鈰化合物去除用清潔液、使用上述清潔液之清潔方法、及使用上述清潔液之半導體晶圓之製造方法,其中上述鈰化合物去除用清潔液包含(A)具有2個以上之羥基之六員環化合物及(B)無機酸化合物,且上述成分(B)相對於上述成分(A)之質量比為0.05~0.6。

Description

鈰化合物去除用清潔液、清潔方法及半導體晶圓之製造方法
本發明係關於一種鈰化合物去除用清潔液、清潔方法及半導體晶圓之製造方法。
半導體晶圓係藉由如下方式製造,即,在矽基板之上形成成為配線之金屬膜或層間絕緣膜之沈積層後,藉由使用研磨劑之化學機械研磨(Chemical Mechanical Polishing。以下,有時簡稱為「CMP」)步驟,進行表面之平坦化處理,在平坦化之面上堆積新的層,上述研磨劑含有包含研磨微粒子之水系漿料。半導體晶圓之微細加工需要在各層中具有精度較高之平坦性,利用CMP進行之平坦化處理之重要性非常高。
於半導體器件製造步驟中,為了將電晶體等元件電氣分離,而使用基於更適於微細化之STI(Shallow Trench Isolation,淺溝槽隔離)之元件分離構造來代替先前之LOCOS(Local Oxidation of Silicon,矽局部氧化)。又,於配線層之間使用ILD(Inter Layer Dielectric,層間介電質)。STI及ILD係藉由如下方式製作,即,以TEOS(Tetraethyl Orthosilicate,四乙基正矽酸鹽)等為原料來製作氧化矽膜,並藉由CMP步驟進行平坦化。
由於在CMP步驟後之半導體晶圓之表面存在大量於CMP步驟中使用之研磨劑之研磨微粒子或來自漿料中所含之有機化合物之有機殘渣等,故而為了去除該等,將CMP步驟後之半導體晶圓供於清潔步驟。
近年來,於氧化矽膜或氮化矽膜之CMP步驟中,為了加速研磨速度,而使用氧化鈰等鈰系研磨微粒子,但鈰系研磨微粒子由於在CMP步驟中與氧化矽膜或氮化矽膜之表面形成鍵,故而難以在清潔步驟中去除。
因此,先前使用稀釋氫氟酸或硫酸過氧化氫混合物等強力藥品進行清潔,但由於安全性或廢液處理等問題,提出有各種清潔液作為代替稀釋氫氟酸或硫酸過氧化氫混合物之清潔液。例如,於專利文獻1揭示有一種包含強酸之清潔液。 [先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1:日本專利特開2012-134357號公報
[發明所欲解決之問題]
然而,專利文獻1所揭示之清潔液由於包含抗壞血酸,故而具有鈰化合物之去除性較差之問題。特別是,水溶液中之抗壞血酸由於因氧而發生自分解反應,故而具有操作性較差之問題。
本發明係鑒於此種問題而成者,本發明之目的在於提供一種鈰化合物之去除性優異之清潔液。 [解決問題之技術手段]
先前,研究了包含各種成分之清潔液,本發明人等反覆進行銳意研究,結果發現一種以特定質量比包含下述成分(A)及成分(B)之清潔液,並且發現該清潔液對鈰化合物之去除性優異。
即,本發明之主旨如下所示。 [1]一種鈰化合物去除用清潔液,其包含以下之成分(A)及以下之成分(B),且上述成分(B)相對於上述成分(A)之質量比為0.05~0.6: 成分(A):具有2個以上之羥基之六員環化合物 成分(B):無機酸化合物。 [2]如[1]所記載之清潔液,其中上述成分(A)包含選自由鄰苯二酚、間苯二酚、對苯二酚、鄰苯三酚及甲基鄰苯二酚所組成之群中之至少1種。 [3]如[1]或[2]所記載之清潔液,其中上述成分(A)包含鄰苯三酚。 [4]如[1]至[3]中任一項所記載之清潔液,其中上述成分(B)包含選自由硫酸、硝酸、鹽酸、磷酸及亞磷酸所組成之群中之至少1種。 [5]如[1]至[4]中任一項所記載之清潔液,其中上述成分(B)包含硫酸。 [6]如[1]至[5]中任一項所記載之清潔液,其進而包含以下之成分(C): 成分(C):水溶性有機高分子。 [7]如[6]所記載之清潔液,其中上述成分(C)包含選自聚羧酸及其鹽之至少1種。 [8]如[1]至[7]中任一項所記載之清潔液,其pH值為1~4。 [9]如[1]至[8]中任一項所記載之清潔液,其用於化學機械研磨後之清潔。 [10]如[1]至[9]中任一項所記載之清潔液,其用於去除氧化矽膜及/或氮化矽膜上之鈰化合物。 [11]一種清潔方法,其包括如下步驟:使用如[1]至[10]中任一項所記載之清潔液來去除鈰化合物。 [12]一種半導體晶圓之製造方法,其包括如下步驟:使用如[1]至[10]中任一項所記載之清潔液來去除鈰化合物。 [13]如[12]所記載之半導體晶圓之製造方法,其進而包括如下步驟:使用包含鈰化合物之研磨劑進行化學機械研磨。 [發明之效果]
本發明之清潔液對鈰化合物之去除性優異。 又,本發明之清潔方法對鈰化合物之去除性優異。 進而,本發明之半導體晶圓之製造方法由於包括鈰化合物之去除性優異之清潔步驟,故而可抑制半導體器件之動作不良。
以下,對本發明進行詳細說明,但本發明並不限定於以下之實施方式,可於其主旨之範圍內進行各種變更而實施。再者,於本說明書中,於使用「~」之表達之情形時,以包含其前後之數值或物性值之表達來使用。
[清潔液] 本發明之清潔液用於去除鈰化合物,可適切地用於去除氧化矽膜及/或氮化矽膜上之鈰化合物,尤其可適切地用於去除氧化矽膜上之鈰化合物。
再者,「氧化矽膜及/或氮化矽膜上之鈰化合物」意指選自由氧化矽膜上之鈰化合物及氮化矽膜上之鈰化合物所組成之群中之至少1種鈰化合物。 以下,對各成分進行詳細描述。
(成分(A)) 本發明之清潔液包含以下之成分(A)。 成分(A):具有2個以上之羥基之六員環化合物
本發明之清潔液藉由包含成分(A),而選擇性作用於鈰離子,可於不對氧化矽膜或氮化矽膜造成損傷之情況下切斷鈰化合物與氧化矽之鍵結,從而鈰化合物之去除性與氧化矽膜或氮化矽膜之低損傷性優異。
關於成分(A),就還原力優異之方面而言,較佳為具有2~5個羥基之六員環化合物,更佳為具有2~4個羥基之六員環化合物,進而較佳為具有2~3個羥基之六員環化合物。
成分(A)亦可為除了具有2個以上之羥基以外進而具有取代基之六員環化合物。作為此種取代基,可例舉:烷基、乙烯基、羧基等,該等之中,較佳為碳數1~3之烷基。
關於成分(A),就還原力優異之方面而言,較佳為具有2個以上之羥基之芳香族六員環化合物。
作為成分(A)之具體例,例如可例舉:鄰苯二酚、間苯二酚、對苯二酚、鄰苯三酚、甲基鄰苯二酚、間苯三酚等。該等成分(A)可單獨使用1種,亦可併用2種以上。
該等成分(A)之中,就酸性氣氛下之還原力優異之方面而言,較佳為鄰苯二酚、間苯二酚、對苯二酚、鄰苯三酚、甲基鄰苯二酚,更佳為鄰苯三酚、鄰苯二酚,進而較佳為鄰苯三酚。
(成分(B)) 本發明之清潔液包含以下之成分(B)。 成分(B):無機酸化合物
本發明之清潔液藉由包含成分(B),而使鈰之離子化反應速度及清潔液之穩定性提高。
具體而言,由於鈰之離子化反應速度提高,且,抑制成分(A)之自分解反應,故而鈰化合物之去除性提高。
作為成分(B),例如可例舉:硫酸、硝酸、鹽酸、磷酸、亞磷酸、過氯酸等。該等成分(B)可單獨使用1種,亦可併用2種以上。
該等成分(B)之中,就質子給予能力優異之方面而言,較佳為硫酸、硝酸、鹽酸、磷酸、亞磷酸、過氯酸,更佳為硫酸、硝酸、鹽酸、磷酸、亞磷酸,進而較佳為硫酸、硝酸、磷酸,尤佳為硫酸。
(成分(C)) 關於本發明之清潔液,就使鈰化合物分散,提高鈰化合物之去除性之方面而言,較佳為進而包含以下之成分(C)。 成分(C):水溶性有機高分子
作為成分(C),例如可例舉:聚羧酸、聚羧酸之鹽等。作為聚羧酸,例如可例舉:聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸等。作為聚羧酸之鹽,例如可例舉:聚丙烯酸之鹽、聚甲基丙烯酸之鹽等。該等成分(C)可單獨使用1種,亦可併用2種以上。
該等成分(C)之中,就容易溶解於酸性水溶液中之方面而言,較佳為聚羧酸、聚羧酸之鹽,更佳為聚羧酸,進而較佳為聚丙烯酸。
聚羧酸可為含有羧酸之單體之均聚物,亦可為含有羧酸之單體與其他單體之共聚物。
成分(C)之重量平均分子量較佳為100~20,000,更佳為200~10,000。若成分(C)之重量平均分子量為100以上,則使鈰化合物分散,提高鈰化合物之去除性。又,若成分(C)之重量平均分子量為20,000以下,則容易溶解於水中。
(成分(D)) 關於本發明之清潔液,就能夠調整清潔液之pH值之方面而言,較佳為進而包含以下之成分(D)。 成分(D):pH值調整劑
作為成分(D),例如可例舉鹼。該等成分(D)之中,就能夠使鈰化合物分散之方面而言,較佳為鹼,就不包含金屬成分之方面而言,更佳為氨、四級銨鹽,進而較佳為氨。
(成分(E)) 關於本發明之清潔液,就提高微粒子去除性之方面而言,較佳為進而包含以下之成分(E)。 成分(E):水
作為水,例如可例舉:離子交換水、蒸餾水、超純水等,該等之中,就更加提高鈰化合物之去除性之觀點而言,較佳為超純水。
(其他成分) 本發明之清潔液亦可於不損害本發明之效果之範圍內包含除成分(A)~成分(E)以外之其他成分。 作為其他成分,例如可例舉:螯合劑、界面活性劑、蝕刻抑制劑等。
(清潔液之物性) 清潔液之pH值較佳為1~4,更佳為1.5~3,進而較佳為1.5~2.5。若清潔液之pH值為1以上,則可抑制半導體晶圓等之清潔步驟中使用之刷等構件之損傷。又,若清潔液之pH值為4以下,則抑制成分(A)之自分解反應,提高鈰化合物之去除性。
(各成分之質量比) 成分(B)相對於成分(A)之質量比(成分(B)之質量/成分(A)之質量)為0.05~0.6,較佳為0.07~0.55,更佳為0.1~0.5,進而較佳為0.2~0.4。若成分(B)相對於成分(A)之質量比為0.05以上,則藉由離子化反應促進效果及成分(A)之自分解抑制而提高鈰化合物之去除性。又,若成分(B)相對於成分(A)之質量比為0.6以下,則藉由還原力而提高鈰化合物之去除性及氧化矽膜或氮化矽膜之低損傷性。
於本發明之清潔液包含成分(C)之情形時,成分(C)相對於成分(A)之質量比(成分(C)之質量/成分(A)之質量)較佳為0.001~10,更佳為0.005~2,進而較佳為0.01~1。若成分(C)相對於成分(A)之質量比為0.001以上,則藉由分散效果而提高鈰化合物之去除性。又,若成分(C)相對於成分(A)之質量比為10以下,則藉由還原力而提高鈰化合物之去除性及氧化矽膜或氮化矽膜之低損傷性。
於本發明之清潔液包含成分(C)之情形時,成分(C)相對於成分(B)之質量比(成分(C)之質量/成分(B)之質量)較佳為0.001~10,更佳為0.005~2,進而較佳為0.01~1。若成分(C)相對於成分(B)之質量比為0.001以上,則藉由分散效果而提高鈰化合物之去除性。又,若成分(C)相對於成分(B)之質量比為10以下,則藉由離子化反應促進效果及成分(A)之自分解抑制效果而提高鈰化合物之去除性。
(清潔液中之各成分之含有率) 成分(A)之含有率於清潔液100質量%中較佳為0.001質量%~30質量%,更佳為0.005質量%~20質量%,進而較佳為0.01質量%~1質量%。若成分(A)之含有率為0.001質量%以上,則藉由還原力而提高鈰化合物之去除性及氧化矽膜或氮化矽膜之低損傷性。又,若成分(A)之含有率為30質量%以下,則於清潔液包含成分(E)之情形時,可使成分(A)充分溶解於成分(E)中,可抑制清潔液之製造成本。
成分(B)之含有率於清潔液100質量%中較佳為0.0001質量%~30質量%,更佳為0.0005質量%~20質量%,進而較佳為0.001質量%~1質量%。若成分(B)之含有率為0.0001質量%以上,則藉由離子化反應促進效果及成分(A)之自分解抑制效果而提高鈰化合物之去除性。又,若成分(B)之含有率為30質量%以下,則於清潔液包含成分(E)之情形時,可使成分(B)充分溶解於成分(E)中,可抑制清潔液之製造成本。
於本發明之清潔液包含成分(C)之情形時,成分(C)之含有率於清潔液100質量%中較佳為0.001質量%~10質量%,更佳為0.005質量%~5質量%,進而較佳為0.01質量%~0.2質量%。若成分(C)之含有率為0.001質量%以上,則藉由分散效果而提高鈰化合物之去除性。又,若成分(C)之含有率為10質量%以下,則於清潔液包含成分(E)之情形時,可使成分(C)充分溶解於成分(E)中,可抑制清潔液之製造成本。
於本發明之清潔液包含成分(D)之情形時,成分(D)之含有率於清潔液100質量%中較佳為0.0001質量%~30質量%,更佳為0.0005質量%~20質量%,進而較佳為0.001質量%~1質量%。若成分(D)之含有率為0.0001質量%以上,則可容易地調整清潔液之pH值。又,若成分(D)之含有率為30質量%以下,則可於不損害本發明之效果之情況下調整清潔液之pH值。
於本發明之清潔液包含其他成分之情形時,其他成分之含有率於清潔液100質量%中較佳為20質量%以下,更佳為0.0001質量%~10質量%,進而較佳為0.001質量%~1質量%。若其他成分之含有率為20質量%以下,則可於不損害本發明之效果之情況下賦予其他成分之效果。
於本發明之清潔液包含成分(E)之情形時,成分(E)之含有率較佳設為除成分(E)以外之成分(成分(A)~成分(D)及其他成分)之剩餘部分。
(清潔液之製造方法) 本發明之清潔液之製造方法並無特別限定,可藉由將成分(A)、成分(B)、及視需要之成分(C)~成分(E)、其他成分加以混合而製造。 混合之順序並無特別限定,可一次性混合所有成分,亦可將一部分成分預先混合後混合剩餘之成分。
本發明之清潔液之製造方法可以成為適合清潔之含有率之方式調配各成分,但就能夠抑制輸送或保管等之成本之方面而言,亦可於製備以高含有率包含除成分(E)以外之各成分之清潔液後,在清潔前利用成分(E)進行稀釋而製備清潔液。
稀釋之倍率可根據清潔對象來進行適當設定,較佳為30倍~150倍,更佳為40倍~120倍。
(清潔對象) 作為本發明之清潔液之清潔對象,例如可例舉:半導體晶圓、玻璃、金屬、陶瓷、樹脂、磁體、超導體等。該等清潔對象之中,就顯著提高本發明之效果之方面而言,較佳為具有氧化矽膜或氮化矽膜露出面者,更佳為具有氧化矽膜或氮化矽膜露出面之半導體晶圓,進而較佳為具有氧化矽膜露出面之半導體晶圓。
於具有氧化矽膜或氮化矽膜露出面之半導體晶圓之表面,除了氧化矽或氮化矽以外,亦可共存有金屬。
(清潔步驟之種類) 本發明之清潔液由於鈰化合物之去除性優異,故而可適切地用於化學機械研磨後之清潔。
化學機械研磨(CMP)步驟係指對半導體晶圓之表面進行機械加工使之平坦化之步驟。通常,於CMP步驟中,使用專用之裝置,將半導體晶圓之背面吸附至稱為壓板(platen)之治具,將半導體晶圓之表面壓抵於研磨墊,於研磨墊上滴流包含研磨粒子之研磨劑,對半導體晶圓之表面進行研磨。
(CMP) CMP係使用研磨劑於研磨墊上摩擦被研磨體來進行。 研磨劑只要不溶於水且能夠研磨被研磨體,則並無特別限定,但就能夠充分發揮本發明之清潔液之效果之方面而言,較佳為研磨微粒子,更佳為鈰化合物之研磨微粒子。
研磨微粒子除了含有鈰化合物之研磨微粒子以外,亦可含有膠體二氧化矽(SiO 2)或薰製二氧化矽(SiO 2)或氧化鋁(Al 2O 3)。
作為鈰化合物,例如可例舉:氧化鈰、氫氧化鈰等。該等鈰化合物可單獨使用1種,亦可併用2種以上。該等鈰化合物之中,就研磨速度、低刮傷性優異之方面而言,較佳為氧化鈰、氫氧化鈰,更佳為氧化鈰。
研磨劑中除了包含研磨微粒子以外,有時亦包含氧化物、分散劑等添加劑。特別是於具有金屬露出面之半導體晶圓之CMP中,由於金屬容易腐蝕,故而大多數情況下包含防蝕劑。
本發明之清潔液於應用於此種於利用包含鈰化合物之研磨微粒子之研磨劑進行研磨後具有氧化矽膜或氮化矽膜露出面之半導體晶圓時,可非常有效地去除半導體晶圓之源自鈰化合物之污染。
(清潔條件) 對清潔對象進行清潔之方法較佳為使本發明之清潔液直接接觸清潔對象之方法。 作為使本發明之清潔液直接接觸清潔對象之方法,例如可例舉:浸漬式,係於清潔槽中裝滿本發明之清潔液,使清潔對象浸漬於其中;旋轉式,係一面使本發明之清潔液自噴嘴流至清潔對象之上,一面使清潔對象高速旋轉;噴霧式,係將本發明之清潔液噴霧至清潔對象進行清潔;等。該等方法之中,就能夠於短時間內更有效率地去除污染之方面而言,較佳為旋轉式、噴霧式。
作為用於進行此種清潔之裝置,例如可例舉:批次式清潔裝置,其對收容於盒子中之複數片清潔對象同時進行清潔;單片式清潔裝置,其將1個清潔對象安裝於保持器進行清潔;等。該等裝置之中,就能夠縮短清潔時間、縮減本發明之清潔液之使用之方面而言,較佳為單片式清潔裝置。
關於對清潔對象進行清潔之方法,就能夠進一步提高對附著於清潔對象之微粒子所致之污染之去除性,縮短清潔時間之方面而言,較佳為基於物理力之清潔方法,更佳為使用清潔刷之刷洗、頻率0.5兆赫以上之超音波清潔,就更加適合CMP後之清潔之方面而言,進而較佳為使用樹脂製刷之刷洗。
樹脂製刷之材質並無特別限定,但就容易進行樹脂製刷自身之製造之方面而言,較佳為聚乙烯醇、聚乙烯醇縮甲醛。
清潔溫度可為室溫,亦可於不損害半導體晶圓之性能之範圍內加溫至30~70℃。
[清潔方法] 本發明之清潔方法係包括使用本發明之清潔液來去除氧化矽膜及/或氮化矽膜上之鈰化合物之步驟的方法,如上所述。
[半導體晶圓之製造方法] 本發明之半導體晶圓之製造方法係包括使用本發明之清潔液來去除氧化矽膜及/或氮化矽膜上之鈰化合物之步驟的方法,較佳為包括使用包含鈰化合物之研磨劑進行化學機械研磨之步驟。 [實施例]
以下,使用實施例進一步具體地說明本發明,但本發明於不脫離其主旨之範圍內不限定於以下之實施例之記載。
(原料) 成分(A): 鄰苯三酚(富士膠片和光純藥股份有限公司製造) 鄰苯二酚(富士膠片和光純藥股份有限公司製造) 抗壞血酸(富士膠片和光純藥股份有限公司製造) 成分(B): 硫酸(富士膠片和光純藥股份有限公司製造) 硝酸(富士膠片和光純藥股份有限公司製造)
成分(E):水
(pH值測定) 一面使用磁力攪拌器攪拌實施例及比較例中所獲得之清潔液,一面藉由pH計(型號名稱「D-74」,堀場製作所股份有限公司製造)測定pH值。
(氧化鈰殘量測定) 使用四乙氧基矽烷(TEOS),藉由電漿CVD(Chemical Vapor Deposition,化學氣相沈積)法,將成膜有氧化矽膜之矽基板切斷成25 mm×40 mm。繼而,使用包含氧化鈰之研磨劑(粒徑為200 nm以下之氧化鈰微粒子之水分散液)及研磨墊(商品名「IC1000」,Nitta Haas股份有限公司製造),對矽基板進行30秒化學機械研磨(CMP)。繼而,一面使實施例及比較例中所獲得之清潔液以100 ml/分鐘之流量流至矽基板上,一面壓抵聚乙烯醇刷,使其以30秒150 rpm旋轉而進行清潔。進而,一面於相同條件下使水流至矽基板上,一面於相同條件下進行清潔。使矽基板乾燥,使用全反射螢光X射線分析裝置(型號名稱「NANOHUNTER II」,Rigaku股份有限公司製造),測定殘留在矽基板之表面之氧化鈰之量(atms/cm 2)。
[實施例1] 以清潔液100質量%中,鄰苯三酚(成分(A))成為0.38質量%,硫酸(成分(B))成為0.049質量%,水(成分(E))成為剩餘部分之方式,將各成分加以混合,獲得清潔液。 將所獲得之清潔液之評價結果示於表1。
[實施例2~8、比較例1~9] 將成分(A)及(B)設為表1所示之原料之種類、含有率,除此以外,以與實施例1相同之方式進行操作,獲得清潔液。 將所獲得之清潔液之評價結果示於表1。
[表1]
表1
   成分(A) 成分(B) 質量比 (B)/(A) pH值 氧化鈰殘量
種類 質量% 種類 質量% (atms/cm 2)
實施例1 鄰苯三酚 0.38 硫酸 0.049 0.13 2.1 1.59×10 11
實施例2 鄰苯三酚 0.38 硫酸 0.098 0.26 1.8 9.00×10 10
實施例3 鄰苯三酚 0.38 硫酸 0.147 0.39 1.7 9.93×10 10
實施例4 鄰苯三酚 0.51 硫酸 0.098 0.19 1.8 2.45×10 11
實施例5 鄰苯三酚 0.38 硝酸 0.031 0.08 2.3 3.53×10 11
實施例6 鄰苯三酚 0.38 硝酸 0.063 0.17 2.0 3.92×10 11
實施例7 鄰苯三酚 0.38 硝酸 0.094 0.25 1.9 2.98×10 11
實施例8 鄰苯二酚 0.38 硫酸 0.098 0.26 1.9 4.99×10 11
比較例1 鄰苯三酚 0.38 - - - 2.7 5.40×10 11
比較例2 鄰苯二酚 0.38 - - - 5.2 1.27×10 12
比較例3 - - 硫酸 0.049 - 2.0 9.51×10 11
比較例4 - - 硫酸 0.098 - 2.3 5.75×10 11
比較例5 抗壞血酸 0.11 硫酸 0.098 0.89 1.8 1.22×10 12
比較例6 抗壞血酸 0.26 硫酸 0.098 0.38 1.8 6.90×10 11
比較例7 抗壞血酸 0.44 硫酸 0.098 0.22 1.8 6.66×10 11
比較例8 鄰苯三酚 0.38 硫酸 0.005 0.01 3.1 1.18×10 12
比較例9 鄰苯三酚 0.38 硫酸 0.380 1.00 1.4 1.27×10 12
由表1可知,以特定質量比(B)/(A)同時包含成分(A)及成分(B)之實施例1~8中所獲得的清潔液對氧化鈰之去除性優異。
另一方面,不含成分(A)及成分(B)中之任一者、或雖同時包含成分(A)及成分(B)但質量比(B)/(A)超出特定範圍之比較例1~9中所獲得的清潔液對氧化鈰之去除性較差。
以上,對各種實施方式進行了說明,但本發明當然並不限定於該等例。業者顯然可於申請專利範圍所記載之範圍內想到各種變化例或修正例,應瞭解其等當然屬於本發明之技術範圍。又,亦可於不脫離發明之主旨之範圍內任意組合上述實施方式中之各構成要素。
再者,本申請案係基於2021年11月10日提出申請之日本專利申請(特願2021-183700)者,其內容以參照之形式援用於本申請案之中。 [產業上之可利用性]
本發明之清潔液由於對氧化矽膜及/或氮化矽膜上之鈰化合物之去除性優異,故而可適切地用於化學機械研磨後之清潔。

Claims (13)

  1. 一種鈰化合物去除用清潔液,其包含以下之成分(A)及以下之成分(B),且上述成分(B)相對於上述成分(A)之質量比為0.05~0.6: 成分(A):具有2個以上之羥基之六員環化合物 成分(B):無機酸化合物。
  2. 如請求項1之清潔液,其中上述成分(A)包含選自由鄰苯二酚、間苯二酚、對苯二酚、鄰苯三酚及甲基鄰苯二酚所組成之群中之至少1種。
  3. 如請求項1或2之清潔液,其中上述成分(A)包含鄰苯三酚。
  4. 如請求項1或2之清潔液,其中上述成分(B)包含選自由硫酸、硝酸、鹽酸、磷酸及亞磷酸所組成之群中之至少1種。
  5. 如請求項1或2之清潔液,其中上述成分(B)包含硫酸。
  6. 如請求項1或2之清潔液,其進而包含以下之成分(C): 成分(C):水溶性有機高分子。
  7. 如請求項6之清潔液,其中上述成分(C)包含選自聚羧酸及其鹽之至少1種。
  8. 如請求項1或2之清潔液,其pH值為1~4。
  9. 如請求項1或2之清潔液,其用於化學機械研磨後之清潔。
  10. 如請求項1或2之清潔液,其用於去除氧化矽膜及/或氮化矽膜上之鈰化合物。
  11. 一種清潔方法,其包括如下步驟:使用如請求項1至10中任一項之清潔液來去除鈰化合物。
  12. 一種半導體晶圓之製造方法,其包括如下步驟:使用如請求項1至10中任一項之清潔液來去除鈰化合物。
  13. 如請求項12之半導體晶圓之製造方法,其進而包括如下步驟:使用包含鈰化合物之研磨劑進行化學機械研磨。
TW111133702A 2021-11-10 2022-09-06 鈰化合物去除用清潔液、清潔方法及半導體晶圓之製造方法 TW202323510A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021-183700 2021-11-10
JP2021183700 2021-11-10

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW202323510A true TW202323510A (zh) 2023-06-16

Family

ID=86335606

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW111133702A TW202323510A (zh) 2021-11-10 2022-09-06 鈰化合物去除用清潔液、清潔方法及半導體晶圓之製造方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20240294854A1 (zh)
JP (1) JPWO2023084861A1 (zh)
TW (1) TW202323510A (zh)
WO (1) WO2023084861A1 (zh)

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI757441B (zh) * 2017-03-31 2022-03-11 日商關東化學股份有限公司 洗淨液組成物
WO2021111914A1 (ja) * 2019-12-03 2021-06-10 三菱ケミカル株式会社 セリウム化合物除去用洗浄液、洗浄方法及び半導体ウェハの製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2023084861A1 (zh) 2023-05-19
WO2023084861A1 (ja) 2023-05-19
US20240294854A1 (en) 2024-09-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1569267A1 (en) Cleaning composition, method for cleaning semiconductor substrate, and process for manufacturing semiconductor device
JP7173959B2 (ja) 洗浄液組成物
WO2010012159A1 (zh) 一种化学机械抛光液
JP2015063687A (ja) 低欠陥化学機械研磨組成物
CN111748284B (zh) 研磨用组合物
WO2016158795A1 (ja) 化学機械研磨用処理組成物、化学機械研磨方法および洗浄方法
TWI752975B (zh) 表面處理組成物及使用該組成物之表面處理方法
JP7271993B2 (ja) セリウム化合物除去用洗浄液、洗浄方法及び半導体ウェハの製造方法
US20220298456A1 (en) Cleaning liquid, method of cleaning, and method of manufacturing semiconductor wafer
TW202323510A (zh) 鈰化合物去除用清潔液、清潔方法及半導體晶圓之製造方法
TW201938781A (zh) 表面處理組成物、表面處理組成物之製造方法、表面處理方法及半導體基板之製造方法
KR102280853B1 (ko) Cmp 후 세정제 조성물
US20040144038A1 (en) Composition and associated method for oxide chemical mechanical planarization
JP7544027B2 (ja) セリウム化合物除去用洗浄液、洗浄方法及び半導体ウェハの製造方法
JP7120846B2 (ja) 研磨用組成物及びその製造方法並びに研磨方法並びに基板の製造方法
TWI832902B (zh) 洗淨液組成物
JP2015203047A (ja) 半導体デバイス用基板洗浄液及び半導体デバイス用基板の洗浄方法
JP2004022986A (ja) 化学的機械的研磨後の洗浄液
TWI842349B (zh) 中間原料以及使用此的研磨用組成物及表面處理組成物
EP1837393A2 (en) Cleaning solution for substrate for use in semiconductor device and cleaning method using the same
TW202204587A (zh) 洗滌液組合物及使用其的洗滌方法
JP2007288155A (ja) 半導体デバイス用基板の洗浄液及びそれを用いた洗浄方法
TW201723113A (zh) 一種用於阻擋層平坦化的化學機械拋光液