[发明专利]清洁液组合物

说明书

本发明提供如下的清洁液组合物：当清洁半导体基板或玻璃基板界面时，对形成基板界面的层的SiO₂、Si₃N₄及Si等没有损坏，可在适用于化学机械抛光设备附带的刷擦洗清洁室的条件下使用，对于来自浆料中的磨粒的化合物的去除性高。本发明的清洁液组合物是用于清洁半导体基板或玻璃基板界面的清洁液组合物，包含一种或两种以上的结构内含有氟原子的无机酸或其盐、水、一种或两种以上的还原剂、以及一种或两种以上的阴离子界面活性剂，并且氢离子浓度(pH)小于7。

技术领域

本发明涉及清洁液组合物及该清洁液组合物用原液组合物和使用上述清洁组合物的电子设备的制造方法。

背景技术

随着集成电路(IC)高度集成，需要严格的污染控制，因为掺入少量杂质会极大地影响器件性能和产量。即，需要严格控制基板的污染，因此，在制造半导体基板的各工艺中使用各种清洗液。

近年来，随着设备的小型化和多层配线结构的发展，在各工艺中需要更精密的基板界面平坦化，并且已经引入了如下的化学机械抛光(CMP)技术：将磨料颗粒和化学品的浆料混合物作为新技术提供给半导体基板制造工艺，同时将晶片压在称为抛光轮的抛光布上并旋转以结合化学作用和物理作用，从而抛光和平面化绝缘膜和金属材料。

近年来，随着层数的增加，需要高速抛光。尤其，为了在因小型化而难以提高存储容量所以正在开发的立体堆叠的三维NAND闪存中抛光更多层的绝缘膜，需要高速抛光，以提高产量且降低成本。

进而，在基板上形成元件隔离区域的步骤中，在基板界面上预先设置凹槽，通过CVD等来以填充凹槽的方式形成绝缘膜。之后，通过CMP使绝缘膜界面平坦化，以形成元件隔离区域。为了应对元件隔离区域的变窄，当采用浅沟槽隔离(STI)时，需要通过高速抛光去除在基板上形成的绝缘膜的不必要部分。

在这些过程中，需要引入将氧化铈、氢氧化铈等的铈化合物用作磨粒的浆料。除了能够高速抛光绝缘膜，还具有如下的优点：与现有二氧化硅类浆料相比，该浆料可以减少在抛光期间在界面上产生的叫做划痕的瑕，并且与用作停止膜的氮化硅膜的抛光选择性高。

CMP后的基板界面被以浆料所含的氧化铝、二氧化硅或氧化铈颗粒为代表的粒子、待抛光界面的构成材料和来自浆料中所含的药物的金属杂质污染。由于这些污染物导致图案缺陷、粘附性差、电特性差等，因此在进入下一工序之前必须将它们完全除去。作为用于去除这些污染物的一般CMP后清洁，刷清洁结合清洁液的化学作用和由聚乙烯醇制成的海绵刷等的物理作用来进行。

根据要去除的污染物，已经提出了各种CMP后清洁液。这些各种清洁液可以根据目的单独使用或组合使用。

专利文献1提出了基于氢氟酸-铵盐类清洁液作为酸性清洁溶液，其用于其界面附着有氧化铈的基板。然而，为了获得足够的清洁性，必须增加氢氟酸的浓度或延长处理时间，因此不仅去除污染物，还发生形成基板界面的层的SiO₂、Si₃N₄及Si等的蚀刻、增加对基板的损坏。并且，由于氢氟酸具有高毒性，因此还存在安全问题，例如在工作期间需要充分注意。

专利文献2提出了强酸-水类清洁液，例如硫酸作为酸性清洁液，用于清洁含有氧化铈的浆料供应装置。然而，当使用含有硫酸的清洁液时，通常在高温条件(120～150℃)下进行清洁，并且清洁装置部件被腐蚀，使得不能适用到CMP设备附带的刷擦洗清洁。因此，若不使用单独的批量型清洁装置或单晶片型清洁装置的设备，则设备可能产生问题。

专利文献3提出了氨-过氧化氢-水类清洁液作为碱性清洁液。然而，为了使该清洁液获得足够的清洁性，不仅需要增加处理时间，而且由于氨气的产生而产生强烈的气味，因此引起工作环境上的问题。