JP5741590B2 - 微細構造体のパターン倒壊抑制用処理液及びこれを用いた微細構造体の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、このような状況下になされたもので、半導体装置やマイクロマシンといったポリシリコンからなる微細構造体のパターン倒壊を抑制しうる処理液及びこれを用いた微細構造体の製造方法を提供することを目的とするものである。
本発明は、かかる知見に基づいて完成したものである。すなわち、本発明の要旨は下記のとおりである。
2.炭素数12のアルキル基がドデシル基、炭素数14のアルキル基がテトラデシル基および炭素数16のアルキル基がヘキサデシル基である第1項記載のパターン倒壊抑制用処理液。
3.炭素数12、炭素数14または炭素数16のアルキル基を有するピリジニウムハライドが、ドデシルピリジニウムクロリド、テトラデシルピリジニウムクロリド、ヘキサデシルピリジニウムクロリド、1−ドデシル−4−メチルピリジニウムクロリド、1−テトラデシル−4−メチルピリジニウムクロリド、および1−ヘキサデシル−4−メチルピリジニウムクロリドから選ばれる一つである第1項記載のパターン倒壊抑制用処理液。
4.炭素数12、炭素数14または炭素数16のアルキル基を有するピリジニウムハライドの含有量が10ppm〜10%である請求項1に記載のパターン倒壊抑制用処理液。
5.ウェットエッチングまたはドライエッチングの後の洗浄工程において、炭素数12、炭素数14および炭素数16から選ばれる少なくとも一種のアルキル基を有するピリジニウムハライドと水を含むパターン倒壊抑制用処理液を用いることを特徴とするポリシリコンからなる微細構造体の製造方法。
6.微細構造体が、半導体装置又はマイクロマシンである第5項に記載の微細構造体の製造方法。
本発明の処理液(パターン倒壊抑制用処理液)は、ポリシリコンからなる微細構造体のパターン倒壊抑制に用いられ、炭素数12、炭素数14、炭素数16のアルキル基を有するピリジニウムハライドの中から少なくとも一つを含むものである。
ここで、「ポリシリコンからなる微細構造体」とは、処理液により処理される部分がポリシリコンからなる微細構造体をいう。
また、実用性を考慮すると、ハライドとしては塩素であることが好ましい。
なお、微細構造体は、TEOS(テトラエトキシオルソシラン酸化膜)やSiOC系低誘電率膜(Applied Materials社製Black Diamond2(商品名)、ASM International社製Aurora2.7やAurora2.4(商品名))などの絶縁膜種の上にパターニングされる場合や、微細構造の一部に絶縁膜種が含まれる場合がある。
本発明のポリシリコンからなる微細構造体の製造方法は、ウェットエッチング又はドライエッチングの後の洗浄工程において、上記した本発明のパターン倒壊抑制用処理液を用いることを特徴とするものである。より具体的には、該洗浄工程において、好ましくは微細構造体のパターンと本発明の処理液とを浸漬、スプレー吐出、噴霧などにより接触させた後、水で該処理液を置換してから乾燥させる。ここで微細構造体のパターンと本発明の処理液とを浸漬により接触させる場合、浸漬時間は10秒〜30分が好ましく、より好ましくは15秒〜20分、さらに好ましくは20秒〜15分、特に好ましくは30秒〜10分であり、温度条件は10〜80℃が好ましく、より好ましくは15〜60℃、さらに好ましくは25〜50℃、特に好ましくは25〜40℃である。また、微細構造体のパターンと本発明の処理液との接触の前に、あらかじめ水で洗浄を行ってもよい。このように、微細構造体のパターンと本発明の処理液とを接触させることにより、該パターンの表面上を疎水化することにより、該パターンの倒壊を抑制することが可能となる。
表1に示される配合組成(質量%)に従い、微細構造体のパターン倒壊抑制用処理液を調合した。
図1(a)に示すように、シリコン基板104上に窒化珪素103(厚さ:100nm)及び酸化珪素102(厚さ:1200nm)を成膜した後、フォトレジスト101を形成した後、該フォトレジスト101を露光、現像することにより、図1(b)に示す筒状(煙突状)開口部105(φ125nm、円と円との距離:50nm)を形成し、該フォトレジスト101をマスクとしてドライエッチングにより酸化珪素102に図1(c)に示す円筒状の孔106を、窒化珪素103の層までエッチングして形成した。次いで、フォトレジスト101をアッシングにより除去し、図1(d)に示す酸化珪素102に窒化珪素103の層に達する円筒状孔106が開孔された構造体を得た。得られた構造体の円筒状孔106に、ポリシリコン107を充填・堆積し(図1(e))、化学的機械研磨(ケミカルメカニカルポリッシング;CMP)により、酸化珪素102上の余分なポリシリコン107を除去し、図1(f)に示す酸化珪素102中にポリシリコンの円筒108が埋め込まれた構造体を得た。得られた構造体の酸化珪素102をフッ酸により溶解除去した後、純水、処理液1〜12、及び純水の順で接液処理し、乾燥を行い、図1(g)に示す構造体を得た。
ここで、パターンの倒壊は、「FE−SEM S−5500(型番)」:日立ハイテクノロジーズ社製を用いて観察し、倒壊抑制率は、パターン全本数中の倒壊しなかったパターンの割合を算出して求めた数値であり、該倒壊抑制率が50%以上であれば合格と判断した。各例において使用したパターン倒壊抑制用処理液、処理方法及び倒壊抑制率の結果を表3に示す。
実施例1において、図1(f)に示される構造体の酸化珪素102をフッ酸により溶解除去した後、純水のみで処理した以外は、実施例1と同様にして図−1(g)に示す構造体を得た。得られた構造体のパターンの50%以上は、図−1(h)に示されるような倒壊をおこしていた(倒壊抑制率は50%未満となる。)。比較例1において使用した処理液、処理方法及び倒壊抑制率の結果を表3に示す。
実施例1において、図1(f)に示される構造体の酸化珪素102をフッ酸により溶解除去し純水で処理した後、処理液1の代わりに表2に示す比較液2〜17で処理する以外は、実施例1と同様にして図1(g)に示す構造体を得た。得られた構造体のパターンの50%以上は、図1(h)に示されるような倒壊をおこしていた。各例2〜17において使用した処理液、処理方法及び倒壊抑制率の結果を表3に示す。
*2:「サーフロンS−111(商品名、AGCセイミケミカル(株)製)、比重1.0(20℃)、引火点(タグ密閉式)18℃」;0.01%水溶液
*3:「サーフィノール420(商品名、日信化学工業株式会社製)、エチレンオキサイド含有量20%」;0.01%水溶液
*4:「サーフィノール104(商品名、日信化学工業株式会社製)」;0.01%水溶液
*5:「エパン420(商品名、第一工業製薬株式会社製)、疎水基(ポリオキシプロピレン)平均分子量1200、ポリオキシエチレン含有率20%」;0.01%水
*6〜*13;0.01%水溶液
102.酸化珪素
103.窒化珪素
104.シリコン基板
105.円状開口部
106.円筒状孔
107.ポリシリコン
108.ポリシリコンの円筒
Claims (5)
- ポリシリコンからなる微細構造体のパターン倒壊抑制用処理液であって、炭素数12、および炭素数14から選ばれる少なくとも一種のアルキル基を有するピリジニウムハライドと水からなる微細構造体のパターン倒壊抑制用処理液。
- 炭素数12のアルキル基がドデシル基、および炭素数14のアルキル基がテトラデシル基である請求項1記載のパターン倒壊抑制用処理液。
- 炭素数12、および炭素数14のアルキル基を有するピリジニウムハライドが、ドデシルピリジニウムクロリド、テトラデシルピリジニウムクロリド、1−ドデシル−4−メチルピリジニウムクロリド、および1−テトラデシル−4−メチルピリジニウムクロリド、から選ばれる一つである請求項1記載のパターン倒壊抑制用処理液。
- ウェットエッチングまたはドライエッチングの後の洗浄工程において、炭素数12、および炭素数14から選ばれる少なくとも一種のアルキル基を有するピリジニウムハライドと水からなるパターン倒壊抑制用処理液を用いることを特徴とするポリシリコンからなる微細構造体の製造方法。
- 微細構造体が、半導体装置又はマイクロマシンである請求項4に記載の微細構造体の製造方法。
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