JP2006058675A - Exfoliating liquid for multistage treatment and method for exfoliating etching residual substance using the same - Google Patents

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JP2006058675A JP2004241332A JP2004241332A JP2006058675A JP 2006058675 A JP2006058675 A JP 2006058675A JP 2004241332 A JP2004241332 A JP 2004241332A JP 2004241332 A JP2004241332 A JP 2004241332A JP 2006058675 A JP2006058675 A JP 2006058675A
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Takayuki Haraguchi
高之 原口
Shigeru Yokoi
滋 横井
Kazumasa Wakiya
和正 脇屋
Atsushi Koshiyama
淳 越山
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Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exfoliating liquid for a multistage treatment, with which an exfoliating treatment of etching residual substances formed in a wiring structure forming process of a display panel of a semiconductor multilayered wiring structure, a liquid crystal panel, or the like, is safely carried out without lowering the exfoliating performance in comparison with a conventional exfoliating liquid. <P>SOLUTION: When the etching residual substances are exfoliated, as the exfoliating liquid, at least two liquids of an exfoliating agent having a dissolving property to titanium and a titanium compound and an exfoliating agent containing at least a quaternary ammonium hydroxide are used in a multistage manner. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、半導体多層配線構造や液晶パネルなどの表示パネルの配線構造形成工程において形成されるエッチング残渣物を安全に、かつ従来の剥離液に比べて剥離性能を低下させることなく剥離処理を行うことのできる多段階処理用剥離液およびこれを用いたエッチング残渣物の剥離方法に関するものである。   The present invention performs a peeling process on an etching residue formed in a wiring structure forming process of a display panel such as a semiconductor multilayer wiring structure or a liquid crystal panel safely and without lowering the peeling performance as compared with a conventional peeling liquid. The present invention relates to a stripping solution for multistage treatment that can be performed and a method for stripping etching residues using the stripping solution.

周知のように、半導体集積回路における基本的配線構造は、半導体基板上に直接または間接的に形成された下層配線層と、この下層配線層上に層間絶縁層を介して形成された上層配線層とが、前記層間絶縁層を貫通するように形成されたビア配線によって接続されている構造である。この配線構造を複数化、多層化することによって、半導体集積回路の多層配線構造が形成される。   As is well known, a basic wiring structure in a semiconductor integrated circuit includes a lower wiring layer formed directly or indirectly on a semiconductor substrate, and an upper wiring layer formed on the lower wiring layer via an interlayer insulating layer. Are connected by via wirings formed so as to penetrate the interlayer insulating layer. A multilayer wiring structure of a semiconductor integrated circuit is formed by multiplying the wiring structure into multiple layers.

この配線構造は、半導体基板上に積層する導体層や層間絶縁層などの各層の形成とそれらのエッチングによるパターン化の繰り返しによって、実現している。
前記エッチング処理は、周知のように、主にドライエッチングによる手法が採用されている。ドライエッチングにより配線層、および絶縁層を処理した場合、ドライエッチングにより削られた前記配線層、および絶縁層材料の一部が、そのままの成分あるいは酸化等の変質を受けた状態で、形成されたエッチング空間の側壁や底面に付着する。エッチング空間がビアホールである場合は、配線層の表面を露出したところでエッチング処理が停止されるが、どうしても配線層の表面の幾分かがエッチングされる場合が生じる。そのエッチングされた配線層材料もそのままの成分もしくは化合物化された状態でエッチング空間の側壁や底部に付着する。現在の半導体基板等においては配線層と絶縁層の中間にバリアメタルが形成されており、エッチング残渣物はこれら絶縁層および配線層起因の残渣物とバリアメタル起因の残渣物に大別される。これらの残渣物は、その時のエッチング条件等により量の多少はあるが、エッチング空間内に同時に残留している。また、エッチング空間を形成した後、エッチングを行うためのマスクとして絶縁層の表面にパターン化レジスト層が残存しているので、このレジスト層をアッシング処理により除去するが、その結果、このレジスト層由来の変質膜(残渣物)がエッチング空間内に発生する場合もある。
This wiring structure is realized by repeatedly forming layers such as a conductor layer and an interlayer insulating layer stacked on a semiconductor substrate and patterning them by etching.
As is well known, the etching process mainly employs a dry etching technique. When the wiring layer and the insulating layer are processed by dry etching, the wiring layer and the insulating layer material shaved by the dry etching are formed in a state in which they are subjected to alterations such as components or oxidation as they are. It adheres to the sidewall and bottom of the etching space. When the etching space is a via hole, the etching process is stopped when the surface of the wiring layer is exposed. However, some of the surface of the wiring layer is inevitably etched. The etched wiring layer material also adheres to the sidewalls and bottom of the etching space in the same component or compounded state. In current semiconductor substrates and the like, a barrier metal is formed between the wiring layer and the insulating layer, and etching residues are roughly classified into residues resulting from the insulating layer and the wiring layer and residues resulting from the barrier metal. These residues remain at the same time in the etching space, although there are some amounts depending on the etching conditions at that time. In addition, after forming the etching space, the patterned resist layer remains on the surface of the insulating layer as a mask for performing etching, so this resist layer is removed by an ashing process. The altered film (residue) may be generated in the etching space.

前記エッチング残渣物をそのまま残留させたまま、デバイスの形成工程を進めれば、形成されたビア配線の電気的特性を始めとした物理的特性、化学的特性が大きく損なわれてしまう。そこで、配線形成プロセスでは、エッチング空間形成後に、剥離液を用いて、エッチング空間内の残渣物を剥離除去する工程を必須としている。   If the device formation process is carried out with the etching residue remaining as it is, the physical characteristics and chemical characteristics including the electrical characteristics of the formed via wiring are greatly impaired. Therefore, in the wiring formation process, after the etching space is formed, a step of stripping and removing the residue in the etching space using a stripping solution is essential.

従来の剥離液としては、ヒドロキシルアミンを主成分とした剥離液が用いられていた(特許文献1)。このヒドロキシルアミンを主成分とした剥離液は、前記配線層および絶縁層由来のエッチング残渣付着物に対しても、バリアメタル由来の残渣物に関しても、良好な剥離特性を有しており、絶縁層および配線層に対する侵襲性も低く、両層にダメージを与えにくいため、剥離液として盛んに使用されていた。   As a conventional stripping solution, a stripping solution mainly composed of hydroxylamine has been used (Patent Document 1). This stripping solution containing hydroxylamine as a main component has a good stripping property for both the etching residue deposits derived from the wiring layer and the insulating layer, and the residues derived from the barrier metal. In addition, since the invasiveness to the wiring layer is low and it is difficult to damage both layers, it has been actively used as a stripping solution.

このような万能的な剥離特性を有する剥離液は、ヒドロキシルアミン剥離液以外には、現在のところ、開発されておらず、配線層および絶縁層由来のエッチング残渣物の剥離性に優れるが、バリアメタル由来のエッチング残渣物の剥離性は乏しいか、あるいは逆の特性を持つというように、一種類の残渣物の剥離性に特化した剥離液しか提供されていない。   A stripping solution having such a universal stripping property has not been developed at present except for the hydroxylamine stripping solution, and is excellent in stripping of etching residues derived from wiring layers and insulating layers. Only a stripping solution specialized in the stripping property of one kind of residue is provided such that the stripping property of the etching residue derived from metal is poor or has reverse characteristics.

また配線層には、アルミニウムが主に使用されているが、アルミニウムを配線層材料に使用する場合は、アルミニウム配線層の上にチタンナイトライド等のチタン系化合物被膜が形成されている。アルミニウム配線層を用いた配線構造では、ビアをエッチングにより形成した場合、このチタン系化合物被膜も共にエッチング処理されるので、これが残渣物として付着する。このチタン残渣物は前述と同様ヒドロキシルアミン剥離液以外の剥離液では容易に剥離することができない。これに対して、チタンの剥離に特化した剥離液が提供されている(特許文献2)。   Aluminum is mainly used for the wiring layer, but when aluminum is used as the wiring layer material, a titanium-based compound film such as titanium nitride is formed on the aluminum wiring layer. In the wiring structure using the aluminum wiring layer, when the via is formed by etching, the titanium-based compound film is also etched, so that it adheres as a residue. This titanium residue cannot be easily peeled off with a stripper other than the hydroxylamine stripper as described above. On the other hand, the peeling liquid specialized in peeling of titanium is provided (patent document 2).

前述のように、エッチング空間の側壁や底部に形成される残渣物を一括して剥離可能な剥離液は、現在までのところ、ヒドロキシルアミンを主成分とする剥離液しか提供されていない。   As described above, as a stripping solution capable of stripping off residues formed on the side wall and bottom of the etching space at a time, only a stripping solution containing hydroxylamine as a main component has been provided so far.

なお、前記半導体多層配線構造における配線層を形成するためにエッチング空間を形成する方法は、液晶パネルなどの表示パネルにおける配線構造の形成においても行われている。したがって、液晶パネルなどの他の配線構造形成においても、その製造工程において、エッチング空間にはエッチング残渣物が形成されおり、それを効率的に剥離除去しなければならないという問題は、同様に存在している。   The method of forming an etching space for forming a wiring layer in the semiconductor multilayer wiring structure is also performed in forming a wiring structure in a display panel such as a liquid crystal panel. Therefore, also in the formation of other wiring structures such as liquid crystal panels, there is a problem that etching residues are formed in the etching space in the manufacturing process and must be efficiently removed. ing.

特開平9−299500号公報JP-A-9-299500 特開2004−71585号公報JP 2004-71585 A

しかしながら、前記ヒドロキシルアミンを主成分とする剥離液を用いた剥離洗浄工程では、ヒドロキシルアミン自体が比較的に反応性に富んでいるので、保管温度の制御や安全性という面においてかなり厳しい制約を受けるという取り扱いにくさがある。   However, in the stripping cleaning process using the stripping solution containing hydroxylamine as a main component, hydroxylamine itself is relatively rich in reactivity, so it is subject to severe restrictions in terms of storage temperature control and safety. It is difficult to handle.

一方、チタン剥離液やヒドロキシルアミンを含有しない剥離液などの他の剥離液にて残渣物を剥離できないかを検討したが、常に剥離が可能でなければならない剥離処理において、剥離残りが生じる結果となった。その原因を探ったところ、以下のような知見を得た。   On the other hand, we examined whether the residue could be peeled off with other stripping liquids such as titanium stripping liquid and stripping liquid not containing hydroxylamine, but in the stripping process where stripping should always be possible, the result of peeling residue became. As a result of searching for the cause, the following findings were obtained.

被エッチング空間、例えば、絶縁層を介して形成されている上層配線層と下層配線層とを連結するビアは、一枚の配線基板に多数形成されるのが、一般的である。この多数の被エッチング空間においては、それぞれの形成位置が基板の中央なのか端部なのか等の形成位置によって、内部に形成される残渣付着物の積層構成が異なっている。すなわち、エッチング処理による残渣物が、配線層および絶縁層起因の残渣物が大部分である場合もあれば、バリアメタル層起因の残渣物がさらに発生している部分もあることが判明した。そのような「一枚の配線基板における被エッチング空間内の残渣物の積層構造にバラツキがある」ことから、ヒドロキシルアミン剥離液のような万能的な剥離特性を有する剥離液でなければ、一枚の基板におけるエッチング空間の充分なる洗浄は困難であることが知見された。   In general, a large number of vias connecting an upper wiring layer and a lower wiring layer formed through an insulating space, for example, an insulating layer, are formed on one wiring board. In this large number of spaces to be etched, the laminated structure of the residue deposits formed inside differs depending on the formation position such as whether the formation position is the center or the end of the substrate. That is, it has been found that the residue due to the etching treatment is mostly the residue due to the wiring layer and the insulating layer, and the residue due to the barrier metal layer is further generated. Since there is a variation in the layered structure of residues in the space to be etched on a single wiring board, a single sheet must be used unless it is a stripping solution with universal stripping properties such as hydroxylamine stripping solution. It has been found that it is difficult to sufficiently clean the etching space in the substrate.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その課題は、半導体多層配線構造や液晶パネルなどの配線形成工程において形成されるエッチング残渣物を安全に、かつ従来品に比べて剥離性能を低下させることなく除去することのできる多段階処理用剥離液およびこれを用いたエッチング残渣物の剥離方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and the problem is that the etching residue formed in the wiring formation process such as a semiconductor multilayer wiring structure or a liquid crystal panel can be removed safely and compared to the conventional products. An object of the present invention is to provide a stripping solution for multistage treatment which can be removed without degrading performance and a method for stripping etching residues using the stripping solution.

前記課題を解決するために、本発明者等は、鋭意、実験、検討を重ねたところ、下記のような知見を得るに至った。   In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have conducted intensive studies, experiments, and studies, and have obtained the following knowledge.

ヒドロキシルアミンを主成分とする剥離液を用いて残渣物全体を剥離除去することは可能であるが、ヒドロキシルアミン自体が比較的に反応性に富んでいるので、保管温度の制御や安全性という面においてかなり厳しい制約を受けるという取り扱いにくさがある。しかしながら、チタンおよびチタン化合物に対する溶解性を有する剥離液であれば、チタンおよびチタン化合物を剥離処理することが可能であり、同様に、第4級アンモニウム水酸化物を主成分とする剥離液であれば、シリカ系残渣やアルミニウム系残渣の剥離処理することが可能である。しかも、前記ヒドロキシルアミンを主成分とする剥離液を用いた場合に比べて、格段に安全性に優れており取り扱いは容易である。   Although it is possible to strip and remove the entire residue using a stripper containing hydroxylamine as the main component, hydroxylamine itself is relatively rich in reactivity. However, it is difficult to handle because of severe restrictions. However, any stripping solution that is soluble in titanium and titanium compounds can be stripped of titanium and titanium compounds. Similarly, a stripping solution containing quaternary ammonium hydroxide as the main component can be used. For example, it is possible to remove the silica-based residue or the aluminum-based residue. Moreover, it is much safer and easier to handle than the case of using a stripper containing hydroxylamine as a main component.

従って、少なくとも2種の剥離液から構成される多段階処理用剥離液、具体的には、一方の剥離液としてチタンおよびチタン化合物に対する溶解性を有する剥離液を、チタン残渣が充分に剥離する時間、基板に作用させ、その後、他方の剥離液として第4級アンモニウム水酸化物を主成分とする剥離液を基板に作用させれば、一枚の基板上の全ての被エッチング空間内の残渣物を充分に剥離除去することができる。   Therefore, the time for the titanium residue to sufficiently peel off the stripping solution for multi-stage treatment composed of at least two kinds of stripping solutions, specifically, the stripping solution having solubility in titanium and titanium compound as one stripping solution. If the substrate is allowed to act on the substrate, and then the other stripping solution containing quaternary ammonium hydroxide as the main component is allowed to act on the substrate, the residue in all the etched spaces on the single substrate Can be sufficiently peeled and removed.

本発明は前記知見に基づいてなされたものである。すなわち、本発明に係るエッチング残渣物の多段階処理用剥離液は、エッチング残渣物を剥離除去するために互いに相補的に用いる少なくとも2種の剥離液から構成される多段階処理用剥離液であって、前記少なくとも2種の剥離液のうち、一方がチタンおよびチタン化合物の溶解性を有する剥離液であり、他方が少なくとも第4級アンモニウム水酸化物を含有する剥離液であることを特徴とする。   The present invention has been made based on the above findings. That is, the stripping solution for multistage treatment of etching residues according to the present invention is a stripping solution for multistage processing composed of at least two types of stripping solutions used in a complementary manner to strip away etching residues. One of the at least two types of stripping solution is a stripping solution having solubility of titanium and a titanium compound, and the other is a stripping solution containing at least a quaternary ammonium hydroxide. .

また、本発明に係るエッチング残渣物の剥離方法は、前記少なくとも2種の剥離液から構成される多段階処理用剥離液を使用してエッチング残渣物を剥離することを特徴とする。   Further, the etching residue peeling method according to the present invention is characterized in that the etching residue is peeled off using a multi-stage treatment peeling solution composed of the at least two kinds of peeling solutions.

前記剥離方法においては、エッチング残渣物に対して前記チタンおよびチタン化合物の溶解性を有する剥離液を作用させ、その後、前記少なくとも第4級アンモニウム水酸化物を含有する剥離液を作用させてもよいし、その逆であってもよい。   In the stripping method, a stripping solution having solubility of the titanium and the titanium compound may be allowed to act on the etching residue, and then the stripping solution containing at least the quaternary ammonium hydroxide may be allowed to act. And vice versa.

前記被エッチング空間を有する基板としては、ビアホールが形成された基板に特に好適に適用することができる。   The substrate having the space to be etched can be particularly preferably applied to a substrate in which a via hole is formed.

通常、前記残渣物のうち配線層および絶縁層由来の金属もしくは金属化合物はアルミ系化合物および/またはシリカ系化合物であり、前記残渣物のうちバリアメタル由来の金属化合物はチタン系化合物である。   Usually, the metal or metal compound derived from the wiring layer and the insulating layer in the residue is an aluminum compound and / or a silica compound, and the metal compound derived from the barrier metal in the residue is a titanium compound.

前記バリアメタル由来の金属もしくは金属化合物は、実際には、チタンもしくはチタン化合物であるが、それに対し、前記チタンおよびチタン化合物の溶解性を有する剥離液が用いられる。このような剥離液としては、少なくとも過酸化水素を含有する水溶液が用いられる。   The metal or metal compound derived from the barrier metal is actually titanium or a titanium compound. On the other hand, a stripping solution having solubility of the titanium and the titanium compound is used. As such a stripping solution, an aqueous solution containing at least hydrogen peroxide is used.

前記配線層および絶縁層由来の金属もしくは金属化合物はアルミ系化合物および/またはシリカ系化合物であり、それに対し、少なくとも第4級アンモニウム水酸化物を含有してなる剥離液を用いることができる。   The metal or metal compound derived from the wiring layer and insulating layer is an aluminum-based compound and / or a silica-based compound. On the other hand, a stripping solution containing at least a quaternary ammonium hydroxide can be used.

本発明の多段階処理用剥離液を構成する「チタンおよびチタン化合物の溶解性を有する剥離液」について、さらに詳しく説明する。この剥離液は、基本的には、少なくとも過酸化水素を含有する水溶液であり、かかる水溶液自体のチタン酸化物溶解作用自体は公知である。この水溶液のチタンおよびチタン化合物溶解性(剥離性)をさらに向上させるべく改良品が種々提案されており、それらはすべて本発明の多段階処理用剥離液を構成する1種の剥離液として使用可能である。   The “stripping solution having solubility of titanium and titanium compound” constituting the stripping solution for multistage treatment of the present invention will be described in more detail. This stripping solution is basically an aqueous solution containing at least hydrogen peroxide, and the titanium oxide dissolving action itself of this aqueous solution is known. Various improved products have been proposed to further improve the solubility (peelability) of titanium and titanium compounds in this aqueous solution, and they can all be used as one type of stripping solution constituting the multistage processing stripping solution of the present invention. It is.

チタン酸化物溶解性を担う主成分は過酸化水素である。このような過酸化水素を主成分とする剥離液には、炭酸および/または炭酸塩を添加することがチタンおよびチタン化合物の溶解性向上の点から好適である。この剥離液は水溶液が適当であるので、前記炭酸塩としては、水に可溶であることが必要である。本発明の適用デバイスから考慮してこの炭酸塩には、金属イオンが含まれていないものが好ましく、そのような炭酸塩としては、アンモニアと炭酸の塩、アミンと炭酸の塩、第四級アンモニウムの炭酸塩を示す。中でも最も好ましいのは炭酸アンモニウムであり、これは通常、炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、カルバミン酸アンモニウムの混合物として流通しているので、これらの混合物を使用してもよい。   The main component responsible for titanium oxide solubility is hydrogen peroxide. It is preferable to add carbonic acid and / or carbonate to the stripping solution containing hydrogen peroxide as a main component from the viewpoint of improving the solubility of titanium and the titanium compound. Since this stripping solution is suitably an aqueous solution, the carbonate must be soluble in water. In view of the application device of the present invention, this carbonate preferably contains no metal ions. Examples of such carbonates include ammonia and carbonate salts, amine and carbonate salts, and quaternary ammonium salts. Of carbonate. Of these, ammonium carbonate is most preferred, which usually circulates as a mixture of ammonium carbonate, ammonium hydrogen carbonate, and ammonium carbamate, and these mixtures may be used.

本発明における「チタンおよびチタン化合物の溶解性を有する剥離液」は水溶液であり、その溶媒である水としては、水単独で使用してもよいし、他の有機溶媒などとの混合液の形態で用いてもよいし、塩、酸、塩基などを含んだ水溶液の形態で使用しても良い。   The “stripping solution having solubility of titanium and titanium compound” in the present invention is an aqueous solution, and water as the solvent may be used alone or in the form of a mixed solution with other organic solvents. It may be used in the form of an aqueous solution containing a salt, an acid, a base or the like.

本発明の多段階処理用剥離液を構成する「チタンおよびチタン化合物の溶解性を有する剥離液」において、炭酸および/または炭酸塩、過酸化水素、水の配合比は、用途、使用条件、炭酸塩の種類により大きく変動するため限定されないが、通常であれば、チタン剥離液の総重量を基準に炭酸および/または炭酸塩の含量が0.01〜40重量%、過酸化水素の含量が10ppm〜35重量%、水の含量が25〜99重量%が好ましく、炭酸(塩)の含量が0.05〜25重量%、過酸化水素の含量が50ppm〜25重量%、水の含量が30〜95重量%がさらに好ましいとされている。   In the “peeling solution having solubility of titanium and titanium compound” constituting the stripping solution for multi-stage treatment of the present invention, the compounding ratio of carbonic acid and / or carbonate, hydrogen peroxide, and water depends on the application, use conditions, carbonic acid. Although it is not limited because it varies greatly depending on the type of salt, normally, the content of carbonic acid and / or carbonate is 0.01 to 40% by weight, and the content of hydrogen peroxide is 10 ppm based on the total weight of the titanium stripping solution. 35% by weight, water content of 25-99% by weight is preferred, carbonic acid (salt) content of 0.05-25% by weight, hydrogen peroxide content of 50 ppm-25% by weight, water content of 30- 95% by weight is further preferred.

炭酸(塩)が0.01重量%未満であると、チタン酸化物の溶解が実用的でないほど遅く、40重量%を越えると炭酸(塩)が水溶液に溶解し難くなる。   If the carbonic acid (salt) is less than 0.01% by weight, the dissolution of the titanium oxide is so slow that it is not practical, and if it exceeds 40% by weight, the carbonic acid (salt) becomes difficult to dissolve in the aqueous solution.

また、過酸化水素の配合量としては、10ppm未満であるとチタン酸化物の溶解が実用的でないほど遅く、35重量%を越える過酸化水素は危険性が高くなることが指摘されている。   Further, it has been pointed out that when the blending amount of hydrogen peroxide is less than 10 ppm, the dissolution of titanium oxide is so slow that it is impractical, and hydrogen peroxide exceeding 35% by weight increases the risk.

溶媒である水については、25重量%未満だと、炭酸が水溶液に溶解し難くなり、99重量%を超えると、チタン酸化物の溶解が実用の範囲を下方に逸脱する。   When the amount of water, which is a solvent, is less than 25% by weight, carbonic acid hardly dissolves in an aqueous solution. When the amount exceeds 99% by weight, the dissolution of titanium oxide deviates from the practical range downward.

本発明で用いる「チタンおよびチタン化合物の溶解性を有する剥離液」は、上記組成物の他に、さらに水溶性有機溶媒を添加することもできる。そのような添加可能な水溶性有機溶媒としては、特に制限はないが、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなどのアルコール類、テトラヒドロフランなどのエーテル類、アルコキシアルコール類、アルキレングリコール類、炭酸エステル、酢酸メチル、酢酸エチルなどのエステル類、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、メチルピロリドン、ジメチルイミダゾリジノンなどのアミド類、ジメチルスルホキシドなどのスルホキシド類、ジメチルドデシルアミンオキシド、メチルモルホリンオキシドなどのアミンオキシド類、N−メチル−2−ピロリドンなどのラクタム類などを挙げることができる。これらは単独で使用してもよいし、二種類以上を混合して使用してもよい。   The “peeling solution having solubility of titanium and titanium compound” used in the present invention may further contain a water-soluble organic solvent in addition to the above composition. Such a water-soluble organic solvent that can be added is not particularly limited. For example, alcohols such as methanol, ethanol, propanol, and butanol, ethers such as tetrahydrofuran, alkoxy alcohols, alkylene glycols, carbonate esters, Esters such as methyl acetate and ethyl acetate, amides such as dimethylformamide, dimethylacetamide, methylpyrrolidone and dimethylimidazolidinone, sulfoxides such as dimethylsulfoxide, amine oxides such as dimethyldodecylamine oxide and methylmorpholine oxide, N -Lactams such as methyl-2-pyrrolidone. These may be used singly or in combination of two or more.

本発明で用いる「チタンおよびチタン化合物の溶解性を有する剥離液」における前記水溶性有機溶媒の添加可能含量は、チタン剥離液の総重量を基準に0.1〜70重量%が好ましく、1〜50重量%がさらに好ましい。水溶性有機溶媒を添加すると、過酸化水素の安定性が増し、さらにチタン酸化物以外の材料に対するダメージが小さくなる。水溶性有機溶媒の含量が1重量%未満であると、水溶性有機溶媒を添加した効果は小さく、70重量%を超えると、チタン酸化物の溶解速度が工業的でないほど小さくなることが指摘されている。   The content of the water-soluble organic solvent that can be added in the “stripping solution having solubility of titanium and titanium compound” used in the present invention is preferably 0.1 to 70% by weight based on the total weight of the titanium stripping solution. More preferred is 50% by weight. When a water-soluble organic solvent is added, the stability of hydrogen peroxide increases, and damage to materials other than titanium oxide is reduced. It is pointed out that when the content of the water-soluble organic solvent is less than 1% by weight, the effect of adding the water-soluble organic solvent is small, and when it exceeds 70% by weight, the dissolution rate of the titanium oxide is so small that it is not industrial. ing.

本発明の多段階処理用剥離液を構成する他方の剥離液は「少なくとも第4級アンモニウム水酸化物を含有してなる剥離液」である。その他の成分として、さらにアルカノールアミン、前記アルカノールアミン以外の水溶性有機溶剤、および水の中から選ばれる少なくとも1種を配合してもよく、さらには芳香族ヒドロキシ化合物、ベンゾトリアゾール化合物およびメルカプト基含有化合物の中から選ばれる少なくとも1種を配合しても良い。   The other stripping solution constituting the stripping solution for multistage treatment of the present invention is “a stripping solution containing at least a quaternary ammonium hydroxide”. As other components, alkanolamine, a water-soluble organic solvent other than the alkanolamine, and at least one selected from water may be added, and further, an aromatic hydroxy compound, a benzotriazole compound and a mercapto group are contained. You may mix | blend at least 1 sort (s) chosen from a compound.

前記第4級アンモニウム水酸化物としては、具体的にはテトラメチルアンモニウム水酸化物、テトラエチルアンモニウム水酸化物、テトラプロピルアンモニウム水酸化物、トリメチルエチルアンモニウム水酸化物、(2−ヒドロキシエチル)トリメチルアンモニウム水酸化物、(2−ヒドロキシエチル)トリエチルアンモニウム水酸化物、(2−ヒドロキシエチル)トリプロピルアンモニウム水酸化物、(1−ヒドロキシプロピル)トリメチルアンモニウム水酸化物、メチルトリプロピルアンモニウム水酸化物、メチルトリブチルアンモニウム水酸化物等が例示される。中でも好ましくは、各種金属層に対する腐食性が低いという点からテトラプロピルアンモニウム水酸化物である。   Specific examples of the quaternary ammonium hydroxide include tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, tetrapropylammonium hydroxide, trimethylethylammonium hydroxide, and (2-hydroxyethyl) trimethylammonium. Hydroxide, (2-hydroxyethyl) triethylammonium hydroxide, (2-hydroxyethyl) tripropylammonium hydroxide, (1-hydroxypropyl) trimethylammonium hydroxide, methyltripropylammonium hydroxide, methyl Examples include tributylammonium hydroxide. Of these, tetrapropylammonium hydroxide is preferred because it is less corrosive to various metal layers.

前記前記第4級アンモニウム水酸化物の配合量は、剥離液中、0.01〜10質量%が好ましく、特には0.1〜5質量%である。この主成分の配合量が多すぎるとAl配線の腐食を生じやすい傾向がみられ、一方、少なすぎると剥離性能が低下しがちとなる。   The blending amount of the quaternary ammonium hydroxide is preferably 0.01 to 10% by mass, particularly 0.1 to 5% by mass in the stripper. If the amount of the main component is too large, the Al wiring tends to be corroded. On the other hand, if the amount is too small, the peeling performance tends to be lowered.

前記アルカノールアミンとしては、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、2−(2−アミノエトキシ)エタノール、N,N−ジメチルエタノールアミン、N,N−ジエチルエタノールアミン、N,N−ジブチルエタノールアミン、N−メチルエタノールアミン、N−エチルエタノールアミン、N−ブチルエタノールアミン、N−メチルジエタノールアミン、モノイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミン等が挙げられる。中でもモノエタノールアミン、2−(2−アミノエトキシ)エタノール、N−メチルエタノールアミン、モノイソプロパノールアミンが好ましく選択される。   Examples of the alkanolamine include monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, 2- (2-aminoethoxy) ethanol, N, N-dimethylethanolamine, N, N-diethylethanolamine, N, N-dibutylethanolamine, N-methylethanolamine, N-ethylethanolamine, N-butylethanolamine, N-methyldiethanolamine, monoisopropanolamine, diisopropanolamine, triisopropanolamine and the like can be mentioned. Of these, monoethanolamine, 2- (2-aminoethoxy) ethanol, N-methylethanolamine, and monoisopropanolamine are preferably selected.

前記アルカノールアミンの配合量は、剥離液中、0.1〜25質量%が好ましく、特には1〜20質量%である。水溶性有機溶媒の配合量が少なすぎると剥離性能が低下しがちとなり、一方、多すぎると各種金属への腐食を生じやすくなる。   The blending amount of the alkanolamine is preferably 0.1 to 25% by mass, particularly 1 to 20% by mass in the stripping solution. If the blending amount of the water-soluble organic solvent is too small, the peeling performance tends to be lowered. On the other hand, if the blending amount is too large, corrosion of various metals tends to occur.

前記アルカノールアミン以外の水溶性有機溶媒は、水や他の配合成分と混和性のある有機溶媒であればよく、具体的にはジメチルスルホキシド等のスルホキシド類;ジメチルスルホン、ジエチルスルホン、ビス(2−ヒドロキシエチル)スルホン、テトラメチレンスルホン等のスルホン類;N,N− ジメチルホルムアミド、N−メチルホルムアミド、N, N−ジメチルアセトアミド、N−メチルアセトアミド、N,N−ジエチルアセトアミド等のアミド類;N−メチル−2−ピロリドン、N−エチル−2−ピロリドン、N −プロピル−2−ピロリドン、N−ヒドロキシメチル− 2−ピロリドン、N−ヒドロキシエチル−2−ピロリドン等のラクタム類;1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、1,3−ジエチル−2−イミダゾリジノン、1,3−ジイソプロピル−2−イミダゾリジノン等のイミダゾリジノン類;エチレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル等の多価アルコール類およびその誘導体などが挙げられる。中でも、N−メチル−2−ピロリドン、ジメチルスルホキシド、および1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノンが好ましく用いられる。使用するアルカノールアミン以外の水溶性有機溶媒としては、前記1種または2種以上を用いることができる。   The water-soluble organic solvent other than the alkanolamine may be an organic solvent that is miscible with water or other compounding ingredients. Specifically, sulfoxides such as dimethyl sulfoxide; dimethyl sulfone, diethyl sulfone, bis (2- Sulfones such as hydroxyethyl) sulfone and tetramethylenesulfone; amides such as N, N-dimethylformamide, N-methylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methylacetamide and N, N-diethylacetamide; N- Lactams such as methyl-2-pyrrolidone, N-ethyl-2-pyrrolidone, N-propyl-2-pyrrolidone, N-hydroxymethyl-2-pyrrolidone, N-hydroxyethyl-2-pyrrolidone; 1,3-dimethyl- 2-Imidazolidinone, 1,3-Diethyl-2-imidazolidinone Imidazolidinones such as 1,3-diisopropyl-2-imidazolidinone; ethylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate And polyhydric alcohols such as diethylene glycol, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monobutyl ether, and derivatives thereof. . Among these, N-methyl-2-pyrrolidone, dimethyl sulfoxide, and 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone are preferably used. As the water-soluble organic solvent other than the alkanolamine to be used, one or more of the above can be used.

前記アルカノールアミン以外の水溶性有機溶媒の配合量は、剥離液中、30〜80質量%が好ましく、特には40〜75質量%である。アルカノールアミン以外の水溶性有機溶媒の配合量が多すぎると剥離性能が低下しがちとなり、一方、少なすぎると各種金属への腐食を生じやすくなる。   The blending amount of the water-soluble organic solvent other than the alkanolamine is preferably 30 to 80% by mass, particularly 40 to 75% by mass in the stripper. If the blending amount of the water-soluble organic solvent other than alkanolamine is too large, the peeling performance tends to be lowered. On the other hand, if the blending amount is too small, corrosion of various metals tends to occur.

前記水については、他成分の残部として配合される。   About the said water, it mix | blends as a remainder of another component.

さらには、芳香族ヒドロキシ化合物、ベンゾトリアゾール化合物およびメルカプト基含有化合物の中から選ばれる少なくとも1種を配合しても良い。これらの添加剤は基板上の各種金属に対する剥離液による浸襲を抑制する防食剤として機能する。   Furthermore, you may mix | blend at least 1 sort (s) chosen from an aromatic hydroxy compound, a benzotriazole compound, and a mercapto group containing compound. These additives function as anticorrosives that suppress invasion of various metals on the substrate by the stripping solution.

前記ベンゾトリアゾール化合物としては、具体的には、例えばベンゾトリアゾール、5,6−ジメチルベンゾトリアゾール、1−ヒドロキシベンゾトリアゾール、1−メチルベンゾトリアゾール、1−アミノベンゾトリアゾール、1−フェニルベンゾトリアゾール、1−ヒドロキシメチルベンゾトリアゾール、1−ベンゾトリアゾールカルボン酸メチル、5−ベンゾトリアゾールカルボン酸、1−メトキシ−ベンゾトリアゾール、1−(2,2−ジヒドロキシエチル)−ベンゾトリアゾール、1−(2,3−ジヒドロキシプロピル)ベンゾトリアゾール、あるいは「IRGAMET」シリーズとしてチバスペシャリティーケミカルズより市販されている、2,2’−{[(4−メチル−1H−ベンゾトリアゾール−1−イル)メチル]イミノ}ビスエタノール、2,2’−{[(5−メチル−1H−ベンゾトリアゾール−1−イル)メチル]イミノ}ビスエタノール、2,2’−{[(4−メチル−1H−ベンゾトリアゾール−1−イル)メチル]イミノ}ビスエタン、または2,2’−{[(4−メチル−1H−ベンゾトリアゾール−1−イル)メチル]イミノ}ビスプロパン等を挙げることができる。これらの中でも、1−(2,3−ジヒドロキシプロピル)−ベンゾトリアゾール、2,2’−{[(4−メチル−1H−ベンゾトリアゾール−1−イル)メチル]イミノ}ビスエタノール、2,2’−{[(5−メチル−1H−ベンゾトリアゾール−1−イル)メチル]イミノ}ビスエタノール等が好ましく用いられる。   Specific examples of the benzotriazole compound include benzotriazole, 5,6-dimethylbenzotriazole, 1-hydroxybenzotriazole, 1-methylbenzotriazole, 1-aminobenzotriazole, 1-phenylbenzotriazole, 1-phenylbenzotriazole, Hydroxymethylbenzotriazole, methyl 1-benzotriazolecarboxylate, 5-benzotriazolecarboxylic acid, 1-methoxy-benzotriazole, 1- (2,2-dihydroxyethyl) -benzotriazole, 1- (2,3-dihydroxypropyl ) Benzotriazole, or 2,2 ′-{[(4-methyl-1H-benzotriazol-1-yl) methyl] imino, commercially available from Ciba Specialty Chemicals as the “IRGAMET” series Bisethanol, 2,2 ′-{[(5-methyl-1H-benzotriazol-1-yl) methyl] imino} bisethanol, 2,2 ′-{[(4-methyl-1H-benzotriazole-1- Yl) methyl] imino} bisethane, 2,2 ′-{[(4-methyl-1H-benzotriazol-1-yl) methyl] imino} bispropane, and the like. Among these, 1- (2,3-dihydroxypropyl) -benzotriazole, 2,2 ′-{[(4-methyl-1H-benzotriazol-1-yl) methyl] imino} bisethanol, 2,2 ′ -{[(5-Methyl-1H-benzotriazol-1-yl) methyl] imino} bisethanol and the like are preferably used.

上記メルカプト基含有化合物としては、メルカプト基に結合する炭素原子のα位、β位の少なくとも一方に、水酸基および/またはカルボキシル基を有する構造の化合物が好ましい。このような化合物として、具体的には1−チオグリセロール、3−(2−アミノフェニルチオ)−2−ヒドロキシプロピルメルカプタン、3−(2−ヒドロキシエチルチオ)−2−ヒドロキシプロピルメルカプタン、2−メルカプトプロピオン酸、および3−メルカプトプロピオン酸等が好ましいものとして挙げられる。中でも1−チオグリセロールが特に好ましく用いられる。   The mercapto group-containing compound is preferably a compound having a structure having a hydroxyl group and / or a carboxyl group in at least one of the α-position and β-position of the carbon atom bonded to the mercapto group. Specific examples of such compounds include 1-thioglycerol, 3- (2-aminophenylthio) -2-hydroxypropyl mercaptan, 3- (2-hydroxyethylthio) -2-hydroxypropyl mercaptan, and 2-mercapto. Propionic acid, 3-mercaptopropionic acid and the like are preferable. Of these, 1-thioglycerol is particularly preferably used.

上記芳香族ヒドロキシ化合物としては、フェノール、クレゾール、キシレノール、カテコール(=1,2−ジヒドロキシベンゼン)、tert−ブチルカテコール、レゾルシノール、ヒドロキノン、ピロガロール、1,2,4−ベンゼントリオール、サリチルアルコール、p−ヒドロキシベンジルアルコール、o−ヒドロキシベンジルアルコール、p−ヒドロキシフェネチルアルコール、p−アミノフェノール、m−アミノフェノール、ジアミノフェノール、アミノレゾルシノール、p−ヒドロキシ安息香酸、o−ヒドロキシ安息香酸、2,4−ジヒドロキシ安息香酸、2,5−ジヒドロキシ安息香酸、3,4−ジヒドロキシ安息香酸、3,5−ジヒドロキシ安息香酸等を挙げることができる。中でもカテコール、ピロガロールが好適に用いられる。   Examples of the aromatic hydroxy compound include phenol, cresol, xylenol, catechol (= 1,2-dihydroxybenzene), tert-butylcatechol, resorcinol, hydroquinone, pyrogallol, 1,2,4-benzenetriol, salicyl alcohol, p- Hydroxybenzyl alcohol, o-hydroxybenzyl alcohol, p-hydroxyphenethyl alcohol, p-aminophenol, m-aminophenol, diaminophenol, aminoresorcinol, p-hydroxybenzoic acid, o-hydroxybenzoic acid, 2,4-dihydroxybenzoic acid Examples thereof include acid, 2,5-dihydroxybenzoic acid, 3,4-dihydroxybenzoic acid, and 3,5-dihydroxybenzoic acid. Of these, catechol and pyrogallol are preferably used.

これらの芳香族ヒドロキシ化合物、ベンゾトリアゾール化合物およびメルカプト基含有化合物は、剥離液全量に対して、0.1〜25質量%配合されることが好ましく、特には0.2〜20質量%配合されることが好ましい。この範囲を逸脱した場合、例えば下限よりも少なければAlやCu等の腐食が発生しやすく、逆に、上限よりも過剰に加えても、添加量に応じた効果は認められない。   These aromatic hydroxy compounds, benzotriazole compounds, and mercapto group-containing compounds are preferably blended in an amount of 0.1 to 25% by weight, particularly 0.2 to 20% by weight, based on the total amount of the stripping solution. It is preferable. When deviating from this range, for example, if it is less than the lower limit, corrosion of Al, Cu or the like is likely to occur. Conversely, even if it is added in excess of the upper limit, the effect according to the addition amount is not recognized.

第4級アンモニウム水酸化物を含有してなる剥離液には、さらに、浸透性向上の点から、任意添加成分として、アセチレンアルコールに対してアルキレンオキシドを付加したアセチレンアルコール・アルキレンオキシド付加物を配合してもよい。このアセチレンアルコールとしては、例えば「サーフィノール」、「オルフィン」(以上いずれもAir Product and Chemicals Inc.製)等のシリーズとして市販されており、好適に用いられる。中でもその物性面から「サーフィノール104」、「サーフィノール82」あるいはこれらの混合物が最も好適に用いられる。他に「オルフィンB」、「オルフィンP」、「オルフィンY」等も用いることができる。   The stripping solution containing quaternary ammonium hydroxide is blended with an acetylene alcohol / alkylene oxide adduct in which alkylene oxide is added to acetylene alcohol as an optional additive component in order to improve permeability. May be. As this acetylene alcohol, for example, “Surfinol”, “Orphine” (all of which are manufactured by Air Product and Chemicals Inc.) are commercially available, and are preferably used. Among these, “Surfinol 104”, “Surfinol 82” or a mixture thereof is most preferably used in view of its physical properties. In addition, “Olfin B”, “Olfin P”, “Olfin Y” and the like can also be used.

前記アセチレンアルコールに付加されるアルキレンオキシドとしては、エチレンオキシド、プロピレンオキシドあるいはその混合物が好ましく用いられる。前記アセチレンアルコール・アルキレンオキシド付加物は、界面活性剤としてそれ自体は公知の物質である。これらは「サーフィノール」(Air Product and Chemicals Inc.製)のシリーズ、あるいは「アセチレノール」(川研ファインケミカル(株)製)のシリーズ等として市販されており、好適に用いられる。中でもエチレンオキシドの付加数による水への溶解性、表面張力等の特性の変化等を考慮すると、「サーフィノール440」(n+m=3.5)、「サーフィノール465」(n+m=10)、「サーフィノール485」(n+m=30)、「アセチレノールEL」(n+m=4)、「アセチレノールEH」(n+m=10)、あるいはそれらの混合物が好適に用いられる。特には「アセチレノールEL」と「アセチレノールEH」の混合物が好ましく用いられる。中でも、「アセチレノールEL」と「アセチレノールEH」を2:8〜4:6(質量比)の割合で混合したものが特に好適に用いられる。このアセチレンアルコール・アルキレンオキシド付加物を配合することにより、剥離液自体の浸透性を向上させ、濡れ性を向上させることができる。   As the alkylene oxide added to the acetylene alcohol, ethylene oxide, propylene oxide or a mixture thereof is preferably used. The acetylene alcohol / alkylene oxide adduct is a substance known per se as a surfactant. These are commercially available as a series of “Surfinol” (produced by Air Product and Chemicals Inc.) or a series of “Acetylenol” (produced by Kawaken Fine Chemical Co., Ltd.), and are preferably used. In particular, in consideration of changes in water solubility and surface tension characteristics due to the number of ethylene oxide added, “Surfinol 440” (n + m = 3.5), “Surfinol 465” (n + m = 10), “Surfi” “Nol 485” (n + m = 30), “acetylenol EL” (n + m = 4), “acetylenol EH” (n + m = 10), or a mixture thereof is preferably used. In particular, a mixture of “acetylenol EL” and “acetylenol EH” is preferably used. Especially, what mixed "acetylenol EL" and "acetylenol EH" in the ratio of 2: 8-4: 6 (mass ratio) is used especially suitably. By blending this acetylene alcohol / alkylene oxide adduct, the permeability of the stripping solution itself can be improved and the wettability can be improved.

前記アセチレンアルコール・アルキレンオキシド付加物を配合する場合、剥離液全量に対して、0.05〜5質量%程度が好ましく、特には0.1〜2質量%程度が好ましい。上記配合量範囲よりも多くなると、気泡の発生が考えられ、濡れ性の向上は飽和しそれ以上加えてもさらなる効果の向上は望めず、一方、上記範囲よりも少ない場合は、求める濡れ性の十分な効果を得るのが難しい。   When the acetylene alcohol / alkylene oxide adduct is blended, the amount is preferably about 0.05 to 5% by weight, particularly preferably about 0.1 to 2% by weight, based on the total amount of the stripping solution. When the blending amount exceeds the above range, the generation of bubbles is considered, the improvement in wettability is saturated, and further improvement of the effect cannot be expected even if it is added more, on the other hand, if less than the above range, the desired wettability It is difficult to obtain a sufficient effect.

第4級アンモニウム水酸化物を含有してなる剥離液には、さらに酸性化合物を配合してもよい。このような酸性化合物としては、フッ化水素酸、酢酸、グリコール酸、サリチル酸、フタル酸等が挙げられる。これら酸性化合物を配合する場合、その配合量は1質量%程度以下とするのが好ましい。なお、酸性化合物を配合した場合、特にSi系残渣物の剥離性が向上する効果が得られる。   You may mix | blend an acidic compound further with the peeling liquid containing a quaternary ammonium hydroxide. Examples of such acidic compounds include hydrofluoric acid, acetic acid, glycolic acid, salicylic acid, and phthalic acid. When these acidic compounds are blended, the blending amount is preferably about 1% by mass or less. In addition, when an acidic compound is mix | blended, the effect that the peelability of Si type residue improves especially is acquired.

なお、本発明が対象とする配線構造における金属配線としては、アルミニウム(Al);アルミニウム−ケイ素(Al−Si)、アルミニウム−ケイ素−銅(Al−Si−Cu)等のアルミニウム合金(Al合金);純チタン(Ti);チタンナイトライド(TiN)、チタンタングステン(TiW)等のチタン合金(Ti合金);純銅(Cu)等が挙げられるが、これらに限定されるものでない。   As the metal wiring in the wiring structure targeted by the present invention, aluminum alloy (Al alloy) such as aluminum (Al); aluminum-silicon (Al-Si), aluminum-silicon-copper (Al-Si-Cu), etc. Pure titanium (Ti); titanium alloys (Ti alloy) such as titanium nitride (TiN) and titanium tungsten (TiW); pure copper (Cu) and the like, but not limited thereto.

本発明にかかるエッチング残渣物の多段階処理用剥離液および剥離方法によれば、安全性に問題のあるヒドロキシルアミン系剥離液を使用することなく、同等以上の優れた剥離効果を得ることができる。   According to the stripping solution and the stripping method for multistage treatment of etching residues according to the present invention, an excellent stripping effect equal to or higher than that can be obtained without using a hydroxylamine stripping solution having a safety problem. .

以下に、本発明の実施例を詳細に説明する。なお、以下に示す実施例は、本発明を好適に説明するための例示に過ぎず、なんら本発明を限定するものではない。   Examples of the present invention will be described in detail below. In addition, the Example shown below is only the illustration for demonstrating this invention suitably, and does not limit this invention at all.

(実施例1)
(チタンおよびチタン化合物の溶解性を有する剥離液の組成)
本発明の多段階処理用剥離液を構成する「チタンおよびチタン化合物の溶解性を有する剥離液」として下記(表1)に示したA〜Dの剥離液を調整した。
Example 1
(Composition of stripping solution having solubility of titanium and titanium compound)
The stripping solutions A to D shown below (Table 1) were prepared as "stripping solutions having solubility of titanium and titanium compounds" constituting the stripping solution for multistage treatment of the present invention.

Figure 2006058675
Figure 2006058675

(第4級アンモニウム水酸化物を含有してなる剥離液)
本発明の多段階処理用剥離液を構成する「第4級アンモニウム水酸化物を含有してなる剥離液」として、下記(表2)に示したEの剥離液を調整した。
(Stripping solution containing quaternary ammonium hydroxide)
As the “stripping solution containing a quaternary ammonium hydroxide” constituting the stripping solution for multistage treatment of the present invention, the stripping solution of E shown below (Table 2) was prepared.

Figure 2006058675
Figure 2006058675

(処理対象とした配線基板)
基板上にAl−Si−Cu層が形成され、そのAl−Si−Cu層の上にバリアメタル層としてチタンナイトライド膜が形成され、さらにその上に絶縁層としてプラズマTEOSが積層されてなる基板を用いた。この基板の前記絶縁層には、ドライエッチングによりφ300nmのビアが形成されており、内部にはエッチング処理による残渣物が残留していた。
(Wiring board to be processed)
A substrate in which an Al-Si-Cu layer is formed on a substrate, a titanium nitride film is formed as a barrier metal layer on the Al-Si-Cu layer, and a plasma TEOS is further stacked thereon as an insulating layer Was used. In the insulating layer of the substrate, vias having a diameter of 300 nm were formed by dry etching, and residues due to the etching process remained inside.

(剥離除去処理条件)
前記基板を、剥離液A〜Dに25℃にて90秒間浸漬した。その後、基板を水洗し、基板表面の水分を除去した後、さらに剥離液Eに75℃にて20分間浸漬した。その後、水洗し、基板表面の水分を除去した。
(Peeling removal treatment conditions)
The substrate was immersed in stripping solutions A to D at 25 ° C. for 90 seconds. Thereafter, the substrate was washed with water to remove moisture on the surface of the substrate, and further immersed in the stripper E at 75 ° C. for 20 minutes. Thereafter, the substrate was washed with water to remove moisture from the substrate surface.

前記剥離除去処理後の基板を走査型顕微鏡を用いて、ビアホール内部を観察した。その結果、チタンおよびチタン化合物の溶解性を有する剥離液と少なくとも第4級アンモニウム水酸化物を含有してなる剥離液の組み合わせを変えた4通りの処理を試みたが、いずれにおいてもビアホールの内壁にも底部にも残渣付着物は存在していなかった。また、ビアホール側壁(絶縁層)と底部露出面(アルミニウム配線層)の表面状態を観察したが、剥離液による損傷は認められなかった。   The inside of the via hole was observed using a scanning microscope on the substrate after the peeling removal treatment. As a result, four types of treatments were attempted in which the combination of the stripping solution having solubility of titanium and titanium compound and the stripping solution containing at least quaternary ammonium hydroxide was changed. There was no residue deposit on the bottom. Moreover, although the surface state of the via hole side wall (insulating layer) and the bottom exposed surface (aluminum wiring layer) was observed, no damage due to the stripping solution was observed.

(比較例1)
前記実施例1における剥離液Cのみを用いた剥離処理を、実施例1で用いた基板を対象に実施した。剥離処理条件は、40℃、10分間であった。この処理による配線層と絶縁層とにおける損傷はなかった。ところが、エッチング残渣物の除去は不十分で、剥離残りが観察された。
(Comparative Example 1)
The peeling process using only the peeling liquid C in Example 1 was performed on the substrate used in Example 1. The peeling treatment conditions were 40 ° C. and 10 minutes. There was no damage in the wiring layer and the insulating layer by this treatment. However, removal of the etching residue was insufficient, and peeling residue was observed.

(比較例2)
前記実施例1で用いた剥離液Eのみを用いた剥離処理を、実施例1で用いた基板を対象に実施した。剥離処理条件は、第4級アンモニウム水酸化物を含む剥離液の標準的な処理条件である75℃、20分間という条件を採用した。この処理による配線層および絶縁層における損傷はなかったが、残渣物の除去は不十分で、剥離残りが観察された。
(Comparative Example 2)
The peeling treatment using only the peeling liquid E used in Example 1 was performed on the substrate used in Example 1. As the stripping treatment conditions, the conditions of 75 ° C. and 20 minutes, which are standard treatment conditions for stripping solutions containing quaternary ammonium hydroxides, were adopted. Although there was no damage in the wiring layer and the insulating layer due to this treatment, the removal of the residue was insufficient, and a peeling residue was observed.

(実施例2)
前記実施例1において、エッチング条件が異なる基板を用いて剥離液Eによる剥離処理を先に行い、洗浄処理の後、剥離液Cによる剥離処理を行ったこと以外、同様に処理した。処理後の基板のビアホール内を観察したところ、絶縁層にも配線層にも損傷はなく、残渣物も存在しなかった。
(Example 2)
In Example 1, the same treatment was performed except that the peeling treatment with the peeling solution E was performed first using the substrates having different etching conditions, and the washing treatment was followed by the peeling treatment with the peeling solution C. When the inside of the via hole of the substrate after processing was observed, neither the insulating layer nor the wiring layer was damaged, and no residue was present.

以上のように、本発明にかかるエッチング残渣物の多段階処理用剥離液および剥離方法は、万能的な剥離特性を有するヒドロキシルアミン系剥離液を用いた場合と同等以上の優れた剥離効果を得ることができ、ヒドロキシアミンのような取り扱い上の危険性もなく、安全に使用できる。   As described above, the multistage treatment stripping solution and stripping method of the etching residue according to the present invention obtains an excellent stripping effect equivalent to or better than when a hydroxylamine stripping solution having universal stripping properties is used. It can be used safely without the dangers of handling like hydroxyamine.

Claims (13)

エッチング残渣物を剥離除去するために互いに相補的に用いる少なくとも2種の剥離液から構成される多段階処理用剥離液であって、
前記少なくとも2種の剥離液のうち、一方がチタンおよびチタン化合物の溶解性を有する剥離液であり、他方が少なくとも第4級アンモニウム水酸化物を含有してなる剥離液であることを特徴とする多段階処理用剥離液。
A stripping solution for multi-stage treatment composed of at least two types of stripping solutions used in a complementary manner to strip and remove etching residues,
One of the at least two types of stripping solutions is a stripping solution having solubility of titanium and a titanium compound, and the other is a stripping solution containing at least a quaternary ammonium hydroxide. Stripping solution for multistage processing.
前記チタンおよびチタン化合物の溶解性を有する剥離液が少なくとも過酸化水素を含有する水溶液であることを特徴とする請求項1に記載の多段階処理用剥離液。   The stripping solution for multistage treatment according to claim 1, wherein the stripping solution having solubility of titanium and a titanium compound is an aqueous solution containing at least hydrogen peroxide. 前記少なくとも過酸化水素を含有する水溶液が、さらに炭酸塩を含有することを特徴とする請求項2に記載の多段階処理用剥離液。   The stripping solution for multistage treatment according to claim 2, wherein the aqueous solution containing at least hydrogen peroxide further contains a carbonate. 前記チタンおよびチタン化合物の溶解性を有する剥離液が、エッチング残渣物のうち、少なくともバリアメタル起因のエッチング残渣物を優先的に除去可能であることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の多段階処理用剥離液。   The stripping solution having solubility of titanium and a titanium compound can preferentially remove at least etching residue caused by a barrier metal among etching residues. The stripping solution for multistage treatment according to Item. 前記バリアメタルを形成する金属がチタンおよび/またはチタンナイトライドであることを特徴とする請求項4に記載の多段階処理用剥離液。   The stripping solution for multistage treatment according to claim 4, wherein the metal forming the barrier metal is titanium and / or titanium nitride. 前記少なくとも第4級アンモニウム水酸化物を含有してなる剥離液が、さらにアルカノールアミン、前記アルカノールアミン以外の水溶性有機溶剤、および水の中から選ばれる少なくとも1種を含有することを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の多段階処理用剥離液。   The stripping solution containing at least the quaternary ammonium hydroxide further contains at least one selected from alkanolamine, a water-soluble organic solvent other than the alkanolamine, and water. The stripping solution for multistage treatment according to any one of claims 1 to 5. 前記少なくとも第4級アンモニウム水酸化物を含有してなる剥離液が、さらに芳香族ヒドロキシ化合物、ベンゾトリアゾール化合物およびメルカプト基含有化合物の中から選ばれる少なくとも1種を含有することを特徴とする請求項6に記載の多段階処理用剥離液。   The stripping solution containing at least the quaternary ammonium hydroxide further contains at least one selected from an aromatic hydroxy compound, a benzotriazole compound, and a mercapto group-containing compound. The stripping solution for multistage treatment according to 6. 前記少なくとも第4級アンモニウム水酸化物を含有してなる剥離液が、エッチング残渣物のうち、少なくとも配線層および/または絶縁層起因のエッチング残渣物を優先的に除去可能であることを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の多段階処理用剥離液。   The stripping solution containing at least the quaternary ammonium hydroxide can preferentially remove at least the etching residue caused by the wiring layer and / or the insulating layer among the etching residue. The stripping solution for multistage treatment according to any one of claims 1 to 7. 前記配線層および/または絶縁層を形成する金属がアルミ系化合物および/またはシリカ系化合物であることを特徴とする請求項8に記載の多段階処理用剥離液。   The stripping solution for multistage treatment according to claim 8, wherein the metal forming the wiring layer and / or the insulating layer is an aluminum compound and / or a silica compound. 請求項1から9のいずれか1項に記載の少なくとも2種の剥離液から構成される多段階処理用剥離液を使用してエッチング残渣物を剥離することを特徴とするエッチング残渣物の剥離方法。   An etching residue removing method, comprising: removing an etching residue using a multi-step treatment stripping solution comprising at least two stripping solutions according to any one of claims 1 to 9. . 前記エッチング残渣物が形成された基板に対し、チタンおよびチタン化合物に対する溶解性を有する剥離液を作用させ、その後、少なくとも第4級アンモニウム水酸化物を含有してなる剥離液を作用させることを特徴とする請求項10に記載のエッチング残渣物の剥離方法。   A stripping solution having solubility in titanium and a titanium compound is allowed to act on the substrate on which the etching residue is formed, and then a stripping solution containing at least a quaternary ammonium hydroxide is allowed to act on the substrate. The method for removing an etching residue according to claim 10. 前記エッチング残渣物が形成された基板に対し、少なくとも第4級アンモニウム水酸化物を含有してなる剥離液を作用させ、その後、チタンおよびチタン化合物に対する溶解性を有する剥離液を作用させることを特徴とする請求項10に記載のエッチング残渣物の剥離方法。   A stripping solution containing at least quaternary ammonium hydroxide is allowed to act on the substrate on which the etching residue is formed, and then a stripping solution having solubility in titanium and a titanium compound is allowed to act on the substrate. The method for removing an etching residue according to claim 10. 前記エッチング残渣物が形成された基板が少なくともビアホールが形成された基板であることを特徴とする請求項10から12のいずれか1項に記載のエッチング残渣物の剥離方法。   13. The etching residue peeling method according to claim 10, wherein the substrate on which the etching residue is formed is a substrate on which at least a via hole is formed.
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