JP2020515669A - 半導体基板上の残渣を除去するための洗浄組成物 - Google Patents

Abstract

本開示は、１）少なくとも１種類のレドックス剤、２）少なくとも１種類の水溶性有機溶媒、３）少なくとも１種類の金属含有添加剤、４）少なくとも１種類の環状アミン、及び５）水を含有する洗浄組成物に関する。

Description

＜関連出願の相互参照＞
本出願は２０１７年３月２４日に出願された米国仮出願第６２／４７５，９４７号の優先権を主張するものであり、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。

本開示は、半導体基板のための新規な洗浄組成物及び半導体基板を洗浄する方法に関する。より詳細には、本開示は、半導体基板に配置された金属層又は誘電体材料層がプラズマエッチングされ、プラズマアッシングプロセスによりレジスト全体が除去された後に前記基板上に残る残渣を除去するための洗浄組成物に関する

集積回路デバイスの製造において、一連のフォトリソグラフィ及びプラズマエッチング工程によりレチクルの原マスクパターンをウェハ基板に転写するための中間マスクとして、フォトレジストが用いられる。集積回路デバイスの製造プロセスにおける必須工程の１つは、パターニングされたフォトレジト膜をウェハ基板から除去することである。この工程は一般に、以下２つの方法のうちの１つによって行われる。

１つの方法は、フォトレジストで被覆された基板を、主に有機溶媒及びアミンからなるフォトレジスト剥離剤溶液と接触させる湿式剥離工程を含む。しかしながら、一般にこのような剥離剤溶液は、とりわけ製造プロセス中にフォトレジスト膜にＵＶ放射及びプラズマ処理を行った場合、フォトレジスト膜を完全に且つ確実に除去することができない。フォトレジスト膜にはそのような処理により高度に架橋されるものがあり、剥離剤溶液に溶解させることがより難しくなる。加えて、これらの従来の湿式剥離法に用いられる化学物質は、ハロゲン含有ガスを用いる金属又は酸化物層のプラズマエッチング中に形成される無機又は有機金属残渣を除去するのに効果がないことがある。

フォトレジスト膜を除去するための別の方法は、プラズマアッシングとして知られるプロセスにおいて、フォトレジストで被覆された基板を酸素系プラズマに曝してレジスト膜を基板から除去（ｂｕｒｎ）することを含む。しかしながら、プラズマアッシングもまた、上述のプラズマエッチング副生物を除去するのに充分に効果的というわけではない。一般的にこれらのプラズマエッチング副生物の除去は、処理された金属及び誘電体薄膜を引き続いてある種の洗浄溶液に曝すことによって達成される。

一般的に腐食を受けやすい。例えば、アルミニウム、銅、アルミニウム−銅合金、窒化タングステン、タングステン（Ｗ）、コバルト（Ｃｏ）、酸化チタン、他の金属、及び金属窒化物などの基板は腐食しやすい。また、従来の洗浄化学物質を用いることにより、誘電体［ＩＬＤ、ＵＬＫ］がエッチングされてしまうことがある。さらに、集積回路デバイス製造業者に許容される腐食の量は、デバイスの幾何学的形状が縮小されるに伴いますます少なくなっている。

また、残渣の除去がより困難になってきており、腐食のレベルをますます低く抑えなければならないことから、洗浄用溶液は使用するのに安全であり、環境にやさしいものであるべきである。

したがって洗浄用溶液は、プラズマエッチング残渣及びプラズマアッシング残渣を除去するのに効果的であるべきであり、且つすべての露出している基板材料を腐食させるものであってはならない。

本開示は、多工程製造プロセスにおける中間工程として半導体基板から残渣（例えば、プラズマエッチング残渣及び／又はプラズマアッシング残渣）を除去するのに有用な非腐食性洗浄組成物に関する。これらの残渣は：残留フォトレジストなどの有機化合物；有機金属化合物；（露出している金属に由来する反応副生物として形成され得る）酸化アルミニウム（ＡｌＯｘ）、酸化チタン（ＴｉＯｘ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯｘ）、酸化タンタル（ＴａＯｘ）、及び酸化ハフニウム（ＨｆＯｘ）などの金属酸化物；アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム／銅合金、銅（Ｃｕ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、及びコバルト（Ｃｏ）などの金属；窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化窒化アルミニウム（ＡｌＯｘＮｙ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、窒化タンタル（ＴａＮ）、及び窒化タングステン（ＷＮ）などの金属窒化物；これらの合金；並びに他の材料の、種々の比較的不溶性の混合物を含む。本明細書に記載の洗浄組成物の利点は、発生する種々の残渣を洗浄することが可能であり、露出している基板材料（例えば、露出している金属（アルミニウム、アルミニウム／銅合金、銅、チタン、タンタル、タングステン、及びコバルトなど）、金属窒化物（窒化チタン、窒化タンタル、及び窒化タングステンなど）、並びにこれらの合金）に対して一般的に非腐食性であり得ることである。

本開示は、ある態様では、
１）少なくとも１種類のレドックス剤と、
２）少なくとも１種類の水溶性有機溶媒と、
３）少なくとも１種類の金属含有添加剤と、
４）少なくとも１種類の環状アミンと、
５) 水と、
を含む、洗浄組成物に関する。

本開示はまた、半導体基板から残渣を洗浄する方法に関する。前記方法は、ポストエッチ残渣及び／又はポストアッシュ残渣を含む半導体基板を、本明細書に記載の洗浄組成物と接触させることを含む。前記方法は、例えば：
（Ａ）ポストエッチ残渣及び／又はポストアッシュ残渣を含む半導体基板を提供する工程；
（Ｂ）前記半導体基板を、本明細書に記載の洗浄組成物と接触させる工程；
（Ｃ）前記半導体基板を、適切なリンス溶媒でリンスする工程；並びに
（Ｄ）所望により、前記リンス溶媒を除去し前記半導体基板の品質（ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ）を損なわない何らかの手段によって、前記半導体基板を乾燥させる工程、
を含んでいてもよい。

本明細書において、特に断りのない限り、記載されているすべてのパーセントは、洗浄組成物の総重量を基準とした重量パーセントであるとして理解されるべきである。特に断りのない限り、周囲温度とは、摂氏約１６度（℃）から約２７度（℃）（例えば２５℃）として定義する。

「層」及び「膜」との用語は互いに置き換え可能である。

本明細書において、「水溶性」物質（例えば、水溶性アルコール、水溶性ケトン、水溶性エステル、水溶性スルホン、又は水溶性エーテル）とは、２５℃での水に対する溶解度が５重量％以上である物質を意味する。

本開示のある実施形態は、
１）少なくとも１種類のレドックス剤と、
２）少なくとも１種類の水溶性有機溶媒（例えば、水溶性アルコール類、水溶性ケトン類、水溶性エステル類、水溶性スルホン類、及び水溶性エーテル類からなる群より選択される水溶性有機溶媒）と、
３）少なくとも１種類の金属含有添加剤と、
４）少なくとも１種類の環状アミンと、
５) 水と、
を含む、非腐食性洗浄組成物に関する。

一般に本開示の洗浄組成物は、少なくとも１種類のレドックス剤を含有するものであるが、このことが半導体表面のフォトレジスト残渣、金属残渣、及び金属酸化物残渣などの残渣の溶解の助けになるものと考えられる。本明細書において「レドックス剤」との用語は、半導体洗浄プロセスにおいて酸化及び／又は還元を引き起こすことが可能な化合物を意味する。適切なレドックス剤としては、ヒドロキシルアミンが挙げられる。ある実施形態では、本明細書に記載のレドックス剤又は洗浄組成物は過酸化物（例えば、過酸化水素）を含まない。

ある実施形態では、本開示の組成物は、約０．５重量％以上（例えば、約１重量％以上、約２重量％以上、約３重量％以上、又は約５重量％以上）、及び／又は約２０重量％以下（例えば、約１７重量％以下、約１５重量％以下、約１２重量％以下、又は約１０重量％以下）のレドックス剤を含む。

本開示の組成物は、水溶性アルコール類、水溶性ケトン類、水溶性エステル類、水溶性スルホン類、及び水溶性エーテル類（例えば、グリコールジエーテル類）からなる群より選択される少なくとも１種類（例えば、２種類、３種類、４種類、又はそれ以上）の水溶性有機溶媒を含有する。

水溶性アルコール類としては、アルカンジオール類（アルキレングリコール類が挙げられるが、これに限定されない）、グリコール類、アルコキシアルコール類（グリコールモノエーテル類が挙げられるが、これに限定されない）、飽和脂肪族一価アルコール類、不飽和非芳香族一価アルコール類、及び環構造を有する低分子量アルコール類（例えば、５００ｇ／ｍｏｌ未満、４００ｇ／ｍｏｌ未満、３００ｇ／ｍｏｌ未満、２００ｇ／ｍｏｌ未満、又は１００ｇ／ｍｏｌ未満の分子量を有するもの）が挙げられるが、これらに限定されない。

水溶性アルカンジオール類としては、２−メチル−１，３−プロパンジオール、１，３−プロパンジオール、２，２−ジメチル−１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、１，２−ブタンジオール、２，３−ブタンジオール、ピナコール、及びアルキレングリコール類が挙げられるが、これらに限定されない。

水溶性アルキレングリコール類としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、へキシレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、及びテトラエチレングリコールが挙げられるが、これらに限定されない。

水溶性アルコキシアルコール類としては、３−メトキシ−３−メチル−１−ブタノール、３−メトキシ−１−ブタノール、１−メトキシ−２−ブタノール、及び水溶性アルキレングリコールモノエーテル類が挙げられるが、これらに限定されない。

水溶性アルキレングリコールモノエーテル類としては、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ｎ−プロピルエーテル、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノｎ−ブチルエーテル、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、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、１−メトキシ−２−プロパノール、２−メトキシ−１−プロパノール、１−エトキシ−２−プロパノール、２−エトキシ−１−プロパノール、プロピレングリコールモノ−ｎ−プロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノ−ｎ−プロピルエーテル、トリプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリプロピ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ベンジルエーテル、及びジエチレングリコールモノベンジルエーテルが挙げられるが、これらに限定されない。

水溶性飽和脂肪族一価アルコール類としては、メタノール、エタノール、ｎ−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、１−ブタノール、２−ブタノール、イソブチルアルコール、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール、２−ペンタノール、ｔ−ペンチルアルコール、及び１−ヘキサノールが挙げられるが、これらに限定されない。

水溶性不飽和非芳香族一価アルコール類としては、アリルアルコール、プロパルギルアルコール、２−ブテニルアルコール、３−ブテニルアルコール、及び４−ペンテン−２−オールが挙げられるが、これらに限定されない。

環構造を有する水溶性低分子量アルコール類としては、テトラヒドロフルフリルアルコール、フルフリルアルコール、及び１，３−シクロペンタンジオールが挙げられるが、これらに限定されない。

水溶性ケトン類としては、アセトン、プロパノン、シクロブタノン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、ジアセトンアルコール、２−ブタノン、２，５−ヘキサンジオン、１，４−シクロヘキサンジオン、３−ヒドロキシアセトフェノン、及び１，３−シクロヘキサンジオンが挙げられるが、これらに限定されない。

水溶性エステル類としては、酢酸エチル；エチレングリコールモノアセテート、ジエチレングリコールモノアセテートなどのグリコールモノエステル類；並びにプロピ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メチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、及びエチレングリコールモノエチルエーテルアセテートなどのグリコールモノエーテルモノエステル類が挙げられるが、これらに限定されない。

水溶性スルホン類としては、スルホラン及びジメチルスルホンが挙げられるが、これらに限定されない。

水溶性エーテル類としては、上述のようなアルコキシアルコール類（例えば、アルキレングリコールモノエーテル類）が挙げられるが、これらに限定されない。

ある実施形態では、本開示の洗浄組成物は、約６０重量％以上（例えば、約６５重量％以上、約７０重量％以上、又は約７５重量％以上）、及び／又は約９５重量％以下（例えば、約９０重量％以下、約８５重量％以下、又は約８０重量％以下）の少なくとも１種類の水溶性有機溶媒を含む。

本開示の洗浄組成物は水をさらに含む。水は、脱イオンされた超純水であり、有機汚染物を含有せず、抵抗率の最小値が約４〜約１７メガオームであることが好ましい。水の抵抗率は、１７メガオーム以上であることがより好ましい。

ある実施形態では、本開示の洗浄組成物は、約５重量％以上（例えば、約８重量％以上、約１２重量％以上、又は約１６重量％以上）、及び／又は約２８重量％以下（例えば、約２４重量％以下、約２０重量％以下、又は約１８重量％以下）の水を含む。

本開示の洗浄組成物での使用が意図される金属含有添加剤は、第２Ａ族金属、第３Ｂ族金属、第４Ｂ族金属、第５Ｂ族金属、及びランタニド金属から選択される金属を含む。ある実施形態では、金属はＣａ、Ｂａ、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｓｒ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、又はＴａである。ある実施形態では、金属は第４Ｂ族金属（Ｔｉ又はＨｆなど）から選択される。

金属含有添加剤は、金属ハロゲン化物、金属水酸化物、金属ホウ化物、金属アルコキシド、金属酸化物、又は金属含有アンモニウム塩の形態であってもよい。ある実施形態では、金属含有添加剤はアンモニウム塩である。アンモニウム塩は式（Ｉ）：（ＮＨ_４）_ｍＭＸ_ｎ（Ｉ）；式中、ｍは１、２、３、又は４であり；ｎは１、２、３、４、５、又は６であり；Ｍは金属イオン（例えば、第２Ａ族金属、第３Ｂ族金属、第４Ｂ族金属、第５Ｂ族金属、又はランタニド金属のイオン）であり；Ｘはハロゲン化物イオン（例えば、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、又はＩ）である。ある実施形態では、金属含有添加剤は、ヘキサフルオロチタン酸アンモニウム（（ＮＨ_４）_２ＴｉＦ_６）である。金属含有添加剤としては、ホウ化タングステン、Ｃａ（ＯＨ）_２、ＢａＣｌ_２、ＳｒＣｌ_２、ＬａＣｌ_３、ＣｅＣｌ_３、（ＮＨ_４）_２ＴｉＦ_６、ＢａＴｉＯ_３、Ｔｉ（ＯＥｔ）_４、Ｔｉ（ＯＣＨ（ＣＨ_３）_２）_４、ＨｆＯ_２、Ｖ_２Ｏ_５、Ｎｂ_２Ｏ_５、及びＴａＦ_３が挙げられる。

ある実施形態では、金属含有添加剤は、洗浄組成物に対して、約０．００１重量％以上（例えば、約０．００２重量％以上、約０．００４重量％以上、約０．００６重量％以上、約０．００８重量％以上、又は約０．０１重量％以上）、及び／又は約０．５重量％以下（例えば、約０．４重量％以下、約０．３重量％以下、約０．２重量％以下、約０．１重量％以下、約０．０８重量％以下、約０．０６重量％以下、約０．０４重量％以下、約０．０２重量％以下、又は約０．０１重量％以下）の量であってもよい。洗浄組成物が上述の量で金属含有添加剤を含むことにより、組成物の腐食作用を低減することが可能となる、すなわち、洗浄プロセス中に除去されることを意図しない露出した基板材料（例えば、露出した金属又は誘電体材料）に対する洗浄組成物のエッチレートを低下させるものと考えられるが、理論に束縛されるものではない。

一般に、本開示の洗浄組成物は、少なくとも１つ（例えば、２つ、３つ、又は４つ）の環状アミンを含んでもよい。ある実施形態では、前記少なくとも１種類の環状アミンは、式（Ｉ）の環状アミンを含む。

式中、ｎは１、２、又は３であり；ｍは１、２、又は３であり；Ｒ_１〜Ｒ_１０は、それぞれ独立に、Ｈ、アルキル基又はアリール基であり；Ｌは−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｎ（Ｒ_ａ）−、又は−Ｃ（Ｒ_ａＲ_ｂ）−であり、ここで、Ｒ_ａ及びＲ_ｂは、それぞれ独立に、Ｈ、Ｃ_１〜Ｃ_６アルキル基又はアリール基であり；Ｒ_１１はＨであるか、又はＲ_ａと共に、Ｒ_１１が結合しているＣ原子とＬとの間の第２の結合を形成する。本明細書で使用される「Ｃ_１−６アルキル」という語は、直鎖又は分枝鎖であり得、１〜６個の炭素を有し得る飽和炭化水素基を指す。本明細書中で使用される場合、用語「アリール」は１つ以上の芳香環（例えば、２つ以上の縮合芳香環）を有する炭化水素基をいう。ある実施形態では、アリール基は６〜１０個の環炭素を有することができる。

ある実施形態では、式（Ｉ）中のＬは−Ｎ（Ｒ_ａ）−である。このような実施形態では、ｎは２であってよく；ｍは１又は３であってよく；Ｒ_１〜Ｒ_１０はそれぞれＨであってよく；そしてＲ_１１はＲ_ａと共に、Ｒ_１１が結合されたＣ原子とＬとの間の第２の結合を形成してもよい。このようなアミンとしては、１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］−７−ウンデセン（ＤＢＵ）

及び１，５−ジアザビシクロ［４．３．０］−５−ノネン（ＤＢＮ）

が挙げられる。

ある実施形態では、式（Ｉ）中のＬは−Ｃ（Ｒ_ａＲ_ｂ）−である。このような実施形態では、ｎは２であってよく、ｍは２であってよく、Ｒ_１〜Ｒ_１１はそれぞれＨであってよい。このようなアミンの例はオクタヒドロ−２Ｈ−キノリジン

である。

理論に束縛されることを望むものではないが、本明細書に記載される環状アミンは、有機溶媒（例えば、約６０重量％〜約９５重量％の有機溶媒を含有する）を主成分とする洗浄組成物の腐食作用を低減することができると考えられる。例えば、環状アミンは、洗浄プロセス中に除去されることが意図されていない露出した基板材料（例えば、露出した金属（例えば、コバルト）又は誘電体材料）に対する洗浄組成物のエッチング速度を低下させるものと考えられる。

ある実施形態では、環状アミンが約０．１重量％以上（例えば、約０．２重量％以上、約０．３重量％以上、約０．４重量％以上、約０．５重量％以上、約０．５重量％以上、約０．６重量％以上、約０．７重量％以上、約０．８重量％以上、約０．９重量％、又は約１重量％以上）及び／又は約２重量％以下（例えば、約１．９重量％以下、約１．８重量％以下、約１．７重量％以下、約１．６重量％以下、約１．５重量％以下、約１．４重量％以下、約１．３重量％以下、約１．２重量％以下、又は約１．１重量％以下）の量であり得る。理論に束縛されることを望むものではないが、本明細書に記載された環状アミンを洗浄組成物中に上記に特定された量で含むことは組成物の腐食作用を低減させることができる、すなわち、洗浄プロセス中に除去されることが意図されていない露出した基板材料（例えば、露出した金属（例えば、コバルト）又は誘電体材料）に対する洗浄組成物のエッチング速度を低下させることができる、と考えられる。

本開示の洗浄組成物は、その洗浄力（例えば、エッチング残渣又はアッシング残渣の除去）を改善する、及び／又はその腐食作用を低減するために、所望により、少なくとも１種類の洗浄添加剤を含有していてもよい。ある実施形態では、洗浄添加剤は、硫黄含有添加剤又はアミノ酸であってもよい。ある実施形態では、洗浄組成物は、硫黄含有添加剤及びアミノ酸を両方とも含んでいてもよい。

本開示の洗浄組成物における使用が検討される硫黄含有添加剤は、特に限定されない。ある実施形態では、硫黄含有添加剤は、チオール部分（すなわち、ＳＨ）又はチオエーテル部分（例えば、ＳＲ：ここで、ＲはＣ_１−Ｃ_１０アルキル基である）を有する分子である。ある実施形態では、硫黄含有添加剤は、チオール部分又はチオエーテル部分を有する、アルコール、酸、アミン、又はヘテロ環式化合物であってもよい。硫黄含有添加剤としては、３−アミノ−５−メルカプト−１Ｈ−１，２，４−トリアゾール；β−メルカプトエタノール；３−アミノ−５−メチルチオ−１Ｈ−１，２，４−トリアゾール；１−フェニル−１Ｈ−テトラゾール−５−チオール；４−メチル−４Ｈ−１，２，４−トリアゾール−３−チオール；２−ピリジンチオール；３−メルカプトプロピオン酸などが挙げられるが、これらに限定されない。ある実施形態では、硫黄含有添加剤は、硫黄含有有機酸を含まないものであってもよい。

ある実施形態では、硫黄含有添加剤は、洗浄組成物に対して、約０．０１重量％以上（例えば、約０．０２重量％以上、約０．０４重量％以上、約０．０５重量％以上、約０．０６重量％以上、又は約０．０８重量％以上）、及び／又は約０．１５重量％以下（例えば、約０．１４重量％以下、約０．１２重量％以下、約０．１重量％以下、約０．０８重量％以下、又は約０．０７重量％以下）の量であってもよい。洗浄組成物が上述の量で硫黄含有添加剤を含むことにより、ポストエッチ残渣及び／若しくはポストアッシュ残渣を除去するための組成物の洗浄力を改善することができる、並びに／又は、洗浄プロセス中に除去されることを意図しない露出した基板材料（例えば、露出した金属又は誘電体材料）に対する洗浄組成物のエッチング速度を低下させることができると考えられるが、理論に束縛されるものではない。

ある実施形態では、洗浄添加剤は、少なくとも１種類（例えば、２種類、３種類、又は４種類）のアミノ酸（例えば、グリシン）を含んでいてもよい。アミノ酸は、天然アミノ酸であってもよく、非天然アミノ酸（例えば、合成アミノ酸）であってもよい。アミノ酸は、Ｄ−アミノ酸であってもよく、Ｌ−アミノ酸であってもよい。

ある実施形態では、アミノ酸は、洗浄組成物に対して、約０．０１重量％以上（例えば、約０．０２重量％以上、約０．０４重量％以上、約０．０５重量％以上、約０．０６重量％以上、又は約０．０８重量％以上）、及び／又は約０．１５重量％以下（例えば、約０．１４重量％以下、約０．１２重量％以下、約０．１重量％以下、約０．０８重量％以下、又は約０．０７重量％以下）の量であってもよい。洗浄組成物が上述の量でアミノ酸を含むことにより、ポストエッチ残渣及び／若しくはポストアッシュ残渣を除去するための組成物の洗浄力を改善することができる、並びに／又は、洗浄プロセス中に除去されることを意図しない露出した基板材料（例えば、露出した金属又は誘電体材料）に対する洗浄組成物のエッチング速度を低下させることができるものと考えられるが、理論に束縛されるものではない。

ある実施形態では、本開示の洗浄組成物は、少なくとも１種類（例えば、２種類、３種類、又は４種類）の有機酸を含んでいてもよい。有機酸は、上述の洗浄添加剤（例えば、硫黄含有添加剤又はアミノ酸）の存在下又は非存在下で、洗浄組成物に用いられてもよい。本開示の洗浄組成物への使用が検討される有機酸としては、カルボン酸及びスルホン酸が挙げられる。本開示の組成物への使用が検討されるカルボン酸としては：モノカルボン酸；ビカルボン酸；トリカルボン酸；モノカルボン酸のα−ヒドロキシ酸及びβ−ヒドロキシ酸；ビカルボン酸のα−ヒドロキシ酸及びβ−ヒドロキシ酸；並びに、トリカルボン酸のα−ヒドロキシ酸及びβ−ヒドロキシ酸が挙げられるが、これらに限定されない。好適なカルボン酸としては、クエン酸、マレイン酸、フマル酸、乳酸、グリコール酸、シュウ酸、酒石酸、コハク酸、及び安息香酸が挙げられるが、これらに限定されない。スルホン酸としては、メタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、エタンスルホン酸、トリフルオロエタンスルホン酸、ペルフルオロエチルスルホン酸、ペルフルオロ（エトキシエタン）スルホン酸、ペルフルオロ（メトキシエタン）スルホン酸、ドデシルスルホン酸、ペルフルオロドデシルスルホン酸、ブタンスルホン酸、ペルフルオロブタンスルホン酸、プロパンスルホン酸、ペルフルオロプロパンスルホン酸、オクチルスルホン酸、ペルフルオロオクタンスルホン酸、メタンジスルホン酸、２−メチルプロパンスルホン酸、シクロヘキシルスルホン酸、カンファースルホン酸、ペルフルオロヘキサンスルホン酸、エタンジスルホン酸、ベンジルスルホン酸、ヒドロキシフェニルメタンスルホン酸、ナフチルメタンスルホン酸、ノルボルナンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、クロロベンゼンスルホン酸、ブロモベンゼンスルホン酸、フルオロベンゼンスルホン酸、ヒドロキシベンゼンスルホン酸、ニトロベンゼンスルホン酸、２−ヒドロキシ−５−スルホ安息香酸、ベンゼンジスルホン酸、トルエンスルホン酸（例えば、ｐ−トルエンスルホン酸）、メチルクロロベンゼンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、ブチルベンゼンスルホン酸、シクロヘキシルベンゼンスルホン酸、ピクリルスルホン酸、ジクロロベンゼンスルホン酸、ジブロモベンゼンスルホン酸、及び２，４，５−トリクロロベンゼンスルホン酸が挙げられるが、これらに限定されない。

ある実施形態では、有機酸は、洗浄組成物に対して、約０．０１重量％以上（例えば、約０．０５重量％以上、約０．１重量％以上、約０．１２重量％以上、約０．１４重量％以上、約０．１６重量％以上、約０．１８重量％以上、又は約０．２重量％以上）、及び／又は約０．５重量％以下（例えば、約０．４重量％以下、約０．３重量％以下、約０．２重量％以下、約０．１８重量％以下、又は約０．１６重量％以下）の量であってもよい。有機酸は、洗浄組成物中でキレート剤として作用し、ポストエッチ残渣及び／又はポストアッシュ残渣の除去を促進することができるものと考えられるが、理論に束縛されるものではない。

本開示の洗浄組成物は、所望により、ｐＨを約７〜約１２に調整するために少なくとも１種類のｐＨ調整剤（例えば、酸又は塩基）を含有していてもよい。ある実施形態では、本開示の組成物は、ｐＨが約７以上（例えば、約７．５以上、約８以上、又は約８．５以上）〜約１２以下（例えば、約１０．５以下、約１０以下、約９．５以下、約９以下）であってもよい。洗浄組成物のｐＨが１２よりも高いと、完全に洗浄するには非実用的なレベルにまでプラズマエッチング残渣に対する洗浄レベルを低下させてしまい、ｐＨが７よりも低いと、金属又は誘電体材料に対するエッチレートを望ましくないレベルにまで大きくしてしまうと考えられるが、理論に束縛されるものではない。効果的なｐＨは、本明細書に記載の洗浄組成物に用いられる成分の種類及び量に応じて変化し得る。

必要とされるｐＨ調整剤の量は、用いられる場合、特にヒドロキシルアミン及び有機酸といったその他の成分の濃度変化に応じて、及び用いられる当該特定のｐＨ調整剤の分子量に応じて、変化し得る。一般的に、ｐＨ調整剤の濃度は、洗浄組成物に対して約０．１重量％〜約３重量％の範囲内である。ある実施形態では、本開示の洗浄組成物は、約０．１重量％以上（例えば、約０．５重量％以上、約１重量％以上、又は約１．５重量％以上）、及び／又は約３重量％以下（例えば、約２．５重量％以下、約２重量％以下、又は約１．５重量％以下）のｐＨ調整剤を含む。

一般的に、ｐＨ調整剤は金属イオンを含まない（ただし、微量の金属イオン不純物を含むことがある）。金属イオンを含まない適切なｐＨ調整剤としては、水酸化アンモニウム、水酸化第四級アンモニウム類、モノアミン類（アルカノールアミン類を含む）、イミン類（１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］−７−ウンデセン（ＤＢＵ）及び１，５−ジアザビシクロ［４．３．０］−５−ノネン（ＤＢＮ）など）、並びにグアニジン塩類（炭酸グアニジンなど）が挙げられる。

適切な水酸化第四級アンモニウム類としては、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウム、水酸化テトラプロピルアンモニウム、水酸化テトラブチルアンモニウム、水酸化ジメチルジエチルアンモニウム、コリン、水酸化テトラエタノールアンモニウム、水酸化ベンジルトリメチルアンモニウム、水酸化ベンジルトリエチルアンモニウム、及び水酸化ベンジルトリブチルアンモニウムが挙げられるが、これらに限定されない。

適切なモノアミン類としては、トリエチルアミン、トリブチルアミン、トリペンチルアミン、エタノールアミン、ジエタノールアミン、ジエチルアミン、ブチルアミン、ジブチルアミン、及びベンジルアミンが挙げられるが、これらに限定されない

さらに、ある実施形態では、本開示の洗浄組成物は所望により、追加のｐＨ調整剤、腐食防止剤（例えば、置換又は無置換のベンゾトリアゾール）、界面活性剤、追加の有機溶媒、殺生物剤、及び消泡剤などの添加剤を含有していてもよい。

適切な消泡剤としては、ポリシロキサン消泡剤（例えば、ポリジメチルシロキサン）、ポリエチレングリコールメチルエーテルポリマー、エチレンオキシド／プロピレンオキシドコポリマー類、及びグリシジルエーテル封止アセチレン系ジオールエトキシレート類（参照により本明細書に取り込まれる米国特許第６，７１７，０１９号明細書に記載のものなど）が挙げられる。

ある実施形態では、本開示の洗浄組成物は、添加剤成分の１種類又は複数種類を特に含まないものであってもよく、２種類以上の添加剤成分を特に含まない場合は、任意の組み合わせの添加剤成分群を含まないものであってもよい。そのような除外成分は：ポリマー；酸素捕捉剤；水酸化第四級アンモニウム類；アミン類；アルカリ金属及びアルカリ土類塩基類（ＮａＯＨ、ＫＯＨ、ＬｉＯＨ、水酸化マグネシウム、及び水酸化カルシウムなど）；消泡剤以外の界面活性剤；フッ化物含有化合物；酸化剤（例えば、過酸化物、過酸化水素、硝酸第二鉄、ヨウ素酸カリウム、過マンガン酸カリウム、硝酸、亜塩素酸アンモニウム、塩素酸アンモニウム、ヨウ素酸アンモニウム、過ホウ酸アンモニウム、過塩素酸アンモニウム、過ヨウ素酸アンモニウム、過硫酸アンモニウム、亜塩素酸テトラメチルアンモニウム、塩素酸テトラメチルアンモニウム、ヨウ素酸テトラメチルアンモニウム、過ホウ酸テトラメチルアンモニウム、過塩素酸テトラメチルアンモニウム、過ヨウ素酸テトラメチルアンモニウム、過硫酸テトラメチルアンモニウム、過酸化水素尿素、及び過酢酸）；研磨剤（例えば、研磨粒子）；シリケート類；ヒドロキシカルボン酸類；カルボン酸及びポリカルボン酸（例えば、アミノ基を有さないカルボン酸類及びポリカルボン酸類）；非アゾール腐食防止剤；緩衝剤；グアニジン；グアニジン塩類；無機酸（例えば、スルホン酸類、硫酸、亜硫酸、亜硝酸、硝酸、亜リン酸、及びリン酸）；ピロリドン；ポリビニルピロリドン；金属ハロゲン化物；式Ｗ_ｚＭＸ_ｙで表される金属ハロゲン化物であって、前記式中、ＷはＨ、アルカリ金属、アルカリ土類金属、及び金属イオンを有さない水酸化物塩基部分から選択され、ＭはＳｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｔ、Ｐ、Ｂ、Ａｕ、Ｉｒ、Ｏｓ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｒｈ、Ｒｕ、及びＳｂからなる群より選択される金属であり、ｙは４〜６であり、ｚは１、２、又は３である、金属ハロゲン化物；並びに、本明細書に記載の腐食防止剤以外の腐食防止剤からなる群より選択される。

ある実施形態では、本開示の洗浄組成物は、半導体基板からフォトレジスト膜全体を除去するように特に設計されない。そうではなく、本開示の洗浄組成物は、乾式又は湿式剥離法によるレジスト全体の除去後にすべての残渣を除去するように設計され得る。したがって、ある実施形態では、本開示の洗浄方法は、乾式又は湿式フォトレジスト剥離プロセスの後に用いられることが好ましい。このフォトレジスト剥離プロセスは、一般的に、エッチング又は注入プロセスなどのパターン転写プロセスの後に行われるか、或いは、パターン転写の前にマスク誤差の修正のために行われる。残渣の化学組成は、洗浄工程の前に行われるプロセスに応じて異なることになる。

半導体基板からレジスト全体を除去するために、適切であればいかなる乾式剥離プロセスが用いられてもよい。適切な乾式剥離プロセスとしては、フッ素／酸素プラズマ又はＮ_２／Ｈ_２プラズマなどの酸素系プラズマアッシング；オゾンガス処理；フッ素プラズマ処理、高温Ｈ_２ガス処理（その全体が参照により本明細書に取り込まれる米国特許第５，６９１，１１７号明細書に記載のものなど）などが挙げられる。さらに、適切であれば当業者に公知の従来の有機湿式剥離溶液が、半導体基板からレジスト全体を除去するのに用いられてもよい。

本開示の洗浄方法と組み合わせて用いられる好ましい剥離プロセスは、乾式剥離プロセスである。この乾式剥離プロセスは、酸素系プラズマアッシングプロセスであることが好ましい。このようなプロセスでは、真空条件（すなわち、１トル）下、高温（一般的には２５０℃）で反応性酸素雰囲気とすることにより、フォトレジストのほとんどが半導体基板から除去される。有機材料は、このプロセスにより酸化され、プロセスガスにより除去される。しかしながら、このプロセスでは、半導体基板から無機又は有機金属汚染物が除去されない。これらの残渣を除去するには一般的に、続いて本開示の洗浄組成物により半導体基板を洗浄する必要がある。

ある実施形態では、本開示は半導体基板から残渣を洗浄する方法に関する。そのような方法は、例えば、ポストエッチ残渣及び／又はポストアッシュ残渣を含む半導体基板を、本明細書に記載の洗浄組成物と接触させることにより行われる。前記方法は、前記接触工程の後に前記半導体基板をリンス溶媒でリンスすること、及び／又は前記リンス工程の後に前記半導体基板を乾燥させることをさらに含んでいてもよい。ある実施形態では、前記半導体基板は、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｗ、ＡｌＯｘ、ＡｌＮ、ＡｌＯｘＮｙ、Ｔｉ、ＴｉＮ、Ｔａ、ＴａＮ、ＴｉＯｘ、ＺｒＯｘ、ＨｆＯｘ、及びＴａＯｘからなる群より選択される材料（例えば、露出している材料）又は前記材料の層をさらに有していてもよい。

ある実施形態では、前記洗浄方法は：
（Ａ）ポストエッチ残渣及び／又はポストアッシュ残渣を含む半導体基板を提供する工程；
（Ｂ）前記半導体基板を、本明細書に記載の洗浄組成物と接触させる工程；
（Ｃ）前記半導体基板を、適切なリンス溶媒でリンスする工程；並びに
（Ｄ）所望により、前記リンス溶媒を除去し前記半導体基板の品質を損なわない何らかの手段によって、前記半導体基板を乾燥させる工程、
を含む。
ある実施形態では、前記洗浄方法は、上述の方法により得られた前記半導体基板から半導体デバイス（例えば、半導体チップなどの集積回路デバイス）を形成することをさらに含む。

この方法で洗浄される半導体基板は、有機残渣及び有機金属残渣を含み得るが、これに加えて、除去されるべき種々の金属酸化物を含み得る。半導体基板は、一般的に、シリコン、シリコンゲルマニウム、ＧａＡｓなどの第ＩＩＩ〜Ｖ族化合物、又はこれらのいずれかの組み合わせにより構成される。半導体基板は、相互接続フィーチャなどの露出した集積回路構造（例えば、金属線及び誘電体材料）をさらに有していてもよい。相互接続フィーチャに用いられる金属及び金属合金としては、アルミニウム、アルミニウムと銅との合金、銅、チタン、タンタル、コバルト、シリコン、窒化チタン、窒化タンタル、タングステン、及びこれらの合金が挙げられるが、これらに限定されない。半導体基板は、層間誘電体、酸化ケイ素、窒化ケイ素、炭化ケイ素、酸化チタン、及び炭素ドープケイ素酸化物の層をさらに有していてもよい。

半導体基板と洗浄組成物との接触は、洗浄組成物を槽に入れて、半導体基板を洗浄組成物中に浸漬させる及び／若しくは沈めること、半導体基板に洗浄組成物を噴霧すること、半導体基板に洗浄組成物を流すこと、又はこれらの組み合わせなど、適切であればいかなる方法により行われてもよい。半導体基板は洗浄組成物中に浸漬されることが好ましい。

本開示の洗浄組成物は、最高約９０℃（例えば、約２５℃〜約８０℃、約３０℃〜約６０℃、又は約４０℃〜約６０℃）の温度までは効果的に用いることができる。

同様に、洗浄時間は、用いられる洗浄方法及び温度に応じて大きく変わってもよい。浸漬バッチタイプのプロセスで洗浄する場合、適切な時間範囲は、例えば、最大約６０分（例えば、約１分〜約６０分、約３分〜約２０分、又は約４分〜約１５分）である。

１つのウェハの洗浄処理時間は、約１０秒〜約５分（例えば、約１５秒〜約４分、約１５秒〜約３分、又は約２０秒〜約２分）の範囲であってもよい。

本開示の洗浄組成物の洗浄力をさらに向上させるために、機械的撹拌手段が用いられてもよい。適切な撹拌手段としては、基板上での洗浄組成物の循環；基板上での洗浄組成物の流動又は噴霧；及び洗浄プロセス中での超音波又はメガソニック撹拌が挙げられる。半導体基板は、地表面に対していかなる角度で配置してもよい。水平に配置するか、又は垂直に配置することが好ましい。

本開示の洗浄組成物は、当業者に公知の従来の洗浄ツールに用いることができる。本開示の組成物の大きな利点は、組成物の含む成分が、全体的或いは部分的に比較的毒性がなく、非腐食性、且つ非反応性であり、これにより、組成物が広範囲の温度及びプロセス時間において安定であるということである。本開示の組成物は、バッチ及び枚葉式洗浄のための既存の及び提案される半導体ウェハ洗浄プロセスツール構成に用いられる実用上すべての材料と、化学的に相溶する。

洗浄に続いて、撹拌手段を用いて又は用いずに、半導体基板を約５秒間から約５分間にわたって適切なリンス溶媒でリンスしてもよい。適切なリンス溶媒としては、脱イオン（ＤＩ）水、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、Ｎ−メチルピロリドン、ガンマ−ブチロラクトン、ジメチルスルホキシド、乳酸エチル、及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートが挙げられるが、これらに限定されない。別の選択肢として、ｐＨが８より大きい水性リンス剤（希水酸化アンモニウム水溶液など）が用いられてもよい。好ましいリンス溶媒としては、希水酸化アンモニウム水溶液、ＤＩ水、メタノール、エタノール、及びイソプロピルアルコールが挙げられるが、これらに限定されない。溶媒の適用は、本明細書に記載の洗浄組成物の適用に用いる手段に類似する手段を用いて行われてもよい。洗浄組成物は、リンス工程の開始前に半導体基板から除去されていてもよく、リンス工程の開始時に半導体基板と接触したままであってもよい。リンス工程で用いられる温度は、１６℃〜２７℃であることが好ましい。

所望により、半導体基板は、リンス工程の後に乾燥される。適切であれば当業界における公知のいかなる乾燥手段が用いられてもよい。適切な乾燥手段としては、スピン乾燥、半導体基板への乾燥ガスの送風、ホットプレート若しくは赤外線ランプなどの加熱手段による半導体基板の加熱、マランゴニ乾燥、ロタゴニ乾燥、ＩＰＡ乾燥、又はこれらのいずれかの組み合わせが挙げられる。乾燥時間は、用いられる方法に応じて異なるが、一般的には、３０秒間から数分間までのオーダーである。

ある実施形態では、本明細書に記載の洗浄組成物を用いた集積デバイスの製造方法は、以下の工程を含んでいてもよい。まず、フォトレジスト層が半導体基板に適用される。こうして得られた半導体基板に、続いてエッチング又は注入プロセスなどのパターン転写プロセスが行われ、集積回路が形成されてもよい。次に、フォトレジスト全体が乾式又は湿式剥離法（例えば、酸素系プラズマアッシングプロセス）により除去されてもよい。次に、半導体基板に残った残渣が、本明細書に記載の洗浄組成物を用いて上述の方法により除去されてもよい。続いて半導体基板は、この基板に１又は複数の更なる回路を形成するために加工されてもよいし、或いは、例えば組み立て（例えば、ダイシング及びボンディング）並びにパッケージング（例えば、チップ封止）によって半導体チップへと形成するために加工されてもよい。

本明細書に引用される全ての刊行物（例えば、特許、特許出願公開、及び論文）の内容は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。

本開示は以下の実施例を参照してより詳細に例示されるが、これらは例示の目的のためであり、本開示の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。記載されているパーセンテージは特に断りのない限り、重量基準（重量％）である。記載されている全てのエッチング速度は特に断りのない限り、平均エッチング速度である。試験では、特に断りのない限り、１インチの撹拌子を用いて３００ｒｐｍで撹拌を制御した。

一般手順１
調合物ブレンド
本開示の組成物を、有機溶媒及び超純粋脱イオン水（ＤＩＷ）と撹拌しながら混合することにより調製した。均一な溶液が得られた後、残りの成分を添加した。用いた成分はすべて、市販されている高純度のものであった。

一般手順２
ビーカー試験による洗浄評価
Ｃｏ／ＴｉＮ／Ｔｉ／ＴｉＯｘ／ＩＬＤの多層基板を用いて、基板のＰＥＲ（ポストエッチ残渣）を上述の洗浄組成物により洗浄した。

試験クーポン（ｔｅｓｔ ｃｏｕｐｏｎｓ）を、長さ４インチのプラスチックロッキングピンセットを用いて保持し、本開示の洗浄組成物をおよそ２００ミリリットル入れた容量５００ｍｌのガラス製ビーカー内にクーポンを吊り下げることができるようにした。クーポンを洗浄組成物中に浸漬させる前に、組成物の撹拌を制御しながら、所望の試験条件温度（通常、述べたように４０℃又は６５℃）まで予備加熱した。続いて、プラスチックピンセットで保持したクーポンを、加熱した組成物中に、クーポンのＰＥＲ層を有する側が撹拌子側になるように入れることにより洗浄試験を行った。組成物の撹拌を制御しながら試験温度に維持した状態で、クーポンを一定時間（通常、５〜１５分間）洗浄組成物中にて静置した。所望の洗浄時間の経過後、クーポンを洗浄組成物から素早く取り出し、周囲温度（〜１７℃）で緩やかに撹拌されている約４００ｍｌの脱イオン水を満たした５００ｍｌのパイレックスビーカーにクーポンを入れた。クーポンをビーカーの脱イオン水の中でおよそ６秒間放置し、続いて素早く取り出し、同様の量のＩＰＡを含有するガラスビーカーに移して約３０秒間穏やかに撹拌した。手持ち型の窒素ブローガンからの窒素ガス流にクーポンを直ちに曝し、これによりクーポン表面上のあらゆる液滴をクーポンから吹き飛ばし、さらに、クーポンデバイス表面を完全に乾燥させた。この最終窒素乾燥工程の後、クーポンをプラスチックピンセットホルダーから取り外し、デバイス側を上にしてカバー付きプラスチックキャリアに入れ、約２時間以下の短い時間保存した。次に、洗浄した試験クーポンデバイス表面上の主要な構造について、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像を収集した。

一般手順３
ビーカー試験との材料相溶性評価
シリコン基板（すなわち、シリコンウェハ）上のブランケットＣｏ、シリコン基板上のＴｉＯｘ、シリコン基板上のＴｉＮ、シリコン基板上のＡｌＯｘ、及び／又はシリコン基板上のＷ合金をさいの目に切り、材料相溶性試験用のおよそ１インチ×１インチの正方形試験クーポンにした。まず、試験クーポンについて、金属膜（Ｃｏ）の場合は４点プローブ、ＣＤＥ Ｒｅｓｍａｐ ２７３により、又は誘電体膜（ＴｉＯｘ、ＴｉＮ、及びＡｌＯｘ）の場合はＷｏｏｌｌａｍ Ｍ−２０００Ｘを用いたエリプソメトリにより、厚み又はシート抵抗を測定した。次に、試験クーポンを長さ４インチのプラスチックロッキングピンセットにセットし、クーポンのＣｏ、Ｗ合金、ＴｉＯｘ、ＴｉＮ、又はＡｌＯｘ層を有する側が撹拌子側になるようにして、一般手順２の洗浄手順に記載の通りに１０分間処理した。

最終窒素乾燥工程後、クーポンをプラスチックピンセットホルダーから取り外し、カバー付きプラスチックキャリアに入れた。金属膜（Ｃｏ及びＷ合金）の場合は４点プローブ、ＣＤＥ Ｒｅｓｍａｐ ２７３により、又は誘電体膜（ＴｉＯｘ、ＴｉＮ、又はＡｌＯｘ）の場合はＷｏｏｌｌａｍ Ｍ−２０００Ｘを用いたエリプソメトリにより、処理後の試験クーポン表面における処理後厚み又は処理後シート抵抗を測定した。

調合例ＦＥ−１〜ＦＥ−６
洗浄調合物ＦＥ−１〜ＦＥ−６（これらの全ては硫黄含有添加剤及び金属含有添加剤を含む）を一般手順１に従って調製した。それらの組成を表１にまとめる。

実施例１〜６
露出しているコバルトとの洗浄剤の相溶性
調合物ＦＥ−１〜ＦＥ−６を、一般手順２に従いコバルト腐食抑制能力について、露出しているチタン層の下にコバルト層を含有するパターニングされたシリコン基板を使用して試験した。洗浄組成物による露出コバルトの損失（すなわち、洗浄組成物によって除去された露出コバルトの数）を測定し、表２に示す。

表２のデータは、驚くべきことに、調合物ＦＥ−４及びＦＥ−５（式（Ｉ）の環状アミンを含有する）が、パターニングされたシリコン基板上のポストエッチ残渣を洗浄するために使用された場合、コバルト腐食作用が非常に低いか又は全くないことを示す。調合物ＦＥ−１（アミンを含有しない）、ＦＥ−２（第三アミンを含有する）、及びＦＥ−３（式（Ｉ）のものとは異なる環状アミンを含有する）は、調合物ＦＥ−１よりも高レベルのコバルト腐食作用を示した。

また、ＦＥ−４とＦＥ−６のｐＨは同じだったが、異なる塩基性化合物を含有していた。結果は、ＦＥ−４（式（Ｉ）の環状アミンを含有する）がＦＥ−６（式（Ｉ）の環状アミンではなく、水酸化アンモニウムを含有する）よりも有意に良好なコバルト腐食抑制を呈したことを示す。これらの結果は、式（Ｉ）の環状アミンがＦＥ−４の優れたコバルト腐食抑制作用に寄与したことを示唆する。

調合例ＦＥ−７〜ＦＥ−１２
洗浄調合物ＦＥ−７〜ＦＥ−１２（これらの全ては、硫黄含有添加剤及び金属含有添加剤を含有した）を、一般手順１によって調製した。それらの組成を表３に要約する。特に、調合物ＦＥ−７〜ＦＥ−１２は、増加する量のＤＢＵを含有した。

実施例７〜１２
露出している金属又は誘電体との洗浄剤の相溶性
調合物ＦＥ−７〜ＦＥ−１２を、一般手順２に従い材料相溶性について、露出しているコバルトを含有するパターニングされたシリコン基板を用いて試験した。調合物ＦＥ−７〜ＦＥ−９、ＦＥ−１１、及びＦＥ−１２を、一般手順３に従い材料相溶性について、シリコン基板上のブランケットフィルムを用いて、６５^ｏ℃、４分間で試験した。パターニングされたシリコン基板上の露出コバルトの、洗浄組成物による損失（すなわち、洗浄組成物によって除去された露出コバルトの数）を測定し、表４に示す。洗浄調合物によるシリコン基板上のブランケット膜としてのＷ合金、Ｃｏ、ＡｌＯｘ、ＴｉＯｘ、及びＴｉＮのエッチング速度（ＥＲ）（オングストローム／分）を表５に示す。

表４のデータは、洗浄調合物ＦＥ−７〜ＦＥ−１２の全てが、パターニングされたシリコン基板上のコバルトの損失又はエッチングを有意に減少させたか、又は実質的に全く起こさなかったことを示す。表５のデータは、洗浄調合物ＦＥ−７〜ＦＥ−９、ＦＥ−１１、及びＦＥ−１２が一般に、シリコン基板上のブランケット膜として、金属又は誘電体（Ｗ合金、Ｃｏ、ＡｌＯｘ、ＴｉＯｘ、及びＴｉＮなど）のうちの１つ又は複数の腐食又はエッチングを低減させたことを示す。

調合例ＦＥ−１３〜ＦＥ−１６
洗浄調合物ＦＥ−１３〜ＦＥ−１６（全てアミノ酸添加剤及び金属含有添加剤を含有する）を、一般手順１によって調製した。それらの組成を表６に要約する。具体的には、調合物ＦＥ−１３〜ＦＥ−１６は、メタンスルホン酸（ＭＳＡ）の量を除いて、そしてその結果としてｐＨを除いて、実質的に同じ組成を有していた。

実施例１３〜１６
露出金属との洗浄剤の相溶性
調合物ＦＥ−１３〜ＦＥ−１６を、一般手順３に従い材料相溶性について、シリコン基板上のブランケットフィルムを用いて、６５^ｏ℃、４分間で試験した。洗浄調合物によるＷ合金、Ｃｏ、ＡｌＯｘ、ＴｉＯｘ、及びＴｉＮのエッチング速度（ＥＲ）（オングストローム／分）を表７に示す。

表７のデータは、洗浄調合物ＦＥ−１３〜ＦＥ−１５が、９〜１２の間のｐＨを有する場合に、シリコン基板上のブランケットフィルムとしての金属又は誘電体（Ｗ合金、Ｃｏ、ＡｌＯｘ、ＴｉＯｘ、及びＴｉＮなど）のうちの１つ又は複数の腐食又はエッチングの低減を一般に示したことを示す。調合物ＦＥ−１６は、少なくとも部分的にそのより高いｐＨ（すなわち、＞１２）のせいで、ＦＥ−１３〜ＦＥ−１５よりも高レベルで金属又は誘電体を腐食させた。

調合例ＦＥ−１７〜ＦＥ−１８
洗浄調合物ＦＥ−１７〜ＦＥ−１８（これらの全ては、硫黄含有添加剤及び金属含有添加剤を含有する）を、一般手順１によって調製した。それらの組成を表８に要約する。

実施例１７〜１８
露出金属との洗浄剤の相溶性
調合物ＦＥ−１７〜ＦＥ−１８を、一般手順３に従いコバルト相溶性について、シリコン基板上のブランケットフィルムを用いて、６５^ｏ℃、４分間で試験した。洗浄調合物によるＣｏのエッチング速度（ＥＲ）（オングストローム／分）を表９に示す。

表９のデータは、調合物ＦＥ−１７及びＦＥ−１８（両方とも式（Ｉ）の環状アミンを含有する）による、シリコン基板上の露出したコバルトの腐食又はエッチングが、少なかったことを示す。言い換えると、この結果は、ＤＢＵと同様に、ＤＢＮもまた、シリコン基板上のコバルト腐食又はエッチングを有意に低減させたことを示唆している。

特定の実施形態を参照して本開示を詳細に記載したが、改変及び変更も、本明細書に記載され、特許請求の範囲に記載される事項の趣旨及び範囲の範疇であることが理解される。

Claims (33)

1. １）少なくとも１種類のレドックス剤；
   ２）少なくとも１種類の水溶性有機溶媒；
   ３）少なくとも１種類の金属含有添加剤；
   ４）少なくとも１種類の環状アミン；及び
   ５) 水
   を含む、洗浄組成物。
2. ｐＨが約７〜約１２である、請求項１に記載の組成物。
3. 前記少なくとも１種類の環状アミンが式（Ｉ）の環状アミンを含む、請求項１に記載の組成物：
   
   式中、
   ｎは１、２、又は３であり；
   ｍは１、２、又は３であり；
   Ｒ_１〜Ｒ_１０は、それぞれ独立に、Ｈ、Ｃ_１〜Ｃ_６アルキル基、又はアリール基であり；
   Ｌは−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｎ（Ｒ_ａ）−、又は−Ｃ（Ｒ_ａＲ_ｂ）−であり、ここでＲ_ａ及びＲ_ｂは、それぞれ独立に、Ｈ、Ｃ_１〜Ｃ_６アルキル基、又はアリール基であり；
   Ｒ_１１はＨであるか、又はＲ_ａと共に、Ｒ_１１が結合しているＣ原子とＬとの間の第２の結合を形成する。
4. 式（Ｉ）の環状アミンが、
   
   である、請求項３に記載の組成物。
5. 前記少なくとも１種類の環状アミンは、前記組成物の約０．１重量％〜約２重量％を占める、請求項１に記載の組成物。
6. 前記少なくとも１種類のレドックス剤は、ヒドロキシルアミンを含む、請求項１に記載の組成物。
7. 前記少なくとも１種類のレドックス剤は、前記組成物の約０．５重量％〜約２０重量％を占める、請求項１に記載の組成物。
8. 前記少なくとも１種類の水溶性有機溶媒は、２種類の有機溶媒を含む、請求項１に記載の組成物。
9. 前記２種類の有機溶媒は、それぞれ独立に、アルキレングリコール類及びアルキレングリコールエーテル類からなる群より選択される、請求項８に記載の組成物。
10. 前記少なくとも１種類の水溶性有機溶媒は、前記組成物の約６０重量％〜約９５重量％を占める、請求項１に記載の組成物。
11. 前記少なくとも１種類の金属含有添加剤は、金属ハロゲン化物、金属水酸化物、金属ホウ化物、金属アルコキシド、金属酸化物、又は金属含有アンモニウム塩を含む、請求項１に記載の組成物。
12. 前記少なくとも１種類の金属含有添加剤は、第２Ａ族金属、第３Ｂ族金属、第４Ｂ族金属、第５Ｂ族金属、又はランタニド金属を含む、請求項１に記載の組成物。
13. 前記少なくとも１種類の金属含有添加剤は、Ｃａ、Ｂａ、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｓｒ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、又はＴａを含む、請求項１２に記載の組成物。
14. 前記少なくとも１種類の金属含有添加剤は、ホウ化タングステン、Ｃａ（ＯＨ）_２、ＢａＣｌ_２、ＳｒＣｌ_２、ＬａＣｌ_３、ＣｅＣｌ_３、（ＮＨ_４）_２ＴｉＦ_６、ＢａＴｉＯ_３、Ｔｉ（ＯＥｔ）_４、Ｔｉ（ＯＣＨ（ＣＨ_３）_２）_４、ＨｆＯ_２、Ｖ_２Ｏ_５、Ｎｂ_２Ｏ_５、又はＴａＦ_３を含む、請求項１に記載の組成物。
15. 前記少なくとも１種類の金属含有添加剤は、前記組成物の約０．００１重量％〜約０．５重量％を占める、請求項１に記載の組成物。
16. 前記水は、前記組成物の約５重量％〜約２８重量％を占める、請求項１に記載の組成物。
17. 前記少なくとも１種類の環状アミンとは異なるｐＨ調整剤をさらに含む、請求項１に記載の組成物。
18. 少なくとも１種類の洗浄添加剤をさらに含む、請求項１に記載の組成物。
19. 前記少なくとも１種類の洗浄添加剤は、硫黄含有添加剤を含む、請求項１８に記載の組成物。
20. 前記硫黄含有添加剤は、チオール又はチオエーテルを含む、請求項１９に記載の組成物。
21. 前記硫黄含有添加剤は、３−アミノ−５−メルカプト−１Ｈ−１，２，４−トリアゾール、β−メルカプトエタノール、３−アミノ−５−メチルチオ−１Ｈ−１，２，４−トリアゾール、１−フェニル−１Ｈ−テトラゾール−５−チオール、４−メチル−４Ｈ−１，２，４−トリアゾール−３−チオール、２−ピリジンチオール、又は３−メルカプト−プロピオン酸を含む、請求項２０に記載の組成物。
22. 前記硫黄含有添加剤は、前記組成物の約０．０１重量％〜約０．１５重量％を占める、請求項１９に記載の組成物。
23. 前記少なくとも１種類の洗浄添加剤は、有機酸を含む、請求項１８に記載の組成物。
24. 前記有機酸は、カルボン酸又はスルホン酸を含む、請求項２３に記載の組成物
25. 前記少なくとも１種類の有機酸は、前記組成物の約０．１重量％〜約０．５重量％を占める、請求項２３に記載の組成物。
26. 前記少なくとも１種類の洗浄添加剤は、アミノ酸を含む、請求項１８に記載の組成物。
27. 前記アミノ酸はグリシンである、請求項２６に記載の組成物。
28. 前記アミノ酸は前記組成物の約０．０１重量％〜約０．１５重量％を占める、請求項２６に記載の組成物。
29. ポストエッチ残渣又はポストアッシュ残渣を含む半導体基板を、請求項１〜請求項２８のいずれか一項に記載の洗浄組成物と接触させることを含む、方法。
30. 前記半導体基板は、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｗ、ＡｌＯｘ、ＡｌＮ、ＡｌＯｘＮｙ、Ｔｉ、ＴｉＮ、Ｔａ、ＴａＮ、ＴｉＯｘ、ＺｒＯｘ、ＨｆＯｘ、及びＴａＯｘからなる群より選択される材料を含む層をさらに有する、請求項２９に記載の方法。
31. 前記接触工程の後に、前記半導体基板をリンス溶媒でリンスすることをさらに含む、請求項２９に記載の方法。
32. 前記リンス工程の後に、前記半導体基板を乾燥させることをさらに含む、請求項３１に記載の方法。
33. 前記半導体基板から半導体デバイスを形成することをさらに含む、請求項２９に記載の方法。