JP2022178553A - 微細加工処理剤、及び微細加工処理方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施の一形態に係る微細加工処理剤について、以下に説明する。
本実施の形態に係る微細加工処理剤は、以下の化学式(1)で示される化合物、フッ化水素、フッ化アンモニウム及び水を少なくとも含む。
H+・(CF3-SO2)-N--(SO2-CF3)
H+・(C2F5-SO2)-N--(SO2-C2F5)
H+・(C3F7-SO2)-N--(SO2-C3F7)
H+・(C4F9-SO2)-N--(SO2-C4F9)
これらの化合物のうち、当該化合物の添加量を抑制しながら、微粒子の付着を抑制又は低減して微細加工を可能にするとの観点からは、以下の化学式で表される化合物が特に好ましい。
H+・(C4F9-SO2)-N--(SO2-C4F9)
NH4 +・(CF3-SO2)-N--(SO2-CF3)
NH4 +・(C2F5-SO2)-N--(SO2-C2F5)
NH4 +・(C3F7-SO2)-N--(SO2-C3F7)
NH4 +・(C4F9-SO2)-N--(SO2-C4F9)
これらの化合物のうち、当該化合物の添加量を抑制しながら、微粒子の付着を抑制又は低減して微細加工を可能にするとの観点からは、以下の化学式で表される化合物が特に好ましい。
NH4 +・(C4F9-SO2)-N--(SO2-C4F9)
次に、本実施の形態の微細加工処理剤を用いた微細加工処理方法について以下に説明する。
本実施の形態の微細加工処理方法は、シリコン含有絶縁膜を少なくとも有する被処理物に対して微細加工を施すのに好適である。
H+・(C4F9-SO2)-N--(SO2-C4F9)0.0015質量%と、フッ化水素酸(ステラケミファ(株)製、半導体用高純度グレード、濃度50質量%)6.0質量%と、フッ化アンモニウム(ステラケミファ(株)製、半導体用高純度グレード、濃度40質量%)25.0質量%と、水68.9985質量%とを混合し、撹拌した。この混合液を液温が25℃になる様に調温し、数時間静置した。これにより、H+・(C4F9-SO2)-N--(SO2-C4F9)0.0015質量%、フッ化水素3.0質量%、フッ化アンモニウム10.0質量%を含むエッチング液(微細加工処理剤)を調製した。
H+・(C4F9-SO2)-N--(SO2-C4F9)0.006質量%と、フッ化水素酸(ステラケミファ(株)製、半導体用高純度グレード、濃度50質量%)0.2質量%と、フッ化アンモニウム(ステラケミファ(株)製、半導体用高純度グレード、濃度40質量%)12.5質量%と、水87.294質量%とを混合し、撹拌した。この混合液を液温が25℃になる様に調温し、数時間静置した。これにより、H+・(C4F9-SO2)-N--(SO2-C4F9)0.006質量%、フッ化水素0.1質量%、フッ化アンモニウム5.0質量%を含むエッチング液(微細加工処理剤)を調製した。
H+・(C4F9-SO2)-N--(SO2-C4F9)0.018質量%と、フッ化水素酸(ステラケミファ(株)製、半導体用高純度グレード、濃度50質量%)0.2質量%と、フッ化アンモニウム(ステラケミファ(株)製、半導体用高純度グレード、濃度40質量%)12.5質量%と、水87.282質量%とを混合し、撹拌した。この混合液を液温が25℃になる様に調温し、数時間静置した。これにより、H+・(C4F9-SO2)-N--(SO2-C4F9)0.018質量%、フッ化水素0.1質量%、フッ化アンモニウム5.0質量%を含むエッチング液(微細加工処理剤)を調製した。
NH4+・(C4F9-SO2)-N--(SO2-C4F9)0.006質量%と、フッ化水素酸(ステラケミファ(株)製、半導体用高純度グレード、濃度50質量%)1.0質量%と、フッ化アンモニウム(ステラケミファ(株)製、半導体用高純度グレード、濃度40質量%)5.0質量%と、水93.994質量%とを混合し、撹拌した。この混合液を液温が25℃になる様に調温し、数時間静置した。これにより、NH4+・(C4F9-SO2)-N--(SO2-C4F9)0.006質量%、フッ化水素0.5質量%、フッ化アンモニウム2.0質量%を含むエッチング液(微細加工処理剤)を調製した。
H+・(C4F9-SO2)-N--(SO2-C4F9)0.02質量%と、フッ化水素酸(ステラケミファ(株)製、半導体用高純度グレード、濃度50質量%)1.0質量%と、フッ化アンモニウム(ステラケミファ(株)製、半導体用高純度グレード、濃度40質量%)3.75質量%と、水95.23質量%とを混合し、撹拌した。この混合液を液温が25℃になる様に調温し、数時間静置した。これにより、H+・(C4F9-SO2)-N--(SO2-C4F9)0.02質量%、フッ化水素0.5質量%、フッ化アンモニウム1.5質量%を含むエッチング液(微細加工処理剤)を調製した。
H+・(C4F9-SO2)-N--(SO2-C4F9)0.01質量%と、フッ化水素酸(ステラケミファ(株)製、半導体用高純度グレード、濃度50質量%)50質量%と、フッ化アンモニウム(ステラケミファ(株)製、半導体用高純度グレード、濃度40質量%)5.0質量%と、水44.99質量%とを混合し、撹拌した。この混合液を液温が25℃になる様に調温し、数時間静置した。これにより、H+・(C4F9-SO2)-N--(SO2-C4F9)0.01質量%、フッ化水素25.0質量%、フッ化アンモニウム2.0質量%を含むエッチング液(微細加工処理剤)を調製した。
H+・(C2F5-SO2)-N--(SO2-C2F5)0.03質量%と、フッ化水素酸(ステラケミファ(株)製、濃度55質量%)45.45質量%と、フッ化アンモニウム(ステラケミファ(株)製、半導体用高純度グレード、濃度40質量%)50.00質量%と、水4.52質量%とを混合し、を混合し、撹拌した。この混合液を液温が25℃になる様に調温し、数時間静置した。これにより、H+・(C2F5-SO2)-N--(SO2-C2F5)0.03質量%、フッ化水素25.0質量%、フッ化アンモニウム20.0質量%を含むエッチング液(微細加工処理剤)を調製した。
H+・(C2F5-SO2)-N--(SO2-C2F5)0.1質量%と、フッ化水素酸(ステラケミファ(株)製、半導体用高純度グレード、濃度50質量%)40.0質量%と、フッ化アンモニウム(ステラケミファ(株)製、半導体用高純度グレード、濃度40質量%)25.0質量%と、水34.9質量%とを混合し、撹拌した。この混合液を液温が25℃になる様に調温し、数時間静置した。これにより、H+・(C2F5-SO2)-N--(SO2-C2F5)0.1質量%、フッ化水素20.0質量%、フッ化アンモニウム10.0質量%を含むエッチング液(微細加工処理剤)を調製した。
H+・(CF3-SO2)-N--(SO2-CF3)0.2質量%と、フッ化アンモニウム(ステラケミファ(株)製、濃度100質量%)38.7質量%と、酸性フッ化アンモニウム(ステラケミファ(株)製、濃度100質量%)1.4質量%と、水60.1質量%とを混合し、撹拌した。この混合液を液温が25℃になる様に調温し、数時間静置した。これにより、H+・(CF3-SO2)-N--(SO2-CF3)0.2質量%、フッ化水素0.5質量%、フッ化アンモニウム39.6質量%を含むエッチング液(微細加工処理剤)を調製した。
H+・(C2F5-SO2)-N--(SO2-C2F5)0.3質量%と、フッ化水素酸(ステラケミファ(株)製、半導体用高純度グレード、濃度50質量%)28.0質量%と、フッ化アンモニウム(ステラケミファ(株)製、半導体用高純度グレード、濃度40質量%)50.0質量%と、水21.7質量%とを混合し、撹拌した。この混合液を液温が25℃になる様に調温し、数時間静置した。これにより、H+・(C2F5-SO2)-N--(SO2-C2F5)0.3質量%、フッ化水素14.0質量%、フッ化アンモニウム20.0質量%を含むエッチング液(微細加工処理剤)を調製した。
H+・(CF3-SO2)-N--(SO2-CF3)0.4質量%と、フッ化水素酸(ステラケミファ(株)製、濃度55質量%)15.1質量%と、フッ化アンモニウム(ステラケミファ(株)製、半導体用高純度グレード、濃度40質量%)83.3質量%と、水1.3質量%とを混合し、を混合し、撹拌した。この混合液を液温が25℃になる様に調温し、数時間静置した。これにより、H+・(CF3-SO2)-N--(SO2-CF3)0.4質量%、フッ化水素8.3質量%、フッ化アンモニウム33.3質量%を含むエッチング液(微細加工処理剤)を調製した。
フッ化水素酸(ステラケミファ(株)製、半導体用高純度グレード、濃度50質量%)0.2質量%と、フッ化アンモニウム(ステラケミファ(株)製、半導体用高純度グレード、濃度40質量%)12.5質量%と、超純水87.3質量%とを混合した。この混合液を液温が25℃になる様に調温し、数時間静置した。これにより、フッ化水素0.1質量%、及びフッ化アンモニウム5.0質量%を含むエッチング液(微細加工処理剤)を調製した。
C8H17-(O-CH2)3NH20.006質量%と、フッ化水素酸(ステラケミファ(株)製、半導体用高純度グレード、濃度50質量%)0.2質量%と、フッ化アンモニウム(ステラケミファ(株)製、半導体用高純度グレード、濃度40質量%)12.5質量%と、水87.294質量%とを混合し、撹拌した。この混合液を液温が25℃になる様に調温し、数時間静置した。これにより、C8H17-(O-CH2)3NH20.006質量%、フッ化水素0.1質量%、フッ化アンモニウム5.0質量%を含むエッチング液(微細加工処理剤)を調製した。
H+・(C2F5-SO2)-N--(SO2-C2F5)0.15質量%と、フッ化水素酸(ステラケミファ(株)製、半導体用高純度グレード、濃度50質量%)7.58質量%と、酸性フッ化アンモニウム(ステラケミファ(株)製、濃度100質量%)46.21質量%と、水46.06質量%とを混合し、撹拌した。この混合液を液温が25℃になる様に調温し、数時間静置した。これにより、H+・(C2F5-SO2)-N--(SO2-C2F5)0.15質量%、フッ化水素20.0質量%、フッ化アンモニウム30.0質量%を含むエッチング液(微細加工処理剤)を調製した。
H+・(CF3-SO2)-N--(SO2-CF3)0.3質量%と、フッ化アンモニウム(ステラケミファ(株)製、濃度100質量%)19.5質量%と、酸性フッ化アンモニウム(ステラケミファ(株)製、濃度100質量%)28.5質量%と、水51.7質量%とを混合し、撹拌した。この混合液を液温が25℃になる様に調温し、数時間静置した。これにより、H+・(CF3-SO2)-N--(SO2-CF3)0.3質量%、フッ化水素10.0質量%、フッ化アンモニウム38.0質量%を含むエッチング液(微細加工処理剤)を調製した。
H+・(C2F5-SO2)-N--(SO2-C2F5)0.4質量%と、フッ化水素酸(ステラケミファ(株)製、半導体用高純度グレード、濃度50質量%)60.0質量%と、フッ化アンモニウム(ステラケミファ(株)製、半導体用高純度グレード、濃度40質量%)37.5質量%と、水2.1質量%とを混合し、撹拌した。この混合液を液温が25℃になる様に調温し、数時間静置した。これにより、H+・(C2F5-SO2)-N--(SO2-C2F5)0.4質量%、フッ化水素30.0質量%、フッ化アンモニウム15.0質量%を含むエッチング液(微細加工処理剤)を調製した。
H+・(C2F5-SO2)-N--(SO2-C2F5)0.7質量%と、フッ化水素酸(ステラケミファ(株)製、半導体用高純度グレード、濃度50質量%)10.0質量%と、フッ化アンモニウム(ステラケミファ(株)製、半導体用高純度グレード、濃度40質量%)50.0質量%と、水39.3質量%とを混合し、撹拌した。この混合液を液温が25℃になる様に調温し、数時間静置した。これにより、H+・(C2F5-SO2)-N--(SO2-C2F5)0.7質量%、フッ化水素5.0質量%、フッ化アンモニウム20.0質量%を含むエッチング液(微細加工処理剤)を調製した。
H+・(CF3-SO2)-N--(SO2-CF3)0.0005質量%と、フッ化アンモニウム(ステラケミファ(株)製、濃度100質量%)38.6740質量%と、酸性フッ化アンモニウム(ステラケミファ(株)製、濃度100質量%)1.4255質量%と、水59.9000質量%を混合し、撹拌した。この混合液を液温が25℃になる様に調温し、数時間静置した。これにより、H+・(CF3-SO2)-N--(SO2-CF3)0.0005質量%、フッ化水素0.5質量%、フッ化アンモニウム39.6質量%を含むエッチング液(微細加工処理剤)を調製した。
微粒子除去後の実施例1~11及び比較例1~7のエッチング液に対して、それぞれの液温を変化させ、エッチング液中に結晶が析出する温度を測定した。結果を表1に示す。
光学式膜厚測定装置(ナノメトリクスジャパン(株)製、NanospecM6100)を用いてウェットエッチング処理前後の熱シリコン酸化膜の膜厚を測定し、エッチングによる膜厚の変化を測定した。3つの異なるエッチング時間に於いて前記測定を繰り返し実施し、エッチング温度(エッチング液の液温)25℃に於けるエッチレートを、実施例1~11及び比較例1~7において、結晶が析出する温度が30℃以下であったエッチング液毎にそれぞれ算出した。結果を表1に示す。
実施例1~11及び比較例1~7のうち、結晶が析出する温度が30℃以下であり、熱シリコン酸化膜に対するエッチレートが0.5nm/分~700nm/分の範囲であり、かつミセルの発生による白濁が生じていないエッチング液に対し、液中に存在する微粒子の除去を行った。具体的には、各々のエッチング液に対し、フィルター(インテグリス社製、エッチガードHP、孔径0.1μm)を用いて循環ろ過を行い、エッチング液中に含まれる微粒子の除去を行った。エッチング液の循環ろ過は、粒径0.06μm以上の粒子数が10個/mL以下になるまで行った。尚、エッチング液中の粒子数は、レーザー光散乱方式(RION社製、液中パーティクルカウンター、KS-19F)を用いて測定した値である。
次に、シリコンウェハ表面等への微粒子の付着を評価するために、一般に使用されているポリスチレンラテックス(Thermo SCIENTIFIC社製、粒径0.100μm、濃度3×108個/mL)を準備した。このポリスチレンラテックスを、循環ろ過を行った実施例1~11及び比較例1~2及び7の各エッチング液にそれぞれ添加し、ポリスチレンラテックスにより汚染濃度3,000個/mLで擬似的に汚染された状態のエッチング液をそれぞれ作製した。
続いて、被処理物として、表面に熱シリコン酸化膜(膜厚:0.002μm)が形成されたシリコンウェハ(SUMCO社製、直径:8インチ、面方位(100)、抵抗率10Ω・cm、粒径0.079μm以上の付着粒子数が10個以下)を準備し、このシリコンウェハに対し、ポリスチレンラテックスが添加された実施例1~11及び比較例1~2及び7の各エッチング液を用いてバッチ式のウェットエッチング処理を行った。ウェットエッチング処理は、各エッチング液でそれぞれ満たされたエッチング槽に、シリコンウェハを浸漬して熱シリコン酸化膜をエッチングし、そのままシリコンウェハ表面がエッチング液に1分間晒されるように行った。また、エッチング液の液温は25℃とした。さらに、エッチング槽からシリコンウェハを取り出し、超純水でオーバーフローさせているリンス槽に浸漬させ、当該リンス槽で10分間の洗浄を行った。その後、シリコンウェハをリンス槽から取り出し乾燥させた。
ウェットエッチング処理後のシリコンウェハに対し、ウェハ表面検査装置((株)トプコン製、WM-2500)を用いて、シリコンウェハ表面上に付着している微粒子の粒子数を測定した。測定対象の微粒子は粒径0.079μm以上のものとした。結果を表1に示す。
Claims (4)
- 前記シリコン含有絶縁膜が熱シリコン酸化膜であり、
前記熱シリコン酸化膜に対するエッチング温度25℃でのエッチレートが0.5nm/分~700nm/分である請求項1に記載の微細加工処理剤。 - 前記化学式(1)で表される化合物に於けるRfがノナフルオロブチル基であり、
前記化合物の含有量が、前記微細加工処理剤の全質量に対し、0.001質量%以上、0.03質量%以下であり、
前記フッ化水素の含有量が、前記微細加工処理剤の全質量に対し、0.05質量%以上、3質量%以下であり、
前記フッ化アンモニウムの含有量が、前記微細加工処理剤の全質量に対し、0.5質量%以上、10質量%以下である請求項1又は2に記載の微細加工処理剤。 - 請求項1~3の何れか1項に記載の微細加工処理剤を用いて、シリコン含有絶縁膜を少なくとも有する被処理物を微細加工する微細加工処理方法。
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