JPH09100494A - Surface treatment composition and surface treatment of substrate - Google Patents
Surface treatment composition and surface treatment of substrateInfo
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- JPH09100494A JPH09100494A JP27991395A JP27991395A JPH09100494A JP H09100494 A JPH09100494 A JP H09100494A JP 27991395 A JP27991395 A JP 27991395A JP 27991395 A JP27991395 A JP 27991395A JP H09100494 A JPH09100494 A JP H09100494A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は表面処理組成物及び
それを用いた基体の表面処理方法に係わる。より詳細に
は、液媒体を主成分とする表面処理組成物を用いて基体
の表面処理を行う際、その表面処理組成物から基体表面
への金属不純物による汚染を防止し、安定的に極めて清
浄な基体表面を達成する事ができる表面処理組成物及び
それを用いた基体の表面処理方法に関するものである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a surface treatment composition and a method for treating a surface of a substrate using the same. More specifically, when performing surface treatment of a substrate using a surface treatment composition mainly composed of a liquid medium, contamination of the surface of the substrate by metal impurities from the surface treatment composition is prevented, and extremely stable and extremely clean. The present invention relates to a surface treatment composition capable of achieving a stable substrate surface and a method for treating a substrate surface using the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】超LSIや、TFT液晶等に代表される
各種デバイスの高集積化に伴い、デバイスに使用されて
いる基板表面の清浄化への要求は益々厳しいものになっ
ている。清浄化を妨げるものとして各種物質による汚染
があり、汚染の中でも特に金属による汚染はデバイスの
電気的特性を劣化させるものであり、かかる劣化を防止
するためにはデバイスが形成される基板表面における金
属不純物の濃度を極力低下させる必要がある。そのた
め、基板表面を洗浄剤により洗浄する事が一般に行われ
ている。2. Description of the Related Art With the high integration of various devices represented by ultra LSIs and TFT liquid crystals, the demand for cleaning the surface of a substrate used in the devices has become increasingly severe. Contamination by various substances is one of the obstacles to cleaning, and among these, the contamination by metal particularly deteriorates the electrical characteristics of the device.To prevent such degradation, the metal on the substrate surface on which the device is formed is to be prevented. It is necessary to reduce the concentration of impurities as much as possible. Therefore, it is common practice to clean the substrate surface with a cleaning agent.
【0003】従来より、この種の洗浄剤には、水、電解
イオン水、酸、アルカリ、酸化剤、界面活性剤等の水溶
液、あるいは有機溶媒等が一般に使用されている。洗浄
剤には優れた洗浄性能と共に、洗浄剤から基板への金属
不純物による逆汚染を防止するため、洗浄剤中の不純物
濃度が極めて低いレベルである事が要求されている。か
かる要求を満たすため、洗浄に使用される半導体用薬品
の高純度化が推進され、精製直後の薬品に含まれる金属
不純物濃度は、現在の分析技術では検出が難しいレベル
にまで達している。このように、洗浄剤中の不純物が検
出困難なレベルにまで達しているにもかかわらず、いま
だ高清浄な基体表面の達成が難しいのは、洗浄槽におい
て、基板から除去された金属不純物が、洗浄剤それ自体
を汚染する事が避けられないためである。すなわち、基
体表面から一旦脱離した金属不純物が洗浄剤中に混入し
て洗浄剤を汚染し、汚染された洗浄剤から金属不純物が
基板に付着(逆汚染)してしまうためである。Conventionally, water, electrolytic ionized water, aqueous solutions of acids, alkalis, oxidizing agents, surfactants, etc., or organic solvents have been generally used for this type of cleaning agent. In addition to excellent cleaning performance, the cleaning agent is required to have an extremely low impurity concentration in the cleaning agent in order to prevent reverse contamination of the substrate from the cleaning agent by metal impurities. In order to satisfy such demands, purification of semiconductor chemicals used for cleaning has been promoted, and the concentration of metal impurities contained in the chemicals immediately after purification has reached a level that is difficult to detect with current analysis techniques. In this way, it is still difficult to achieve a highly clean substrate surface even if the impurities in the cleaning agent have reached a level that is difficult to detect. This is because it is inevitable to contaminate the cleaning agent itself. That is, the metal impurities once detached from the surface of the base are mixed in the cleaning agent to contaminate the cleaning agent, and the metal impurities from the contaminated cleaning agent adhere to the substrate (reverse contamination).
【0004】半導体洗浄工程においては、[アンモニア
+過酸化水素+水]溶液による洗浄(SC−1洗浄)
(RCA Review, p.187-206, June(1970)等)が、広く用
いられている。本洗浄は通常、40〜90℃で行われ、
溶液中の組成比としては通常(30重量%アンモニア
水):(31重量%過酸化水素水):(水)=0.0
5:1:5〜1:1:5程度で使用に供されている。し
かし、本洗浄法は高いパーティクル除去能力や有機物除
去能力を持つ反面、溶液中にFeやAl、Zn、Ni等
の金属が極微量存在すると、基板表面に付着して逆汚染
してしまうという問題がある。このため、半導体洗浄工
程においては、通常、[アンモニア+過酸化水素+水]
溶液洗浄の後に、[塩酸+過酸化水素+水]溶液洗浄
(SC−2洗浄)等の酸性洗浄剤による洗浄を行い、基
板表面の金属汚染を除去している。それ故、洗浄工程に
おいて、高清浄な表面を効率よく、安定的に得るため
に、かかる逆汚染を防止する技術が求められていた。In the semiconductor cleaning process, cleaning with an [ammonia + hydrogen peroxide + water] solution (SC-1 cleaning)
(RCA Review, p.187-206, June (1970), etc.) is widely used. The main cleaning is usually performed at 40 to 90 ° C.
The composition ratio in the solution is usually (30% by weight aqueous ammonia): (31% by weight aqueous hydrogen peroxide): (water) = 0.0.
It has been used for about 5: 1: 5 to 1: 1: 5. However, this cleaning method has high particle removal ability and organic matter removal ability, but when a very small amount of metal such as Fe, Al, Zn, and Ni is present in the solution, it adheres to the substrate surface and causes reverse contamination. There is. Therefore, in the semiconductor cleaning process, [ammonia + hydrogen peroxide + water] is usually used.
After the solution cleaning, cleaning with an acidic cleaning agent such as [hydrochloric acid + hydrogen peroxide + water] solution cleaning (SC-2 cleaning) is performed to remove metal contamination on the substrate surface. Therefore, in the cleaning process, a technique for preventing such reverse contamination has been required in order to efficiently and stably obtain a highly clean surface.
【0005】更に、液中の金属不純物が基板表面に付着
する問題は、洗浄工程のみならず、シリコン基板のアル
カリエッチングや、シリコン酸化膜の希フッ酸によるエ
ッチング工程等の、溶液を使用する基板表面処理工程全
般において大きな問題となっている。希フッ酸エッチン
グ工程では、液中にCuやAu等の貴金属不純物がある
と、シリコン表面に付着して、キャリアライフタイム等
のデバイスの電気的特性を著しく劣化させる。また、ア
ルカリエッチング工程では、液中にFeやAl等の微量
金属不純物があると、これらが基板表面に容易に付着し
てしまい、品質に悪影響を及ぼす。そこで、溶液による
表面処理工程におけるかかる汚染を防止する技術も強く
求められている。Further, the problem that the metal impurities in the liquid adhere to the surface of the substrate is not limited to the cleaning step, but the substrate using the solution is not only the cleaning step but also the alkali etching of the silicon substrate and the etching step of the silicon oxide film with dilute hydrofluoric acid. It is a big problem in the overall surface treatment process. In the diluted hydrofluoric acid etching step, if there is a noble metal impurity such as Cu or Au in the liquid, it adheres to the silicon surface and significantly degrades the electrical characteristics of the device such as carrier lifetime. Further, in the alkali etching step, if trace amounts of metallic impurities such as Fe and Al are present in the liquid, these easily adhere to the surface of the substrate, which adversely affects the quality. Therefore, a technique for preventing such contamination in a surface treatment step using a solution is also strongly demanded.
【0006】これらの問題を解決するために、表面処理
剤にキレート剤等の錯化剤を添加し、液中の金属不純物
を安定な水溶性錯体として捕捉し、基板表面への付着を
防止する方法が提案されている。例えば、特開昭50−
158281では、テトラアルキル水酸化アンモニウム
水溶液に、シアン化アンモニウムやエチレンジアミン4
酢酸(EDTA)等の錯化剤を添加し、半導体基板表面
への金属不純物の付着を防止する事を提案している。特
開平3−219000ではカテコール、タイロン等のキ
レート剤、特開平5−275405ではホスホン酸系キ
レート剤または縮合リン酸等の錯化剤、特開平6−16
3495ではヒドラゾン誘導体等の錯化剤を、[アンモ
ニア+過酸化水素+水]等のアルカリ性洗浄液に夫々添
加して基板への金属不純物付着を防止し、これによっ
て、パーティクル、有機物汚染と共に、金属汚染のない
基板表面を達成する事を提案している。In order to solve these problems, a complexing agent such as a chelating agent is added to the surface treatment agent to capture metal impurities in the solution as a stable water-soluble complex and prevent adhesion to the substrate surface. A method has been proposed. For example, Japanese Patent Application Laid-Open
In 158281, ammonium cyanide or ethylenediamine 4 was added to an aqueous solution of tetraalkyl ammonium hydroxide.
It has been proposed to add a complexing agent such as acetic acid (EDTA) to prevent metal impurities from adhering to the surface of the semiconductor substrate. In JP-A-3-219000, chelating agents such as catechol and Tyrone, in JP-A-5-275405, phosphonic acid-based chelating agents or complexing agents such as condensed phosphoric acid, and JP-A-6-16.
In 3495, a complexing agent such as a hydrazone derivative is added to an alkaline cleaning liquid such as [ammonia + hydrogen peroxide + water] to prevent metal impurities from adhering to the substrate, and thereby to prevent metal contamination with particles and organic substances. It is proposed to achieve a substrate surface without any.
【0007】しかしながら、これらの錯化剤を添加した
場合、特定の金属(例えば、Fe)に関しては付着防
止、あるいは除去効果が見られたものの、処理液や基板
を汚染しやすいFe以外の金属(例えば、Al)につい
ては上記錯化剤の効果が極めて小さく、大量の錯化剤を
添加しても十分な効果が得られないという問題があっ
た。この問題を解決するために特開平6−216098
ではホスホン酸系キレート剤等のキレート剤を添加した
[アンモニア+過酸化水素+水]洗浄液で基板を洗浄
し、次いで1ppm以上のフッ酸水溶液でリンスする方法
を提案しているが、この方法では、ホスホン酸系キレー
ト剤を添加した洗浄液では基板表面のAl汚染を十分に
低減できないため、後工程で1ppm以上のフッ酸水溶液
を用いて、Alをエッチングによって除去しようと言う
ものである。この様に、従来の金属付着防止方法は効果
が十分とは言えず、基板の清浄化が必要な場合には、後
工程で金属汚染を除去せざるを得ず、これにより、工程
数が増えて、生産コスト増大の原因となっていた。この
ように、表面処理組成物から基体表面への金属不純物汚
染を防止するため、様々な錯化剤の添加によって付着防
止が試みられているが、いまだ十分な改善がなされず、
汚染防止技術はいまだ達成されていない現状にある。However, when these complexing agents are added, the effect of preventing or removing specific metals (for example, Fe) is observed, but metals other than Fe (which are likely to contaminate the processing liquid or the substrate) ( For example, with respect to Al), the effect of the complexing agent is extremely small, and there is a problem that a sufficient effect cannot be obtained even if a large amount of complexing agent is added. To solve this problem, JP-A-6-216098
Proposes a method of cleaning the substrate with a cleaning solution [ammonia + hydrogen peroxide + water] to which a chelating agent such as a phosphonic acid chelating agent is added, and then rinsing with a hydrofluoric acid aqueous solution of 1 ppm or more. Since a cleaning liquid containing a phosphonic acid-based chelating agent cannot sufficiently reduce Al contamination on the substrate surface, it is intended to remove Al by etching using a hydrofluoric acid aqueous solution of 1 ppm or more in a subsequent step. As described above, the conventional metal adhesion preventing method is not effective enough, and when the substrate needs to be cleaned, the metal contamination must be removed in a later process, thereby increasing the number of processes. Therefore, this has caused an increase in production costs. As described above, in order to prevent the contamination of metal impurities from the surface treatment composition to the surface of the substrate, the addition of various complexing agents has been attempted to prevent the adhesion, but no sufficient improvement has been made yet.
Pollution control technology has not been achieved yet.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題を解
決するためになされたものであり、表面処理組成物から
基体表面への金属不純物の汚染を防止し、安定的に極め
て清浄な基体表面を達成する事ができる表面処理組成物
及びそれを用いた基体の表面処理方法を提供する事を目
的とするものである。The present invention has been made to solve the above problems, and prevents contamination of metal impurities from the surface treatment composition to the surface of the substrate, and provides a stable and extremely clean substrate surface. It is an object of the present invention to provide a surface treatment composition capable of achieving the above and a method for surface treatment of a substrate using the same.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明は、表面処理組成
物中に金属付着防止剤として特定の2種以上の錯化剤を
添加含有せしめると、錯化剤が1種の場合に比べ、処理
液から基体への金属不純物の付着防止効果が著しく向上
するとの新規な知見に基づいて達成されたものである。
すなわち本発明の要旨は、液媒体中に金属付着防止剤と
して錯化剤を含有する表面処理組成物において、該錯化
剤は、(A群)分子構造中に環状骨格を有し、且つ該環
を構成する炭素原子に結合したOH基及び/又はO- 基
を1つ以上有する錯化剤、及び(B群)分子構造中に4
つ以下の水酸基を有するが、ドナー原子である窒素原
子、ハロゲン原子、硫黄原子及び炭素原子並びにカルボ
ニル基を含有しないヒドロキシモノ又はジカルボン酸系
錯化剤の各群から各々少なくとも1種選ばれる錯化剤か
らなる表面処理組成物及びこの表面処理組成物を用いた
基体の表面処理方法に存する。According to the present invention, when two or more specific complexing agents are added as a metal adhesion preventive agent in a surface treatment composition, compared with the case where there is one complexing agent, This has been achieved based on the new finding that the effect of preventing the adhesion of metal impurities from the treatment liquid to the substrate is significantly improved.
That is, the gist of the present invention is a surface treatment composition containing a complexing agent as a metal adhesion inhibitor in a liquid medium, wherein the complexing agent has a cyclic skeleton in the (A group) molecular structure, and A complexing agent having one or more OH groups and / or O − groups bonded to carbon atoms constituting the ring, and (B group) 4 in the molecular structure
Complex having at least one hydroxyl group but not having at least one nitrogen atom, a halogen atom, a sulfur atom and a carbon atom which are donor atoms and a carbonyl group, and at least one selected from each group A surface treatment composition comprising an agent and a method for surface treatment of a substrate using the surface treatment composition.
【0010】[0010]
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の表面処理組成物は、その中に金属付着防止剤と
して特定の2種以上の錯化剤を含有する事を特徴とする
ものである。この特定の2種以上の錯化剤は、以下に定
義するA群から選択される1種以上の錯化剤と、B群か
ら選択される1種以上の錯化剤からなるものである。な
お、本発明における表面処理組成物とは、基体の洗浄、
エッチング、研磨、成膜等を目的として用いられる表面
処理剤の総称である。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The surface treatment composition of the present invention is characterized by containing therein two or more specific complexing agents as metal adhesion preventing agents. The specific two or more complexing agents are composed of one or more complexing agents selected from the group A and one or more complexing agents selected from the group B defined below. Incidentally, the surface treatment composition in the present invention means a substrate cleaning,
It is a general term for surface treatment agents used for the purpose of etching, polishing, film formation and the like.
【0011】A群の錯化剤とは、分子構造中に環状骨格
を有し、且つ該環を構成する炭素原子に結合したOH基
及び/又はO- 基を1つ以上有する錯化剤である。分子
構造中の環状骨格としては、脂環式化合物、芳香族化合
物或いは複素環式化合物に対応する環状骨格のいずれで
も良く、これらの環状骨格が分子構造中に1つ以上あ
り、なおかつ、この環を構成する炭素原子と結合したO
H基及び/又はO-基を1つ以上有するものである。こ
の様な錯化剤の具体例としては以下に示すものが挙げら
れるが、特にこれらに限定されるものではない。また、
具体例は、OH基を有する化合物として例示するが、そ
のアンモニウム塩、アルカリ金属塩等の対応する塩も包
含するものでる。The group A complexing agent is a complexing agent having a cyclic skeleton in its molecular structure and having at least one OH group and / or O − group bonded to the carbon atoms constituting the ring. is there. The cyclic skeleton in the molecular structure may be any of cyclic skeletons corresponding to an alicyclic compound, an aromatic compound or a heterocyclic compound, and one or more of these cyclic skeletons are present in the molecular structure. O bound to the carbon atoms that make up
It has at least one H group and / or O-group. Specific examples of such a complexing agent include the following, but are not particularly limited thereto. Also,
Specific examples are illustrated as compounds having an OH group, but also include corresponding salts such as ammonium salts and alkali metal salts thereof.
【0012】(1)OH基を1つのみ有するフェノール
類及びその誘導体 フェノール、クレゾール、エチルフェノール、t-ブチル
フェノール、メトキシフェノール、サリチルアルコー
ル、クロロフェノール、アミノフェノール、アミノクレ
ゾール、アミドール、p−(2−アミノエチル)フェノ
ール、サリチル酸、o−サリチルアニリド、ナフトー
ル、ナフトールスルホン酸、7−アミノ−4−ヒドロキ
シ−2−ナフタレンジスルホン酸など。(1) Phenols having only one OH group and derivatives thereof Phenol, cresol, ethylphenol, t-butylphenol, methoxyphenol, salicyl alcohol, chlorophenol, aminophenol, aminocresol, amidole, p- (2 -Aminoethyl) phenol, salicylic acid, o-salicylanilide, naphthol, naphtholsulfonic acid, 7-amino-4-hydroxy-2-naphthalenedisulfonic acid and the like.
【0013】(2)OH基を2つ以上有するフェノール
類及びその誘導体 カテコール、レゾルシノール、ヒドロキノン、4−メチ
ルピロカテコール、2−メチルヒドロキノン、ピロガロ
ール、1,2,5−ベンゼントリオール、1,3,5−
ベンゼントリオール、2−メチルフロログルシノール、
2,4,6−トリメチルフロログルシノール、1,2,
3,5−ベンゼンテトラオール、ベンゼンヘキサオー
ル、タイロン、アミノレゾルシノール、2,4−ジヒド
ロキシベンズアルデヒド、3,4−ジヒドロキシベンズ
アルデヒド、ジヒドロキシアセトフェノン、3,4−ジ
ヒドロキシ安息香酸、没食子酸、2,3,4−トリヒド
ロキシ安息香酸、2,4−ジヒドロキシ−6−メチル安
息香酸、ナフタレンジオール、ナフタレントリオール、
ニトロナフトール、ナフタレンテトラオール、ビナフチ
ルジオール、4,5−ジヒドロキシ−2,7−ナフタレ
ンジスルホン酸、1,8−ジヒドロキシ−3,6−ナフ
タレンジスルホン酸、1,2,3−アントラセントリオ
ールなど。(2) Phenols having two or more OH groups and derivatives thereof Catechol, resorcinol, hydroquinone, 4-methylpyrocatechol, 2-methylhydroquinone, pyrogallol, 1,2,5-benzenetriol, 1,3,3. 5-
Benzenetriol, 2-methylphloroglucinol,
2,4,6-trimethylphloroglucinol, 1,2,2
3,5-benzenetetraol, benzenehexaol, Tyrone, aminoresorcinol, 2,4-dihydroxybenzaldehyde, 3,4-dihydroxybenzaldehyde, dihydroxyacetophenone, 3,4-dihydroxybenzoic acid, gallic acid, 2,3,4 -Trihydroxybenzoic acid, 2,4-dihydroxy-6-methylbenzoic acid, naphthalenediol, naphthalenetriol,
Nitronaphthol, naphthalenetetraol, binaphthyldiol, 4,5-dihydroxy-2,7-naphthalenedisulfonic acid, 1,8-dihydroxy-3,6-naphthalenedisulfonic acid, 1,2,3-anthracentriol and the like.
【0014】(3)ヒドロキシベンゾフェノン類 ジヒドロキシベンゾフェノン、2,3,4−トリヒドロ
キシベンゾフェノン、2,6−ジヒドロキシ−4−メト
キシベンゾフェノン、2,2’,5,6’−テトラヒド
ロキシベンゾフェノン、2,3’,4,4’,6−ペン
タヒドロキシベンゾフェノンなど。(3) Hydroxybenzophenones Dihydroxybenzophenones, 2,3,4-trihydroxybenzophenones, 2,6-dihydroxy-4-methoxybenzophenones, 2,2 ', 5,6'-tetrahydroxybenzophenones, 2,3 ', 4,4', 6-pentahydroxybenzophenone and the like.
【0015】(4)ヒドロキシベンズアニリド類 o−ヒドロキシベンズアニリドなど (5)ヒドロキシアニル類 グリオキザールビス(2ーヒドロキシアニル)など (6)ヒドロキシビフェニル類 ビフェニルテトラオールなど(4) Hydroxybenzanilides o-Hydroxybenzanilide, etc. (5) Hydroxyanil Glyoxal bis (2-hydroxyanyl), etc. (6) Hydroxybiphenyls Biphenyltetraol, etc.
【0016】(7)ヒドロキシキノン類及びその誘導体 2,3−ジヒドロキシ−1,4−ナフトキノン、5−ヒ
ドロキシ−1,4−ナフトキノン、ジヒドロキシアント
ラキノン、1,2−ジヒドロキシ−3−(アミノメチ
ル)アントラキノン−N,N’−2酢酸[アリザリンコ
ンプレキサン]、トリヒドロキシアントラキノンなど(7) Hydroxyquinones and derivatives thereof 2,3-dihydroxy-1,4-naphthoquinone, 5-hydroxy-1,4-naphthoquinone, dihydroxyanthraquinone, 1,2-dihydroxy-3- (aminomethyl) anthraquinone -N, N'-2 acetic acid [alizarin complexane], trihydroxy anthraquinone, etc.
【0017】(8)ジフェニルまたはトリフェニルアル
カン誘導体 ジフェニルメタン−2,2’−ジオール、4,4’,
4”−トリフェニルメタントリオール、4,4’−ジヒ
ドロキシフクソン、4,4’−ジヒドロキシ−3−メチ
ルフクソン、ピロカテコールバイオレット[PV]な
ど。(8) Diphenyl or triphenylalkane derivative Diphenylmethane-2,2'-diol, 4,4 ',
4 "-triphenylmethanetriol, 4,4'-dihydroxyfuchsone, 4,4'-dihydroxy-3-methylfuchsone, pyrocatechol violet [PV] and the like.
【0018】(9)アルキルアミンのフェノール誘導体 エチレンジアミンジオルトヒドロキシフェニル酢酸[E
DDHA]、N,N−ビス(2ーヒドロキシベンジル)
エチレンジアミン−N,N−2酢酸[HBED]など(9) Phenol derivative of alkylamine Ethylenediaminedioltohydroxyphenylacetic acid [E
DDHA], N, N-bis (2-hydroxybenzyl)
Ethylenediamine-N, N-2acetic acid [HBED], etc.
【0019】(10)アルキルエーテルのフェノール誘
導体 3,3’−エチレンジオキシジフェノールなど。(10) Phenol derivative of alkyl ether 3,3'-ethylenedioxydiphenol and the like.
【0020】(11)アゾ基を有するフェノール類及び
その誘導体 4,4’−ビス(3,4−ジヒドロキシフェニルアゾ)
−2,2’−スチルベンジスルホン酸2アンモニウム
[スチルバゾ]、2,8−ジヒドロキシ−1−(8−ヒ
ドロキシ−3,6−ジスルホ−1−ナフチルアゾ)−
3,6−ナフタレンジスルホン酸、o,o’−ジヒドロ
キシアゾベンゼン、2−ヒドロキシ−1−(2−ヒドロ
キシ−5−メチルフェニルアゾ)−4−ナフタレンスル
ホン酸[カルマガイト]、クロロヒドロキシフェニルア
ゾナフトール、1’2−ジヒドロキシ−6−ニトロ−
1,2’−アゾナフタレン−4−スルホン酸[エリオク
ロームブラックT]、2−ヒドロキシ−1−(2−ハイ
ドロキシ−4−スルホ−1−ナフチルアゾ)−3,6−
ナフタレンジスルホン酸、5−クロロ−2−ハイドロキ
シ−3−(2,4−ジハイドロキシフェニルアゾ)ベン
ゼンスルホン酸[ルモガリオン]、2−ヒドロキシ−1
−(2−ヒドロキシ−4−スルホ−1−ナフチルアゾ)
−3−ナフタレン酸[NN]、1,8−ジヒドロキシ−
2−(4−スルホフェニルアゾ)−3,6−ナフタレン
ジスルホン酸、1,8−ジヒドロキシ−2、7−ビス
(5−クロロ−2−ヒドロキシ−3−スルホフェニルア
ゾ)−3,6−ナフタレンジスルホン酸、1,8−ジヒ
ドロキシ−2、7−ビス(2−スルホフェニルアゾ)−
3,6−ナフタレンジスルホン酸、2−〔3−(2,
4,−ジメチルフェニルアミノカルボキシ)−2−ヒド
ロキシ−1−ナフチルアゾ〕−3−ヒドロキシベンゼン
スルホン酸、2−〔3−(2,4,−ジメチルフェニル
アミノカルボキシ)−2−ヒドロキシ−1−ナフチルア
ゾ〕フェノールなど。(11) Phenols having an azo group and derivatives thereof 4,4'-bis (3,4-dihydroxyphenylazo)
-Diammonium 2,2'-stilbene disulfonic acid [stilbazo], 2,8-dihydroxy-1- (8-hydroxy-3,6-disulfo-1-naphthylazo)-
3,6-naphthalenedisulfonic acid, o, o'-dihydroxyazobenzene, 2-hydroxy-1- (2-hydroxy-5-methylphenylazo) -4-naphthalenesulfonic acid [calmagite], chlorohydroxyphenylazonaphthol, 1 '2-dihydroxy-6-nitro-
1,2′-azonaphthalene-4-sulfonic acid [Eriochrome Black T], 2-hydroxy-1- (2-hydroxy-4-sulfo-1-naphthylazo) -3,6-
Naphthalenedisulfonic acid, 5-chloro-2-hydroxy-3- (2,4-dihydroxyphenylazo) benzenesulfonic acid [lumogallion], 2-hydroxy-1
-(2-hydroxy-4-sulfo-1-naphthylazo)
-3-Naphthalene acid [NN], 1,8-dihydroxy-
2- (4-sulfophenylazo) -3,6-naphthalenedisulfonic acid, 1,8-dihydroxy-2,7-bis (5-chloro-2-hydroxy-3-sulfophenylazo) -3,6-naphthalene Disulfonic acid, 1,8-dihydroxy-2,7-bis (2-sulfophenylazo)-
3,6-naphthalenedisulfonic acid, 2- [3- (2,
4, -Dimethylphenylaminocarboxy) -2-hydroxy-1-naphthylazo] -3-hydroxybenzenesulfonic acid, 2- [3- (2,4, -dimethylphenylaminocarboxy) -2-hydroxy-1-naphthylazo] Such as phenol.
【0021】(12)OH基を有する複素環式化合物類
及びその誘導体 8−キノリノール、2−メチル−8−キノリノール、キ
ノリンジオール、1−(2−ピリジルアゾ)−2−ナフ
トール、2−アミノ−4,6,7−プテリジントリオー
ル、5,7,3’4’−テトラヒドロキシフラボン[ル
テオリン]、3,3’−ビス〔N,N−ビス(カルボキ
シメチル)アミノメチル〕フルオレセイン[カルセイ
ン]、2,3−ヒドロキシピリジンなど。(12) Heterocyclic compounds having an OH group and derivatives thereof 8-quinolinol, 2-methyl-8-quinolinol, quinolinediol, 1- (2-pyridylazo) -2-naphthol, 2-amino-4 , 6,7-Pteridinetriol, 5,7,3′4′-tetrahydroxyflavone [luteolin], 3,3′-bis [N, N-bis (carboxymethyl) aminomethyl] fluorescein [calcein], 2, 3-hydroxypyridine and the like.
【0022】(13)OH基を有する脂環式化合物類及
びその誘導体、 シクロペンタノール、クロコン酸、シクロヘキサノー
ル、シクロヘキサンジオール、ジヒドロキシジキノイ
ル、トロポロン、6−イソプロピルトロポロンなど。(13) Cycloaliphatic compounds having OH group and derivatives thereof, cyclopentanol, croconic acid, cyclohexanol, cyclohexanediol, dihydroxydiquinoyl, tropolone, 6-isopropyltropolone and the like.
【0023】本発明の表面処理組成物は、金属付着防止
剤として上記A群から選ばれる錯化剤を少なくとも1種
含有する必要がある。錯化剤の選択にあたっては、基板
表面に要求される清浄度レベル、錯化剤コスト、添加す
る表面処理組成物中における化学的安定性等から総合的
に判断し、選択される為、一概にどの錯化剤が最も優れ
ているとは言えないが、表面処理組成物中における含有
量一定の際の金属付着防止効果の点では、特にエチレン
ジアミンジオルトヒドロキシフェニル酢酸[EDDH
A]等のアルキルアミンのフェノール誘導体、カテコー
ル、タイロン等のOH基を2つ以上有するフェノール類
及びその誘導体が優れており好ましく用いられる。ま
た、化学的安定性の点では、エチレンジアミンジオルト
ヒドロキシフェニル酢酸[EDDHA]等のアルキルア
ミンのフェノール誘導体が優れており、錯化剤の生産コ
ストの点では8−キノリノール、カテコール、タイロン
等がそれぞれ優れており、これらを重視する場合には好
ましく用いられる。更に、錯化剤がOH基に加えて、ス
ルホン酸基、カルボキシル基を有するものが金属付着防
止効果、化学的安定性がともに優れているので好まし
い。The surface treatment composition of the present invention must contain at least one complexing agent selected from the above-mentioned group A as a metal adhesion preventing agent. When selecting a complexing agent, it is necessary to make a comprehensive judgment based on the level of cleanliness required for the substrate surface, the cost of the complexing agent, the chemical stability in the surface treatment composition to be added, and so on. Although it cannot be said that any of the complexing agents is the best, ethylenediamine diorthohydroxyphenylacetic acid [EDDH] is particularly preferable in terms of the effect of preventing metal adhesion when the content in the surface treatment composition is constant.
Phenol derivatives of alkylamines such as A] and phenols having two or more OH groups such as catechol and Tyrone and their derivatives are excellent and are preferably used. In addition, in terms of chemical stability, phenol derivatives of alkylamines such as ethylenediaminedioltohydroxyphenylacetic acid [EDDHA] are excellent, and in terms of production cost of complexing agents, 8-quinolinol, catechol, Tyrone, etc. are each It is excellent and is preferably used when these are important. Furthermore, it is preferable that the complexing agent has a sulfonic acid group and a carboxyl group in addition to the OH group, because both the metal adhesion preventing effect and the chemical stability are excellent.
【0024】B群の錯化剤は、分子構造中に4つ以下の
水酸基を有するが、ドナー原子である窒素原子、ハロゲ
ン原子、硫黄原子及び炭素原子、並びにカルボニル基の
いずれも含有しないヒドロキシモノ又はジカルボン酸系
錯化剤である。本発明において、ドナー原子とは、金属
との配位結合に必要な電子を供給する事ができる原子を
言う。B群の錯化剤としては、具体的には以下に示すも
のが挙げられるが、特にこれらに限定されるものではな
い。なお、以下にヒドロキシカルボン酸類は遊離酸とし
て例示するが、そのアンモニウム塩、アルカリ金属塩等
を包含するものである。The group B complexing agent has a hydroxy structure of 4 or less hydroxyl groups in its molecular structure, but does not contain a donor atom such as a nitrogen atom, a halogen atom, a sulfur atom and a carbon atom, and a carbonyl group. Alternatively, it is a dicarboxylic acid type complexing agent. In the present invention, the donor atom means an atom capable of supplying electrons necessary for coordination bond with a metal. Specific examples of the complexing agent of group B include those shown below, but the complexing agent is not particularly limited thereto. The hydroxycarboxylic acids are exemplified below as free acids, but include ammonium salts and alkali metal salts thereof.
【0025】(1)水酸基4以下のヒドロキシモノカル
ボン酸類 水酸基を1つ有するものとして、グリコール酸、乳酸、
2−ヒドロキシ酪酸、ヒドロアクリル酸、ヒドロキシ安
息香酸、サリチル酸、スルホサリチル酸など、水酸基を
2つ有するものとして、グリセリン酸、8,9−ジヒド
ロキシステアリン酸、2,4−ジヒドロキシ安息香酸、
プロトカテク酸など、水酸基を3つ有するものとして、
没食子酸など。(1) Hydroxymonocarboxylic acids having 4 or less hydroxyl groups As one having one hydroxyl group, glycolic acid, lactic acid,
As those having two hydroxyl groups such as 2-hydroxybutyric acid, hydroacrylic acid, hydroxybenzoic acid, salicylic acid, and sulfosalicylic acid, glyceric acid, 8,9-dihydroxystearic acid, 2,4-dihydroxybenzoic acid,
As having three hydroxyl groups, such as protocatechuic acid,
Gallic acid and the like.
【0026】(2)水酸基4以下のヒドロキシジカルボ
ン酸類 水酸基を1つ有するものとして、タルトロン酸、リンゴ
酸、2−ヒドロキシブタン2酢酸、2−ヒドロキシドデ
カン2酢酸、ヒドロキシフタル酸など、水酸基を2つ有
するものとして、酒石酸、3,4−ジヒドロキシフタル
酸など、水酸基を4つ有するものとして、テトラヒドロ
キシコハク酸など。(2) Hydroxydicarboxylic acids having 4 or less hydroxyl groups As one having one hydroxyl group, there are two hydroxyl groups such as tartronic acid, malic acid, 2-hydroxybutane diacetic acid, 2-hydroxydodecane diacetic acid, and hydroxyphthalic acid. Those which have, for example, tartaric acid and 3,4-dihydroxyphthalic acid, and those which have four hydroxyl groups, such as tetrahydroxysuccinic acid.
【0027】上記B群の中でも、特に酒石酸、サリチル
酸、スルホサリチル酸などの水酸基の数が2以下のヒド
ロキシモノカルボン酸類、またはヒドロキシジカルボン
酸類が、金属付着防止効果、化学的安定性、及びコスト
において優れており好ましく用いられる。一方、クエン
酸等の如くカルボキシル基の数が3以上のヒドロキシカ
ルボン酸類は金属付着防止効果が十分でなく、また、グ
ルコン酸、ガラクトン酸等の如く水酸基の数が5以上の
ヒドロキシカルボン酸類は一般に化学的安定性が悪く、
安定した金属付着防止効果が得られないため好ましくな
い。更に、金属付着防止効果にはヒドロキシ基とカルボ
キシル基の分子内での位置が関係しており、両者が近接
する炭素原子に結合しているのが好ましい。Among the above-mentioned group B, hydroxymonocarboxylic acids having 2 or less hydroxyl groups such as tartaric acid, salicylic acid and sulfosalicylic acid, or hydroxydicarboxylic acids are particularly excellent in the effect of preventing metal adhesion, chemical stability and cost. And is preferably used. On the other hand, hydroxycarboxylic acids having 3 or more carboxyl groups such as citric acid do not have a sufficient effect of preventing metal adhesion, and hydroxycarboxylic acids having 5 or more hydroxyl groups such as gluconic acid and galactonic acid are generally used. Poor chemical stability,
It is not preferable because a stable metal adhesion preventing effect cannot be obtained. Further, the metal adhesion preventing effect is related to the positions of the hydroxy group and the carboxyl group in the molecule, and it is preferable that both are bonded to adjacent carbon atoms.
【0028】金属付着防止剤として加えられる錯化剤の
添加量は、付着防止対象である液中の金属不純物の種類
と量、基板表面に要求せれる清浄度レベルによって異な
るので一概には決められないが、表面処理組成物中の総
添加量として、通常10-7〜2重量%、好ましくは10
-6〜0.1重量%である。上記添加量より少なすぎると
本発明の目的である金属付着防止効果が発現し難く、一
方、多すぎてもそれ以上の効果が得られないだけでな
く、場合により基体表面に金属付着防止剤である錯化剤
が付着する危険性が高くなるので好ましくない。The amount of the complexing agent added as the metal adhesion preventing agent is determined in a general manner because it depends on the type and quantity of the metal impurities in the liquid which is the object of adhesion prevention, and the level of cleanliness required on the substrate surface. However, the total amount added in the surface treatment composition is usually 10 −7 to 2% by weight, preferably 10 −7.
-6 to 0.1% by weight. If the addition amount is too small, the effect of preventing metal adhesion, which is the object of the present invention, is difficult to be exhibited.On the other hand, even if the amount is too large, not only no further effect is obtained, but also, in some cases, a metal adhesion inhibitor is applied to the surface of the substrate. It is not preferable because the risk of attaching a certain complexing agent increases.
【0029】本発明の表面処理組成物中の主成分となる
液媒体としては、特に限定されないが、通常、水、電解
イオン水、酸、アルカリ、酸化剤、還元剤、界面活性剤
等を溶解した水溶液、或いは有機溶媒、更にはこれらの
混合溶液が用いられる。特に、半導体基板の洗浄やエッ
チングに用いられるアルカリ性水溶液や希フッ酸溶液に
おいては、溶液中の金属不純物が基体表面に極めて付着
し易いため、これらの溶液に、本発明に従い錯化剤を添
加して使用するのが好ましい。The liquid medium as the main component in the surface treatment composition of the present invention is not particularly limited, but usually water, electrolytic ion water, acid, alkali, oxidizing agent, reducing agent, surfactant, etc. are dissolved. An aqueous solution, an organic solvent, or a mixed solution thereof is used. In particular, in the case of an alkaline aqueous solution or a diluted hydrofluoric acid solution used for cleaning or etching of a semiconductor substrate, since a metal impurity in the solution is very easily attached to the substrate surface, a complexing agent is added to these solutions according to the present invention. It is preferable to use it.
【0030】本発明に使用されるアルカリ性水溶液と
は、そのpHが7よりも大きい水溶液を総称するもので
ある。この水溶液のアルカリ性成分としては、特に限定
されないが、代表的なものとしてアンモニアが挙げられ
る。また、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化
カルシウム等のアルカリ金属またはアルカリ土類金属の
水酸化物、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素アンモニウム
等のアルカリ性塩類、或いはテトラメチルアンモニウム
ヒドロキシド(TMAH)、トリメチル−2−ヒドロキ
シエチルアンモニウムヒドロキシド(コリン)等の第4
級アンモニウム塩ヒドロキシドなども用いられる。これ
らのアルカリは、2種以上添加しても何等差し支えな
く、通常表面処理組成物全溶液中における全濃度が0.
01〜30重量%になるように用いられる。また、水の
電解によって得られるアルカリ電解イオン水も好ましく
用いられる。さらに、このようなアルカリ性水溶液中に
は過酸化水素等の酸化剤が適宜配合されていても良い。
半導体ウェハ洗浄工程において、ベア(酸化膜のない)
シリコンを洗浄する際には、酸化剤の配合により、ウェ
ハのエッチングや表面荒れを抑える事ができる。本発明
のアルカリ性水溶液に過酸化水素を配合する場合には、
通常表面処理組成物全溶液中の過酸化水素濃度が0.0
1〜30重量%の濃度範囲になるように用いられる。The alkaline aqueous solution used in the present invention is a generic term for aqueous solutions having a pH of more than 7. The alkaline component of this aqueous solution is not particularly limited, but a typical one is ammonia. Further, hydroxides of alkali metals or alkaline earth metals such as sodium hydroxide, potassium hydroxide and calcium hydroxide, alkaline salts such as sodium hydrogencarbonate and ammonium hydrogencarbonate, tetramethylammonium hydroxide (TMAH) and trimethyl. 4-Hydroxyethyl ammonium hydroxide (choline), etc.
A graded ammonium salt hydroxide and the like are also used. There is no problem even if two or more kinds of these alkalis are added, and usually the total concentration in the total solution of the surface treatment composition is 0.
It is used so as to be 01 to 30% by weight. Further, alkaline electrolytic ionic water obtained by electrolysis of water is also preferably used. Further, an oxidizing agent such as hydrogen peroxide may be appropriately compounded in such an alkaline aqueous solution.
Bare (no oxide film) in semiconductor wafer cleaning process
When cleaning silicon, the etching and surface roughness of the wafer can be suppressed by blending an oxidizing agent. When adding hydrogen peroxide to the alkaline aqueous solution of the present invention,
Usually, the hydrogen peroxide concentration in the total solution of the surface treatment composition is 0.0
It is used in a concentration range of 1 to 30% by weight.
【0031】本発明に係わる錯化剤を表面処理組成物に
配合する方法は特に限定されない。表面処理組成物を構
成している成分(例えば、アンモニア水、過酸化水素
水、水等)の内、いずれか一成分、あるいは複数成分に
あらかじめ配合し、後にこれらの成分を混合して使用し
ても良いし、当該成分を混合した後に該混合液にこれを
配合して使用しても良い。また、フェノール類、ヒドロ
キシカルボン酸類等の酸類を添加含有せしめる場合に
は、これらを酸の形態で添加しても良いし、アンモニウ
ム塩等の塩の形態で添加しても良い。The method of adding the complexing agent according to the present invention to the surface treatment composition is not particularly limited. Of the components constituting the surface treatment composition (for example, aqueous ammonia, aqueous hydrogen peroxide, water, etc.), any one or more of the components are preliminarily blended, and then these components are mixed and used. Alternatively, the components may be mixed and then mixed with the mixture before use. When acids such as phenols and hydroxycarboxylic acids are added and contained, they may be added in the form of acid or may be added in the form of salt such as ammonium salt.
【0032】本発明の表面処理組成物は基体の金属不純
物汚染が問題となる半導体、金属、ガラス、セラミック
ス、プラスチック、磁性体、超伝導体等の基体の、洗
浄、エッチング、研磨、成膜等の表面処理に用いられ
る。特に、高清浄な基体表面が要求される半導体基板の
洗浄、エッチングには本発明が好適に使用される。半導
体基板の洗浄の中でも特に[アンモニア+過酸化水素+
水]からなる洗浄液によるアルカリ洗浄に本発明を適用
すると、該洗浄法の問題点であった基板への金属不純物
付着の問題が改善され、これにより該洗浄によって、パ
ーティクル、有機物汚染と共に、金属汚染のない高清浄
な基板表面が達成されるため、極めて好適である。The surface treatment composition of the present invention is used for cleaning, etching, polishing, film-forming, etc. of substrates such as semiconductors, metals, glass, ceramics, plastics, magnetic materials and superconductors in which contamination of the substrate with metal impurities is a problem. It is used for the surface treatment of. In particular, the present invention is suitably used for cleaning and etching of a semiconductor substrate requiring a highly clean substrate surface. Among the cleaning of semiconductor substrates, in particular, [ammonia + hydrogen peroxide +
When the present invention is applied to the alkaline cleaning using a cleaning solution comprising water, the problem of the metal impurities adhering to the substrate, which was a problem of the cleaning method, is improved. It is very suitable because a clean and clean substrate surface is achieved.
【0033】本発明の表面処理組成物が、金属不純物の
付着防止に極めて良好な効果を発揮する理由について
は、いまだ明らかではないが、添加する特定の2種以上
の錯化剤と金属イオンの間に何らかの混合効果が起こ
り、安定な水溶性金属錯体が極めて効果的に形成される
ためと推定される。The reason why the surface-treating composition of the present invention exerts an extremely good effect in preventing the adhesion of metal impurities is not yet clear, but it is not possible to clarify the reason why two or more specific complexing agents and metal ions are added. It is presumed that some kind of mixing effect occurs during this period and a stable water-soluble metal complex is formed extremely effectively.
【0034】本発明の表面処理組成物を洗浄液として基
体の洗浄に用いる場合には、液を直接、基体に接触させ
る方法が用いられる。このような洗浄方法としては、洗
浄槽に洗浄液を満たして基板を浸漬させるディップ式ク
リーニング、基板に液を噴霧して洗浄するスプレー式ク
リーニング、基板上に洗浄液を滴下して高速回転させる
スピン式クリーニング等が挙げられる。本発明において
は、上記洗浄方法の内、目的に応じ適当なものが採用さ
れるが、好ましくはディップ式クリーニングが用いられ
る。洗浄時間については、適当な時間洗浄されるが、好
ましくは10秒〜30分、より好ましくは30秒〜15
分である。時間が短すぎると洗浄効果が十分でなく、長
すぎるとスループットが悪くなるだけで、洗浄効果は上
がらず意味がない。洗浄は常温で行っても良いが、洗浄
効果を向上させる目的で、加温して行う事もできる。ま
た、洗浄の際には、物理力による洗浄方法と併用させて
も良い。このような物理力による洗浄方法としては、た
とえば、超音波洗浄、洗浄ブラシを用いた機械的洗浄な
どが挙げられる。When the surface treatment composition of the present invention is used as a cleaning liquid for cleaning a substrate, a method of directly contacting the liquid with the substrate is used. Such cleaning methods include dip-type cleaning in which a cleaning tank is filled with a cleaning liquid to immerse the substrate, spray-type cleaning in which the liquid is sprayed on the substrate to clean the substrate, and spin-type cleaning in which the cleaning liquid is dropped on the substrate and rotated at high speed. And the like. In the present invention, among the above-mentioned cleaning methods, an appropriate one is adopted depending on the purpose, but dip type cleaning is preferably used. Regarding the washing time, the washing is carried out for an appropriate time, preferably 10 seconds to 30 minutes, more preferably 30 seconds to 15
Minutes. If the time is too short, the cleaning effect will not be sufficient, and if it is too long, the throughput will only be deteriorated, and the cleaning effect will not increase and is meaningless. The washing may be performed at room temperature, but may be performed with heating for the purpose of improving the washing effect. Further, at the time of cleaning, a cleaning method using physical force may be used in combination. Examples of such a cleaning method using physical force include ultrasonic cleaning and mechanical cleaning using a cleaning brush.
【0035】[0035]
【実施例】次に実施例を用いて、本発明の具体的態様を
説明するが、本発明はその要旨を越えない限り以下の実
施例により何ら限定されるものではない。 実施例1〜5及び比較例1〜10 アンモニア水(30重量%)、過酸化水素水(31重量
%)及び水を0.25:1:5の容量比で混合して、得
られた混合溶液を主成分の水性溶媒とし、この水性溶媒
に、金属付着防止剤として表−1に記載の本発明の特定
の2種以上の各種錯化剤を所定量添加し、本発明の表面
処理組成物を調製した。なお、比較のため、該水性溶媒
に、実施例で用いた錯化剤の内1種の錯化剤添加したも
の、特開平3−219000に記載の錯化剤であるカテ
コール、タイロン、カテコール+クエン酸を添加したも
の、特開平5−275405に記載の錯化剤であるED
TPO〔エチレンジアミンテトラキス(メチルホスホン
酸)〕を添加したもの、特開平6−163495に記載
の錯化剤であるオキサリックビス(サリシリデンヒドラ
ジド)を添加したもの、及び錯化剤を一切添加しないも
のも調製した。EXAMPLES Next, specific embodiments of the present invention will be described with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples unless it exceeds the gist thereof. Examples 1-5 and Comparative Examples 1-10 Ammonia water (30% by weight), hydrogen peroxide solution (31% by weight) and water were mixed at a volume ratio of 0.25: 1: 5, and the obtained mixture was obtained. A solution is used as a main component of an aqueous solvent, and a predetermined amount of two or more specific complexing agents of the present invention shown in Table 1 as metal adhesion inhibitors are added to the aqueous solvent in a predetermined amount, and the surface treatment composition of the present invention is added. The thing was prepared. For comparison, one of the complexing agents used in the examples was added to the aqueous solvent, and the complexing agents catechol, tyron, and catechol + described in JP-A-3-2199000. ED containing citric acid, which is the complexing agent described in JP-A-5-275405
Addition of TPO [ethylenediaminetetrakis (methylphosphonic acid)], addition of oxalic bis (salicylidene hydrazide) which is a complexing agent described in JP-A-6-163495, and addition of no complexing agent Also prepared.
【0036】こうして調製した表面処理液に、Al及び
Feを10ppbずつ、各々塩化物として添加した後、
清浄なシリコンウェハ(p型、CZ、面方位(10
0))を10分間浸漬した。浸漬の間、表面処理液の液
温は、加温して40〜50℃に保持した。浸漬後のシリ
コンウェハは、超純水で10分間オーバーフローリンス
した後、窒素ブローにより乾燥し、ウェハ表面に付着し
たAl及びFeを定量した。シリコンウェハ上に付着し
たAl及びFeはフッ酸0.1重量%と過酸化水素1重
量%の混合液で回収し、フレームレス原子吸光法により
該金属量を測定し、基板表面濃度(atoms/cm2 )に換算
した。その結果を表−1に示す。After adding 10 ppb each of Al and Fe as chlorides to the surface treatment liquid thus prepared,
Clean silicon wafer (p-type, CZ, plane orientation (10
0)) was soaked for 10 minutes. During the immersion, the temperature of the surface treatment liquid was maintained at 40 to 50 ° C. by heating. The silicon wafer after the immersion was subjected to overflow rinse with ultrapure water for 10 minutes and then dried by nitrogen blowing to quantify Al and Fe adhering to the wafer surface. Al and Fe adhering to the silicon wafer are recovered with a mixed solution of 0.1% by weight of hydrofluoric acid and 1% by weight of hydrogen peroxide, and the amount of the metal is measured by a flameless atomic absorption method to determine the substrate surface concentration (atoms / It was converted to cm 2 ). Table 1 shows the results.
【0037】[0037]
【表1】 [Table 1]
【0038】[0038]
【発明の効果】本発明の表面処理組成物は、金属付着防
止剤として特定の2種以上の錯化剤を含有する事によ
り、表面処理組成物から基体表面へのAl、Fe等の金
属不純物汚染を防止し、安定的に極めて清浄な基体表面
を達成する事ができる。特に、[アンモニア+過酸化水
素+水]洗浄等に代表される半導体基板のアルカリ洗浄
に本発明を適用すると、該洗浄法の問題点であった基板
への金属不純物付着の問題が改善され、これにより該洗
浄によって、パーティクル、有機物汚染と共に、金属汚
染のない高清浄な基板表面が達成される。このため、従
来、該洗浄の後に用いられてきた、[塩酸+過酸化水素
+水]洗浄等の酸洗浄が省略でき、洗浄コスト、及び排
気設備等のクリーンルームのコストの大幅な低減が可能
となるため、半導体集積回路の工業生産上利するところ
大である。The surface treatment composition of the present invention contains two or more specific complexing agents as a metal adhesion preventive agent, so that metal impurities such as Al and Fe from the surface treatment composition to the surface of the substrate can be contained. It is possible to prevent contamination and stably achieve an extremely clean substrate surface. In particular, when the present invention is applied to alkali cleaning of a semiconductor substrate represented by [ammonia + hydrogen peroxide + water] cleaning, the problem of metal impurities adhering to the substrate, which is a problem of the cleaning method, is improved, As a result, the cleaning achieves a highly clean substrate surface free from metal contamination as well as particles and organic substances. Therefore, acid cleaning such as [hydrochloric acid + hydrogen peroxide + water] cleaning conventionally used after the cleaning can be omitted, and the cleaning cost and the cost of the clean room such as exhaust equipment can be significantly reduced. Therefore, it is a great advantage for industrial production of semiconductor integrated circuits.
【0039】半導体、液晶等のデバイスを製造する際、
エッチングや洗浄等のウェットプロセスには、基板表面
への金属不純物付着を防止するため、金属不純物濃度が
0.1ppb以下の超純水及び超高純度薬品が用いられて
いる。さらに、これらの薬液は、使用中に金属不純物が
混入するため頻繁に交換する必要がある。しかし、本発
明の表面処理組成物を用いれば、たとえ液中に多量の金
属不純物が存在していても付着防止が可能なため、超高
純度の薬液を使う必要がなく、また、薬液が使用中に金
属不純物で汚染されても頻繁に交換する必要はないた
め、薬液およびその管理のコストの大幅な低減が可能で
ある。When manufacturing devices such as semiconductors and liquid crystals,
In a wet process such as etching and cleaning, ultrapure water and ultrahigh-purity chemicals having a metal impurity concentration of 0.1 ppb or less are used to prevent metal impurities from adhering to the substrate surface. Furthermore, these chemicals need to be replaced frequently because metal impurities are mixed during use. However, if the surface treatment composition of the present invention is used, it is possible to prevent adhesion even if a large amount of metal impurities are present in the liquid, so there is no need to use an ultra-high purity chemical liquid, and the chemical liquid is used. Even if it is contaminated with metal impurities, it does not need to be replaced frequently, so the cost of the chemical solution and its management can be greatly reduced.
【0040】また、金属が表面に存在する基板のエッチ
ングや洗浄の際には、処理される金属よりイオン化傾向
の高い金属が不純物として洗浄液中に存在すると基板表
面に電気化学的に付着するが、本発明の組成物を用いれ
ば金属不純物は安定な水溶性金属錯体となるので、これ
を防止する事が出来る。また、本発明の組成物を基体を
研磨する研磨剤スラリーに適用すれば、研磨剤スラリー
中に多量存在し、基体の研磨と共にスラリー中に濃縮さ
れる金属不純物の基体への付着を防止できる。以上のよ
うに、本発明の表面処理剤の波及的効果は絶大であり、
工業的に非常に有用である。Further, when etching or cleaning a substrate having a metal on the surface, if a metal having a higher ionization tendency than the metal to be treated is present as an impurity in the cleaning liquid, it is electrochemically attached to the substrate surface. When the composition of the present invention is used, metal impurities become a stable water-soluble metal complex, which can be prevented. Further, when the composition of the present invention is applied to an abrasive slurry for polishing a substrate, it is possible to prevent metal impurities, which are present in a large amount in the abrasive slurry and are concentrated in the slurry as the substrate is polished, from adhering to the substrate. As described above, the ripple effect of the surface treatment agent of the present invention is tremendous,
Very useful industrially.
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Claims (7)
含有する表面処理組成物において、該錯化剤は、(A
群)分子構造中に環状骨格を有し、且つ該環を構成する
炭素原子に結合したOH基及び/又はO- 基を1つ以上
有する錯化剤、及び(B群)分子構造中に4つ以下の水
酸基を有するが、ドナー原子である窒素原子、ハロゲン
原子、硫黄原子及び炭素原子並びにカルボニル基を含有
しないヒドロキシモノ又はジカルボン酸系錯化剤の各群
から各々少なくとも1種選ばれる錯化剤からなる事を特
徴とする表面処理組成物。1. In a surface treatment composition containing a complexing agent as a metal adhesion preventing agent in a liquid medium, the complexing agent comprises (A)
(Group) A complexing agent having a cyclic skeleton in the molecular structure and having one or more OH groups and / or O − groups bonded to the carbon atoms constituting the ring, and (Group B) 4 in the molecular structure Complex having at least one hydroxyl group but not having at least one nitrogen atom, a halogen atom, a sulfur atom and a carbon atom which are donor atoms and a carbonyl group, and at least one selected from each group A surface treatment composition comprising an agent.
及び/又はO- 基を少なくとも2個有し、またB群の錯
化剤は分子構造中に1又は2個の水酸基を有するヒドロ
キシモノ又はジカルボン酸である事を特徴とする請求項
1に記載の表面処理組成物。2. The complexing agent of group A has at least two OH groups and / or O − groups in its molecular structure, and the complexing agent of group B has one or two OH groups and / or O − groups in its molecular structure. The surface treatment composition according to claim 1, which is a hydroxy mono- or dicarboxylic acid having a hydroxyl group.
重量%である事を特徴とする請求項1又は2のいずれか
に記載の表面処理組成物。3. The content of the metal adhesion preventive agent is 10 −6 to 0.1.
The surface treatment composition according to claim 1, wherein the surface treatment composition is wt%.
とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の表面処理
組成物。4. The surface treatment composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the liquid medium is an alkaline aqueous solution.
水素を含有して成る事を特徴とする請求項4に記載の表
面処理組成物。5. The surface treatment composition according to claim 4, wherein the alkaline aqueous solution contains ammonia and hydrogen peroxide.
面処理組成物を用いて基体の表面処理を行う事を特徴と
する基体の表面処理方法。6. A method for treating a surface of a substrate, which comprises subjecting the substrate to a surface treatment using the surface treatment composition according to any one of claims 1 to 5.
求項6に記載の基体の表面処理方法。7. The method for surface treatment of a substrate according to claim 6, wherein the substrate is a semiconductor substrate.
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