JP2021090040A - エッチング液、エッチング液の製造方法、被処理体の処理方法、及びルテニウム含有配線の製造方法 - Google Patents

エッチング液、エッチング液の製造方法、被処理体の処理方法、及びルテニウム含有配線の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2021090040A
JP2021090040A JP2020170554A JP2020170554A JP2021090040A JP 2021090040 A JP2021090040 A JP 2021090040A JP 2020170554 A JP2020170554 A JP 2020170554A JP 2020170554 A JP2020170554 A JP 2020170554A JP 2021090040 A JP2021090040 A JP 2021090040A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ruthenium
etching
solution
etching solution
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2020170554A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6895577B2 (ja
Inventor
卓矢 大橋
Takuya Ohashi
卓矢 大橋
和田 幸久
Yukihisa Wada
幸久 和田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd
Original Assignee
Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd filed Critical Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd
Priority to US17/095,159 priority Critical patent/US11898081B2/en
Priority to TW109139429A priority patent/TW202132541A/zh
Priority to KR1020200152996A priority patent/KR20210062564A/ko
Priority to JP2021094387A priority patent/JP2021122075A/ja
Publication of JP2021090040A publication Critical patent/JP2021090040A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6895577B2 publication Critical patent/JP6895577B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Weting (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

Abstract

【課題】ルテニウムエッチング工程に実用的で、四酸化ルテニウムの発生リスクが低減されたエッチング液、前記エッチング液の製造方法、並びに前記エッチング液を用いた被処理体の処理方法、及びルテニウム含有配線の製造方法を提供する。【解決手段】オルト過ヨウ素酸と、アンモニアと、を含み、pHが8以上10以下である、ルテニウムをエッチング処理するためのエッチング液。また、前記エッチング液の製造方法。また、前記エッチング液を用いて、ルテニウムを含む被処理体をエッチング処理する工程を含む、被処理体の処理方法。また、表層に絶縁膜により構成される領域とルテニウムにより構成される領域とを含む基板に対し、前記エッチング液を適用することにより、前記ルテニウムにより構成される領域を選択的にエッチングする工程を含む、ルテニウム含有配線の製造方法。【選択図】なし

Description

本発明は、エッチング液、エッチング液の製造方法、被処理体の処理方法、及びルテニウム含有配線の製造方法に関する。
半導体デバイスの製造プロセスは、多段階の様々な加工工程で構成されている。そのような加工工程には、半導体層や電極等をエッチング等によりパターニングするプロセスも含まれる。近年では、半導体デバイスの高集積化や高速化などの進展に伴い、配線等にルテニウム(Ru)が用いられる場合がある。この場合、ルテニウムがエッチングされる対象となる。
ルテニウムをエッチング処理するためのルテニウム用エッチング液としては、例えば、酸化剤としてオルト過ヨウ素酸を含むものが提案されている(特許文献1、2)。また、特許文献3には、オルト過ヨウ素酸と、アンモニアとを含み、pHが4.5であるルテニウム用エッチング液(表1、実施例A32)が記載されている。
国際公開第2016/68183号 特開2016−92101号公報 国際公開第2019/138814号
半導体デバイスの製造プロセスにおけるエッチング処理では、エッチングレートが小さすぎると、エッチング処理に長時間を要し、実用的ではない。また、特許文献3に記載されるようなエッチング液を用いた場合、エッチング液とルテニウムとの接触により、毒性のある四酸化ルテニウム(RuO)が生成されるおそれがある。
そのため、工業的に実用的なエッチングレートを有し、且つ四酸化ルテニウムの生成が抑制されたルテニウム用エッチング液が求められる。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ルテニウムエッチング工程に実用的で、四酸化ルテニウムの発生リスクが低減されたエッチング液、前記エッチング液の製造方法、並びに前記エッチング液を用いた被処理体の処理方法、及びルテニウム含有配線の製造方法を提供することを課題とする。
上記の課題を解決するために、本発明は以下の構成を採用した。
本発明の第1の態様は、オルト過ヨウ素酸と、アンモニアと、を含み、pHが8以上10以下であることを特徴とする、ルテニウムをエッチング処理するためのエッチング液である。
本発明の第2の態様は、前記エッチング液の製造方法であって、オルト過ヨウ素酸を含む溶液とアンモニア水とを混合して混合液を調製し、前記混合液のpHを8以上10以下に調整する工程と、前記混合液をフィルターでろ過する工程と、をこの順で含む、製造方法である。
本発明の第3の態様は、前記エッチング液を用いて、ルテニウムを含む被処理体をエッチング処理する工程を含むことを特徴とする、被処理体の処理方法である。
本発明の第4の態様は、表層に絶縁膜により構成される領域とルテニウムにより構成される領域とを含む基板に対し、前記エッチング液を適用することにより、前記ルテニウムにより構成される領域を選択的にエッチングする工程を含む、ルテニウム含有配線の製造方法である。
本発明によれば、ルテニウムエッチング工程に実用的で、四酸化ルテニウムの発生リスクが低減されたエッチング液、前記エッチング液の製造方法、並びに前記エッチング液を用いた被処理体の処理方法、及びルテニウム含有配線の製造方法を提供することができる。
リセスエッチング処理における被処理体である、ルテニウム含有配線を有する基板の一例を示す模式図である。 リセスエッチング処理後の配線基板の一例を示す模式図である。
(エッチング液)
本発明の第1の態様にかかるエッチング液は、オルト過ヨウ素酸と、アンモニアと、を含み、pHが8以上10以下であることを特徴とする。本態様にかかるエッチング液は、ルテニウムをエッチング処理するために用いられる。
<オルト過ヨウ素酸>
本実施形態にかかるエッチング液は、オルト過ヨウ素酸(HIO)を含む。
本実施形態のエッチング液中のオルト過ヨウ素酸の含有量は、特に限定されないが、例えば、エッチング液の全質量に対し、0.05〜8質量%が例示され、0.1〜7質量%が好ましく、0.5〜5質量%がより好ましく、0.5〜3質量%がさらに好ましい。オルト過ヨウ素酸の含有量が前記範囲内であると、ルテニウムに対するエッチングレートがより向上する。
<アンモニア>
本実施形態にかかるエッチング液は、アンモニア(NH)を含む。
本実施形態のエッチング液におけるアンモニアの含有量は、特に限定されず、前記オルト過ヨウ素酸の含有量や、必要に応じて添加される他のpH調整剤の量に応じて、本実施形態のエッチング液のpHが8以上となる含有量とすればよい。好ましくは、アンモニアは、後述する本実施形態のエッチング液の好ましいpHの範囲となるような含有量で用いられる。かかるアンモニアの含有量としては、例えば、オルト過ヨウ素酸の配合量を100質量部に対して、5〜150質量部が挙げられ、10〜100質量部が好ましく、15〜75質量部がより好ましい。アンモニアの含有量が前記範囲内であると、ルテニウムに対するエッチングレートが低くなりすぎず、四酸化ルテニウムの生成が低減される。
<他の成分>
本実施形態のエッチング液は、本発明の効果を損なわない範囲で、上記成分に加えて他の成分を含んでいてもよい。他の成分としては、例えば、水、水溶性有機溶剤、pH調整剤、界面活性剤、及び酸化剤等が挙げられる。
また、本実施形態のエッチング液は、たとえばCMP(Chemical Mechanical Polishing)プロセスに用いられるようなスラリー(金属酸化物粒子)を含んでいてもよいし、このようなスラリー(金属酸化物粒子)を含まなくてもよい。
ただし、たとえば基板上に配されたルテニウム薄膜に対して、本実施形態のエッチング液をマスクを介して適用し、ルテニウムの配線を形成するといった用途に用いる場合、プロセス安定性の観点からこのようなスラリー(金属酸化物粒子)を含まないことが好ましい。
本実施形態のエッチング液は、研磨剤を含まないことが好ましい。研磨剤は、例えば、アルミナ、シリカ、チタニア、セリア、ジルコニア等の金属酸化物粒子である。本実施形態のエッチング液は、これらの金属酸化物粒子を含まないことが好ましい。
・水
本実施形態のエッチング液は、上記成分の溶媒として水を含むことが好ましい。水は、不可避的に混入する微量成分を含んでいてもよい。本実施形態のエッチング液に用いられる水は、蒸留水、イオン交換水、及び超純水などの浄化処理を施された水が好ましく、半導体製造に一般的に使用される超純水を用いることがより好ましい。
本実施形態のエッチング液中の水の含有量は、特に限定されないが、80質量%以上が好ましく、90質量%以上がより好ましく、94質量%以上がさらに好ましい。また、上限値は、特に限定はないが、99.95質量%未満が好ましく、99.9質量%以下がより好ましく、99.5質量%以下がさらに好ましい。本実施形態のエッチング液は、上記オルト過ヨウ素酸を水に溶解し、アンモニアでpH8以上10以下に調整された、水溶液であることが好ましい。
・水溶性有機溶剤
本実施形態のエッチング液は、本発明の効果を損なわない範囲で、水溶性有機溶剤を含有ししてもよい。水溶性有機溶剤としては、アルコール類(例えば、メタノール、エタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、フルフリルアルコール、及び2−メチルー2,4−ペンタンジオール等)、ジメチルスルホキシド、エーテル類(例えば、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル)等が挙げられる。
本実施形態のエッチング液が水溶性有機溶剤を含む場合、水溶性有機溶剤の含有量は、水の量と水溶性有機溶剤の量との合計に対して50質量%以下が好ましく、30質量%以下がより好ましく、10質量%以下がさらに好ましい。
・pH調整剤
本実施形態のエッチング液は、本発明の目的を逸しない範囲でpH調整剤を含んでいてもよい。なお、本明細書における「pH調整剤」とは、前述したアンモニア以外の成分であって、液のpHを調整できる成分を指す。
また、その添加量は任意であり、後述するpHとなるように設定して添加量を選べばよい。
このpH調整剤としては、酸性化合物又はアルカリ性化合物を使用することができる。酸性化合物としては塩酸や、硫酸、硝酸などの無機酸及びその塩、又は、酢酸、乳酸、シュウ酸、酒石酸及びクエン酸などの有機酸及びその塩が好適な例として挙げられる。
また、アルカリ性化合物については、有機アルカリ性化合物および無機アルカリ性化合物を用いることができ、有機アルカリ化合物としては、有機第四級アンモニウム水酸化物をはじめとする四級アンモニウム塩、トリメチルアミン及びトリエチルアミンなどのアルキルアミン及びその誘導体の塩、が好適な例として挙げられる。
この有機第四級アンモニウム水酸化物としては具体的には、例えば、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)、ビス(2−ヒドロキシエチル)ジメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド(TEAH)、テトラプロピルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、メチルトリエチルアンモニウムヒドロキシド、トリメチル(ヒドロキシエチル)アンモニウムヒドロキシド及びトリエチル(ヒドロキシエチル)アンモニウムヒドロキシド等が挙げられる。
また、無機アルカリ性化合物は、アルカリ金属若しくはアルカリ土類金属を含む無機化合物及びその塩が挙げられる。例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化ルビジウム及び水酸化セシウムなどが挙げられる。
・界面活性剤
本実施形態のエッチング液は、被処理体に対するエッチング液の濡れ性の調整の目的等のために、界面活性剤を含んでいてもよい。界面活性剤としては、ノニオン界面活性剤、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、又は両性界面活性剤を用いることができ、これらを併用してもよい。
ノニオン界面活性剤としては、例えば、ポリアルキレンオキサイドアルキルフェニルエーテル系界面活性剤、ポリアルキレンオキサイドアルキルエーテル系界面活性剤、ポリエチレンオキサイドとポリプロピレンオキサイドからなるブロックポリマー系界面活性剤、ポリオキシアルキレンジスチレン化フェニルエーテル系界面活性剤、ポリアルキレントリベンジルフェニルエーテル系界面活性剤、アセチレンポリアルキレンオキサイド系界面活性剤等が挙げられる。
アニオン界面活性剤としては、例えば、アルキルスルホン酸、アルキルベンゼンスルホン酸、アルキルナフタレンスルホン酸、アルキルジフェニルエーテルスルホン酸、脂肪酸アミドスルホン酸、ポリオキシエチレンアルキルエーテルカルボン酸、ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸、ポリオキシエチレンアルキルエーテルプロピオン酸、アルキルホスホン酸、脂肪酸の塩等が挙げられる。「塩」としてはアンモニウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩、テトラメチルアンモニウム塩等が挙げられる。
カチオン界面活性剤としては、例えば、第4級アンモニウム塩系界面活性剤、又はアルキルピリジウム系界面活性剤等が挙げられる。
両性界面活性剤としては、例えば、ベタイン型界面活性剤、アミノ酸型界面活性剤、イミダゾリン型界面活性剤、アミンオキサイド型界面活性剤等が挙げられる。
これらの界面活性剤は一般に商業的に入手可能である。界面活性剤は、1種を単独で用いてもよく。2種以上を併用してもよい。
・酸化剤
本実施形態のエッチング液は、上記のオルト過ヨウ素酸に加えて、他の酸化剤を含んでいてもよい。酸化剤としては、例えば、遷移金属酸化物、過酸化物、セリウム硝酸アンモニウム、硝酸塩、亜硝酸塩、ヨウ素酸、ヨウ素酸塩、過ヨウ素酸塩、過塩素酸塩、過硫酸、過硫酸塩、過酢酸、過酢酸塩、過マンガン酸化合物、重クロム酸化合物等が挙げられる。
<pH>
本実施形態のエッチング液は、pHが8以上10以下であることを特徴とする。pH調整剤としてアンモニアを用いて、pHが8以上10以下に調整されることにより、ルテニウムに対して実用的なエッチングレートを維持し、且つ四酸化ルテニウムの発生リスクを低減することができる。本実施形態のエッチング液は、エッチングレートの観点からは、pH9.5以下であることが好ましく、pH9.0以下であることがより好ましく、pH8.5以下であることがさらに好ましい。本実施形態のエッチング液は、四酸化ルテニウムの発生リスクがより低減される観点から、pH8超であることが好ましい。本実施形態のエッチング液のpHの範囲としては、pHが8以上9.5以下であることが好ましく、pHが8以上9.0以下であることがより好ましく、pHが8以上8.5以下であることがさらに好ましい。また、本実施形態のエッチング液のpHの範囲は、pHが8超9.5以下であることが好ましく、pHが8超9.0以下であることがより好ましく、pHが8超8.5以下であることがさらに好ましい。
前記pHの値は、常温(23℃)、常圧(1気圧)の条件下において、pHメーターにより測定される値である。
<100nmより大きい粒子数>
本実施形態のエッチング液は、100nmより大きい粒子の個数が、20個/mL以下であることが好ましい。100nmより大きい粒子の個数は、15個/mL以下が好ましく、10個/mL以下がより好ましく、5個/mL以下がさらに好ましい。100nmより大きい粒子の個数を上記上限値以下とすることにより、例えば、後述するような表層に絶縁膜により構成される領域とルテニウムにより構成される領域とを含む基板に対し、ルテニウムにより構成される領域を選択的にエッチングするプロセスに適用した場合、凹部となるルテニウム上に粒子が入り込むリスクを低減させることができる。エッチング液1mL中の100nmより大きい粒子の個数は、光散乱式液中粒子検出器により測定することができる。前記光散乱式液中粒子検出器としては、例えば、リオン株式会社製のKS−19F等が挙げられる。
<被処理体>
本実施形態のエッチング液は、ルテニウムのエッチングのために用いられるものであり、ルテニウムを含む被処理体をエッチング処理の対象とする。被処理体は、ルテニウムを含むものであれば特に限定さないが、ルテニウム含有層(ルテニウム含有膜)を有する基板等が挙げられる。前記基板は、特に限定されず、半導体ウエハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、プラズマ表示用ガラス基板、FED(Field Emission Display)用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板等の各種基板が挙げられる。前記基板としては、半導体デバイス作製のために使用される基板が好ましい。前記基板は、ルテニウム含有層及び基板の基材以外に、適宜、種々の層や構造、例えば、金属配線、ゲート構造、ソース構造、ドレイン構造、絶縁層、強磁性層、及び非磁性層等を有していてもよい。また、基板のデバイス面の最上層がルテニウム含有層である必要はなく、例えば、多層構造の中間層がルテニウム含有層であってもよい。
基板の大きさ、厚さ、形状、層構造等は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記ルテニウム含有層は、ルテニウム金属を含有する層であることが好ましく、ルテニウム金属膜であることがより好ましい。基板上のルテニウム含有層の厚さは、特に限定されず、目的に応じて適宜選択することができる。ルテニウム含有層の厚さとしては、例えば、1〜500nmや1〜300nmの範囲が挙げられる。
<用途>
本実施形態のエッチング液は、基板におけるルテニウム含有層の微細加工を行うために用いられてもよく、基板に付着したルテニウム含有付着物を除去するために用いられてもよく、表面にルテニウム含有層を有する被処理体からパーティクル等の不純物を除去するために用いられてもよい。
より具体的には、本実施形態のエッチング液の用途としては、例えば、表層に絶縁膜により構成される領域とルテニウムにより構成される領域とを含む基板におけるルテニウムにより構成される領域の選択的なエッチング処理(基板上に配置されたルテニウム含有配線のリセスエッチング処理);ルテニウム含有膜が配置された基板の外縁部のルテニウム含有膜の除去;ルテニウム含有膜が配置された基板の裏面に付着するルテニウム含有物の除去;ドライエッチング後の基板上のルテニウム含有物の除去;CMP処理後の基板上のルテニウム含有物の除去等が挙げられる。但し、本実施形態のうち、一態様のエッチング液は、CMP処理には用いられない。
≪リセスエッチング処理≫
本実施形態のエッチング液の用途としては、表層に絶縁膜により構成される領域とルテニウムにより構成される領域とを含む基板において、ルテニウムにより構成される領域を選択的にエッチングする処理が好ましい。当該処理の具体例としては、基板上に配置されたルテニウム含有配線のリセスエッチング処理が挙げられる。「リセスエッチング処理」とは、基板上に配置されたルテニウム含有配線のエッチング処理により、基板上のルテニウム含有配線配置部分に凹部(リセス)を形成する処理(凹部を有するルテニウム含有配線を製造すること)を意味する。特に、本実施形態のエッチング液に含まれる100nmより大きい粒子が20個/mL以下である場合、本実施形態のエッチング液は、基板上に配置されたルテニウム含有配線のリセスエッチング処理に適している。ルテニウム含有配線のリセスエッチング処理では、エッチング液に含まれる不純物粒子が凹部に入り込むことが懸念され、また、この不純物粒子を取り除くことも困難である。100nmより大きい粒子の数が20個/mL以下のエッチング液を用いてリセスエッチング処理を行うことにより、このようなリスクを低減することができる。
図1は、リセスエッチング処理の被処理体であるルテニウム含有配線を有する基板(以下、「配線基板」ともいう)の一例を示す模式図である。配線基板1は、基板3と、基板上の下地層4と、下地層4上に配置されたトレンチ8を有する絶縁膜5と、トレンチ8の内壁に沿って配置されたバリアメタル層6と、トレンチ内部に充填されたルテニウム含有配線7とを有する。配線基板1において、絶縁膜5は、絶縁膜により構成される領域を形成する。ルテニウム含有配線7は、ルテニウムにより構成される領域を形成する。
基板3は、厚さ、形状、及び、層構造等は、特に限定されず、適宜選択することができる。基板3としては、例えば、半導体ウエハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、プラズマ表示用ガラス基板、FED(Field Emission Display)用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板等の各種基板が挙げられる。半導体基板を構成する材料としては、ケイ素、ケイ素ゲルマニウム、及びGaAs等の第III−V族化合物、並びにそれらの任意の組合せ等が挙げられる。
基板3は、上記の構成に加えて、適宜、任意の構造を有することができる。例えば、基板3は、金属配線、ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極、絶縁層、強磁性層、非磁性層等を有していてもよい。基板3は、曝露された集積回路構造、例えば金属配線及び誘電材料などの相互接続機構を有していてもよい。相互接続機構に使用する金属及び合金としては、例えば、アルミニウム、銅アルミニウム合金、銅、チタン、タンタル、コバルト、ケイ素、窒化チタン、窒化タンタル、及び、タングステンが挙げられる。基板3は、酸化ケイ素、窒化ケイ素、炭化ケイ素、及び/又は、炭素ドープ酸化ケイ素の層を有していてもよい。
ルテニウム含有配線7は、ルテニウムの単体、ルテニウムの合金、ルテニウムの酸化物、ルテニウムの窒化物、又はルテニウムの酸窒化物を含むことが好ましい。ルテニウム含有配線7におけるルテニウムの含有量は、ルテニウム含有配線の全質量(100質量%)に対して、50質量%以上が好ましく、60質量%以上がより好ましく、80質量%以上がさらに好ましく、100質量%であってもよい。ルテニウム含有量は、例えば、50〜90 atomic%である。ルテニウム含有配線7は、公知の方法で形成することができ、例えば、CVD、ALD等を用いることができる。
下地層4を構成する材料は、特に限定されず、例えば、窒化ケイ素(SiN)、炭窒化ケイ素(SiCN)、炭化ケイ素(SiC)、酸化アルミニウム(AlO)、窒化アルミニウム(AlN)、及び炭素ドープ酸化物(ODC:oxide doped carbon)等が挙げられる。
絶縁膜5は、例えば、酸化膜、Low−k層とすることができ、例えば、SiOCH、ドープ二酸化ケイ素(フッ素、炭素および他のドーパント)、スピンオンポリマー(有機及びケイ素系のポリマーを含む)、多孔質酸化物等により形成することができる。
バリアメタル層6を構成する材料は、特に限定されず、例えば、窒化チタン(TiN)、窒化タンタル(TaN)等が挙げられる。図1の例では、バリアメタル層6を有する配線基板1を示しているが、配線基板はバリアメタル層を有さなくてもよい。また、バリアメタル層6と、ルテニウム含有配線7との間に、図示しないライナー層が配置されていてもよい。ライナー層を構成する材料は特に制限されず、例えば、Ru含有物及びCu含有物が挙げられる。
配線基板1の製造方法は特に制限されず、例えば、基板上に下地層を形成する工程と、絶縁膜を形成する工程と、絶縁膜にトレンチを形成する工程と、絶縁膜上にバリアメタル層を形成する工程と、トレンチを充填するようにルテニウム含有膜を形成する工程と、ルテニウム含有膜に対して平坦化処理を施す工程と、を含む方法が挙げられる。また、絶縁膜上にバリアメタル層を形成する工程と、トレンチを充填するようにルテニウム含有膜を形成する工程との間に、バリアメタル層上にライナー層を形成する工程を含んでもよい。
本実施形態のエッチング液を用いて、配線基板1中のルテニウム含有配線7に対してリセスエッチング処理を行うことで、ルテニウム含有配線の一部を除去して、リセス2を形成することができる(図2)。
リセスエッチング処理の具体的な方法としては、本実施形態のエッチング液と、配線基板1とを接触させる方法が挙げられる。接触させる方法は、特に限定されず、例えば、タンクに入れた本実施形態のエッチング液中に配線基板1を浸漬する方法(浸漬法);配線基板1上に本実施形態のエッチング液を吐出する方法(枚葉スピン法);配線基板1上に本実施形態のエッチング液を盛る方法(液盛り法);配線基板1上に本実施形態のエッチング液を流す方法;又はそれらの組み合わせが挙げられる。
リセスエッチング処理の処理時間は、エッチング方法、及びエッチング液の温度等に応じて、適宜調整することができる。処理時間(エッチング液と配線基板との接触時間)は、特に限定されないが、例えば、0.01〜30分、0.1〜20分、0.1〜10分、又は0.15〜5分等が挙げられる。
リセスエッチング処理の際のエッチング液の温度は、特に限定されないが、例えば、15〜75℃、15〜65℃、15〜65℃、又は15〜50℃等が挙げられる。
なお、リセスエッチング処理の後に、必要に応じて、所定の薬液を用いて、リセスエッチング処理で得られた配線基板を処理してもよい。特に、配線基板1のように、配線基板上にバリアメタル層が配置されている場合、ルテニウム含有配線を構成する成分とバリアメタル層を構成する成分とでは、その種類によってエッチング液に対する溶解性が異なる場合がある。そのような場合、バリアメタル層に対してより溶解性が優れる薬液を用いて、ルテニウム含有配線とバリアメタル層との溶解の程度を調整することが好ましい。このような点から、前記薬液は、ルテニウム含有配線の溶解能が乏しく、バリアメタル層を構成する物質の溶解能が優れる薬液が好ましい。
前記薬液としては、アンモニア水と過酸化水素水との混合液(APM)、及び、塩酸と過酸化水素水との混合液(HPM)からなる群から選択される溶液が挙げられる。APMの組成は、例えば、「アンモニア水:過酸化水素水:水=1:1:500」〜「アンモニア水:過酸化水素水:水=1:1:3」の範囲内(体積比)が好ましい。HPMの組成は、例えば、「塩酸:過酸化水素水:水=1:1:3」〜「塩酸:過酸化水素水:水=1:1:400」の範囲内(体積比)が好ましい。
これらの好ましい組成比の記載は、アンモニア水は28質量%アンモニア水、塩酸は37質量%塩酸、過酸化水素水は31質量%過酸化水素水である場合における組成比を意図する。
バリアメタル層の溶解能又はパーティクル除去性能の点から、APMが好ましい。
前記薬液を用いて、リセスエッチング後の配線基板を処理する方法としては、前記薬液とリセスエッチング処理後の配線基板とを接触させる方法が挙げられる。接触方法としては、前記リセスエッチング処理で挙げた接触方法と同様の方法が挙げられる。前記薬液とリセスエッチング処理後の配線基板との接触時間としては、例えば、0.1〜10分、又は0.15〜5分等が挙げられる。
本処理方法においては、リセスエッチング処理と前記薬液による処理とは、交互に実施されてもよい。交互に実施する場合は、リセスエッチング処理及び前記薬液による処理のサイクルを、それぞれ1〜10回実施することが好ましい。
≪基板外縁部のルテニウム含有膜の除去≫
本実施形態のエッチング液は、ルテニウム含有膜が配置された基板の外縁部のルテニウム含有膜を除去するために用いられてもよい。本実施形態のエッチング液は、例えば、基板と、基板の片側の主面上に配置されたルテニウム含有膜と、を有する積層体において、外縁部に位置するルテニウム含有膜を除去するために用いてもよい。
ルテニウム含有膜は、ルテニウムの単体、ルテニウムの合金、ルテニウムの酸化物、ルテニウムの窒化物、又はルテニウムの酸窒化物を含むことが好ましい。
具体的な方法は、特に限定されないが、例えば、基板の外縁部のルテニウム含有膜にのみ本実施形態のエッチング液が接触するように、ノズルから薬液を供給する方法が挙げられる。接触方法としては、上記と同様の方法が挙げられる。接触時間及びエッチング液の温度の好適範囲は、上記と同様のものが挙げられる。
≪基板裏面に付着するルテニウム含有物の除去≫
本実施形態のエッチング液は、ルテニウム含有膜が配置された基板の裏面に付着するルテニウム含有物を除去するために用いられてもよい。基板と、基板の片側の主面上にルテニウム含有膜が配置された積層体を形成する際には、スパッタリング及びCVD等でルテニウム含有膜を形成される。その際、基板のルテニウム含有膜側とは反対側の表面上(裏面上)に、ルテニウム含有物が付着する場合がある。このような積層体の裏面に付着するルテニウム含有物を除去するために、本実施形態のエッチング液を用いてもよい。
具体的な方法は、特に限定されないが、例えば、基板の裏面にのみ本実施形態のエッチング液が接触するように、薬液を吐出する方法が挙げられる。接触方法としては、上記と同様の方法が挙げられる。接触時間及びエッチング液の温度の好適範囲は、上記と同様のものが挙げられる。
以上説明した本実施形態のエッチング液によれば、酸化剤としてオルト過ヨウ素酸を含み、アンモニアによりpHが8以上10以下に調整されるため、ルテニウムに対する実用的なエッチングレートが維持されるとともに、四酸化ルテニウムの発生リスクを低減することができる。そのため、本実施形態のエッチング液を用いることにより、ルテニウム含有層の微細加工やルテニウム基板の洗浄等を安全且つ好適に行うことができる。
また、本実施形態のエッチング液中の100nmより大きい粒子の個数が20個/mL以下である場合には、ルテニウム含有配線のリセスエッチング処理に好適に用いることができる。
(エッチング液の製造方法)
本発明の第2の態様にかかるエッチング液の製造方法は、オルト過ヨウ素酸を含む溶液とアンモニア水とを混合して混合液を調製し、前記混合液のpHを8以上10以下に調整する工程(以下、「工程(i)」ともいう)と、前記混合液をフィルターでろ過する工程(以下、「工程(ii)」ともいう)と、をこの順で含むことを特徴とする。本実施形態の製造方法により、前記第1の態様にかかるエッチング液が製造される。
<工程(i)>
工程(i)は、オルト過ヨウ素酸を含む溶液とアンモニア水とを混合して混合液を調製し、前記混合液のpHを8以上10以下に調整する工程である。
オルト過ヨウ素酸を含む溶液(以下、「オルト過ヨウ素酸溶液」ともいう)は、適量のオルト過ヨウ素酸を水に溶解することにより、作製することができる。オルト過ヨウ素酸溶液におけるオルト過ヨウ素酸の濃度は、最終的なエッチング液におけるオルト過ヨウ素酸濃度よりも高い濃度とすることができる。
オルト過ヨウ素酸溶液は、適宜、オルト過ヨウ素酸に加えて、任意成分を含んでいてもよい。任意成分としては、上記「(エッチング液)」における「<他の成分>」の項で挙げた成分が挙げられる。
次に、オルト過ヨウ素酸溶液に、アンモニア水を添加して混合し、混合液を調製する。アンモニア水は、市販のものを用いることができ、例えば、25〜30質量%アンモニア水等を用いることができる。
オルト過ヨウ素酸溶液へのアンモニア水の添加は、pHメーターを用いて混合液のpHを測定しながら行う。このときのオルト過ヨウ素酸溶液及び混合液の温度は、23℃に維持されることが好ましい。混合液のpHがpH8以上10以下の範囲の所望のpHとなったときに、アンモニア水の添加を終了する。
次に、オルト過ヨウ素酸の濃度が所望の濃度となるように、前記混合液に、水を添加する。オルト過ヨウ素酸の濃度は、上記「(エッチング液)」における「<オルト過ヨウ素酸>」の項で挙げた好適な濃度範囲となるように調整することが好ましい。
本工程により、pH8以上10以下である、オルト過ヨウ素酸溶液及びアンモニア水の混合液を得ることができる。
<工程(ii)>
工程(ii)は、前記混合液をフィルターでろ過する工程である。
本工程で用いるフィルターは、特に限定されず、半導体プロセスで用いられる薬液の製造に一般的に用いられるフィルターを特に制限なく用いることができる。フィルターの材質としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等のフッ素樹脂、ナイロン等のポリアミド系樹脂、ポリエチレン及びポリプロピレン(PP)等のポリオレフィン樹脂(高密度、超高分子量を含む)等が挙げられる。中でも、ポリエチレン製、ポリプロピレン製、ポリテトラフルオロエチレン製又はナイロン製が好ましく、ポリエチレン製又はポリテトラフルオロエチレン製がより好ましく、ポリテトラフルオロエチレン製が特に好ましい。
フィルターの孔径は、100nm以下が好ましく、50nm以下がより好ましく、20nm以下がさらに好ましく、15nm以下が特に好ましい。前記上限値以下の孔径のフィルターを用いることにより、微細な粒子も除去することができる。フィルターの孔径の下限値は、特に限定されないが、ろ過効率の観点から、例えば、0.1nm以上、又は0.5nm以上とすることができる。
フィルターは、2種類以上のフィルターを組み合わせて用いてもよい。2種類以上のフィルターを用いる場合、異なる材質の同じ孔径のフィルターを用いてもよく、同じ材質の孔径の異なるフィルターを用いてもよく、異なる材質の異なる孔径のフィルターを用いてもよい。例えば、第1のフィルターを用いて混合液をろ過した後、第1のフィルターよりも孔径の小さい第2のフィルターでろ過してもよい。
前記混合液のろ過回数は、特に限定されず、任意の回数とすることができる。ろ過回数は、例えば、3回以上とすることができ、5回以上が好ましく、10回以上がより好ましく、15回以上がさらに好ましく、20回以上、25回以上、又は30回以上が特に好ましい。ろ過回数を前記下限値以上とすることにより、前記混合液中の微細な粒子をより低減することができる。混合液のろ過回数の上限値は、特に限定されないが、製造効率の観点から、例えば、50回以下とすることができる。
2種類以上のフィルターを組み合わせてろ過を行う場合、ろ過回数は、混合液が、組み合わせの2種類以上のフィルター(以下、「フィルターセット」ともいう)における最後のフィルターを通過した時点で1回とカウントすることができる。
ろ過回数が2回以上である場合、循環ろ過により、混合液をろ過することが好ましい。
本工程により、混合液中の微細な粒子を低減することができ、高品質なエッチング液を得ることができる。
本実施形態の製造方法によれば、不純物粒子(例えば、100nmより大きい粒子)が低減された高品質のエッチング液を得ることができる。本実施形態の製造方法により得られるエッチング液は、例えば、100nmより大きい粒子の個数が20個/mL以下である。そのため、本実施形態の製造方法により得られるエッチング液は、基板上に配置されたルテニウム含有配線のリセスエッチング処理に好適に用いることができる。
(被処理体の処理方法)
本発明の第3の態様にかかる被処理体の処理方法は、上記第1の態様にかかるエッチング液を用いて、ルテニウムを含む被処理体をエッチング処理する工程を含むことを特徴とする。
ルテニウムを含む被処理体としては、上記「(エッチング液)」における「<被処理体>」で説明したものと同様のものが挙げられ、ルテニウム含有層を有する基板が好ましく例示される。基板上にルテニウム含有層を形成する方法は、特に限定されず、公知の方法を用いることができる。かかる方法としては、例えば、スパッタリング法、化学気相成長(CVD:Chemical Vapor Deposition)法、分子線エピタキシー(MBE:Molecular Beam Epitaxy)法、及び原子層堆積法(ALD:Atomic layer deposition)等が挙げられる。基板上にルテニウム含有層を形成する際に用いるルテニウム含有層の原料も、特に限定されず、成膜方法に応じて適宜選択することができる。
<被処理体をエッチング処理する工程>
本工程は、上記第1の態様にかかるエッチング液を用いてルテニウムを含む被処理体をエッチング処理する工程であり、前記エッチング液を前記被処理体に接触させる操作を含む。エッチング処理の方法は、特に限定されず、公知のエッチング方法を用いることができる。かかる方法としては、例えば、スプレー法、浸漬法、液盛り法等が例示されるが、これらに限定されない。
スプレー法では、例えば、被処理体を所定の方向に搬送もしくは回転させ、その空間に上記第1の態様にかかるエッチング液を噴射して、被処理体に前記エッチング液を接触させる。必要に応じて、スピンコーターを用いて基板を回転させながら前記エッチング液を噴霧してもよい。
浸漬法では、上記第1の態様にかかるエッチング液に被処理体を浸漬して、被処理体に前記エッチング液を接触させる。
液盛り法では、被処理体に上記第1の態様にかかるエッチング液を盛って、被処理体と前記エッチング液とを接触させる。
これらのエッチング処理の方法は、被処理体の構造や材料等に応じて適宜選択することができる。スプレー法、又は液盛り法の場合、被処理体への前記エッチング液の供給量は、被処理体における被処理面が、前記エッチング液で十分に濡れる量であればよい。
エッチング処理の目的は特に限定されず、被処理体のルテニウムを含む被処理面(例えば、基板上のルテニウム含有層)の微細加工であってもよく、被処理体(例えば、ルテニウム含有層を有する基板)に付着するルテニウム含有付着物の除去であってもよく、被処理体のルテニウムを含む被処理面(例えば、基板上のルテニウム含有層)の洗浄であってもよい。
エッチング処理の目的が、被処理体のルテニウムを含む被処理面の微細加工である場合、通常、エッチングされるべきでない箇所をエッチングマスクにより被覆したうえで、被処理体とエッチング液とを接触させる。
エッチング処理の目的が、被処理体に付着するルテニウム含有付着物の除去である場合、上記第1の態様にかかるエッチング液を被処理体に接触させることで、ルテニウム含有付着物が溶解し、被処理体からルテニウム付着物を除去することができる。
エッチング処理の目的が、処理体のルテニウムを含む被処理面の洗浄である場合、上記第1の態様にかかるエッチング液を被処理体に接触させることで前記被処理面が速やかに溶解し、被処理体の表面に付着するパーティクル等の不純物が短時間で被処理体の表面から除去される。
また、エッチング処理の目的としては、前述の≪リセスエッチング処理≫と同様のものが挙げられる。
エッチング処理を行う温度は、特に限定されず、前記エッチング液にルテニウムが溶解する温度であればよい。エッチング処理の温度としては、例えば、20〜60℃が挙げられる。スプレー法、浸漬法、及び液盛り法のいずれの場合も、エッチング液の温度を高くすることで、エッチングレートは上昇するが、エッチング液の組成変化を小さく抑えることや、作業性、安全性、コスト等も考慮し、適宜、処理温度を選択することができる。
エッチング処理を行う時間は、エッチング処理の目的、エッチングにより除去されるルテニウムの量(例えば、ルテニウム含有層の厚さ、ルテニウム付着物の量など)、及びエッチング処理条件に応じて、適宜、選択すればよい。
エッチング処理の具体例としては、上記「(エッチング液)」における「<用途>」の項で挙げた処理が挙げられる。なお、本実施形態の一態様におけるエッチング処理には、CMP処理は含まれない。エッチング処理としては、表層に絶縁膜により構成される領域とルテニウムにより構成される領域とを含む基板において、前記ルテニウムにより構成される領域を選択的にエッチングする処理が好ましい。特に、ルテニウム含有配線のリセスエッチング処理が好ましい。
<任意工程>
本実施形態の処理方法は、上記工程に加えて、任意の工程を含んでいてもよい。任意工程としては、例えば、被処理体のリンス処理を行う工程が挙げられる。
前記工程において被処理をエッチング処理した後に、第1の態様にかかるエッチング液に由来するヨウ素化合物が被処理体の表面上に残存ヨウ素として付着している場合がある。このような残存ヨウ素がその後のプロセスに悪影響を与える恐れがある。そのため、被処理体の表面から残存ヨウ素を除去するために、リンス処理を行うことが好ましい。また、リンス処理により、エッチング処理により被処理体の表面に生じる、ルテニウム含有物の残渣等も除去することができる。
リンス処理は、リンス液と被処理体とを接触させることにより行うことができる。接触させる方法は、特に限定されず、例えば、タンクに入れたリンス液中に被処理体を浸漬する方法、被処理体の表面上にリンス液を噴霧する方法、被処理体の表面上にリンス液を流す方法、又はそれらの任意の組み合わせた方法等が挙げられる。
リンス液としては、例えば、フッ酸、塩酸、過酸化水素水、アンモニア、水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)、コリン、フッ酸と過酸化水素水との混合液(FPM)、硫酸と過酸化水素水との混合液(SPM)、アンモニア水と過酸化水素水との混合液(APM)、塩酸と過酸化水素水との混合液(HPM)、二酸化炭素水、オゾン水、水素水、クエン酸水溶液、硫酸、アンモニア水、イソプロピルアルコール、次亜塩素酸水溶液、超純水、硝酸、シュウ酸水溶液、酢酸(酢酸水溶液を含む)等が挙げられる。
上記のようなリンス液を用いたリンス処理により、エッチング処理によって被処理体の表面に生じるルテニウム含有物の残渣を効率的に除去することができる。
酸性リンス液としては、例えば、クエン酸水溶液(好ましくは0.01〜10質量%クエン酸水溶液)、フッ酸(好ましくは0.001〜1質量%フッ酸)、塩酸(好ましくは0.001〜1質量%塩酸)、過酸化水素水(好ましくは0.05〜6質量%過酸化水素水、より好ましくは0.3〜4.5質量%過酸化水素水)、フッ酸と過酸化水素水との混合液(FPM)、硫酸と過酸化水素水との混合液(SPM)、塩酸と過酸化水素水との混合液(HPM)、二酸化炭素水(好ましくは10〜60質量ppm二酸化炭素水)、オゾン水(好ましくは5〜60質量ppmオゾン水)、水素水(好ましくは0.5〜20質量ppm水素水)、硫酸(好ましくは1〜10質量%硫酸水溶液)、アンモニア水(好ましくは0.05〜6質量%アンモニア水)、THAH水溶液(好ましくは0.05〜5質量%TMAH水溶液)、コリン水溶液(好ましくは0.05〜5質量%コリン水溶液)硝酸(好ましくは0.001〜1質量%硝酸)、シュウ酸水溶液(好ましくは0.01〜10質量%シュウ酸水溶液)、酢酸(好ましくは0.01〜10質量%酢酸水溶液、若しくは、酢酸原液)等が挙げられる。
FPM、SPM、APM、及び、HPMとして好ましい条件は、上記と同様である。
なお、フッ酸、硝酸、及び、塩酸は、それぞれ、HF、HNO、及び、HCl、が、水に溶解した水溶液を意図する。オゾン水、二酸化炭素水、アンモニア水、TMAH水溶液、コリン水溶液、及び、水素水は、それぞれ、O、CO、NH、水酸化メチルアンモニウム([(CHN][OH])、コリン(トリメチル−2−ヒドロキシエチルアンモニウムハイドロオキサイド;[(CHN(CHOH][OH])、及び、Hを水に溶解させた水溶液を意図する。
リンス処理の目的を損なわない範囲で、これらのリンス液は混合して使用してもよい。また、リンス液には有機溶剤が含まれていてもよい。
リンス処理の処理時間(リンス液と被処理体との接触時間)は、特に限定されないが、例えば、5秒〜5分間である。処理の際のリンス液の温度は、特に限定されないが、例えば、一般に、16〜60℃が好ましく、18〜40℃がより好ましい。
以上説明した本実施形態の被処理体の処理方法によれば、酸化剤としてオルト過ヨウ素酸を含み、アンモニアによりpHが8以上10以下に調製された上記第1の態様にかかるエッチング液を用いて、被処理体のエッチング処理を行う。当該エッチング液は、四酸化ルテニウムの発生リスクが小さく、且つルテニウムに対して実用的なエッチングレートを有するため、安全にルテニウムのエッチング処理を行うことができる。そのため、本実施形態の処理方法は、基板上に形成されたルテニウム含有層の微細加工やルテニウム基板の洗浄等に好適に用いることができる。
(ルテニウム含有配線の製造方法)
本発明の第4の態様にかかるルテニウム含有配線の製造方法は、表層に絶縁膜により構成される領域とルテニウムにより構成される領域とを含む基板に対し、前記第1の態様にかかるエッチング液を適用することにより、前記ルテニウムにより構成される領域を選択的にエッチングする工程を含むことを特徴とする。
本実施形態の製造方法は、前記「(エッチング液)」における「≪リセスエッチング処理≫」で挙げた方法と同様に行うことができる。
(半導体素子の製造方法)
本実施形態の半導体素子の製造方法は、上記第1の態様にかかるエッチング液を用いて、ルテニウムを含む被処理体をエッチング処理する工程を含むことを特徴とする。
ルテニウムを含む被処理体をエッチング処理する工程は、上記「(被処理体の処理方法)」において説明した方法と同様に行うことができる。ルテニウムを含む被処理体は、ルテニウム含有層を有する基板であることが好ましい。前記基板としては半導体素子の作製に通常用いられる基板を用いることができる。
<他の工程>
本実施形態の半導体素子の製造方法は、上記エッチング処理工程に加えて、他の工程を含んでいてもよい。他の工程は、特に限定されず、半導体素子を製造する際に行われる公知の工程が挙げられる。かかる工程としては、例えば、金属配線、ゲート構造、ソース構造、ドレイン構造、絶縁層、強磁性層、及び非磁性層等の各構造の形成工程(層形成、上記エッチング処理以外のエッチング、化学機械研磨、変成等)、レジスト膜形成工程、露光工程、現像工程、熱処理工程、洗浄工程、検査工程等が挙げられるが、これらに限定されない。これらの他の工程は、必要に応じ、上記エッチング処理工程の前又は後に、適宜行うことができる。
以上説明した本実施形態の半導体素子の製造方法によれば、酸化剤としてオルト過ヨウ素酸を含み、アンモニアによりpHが8以上10以下に調製された上記第1の態様にかかるエッチング液を用いて、被処理体のエッチング処理を行う。当該エッチング液は、四酸化ルテニウムの発生リスクが小さく、且つルテニウムに対して実用的なエッチングレートを有するため、基板上に形成されたルテニウム含有層の微細加工や基板の洗浄を安全に行うことができる。そのため、本実施形態の製造方法は、ルテニウム配線等を含む半導体素子の製造に好適に用いることができる。
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。
<エッチング液の調製(1)>
(実施例1〜5、比較例1〜3)
オルト過ヨウ素酸2gを水に溶解した。pHメーターを用いて23℃におけるpHを測定しながら、前記オルト過ヨウ素酸溶液にアンモニアを添加し、表1に示す各pHとなるように調整した。その後、溶液全体の体積が100mLとなるように水を添加して、各例のエッチング液を調製した。
Figure 2021090040
<被処理体のエッチング処理(1)>
被処理体には、12インチシリコン基板上にALD法によりルテニウム膜(厚さ30nm)を成膜したルテニウム基板を用いた。各例のエッチング液をビーカーに入れ、室温(23℃)で、前記ルテニウム基板を各例のエッチング液に浸漬することによりエッチング処理を行った。
[エッチングレートの評価]
上記「<被処理体のエッチング処理>」に示す方法でエッチング処理を行った後、被処理体をエッチング液から取り出し、基板表面のシート抵抗値を測定した。前記シート抵抗値から各例のエッチングレートを算出した。その結果を「エッチングレート」として表2に示した。
[四酸化ルテニウム生成の評価]
各例のエッチング液20mLをボトルに入れ、ルテニウム粉末0.01gを添加した。ルテニウム粉末を添加後直ぐに、パラフィルムでボトルの入口を密封し、室温で、3日間静置した。その後、パラフィルムの変色を目視で確認し、以下の評価基準で評価した。その結果を「パラフィルムの変色」として表2に示した。パラフィルムの変色は、四酸化ルテニウムが生成したことを示す。
評価基準
〇:パラフィルムの変色なし
×:パラフィルム変色
Figure 2021090040
表2から分かるように、実施例1〜5では、パラフィルムは変色せず、四酸化ルテニウムの生成は確認されなかった。また、エッチングレートは、実用的な範囲に維持された。
一方、比較例1及び2では、エッチングレートは大きかったが、パラフィルムが変色し、四酸化ルテニウムの生成が確認された。比較例3では、四酸化ルテニウムの生成は確認されなかったが、エッチングレートが低く、実用的ではなかった。
以上より、本発明を適用した実施例のエッチング液によれば、四酸化ルテニウムの発生リスクを低減しつつ、ルテニウムのエッチング処理ができること、が確認できる。
<エッチング液の調整(2)>
(実施例6〜10、比較例4〜6)
オルト過ヨウ素酸2gを水に溶解した。pHメーターを用いて23℃におけるpHを測定しながら、前記オルト過ヨウ素酸溶液にアンモニアを添加し、表3に示す各pHとなるように調整した。その後、溶液全体の体積が2000mLとなるように水を添加し、孔径15nmのポリテトラフルオロエチレン(PTFE)製フィルターを30回通過させて、各例のエッチング液を調製した。各例のエッチング液について、光散乱式液中粒子検出器(KS−19F、リオン社製)により、エッチング液1mLあたりの100nmより大きい粒子の個数を測定した。その結果を「粒子数(個/mL)」として、表3に併記した。
なお、実施例6に記載のエッチング液について、フィルターを通過させずに粒子の数を測定したところ、エッチング液1mLあたりの100nmより大きい粒子の個数として10,000を超える測定値となった。
Figure 2021090040
<被処理体のエッチング処理(2)>
エッチング液として、実施例6〜10、及び比較例4〜6の各例のエッチング液を用いたこと以外は、<被処理体のエッチング処理(1)>と同様に、被処理体のエッチング処理を行った。
[エッチングレートの評価/四酸化ルテニウム生成の評価]
上記と同様の方法でエッチングレート及び四酸化ルテニウム生成を評価した。その結果、実施例6〜10及び比較例4〜6は、それぞれ、実施例1〜5及び比較例1〜3とほぼ同様の結果が得られた。すなわち、実施例6〜10では、エッチングレートは1〜10nm/minであり、実用的な範囲に維持された。また、パラフィルムの変色は認められず、四酸化ルテニウムの生成は確認されなかった。一方、比較例4及び5では、エッチングレートは実施例よりも大きかったが、パラフィルムが変色し、四酸化ルテニウムの生成が確認された。また、比較例6では、四酸化ルテニウムの生成は確認されなかったが、エッチングレートが低く、実用的ではなかった。
1 配線基板
2 リセス
3 基板
4 下地層
5 絶縁膜
6 バリアメタル層
7 ルテニウム含有配線

Claims (9)

  1. オルト過ヨウ素酸と、アンモニアと、を含み、pHが8以上10以下である、
    ルテニウムをエッチング処理するためのエッチング液。
  2. 前記エッチング液中に含まれる100nmより大きい粒子の個数が20個/mL以下である、請求項1に記載のエッチング液。
  3. スラリー及び研磨剤を含まない、請求項1又は2に記載のエッチング液。
  4. 前記エッチング処理がCMPプロセスに該当しない、請求項1又は2に記載のエッチング液。
  5. 前記エッチング処理がCMPプロセスに該当しない、請求項3に記載のエッチング液。
  6. 前記エッチング処理が、表層に絶縁膜により構成される領域とルテニウムにより構成される領域とを含む基板に対し、前記エッチング液を適用することにより、前記ルテニウムにより構成される領域を選択的にエッチングする処理である、請求項1〜5のいずれか一項に記載のエッチング液。
  7. 請求項1〜6のいずれか一項に記載のエッチング液の製造方法であって、
    オルト過ヨウ素酸を含む溶液とアンモニア水とを混合して混合液を調製し、前記混合液のpHを8以上10以下に調整する工程と、
    前記混合液をフィルターでろ過する工程と、
    をこの順で含む、製造方法。
  8. 請求項1〜6のいずれか一項に記載のエッチング液を用いて、ルテニウムを含む被処理体をエッチング処理する工程を含む、被処理体の処理方法。
  9. 前記エッチング処理が、表層に絶縁膜により構成される領域とルテニウムにより構成される領域とを含む基板に対し、請求項1〜6のいずれか一項に記載のエッチング液を適用することにより、前記ルテニウムにより構成される領域を選択的にエッチングする処理である、ルテニウム含有配線の製造方法。
JP2020170554A 2019-11-21 2020-10-08 エッチング液、エッチング液の製造方法、被処理体の処理方法、及びルテニウム含有配線の製造方法 Active JP6895577B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/095,159 US11898081B2 (en) 2019-11-21 2020-11-11 Ruthenium-etching solution, method for manufacturing ruthenium-etching solution, method for processing object to be processed, and method for manufacturing ruthenium-containing wiring
TW109139429A TW202132541A (zh) 2019-11-21 2020-11-12 蝕刻液、蝕刻液之製造方法、被處理物之處理方法,及含有釕的配線之製造方法
KR1020200152996A KR20210062564A (ko) 2019-11-21 2020-11-16 에칭액, 에칭액의 제조 방법, 피처리체의 처리 방법, 및 루테늄 함유 배선의 제조 방법
JP2021094387A JP2021122075A (ja) 2019-11-21 2021-06-04 エッチング液、エッチング液の製造方法、被処理体の処理方法、及びルテニウム含有配線の製造方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019210515 2019-11-21
JP2019210515 2019-11-21

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021094387A Division JP2021122075A (ja) 2019-11-21 2021-06-04 エッチング液、エッチング液の製造方法、被処理体の処理方法、及びルテニウム含有配線の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021090040A true JP2021090040A (ja) 2021-06-10
JP6895577B2 JP6895577B2 (ja) 2021-06-30

Family

ID=76220405

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020170554A Active JP6895577B2 (ja) 2019-11-21 2020-10-08 エッチング液、エッチング液の製造方法、被処理体の処理方法、及びルテニウム含有配線の製造方法
JP2021094387A Pending JP2021122075A (ja) 2019-11-21 2021-06-04 エッチング液、エッチング液の製造方法、被処理体の処理方法、及びルテニウム含有配線の製造方法

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021094387A Pending JP2021122075A (ja) 2019-11-21 2021-06-04 エッチング液、エッチング液の製造方法、被処理体の処理方法、及びルテニウム含有配線の製造方法

Country Status (2)

Country Link
JP (2) JP6895577B2 (ja)
TW (1) TW202132541A (ja)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002016053A (ja) * 2000-06-28 2002-01-18 Hitachi Ltd 半導体装置の製造方法
JP2006517737A (ja) * 2003-02-11 2006-07-27 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 集積回路の金属層の研磨装置および2段階研磨方法
JP2006344939A (ja) * 2005-06-09 2006-12-21 Samsung Electronics Co Ltd エッチング液、エッチング液及びその結果構造物を用いた導電性配線を含む薄膜トランジスタ基板の製造方法
WO2011074601A1 (ja) * 2009-12-17 2011-06-23 昭和電工株式会社 ルテニウム系金属のエッチング用組成物およびその調製方法
US20190300750A1 (en) * 2018-03-28 2019-10-03 Fujifilm Electronic Materials U.S.A., Inc. Bulk ruthenium chemical mechanical polishing composition

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002016053A (ja) * 2000-06-28 2002-01-18 Hitachi Ltd 半導体装置の製造方法
JP2006517737A (ja) * 2003-02-11 2006-07-27 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 集積回路の金属層の研磨装置および2段階研磨方法
JP2006344939A (ja) * 2005-06-09 2006-12-21 Samsung Electronics Co Ltd エッチング液、エッチング液及びその結果構造物を用いた導電性配線を含む薄膜トランジスタ基板の製造方法
WO2011074601A1 (ja) * 2009-12-17 2011-06-23 昭和電工株式会社 ルテニウム系金属のエッチング用組成物およびその調製方法
US20190300750A1 (en) * 2018-03-28 2019-10-03 Fujifilm Electronic Materials U.S.A., Inc. Bulk ruthenium chemical mechanical polishing composition

Also Published As

Publication number Publication date
JP6895577B2 (ja) 2021-06-30
JP2021122075A (ja) 2021-08-26
TW202132541A (zh) 2021-09-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101912400B1 (ko) TiN 하드 마스크 및 에치 잔류물 제거
US11898081B2 (en) Ruthenium-etching solution, method for manufacturing ruthenium-etching solution, method for processing object to be processed, and method for manufacturing ruthenium-containing wiring
JP6711437B2 (ja) 半導体デバイス用基板洗浄液及び半導体デバイス用基板の洗浄方法
KR102541313B1 (ko) 약액, 기판의 처리 방법
JP6488740B2 (ja) 半導体デバイス用基板洗浄液及び半導体デバイス用基板の洗浄方法
TWI648430B (zh) 半導體裝置用基板洗淨液及半導體裝置用基板之洗淨方法
KR102626654B1 (ko) 반도체 세정용 조성물 및 세정 방법
JP2023107768A (ja) 組成物、キット、基板の処理方法
KR102405559B1 (ko) 처리액
WO2019044463A1 (ja) 処理液、キット、基板の洗浄方法
JPWO2018174092A1 (ja) 半導体デバイス用基板の洗浄液、半導体デバイス用基板の洗浄方法、半導体デバイス用基板の製造方法及び半導体デバイス用基板
TW202221166A (zh) 組成物、基板的處理方法
US20200190672A1 (en) Etching solution, method for processing object to be processed, and method for manufacturing semiconductor element
WO2019151001A1 (ja) 基板の処理方法、半導体装置の製造方法、基板処理用キット
JP6895577B2 (ja) エッチング液、エッチング液の製造方法、被処理体の処理方法、及びルテニウム含有配線の製造方法
WO2021153171A1 (ja) 組成物、基板の処理方法
JP7331103B2 (ja) 研磨液、及び、化学的機械的研磨方法
JP7375450B2 (ja) 半導体処理用組成物及び処理方法
JP7333396B2 (ja) 研磨液、及び、化学的機械的研磨方法
JP7011098B1 (ja) 洗浄組成物、半導体基板の洗浄方法、および、半導体素子の製造方法
WO2021039701A1 (ja) 処理液
WO2021049330A1 (ja) 処理液、処理方法
KR20230043703A (ko) 약액, 처리 방법
TW202403019A (zh) 處理液、基板的處理方法、半導體元件之製造方法
TW202136488A (zh) 基板的處理方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210114

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20210118

A975 Report on accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005

Effective date: 20210205

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210216

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210416

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210525

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20210416

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210607

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6895577

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150