JP2020047913A - ポストエッチング残留物洗浄組成物及びその使用方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本件は、全体において参照により本開示に組み込まれる、2018年7月24日に出願された米国仮出願第62/702633号に対する優先権を主張する。
マイクロエレクトロニクス構造の作製では、数多くの工程が関与する。集積回路の作製の製造スキームにおいて、半導体の異なる表面を選択的にエッチングすることが要求される場合がある。歴史的に、材料を選択的に除去する多様なエッチングプロセスが、様々な程度でうまく利用されている。さらに、マイクロエレクトロニクス構造内での異なる層の選択的エッチングは、集積回路作製プロセスにおいて重要な工程であると考えられる。
本開示に開示される組成物は、組成物にさらされる可能性もある任意の望ましくない範囲の金属、低k誘電体、及び/又は高k誘電体材料への攻撃なく、フォトレジスト、エッチング及びアッシング残留物、並びに半導体基材からの汚染物を除去するのに用いられる水性組成物に関する。本発明の組成物及び方法は、金属回路の表面の腐食、溶解、及び/若しくは鈍化、並びに/又は無機基材の化学的変化、並びに/又は基材自体への攻撃なく、フォトレジスト及び基材からの残留物を除去する。加えて、本発明の組成物は、安定な浴寿命を提供する。本発明の組成物は、安定なpHレベル、並びに/又はエージング、使用、及び/若しくは空気への曝露後のマイクロエレクトロニクスデバイスの一貫性のある効果的な洗浄を提供する。
本開示で引用される出版物、特許出願及び特許などの全ての参考文献は、各参考文献が、参照により組み入れられるように個々にかつ具体的に示され、その全体において本開示で記載されたのと同程度に、参照により本開示に組み入れられる。
本発明の洗浄組成物は、水性ベースであり、したがって水を含む。本発明において、水は、例えば残留物の1種又はそれより多くの固体成分を溶解する、成分のキャリアとして、金属残留物の除去を助ける、組成物の粘度調整剤として、及び希釈剤としてなどの種々の様式で機能する。好ましくは、洗浄組成物中でもちられる水は、脱イオン(DI)水である。
本発明の洗浄組成物は、シュウ酸を含む。ほとんどの用途に関して、組成物は、以下に列記される質量パーセント:0.1、0.5、0.8、1、1.5、3、4、4.5、6、7、8、10、12、15から選択される始点及び終点を有する範囲、例えば約0.1質量%〜約15質量%、又は約0.5質量%〜約12質量%、又は約0.8質量%〜約10質量%、又は約0.8質量%〜約8質量%、又は約0.8質量%〜約7質量%、又は約1質量%〜約8質量%、又は約1質量%〜約6質量%、又は約0.5質量%〜約6質量%、又は約1質量%〜約4.5質量%、又は約1.5質量%〜約3質量%、又は約0.5質量%〜3%質量未満、又は約0.5質量%〜4質量%未満のシュウ酸を含むことができると考えられる。
本組成物の組成物は、以下の3種類の腐食防止剤:(a)1種又はそれより多くのアミノ酸;(b)1種又はそれより多くの非フェノール型有機酸、非フェノール型有機酸塩、又は非フェノール型有機酸の他の誘導体;及び(c)1種又はそれより多くのフェノール及びフェノールの誘導体のうちの少なくとも2種から選択される2種又はそれより多くの腐食防止剤を含む。
ある種の実施態様において、洗浄組成物は、任意の組み合わせにおいて以下の端点:0.1、0.5、0.8、1、1.2、1.5、2、2.5、2.8、3、4、5、6、7により規定される範囲、例えば約0.1〜約7、又は約0.5〜約5、又は約0.5〜約4、又は約0.5〜約3、又は約0.5〜約2.8、又は約0.5〜約2.5、又は約0.8〜約2のpHを有する。幾つかの実施態様において、pHは4未満である。他の実施態様において、pHは3未満である。ある種の実施態様において、高度に無機エッチング残留物、及び酸化物スキミング、例えば酸化アルミニウムスキミングを除去するのに用いられる組成物は、0.5〜3の範囲のpHを要求する場合がある。組成物のpHは、市販で入手可能なpHメータを用いて直接的に測定することができる。
本発明の組成物は、グリコール酸、乳酸、ヒドロキシ酪酸、グリセリン酸、リンゴ酸、酒石酸、ギ酸、クエン酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、マレイン酸などの(上記の腐食防止剤の種類とは異なる)追加の有機酸を含むことができる。代わりに、本発明の組成物は、任意の組み合わせにおいて、前文に列記された任意の又は全ての追加の有機酸を実質的に含まなくてよく、または含まなくてよく、あるいは追加の有機酸の全てを実質的に含まなくてよく、又は含まなくてよい。後者の場合において、本発明の組成物は、グリコール酸、乳酸、ヒドロキシ酪酸、グリセリン酸、リンゴ酸、酒石酸、ギ酸、クエン酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、及びマレイン酸を含まなくてよく、または実質的に含まなくてよい。代わりに、任意の組成物における含まれない1種又はそれより多くの酸の制限されない例として、本発明の組成物は、ギ酸若しくはクエン酸、又はギ酸及びクエン酸を実質的に含まなくてよく、または実質的に含まなくてよい。代わりに、存在する場合には、追加の有機酸は、約0.1〜10質量%で存在することができる。
本発明のエッチング組成物は、水混和性溶媒を含むことができる。用いることができる水混和性有機溶媒の例は、N−メチルピロリドン(NMP)、1−メトキシ−2−プロピルアセテート(PGMEA)、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチルジグリコール、1,4−ブタンジオール、トリプロピレングリコールメチルエーテル、プロピレングリコールプロピルエーテル、ジエチレングリコールn−ブチルエーテル(例、商品名Dowanol DBで市販で入手可能)、ヘキシルオキシプロピルアミン、ポリ(オキシエチレン)ジアミン、ジメチルスルホキシド、テトラヒドロフルフリルアルコール、グリセロール、アルコール、スルホキシド、又はこれらの混合物である。好ましい溶媒は、アルコール、ジオール、又はこれらの混合物である。
洗浄組成物中で用いることができる別の任意選択の成分は、典型的には溶液中に金属を保持する組成物の能力を高め、金属残留物の溶解を増進するように機能する金属キレート剤である。この目的に有用なキレート剤の典型的な例は、以下の有機酸及びその異性体及び塩である:(エチレンジニトリロ)四酢酸(EDTA)、ブチレンジアミン四酢酸、(1,2−シクロヘキシレンジニトリロ)四酢酸(CyDTA)、ジエチレントリアミン五酢酸(DETPA)、エチレンジアミンテトラプロピオン酸、(ヒドロキシエチル)エチレンジアミン三酢酸(HEDTA)、N,N,N’,N’−エチレンジアミンテトラ(メチレンホスホン酸)酸(EDTMP)、トリエチレンテトラミンヘキサ酢酸(TTHA)、1,3−ジアミノ−2−ヒドロキシプロパン−N,N,N’,N’−四酢酸(DHPTA)、メチルイミノ二酢酸、プロピレンジアミン四酢酸、ニトリロ三酢酸(NTA)、グルコン酸、糖酸、フタル酸、マンデル酸、サリチル酸、及び8−ヒドロキシキノリン。好ましいキレート剤は、EDTA、CyDTA等のアミノカルボン酸及びEDTMP等のアミノホスホン酸である。
追加の腐食防止剤の例としては、トリアゾール化合物が挙げられる。
他の実施態様において、組成物は、界面活性剤、化学修飾剤、染料、バイオサイドのいずれか又は全てを含むか、実質的に含まないか、含まないことができる。
以下の例は、本開示で開示される組成物及び方法をさらに説明するために提供される。組成物の例は、表Iに記載される。表Iにおいて、全ての量は質量パーセントで与えられ、合計100質量パーセントである。本開示で開示される組成物は、全ての固体が溶解するまで室温にて容器中で成分を共に混合することにより調製された。
Claims (20)
- 水と;
シュウ酸と、
以下の3種類の腐食防止剤:
(a)アミノ酸;
(b)非フェノール型有機酸、非フェノール型有機酸塩、又は非フェノール型有機酸の他の誘導体;及び
(c)フェノール及びフェノールの誘導体
から選択される2種又はそれより多くの腐食防止剤と
を含む半導体基材洗浄組成物。 - 1種又はそれより多くの前記種類(a)の腐食防止剤、及び1種又はそれより多くの前記種類(b)の腐食防止剤を含む、請求項1に記載の洗浄組成物。
- 1種又はそれより多くの前記種類(a)の腐食防止剤が、グリシン、ヒスチジン、リジン、アラニン、ロイシン、トレオニン、セリン、バリン、アスパラギン酸、グルタミン酸、アルギニン、システイン、アスパラギン、グルタミン、イソロイシン、メチオニン、フェニルアラニン、プロリン、トリプトファン、及びチロシンから選択される、請求項2に記載の洗浄組成物。
- 1種又はそれより多くの前記種類(b)の腐食防止剤が、アスコルビン酸及びアスコルビン酸の誘導体から選択される、請求項2に記載の洗浄組成物。
- 1種又はそれより多くの前記種類(b)の腐食防止剤が、アスコルビン酸及びアスコルビン酸の誘導体から選択される、請求項3に記載の洗浄組成物。
- 1種又はそれより多くの前記種類(a)の腐食防止剤、及び1種又はそれより多くの前記種類(c)の腐食防止剤を含む、請求項1に記載の洗浄組成物。
- 前記1種又はそれより多くの前記種類(a)の腐食防止剤が、グリシン、ヒスチジン、リジン、アラニン、ロイシン、トレオニン、セリン、バリン、アスパラギン酸、グルタミン酸、アルギニン、システイン、アスパラギン、グルタミン、イソロイシン、メチオニン、フェニルアラニン、プロリン、トリプトファン、及びチロシンから選択される、請求項6に記載の洗浄組成物。
- 前記1種又はそれより多くの前記種類(c)の腐食防止剤が、カテコール、t−ブチルカテコール、レゾルシノール、ピロガロール、p−ベンゼンジオール、1,2,4−ベンゼントリオール、及び1,3,5−ベンゼントリオール、没食子酸、及び没食子酸の誘導体、並びに/又はクレゾール、キシレノール、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、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及び3,5−ジヒドロキシ安息香酸から選択される、請求項6に記載の洗浄組成物。
- 前記1種又はそれより多くの前記種類(c)の腐食防止剤が、カテコール、t−ブチルカテコール、レゾルシノール、ピロガロール、p−ベンゼンジオール、1,2,4−ベンゼントリオール、及び1,3,5−ベンゼントリオール、没食子酸、及び没食子酸の誘導体、並びに/又はクレゾール、キシレノール、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、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、及び3,5−ジヒドロキシ安息香酸から選択される、請求項7に記載の洗浄組成物。
- 1種又はそれより多くの前記種類(b)の腐食防止剤、及び1種又はそれより多くの前記種類(c)の腐食防止剤を含む、請求項1に記載の洗浄組成物。
- 前記1種又はそれより多くの前記種類(c)の腐食防止剤が、カテコール、t−ブチルカテコール、レゾルシノール、ピロガロール、p−ベンゼンジオール、1,2,4−ベンゼントリオール、及び1,3,5−ベンゼントリオール、没食子酸、及び没食子酸の誘導体、並びに/又はクレゾール、キシレノール、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、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、及び3,5−ジヒドロキシ安息香酸から選択される、請求項10に記載の洗浄組成物。
- 前記1種又はそれより多くの前記種類(b)の腐食防止剤が、アスコルビン酸及びアスコルビン酸の誘導体から選択される、請求項10に記載の洗浄組成物。
- 前記1種又はそれより多くの種類(b)の腐食防止剤が、アスコルビン酸及びアスコルビン酸の誘導体から選択される、請求項11に記載の洗浄組成物。
- 1種又はそれより多くの前記種類(c)の腐食防止剤をさらに含む、請求項2に記載の洗浄組成物。
- 1種又はそれより多くの前記種類(c)の腐食防止剤をさらに含み、前記種類(c)の腐食防止剤が、カテコール、t−ブチルカテコール、レゾルシノール、ピロガロール、p−ベンゼンジオール、1,2,4−ベンゼントリオール、及び1,3,5−ベンゼントリオール、没食子酸、及び没食子酸の誘導体、並びに/又はクレゾール、キシレノール、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、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、及び3,5−ジヒドロキシ安息香酸から選択される、請求項2に記載の洗浄組成物。
- 前記1種又はそれより多くの前記種類(c)の腐食防止剤が、カテコール、t−ブチルカテコール、レゾルシノール、ピロガロール、p−ベンゼンジオール、1,2,4−ベンゼントリオール、及び1,3,5−ベンゼントリオール、没食子酸、及び没食子酸の誘導体、並びに/又はクレゾール、キシレノール、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、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、及び3,5−ジヒドロキシ安息香酸から選択される、請求項3に記載の洗浄組成物。
- 前記1種又はそれより多くの前記種類(c)の腐食防止剤が、カテコール、t−ブチルカテコール、レゾルシノール、ピロガロール、p−ベンゼンジオール、1,2,4−ベンゼントリオール、及び1,3,5−ベンゼントリオール、没食子酸、及び没食子酸の誘導体、並びに/又はクレゾール、キシレノール、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、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及び3,5−ジヒドロキシ安息香酸から選択される、請求項4に記載の洗浄組成物。
- 前記1種又はそれより多くの前記種類(c)の腐食防止剤が、カテコール、t−ブチルカテコール、レゾルシノール、ピロガロール、p−ベンゼンジオール、1,2,4−ベンゼントリオール、及び1,3,5−ベンゼントリオール、没食子酸、及び没食子酸の誘導体、並びに/又はクレゾール、キシレノール、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、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、及び3,5−ジヒドロキシ安息香酸から選択される、請求項5に記載の洗浄組成物。
- 1種又はそれより多くの前記種類(a)の腐食防止剤がグリシンを含み、1種又はそれより多くの前記種類(b)の腐食防止剤がアスコルビン酸を含み、前記1種又はそれより多くの前記種類(c)の腐食防止剤が没食子酸又は没食子酸の誘導体を含む、請求項18に記載の洗浄組成物。
- 1つ又はそれより多くのマイクロエレクトロニクスデバイス又は半導体基材を、
水と、
シュウ酸と、
以下の3種の腐食防止剤:(a)アミノ酸;(b)非フェノール型有機酸、非フェノール型有機酸塩又は非フェノール型有機酸の他の誘導体、及び(c)フェノール及びフェノールの誘導体から選択される2種又はそれより多くの腐食防止剤と
を含む組成物と接触させる工程
を含むマイクロエレクトロニクスデバイス又は半導体基材の洗浄方法。
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