JP2007049145A - 絶縁材料除去用組成物、ならびにこれを用いた絶縁膜の除去方法および基板の再生方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】低誘電率材料もしくは保護材料のいずれか一方または両方を含む絶縁材料を除去するための組成物であって、前記組成物は組成物の総質量100質量%に対して、酸化剤1〜50質量%と、フッ素化合物0.1〜35質量%と、残部の水と、を含むことを特徴とする、絶縁材料除去用組成物である。
【選択図】図1
Description
酸化剤、フッ素化合物、および水を含む組成物を用いた場合、基板の損傷なしに、絶縁膜を除去することができ、経済的に基板を再生することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
酸化剤1〜50質量%、フッ素化合物0.1〜35質量%、および残部の水を含むことを特徴とする絶縁材料除去用組成物である。
本発明の一実施形態による絶縁材料除去用組成物は、基板の損傷なしに絶縁膜を基板から除去しうる。具体的には、低誘電率膜および/または保護膜が形成された基板から、前記基板を損傷させることなく、低誘電率膜および/または保護膜を効果的に除去することができる。前記低誘電率膜は炭素ドープシリコンオキシド(SiOCH)、シリコンオキシカーバイド(SiOC)、水酸化シリコン(SiOH)などのような低誘電率材料から好ましく形成されうる。また、前記保護膜は炭窒化シリコン(SiCN)、窒化シリコン(SiN)、炭化シリコン(SiC)などのような保護材料から好ましく形成されうる。なお、前記低誘電率材料および保護材料は、それぞれ単独で使用されてもまたは2種以上の混合物の形態で使用されてもよい。
以下、図面を参照して、本発明の好ましい実施形態による絶縁膜の除去方法およびそれを用いた基板の再生方法を詳細に説明する。
以下、添付した図面を参照して、本発明による絶縁材料除去用組成物を用いた基板の再生方法を具体的に説明する。
〈実施例1〉
絶縁材料除去用組成物の総質量100質量%に対して、フッ化水素10質量%、過硫酸アンモニウム10質量%、および残部の純水を混合して絶縁材料除去用組成物を製造した。製造された絶縁材料除去用組成物の温度は50℃に保持された。
酸化剤の種類、酸化剤の数、および酸化剤の含量を除いて、前述した実施例1と同様の方法で絶縁材料除去用組成物を製造した。各実施例における酸化剤の種類、各成分の含量、および製造された絶縁材料除去用組成物の温度を下記表1に示した。
フッ素化合物および酸化剤のそれぞれの種類および含量を除いては、前述した実施例1と同様の方法で絶縁材料除去用組成物を製造した。各実施例におけるフッ素化合物および酸化剤の種類、各成分の含量、ならびに製造された絶縁材料除去用組成物の温度を下記表1に示した。
フッ化水素10重量%および残部の純水を混合して組成物を製造した。製造された組成物の温度は50℃に保持された(下記表1参照)。
前記実施例1〜13の本発明の絶縁材料除去用組成物および比較例1の組成物について、酸化剤の有無および種類による絶縁膜の除去速度への影響を評価した。
前記実施例1および実施例14〜37の本発明の絶縁樹脂除去用組成物、ならびに比較例1の組成物に関して、炭素ドープシリコンオキシド(SiOCH)膜および炭窒化シリコン(SiCN)膜の除去に必要な時間を評価した。
フッ素化合物の含量による絶縁膜の除去時間への影響を評価するために、酸化剤の種類および含量、ならびに組成物の温度が同じである、実施例18〜22の絶縁材料除去用組成物をグループIとして互いに比較を行った。フッ素化合物の種類による絶縁膜の除去時間への影響を評価するために、フッ素化合物の含量、酸化剤の種類および含量、ならびに組成物の温度が同じである、実施例35〜37の絶縁材料除去用組成物をグループIIとして互いに比較を行った。
酸化剤の有無による絶縁膜の除去時間を評価するために、実施例1の本発明の絶縁材料除去用組成物および比較例1の組成物をグループIIIとし互いに比較を行った。酸化剤の種類による絶縁膜の除去時間を評価するために、実施例14〜17および実施例25の絶縁材料除去用組成物をグループIVとし互いに比較を行った。また、酸化剤として含まれる過酸化合物の種類による絶縁膜の除去時間を評価するために、実施例29、実施例32、および実施例33の絶縁材料除去用組成物をグループVとし互いに比較を行った。
過硫酸アンモニウムの含量による絶縁膜の除去時間を評価するために、フッ化水素の含量および組成物の温度が同じである実施例23〜28で製造した絶縁材料除去用組成物をグループVIとし、相互の比較を行った。
酸化剤として過硫酸アンモニウムを含む絶縁材料除去用組成物に対して、組成物の温度による絶縁膜の除去時間を評価した。そのために、実施例1、実施例25〜27、実施例29〜31、実施例34、および実施例35をグループVIIとし相互の比較を行った。
200 絶縁膜、
210 低誘電率膜、
220 保護膜。
Claims (31)
- 低誘電率材料もしくは保護材料のいずれか一方または両方を含む絶縁材料を除去するための組成物であって、前記組成物は組成物の総質量100質量%に対して、
酸化剤1〜50質量%と、
フッ素化合物0.1〜35質量%と、
残部の水と、
を含むことを特徴とする、絶縁材料除去用組成物。 - 前記組成物は組成物の総質量100質量%に対して、
酸化剤5〜30質量%と、
フッ素化合物1〜20質量%と、
残部の水と、
を含むことを特徴とする、請求項1に記載の絶縁材料除去用組成物。 - 前記低誘電率材料は、炭素ドープシリコンオキシド(SiOCH)、シリコンオキシカーバイド(SiOC)、および水酸化シリコン(SiOH)からなる群より選択される少なくとも1つを含むことを特徴とする、請求項1または2に記載の絶縁材料除去用組成物。
- 前記低誘電率材料は、炭素ドープシリコンオキシド(SiOCH)を含むことを特徴とする、請求項3に記載の絶縁材料除去用組成物。
- 前記保護材料は、炭窒化シリコン(SiCN)、窒化シリコン(SiN)、および炭化シリコン(SiC)からなる群より選択される少なくとも1つを含むことを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載の絶縁材料除去用組成物。
- 前記保護材料は、炭窒化シリコン(SiCN)を含むことを特徴とする、請求項5に記載の絶縁材料除去用組成物。
- 前記酸化剤は、過酸化合物、過酸化物、酸素酸化合物またはその塩、金属塩、および酸からなる群より選択される少なくとも1つを含むことを特徴とする、請求項1〜6のいずれか1項に記載の絶縁材料除去用組成物。
- 前記過酸化合物は、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、過硝酸、過燐酸、過硫酸、過ホウ酸、過ホウ酸ナトリウム、過ギ酸、過酢酸、過安息香酸、および過フタル酸からなる群より選択される少なくとも1つを含むことを特徴とする、請求項7に記載の絶縁材料除去用組成物。
- 前記過酸化物は、過酸化水素、過酸化ナトリウム、および過酸化バリウムからなる群より選択される少なくとも1つを含むことを特徴とする、請求項7に記載の絶縁材料除去用組成物。
- 前記酸素酸化合物またはその塩は、硝酸、燐酸、次亜塩素酸、硫酸、臭素酸、次亜臭素酸、ヨウ素酸、次亜ヨウ素酸、およびこれらの塩、過マンガン酸塩、クロム酸塩、ならびに重クロム酸塩からなる群より選択される少なくとも1つを含むことを特徴とする、請求項7記載の絶縁材料除去用組成物。
- 前記金属塩は、塩化鉄(III)、硫酸鉄(III)、クエン酸鉄、および硫酸アンモニウム鉄(III)からなる群より選択される少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項7に記載の絶縁材料除去用組成物。
- 前記酸は、酢酸および塩酸からなる群選択される少なくとも1つを含むことを特徴とする、請求項7に記載の絶縁材料除去用組成物。
- 前記フッ素化合物は、フッ化水素、フッ化アンモニウム、重フッ化アンモニウム(NH4HF2)、フッ化ナトリウム、フッ化水素ナトリウム(Na(HF2))、フッ化バリウム、フッ化カリウムおよびホウフッ化アンモニウムからなる群より選択される少なくとも1つを含むことを特徴とする、請求項1〜12のいずれか1項に記載の絶縁材料除去用組成物。
- 前記フッ素化合物は、フッ化水素を含むことを特徴とする請求項13に記載の絶縁材料除去用組成物。
- 組成物の総質量100質量%に対して、
過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、過硝酸、過燐酸、過硫酸、過ホウ酸、過ホウ酸ナトリウム、過ギ酸、過酢酸、過安息香酸、および過フタル酸からなる群より選択される少なくとも1つの過酸化合物1〜50質量%と、
フッ素化合物0.1〜35質量%と、
残部の水と、
を含むことを特徴とする、絶縁材料除去用組成物。 - 前記絶縁材料は、低誘電率材料もしくは保護材料のいずれか一方または両方を含むことを特徴とする、請求項15に記載の絶縁材料除去用組成物。
- 前記低誘電率材料は、炭素ドープシリコンオキシド(SiOCH)を含むことを特徴とする、請求項16に記載の絶縁材料除去用組成物。
- 前記保護材料は、炭窒化シリコンを含むことを特徴とする、請求項16または17に記載の絶縁材料除去用組成物。
- 低誘電率材料もしくは保護材料のいずれか一方または両方を含む絶縁膜が形成された対象物に、組成物の総質量100質量%に対して、酸化剤1〜50質量%、フッ素化合物0.1〜35質量%、および残部の水を含む絶縁材料除去用組成物を供給して前記絶縁膜を除去する段階を含むことを特徴とする、絶縁膜の除去方法。
- 前記絶縁膜は、低誘電率膜、保護膜、またはこれらを含む多層膜を含むことを特徴とする、請求項19に記載の絶縁膜の除去方法。
- 前記絶縁膜は、低誘電率膜および前記低誘電率膜上に形成された保護膜を含むことを特徴とする、請求項19または20に記載の絶縁膜の除去方法。
- 前記低誘電率膜および前記保護膜は、同時に除去されることを特徴とする請求項20または21に記載の絶縁膜の除去方法。
- 前記低誘電率材料は、炭素ドープシリコンオキシド(SiOCH)、シリコンオキシカーバイド(SiOC)、および水酸化シリコン酸化物(SiOH)からなる群より選択される少なくとも1つを含むことを特徴とする、請求項19〜22のいずれか1項に記載の絶縁膜の除去方法。
- 前記保護材料は、炭窒化シリコン(SiCN)、窒化シリコン(SiN)、および炭化シリコン(SiC)からなる群より選択される少なくとも1つを含むことを特徴とする、請求項19〜23のいずれか1項に記載の絶縁膜の除去方法。
- 前記絶縁材料除去用組成物の温度が、15〜100℃であることを特徴とする、請求項19〜24のいずれか1項に記載の絶縁膜の除去方法。
- 前記絶縁材料除去用組成物の温度が、40〜90℃であることを特徴とする、請求項25に記載の絶縁膜の除去方法。
- 前記絶縁材料除去用組成物を供給して前記絶縁膜を除去する段階は、バッチ型エッチング装置またはシングル型エッチング装置で実施されることを特徴とする、請求項19〜26のいずれか1項に記載の絶縁膜の除去方法。
- 基板上に低誘電率材料または保護材料を用いて絶縁膜を形成する段階と、
前記絶縁膜上に組成物の総質量100質量%に対して、酸化剤1〜50質量%、フッ素化合物0.1〜35質量%、および残部の水を含む絶縁材料除去用組成物を供給して前記基板から前記絶縁膜を除去する段階と、
を含むことを特徴とする基板の再生方法。 - 前記基板は、シリコン基板またはSOI(Silicon−on−Insulator)基板であることを特徴とする、請求項28に記載の基板の再生方法。
- 前記絶縁膜は、低誘電率膜、保護膜、またはこれらの多層膜を含むことを特徴とする、請求項28または29に記載の基板の再生方法。
- 前記基板をリンスする段階と、
前記基板を乾燥する段階と、
をさらに含むことを特徴とする、請求項28〜30のいずれか1項に記載の基板の再生方法。
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