JP2023171815A - 水性組成物及びこれを用いた洗浄方法 - Google Patents
水性組成物及びこれを用いた洗浄方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2023171815A JP2023171815A JP2023152184A JP2023152184A JP2023171815A JP 2023171815 A JP2023171815 A JP 2023171815A JP 2023152184 A JP2023152184 A JP 2023152184A JP 2023152184 A JP2023152184 A JP 2023152184A JP 2023171815 A JP2023171815 A JP 2023171815A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- acid
- alkyl
- composition according
- acid ester
- salts
- 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.)
- Pending
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 100
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 title claims abstract description 39
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 26
- -1 hexafluorosilicic acid Chemical compound 0.000 claims abstract description 87
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 65
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 43
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims abstract description 41
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 claims abstract description 32
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 16
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 9
- YOYLLRBMGQRFTN-SMCOLXIQSA-N norbuprenorphine Chemical compound C([C@@H](NCC1)[C@]23CC[C@]4([C@H](C3)C(C)(O)C(C)(C)C)OC)C3=CC=C(O)C5=C3[C@@]21[C@H]4O5 YOYLLRBMGQRFTN-SMCOLXIQSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 235000011007 phosphoric acid Nutrition 0.000 claims description 42
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N phosphoric acid Substances OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 40
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 36
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 12
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 10
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- LJKDOMVGKKPJBH-UHFFFAOYSA-N 2-ethylhexyl dihydrogen phosphate Chemical compound CCCCC(CC)COP(O)(O)=O LJKDOMVGKKPJBH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- OZFLRNPZLCUVFP-UHFFFAOYSA-N 8-methylnonyl dihydrogen phosphate Chemical compound CC(C)CCCCCCCOP(O)(O)=O OZFLRNPZLCUVFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- SCIGVHCNNXTQDB-UHFFFAOYSA-N decyl dihydrogen phosphate Chemical compound CCCCCCCCCCOP(O)(O)=O SCIGVHCNNXTQDB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- DZQISOJKASMITI-UHFFFAOYSA-N decyl-dioxido-oxo-$l^{5}-phosphane;hydron Chemical compound CCCCCCCCCCP(O)(O)=O DZQISOJKASMITI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- SVMUEEINWGBIPD-UHFFFAOYSA-N dodecylphosphonic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCP(O)(O)=O SVMUEEINWGBIPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- GGKJPMAIXBETTD-UHFFFAOYSA-N heptyl dihydrogen phosphate Chemical compound CCCCCCCOP(O)(O)=O GGKJPMAIXBETTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- VAJFLSRDMGNZJY-UHFFFAOYSA-N heptylphosphonic acid Chemical compound CCCCCCCP(O)(O)=O VAJFLSRDMGNZJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- PHNWGDTYCJFUGZ-UHFFFAOYSA-N hexyl dihydrogen phosphate Chemical compound CCCCCCOP(O)(O)=O PHNWGDTYCJFUGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- GJWAEWLHSDGBGG-UHFFFAOYSA-N hexylphosphonic acid Chemical compound CCCCCCP(O)(O)=O GJWAEWLHSDGBGG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- WYAKJXQRALMWPB-UHFFFAOYSA-N nonyl dihydrogen phosphate Chemical compound CCCCCCCCCOP(O)(O)=O WYAKJXQRALMWPB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- WRKCIHRWQZQBOL-UHFFFAOYSA-N octyl dihydrogen phosphate Chemical compound CCCCCCCCOP(O)(O)=O WRKCIHRWQZQBOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- NJGCRMAPOWGWMW-UHFFFAOYSA-N octylphosphonic acid Chemical compound CCCCCCCCP(O)(O)=O NJGCRMAPOWGWMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- NVTPMUHPCAUGCB-UHFFFAOYSA-N pentyl dihydrogen phosphate Chemical compound CCCCCOP(O)(O)=O NVTPMUHPCAUGCB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- CKVICYBZYGZLLP-UHFFFAOYSA-N pentylphosphonic acid Chemical compound CCCCCP(O)(O)=O CKVICYBZYGZLLP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- VAIOGRPEROWKJX-UHFFFAOYSA-N undecyl dihydrogen phosphate Chemical compound CCCCCCCCCCCOP(O)(O)=O VAIOGRPEROWKJX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- GKIQHTGBORJXKZ-UHFFFAOYSA-N undecylphosphonic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCP(O)(O)=O GKIQHTGBORJXKZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- BNMJSBUIDQYHIN-UHFFFAOYSA-N butyl dihydrogen phosphate Chemical compound CCCCOP(O)(O)=O BNMJSBUIDQYHIN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- UOKRBSXOBUKDGE-UHFFFAOYSA-N butylphosphonic acid Chemical compound CCCCP(O)(O)=O UOKRBSXOBUKDGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- TVACALAUIQMRDF-UHFFFAOYSA-N dodecyl dihydrogen phosphate Chemical compound CCCCCCCCCCCCOP(O)(O)=O TVACALAUIQMRDF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- OLGGYSFJQGDOFX-UHFFFAOYSA-N nonylphosphonic acid Chemical compound CCCCCCCCCP(O)(O)=O OLGGYSFJQGDOFX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- GAJQCIFYLSXSEZ-UHFFFAOYSA-N tridecyl dihydrogen phosphate Chemical compound CCCCCCCCCCCCCOP(O)(O)=O GAJQCIFYLSXSEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- KREGXBHGJXTOKZ-UHFFFAOYSA-N tridecylphosphonic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCP(O)(O)=O KREGXBHGJXTOKZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 abstract description 22
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 47
- 239000010408 film Substances 0.000 description 42
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 27
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 27
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 23
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 23
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 22
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 19
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 17
- 229910000531 Co alloy Inorganic materials 0.000 description 14
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 description 13
- XQMTUIZTZJXUFM-UHFFFAOYSA-N tetraethoxy silicate Chemical compound CCOO[Si](OOCC)(OOCC)OOCC XQMTUIZTZJXUFM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 8
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 8
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 8
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 7
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 5
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 5
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 5
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 4
- 125000005600 alkyl phosphonate group Chemical group 0.000 description 4
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 4
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 4
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 4
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 3
- ABLZXFCXXLZCGV-UHFFFAOYSA-N Phosphorous acid Chemical compound OP(O)=O ABLZXFCXXLZCGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 159000000009 barium salts Chemical class 0.000 description 3
- 159000000006 cesium salts Chemical class 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910000040 hydrogen fluoride Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910003002 lithium salt Inorganic materials 0.000 description 3
- 159000000002 lithium salts Chemical class 0.000 description 3
- 159000000003 magnesium salts Chemical class 0.000 description 3
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 3
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- 159000000001 potassium salts Chemical class 0.000 description 3
- 159000000005 rubidium salts Chemical class 0.000 description 3
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 description 3
- 159000000008 strontium salts Chemical class 0.000 description 3
- QEMXHQIAXOOASZ-UHFFFAOYSA-N tetramethylammonium Chemical class C[N+](C)(C)C QEMXHQIAXOOASZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000005907 alkyl ester group Chemical group 0.000 description 2
- 159000000004 beryllium salts Chemical class 0.000 description 2
- 159000000007 calcium salts Chemical class 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 239000012459 cleaning agent Substances 0.000 description 2
- 238000005536 corrosion prevention Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- DZLFLBLQUQXARW-UHFFFAOYSA-N tetrabutylammonium Chemical class CCCC[N+](CCCC)(CCCC)CCCC DZLFLBLQUQXARW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CBXCPBUEXACCNR-UHFFFAOYSA-N tetraethylammonium Chemical class CC[N+](CC)(CC)CC CBXCPBUEXACCNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OSBSFAARYOCBHB-UHFFFAOYSA-N tetrapropylammonium Chemical class CCC[N+](CCC)(CCC)CCC OSBSFAARYOCBHB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 2
- 229910021642 ultra pure water Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012498 ultrapure water Substances 0.000 description 2
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 2
- DDFHBQSCUXNBSA-UHFFFAOYSA-N 5-(5-carboxythiophen-2-yl)thiophene-2-carboxylic acid Chemical compound S1C(C(=O)O)=CC=C1C1=CC=C(C(O)=O)S1 DDFHBQSCUXNBSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N AsGa Chemical compound [As]#[Ga] JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910005540 GaP Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000530 Gallium indium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GPXJNWSHGFTCBW-UHFFFAOYSA-N Indium phosphide Chemical compound [In]#P GPXJNWSHGFTCBW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N Trioxochromium Chemical compound O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KXNLCSXBJCPWGL-UHFFFAOYSA-N [Ga].[As].[In] Chemical compound [Ga].[As].[In] KXNLCSXBJCPWGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N ammonia Natural products N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002518 antifoaming agent Substances 0.000 description 1
- 238000004380 ashing Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PPYIVKOTTQCYIV-UHFFFAOYSA-L beryllium;selenate Chemical compound [Be+2].[O-][Se]([O-])(=O)=O PPYIVKOTTQCYIV-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000002738 chelating agent Substances 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 229910000423 chromium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- HZXMRANICFIONG-UHFFFAOYSA-N gallium phosphide Chemical compound [Ga]#P HZXMRANICFIONG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012788 optical film Substances 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical class O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001139 pH measurement Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 150000003008 phosphonic acid esters Chemical class 0.000 description 1
- 150000003016 phosphoric acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- MAKDTFFYCIMFQP-UHFFFAOYSA-N titanium tungsten Chemical compound [Ti].[W] MAKDTFFYCIMFQP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
- C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
- C11D7/00—Compositions of detergents based essentially on non-surface-active compounds
- C11D7/02—Inorganic compounds
- C11D7/04—Water-soluble compounds
- C11D7/08—Acids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
- C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
- C11D7/00—Compositions of detergents based essentially on non-surface-active compounds
- C11D7/22—Organic compounds
- C11D7/36—Organic compounds containing phosphorus
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02041—Cleaning
- H01L21/02057—Cleaning during device manufacture
- H01L21/0206—Cleaning during device manufacture during, before or after processing of insulating layers
- H01L21/02063—Cleaning during device manufacture during, before or after processing of insulating layers the processing being the formation of vias or contact holes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
- C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
- C11D17/00—Detergent materials or soaps characterised by their shape or physical properties
- C11D17/0008—Detergent materials or soaps characterised by their shape or physical properties aqueous liquid non soap compositions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
- C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
- C11D7/00—Compositions of detergents based essentially on non-surface-active compounds
- C11D7/02—Inorganic compounds
- C11D7/04—Water-soluble compounds
- C11D7/10—Salts
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
- C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
- C11D7/00—Compositions of detergents based essentially on non-surface-active compounds
- C11D7/02—Inorganic compounds
- C11D7/04—Water-soluble compounds
- C11D7/10—Salts
- C11D7/14—Silicates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
- C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
- C11D7/00—Compositions of detergents based essentially on non-surface-active compounds
- C11D7/22—Organic compounds
- C11D7/28—Organic compounds containing halogen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
- C23F1/00—Etching metallic material by chemical means
- C23F1/10—Etching compositions
- C23F1/14—Aqueous compositions
- C23F1/16—Acidic compositions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23G—CLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
- C23G1/00—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts
- C23G1/02—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts with acid solutions
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
- H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
- H01L21/308—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching using masks
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
- H01L21/3205—Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
- H01L21/321—After treatment
- H01L21/3213—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer
- H01L21/32133—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer by chemical means only
- H01L21/32134—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer by chemical means only by liquid etching only
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
- H01L21/76801—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the dielectrics, e.g. smoothing
- H01L21/76802—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the dielectrics, e.g. smoothing by forming openings in dielectrics
- H01L21/76814—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the dielectrics, e.g. smoothing by forming openings in dielectrics post-treatment or after-treatment, e.g. cleaning or removal of oxides on underlying conductors
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
- C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
- C11D2111/00—Cleaning compositions characterised by the objects to be cleaned; Cleaning compositions characterised by non-standard cleaning or washing processes
- C11D2111/10—Objects to be cleaned
- C11D2111/14—Hard surfaces
- C11D2111/22—Electronic devices, e.g. PCBs or semiconductors
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Detergent Compositions (AREA)
- Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
- Weting (AREA)
Abstract
【課題】電子デバイス(例えば、半導体素子)の製造工程において用いる洗浄用組成物およびそれを用いた洗浄方法を提供する。【解決手段】洗浄用組成物である水性組成物は、テトラフルオロホウ酸、ヘキサフルオロケイ酸、ヘキサフルオロアルミン酸、ヘキサフルオロチタン酸及びそれらの塩から選ばれる1種以上のフッ素含有化合物を、組成物全量基準で0.001~20質量%と、C4-13アルキルホスホン酸、C4-13アルキルホスホン酸エステル、C4-13アルキルりん酸と、それらの塩から選ばれる1種以上の化合物とを、組成物全量基準で0.0001~10質量%含む。【選択図】なし
Description
本発明は、水性組成物及びそれを用いた洗浄方法に関し、例えば、電子デバイス(例えば、半導体素子)の製造工程において用いる洗浄用組成物、およびそれを用いた洗浄方法に関する。
半導体素子などの、電子デバイスを製造する過程では、半導体集積回路を形成する際に、通常、ドライエッチング工程が採用されている。このドライエッチング工程では、ドライエッチング残渣(ジルコニウム系残渣、チタニウム系残渣、ポリマー残渣など)が生じ、これを除去する必要がある。このドライエッチング残渣を除くための洗浄剤は、洗浄対象となる半導体集積回路に用いられる配線用金属材料(例えば、銅、チタニウム、コバルト、タングステンなど)に悪影響(例えば、侵食)を与えないことが好ましい。
このような観点から、種々の洗浄剤が開発されている。例えば、特表2013-533631号公報(特許文献1)、特開2016-171294号公報(特許文献2)、特開2006-83376号公報(特許文献3)などは、ドライエッチング後に生じるドライエッチング残渣を除去するための洗浄用組成物、それを用いる洗浄方法などを開示している。
半導体集積回路を形成する過程でハードマスクが用いられる場合がある。ハードマスクの材料として、シリコン系やチタン系が従来から用いられているが、近年ジルコニア系のハードマスクも提案されている(非特許文献1:M Padmanaban et al, J. Photopolym.Sci.Technol.,27(2014)503)。
また、ドライエッチングでビアを形成する際は、フッ素系のガスが選択される。エッチストップ層としてアルミナを選択すると、アルミナはフッ素系のガスへの耐性が高いため、薄い膜でもエッチストップ層として機能する利点があり、近年アルミナ系のエッチストップ層が提案されている(非特許文献2:16th MME workshop, Goeteborg, Sweden, 2005 “Etch stop materials for release by vapor HF etching”)。
このような観点から、種々の洗浄剤が開発されている。例えば、特表2013-533631号公報(特許文献1)、特開2016-171294号公報(特許文献2)、特開2006-83376号公報(特許文献3)などは、ドライエッチング後に生じるドライエッチング残渣を除去するための洗浄用組成物、それを用いる洗浄方法などを開示している。
半導体集積回路を形成する過程でハードマスクが用いられる場合がある。ハードマスクの材料として、シリコン系やチタン系が従来から用いられているが、近年ジルコニア系のハードマスクも提案されている(非特許文献1:M Padmanaban et al, J. Photopolym.Sci.Technol.,27(2014)503)。
また、ドライエッチングでビアを形成する際は、フッ素系のガスが選択される。エッチストップ層としてアルミナを選択すると、アルミナはフッ素系のガスへの耐性が高いため、薄い膜でもエッチストップ層として機能する利点があり、近年アルミナ系のエッチストップ層が提案されている(非特許文献2:16th MME workshop, Goeteborg, Sweden, 2005 “Etch stop materials for release by vapor HF etching”)。
M Padmanaban et al, J. Photopolym.Sci.Technol.,27(2014)503
16th MME workshop, Goeteborg, Sweden, 2005 "Etch stop materials for release by vapor HF etching"
電子デバイスに用いられる配線用の金属材料や、ドライエッチングの際に用いられるマスキング材料には種々のものがあり、その組合せも様々である。したがって、ドライエッチング残渣の除去効率、配線用の金属材料に対する防食効果などの観点から、新たな洗浄用組成物の開発が求められている。
本発明は、以下の水性組成物、それを用いる洗浄方法などを提供する。
[1](A)テトラフルオロホウ酸、ヘキサフルオロケイ酸、ヘキサフルオロアルミン酸、ヘキサフルオロチタン酸、及びそれらの塩から選ばれる1種以上のフッ素含有化合物を、組成物全量基準で0.001~20質量%;及び
(B)C4-13アルキルホスホン酸、C4-13アルキルホスホン酸エステル、C4-13アルキルりん酸、及びそれらの塩から選ばれる1種以上の化合物を、組成物全量基準で0.0001~10質量%
含む、水性組成物。
[2] pHが0~7(例えば、0~6、0~5、0~4又は0~3)の範囲にある、上記[1]に記載の組成物。
[3] さらに、フッ化水素(HF)を含む、上記[1]又は[2]に記載の組成物。
[4] 前記(A)成分が、ヘキサフルオロケイ酸又はその塩(例えば、アンモニウム塩)である、上記[3]に記載の組成物。
[5] 前記水性組成物が、
前記アルキルホスホン酸としての、n-ブチルホスホン酸、n-ペンチルホスホン酸、n-ヘキシルホスホン酸、n-ヘプチルホスホン酸、n-オクチルホスホン酸、n-ノニルホスホン酸、n-デシルホスホン酸、n-ウンデシルホスホン酸、n-ドデシルホスホン酸、n-トリデシルホスホン酸、又はそれらの混合物、
前記アルキルホスホン酸エステルとしての、n-ブチルホスホン酸エステル、n-ペンチルホスホン酸エステル、n-ヘキシルホスホン酸エステル、n-ヘプチルホスホン酸エステル、n-オクチルホスホン酸エステル、n-ノニルホスホン酸エステル、n-デシルホスホン酸エステル、n-ウンデシルホスホン酸エステル、n-ドデシルホスホン酸エステル、n-トリデシルホスホン酸エステル、又はそれらの混合物、並びに、
前記アルキルホスホン酸及び前記アルキルホスホン酸エステルの塩、
から選択される少なくともいずれかを含む、上記[1]~[4]のいずれかに記載の組成物。
[5a] 前記アルキルホスホン酸が、C4-13アルキルホスホン酸(好ましくは、C5-11アルキルホスホン酸、より好ましくは、C5-9アルキルホスホン酸、さらに好ましくはC6-8アルキルホスホン酸)である、上記[1]~[5]のいずれかに記載の組成物。
[1](A)テトラフルオロホウ酸、ヘキサフルオロケイ酸、ヘキサフルオロアルミン酸、ヘキサフルオロチタン酸、及びそれらの塩から選ばれる1種以上のフッ素含有化合物を、組成物全量基準で0.001~20質量%;及び
(B)C4-13アルキルホスホン酸、C4-13アルキルホスホン酸エステル、C4-13アルキルりん酸、及びそれらの塩から選ばれる1種以上の化合物を、組成物全量基準で0.0001~10質量%
含む、水性組成物。
[2] pHが0~7(例えば、0~6、0~5、0~4又は0~3)の範囲にある、上記[1]に記載の組成物。
[3] さらに、フッ化水素(HF)を含む、上記[1]又は[2]に記載の組成物。
[4] 前記(A)成分が、ヘキサフルオロケイ酸又はその塩(例えば、アンモニウム塩)である、上記[3]に記載の組成物。
[5] 前記水性組成物が、
前記アルキルホスホン酸としての、n-ブチルホスホン酸、n-ペンチルホスホン酸、n-ヘキシルホスホン酸、n-ヘプチルホスホン酸、n-オクチルホスホン酸、n-ノニルホスホン酸、n-デシルホスホン酸、n-ウンデシルホスホン酸、n-ドデシルホスホン酸、n-トリデシルホスホン酸、又はそれらの混合物、
前記アルキルホスホン酸エステルとしての、n-ブチルホスホン酸エステル、n-ペンチルホスホン酸エステル、n-ヘキシルホスホン酸エステル、n-ヘプチルホスホン酸エステル、n-オクチルホスホン酸エステル、n-ノニルホスホン酸エステル、n-デシルホスホン酸エステル、n-ウンデシルホスホン酸エステル、n-ドデシルホスホン酸エステル、n-トリデシルホスホン酸エステル、又はそれらの混合物、並びに、
前記アルキルホスホン酸及び前記アルキルホスホン酸エステルの塩、
から選択される少なくともいずれかを含む、上記[1]~[4]のいずれかに記載の組成物。
[5a] 前記アルキルホスホン酸が、C4-13アルキルホスホン酸(好ましくは、C5-11アルキルホスホン酸、より好ましくは、C5-9アルキルホスホン酸、さらに好ましくはC6-8アルキルホスホン酸)である、上記[1]~[5]のいずれかに記載の組成物。
[6] 前記水性組成物が、
前記アルキルりん酸としての、n-ブチルりん酸、n-ペンチルりん酸、n-ヘキシルりん酸、n-ヘプチルりん酸、n-オクチルりん酸、n-ノニルりん酸、n-デシルりん酸、n-ウンデシルりん酸、n-ドデシルりん酸、n-トリデシルりん酸、りん酸2-エチルヘキシル、りん酸イソデシル、又はそれらの混合物、並びに、
前記アルキルりん酸の塩
から選択される少なくともいずれかを含む、上記[1]~[4]のいずれかに記載の組成物。
[6a] 前記アルキルりん酸が、C4-13アルキルりん酸(好ましくは、C5-11アルキルりん酸、より好ましくはC5-9アルキルりん酸、さらに好ましくはC6-8アルキルりん酸)である、上記[1]~[6]のいずれかに記載の組成物。
前記アルキルりん酸としての、n-ブチルりん酸、n-ペンチルりん酸、n-ヘキシルりん酸、n-ヘプチルりん酸、n-オクチルりん酸、n-ノニルりん酸、n-デシルりん酸、n-ウンデシルりん酸、n-ドデシルりん酸、n-トリデシルりん酸、りん酸2-エチルヘキシル、りん酸イソデシル、又はそれらの混合物、並びに、
前記アルキルりん酸の塩
から選択される少なくともいずれかを含む、上記[1]~[4]のいずれかに記載の組成物。
[6a] 前記アルキルりん酸が、C4-13アルキルりん酸(好ましくは、C5-11アルキルりん酸、より好ましくはC5-9アルキルりん酸、さらに好ましくはC6-8アルキルりん酸)である、上記[1]~[6]のいずれかに記載の組成物。
[6b]ドライエッチング後の残渣(例えば、ジルコニア系ドライエッチング残渣)を除去するためのドライエッチング残渣除去用組成物である、上記[1]~[6a]のいずれかに記載の組成物。
[6c]洗浄対象となる電子デバイスの配線材料(例えば、コバルト又はコバルト合金など)を防食するための組成物である、上記[1]~[6b]のいずれかに記載の組成物。
[6d] 前記アルキルホスホン酸からは、ドデシルホスホン酸が除かれている、上記[1]~[6c]のいずれかに記載の組成物。
[7]前記アルキルホスホン酸、前記アルキルホスホン酸エステル、及び、前記アルキルりん酸において、アルキル鎖の数が2以下である、上記[1]~[6]のいずれかに記載の組成物。
[8]前記アルキルホスホン酸、前記アルキルホスホン酸エステル、及び、前記アルキルりん酸において、アルキル鎖の数が1である、上記[1]~[7]のいずれかに記載の組成物。
[9] 上記[1]~[8]のいずれかに記載の組成物を電子デバイスに接触させる工程を含む、電子デバイスの洗浄方法。
[10]上記[1]~[8]のいずれかに記載の組成物を電子デバイスに接触させる工程を含む、電子デバイスの製造方法。
[11] 上記[1]~[8]のいずれかに記載の組成物を含む、エッチング液。
[12]上記[1]~[8]のいずれかに記載の組成物を含む、洗浄液。
[6c]洗浄対象となる電子デバイスの配線材料(例えば、コバルト又はコバルト合金など)を防食するための組成物である、上記[1]~[6b]のいずれかに記載の組成物。
[6d] 前記アルキルホスホン酸からは、ドデシルホスホン酸が除かれている、上記[1]~[6c]のいずれかに記載の組成物。
[7]前記アルキルホスホン酸、前記アルキルホスホン酸エステル、及び、前記アルキルりん酸において、アルキル鎖の数が2以下である、上記[1]~[6]のいずれかに記載の組成物。
[8]前記アルキルホスホン酸、前記アルキルホスホン酸エステル、及び、前記アルキルりん酸において、アルキル鎖の数が1である、上記[1]~[7]のいずれかに記載の組成物。
[9] 上記[1]~[8]のいずれかに記載の組成物を電子デバイスに接触させる工程を含む、電子デバイスの洗浄方法。
[10]上記[1]~[8]のいずれかに記載の組成物を電子デバイスに接触させる工程を含む、電子デバイスの製造方法。
[11] 上記[1]~[8]のいずれかに記載の組成物を含む、エッチング液。
[12]上記[1]~[8]のいずれかに記載の組成物を含む、洗浄液。
本発明の好ましい態様に係る水性組成物は、コバルト又はコバルト合金などの配線金属材料、窒化シリコン、層間絶縁膜などを防食しつつ、ドライエッチング残渣(例えば、ジルコニウム系ドライエッチング残渣、チタニウム系ドライエッチング残渣、ポリマー系ドライエッチング残渣など)を効率良く除去することができる。
本発明の好ましい態様に係る洗浄方法によれば、コバルト又はコバルト合金などの配線金属材料、窒化シリコン、層間絶縁膜などに対する防食効果やドライエッチング残渣除去性が良好であるため、半導体素子などの電子デバイスの製造工程において、高精度、高品質の電子デバイスを歩留まりよく製造することができる。
本発明の好ましい態様に係る洗浄方法によれば、コバルト又はコバルト合金などの配線金属材料、窒化シリコン、層間絶縁膜などに対する防食効果やドライエッチング残渣除去性が良好であるため、半導体素子などの電子デバイスの製造工程において、高精度、高品質の電子デバイスを歩留まりよく製造することができる。
本発明における水性組成物は、(A)テトラフルオロホウ酸、ヘキサフルオロケイ酸、ヘキサフルオロアルミン酸、ヘキサフルオロチタン酸、及びそれらの塩から選ばれる1種以上のフッ素含有化合物を、組成物全量基準で0.001~20質量%;及び(B)C4-13アルキルホスホン酸、C4-13アルキルホスホン酸エステル、C4-13アルキルりん酸、及びそれらの塩から選ばれる1種以上の化合物を、組成物全量基準で0.0001~10質量%含むものである。
なお、本明細書にて、各成分の含有量の範囲は上限値と下限値とを含むものであり、例えば、上記(A)成分の含有量の範囲には、0.001質量%と20質量%とが含まれる。
以下、本発明に係る水性組成物について詳細に説明する。
なお、本明細書にて、各成分の含有量の範囲は上限値と下限値とを含むものであり、例えば、上記(A)成分の含有量の範囲には、0.001質量%と20質量%とが含まれる。
以下、本発明に係る水性組成物について詳細に説明する。
[(A)成分:フッ素含有化合物]
本発明において用いられるフッ素含有化合物は、テトラフルオロホウ酸、ヘキサフルオロケイ酸、ヘキサフルオロアルミン酸、ヘキサフルオロチタン酸、及びそれらの塩から選ばれる。これらの化合物の塩としては、例えば、アンモニウム塩、テトラメチルアンモニウム塩、テトラエチルアンモウム塩、テトラプロピルアンモウム塩、テトラブチルアンモウム塩、リチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩、ルビジウム塩、セシウム塩、ベリリウム塩、マグネシウム塩、ストロンチウム塩、バリウム塩などが挙げられる。これらの化合物の中では、ヘキサフルオロケイ酸又はその塩(例えば、アンモニウム塩)が特に好ましい。
フッ素含有化合物の組成物中の含有量は、組成物全量基準で0.001~20質量%であり、好ましくは、0.005~10質量%であり、より好ましくは0.01~5質量%、特に好ましくは0.03~2質量%である。
なお、本発明においては、上記フッ素含有化合物に加えて、フッ化水素、フッ化アンモニウムなどを適宜配合することができる。この配合量は、他の成分の配合量などを考慮して、適宜決定することができるが、例えば、組成物全量基準で0.001~10質量%であり、好ましくは0.005~1質量%であり、より好ましくは0.01~0.1質量%である。
本発明において用いられるフッ素含有化合物は、テトラフルオロホウ酸、ヘキサフルオロケイ酸、ヘキサフルオロアルミン酸、ヘキサフルオロチタン酸、及びそれらの塩から選ばれる。これらの化合物の塩としては、例えば、アンモニウム塩、テトラメチルアンモニウム塩、テトラエチルアンモウム塩、テトラプロピルアンモウム塩、テトラブチルアンモウム塩、リチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩、ルビジウム塩、セシウム塩、ベリリウム塩、マグネシウム塩、ストロンチウム塩、バリウム塩などが挙げられる。これらの化合物の中では、ヘキサフルオロケイ酸又はその塩(例えば、アンモニウム塩)が特に好ましい。
フッ素含有化合物の組成物中の含有量は、組成物全量基準で0.001~20質量%であり、好ましくは、0.005~10質量%であり、より好ましくは0.01~5質量%、特に好ましくは0.03~2質量%である。
なお、本発明においては、上記フッ素含有化合物に加えて、フッ化水素、フッ化アンモニウムなどを適宜配合することができる。この配合量は、他の成分の配合量などを考慮して、適宜決定することができるが、例えば、組成物全量基準で0.001~10質量%であり、好ましくは0.005~1質量%であり、より好ましくは0.01~0.1質量%である。
[(B)成分:アルキルホスホン酸、アルキルりん酸又はそれらの塩等]
(B1)アルキルホスホン酸、アルキルホスホン酸エステル、又はそれらの塩
本発明に使用されるアルキルホスホン酸は、4~13個の炭素原子を有するC4-13アルキルホスホン酸(4~13個の炭素原子を有するアルキルホスホン酸)である。このようなアルキルホスホン酸は、公知であり、また商業的に入手し得る(例えば、東京化成工業社から入手可能)。アルキルホスホン酸は、好ましくはC5-11アルキルホスホン酸、より好ましくはC5-9アルキルホスホン酸、さらに好ましくはC6-8アルキルホスホン酸である。アルキルホスホン酸のアルキル部分は、直鎖でもよく、分岐していてもよいが、直鎖のほうが好ましい。アルキホスホン酸のアルキル部分が分岐している場合は、分岐鎖の数が5以下であることが好ましく、3以下であることがより好ましく、1であることが特に好ましい。
(B1)アルキルホスホン酸、アルキルホスホン酸エステル、又はそれらの塩
本発明に使用されるアルキルホスホン酸は、4~13個の炭素原子を有するC4-13アルキルホスホン酸(4~13個の炭素原子を有するアルキルホスホン酸)である。このようなアルキルホスホン酸は、公知であり、また商業的に入手し得る(例えば、東京化成工業社から入手可能)。アルキルホスホン酸は、好ましくはC5-11アルキルホスホン酸、より好ましくはC5-9アルキルホスホン酸、さらに好ましくはC6-8アルキルホスホン酸である。アルキルホスホン酸のアルキル部分は、直鎖でもよく、分岐していてもよいが、直鎖のほうが好ましい。アルキホスホン酸のアルキル部分が分岐している場合は、分岐鎖の数が5以下であることが好ましく、3以下であることがより好ましく、1であることが特に好ましい。
水性組成物においては、上述のアルキルホスホン酸の、エステルを用いることもできる。すなわち、上述のC4-13アルキルホスホン酸(4~13個の炭素原子を有するアルキルホスホン酸)のアルキルエステルを用いることもできる。
アルキルホスホン酸は、通常、一般式R1P(=O)(OH)2(R1はアルキル基)で表されるところ、一般式R1P(=O)(OR2)2(R1はアルキル基、R2はアルキル基または水素:ただし、2つのR2のうち少なくとも一つはアルキル基)で表されるアルキルホスホン酸エステルも、水性組成物において用いられ得る。
また、本明細書に記載のアルキルホスホン酸エステルは、ホスホン酸のアルキルエステル(ホスホン酸エステル)をも包含するものである。すなわち、一般式R1P(=O)(OR2)2(R1は水素、R2はアルキル基または水素原子:ただし、2つのR2のうち少なくとも一つはアルキル基)で表される、ホスホン酸エステルもまた、本明細書ではアルキルホスホン酸エステルとして、水性組成物において用いられ得る。
以上のことから明らかであるように、水性組成物においては、アルキルホスホン酸又はアルキルホスホン酸エステルとして、以下の一般式(A)で表される化合物が用いられる。
R1P(=O)(OR2)2・・・(A)
(一般式(A)において、R1、及び、R2は、それぞれ独立して、アルキル基または水素原子:ただし、R1と2つのR2のうち、少なくとも一つはアルキル基である。)
本発明に使用されるアルキルホスホン酸エステルは、合計で4~13個の炭素原子を有するC4-13アルキルホスホン酸エステル(合計で4~13個の炭素原子を有するアルキルホスホン酸エステル)である。アルキルホスホン酸エステルは、好ましくはC5-11アルキルホスホン酸エステル、より好ましくはC5-9アルキルホスホン酸エステル、さらに好ましくはC6-8アルキルホスホン酸エステルである。また、上記一般式(A)におけるR1及びR2のアルキル鎖は、それぞれ独立して、好ましくは、4~12個の炭素原子を有し、より好ましくは6~11個の炭素原子を有し、さらに好ましくは、8~10個の炭素原子を有する。
アルキルホスホン酸は、通常、一般式R1P(=O)(OH)2(R1はアルキル基)で表されるところ、一般式R1P(=O)(OR2)2(R1はアルキル基、R2はアルキル基または水素:ただし、2つのR2のうち少なくとも一つはアルキル基)で表されるアルキルホスホン酸エステルも、水性組成物において用いられ得る。
また、本明細書に記載のアルキルホスホン酸エステルは、ホスホン酸のアルキルエステル(ホスホン酸エステル)をも包含するものである。すなわち、一般式R1P(=O)(OR2)2(R1は水素、R2はアルキル基または水素原子:ただし、2つのR2のうち少なくとも一つはアルキル基)で表される、ホスホン酸エステルもまた、本明細書ではアルキルホスホン酸エステルとして、水性組成物において用いられ得る。
以上のことから明らかであるように、水性組成物においては、アルキルホスホン酸又はアルキルホスホン酸エステルとして、以下の一般式(A)で表される化合物が用いられる。
R1P(=O)(OR2)2・・・(A)
(一般式(A)において、R1、及び、R2は、それぞれ独立して、アルキル基または水素原子:ただし、R1と2つのR2のうち、少なくとも一つはアルキル基である。)
本発明に使用されるアルキルホスホン酸エステルは、合計で4~13個の炭素原子を有するC4-13アルキルホスホン酸エステル(合計で4~13個の炭素原子を有するアルキルホスホン酸エステル)である。アルキルホスホン酸エステルは、好ましくはC5-11アルキルホスホン酸エステル、より好ましくはC5-9アルキルホスホン酸エステル、さらに好ましくはC6-8アルキルホスホン酸エステルである。また、上記一般式(A)におけるR1及びR2のアルキル鎖は、それぞれ独立して、好ましくは、4~12個の炭素原子を有し、より好ましくは6~11個の炭素原子を有し、さらに好ましくは、8~10個の炭素原子を有する。
アルキルホスホン酸エステルのアルキル基、すなわち、上記一般式のR1及びR2は直鎖であっても、分岐していてもよいが、直鎖状のアルキル基を含むことが好ましい。
また、上記一般式(A)におけるアルキル鎖の数、すなわち、R1及びR2のアルキル鎖の合計数は2以下であることが好ましい。すなわち、アルキルホスホン酸エステルとして、上記一般式(A)のR1P(=O)(OR2)2のうち、R1及びR2がいずれもアルキル基であるものを用いることもできるが、R1がアルキル基であり、R2の一つ以下がアルキル基であるもの、あるいは、R1が水素であり、R2の二つ以下がアルキル基であるもの等を用いることができる。さらに好ましくは、単一のアルキル鎖のみを有するアルキルホスホン酸、すなわち、上記一般式(A)のR1P(=O)(OR2)2のR1及び2つのR2のうち、いずれか一つのみがアルキル基であるものの使用が好ましい。特に好ましくは、上記一般式(A)のR1のみがアルキル基であるものの使用が好ましい。
また、上記一般式(A)におけるアルキル鎖の数、すなわち、R1及びR2のアルキル鎖の合計数は2以下であることが好ましい。すなわち、アルキルホスホン酸エステルとして、上記一般式(A)のR1P(=O)(OR2)2のうち、R1及びR2がいずれもアルキル基であるものを用いることもできるが、R1がアルキル基であり、R2の一つ以下がアルキル基であるもの、あるいは、R1が水素であり、R2の二つ以下がアルキル基であるもの等を用いることができる。さらに好ましくは、単一のアルキル鎖のみを有するアルキルホスホン酸、すなわち、上記一般式(A)のR1P(=O)(OR2)2のR1及び2つのR2のうち、いずれか一つのみがアルキル基であるものの使用が好ましい。特に好ましくは、上記一般式(A)のR1のみがアルキル基であるものの使用が好ましい。
本発明に使用されるアルキルホスホン酸の塩は、上記アルキルホスホン酸の塩であり、例えば、アンモニウム塩、テトラメチルアンモニウム塩、テトラエチルアンモニウム塩、テトラプロピルアンモニウム塩、テトラブチルアンモニウム塩、リチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩、ルビジウム塩、セシウム塩、ベリリウム塩、マグネシウム塩、カルシウム塩、ストロンチウム塩、バリウム塩などが挙げられる。
本発明に使用されるアルキルホスホン酸又はその塩としては、例えば、n-ブチルホスホン酸、n-ペンチルホスホン酸、n-ヘキシルホスホン酸、n-ヘプチルホスホン酸、n-オクチルホスホン酸、n-ノニルホスホン酸、n-デシルホスホン酸、n-ウンデシルホスホン酸、n-ドデシルホスホン酸、n-トリデシルホスホン酸、それらの塩又はそれらの混合物が挙げられる。
より好ましく使用されるアルキルホスホン酸又はその塩としては、n-ペンチルホスホン酸、n-ヘキシルホスホン酸、n-ヘプチルホスホン酸、n-オクチルホスホン酸、n-ノニルホスホン酸、n-デシルホスホン酸、n-ウンデシルホスホン酸、それらの塩又はそれらの混合物である。
また、水性組成物においては、上述のアルキルホスホン酸エステルの塩を用いることもできる。例えば、アルキルホスホン酸エステルの塩として、上述のアルキルホスホン酸の塩に対応するものが挙げられる。
より好ましく使用されるアルキルホスホン酸又はその塩としては、n-ペンチルホスホン酸、n-ヘキシルホスホン酸、n-ヘプチルホスホン酸、n-オクチルホスホン酸、n-ノニルホスホン酸、n-デシルホスホン酸、n-ウンデシルホスホン酸、それらの塩又はそれらの混合物である。
また、水性組成物においては、上述のアルキルホスホン酸エステルの塩を用いることもできる。例えば、アルキルホスホン酸エステルの塩として、上述のアルキルホスホン酸の塩に対応するものが挙げられる。
アルキルホスホン酸、アルキルホスホン酸エステル、又はそれらの塩の水性組成物中の濃度は、エッチング対象又は洗浄対象となる電子デバイスの配線材料の種類、エッチング工程で用いられるマスキング材料の種類などを考慮して、適宜変更できる。好ましいアルキルホスホン酸、アルキルホスホン酸エステル、又はそれらの塩の濃度は、組成物全量基準で、0.0002~2質量%、さらに好ましくは0.0003~0.5質量%、特に好ましくは0.0003~0.1質量%である。
(B2)アルキルりん酸又はその塩
本発明に使用されるアルキルりん酸は、4~13個の炭素原子を有するC4-13アルキルりん酸(4~13個の炭素原子を有するアルキルりん酸)である。このようなアルキルりん酸は、公知であり、また商業的に入手し得る(例えば、東京化成工業社から入手可能)。アルキルりん酸は、好ましくはC5-11アルキルりん酸、より好ましくはC5-9アルキルりん酸、さらに好ましくはC6-8アルキルりん酸である。アルキルりん酸のアルキル部分は、直鎖でもよく、分岐していてもよいが、直鎖のほうが好ましい。アルキルりん酸の分岐しているアルキル部分においては、分岐鎖の数が5以下であることが好ましく、3以下であることがより好ましく、1であることが特に好ましい。
本発明に使用されるアルキルりん酸は、4~13個の炭素原子を有するC4-13アルキルりん酸(4~13個の炭素原子を有するアルキルりん酸)である。このようなアルキルりん酸は、公知であり、また商業的に入手し得る(例えば、東京化成工業社から入手可能)。アルキルりん酸は、好ましくはC5-11アルキルりん酸、より好ましくはC5-9アルキルりん酸、さらに好ましくはC6-8アルキルりん酸である。アルキルりん酸のアルキル部分は、直鎖でもよく、分岐していてもよいが、直鎖のほうが好ましい。アルキルりん酸の分岐しているアルキル部分においては、分岐鎖の数が5以下であることが好ましく、3以下であることがより好ましく、1であることが特に好ましい。
本発明の水性組成物においては、アルキルりん酸として、りん酸のモノアルキルエステルのほか、ジアルキルエステル、及びトリアルキルエステルを用いることもできる。すなわち、一般式P(=O)(OR3)3(R3はいずれも水素原子)で表されるりん酸のR3のうち1つのみがアルキル基に置換されたりん酸のモノアルキルエステルのみならず、R3のうち2つがアルキル基に置換されたジアルキルエステル、及び、R3がいずれもアルキル基に置換されたトリアルキルエステルも、本発明の水性組成物において用いられ得る。ただし、アルキルりん酸として、アルキル鎖の数が2以下であるジアルキルエステル(上記一般式P(=O)(OR3)3のR3の2つがアルキル基であるもの)及びモノアルキルエステル(上記一般式P(=O)(OR3)3のR3の1つのみがアルキル基であるもの)が好ましく、アルキル鎖の数が1であるモノアルキルエステルがより好ましい。すなわち、アルキルりん酸は、単一のアルキル鎖(上記R3として表されるアルキル基)を有することが好ましい。
アルキルりん酸は、エステル結合の数に関わらず、合計で4~13個の炭素原子を有する。アルキルりん酸は、エステル結合の数に関わらず、C5-11アルキルりん酸エステルが好ましく、より好ましくはC5-9アルキルりん酸エステル、さらに好ましくはC6-8アルキルりん酸エステルが用いられる。
また、上記一般式P(=O)(OR3)3のR3のアルキル鎖は、好ましくは、4~12個の炭素原子を有し、より好ましくは6~11個の炭素原子を有し、さらに好ましくは、8~10個の炭素原子を有する。アルキルりん酸のアルキル基、すなわち、上記一般式P(=O)(OR3)3のR3は直鎖であっても、分岐していてもよいが、直鎖状のアルキル基を含むことが好ましい。
また、上記一般式P(=O)(OR3)3のR3のアルキル鎖は、好ましくは、4~12個の炭素原子を有し、より好ましくは6~11個の炭素原子を有し、さらに好ましくは、8~10個の炭素原子を有する。アルキルりん酸のアルキル基、すなわち、上記一般式P(=O)(OR3)3のR3は直鎖であっても、分岐していてもよいが、直鎖状のアルキル基を含むことが好ましい。
本発明に使用されるアルキルりん酸の塩は、上記りん酸のモノアルキルエステルあるいはジアルキルエステルの塩であり、例えば、アンモニウム塩、テトラメチルアンモニウム塩、テトラエチルアンモニウム塩、テトラプロピルアンモニウム塩、テトラブチルアンモニウム塩、リチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩、ルビジウム塩、セシウム塩、ベリリウム塩、マグネシウム塩、カルシウム塩、ストロンチウム塩、バリウム塩などが挙げられる。
本発明に使用されるアルキルりん酸又はその塩としては、例えば、n-ブチルりん酸、n-ペンチルりん酸、n-ヘキシルりん酸、n-ヘプチルりん酸、n-オクチルりん酸、n-ノニルりん酸、n-デシルりん酸、n-ウンデシルりん酸、n-ドデシルりん酸、n-トリデシルりん酸、りん酸2-エチルヘキシル、りん酸イソデシル、それらの塩又はそれらの混合物が挙げられる。
好ましく使用されるアルキルりん酸又はその塩は、n-ペンチルりん酸、n-ヘキシルりん酸、n-ヘプチルりん酸、n-オクチルりん酸、n-ノニルりん酸、n-デシルりん酸、n-ウンデシルりん酸、りん酸2-エチルヘキシル、りん酸イソデシル、それらの塩又はそれらの混合物である。
好ましく使用されるアルキルりん酸又はその塩は、n-ペンチルりん酸、n-ヘキシルりん酸、n-ヘプチルりん酸、n-オクチルりん酸、n-ノニルりん酸、n-デシルりん酸、n-ウンデシルりん酸、りん酸2-エチルヘキシル、りん酸イソデシル、それらの塩又はそれらの混合物である。
アルキルりん酸又はその塩の水性組成物中の濃度は、エッチング対象又は洗浄対象となる電子デバイスの配線材料の種類、エッチング工程で用いられるマスキング材料の種類などを考慮して、適宜変更できる。好ましいアルキルりん酸又はその塩の濃度は、組成物全量基準で、0.0002~2質量%、さらに好ましくは0.0003~0.5質量%、特に好ましくは0.0003~0.1質量%である。
[(C)成分:水]
本発明の組成物は水性であり、 希釈剤として水を含む。本発明の水は特に限定されないが、蒸留、イオン交換処理、フィルター処理、各種吸着処理などによって、金属イオンや有機不純物、パーティクル粒子などが除去されたものが好ましく、特に純水または超純水が好ましい。
本組成物中の水の含有量は、通常、40~99.9999質量%であり、好ましくは、97.95~99.9697質量%である。
本発明の組成物は水性であり、 希釈剤として水を含む。本発明の水は特に限定されないが、蒸留、イオン交換処理、フィルター処理、各種吸着処理などによって、金属イオンや有機不純物、パーティクル粒子などが除去されたものが好ましく、特に純水または超純水が好ましい。
本組成物中の水の含有量は、通常、40~99.9999質量%であり、好ましくは、97.95~99.9697質量%である。
[その他の成分]
本発明の水性組成物には、本発明の目的を損なわない範囲で従来から半導体用水性組成物に使用されている添加剤を配合してもよい。
本発明の水性組成物には、所望により本発明の目的を損なわない範囲で従来から半導体用水性組成物に使用されている添加剤を配合してもよい。
例えば、添加剤として、酸、アルカリ、キレート剤、界面活性剤、消泡剤、酸化剤、還元剤、金属防食剤、水溶性有機溶剤などを添加することができる。これらの添加剤は公知であり、例えば、特表2013―533631号公報に記載されている。
本発明の水性組成物には、本発明の目的を損なわない範囲で従来から半導体用水性組成物に使用されている添加剤を配合してもよい。
本発明の水性組成物には、所望により本発明の目的を損なわない範囲で従来から半導体用水性組成物に使用されている添加剤を配合してもよい。
例えば、添加剤として、酸、アルカリ、キレート剤、界面活性剤、消泡剤、酸化剤、還元剤、金属防食剤、水溶性有機溶剤などを添加することができる。これらの添加剤は公知であり、例えば、特表2013―533631号公報に記載されている。
[水性組成物(液状組成物)の調製方法]
本発明の水性組成物(液状組成物)は、上記(A)成分、上記(B)成分、水と、必要に応じてその他の成分を加えて均一になるまで攪拌することで調整される。
水性組成物のpHの範囲は特に限定されないが、通常は、0~7であり、好ましくは0~6であり、より好ましくは0~5であり、さらに好ましくは0~4である。
好ましい態様に係る本発明の水性組成物によれば、コバルト又はコバルト合金などの配線金属材料、窒化シリコン、層間絶縁膜などを防食しつつ、ドライエッチング残渣(例えば、ジルコニウム系ドライエッチング残渣、チタニウム系ドライエッチング残渣、ポリマー系ドライエッチング残渣など)を効率良く除去することができる。
本発明の水性組成物(液状組成物)は、上記(A)成分、上記(B)成分、水と、必要に応じてその他の成分を加えて均一になるまで攪拌することで調整される。
水性組成物のpHの範囲は特に限定されないが、通常は、0~7であり、好ましくは0~6であり、より好ましくは0~5であり、さらに好ましくは0~4である。
好ましい態様に係る本発明の水性組成物によれば、コバルト又はコバルト合金などの配線金属材料、窒化シリコン、層間絶縁膜などを防食しつつ、ドライエッチング残渣(例えば、ジルコニウム系ドライエッチング残渣、チタニウム系ドライエッチング残渣、ポリマー系ドライエッチング残渣など)を効率良く除去することができる。
[水性組成物の使用方法:電子デバイスの洗浄/製造方法]
本発明に係る水性組成物は、洗浄用水性組成物(以下、「洗浄液」ともいう)として、ウェットエッチング工程(またはその前後の工程)において、電子デバイス(例えば、半導体素子)に接触させることにより、ドライエッチング残渣を除去することができる。例えば、洗浄液を洗浄用容器に収容し、洗浄対象となる電子デバイスを洗浄液に浸漬することにより、ドライエッチング残渣を除去し、電子デバイスを洗浄することができる。または、枚葉洗浄方式で電子デバイスを処理することにより、ドライエッチング残渣を除去し、電子デバイスを洗浄することができる。水性洗浄用組成物は、ドライエッチング残渣除去液(洗浄液)のほか、エッチング液としても好適に用いられる。また、化学機械研磨(CMP)の工程の後に電子デバイスを洗浄する洗浄液として、水性組成物を用いることもできる。
このように、本発明に係る水性組成物は、電子デバイスを洗浄する工程を有する洗浄方法、及び、そのような工程を含む電子デバイスの製造方法において好適に用いられ得る。
本発明の洗浄液を使用する温度は、通常10~80℃、好ましくは15~70℃、さらに好ましくは20℃~65℃、特に好ましくは20℃~60℃である。温度は、洗浄の条件や使用される電子デバイス(例えば、半導体素子)により適宜選択することができる。
本発明の洗浄液を使用する時間は、通常0.2~60分である。時間は、洗浄の条件や使用される電子デバイス(例えば、半導体素子)により適宜選択することができる。本発明の洗浄液を使用した後のリンス液としては、有機溶剤や水、炭酸水、アンモニア水が使用できる。
本発明に係る水性組成物は、洗浄用水性組成物(以下、「洗浄液」ともいう)として、ウェットエッチング工程(またはその前後の工程)において、電子デバイス(例えば、半導体素子)に接触させることにより、ドライエッチング残渣を除去することができる。例えば、洗浄液を洗浄用容器に収容し、洗浄対象となる電子デバイスを洗浄液に浸漬することにより、ドライエッチング残渣を除去し、電子デバイスを洗浄することができる。または、枚葉洗浄方式で電子デバイスを処理することにより、ドライエッチング残渣を除去し、電子デバイスを洗浄することができる。水性洗浄用組成物は、ドライエッチング残渣除去液(洗浄液)のほか、エッチング液としても好適に用いられる。また、化学機械研磨(CMP)の工程の後に電子デバイスを洗浄する洗浄液として、水性組成物を用いることもできる。
このように、本発明に係る水性組成物は、電子デバイスを洗浄する工程を有する洗浄方法、及び、そのような工程を含む電子デバイスの製造方法において好適に用いられ得る。
本発明の洗浄液を使用する温度は、通常10~80℃、好ましくは15~70℃、さらに好ましくは20℃~65℃、特に好ましくは20℃~60℃である。温度は、洗浄の条件や使用される電子デバイス(例えば、半導体素子)により適宜選択することができる。
本発明の洗浄液を使用する時間は、通常0.2~60分である。時間は、洗浄の条件や使用される電子デバイス(例えば、半導体素子)により適宜選択することができる。本発明の洗浄液を使用した後のリンス液としては、有機溶剤や水、炭酸水、アンモニア水が使用できる。
[洗浄/製造対象となる電子デバイス]
本発明が好適に使用できる洗浄対象、及び、製造対象としての電子デバイスは、例えば、半導体素子および表示素子であり、通常、ドライエッチング工程後の中間製品が洗浄の対象となる。半導体素子および表示素子は、シリコン、非晶質シリコン、ポリシリコン、ガラスなどの基板材料、酸化シリコン、窒化シリコン、炭化シリコン及びこれらの誘導体などの絶縁材料、コバルト、コバルト合金、タングステン、チタン-タングステンなどの材料、ガリウム-砒素、ガリウム-リン、インジウム-リン、インジウム-ガリウム-砒素、インジウム-アルミニウム-砒素などの化合物半導体及びクロム酸化物などの酸化物半導体である。本発明の洗浄対象としての電子デバイスとして、特に好ましくは、コバルト又はコバルト合金配線材料、ジルコニア系ハードマスク、窒化シリコン(SiN)、低誘電率層間絶縁膜(例えばテトラエトキシシリケート膜)を使用している素子が挙げられる。
本発明が好適に使用できる洗浄対象、及び、製造対象としての電子デバイスは、例えば、半導体素子および表示素子であり、通常、ドライエッチング工程後の中間製品が洗浄の対象となる。半導体素子および表示素子は、シリコン、非晶質シリコン、ポリシリコン、ガラスなどの基板材料、酸化シリコン、窒化シリコン、炭化シリコン及びこれらの誘導体などの絶縁材料、コバルト、コバルト合金、タングステン、チタン-タングステンなどの材料、ガリウム-砒素、ガリウム-リン、インジウム-リン、インジウム-ガリウム-砒素、インジウム-アルミニウム-砒素などの化合物半導体及びクロム酸化物などの酸化物半導体である。本発明の洗浄対象としての電子デバイスとして、特に好ましくは、コバルト又はコバルト合金配線材料、ジルコニア系ハードマスク、窒化シリコン(SiN)、低誘電率層間絶縁膜(例えばテトラエトキシシリケート膜)を使用している素子が挙げられる。
本発明で対象となるドライエッチング残渣は、例えば、ジルコニア系のハードマスクをマスクとし、ドライエッチングにより低誘電率層間絶縁膜にビアやトレンチを形成する際に生じたものである。ドライエッチング残渣の一部はエッチングガスとジルコニア系ハードマスクが接触することで生じる。したがって、この場合、対象のドライエッチング残渣はジルコニウムを含む。
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明の効果を奏する限りにおいて実施形態を適宜変更することができる。
尚、特に指定しない限り、%は質量%を意味する。
尚、特に指定しない限り、%は質量%を意味する。
[評価用ウェハ]
<評価ウェハA>:ドライエッチング残渣の除去状態の評価用
下層から、窒化シリコン、層間絶縁膜、窒化シリコン、ジルコニア、フォトレジストを製膜し、次いでフォトレジストをパターニングした。
フォトレジストをマスクとしてハードマスクの所定の箇所をドライエッチングで除去し、酸素プラズマによるアッシングでフォトレジストを除去した。さらにハードマスクをマスクとして、ドライエッチングにより窒化シリコン、層間絶縁膜にビアを形成した。
<評価ウェハA>:ドライエッチング残渣の除去状態の評価用
下層から、窒化シリコン、層間絶縁膜、窒化シリコン、ジルコニア、フォトレジストを製膜し、次いでフォトレジストをパターニングした。
フォトレジストをマスクとしてハードマスクの所定の箇所をドライエッチングで除去し、酸素プラズマによるアッシングでフォトレジストを除去した。さらにハードマスクをマスクとして、ドライエッチングにより窒化シリコン、層間絶縁膜にビアを形成した。
<膜付きウェハ>:窒化シリコン、低誘電率層間絶縁膜及びコバルトのダメージ評価用
窒化シリコン、低誘電率層間絶縁膜及びコバルトのそれぞれの材質が製膜された膜付きウェハを用いた。低誘電率層間絶縁膜としては、低誘電率層間絶縁膜の1種であるTEOS(テトラエトキシシリケート)を製膜した。
それぞれ以下のように製膜を行った。
(1)窒化シリコン(SiN):プラズマ化学気相成長法にて、1000Åの厚みでSiに製膜。
(2)TEOS:化学気相成長法にて、1000Åの厚みでSiに製膜。
(3)コバルト:物理気相成長法にて製膜し、2000Åの厚みでSiに製膜。
窒化シリコン、低誘電率層間絶縁膜及びコバルトのそれぞれの材質が製膜された膜付きウェハを用いた。低誘電率層間絶縁膜としては、低誘電率層間絶縁膜の1種であるTEOS(テトラエトキシシリケート)を製膜した。
それぞれ以下のように製膜を行った。
(1)窒化シリコン(SiN):プラズマ化学気相成長法にて、1000Åの厚みでSiに製膜。
(2)TEOS:化学気相成長法にて、1000Åの厚みでSiに製膜。
(3)コバルト:物理気相成長法にて製膜し、2000Åの厚みでSiに製膜。
[評価方法]
<ドライエッチング残渣の除去状態>
各種水性組成物(洗浄液)で処理した後の評価ウェハAについてSEM観察を行った。
測定機器;株式会社日立ハイテクノロジーズ社製、超高分解能電界放出形走査電子顕微鏡SU9000(倍率10万倍)
判定方法:
E:ドライエッチング残渣が完全に除去された。
G:ドライエッチング残渣が概ね完全に除去された。
N:ドライエッチング残渣の除去が僅かに不十分であった。
P:ドライエッチング残渣の除去が不十分であった。
E、G判定を合格とした。
<ドライエッチング残渣の除去状態>
各種水性組成物(洗浄液)で処理した後の評価ウェハAについてSEM観察を行った。
測定機器;株式会社日立ハイテクノロジーズ社製、超高分解能電界放出形走査電子顕微鏡SU9000(倍率10万倍)
判定方法:
E:ドライエッチング残渣が完全に除去された。
G:ドライエッチング残渣が概ね完全に除去された。
N:ドライエッチング残渣の除去が僅かに不十分であった。
P:ドライエッチング残渣の除去が不十分であった。
E、G判定を合格とした。
<膜厚>
膜付きウェハの膜厚は、エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社製 蛍光X線装置SEA1200VX(膜厚測定装置A)、あるいはn&kテクノロジー社製光学式膜厚計n&k1280(膜厚測定装置B)を用いて測定した。コバルト膜付きウェハは膜厚測定装置Aを、窒化シリコン膜付きウェハ、TEOS膜付きウェハは膜厚測定装置Bを用いて膜厚を測定した。
膜付きウェハの膜厚は、エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社製 蛍光X線装置SEA1200VX(膜厚測定装置A)、あるいはn&kテクノロジー社製光学式膜厚計n&k1280(膜厚測定装置B)を用いて測定した。コバルト膜付きウェハは膜厚測定装置Aを、窒化シリコン膜付きウェハ、TEOS膜付きウェハは膜厚測定装置Bを用いて膜厚を測定した。
<E.R.(エッチングレート)>
それぞれの膜付きウェハを洗浄液で処理し、処理前後の膜厚差を処理時間で除することでE.R.を算出した。
窒化シリコンは2Å/min以下、TEOSは5Å/min以下、そしてコバルトはE.R.が5Å/min以下の場合を合格とした。
それぞれの膜付きウェハを洗浄液で処理し、処理前後の膜厚差を処理時間で除することでE.R.を算出した。
窒化シリコンは2Å/min以下、TEOSは5Å/min以下、そしてコバルトはE.R.が5Å/min以下の場合を合格とした。
<pH値の測定>
各実施例、及び、比較例の水性組成物のpH値は、25℃にて、pHメーター(株式会社堀場製作所製pHメーターF-52)を使用して測定した。
各実施例、及び、比較例の水性組成物のpH値は、25℃にて、pHメーター(株式会社堀場製作所製pHメーターF-52)を使用して測定した。
[実施例1~14及び比較例1~11]
試験には、評価ウェハAおよび窒化シリコン膜付きウェハ、TEOS膜付きウェハ、コバルト膜付きウェハを使用した。表1に記した水性組成物(洗浄液)に、表1に記した処理温度で浸漬し、その後、超純水によるリンス、乾燥窒素ガス噴射による乾燥を行った。
評価ウェハAに関しては、全て3分間浸漬処理を行い、処理後のウェハをSEMで観察した。
窒化シリコン膜付きウェハ、TEOS膜付きウェハ、コバルト膜付きウェハは30分間浸漬処理を行い、処理前後の膜厚からE.R.を算出した。
実施例1~14においては、窒化シリコン(SiN)、TEOS、コバルトのダメージを防ぎながら、ドライエッチング残渣を完全に除去していることがわかる。
一方、表2の比較例1~11においては、コバルトのダメージを抑制できていない場合や、ドライエッチング残渣を除去できていない場合、窒化シリコン、TEOSのダメージを十分に防ぎながらドライエッチング残渣を除去できていない場合があることがわかる。
試験には、評価ウェハAおよび窒化シリコン膜付きウェハ、TEOS膜付きウェハ、コバルト膜付きウェハを使用した。表1に記した水性組成物(洗浄液)に、表1に記した処理温度で浸漬し、その後、超純水によるリンス、乾燥窒素ガス噴射による乾燥を行った。
評価ウェハAに関しては、全て3分間浸漬処理を行い、処理後のウェハをSEMで観察した。
窒化シリコン膜付きウェハ、TEOS膜付きウェハ、コバルト膜付きウェハは30分間浸漬処理を行い、処理前後の膜厚からE.R.を算出した。
実施例1~14においては、窒化シリコン(SiN)、TEOS、コバルトのダメージを防ぎながら、ドライエッチング残渣を完全に除去していることがわかる。
一方、表2の比較例1~11においては、コバルトのダメージを抑制できていない場合や、ドライエッチング残渣を除去できていない場合、窒化シリコン、TEOSのダメージを十分に防ぎながらドライエッチング残渣を除去できていない場合があることがわかる。
本発明の好ましい態様に係る水性組成物は、コバルト又はコバルト合金などの配線金属材料、窒化シリコン、層間絶縁膜などを防食しつつ、ドライエッチング残渣を効率良く除去することができる。
本発明の好ましい態様に係るエッチング液、洗浄液、及び、洗浄方法によれば、コバルト又はコバルト合金などの配線金属材料、窒化シリコン、層間絶縁膜などに対する防食効果やドライエッチング残渣除去性が良好であるため、半導体素子などの電子デバイスの製造工程において、高精度、高品質の電子デバイスを歩留まりよく製造することができる。
本発明の好ましい態様に係るエッチング液、洗浄液、及び、洗浄方法によれば、コバルト又はコバルト合金などの配線金属材料、窒化シリコン、層間絶縁膜などに対する防食効果やドライエッチング残渣除去性が良好であるため、半導体素子などの電子デバイスの製造工程において、高精度、高品質の電子デバイスを歩留まりよく製造することができる。
1.ジルコニア系ドライエッチング残渣
2.ジルコニア系ハードマスク
3.コバルト又はコバルト合金
4.アルミナ
5.低誘電率層間絶縁膜
6.窒化シリコン(SiN)
2.ジルコニア系ハードマスク
3.コバルト又はコバルト合金
4.アルミナ
5.低誘電率層間絶縁膜
6.窒化シリコン(SiN)
Claims (12)
- (A)テトラフルオロホウ酸、ヘキサフルオロケイ酸、ヘキサフルオロアルミン酸、ヘキサフルオロチタン酸、及びそれらの塩から選ばれる1種以上のフッ素含有化合物を、組成物全量基準で0.001~20質量%;及び
(B)C4-13アルキルホスホン酸、C4-13アルキルホスホン酸エステル、C4-13アルキルりん酸、及びそれらの塩から選ばれる1種以上の化合物を、組成物全量基準で0.0001~10質量%
含む、水性組成物。 - pHが0~7の範囲にある、請求項1に記載の組成物。
- さらに、フッ化水素(HF)を含む、請求項1又は2に記載の組成物。
- 前記(A)成分が、ヘキサフルオロケイ酸又はその塩である、請求項3に記載の組成物。
- 前記水性組成物が、
前記アルキルホスホン酸としての、n-ブチルホスホン酸、n-ペンチルホスホン酸、n-ヘキシルホスホン酸、n-ヘプチルホスホン酸、n-オクチルホスホン酸、n-ノニルホスホン酸、n-デシルホスホン酸、n-ウンデシルホスホン酸、n-ドデシルホスホン酸、n-トリデシルホスホン酸、又はそれらの混合物、
前記アルキルホスホン酸エステルとしての、n-ブチルホスホン酸エステル、n-ペンチルホスホン酸エステル、n-ヘキシルホスホン酸エステル、n-ヘプチルホスホン酸エステル、n-オクチルホスホン酸エステル、n-ノニルホスホン酸エステル、n-デシルホスホン酸エステル、n-ウンデシルホスホン酸エステル、n-ドデシルホスホン酸エステル、n-トリデシルホスホン酸エステル、又はそれらの混合物、並びに、
前記アルキルホスホン酸及び前記アルキルホスホン酸エステルの塩、
から選択される少なくともいずれかを含む、請求項1~4のいずれかに記載の組成物。 - 前記水性組成物が、
前記アルキルりん酸としての、n-ブチルりん酸、n-ペンチルりん酸、n-ヘキシルりん酸、n-ヘプチルりん酸、n-オクチルりん酸、n-ノニルりん酸、n-デシルりん酸、n-ウンデシルりん酸、n-ドデシルりん酸、n-トリデシルりん酸、りん酸2-エチルヘキシル、りん酸イソデシル、又はそれらの混合物、並びに、
前記アルキルりん酸の塩
から選択される少なくともいずれかを含む、請求項1~4のいずれかに記載の組成物。 - 前記アルキルホスホン酸、前記アルキルホスホン酸エステル、及び、前記アルキルりん酸において、アルキル鎖の数が2以下である、請求項1~6のいずれかに記載の組成物。
- 前記アルキルホスホン酸、前記アルキルホスホン酸エステル、及び、前記アルキルりん酸において、アルキル鎖の数が1である、請求項1~7のいずれかに記載の組成物。
- 請求項1~8のいずれかに記載の組成物を電子デバイスに接触させる工程を含む、電子デバイスの洗浄方法。
- 請求項1~8のいずれかに記載の組成物を電子デバイスに接触させる工程を含む、電子デバイスの製造方法。
- 請求項1~8のいずれかに記載の組成物を含む、エッチング液。
- 請求項1~8のいずれかに記載の組成物を含む、洗浄液。
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018086441 | 2018-04-27 | ||
JP2018086441 | 2018-04-27 | ||
JP2020515554A JPWO2019208685A1 (ja) | 2018-04-27 | 2019-04-25 | 水性組成物及びこれを用いた洗浄方法 |
PCT/JP2019/017587 WO2019208685A1 (ja) | 2018-04-27 | 2019-04-25 | 水性組成物及びこれを用いた洗浄方法 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020515554A Division JPWO2019208685A1 (ja) | 2018-04-27 | 2019-04-25 | 水性組成物及びこれを用いた洗浄方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2023171815A true JP2023171815A (ja) | 2023-12-05 |
Family
ID=68295445
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020515554A Pending JPWO2019208685A1 (ja) | 2018-04-27 | 2019-04-25 | 水性組成物及びこれを用いた洗浄方法 |
JP2023152184A Pending JP2023171815A (ja) | 2018-04-27 | 2023-09-20 | 水性組成物及びこれを用いた洗浄方法 |
Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020515554A Pending JPWO2019208685A1 (ja) | 2018-04-27 | 2019-04-25 | 水性組成物及びこれを用いた洗浄方法 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11613720B2 (ja) |
EP (1) | EP3787008B1 (ja) |
JP (2) | JPWO2019208685A1 (ja) |
KR (1) | KR20210003744A (ja) |
CN (1) | CN112005346A (ja) |
TW (1) | TW201945531A (ja) |
WO (1) | WO2019208685A1 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019026677A1 (ja) * | 2017-07-31 | 2019-02-07 | 三菱瓦斯化学株式会社 | コバルト、アルミナ、層間絶縁膜、窒化シリコンのダメージを抑制した組成液及びこれを用いた洗浄方法 |
EP3787010B1 (en) * | 2018-04-27 | 2024-04-10 | Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. | Aqueous cleaning composition and cleaning method using same |
KR20230129242A (ko) * | 2020-12-29 | 2023-09-07 | 엔테그리스, 아이엔씨. | 금속 산화물 하드 마스크의 선택적 제거 |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1628336B1 (en) | 2004-08-18 | 2012-01-04 | Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. | Cleaning liquid and cleaning method |
JP4810928B2 (ja) | 2004-08-18 | 2011-11-09 | 三菱瓦斯化学株式会社 | 洗浄液および洗浄法。 |
US9058975B2 (en) * | 2006-06-09 | 2015-06-16 | Lam Research Corporation | Cleaning solution formulations for substrates |
US9063431B2 (en) | 2010-07-16 | 2015-06-23 | Advanced Technology Materials, Inc. | Aqueous cleaner for the removal of post-etch residues |
US20150075570A1 (en) * | 2012-03-12 | 2015-03-19 | Entegris, Inc. | Methods for the selective removal of ashed spin-on glass |
EP3004287B1 (en) * | 2013-06-06 | 2021-08-18 | Entegris, Inc. | Compositions and methods for selectively etching titanium nitride |
TWI636131B (zh) | 2014-05-20 | 2018-09-21 | 日商Jsr股份有限公司 | 清洗用組成物及清洗方法 |
CN107004575A (zh) * | 2014-06-04 | 2017-08-01 | 恩特格里斯公司 | 具有金属、电介质及氮化物兼容性的抗反射涂层清洗及蚀刻后残留物去除组成物 |
JP6713044B2 (ja) | 2016-06-02 | 2020-06-24 | 富士フイルム株式会社 | 処理液、基板の洗浄方法及びレジストの除去方法 |
KR102394104B1 (ko) | 2016-09-28 | 2022-05-04 | 가부시키가이샤 후지미인코퍼레이티드 | 표면 처리 조성물 |
JPWO2018061670A1 (ja) | 2016-09-29 | 2019-06-24 | 富士フイルム株式会社 | 処理液、および積層体の処理方法 |
-
2019
- 2019-04-25 CN CN201980027331.5A patent/CN112005346A/zh active Pending
- 2019-04-25 US US17/049,828 patent/US11613720B2/en active Active
- 2019-04-25 TW TW108114405A patent/TW201945531A/zh unknown
- 2019-04-25 EP EP19793549.7A patent/EP3787008B1/en active Active
- 2019-04-25 JP JP2020515554A patent/JPWO2019208685A1/ja active Pending
- 2019-04-25 WO PCT/JP2019/017587 patent/WO2019208685A1/ja active Application Filing
- 2019-04-25 KR KR1020207029827A patent/KR20210003744A/ko not_active Application Discontinuation
-
2023
- 2023-09-20 JP JP2023152184A patent/JP2023171815A/ja active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20210003744A (ko) | 2021-01-12 |
TW201945531A (zh) | 2019-12-01 |
EP3787008B1 (en) | 2024-04-10 |
CN112005346A (zh) | 2020-11-27 |
US20210047593A1 (en) | 2021-02-18 |
WO2019208685A1 (ja) | 2019-10-31 |
JPWO2019208685A1 (ja) | 2021-05-27 |
EP3787008A4 (en) | 2021-06-09 |
US11613720B2 (en) | 2023-03-28 |
EP3787008A1 (en) | 2021-03-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2023171815A (ja) | 水性組成物及びこれを用いた洗浄方法 | |
KR102405637B1 (ko) | 텅스텐을 포함하는 재료의 데미지를 억제한 반도체 소자의 세정액, 및 이것을 이용한 반도체 소자의 세정방법 | |
KR102405631B1 (ko) | 탄탈을 포함하는 재료의 데미지를 억제한 반도체소자의 세정액, 및 이를 이용한 세정방법 | |
JP2023171814A (ja) | 水性組成物及びこれを用いた洗浄方法 | |
JP7331842B2 (ja) | 水性組成物及びこれを用いた洗浄方法 | |
KR20190073471A (ko) | 에칭 후 잔류물을 제거하기 위한 세정 조성물 | |
JP7294315B2 (ja) | アルミナのダメージを抑制した組成物及びこれを用いた半導体基板の製造方法 | |
JPWO2019026677A1 (ja) | コバルト、アルミナ、層間絶縁膜、窒化シリコンのダメージを抑制した組成液及びこれを用いた洗浄方法 | |
JP7180667B2 (ja) | アルミナの保護液、保護方法及びこれを用いたアルミナ層を有する半導体基板の製造方法 | |
KR102026484B1 (ko) | 알루미늄 에칭후 잔류물 제거 및 동시 표면 부동태화 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230926 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20230926 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20231002 |