[發明專利]半導體器件用基板清洗液以及半導體器件用基板的制造方法

有效

• 申請號: 200880015508.1
• 申請日: 2008-05-16
• 公開（公告）號: CN101681824A
• 公開（公告）日: 2010-03-24
• 發明（設計）人: 河瀬康弘;池本慎;伊藤篤史;石川誠
• 申請（專利權）人: 三菱化學株式會社
• 主分類號: H01L21/304
• 分類號: H01L21/304
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司
• 代理人: 丁香蘭;張志楠

【技術領域】

本發明涉及用于清洗存在金屬污染、顆粒污染的問題的半導體、玻 璃、金屬、陶瓷、樹脂、磁性體、超導體等基板表面的清洗液、使用該 清洗液的基板表面清洗方法和使用了該清洗液的半導體器件用基板的制 造方法。詳細地說，本發明涉及一種清洗液等，其用于在要求高潔凈的 基板表面的、半導體器件用(諸如半導體元件、顯示器件用等)基板的制造 工序中有效清洗半導體器件用基板表面。

本發明的半導體器件用基板清洗液作為清洗液，特別是對于部分表 面或者整個表面具有半導體材料(諸如硅等)、絕緣材料(諸如氮化硅、氧 化硅、玻璃、低介電常數(Low-k)材料等)、過渡金屬或過渡金屬化合物等 的半導體器件用基板的高度潔凈化是有用的，該清洗液除去附著在基板 表面的微粒(顆粒)、有機污染、金屬污染以及有機物和金屬導致的復合污 染，并且抑制了再附著，但不會引起基板表面的粗糙或腐蝕。

【背景技術】

微處理器(MPU)、邏輯LSI、DRAM、閃存、CCD等半導體器件； TFT液晶等平板顯示器件的制造工序中，以亞微米到納米數量級的尺寸 在硅、氧化硅、玻璃等基板表面進行圖案的形成或薄膜的形成，在制造 的各工序中，降低基板表面的微量的污染是極為重要的課題。基板表面 的微量污染中，特別是顆粒污染、有機物污染和金屬污染會導致器件的 電特性和成品率降低，所以需要在帶入下一工序前盡量降低這樣的污染。 為了除去這樣的污染，通常利用清洗液進行基板表面的清洗。

近年，半導體器件制造中，要求進一步提高生產量、提高生產效率， 這種情況下，對于精細化和集成化日趨提高的半導體器件制造用的基板 的清洗，期待有一種能夠迅速對基板表面進行高潔凈化的技術，該技術 不僅對基板表面的顆粒污染、有機物污染和金屬污染的除去性優異，而 且除去后的防止再附著性也優異。

以往，已知堿性溶液作為用于除去半導體器件用基板的顆粒污染的 清洗液是有效的，當清洗半導體元件、顯示器件用等半導體器件用基板 表面時，一直使用氨水溶液、氫氧化鉀水溶液、氫氧化四甲基銨水溶液 等堿性水溶液。另外，廣泛采用的還有利用含有氨、過氧化氫、水的清 洗液(“SC-1清洗液”或“APM清洗液”)進行的清洗(“SC-1清洗”或 “APM清洗”)(參見非專利文獻1)。

但是，堿性清洗液存在蝕刻基板表面的硅或氧化硅膜的可能性，并 且還存在難以充分除去由有機物和金屬導致的復合污染的問題。

因此，近年提出了一種酸性清洗液，該酸性清洗液是基于提高對顆 粒污染的除去性等目的而在對可有效去除基板表面的金屬污染的酸性溶 液中添加表面活性劑而成的。

例如，有人提出了使用特定的表面活性劑和氫氟酸清洗硅片(參見專 利文獻1)、在用于硅片的清洗的氫氟酸水溶液中添加表面活性劑和臭氧 (參見專利文獻2)以及使用在分散劑和/或表面活性劑中添加有有機酸化 合物的清洗液以除去附著在具有金屬布線的基板上的金屬雜質和顆粒污 染(參見專利文獻3)等。

但是，使用了氫氟酸或其鹽的溶液存在對共存的薄膜層的蝕刻以及 因含有氟離子而帶來的廢液處理方面的問題。另外，在表面活性劑中添 加有有機酸化合物的清洗液對于疏水性強的低介電常數(Low-k)材料來 說，難以與基板表面充分潤濕，基板表面的污染去除性不足。

【專利文獻1】日本特開平7-216392號公報

【專利文獻2】日本特開平8-69990號公報

【專利文獻3】日本特開2001-7071號公報

【非專利文獻1】W.Kern和D.A.Puotinen：RCA?Review，p.187， June(1970)

【發明內容】

為了導入低電阻的配線材料以實現高速化和高集成化的LSI器件， 雖然人們已設想層間絕緣膜使用疏水性強的低介電常數(Low-k)材料代替 以往用作層間絕緣膜的親水性高的TEOS等氧化硅，但是低電阻的配線 材料容易排斥清洗液等試劑，因此，難以利用清洗除去污染。

對于低介電常數(Low-k)材料這樣的疏水性的基板表面，也還沒有提 供對金屬污染、顆粒污染、有機物和金屬導致的復合污染的去除性以及 防止再附著性優異的清洗液，半導體器件用基板的清洗方面存在問題。