JPWO2011040423A1 - 金属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金属微細構造体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
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金属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金属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、炭素数16のアルキル基がヘキサデシル基、炭素数18のアルキル基がオクダデシル基である[1]記載の金属微細構造体のパターン倒壊抑制用処理液。
[3]さらに水を含む[1]又は[2]に記載の金属微細構造体のパターン倒壊抑制用処理液。
[4]炭素数12、14若しくは16のアルキル基を有するイミダゾリウムハライド、炭素数14若しくは16のアルキル基を有するピリジニウムハライド、炭素数14、16若しくは18のアルキル基を有するアンモニウムハライド、炭素数12、14若しくは16のアルキル基を有するベタイン化合物、炭素数14、16若しくは18のアルキル基を有するアミンオキシド化合物の中から選ばれた化合物の含有量が10ppm〜10%である[1]〜[3]のいずれかに記載の金属微細構造体のパターン倒壊抑制用処理液。
[5]金属微細構造体のパターンが、タングステンを用いてなるものである[1]〜[4]のいずれかに記載の金属微細構造体のパターン倒壊抑制用処理液。
[6]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、[1]〜[5]のいずれかに記載の処理液を用いることを特徴とする金属微細構造体の製造方法。
[7]金属微細構造体のパターンが、タングステンを用いてなるものである[6]に記載の金属微細構造体の製造方法。
[8]金属微細構造体が、半導体装置又はマイクロマシンである[6]又は[7]に記載の金属微細構造体の製造方法。
C14、C16、C18のアルキル基を有するアミンオキシド化合物としては、ジメチルテトラデシルアミンオキシド、ジメチルヘキサデシルアミンオキシド、ジメチルオクタデシルアミンオキシドが好ましい。
C14、C16のアルキル基を有するピリジニウムハライドとしては、C16のアルキル基を有するピリジニウムハライドが好ましい。
C14、C16、C18のアルキル基を有するアンモニウムハライドとしては、C16、C18のアルキル基を有するアンモニウムハライドが好ましく、C18のアルキル基を有するアンモニウムハライドがより好ましい。
C14、C16、C18のアルキル基を有するアミンオキシド化合物としては、C16、C18のアルキル基を有するアミンオキシド化合物が好ましく、C18のアルキル基を有するアミンオキシド化合物がより好ましい。
前述化合物の含有量が上記範囲内であれば、これらの化合物の効果が十分得られるが、取り扱いやすさや経済性や泡立ちを考慮して、より低濃度の5%以下で用いることが好ましく、より好ましくは10〜2000ppmであり、さらに好ましくは10〜1000ppmである。また、これらの化合物の水に対する溶解性が十分ではなく相分離するような場合、アルコール等の有機溶剤を加えてもよいし、酸、アルカリを加えて溶解性を補ってもよい。また相分離せず単に白濁した場合でも、その処理液の効果を害しない範囲で用いても良いし、その処理液が均一となるように撹拌を伴って使用してもよい。また、処理液の白濁を避けるために、上記と同様にアルコール等の有機溶剤や酸、アルカリを加えてから用いてもよい。
なお、金属微細構造体は、SiO2(シリコン酸化膜)やTEOS(テトラエトキシオルソシラン酸化膜)等の絶縁膜種の上にパターニングされる場合や、金属微細構造の一部に絶縁膜種が含まれる場合がある。
本発明の金属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、好ましくは金属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、噴霧等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、金属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10〜60℃が好ましく、より好ましくは15〜50℃、さらに好ましくは20〜40℃、特に好ましくは25〜40℃である。また、金属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、金属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、パターンが隣のパターンに接触するような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、金属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)に示す円−リング状開口部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、金属107としてタングステンを充填・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上の余分な金属(タングステン)107を除去し、図−1(f)に示す酸化珪素102中に金属(タングステン)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0.5%フッ酸水溶液により溶解除去(25℃、1分浸漬処理)した後、純水リンス、処理液1〜18(30℃、10分浸漬処理)、及び純水リンスの順で接液処理し、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処理液、処理方法及び倒壊抑制率の結果を第3表に示す。
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第3表に示す。
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の代わりに第3表に示す比較液1〜13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2〜14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第3表に示す。
*2:「サーフロンS−111(商品名)」;AGCセイミケミカル(株)製,0.01%水
*3:「サーフィノール420(商品名)」;日信化学工業株式会社製,0.01%水
*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
*5:「カチオーゲンTML(商品名)」;第一工業製薬株式会社製,0.01%水
*6:「エパン420(商品名)」;第一工業製薬株式会社製,0.01%水
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.金属(タングステン)
108.金属(タングステン)の円筒
Claims (8)
- 炭素数12、14若しくは16のアルキル基を有するイミダゾリウムハライド、炭素数14若しくは16のアルキル基を有するピリジニウムハライド、炭素数14、16若しくは18のアルキル基を有するアンモニウムハライド、炭素数12、14若しくは16のアルキル基を有するベタイン化合物、炭素数14、16若しくは18のアルキル基を有するアミンオキシド化合物の中から選ばれる少なくとも一種を含む金属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、炭素数14のアルキル基がテトラデシル基、炭素数16のアルキル基がヘキサデシル基、炭素数18のアルキル基がオクダデシル基である請求項1記載の金属微細構造体のパターン倒壊抑制用処理液。
- さらに水を含む請求項1又は2に記載の金属微細構造体のパターン倒壊抑制用処理液。
- 炭素数12、14若しくは16のアルキル基を有するイミダゾリウムハライド、炭素数14若しくは16のアルキル基を有するピリジニウムハライド、炭素数14、16若しくは18のアルキル基を有するアンモニウムハライド、炭素数12、14若しくは16のアルキル基を有するベタイン化合物、炭素数14、16若しくは18のアルキル基を有するアミンオキシド化合物の中から選ばれた化合物の含有量が10ppm〜10%である請求項1〜3のいずれかに記載の金属微細構造体のパターン倒壊抑制用処理液。
- 金属微細構造体のパターンが、タングステンを用いてなるものである請求項1〜4のいずれかに記載の金属微細構造体のパターン倒壊抑制用処理液。
- 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、請求項1〜5のいずれかに記載の処理液を用いることを特徴とする金属微細構造体の製造方法。
- 金属微細構造体のパターンが、タングステンを用いてなるものである請求項6に記載の金属微細構造体の製造方法。
- 金属微細構造体が、半導体装置又はマイクロマシンである請求項6又は7に記載の金属微細構造体の製造方法。
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