JP2004536181A5

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Publication number: JP2004536181A5
Application number: JP2003512356A
Authority: JP
Filing date: 2002-07-08
Publication date: 2006-07-13
Anticipated expiration: 2022-07-08

Description

立体障害（steric hindered）アミド溶媒中の、非求核性、正荷電対イオン（テトラアルキルアンモニウムなど）を含有する非アンモニア産生強塩基アルカリ性洗浄製剤が、高感度多孔性、低κおよび高κの誘電体並びに銅金属被覆と、より改善された適合性を示すことがわかってきた。好ましい溶媒マトリックスは、立体障害効果および／または（水酸化物イオンなどの求核種に関する）求核反応に対する低または無反応性のために、強アルカリ性条件に耐性である。誘電体適合性の改善は、部分的には、組成物中に望まざる求核種が不在であるために達成される。銅金属被覆との良好な適合性は、ある種の銅適合性立体障害アミド溶媒の選択的使用により達成される。これらの化合物は、半水性から実際的に非水性（有機溶媒ベース）の洗浄液またはスラリーに製剤できる。

発明の詳細な説明
本発明の新規後端洗浄組成物は、非求核性、正荷電対イオンを含有する適切な非アンモニア産生強塩基の１種またはそれ以上、および強アルカリ性条件下で安定な適する立体障害アミド溶媒の１種またはそれ以上を含む。本発明の洗浄組成物における使用に適する、非求核性、正荷電対イオンを含有する適切な非アンモニア産生強塩基の中で、下式のテトラアルキルアンモニウム水酸化物が言及され得る：
［（Ｒ）_４Ｎ^＋］_ｐ［Ｘ］^−ｑ
式中、各Ｒは、独立して置換または非置換アルキル、好ましくは、炭素数１ないし２２、より好ましくは炭素数１ないし６のアルキルまたはヒドロキシアルキルである（Ｒ≠Ｈ）；そして、Ｘ＝ＯＨ、または炭酸塩などの適する塩陰イオン；そしてｐおよびｑは等しく、１ないし３の整数である。適する強塩基には、ＫＯＨおよびＮａＯＨも含まれる。非求核性、正荷電対イオンを含有する非アンモニア産生強塩基を含有する洗浄組成物は、大きく改善された低κ誘電体および銅金属被覆との適合性を示す。アンモニア不含テトラアルキルアンモニウム水酸化物（ＴＡＡＨ）は、非常に強い塩基であるが、それらは、水酸化アンモニウムを有する洗浄組成物と比較して、驚異的に改善された低κ適合性をもたらすとわかった。特に好ましいのは、テトラメチルアンモニウム水酸化物、テトラブチルアンモニウム水酸化物、水酸化コリンおよびテトラメチルアンモニウム炭酸塩である。

非アンモニア産生強塩基を含有する本発明の洗浄組成物は、水性、半水性または有機溶媒ベースの組成物に製剤できる。非求核性、正荷電対イオンを含有する非アンモニア産生強塩基を、立体障害アミド溶媒単独と共に、または、他の安定な溶媒、好ましくは、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、スルホラン（ＳＦＬ）、ジメチルピペリドン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、２−（メチルアミノ）エタノール、３−（ジエチルアミノ）−１,２−プロパンジオールなどの、強塩基耐性であり、かつ非妨害求核種を含有しない１つまたはそれ以上の極性有機溶媒と組合せて、使用できる。洗浄組成物はまた、有機または無機酸、好ましくは弱い有機または無機酸、障害アミン、障害アルカノールアミンおよび障害ヒドロキシルアミン、並びにベンゾトリアゾール、カテコール、グリセロール、エチレングリコールなどの他の腐食阻害剤も、場合により含有し得る。洗浄組成物は、例えば、ジメチルヘキシノール（hexynol）(サーフィノール（Surfynol）−６１）、エトキシル化テトラメチルデシンジオール（サーフィノール−４６５）、ポリテトラフルオロエチレンセトキシ（cetoxy）プロピルベタイン（ゾニール（Zonyl）ＦＳＫ）、（ゾニールＦＳＨ）などの、いかなる適する界面活性剤も含有し得る。従って、フォトレジスト、プラズマエッチング／灰化後の残渣、犠牲的吸光材料および反射防止膜（ＡＲＣ）を効果的に除去および洗浄するにあたり、幅広い加工／操作ｐＨおよび温度を使用できる。このタイプの製剤のいくつかが、構造中にタンタル（Ｔａ）または窒化タンタル境界層および酸化タンタルなどのタンタルを含有する非常に困難なサンプルを洗浄するのに特に効果的であることもわかった。

本発明の洗浄組成物は、約０.０５ないし約３０重量％の非アンモニア産生強塩基；約５ないし約９９.９５重量％の立体障害アミド溶媒成分；約０ないし約９５重量％の水または他の有機共溶媒；約０ないし４０重量％の立体障害アミンまたはアルカノールアミン；約０ないし４０重量％の有機または無機酸；約０ないし４０重量％の、ベンゾトリアゾール、カテコール、グリセロール、エチレングリコールなどの金属腐食阻害化合物；約０ないし５重量％の界面活性剤；約０ないし１０重量％の金属イオン不含珪酸塩；約０ないし５重量％の金属キレート剤；および約０ないし１０重量％のフッ化化合物を一般的に含む。

Claims

マイクロエレクトロニクス基板由来の残渣を洗浄するための洗浄組成物であって：
重量で約０.０５％ないし３０％の、非求核性、正荷電対イオンを含有する１種またはそれ以上の非アンモニア産生強塩基；
重量で約５ないし約９９.９５％の、１種またはそれ以上の立体障害アミド溶媒；
重量で約０ないし約９５％の、水または他の有機共溶媒；
重量で約０ないし４０％の立体障害アミンまたはアルカノールアミン；
重量で約０ないし４０％の有機または無機酸；
重量で約０ないし４０％の他の金属腐食阻害化合物；
重量で約０ないし５％の界面活性剤；
重量で約０ないし１０％の金属イオン不含珪酸塩化合物；
重量で約０ないし５％の金属キレート剤；および
重量で約０ないし１０％のフッ化化合物
を含む、洗浄組成物。
非アンモニア産生強塩基がテトラアルキルアンモニウム水酸化物またはその塩である、請求項１に記載の洗浄組成物。
テトラアルキルアンモニウム水酸化物またはその塩が、式：
［（Ｒ）_４Ｎ^＋］_ｐ［Ｘ］^−ｑ
式中、各Ｒは、置換または非置換アルキル基であり、ＸはＯＨまたは塩陰イオンであり；そしてｐおよびｑは等しく、１ないし３の整数である、
の化合物である、請求項２に記載の洗浄組成物。
Ｒが炭素数１ないし２２のアルキル基であり、ＸがＯＨまたは炭酸塩である、請求項３に記載の洗浄組成物。
Ｒが炭素数１ないし６のアルキル基である、請求項４に記載の洗浄組成物。
立体障害アミド溶媒が、式

式中、ｎは１ないし２２の数字であり；そしてＲ_１、Ｒ_２、Ｒ_３、Ｒ_４、Ｒ_５、Ｒ_６、Ｒ_７およびＲ_８は、Ｈ、アルキルおよびアリールからなる群から各々独立して選択され、但し、Ｒ_１、Ｒ_２およびＲ_３の少なくとも１つおよびＲ_４、Ｒ_５、Ｒ_６、Ｒ_７およびＲ_８の少なくとも１つは、水素ではない、
のものから選択される化合物である、請求項１に記載の洗浄組成物。
立体障害アミド溶媒が、式

式中、ｎは１ないし２２の数字であり；そしてＲ_１、Ｒ_２、Ｒ_３、Ｒ_４、Ｒ_５、Ｒ_６、Ｒ_７およびＲ_８は、Ｈ、アルキルおよびアリールからなる群から各々独立して選択され、但し、Ｒ_１、Ｒ_２およびＲ_３の少なくとも１つおよびＲ_４、Ｒ_５、Ｒ_６、Ｒ_７およびＲ_８の少なくとも１つは、水素ではない、
のものから選択される化合物である、請求項２に記載の洗浄組成物。
立体障害アミド溶媒が、式

式中、ｎは１ないし２２の数字であり；そしてＲ_１、Ｒ_２、Ｒ_３、Ｒ_４、Ｒ_５、Ｒ_６、Ｒ_７およびＲ_８は、Ｈ、アルキルおよびアリールからなる群から各々独立して選択され、但し、Ｒ_１、Ｒ_２およびＲ_３の少なくとも１つおよびＲ_４、Ｒ_５、Ｒ_６、Ｒ_７およびＲ_８の少なくとも１つは、水素ではない、
のものから選択される化合物である、請求項３に記載の洗浄組成物。
立体障害アミド溶媒が、式

式中、ｎは１ないし２２の数字であり；そしてＲ_１、Ｒ_２、Ｒ_３、Ｒ_４、Ｒ_５、Ｒ_６、Ｒ_７およびＲ_８は、Ｈ、アルキルおよびアリールからなる群から各々独立して選択され、但し、Ｒ_１、Ｒ_２およびＲ_３の少なくとも１つおよびＲ_４、Ｒ_５、Ｒ_６、Ｒ_７およびＲ_８の少なくとも１つは、水素ではない、
のものから選択される化合物である、請求項４に記載の洗浄組成物。
立体障害アミド溶媒が、式

式中、ｎは１ないし２２の数字であり；そしてＲ_１、Ｒ_２、Ｒ_３、Ｒ_４、Ｒ_５、Ｒ_６、Ｒ_７およびＲ_８は、Ｈ、アルキルおよびアリールからなる群から各々独立して選択され、但し、Ｒ_１、Ｒ_２およびＲ_３の少なくとも１つおよびＲ_４、Ｒ_５、Ｒ_６、Ｒ_７およびＲ_８の少なくとも１つは、水素ではない、
のものから選択される化合物である、請求項５に記載の洗浄組成物。
Ｒ_１ないしＲ_８基の定義において、アルキル基が炭素数１ないし６であり、アリール基が炭素数３ないし１４である、請求項１０に記載の洗浄組成物。
立体障害アミド溶媒が、アセトアミド、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ,Ｎ'−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、Ｎ−メチル−２−ピロリジノン（ＮＭＰ）、１,５−ジメチル−２−ピロリジノン、１,３−ジメチル−２−ピペリドン、１−（２−ヒドロキシエチル）２−ピロリジノンおよび１,５−ジメチル２−ピペリドンからなる群から選択される、請求項１に記載の洗浄組成物。
立体障害アミド溶媒が、アセトアミド、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ,Ｎ'−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、Ｎ−メチル−２−ピロリジノン（ＮＭＰ）、１,５−ジメチル−２−ピロリジノン、１,３−ジメチル−２−ピペリドン、１−（２−ヒドロキシエチル）２−ピロリジノンおよび１,５−ジメチル２−ピペリドンからなる群から選択される、請求項２に記載の洗浄組成物。
立体障害アミド溶媒が、アセトアミド、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ,Ｎ'−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、Ｎ−メチル−２−ピロリジノン（ＮＭＰ）、１,５−ジメチル−２−ピロリジノン、１,３−ジメチル−２−ピペリドン、１−（２−ヒドロキシエチル）２−ピロリジノンおよび１,５−ジメチル２−ピペリドンからなる群から選択される、請求項３に記載の洗浄組成物。
立体障害アミド溶媒が、アセトアミド、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ,Ｎ'−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、Ｎ−メチル−２−ピロリジノン（ＮＭＰ）、１,５−ジメチル−２−ピロリジノン、１,３−ジメチル−２−ピペリドン、１−（２−ヒドロキシエチル）２−ピロリジノンおよび１,５−ジメチル２−ピペリドンからなる群から選択される、請求項４に記載の洗浄組成物。
立体障害アミド溶媒が、アセトアミド、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ,Ｎ'−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、Ｎ−メチル−２−ピロリジノン（ＮＭＰ）、１,５−ジメチル−２−ピロリジノン、１,３−ジメチル−２−ピペリドン、１−（２−ヒドロキシエチル）２−ピロリジノンおよび１,５−ジメチル２−ピペリドンからなる群から選択される、請求項５に記載の洗浄組成物。
水または、ジメチルスルホキシド、スルホラン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、２−（メチルアミノ）エタノールおよび３−（ジエチルアミノ）−１,２−プロパンジオールからなる群から選択される少なくとも１種の他の有機共溶媒を含む、請求項１に記載の洗浄組成物。
水または、ジメチルスルホキシド、スルホラン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、２−（メチルアミノ）エタノールおよび３−（ジエチルアミノ）−１,２−プロパンジオールからなる群から選択される少なくとも１種の他の有機共溶媒を含む、請求項６に記載の洗浄組成物。
水または、ジメチルスルホキシド、スルホラン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、２−（メチルアミノ）エタノールおよび３−（ジエチルアミノ）−１,２−プロパンジオールからなる群から選択される少なくとも１種の他の有機共溶媒を含む、請求項１１に記載の洗浄組成物。
水または、ジメチルスルホキシド、スルホラン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、２−（メチルアミノ）エタノールおよび３−（ジエチルアミノ）−１,２−プロパンジオールからなる群から選択される少なくとも１種の他の有機共溶媒を含む、請求項１６に記載の洗浄組成物。
テトラメチルアンモニウム水酸化物、ジメチルピペリドン、トリエタノールアミン、トランス−１,２−シクロヘキサンジアミンテトラ酢酸および水を含む、請求項１に記載の洗浄組成物。
テトラメチルアンモニウム水酸化物、ジメチルピペリドンおよび水を含む、請求項１に記載の洗浄組成物。
テトラメチルアンモニウム水酸化物、ジメチルピペリドン、トリエタノールアミン、エチレンジアミンテトラ（メチレンホスホン酸）および水を含む、請求項１に記載の洗浄組成物。
多孔性誘電体、低κ誘電体、高κ誘電体または銅金属被覆の少なくとも１つを有するマイクロエレクトロニクス基板の洗浄方法であって、該方法が、基板を洗浄するのに十分な時間、基板を洗浄組成物と接触させることを含み、洗浄組成物が、
重量で約０.０５％ないし３０％の、非求核性、正荷電対イオンを含有する１種またはそれ以上の非アンモニア産生強塩基；
重量で約５ないし約９９.９５％の立体障害アミド溶媒；
重量で約０ないし９５％の、水または他の有機共溶媒；
重量で約０ないし４０％の立体障害アミンまたはアルカノールアミン；
重量で約０ないし４０％の有機または無機酸；
重量で約０ないし４０％の他の金属腐食阻害化合物；
重量で約０ないし５％の界面活性剤；
重量で約０ないし１０％の金属イオン不含珪酸塩；
重量で約０ないし５％の金属キレート剤；および
重量で約０ないし約１０％のフッ化化合物
を含むものである、方法。
非アンモニア産生強塩基がテトラアルキルアンモニウム水酸化物またはその塩である、請求項２４に記載の方法。
テトラアルキルアンモニウム水酸化物またはその塩が、式：
［（Ｒ）_４Ｎ^＋］_ｐ［Ｘ］^−ｑ
式中、各Ｒは、置換または非置換アルキル基であり、ＸはＯＨまたは塩陰イオンであり；そしてｐおよびｑは等しく、１ないし３の整数である、
の化合物である、請求項２５に記載の方法。
Ｒが炭素数１ないし２２のアルキル基であり、ＸがＯＨまたは炭酸塩である、請求項２６に記載の方法。
Ｒが炭素数１ないし６のアルキル基である、請求項２７に記載の方法。
立体障害アミド溶媒が、式

式中、ｎは１ないし２２の数字であり；そしてＲ_１、Ｒ_２、Ｒ_３、Ｒ_４、Ｒ_５、Ｒ_６、Ｒ_７およびＲ_８は、Ｈ、アルキルおよびアリールからなる群から各々独立して選択され、但し、Ｒ_１、Ｒ_２およびＲ_３の少なくとも１つおよびＲ_４、Ｒ_５、Ｒ_６、Ｒ_７およびＲ_８の少なくとも１つは、水素ではない、
のものから選択される化合物である、請求項２４に記載の方法。
立体障害アミド溶媒が、式

式中、ｎは１ないし２２の数字であり；そしてＲ_１、Ｒ_２、Ｒ_３、Ｒ_４、Ｒ_５、Ｒ_６、Ｒ_７およびＲ_８は、Ｈ、アルキルおよびアリールからなる群から各々独立して選択され、但し、Ｒ_１、Ｒ_２およびＲ_３の少なくとも１つおよびＲ_４、Ｒ_５、Ｒ_６、Ｒ_７およびＲ_８の少なくとも１つは、水素ではない、
のものから選択される化合物である、請求項２５に記載の方法。
立体障害アミド溶媒が、式

式中、ｎは１ないし２２の数字であり；そしてＲ_１、Ｒ_２、Ｒ_３、Ｒ_４、Ｒ_５、Ｒ_６、Ｒ_７およびＲ_８は、Ｈ、アルキルおよびアリールからなる群から各々独立して選択され、但し、Ｒ_１、Ｒ_２およびＲ_３の少なくとも１つおよびＲ_４、Ｒ_５、Ｒ_６、Ｒ_７およびＲ_８の少なくとも１つは、水素ではない、
のものから選択される化合物である、請求項２６に記載の方法。
立体障害アミド溶媒が、式

式中、ｎは１ないし２２の数字であり；そしてＲ_１、Ｒ_２、Ｒ_３、Ｒ_４、Ｒ_５、Ｒ_６、Ｒ_７およびＲ_８は、Ｈ、アルキルおよびアリールからなる群から各々独立して選択され、但し、Ｒ_１、Ｒ_２およびＲ_３の少なくとも１つおよびＲ_４、Ｒ_５、Ｒ_６、Ｒ_７およびＲ_８の少なくとも１つは、水素ではない、
のものから選択される化合物である、請求項２７に記載の方法。
立体障害アミド溶媒が、式

式中、ｎは１ないし２２の数字であり；そしてＲ_１、Ｒ_２、Ｒ_３、Ｒ_４、Ｒ_５、Ｒ_６、Ｒ_７およびＲ_８は、Ｈ、アルキルおよびアリールからなる群から各々独立して選択され、但し、Ｒ_１、Ｒ_２およびＲ_３の少なくとも１つおよびＲ_４、Ｒ_５、Ｒ_６、Ｒ_７およびＲ_８の少なくとも１つは、水素ではない、
のものから選択される化合物である、請求項２８に記載の方法。
Ｒ_１ないしＲ_８基の定義において、アルキル基が炭素数１ないし６であり、アリール基が炭素数３ないし１４である、請求項３３に記載の方法。
立体障害アミド溶媒が、アセトアミド、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ,Ｎ'−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、Ｎ−メチル−２−ピロリジノン（ＮＭＰ）、１,５−ジメチル−２−ピロリジノン、１,３−ジメチル−２−ピペリドン、１−（２−ヒドロキシエチル）２−ピロリジノンおよび１,５−ジメチル２−ピペリドンからなる群から選択される、請求項２４に記載の方法。
立体障害アミド溶媒が、アセトアミド、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ,Ｎ'−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、Ｎ−メチル−２−ピロリジノン（ＮＭＰ）、１,５−ジメチル−２−ピロリジノン、１,３−ジメチル−２−ピペリドン、１−（２−ヒドロキシエチル）２−ピロリジノンおよび１,５−ジメチル２−ピペリドンからなる群から選択される、請求項２５に記載の方法。
立体障害アミド溶媒が、アセトアミド、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ,Ｎ'−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、Ｎ−メチル−２−ピロリジノン（ＮＭＰ）、１,５−ジメチル−２−ピロリジノン、１,３−ジメチル−２−ピペリドン、１−（２−ヒドロキシエチル）２−ピロリジノンおよび１,５−ジメチル２−ピペリドンからなる群から選択される、請求項２６に記載の方法。
立体障害アミド溶媒が、アセトアミド、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ,Ｎ'−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、Ｎ−メチル−２−ピロリジノン（ＮＭＰ）、１,５−ジメチル−２−ピロリジノン、１,３−ジメチル−２−ピペリドン、１−（２−ヒドロキシエチル）２−ピロリジノンおよび１,５−ジメチル２−ピペリドンからなる群から選択される、請求項２７に記載の方法。
立体障害アミド溶媒が、アセトアミド、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ,Ｎ'−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、Ｎ−メチル−２−ピロリジノン（ＮＭＰ）、１,５−ジメチル−２−ピロリジノン、１,３−ジメチル−２−ピペリドン、１−（２−ヒドロキシエチル）２−ピロリジノンおよび１,５−ジメチル２−ピペリドンからなる群から選択される、請求項２８に記載の方法。
洗浄組成物が、水または、ジメチルスルホキシド、スルホラン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、２−（メチルアミノ）エタノールおよび３−（ジエチルアミノ）−１,２−プロパンジオールからなる群から選択される少なくとも１種の他の共溶媒を含む、請求項２４に記載の方法。
洗浄組成物が、水または、ジメチルスルホキシド、スルホラン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、２−（メチルアミノ）エタノールおよび３−（ジエチルアミノ）−１,２−プロパンジオールからなる群から選択される少なくとも１種の他の共溶媒を含む、請求項２８に記載の方法。
洗浄組成物が、水または、ジメチルスルホキシド、スルホラン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、２−（メチルアミノ）エタノールおよび３−（ジエチルアミノ）−１,２−プロパンジオールからなる群から選択される少なくとも１種の他の共溶媒を含む、請求項３４に記載の方法。
洗浄組成物が、水または、ジメチルスルホキシド、スルホラン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、２−（メチルアミノ）エタノールおよび３−（ジエチルアミノ）−１,２−プロパンジオールからなる群から選択される少なくとも１種の他の共溶媒を含む、請求項３９に記載の方法。
洗浄組成物が、テトラメチルアンモニウム水酸化物、ジメチルピペリドン、トリエタノールアミン、トランス−１,２−シクロヘキサンジアミンテトラ酢酸および水を含む、請求項２４に記載の方法。
洗浄組成物が、テトラメチルアンモニウム水酸化物、ジメチルピペリドンおよび水を含む、請求項２４に記載の方法。
テトラメチルアンモニウム水酸化物、ジメチルピペリドン、トリエタノールアミン、エチレンジアミンテトラ（メチレンホスホン酸）および水を含む、請求項１に記載の洗浄組成物。