TW201542773A - 蝕刻液、使用其的蝕刻方法及半導體基板製品的製造方法以及金屬防蝕劑 - Google Patents
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Abstract
一種半導體製程用蝕刻液,其是含有具有多個吸附基、重量平均分子量為1000以上的化合物P(P1)的蝕刻液、或含有具有多個吸附基、具有立體排斥部位的化合物P(P2)的蝕刻液。
Description
本發明是有關於一種蝕刻液、使用其的蝕刻方法及半導體基板製品的製造方法以及金屬防蝕劑及金屬防蝕組成物。
積體電路的製造包含多階段的各種加工步驟。於其製造過程中,反覆進行數次各種材料的堆積、微影、蝕刻等。其中,蝕刻成為重要的製程。對特定的材料進行選擇性地蝕刻,關於其他材料必須並不被腐蝕地殘存。根據情況要求以使包含類似金屬種類的該類層、或包含腐蝕性更高的材料的層殘留的形態而僅將規定層除去。半導體基板內的配線或積體電路的尺寸日益變小,並不腐蝕需殘留的構件地正確進行蝕刻的重要性日益變高。
[現有技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]國際公開第2012/125401號說明書
本發明的目的在於提供可一面抑制規定的金屬層的損傷一面進行規定的金屬層的蝕刻的蝕刻液、使用其的蝕刻方法及
半導體基板製品的製造方法、以及金屬防蝕劑及金屬防蝕組成物。
所述的課題可藉由以下手段而解決。
[1]一種蝕刻液,其是半導體製程用蝕刻液,並且其含有具有多個吸附基、且重量平均分子量為1000以上的化合物P。
[2]一種蝕刻液,其是半導體製程用蝕刻液,並且其含有具有多個吸附基、且具有立體排斥部位的化合物P。
[3]如[1]或[2]所述的蝕刻液,其進一步含有金屬溶解成分、pKa為4以下的酸助劑、有機溶劑及水中的至少一種。
[4]如[3]所述的蝕刻液,其中,所述酸助劑是硼酸化合物、磷酸化合物、膦酸化合物、HBF4、HBr、或HCl。
[5]如[3]或[4]所述的蝕刻液,其中,所述有機溶劑是質子性極性有機溶劑。
[6]如[3]至[5]中任一項所述的蝕刻液,其中,所述金屬溶解成分的濃度為0.1質量%以上、20質量%以下。
[7]如[3]至[6]中任一項所述的蝕刻液,其中,所述金屬溶解成分是鹵離子。
[8]如[7]所述的蝕刻液,其中,所述鹵離子是氟離子。
[9]如[1]至[8]中任一項所述的蝕刻液,其中,所述化合物P是下述式(I)所表示的化合物或具有下述式(II)所表示的部分結構的化合物:
(A)n-Pa…(I)
A是吸附基;n是2以上的整數;Pa是重量平均分子量為1000以上的有機化合物的殘基;-(B-Q)m- (II)
B是具有吸附基的重複單元;m是2以上的整數;Q是包含重量平均分子量1000以上的有機化合物殘基的重複單元。
[10]如[1]至[9]中任一項所述的蝕刻液,其應用於半導體基板,所述半導體基板包含含有矽或鍺的矽化物的第三層、及含有矽或鍺以外的金屬種類的第二層。
[11]如[10]所述的蝕刻液,其中,所述第二層是包含鈦的層。
[12]如[1]至[11]中任一項所述的蝕刻液,其應用於包含含有TiAlC的第四層的半導體基板。
[13]一種蝕刻方法,其對半導體基板應用蝕刻液,所述蝕刻液含有具有多個吸附基、且重量平均分子量為1000以上的化合物P或具有多個吸附基、且具有立體排斥部位的化合物P。
[14]如[13]所述的蝕刻方法,其中,所述蝕刻液進一步含有金屬溶解成分、pKa為4以下的酸助劑、有機溶劑及水中的至少一種。
[15]如[13]或[14]所述的蝕刻方法,其應用於半導體基板,所述半導體基板包含含有矽或鍺的矽化物的第三層、及含有矽或鍺以外的金屬種類的第二層。
[16]如[13]至[15]中任一項所述的蝕刻方法,其中,所述第二層是包含鈦的層。
[17]如[13]至[16]中任一項所述的蝕刻方法,其應用於包含含有TiAlC的第四層的半導體基板。
[18]一種半導體基板製品的製造方法,其經由如[13]至[17]中任一項所述的蝕刻方法而製造半導體基板製品。
[19]一種金屬防蝕劑或含有其的金屬防蝕組成物,其包含具有多個吸附基、且重量平均分子量為1000以上的化合物P或具有多個吸附基、且具有立體排斥部位的化合物P。
[20]如[19]所述的金屬防蝕劑或含有其的金屬防蝕組成物,其用於半導體製程用蝕刻液中。
藉由本發明,可一面抑制規定金屬層的損傷一面進行規定金屬層的蝕刻。
本發明的所述及其他特徵及優點可參照適宜隨附的圖式,根據下述的記載而變明瞭。
1‧‧‧金屬層(第二層)
2‧‧‧含矽或鍺層(第一層)
3‧‧‧矽化物層(第三層)
11‧‧‧處理容器(處理槽)
12‧‧‧旋轉台
13‧‧‧噴出口
14‧‧‧合流點
21‧‧‧矽基板
22‧‧‧閘極絕緣膜
23‧‧‧閘極電極
25‧‧‧側壁
26‧‧‧源極電極
26A‧‧‧TiGeSi源極電極部
26B‧‧‧進行了退火的矽化物源極電極
27‧‧‧汲極電極
27A‧‧‧TiSiGe汲極電極部
27B‧‧‧進行了退火的矽化物汲極電極
28‧‧‧Ti膜
80‧‧‧下層半導體層
81‧‧‧第1功函數材料層
82A、82B‧‧‧第2功函數材料層
83A、83B‧‧‧金屬部分
90A、90B‧‧‧置換閘極堆疊
91A、91B‧‧‧金屬半導體合金部分
92A、92B‧‧‧井
93‧‧‧渠溝結構部
94A、94B‧‧‧源極/汲極擴張區域
95A、95B‧‧‧閘極間隔物
96A、96B‧‧‧源極/汲極區域
97A、97B‧‧‧閘極絕緣膜
99‧‧‧平坦化介電質層
A、B‧‧‧液體
fc、fd‧‧‧流路
M‧‧‧旋轉驅動部
r‧‧‧方向
S‧‧‧基板
t‧‧‧移動軌跡線
圖1(a)、圖1(b)及圖1(c)是示意性表示本發明的一實
施形態中的半導體基板的製作步驟例的剖面圖。
圖2(A)、圖2(B)、圖2(C)、圖2(D)及圖2(E)是表示本發明的一實施形態中的金屬氧化物半導體(metal oxide semiconductor,MOS)電晶體的製造例的步驟圖。
圖3是示意性表示本發明的其他實施形態的基板結構的剖面圖。
圖4是表示本發明的較佳實施形態的濕式蝕刻裝置的一部分的裝置構成圖。
圖5是示意性表示噴嘴相對於本發明的一實施形態中的半導體基板的移動軌跡線的平面圖。
首先,關於應用本發明的蝕刻液的蝕刻步驟的較佳實施形態,基於圖1(a)、圖1(b)及圖1(c)~圖3而加以說明。
[蝕刻步驟]
圖1(a)、圖1(b)及圖1(c)是表示蝕刻前後的半導體基板的圖。於本實施形態的製造例中,於含矽或鍺層(第一層)2的上表面配置有金屬層(第二層)1。含矽或鍺層(第一層)應用構成源極電極、汲極電極的SiGe磊晶層。第一層可包含Si,但較佳的是SiGe或Ge磊晶層。
金屬層(第二層)1的構成材料可列舉鈦(Ti)、鈷(Co)、鎳(Ni)、鎳鉑(NiPt)、鉭(Ta)、鈮(Nb)、鎢(W)等金屬種類(單一金屬或複合金屬)。金屬層的形成通常可使用此種金屬膜的
形成中所應用的方法,具體而言可列舉利用化學氣相沈積法(Chemical Vapor Deposition,CVD)的成膜。此時金屬層的厚度並無特別限定,可列舉5nm以上、50nm以下的膜的例子。於本發明中,在金屬層為Ti層的情況下,可充分發揮蝕刻液的除去性能而較佳。
除了所述列舉的金屬原子以外,金屬層亦可包含其他元素。例如亦可存在不可避免地混入的氧或氮。較佳的是將不可避免的雜質的量抑制為例如1ppt~10ppm(質量基準)左右。
於所述步驟(a)中,於含矽或鍺層2的上側形成金屬層1之後,進行退火(燒結),於其界面形成金屬-Si反應膜(第三層:矽化物層)3(步驟(b))。退火若藉由通常在此種元件的製造中所應用的條件即可,例如可列舉於200℃~1000℃下進行處理。此時的矽化物層3的厚度並無特別限定,可列舉成為50nm以下的層的例子,進一步可列舉成為10nm以下的層的例子。下限值並不特別限定,實際上是1nm以上。該矽化物層可應用為低電阻膜,作為將位於其下部的源極電極、汲極電極與配置於其上部的配線電性連接的導電部而發揮功能。因此,若於矽化物層產生缺損或腐蝕,則阻礙其導通,有時會帶來元件誤操作等品質降低。特別是最近基板內部的積體電路結構開始微細化,即使是微小的損傷也會對元件的性能帶來大的影響。因此,期望防止此種缺損或腐蝕。
另外,於本說明書中,廣義上而言,矽化物層是包含於第一
層的含矽或鍺層的概念。因此,在相對於第一層而選擇性除去第二層時,表示不僅是相對於未矽化的含矽或鍺層而將第二層(金屬層)優先除去的態樣,亦包含相對於矽化物層而將第二層(金屬層)優先除去的態樣。在狹義上地將第一層的含矽或鍺層(矽化物層除外)與第三層的矽化物層區別而言時,分別稱為第一層及第三層。
其次,進行所殘存的金屬層1的蝕刻(步驟(b)->步驟(c))。於本實施形態中,此時應用蝕刻液,自金屬層1的上側賦予蝕刻液而與其接觸,藉此將金屬層1除去。關於賦予蝕刻液的形態如後所述。
含矽或鍺層2包含SiGe磊晶層,藉由化學氣相沈積(CVD)法,於具有特定結晶性的矽基板上進行晶體成長而形成。或者亦可藉由電子束磊晶(分子束磊晶(Molecular Beam Epitaxy,MBE))法等,製成以所期望的結晶性而形成的磊晶層。
為了將含矽或鍺層設為P型層,較佳的是摻雜濃度為1×1014cm-3~1×1021cm-3左右的硼(B)。為了設為N型層,較佳的是以1×1014cm-3~1×1021cm-3的濃度而摻雜磷(P)。
在第一層為SiGe磊晶層時,其Ge濃度較佳的是20質量%以上,更佳的是40質量%以上。上限較佳的是100質量%以下,更佳的是90質量%以下。另外,在鍺為100質量%時,由於其退火而伴隨第二層的合金所形成的層包含鍺與第二層的特定金屬元素,並不含矽,但在本說明書中為了方便起見,包含其在內
而稱為鍺矽化物層。
(金屬濃度)
於本發明中,鍺等金屬的濃度是藉由以下測定方法而測定的值。藉由蝕刻化學分析電子能譜儀(Electron Spectroscopy for Chemical Analysis,ESCA)(日本真空(ULVAC-PHI)製造的克安太拉(Quantera))將包含特定金屬的層的基板分析至0nm~30nm的深度方向,將3nm~15nm分析結果中的金屬(Ge等)的濃度的平均值作為該金屬的濃度(質量%)。
經過自對準矽化(salicide)步驟,於所述含矽或鍺層(第一層)與金屬層(第二層)之間形成矽化物層而作為含有矽(Si)或鍺(Ge)及第二層的成分(所述特定金屬種類)的層。該矽化物層廣義上包含於所述第一層中,狹義上區別稱呼時將其稱為「第三層」。其組成並無特別限定,較佳的是含有鍺的鍺矽化物層。於SixGeyMz(M:金屬元素)的式中,若設為x+y+z=1,則較佳的是0.2≦x+y≦0.8,更佳的是0.3≦x+y≦0.7。關於z,較佳的是0.2≦z≦0.8,更佳的是0.3≦z≦0.7。x與y的比率的較佳範圍如所述規定所示。其中,於第三層中亦可包含其他元素。此方面與所述金屬層(第二層)中所述者相同。
於半導體基板中,除了所述矽化物材料以外,有時存在不期望被蝕刻的材料。於本實施形態的蝕刻液中,較佳的是使不期望被蝕刻的材料的腐蝕等為最小限度。不期望被蝕刻的材料(第四層)可列舉選自由Al、SiO2、SiN、SiOC、HfO及TiAlC所構
成的群組的至少一種。特別是TiAlC等的第四層有時應用於閘極電極23(圖2(A)、圖2(B)、圖2(C)、圖2(D)及圖2(E))中,較佳的是可與第一層、第三層的保護分開、或與其同時地進行保護第四層的材料的蝕刻。
(MOS電晶體的加工)
圖2(A)、圖2(B)、圖2(C)、圖2(D)及圖2(E)是表示MOS電晶體的製造例的步驟圖。圖2(A)是MOS電晶體結構的形成步驟、圖2(B)是金屬膜的濺鍍步驟、圖2(C)是第1次退火步驟、圖2(D)是金屬膜的選擇除去步驟、圖2(E)是第2次退火步驟。
如圖所示,經由矽基板21表面所形成的閘極絕緣膜22而形成閘極電極23。於矽基板21的閘極電極23的兩側亦可另外形成外延(extension)區域。於閘極電極23的上側亦可形成防止與Ti層接觸的保護層(未圖示)。另外,形成包含氧化矽膜或氮化矽膜的側壁25,藉由離子注入而形成源極區域26及汲極區域27。
其次,如圖所示那樣,形成Ti膜28,急速地實施退火處理。藉此使Ti膜28中的元素擴散至矽基板中而使其矽化(於本說明書中,亦包含鍺為100質量%時,方便起見將利用退火的合金化稱為矽化)。其結果,源極電極26及汲極電極27的上部被矽化,形成TiGeSi源極電極部26A及TiSiGe汲極電極部27A。此時,視需要如圖2(E)所示那樣進行第2次退火,藉此使電極構件變化為所期望的狀態(進行了退火的矽化物源極電極26B、進行了退
火的矽化物汲極電極27B)。所述第1次與第2次的退火溫度並無特別限定,例如可於300℃~1100℃下進行。
並不參與矽化而殘存的Ti膜28可藉由使用本實施形態的蝕刻液而除去(圖2(C)、圖2(D))。此時,將所圖示者大幅地模式化而進行表示,於經矽化之層(26A、27A)的上部堆積而殘留的Ti膜可有可無。半導體基板或其製品的結構亦簡略化地進行圖示,可解釋為視需要包含必要的構件者。
若列舉構成材料的較佳例,則可例示如下所述的形態。
21 矽基板:Si、SiGe、Ge
22 閘極絕緣膜:HfO2(高介電常數(High-k))
23 閘極電極:Al、W、TiAlC
25 側壁:SiOCN、SiN、SiO2(低介電常數(low-k))
26 源極電極:Si、SiGe、Ge
27 汲極電極:Si、SiGe、Ge
28 金屬層:Ti
未圖示 蓋:TiN
應用本發明的蝕刻方法的半導體基板如上所述,但並不限於該具體例,亦可應用於其他半導體基板中。例如,可列舉在源極及/或排水區域上包含具有矽化物圖案的高介電膜/金屬閘極FinFET的半導體基板。
於所述圖2(A)、圖2(B)、圖2(C)、圖2(D)及圖2(E)的例中,以矽化物層(第一層、第三層)的保護為中心而進行了
說明,但本發明並不解釋為限定於此。例如可與矽化物的保護分開地一面實現TiAlC等第四層的保護,一面實現Ti等第二層的蝕刻。
圖3是示意性表示本發明的其他實施形態的基板結構的剖面圖。90A是位於第1元件區域的第1閘極堆疊。90B是位於第2元件區域的第2閘極堆疊。此處,閘極堆疊含有導電性鉭合金層或TiAlC。若關於第1閘極堆疊而加以說明,則92A為井。94A是第1源極/汲極擴張區域、96A是第1源極/汲極區域、91A是第一金屬半導體合金部分。95A是第1閘極間隔物。97A是第1閘極絕緣膜,81是第1功函數材料層(first work function material layer)、82A是第2功函數材料層(second work function material layer)。83A是成為電極的第1金屬部。93是渠溝結構部,99是平坦化介電質層。80是下層半導體層。
第1閘極堆疊亦是相同的結構,其的91B、92B、94B、95B、96B、97B、82B、83B分別與第1閘極堆疊的91A、92A、94A、95A、96A、97A、82A、83A對應。若列舉兩者的結構上的不同點,則於第1閘極堆疊上存在第1功函數材料層81,但在第2閘極堆疊上亦可不設第1功函數材料層81。
功函數材料層可為p型功函數材料層及n型功函數材料層的任意者。p型功函數材料是指具有位於矽的價帯能級與中間帶隙能級之間的功函數的材料。亦即,於矽的能級中,等價地分離有傳導帶的能級與價帯能階。n型功函數材料是指於矽的傳導帶的能級
與矽的中間帶隙能級之間具有功函數的材料。
功函數材料層的材料較佳的是導電性鉭合金層或TiAlC。導電性鉭合金層可包含選自(i)鉭與鋁的合金、(ii)鉭及碳的合金、(iii)鉭、鋁、及碳的合金的材料。TiAlC是包含鈦、鋁、碳的材料。
(i)TaAl
於鉭與鋁的合金中,鉭的原子濃度可設為10%~99%。鋁的原子濃度可設為1%~90%。
(ii)TaC
於鉭與碳的合金中,鉭的原子濃度可設為20%~80%。碳的原子濃度可設為20%~80%。
(iii)TaAlC
於鉭、鋁、及碳的合金中,鉭的原子濃度可設為15%~80%。鋁的原子濃度可設為1%~60%。碳的原子濃度可設為15%~80%。
於其他的實施形態中,可將功函數材料層設為(iv)實質上由氮化鈦而成的氮化鈦層或(v)鈦與鋁與碳的合金層。
(iv)TiN
於氮化鈦層中,鈦的原子濃度可設為30%~90%。氮的原子濃度可設為10%~70%。
(v)TiAlC
於鈦與鋁與碳的合金層中,鈦的原子濃度可設為15%~45%。鋁的原子濃度可設為5%~40%。碳的原子濃度可設為5%~50%。
所述功函數材料層可藉由原子層堆積(ALD)、物理蒸鍍(PVD)、或化學蒸鍍(CVD)等而形成。功函數材料層較佳的是以覆蓋閘極電極的方式而形成,其膜厚較佳的是100nm以下,更佳的是50nm以下,進一步更佳的是1nm~10nm。
其中,於本發明中,自適宜地表現蝕刻的選擇性的觀點考慮,較佳的是應用採用TiAlC層的基板。
於本實施形態的元件中,閘極介電質層包含含有金屬與氧的高介電常數材料。高介電常數閘極介電體材料可使用公知者。其膜可藉由通常的方法而堆積。例如可列舉化學蒸鍍(CVD)、物理蒸鍍(PVD)、分子束蒸鍍法(MBD)、脈衝雷射蒸鍍(PLD)、液體原料薄霧化學堆積(LSMCD)、原子層堆積(ALD)等。典型的高介電常數介電體材料可列舉HfO2、ZrO2、La2O3、Al2O3、TiO2、SrTiO3、LaAlO3、Y2O3、HfOxNy、ZrOxNy、La2OxNy、Al2OxNy、TiOxNy、SrTiOxNy、LaAlOxNy、Y2OxNy等。x是0.5~3,y是0~2。閘極介電質層的厚度較佳的是0.9nm~6nm,更佳的是1nm~3nm。其中,較佳的是閘極介電質層包含氧化鉿(HfO2)。
其他構件或結構可適宜藉由通常的材料,依照常用方法而形成。關於其詳細,可參照美國公開第2013/0214364號、美國公開第2013/0341631號,引用而併入至本發明中(incorporate by reference)。
藉由本發明的較佳實施形態的蝕刻液,即使是如上所述的功函數材料層(TiAlC)露出的基板,亦可抑制該層的損傷,有
效地將矽化物金屬(Ni、Pt、Ti等)除去。
[蝕刻液]
(化合物P)
本實施形態的半導體製程用蝕刻液含有:具有多個吸附基、重量平均分子量為1000以上的化合物P(P1)、或具有多個吸附基、具有立體排斥部位的化合物P(P2)。具有多個吸附基、重量平均分子量為1000以上的化合物P可並不降低蝕刻液中的金屬溶解成分的性能地抑制所期望的金屬的溶解。基於該功能,有時將該化合物P稱為「金屬防蝕劑」,將含有其的組成物稱為「金屬防蝕組成物」。獲得此種效果的理由尚不確定,但推測如下:在蝕刻液與金屬接觸時,化合物P的吸附基吸附於規定金屬上。由於存在多個該吸附基,因此可使與金屬的密接性提高。另一方面,由於存在重量平均分子量為1000以上的結構或立體排斥部位,因此該些覆蓋規定金屬的表面,妨礙金屬溶解成分的接觸,抑制所期望的金屬的溶解。
化合物P特別是Al的防蝕效果優異。化合物P較佳的是下述式(I)所表示者。其重量平均分子量更佳的是3000以上,特佳的是5000以上。
(A)n-Pa…(I)
A是吸附基。n是2以上的整數。Pa是重量平均分子量為1,000
以上的有機化合物(高分子化合物)的殘基,亦可為立體排斥部位。重量平均分子量如上所述較佳的是5,000以上,更佳的是7,000以上。上限值較佳的是100,000左右,更佳的是1萬以下。若分子量小,則存在金屬溶解的抑制效果變得不充分的傾向;若分子量大,則存在產生蝕刻欠佳的擔憂。
Pa較佳的是下述以P1所定義的高分子化合物的殘基。
化合物P亦較佳的是具有下述式(II)所表示的部分結構的化合物。其重量平均分子量更佳的是3000以上,特佳的是5000以上。
-(B-Q)m- (II)
B是具有吸附基的重複單元。吸附基與所述式(I)同義。m是2以上的整數。Q是包含重量平均分子量為1000以上的有機化合物殘基的重複單元。高分子化合物殘基的結構與式(I)相同。
分子量的定義(1)
於本發明中,關於聚合物的分子量,若無特別說明則是指重量平均分子量,藉由凝膠滲透層析法(Gel Penetration Chromatography,GPC)而測量標準聚苯乙烯換算的重量平均分子量。重量平均分子量的測定是藉由如下方式而進行:將HPC-8220GPC(東曹公司製造)、保護管柱:TSKguardcolumn SuperHZ-L、管柱:TSKgel SuperHZM-M、TSKgel SuperHZ4000、
TSKgel SuperHZ3000、TSKgel SuperHZ2000直接連結,在管柱溫度為40℃下注入10μl試樣濃度為0.1質量%的四氫呋喃溶液,使四氫呋喃以每分鐘0.35ml的流量流動而作為溶析溶劑,藉由RI檢測裝置檢測試樣峰值。使用校準曲線而進行計算,所述校準曲線使用標準聚苯乙烯而製作。
而且,所述化合物中,亦可A為吸附基,n是2以上的整數,P為疏水性基(高分子)。疏水性基較佳的是ClogP為3以上者,更佳的是10以上,較佳的是100以下。吸附基A特佳的是下述取代基A1。
所述式(I)所表示的化合物P更佳的是可較佳地列舉式(1)所表示的高分子化合物。
A1表示具有選自如下基的至少一個基的基:酸基、具有鹼性氮原子的基、脲基、胺基甲酸酯基、具有配位性氧原子的基、苯酚基、烷基、芳基、具有伸烷基氧基鏈的基、醯亞胺基、烷氧基羰基、烷基胺基羰基、羧酸鹽基、磺醯胺基、烷氧基矽烷基、環氧基、異氰酸酯基、羥基、及雜環基。A1較佳的是作為對特定金屬具有吸附能力的基而發揮功能。在同一化合物中存在的A1可
相同亦可不同。
R1表示(m+n)價的連結基,R2表示單鍵或2價的連結基。
m是8以下的正數,n表示1~9,且m+n滿足3~10。
P1表示聚合物鏈。m個P1可相同亦可不同。
在A1中可包含2個以上吸附部位。其實施態樣可列舉經由鏈狀飽和烴基(可為直鏈狀亦可為分支狀,較佳的是碳數為1~10)、環狀飽和烴基(較佳的是碳數為3~10)、芳香族基(較佳的是碳數為5~10,例如伸苯基)等而鍵結有2個以上吸附部位的基。其中,較佳的是經由鏈狀飽和烴基而鍵結2個以上吸附部位的態樣。另外,在吸附部位自身構成1價取代基的情況下,吸附部位自身亦可為A1所表示的1價取代基。
所述「酸基」例如較佳的是羧基、磺酸基、單硫酸酯基、磷酸基、單磷酸酯基、膦酸基、次膦酸基、硼酸基,更佳的是羧基、磺酸基、單硫酸酯基、磷酸基、單磷酸酯基、膦酸基、次膦酸基,特佳的是羧基。
「脲基」例如可列舉-NRNCONRN 2作為較佳例,更佳的是-NRNCONHRN,特佳的是-NHCONHRN。
「胺基甲酸酯基」例如可列舉-NHCOORN、-NRNCOORN、-OCONHRN、-OCONRN 2等作為較佳例,更佳的是-NHCOORN、-OCONHRN等,特佳的是-NHCOORN、-OCONHRN等。此處,RN為下述的定義。
「具有配位性氧原子的基」例如可列舉乙醯丙酮基、冠醚等。
「具有鹼性氮原子的基」例如可列舉胺基(-NH2)、經取代的亞胺基(-NHRN、-NRN 2)、下述式(a1)所表示的胍基、下述式(a2)所表示的脒基等作為較佳例。
式中,RN各自獨立地表示碳數為1~20的烷基、碳數為6~14的芳基、或碳數為7~15的芳烷基。其中較佳的是碳數為1~10的烷基、碳數為6~10的芳基、或碳數為7~11的芳烷基。更佳的是碳數為1~5的烷基、苯基、或苄基。
該些中,更佳的是胺基(-NH2)、經取代的亞胺基(-NHRN、-NRN 2)、式(a1)所表示的胍基、式(a2)所表示的脒基等。
「烷基」可為直鏈狀亦可為分支狀,較佳的是碳數為1~40的烷基,更佳的是碳數為4~30的烷基,進一步更佳的是碳數為10~18的烷基。
「芳基」較佳的是碳數為6~10的芳基。
「具有伸烷基氧基鏈的基」較佳的是末端形成烷氧基或羥基,更佳的是形成碳數為1~20的烷氧基。而且,伸烷基氧基鏈只要具有至少一個伸烷基氧基則並無特別限制,較佳的是碳數為1
~6的伸烷基氧基。伸烷基氧基例如可列舉-(RC)mc-。RC較佳的是碳數為1~3的伸烷基,更佳的是碳數為2或3的伸烷基。mc較佳的是1~6,更佳的是1~3。
「烷氧基羰基」中的烷基部分較佳的是碳數為1~20的烷基。
「烷基胺基羰基」中的烷基部分較佳的是碳數為1~20的烷基。
「羧酸鹽基」可列舉包含羧酸的銨鹽的基等。
作為「磺醯胺基」,與氮原子鍵結的氫原子亦可經烷基(甲基等)、醯基(乙醯基、三氟乙醯基等)等取代。
「雜環基」例如可列舉噻吩基、呋喃基、呫噸基、吡咯基、吡咯啉基、吡咯啶基、二氧雜環戊烷基、吡唑基、吡唑啉基、吡唑啶基、咪唑基、噁唑基、噻唑基、噁二唑基、三唑基、噻二唑基、吡喃基、吡啶基、哌啶基、二噁烷基、嗎啉基、噠嗪基、嘧啶基、哌嗪基、三嗪基、三噻烷基、異吲哚啉基、異吲哚啉酮基、苯并咪唑酮基、苯并噻唑基、琥珀醯亞胺基、鄰苯二甲醯亞胺基、萘二甲醯亞胺基等醯亞胺基、乙內醯脲基、吲哚基、喹啉基、咔唑基、吖啶基、吖啶酮基、蒽醌基作為較佳例。另外,包含蒽醌基的環狀酮亦包含於雜環中。
「醯亞胺基」可列舉琥珀醯亞胺、鄰苯二甲醯亞胺、萘二甲醯亞胺等。
另外,「雜環基」及「醯亞胺基」亦可進一步具有取代基,所述取代基例如可列舉碳數為1~20的烷基、碳數為6~16
的芳基、羥基、胺基、羧基、磺醯胺基、N-磺醯基醯胺基、乙醯氧基等的碳數1~6的醯氧基、甲氧基、乙氧基等的碳數1~20的烷氧基、鹵素原子、甲氧基羰基、乙氧基羰基、環己氧基羰基等的碳數2~7的烷氧基羰基、氰基、碳酸第三丁酯等的碳酸酯基等。
「烷氧基矽烷基」可為單烷氧基矽烷基、二烷氧基矽烷基、三烷氧基矽烷基的任意者,較佳的是三烷氧基矽烷基,例如可列舉三甲氧基矽烷基、三乙氧基矽烷基等。
「環氧基」可列舉經取代或未經取代的氧雜環丙基(環氧乙烷基)。
特別是A1較佳的是具有至少一種pKa為5以上的官能基的1價取代基,更佳的是具有至少一種pKa為5~14的官能基的1價取代基。
此時,所謂「pKa」是化學便覽(II)(改訂第4版、1993年、日本化學會編、丸善股份有限公司)中所記載的定義。
所述pKa為5以上的官能基可列舉具有配位性氧原子的基、具有鹼性氮原子的基、苯酚基、脲基、胺基甲酸酯基、烷基、芳基、烷氧基羰基、烷基胺基羰基、具有伸烷基氧基鏈的基、醯亞胺基、羧酸鹽基、磺醯胺基、羥基、雜環基等。
或者可使用利用ACD/Labs(高級化學發展(Advanced Chemistry Development)公司製造)等而算出的值。
pKa為5以上的官能基具體而言例如可列舉苯酚基(pKa為8~10左右)、烷基(pKa為46~53左右)、芳基(pKa為40~43
左右)、脲基(pKa為12~14左右)、胺基甲酸酯基(pKa為11~13左右)、作為配位性氧原子的-COCH2CO-(pKa為8~10左右)、磺醯胺基(pKa為9~11左右)、羥基(pKa為15~17左右)、雜環基(pKa為12~30左右)等。
於所述中,A1較佳的是具有至少一種選自由如下基所構成的群組的基的1價取代基:酸基、羥基苯基、烷基、芳基、具有伸烷基氧基鏈的基、羥基、脲基、胺基甲酸酯基、磺醯胺基、醯亞胺基及具有配位性氧原子的基。作為A1,其中更佳的是酸基、羥基苯基、或羥基,特佳的是酸基(特別是羧基)。
式(1)中,R2表示單鍵或2價的連結基。n個R2可相同亦可不同。R2所表示的2價的連結基包括包含1個~100個碳原子、0個~10個氮原子、0個~50個氧原子、1個~200個氫原子、及0個~20個硫原子的基,可未經取代亦可進一步具有取代基。
R2較佳的是單鍵、或包含1個~10個碳原子、0個~5個氮原子、0個~10個氧原子、1個~30個氫原子、及0個~5個硫原子的2價的連結基。
R2更佳的是選自由鏈狀飽和烴基(可為直鏈狀亦可為分支狀,較佳的是碳數為1~20)、環狀飽和烴基(較佳的是碳數為3~20)、芳香族基(較佳的是碳數為5~20,例如伸苯基)、硫醚鍵、酯鍵、醯胺鍵、醚鍵、氮原子、及羰基所構成的群組的基、或該些的2個以上組合而成的基,進一步更佳的是選自由鏈狀飽和烴
基、環狀飽和烴基、芳香族基、硫醚鍵、酯鍵、醚鍵、及醯胺鍵所構成的群組的基、或該些的2個以上組合而成的基,特佳的是選自由鏈狀飽和烴基、硫醚鍵、酯鍵、醚鍵、及醯胺鍵所構成的群組的基、或該些的2個以上組合而成的基。
於所述中,R2所表示的2價的連結基具有取代基的情況下,取代基例如可列舉碳數為1~20的烷基、碳數為6~16的芳基、羥基、胺基、羧基、磺醯胺基、N-磺醯基醯胺基、乙醯氧基等碳數1~6的醯氧基、甲氧基、乙氧基等碳數1~6的烷氧基、氯、溴等鹵素原子、甲氧基羰基、乙氧基羰基、環己氧基羰基等碳數2~7的烷氧基羰基、氰基、碳酸第三丁酯等的碳酸酯基等。
式(1)中,R1表示(m+n)價的連結基。m+n滿足3~10。
R1所表示的(m+n)價的連結基包括包含1個~100個碳原子、0個~10個氮原子、0個~50個氧原子、1個~200個氫原子、及0個~20個硫原子的基,可未經取代亦可進一步具有取代基。
R1所表示的(m+n)價的連結基較佳的是下述式的任意者所表示的基。
[化3]
所述式中,L表示3價~6價的基。T表示單鍵或2價的連結基。存在3個~6個的T可相互相同亦可不同。L較佳的是碳原子、芳基連結基(較佳的是碳數為6~22,更佳的是碳數為6~14,特佳的是碳數為6~10)、雜環連結基(較佳的是碳數為2~12,更佳的是碳數為2~6)。T表示伸烷基(較佳的是碳數為1~12,更佳的是碳數為1~6,特佳的是碳數為1~3)、羰基(CO)、氧基(O)、亞胺基(NRN)、硫醚基(S)、或該些組合的基。RN根據所述定義。
以下表示R1所表示的(m+n)價的連結基的具體例[具體例(1)~具體例(17)]。其中,於本發明中,並不限制於該些具體例。
[化4]
所述具體例中,自原料的獲得性、合成的容易性、於各
種溶劑中的溶解性的觀點考慮,最佳的(m+n)價的連結基是所述(1)、(2)、(10)、(11)、(16)、(17)的基。
式(1)中,m表示8以下的正數。m較佳的是0.5~5,更佳的是1~4,特佳的是1~3。n表示1~9。n較佳的是2~8,更佳的是2~7,特佳的是3~6。另外,在m、n伴隨小數的情況下,表示是具有不同的m、n的化合物的混合物。
式(1)中,P1表示聚合物鏈,可視需要等而自公知的聚合物等中而選擇。m個的P1可相同亦可不同。
於聚合物中,為了構成聚合物鏈,較佳的是選自由乙烯基單體的聚合物或共聚物、酯系聚合物、醚系聚合物、胺基甲酸酯系聚合物、醯胺系聚合物、環氧系聚合物、矽酮系聚合物、及該些的改質物、或共聚物[例如包含聚醚/聚胺基甲酸酯共聚物、聚醚/乙烯基單體的聚合物的共聚物等(可為無規共聚物、嵌段共聚物、接枝共聚物的任意者)]所構成的群組的至少一種,更佳的是選自由乙烯基單體的聚合物或共聚物、酯系聚合物、醚系聚合物、胺基甲酸酯系聚合物、及該些的改質物或共聚物所構成的群組的至少一種,特佳的是乙烯基單體的聚合物或共聚物。
較佳的是聚合物鏈P1所可具有的乙烯基單體的聚合物或共聚物、酯系聚合物、醚系聚合物分別具有下述式(L)、式(M)、式(N)的任意者所表示的結構。
[化6]
所述式中,X1表示氫原子或1價的有機基。自合成上的制約的觀點考慮,較佳的是氫原子、或碳數為1~12的烷基,更佳的是氫原子或甲基,特佳的是甲基。
R10表示氫原子或1價的有機基。較佳的是氫原子、烷基、芳基、或雜芳基,更佳的是氫原子、或烷基。在所述R10為烷基的情況下,所述烷基較佳的是碳數為1~20的直鏈狀烷基、碳數為3~20的分支狀烷基、或碳數為5~20的環狀烷基,更佳的是碳數為1~20的直鏈狀烷基,特佳的是碳數為1~6的直鏈狀烷基。於式(L)中亦可具有兩種以上結構不同的R10。
R11及R12表示分支或直鏈的伸烷基(碳數較佳的是1~10,更佳的是2~8,進一步更佳的是3~6)。於各式中亦可具有兩種以上結構不同的R11或R12。
k1、k2、k3分別獨立地表示5~140的數。
較佳的是聚合物鏈P1含有至少一種重複單元。
自發揮立體排斥力而使分散穩定性提高的觀點考慮,聚合物鏈P1中的至少一種重複單元的重複數k(k1、k2、k3)較佳的是5以上,更佳的是7以上。
重複單元的重複單元數k較佳的是140以下,更佳的是130
以下,進一步更佳的是60以下。
另外,聚合物較佳的是可溶於有機溶劑中。若與有機溶劑的親和性低,則與分散介質的親和性弱,變得無法確保分散穩定化充分的吸附層。
乙烯基單體並無特別限制,例如較佳的是(甲基)丙烯酸酯類、巴豆酸酯類、乙烯酯類、具有酸基的乙烯基單體、馬來酸二酯類、富馬酸二酯類、衣康酸二酯類、(甲基)丙烯醯胺類、苯乙烯類、乙烯醚類、乙烯基酮類、烯烴類、馬來醯亞胺類、(甲基)丙烯腈等,更佳的是(甲基)丙烯酸酯類、巴豆酸酯類、乙烯酯類、具有酸基的乙烯基單體,進一步更佳的是(甲基)丙烯酸酯類、巴豆酸酯類。
該些乙烯基單體的較佳例可列舉日本專利特開2007-277514號公報的段落0089~段落0094、段落0096及段落0097(在對應的美國專利申請公開第2010/233595號說明書中為段落0105~段落0117、及段落0119~段落0120)中所記載的乙烯基單體,該些內容併入至本申請說明書中。
除了所述化合物以外,例如亦可使用具有胺基甲酸酯基、脲基、磺醯胺基、羥基苯基、醯亞胺基等官能基的乙烯基單體。此種具有胺基甲酸酯基或脲基的單體例如可利用異氰酸酯基與羥基或胺基的加成反應而適宜合成。具體而言,可藉由含有異氰酸酯基的單體與含有1個羥基的化合物或含有1個1級或2級胺基的化合物的加成反應、或含有羥基的單體或含有1級或2級胺基的單體與單異氰酸酯的加成反應等而適宜合成。
式(1)所表示的化合物較佳的是以下述式(2)而表示。
式(2)中,A2與式(1)中的A1同義,較佳的態樣亦相同。
式(2)中,R4、R5各自獨立地表示單鍵或2價的連結基。n個R4可相同亦可不同。而且,m個R5可相同亦可不同。
R4、R5所表示的2價的連結基可使用與作為式(1)的R2所表示的2價的連結基而列舉者相同的2價的連結基,較佳的態樣亦相同。
式(2)中,R3表示(m+n)價的連結基。m+n滿足3~10。
R3可使用與作為R1所表示的連結基而列舉者相同的連結基,較佳的態樣亦相同。
式(2)中,m、n分別與式(1)中的m、n同義,較佳的態樣亦相同。
而且,式(2)中的P2與式(1)中的P1同義,較佳的態樣亦相同。m個P2可相同亦可不同。
式(2)所表示的高分子化合物中,最佳的是滿足以下
所示的R3、R4、R5、P2、m、及n的全部者。
R3:所述具體例(1)、具體例(2)、具體例(10)、具體例(11)、具體例(16)、或具體例(17)
R4:單鍵、或選自由鏈狀飽和烴基、環狀飽和烴基、芳香族基、酯鍵、醯胺鍵、醚鍵、氮原子、及羰基所構成的群組的基、或該些的2個以上組合而成的基
R5:單鍵、伸乙基、伸丙基、下述基(a)、或下述基(b)
另外,於下述基中,R12表示氫原子或甲基,1表示1或2。
P2:乙烯基單體的聚合物或共聚物、酯系聚合物、醚系聚合物、胺基甲酸酯系聚合物及該些的改質物
m:1~3
n:3~6
化合物P(式(1)或式(2)所表示的高分子化合物等)並無特別限制,可依據日本專利特開2007-277514號公報的段落0114~段落0140及段落0266~段落0348中所記載的合成方法而
合成。另外,化合物P的具體例可列舉以下所記載者。
日本專利特開2007-277514的0265段落以後的實施例中所揭示的化合物(B-1~B-24、C-1~C-57、D-1~D-12)
WO2014/034813A1的0200段落以後的實施例中所揭示的化合物(C-1~C-136)
WO2014/034815A1的0194段落以後的實施例中所揭示的化合物(C-1~C-199)
另外,化合物P的製造方法可參照所述各公報。
化合物P的濃度較佳的是於蝕刻液中含有0.01質量%以上,更佳的是含有0.05質量%以上,特佳的是含有0.1質量%以上。上限較佳的是20質量%以下,更佳的是10質量%以下,進一步更佳的是5質量%以下,特佳的是1質量%以下。藉由以所述濃度應用化合物P,可實現良好的金屬層(第二層)的蝕刻,且可實現第一層、第三層、第四層的有效的保護。
化合物P可僅使用一種,亦可組合使用多種。
(金屬溶解成分)
於本發明的蝕刻液中含有金屬溶解成分。金屬溶解成分較佳的是鹵離子,更佳的是氟離子。可以理解為金屬溶解成分(特別是氟離子)在蝕刻液中起到如下的作用:成為第二層的金屬(Ti等)的配位體(錯合劑),從而促進溶解。
金屬溶解成分(特別是氟離子)的濃度較佳的是於蝕刻液中含有0.1質量%以上,更佳的是含有0.5質量%以上,特佳的是含
有1質量%以上。上限較佳的是20質量%以下,更佳的是10質量%以下,進一步更佳的是5質量%以下,特佳的是2質量%以下。藉由以所述濃度應用金屬溶解成分(特別是氟離子),可實現良好的金屬層的蝕刻,且可實現所應保護的層的有效的保護。溶解成分可僅使用一種,亦可組合使用多種。
另外,於調配量的確認中,在成分為離子時,亦可藉由對所添加的鹽的量進行定量而確定其量。
氟離子的供給源可列舉下表的氟化合物。
(pKa為4以下的酸(酸助劑))
較佳的是於本發明的蝕刻液中包含酸助劑(pKa為4以下的酸)。該pKa進一步較佳的是3以下,更佳的是2以下,進一步更佳的是1.5以下,進一步更佳的是1以下,特佳的是0.5以下。下限實際上是pKa為-20以上。可以理解為酸助劑於蝕刻液中起到如下作用:即使是水分量少的配方,亦可加速第二層的金屬(Ti等)的氧化。於該觀點而言,若pKa超過所述範圍,則存在變得不能使金屬(未被氧化的)Ti等溶解的現象。
酸助劑較佳的是硼酸化合物、磷酸化合物、膦酸化合物、HBF4、HBr、HCl、HI、H2SO4、F3CCOOH、Cl3CCOOH等。其中較佳的是無機酸,更佳的是含有鹵素原子的無機酸。於本發明中
酸助劑起效果的理由尚不確定,但可以理解為由於與後述的蝕刻的時間依存性的關係,酸助劑的陰離子發揮出特有的效果。
pKa與所述定義同義。於下述中表示代表性取代基的計算例。酸助劑在具有多級的解離常數的情況下,藉由最小的解離常數進行評價。
HBF4:-0.4
HBr:-9.0
HCl:-7.0
MSA:-1.8 (甲磺酸)
TSA:-2.8 (對甲苯磺酸)
膦酸化合物可列舉烷基膦酸(較佳的是碳數為1~30,更佳的是碳數為3~24,特佳的是碳數為4~18)、芳基膦酸(較佳的是碳數為6~22,更佳的是碳數為6~14,特佳的是碳數為6~10)、芳烷基膦酸(較佳的是碳數為7~23,更佳的是碳數為7~15,特佳的是碳數為7~11)。或者亦可為聚乙烯基膦酸。其重量平均分子量適宜選定即可,較佳的是3000以上、50000以下。
含有硼的酸化合物可列舉硼酸(boric acid)、硼酸(boronic acid)、四氟硼酸。硼酸(boronic acid)較佳的是碳數為1~24的硼酸(boronic acid),更佳的是碳數為1~12的硼酸(boronic acid)。具體而言可列舉苯基硼酸(boronic acid)、甲基硼酸(boronic acid)。
該些酸成為鹽時,其抗衡離子並無特別限定,可列舉鹼金屬
陽離子或有機陽離子等。
酸助劑的濃度較佳的是在蝕刻液中含有0.1質量%以上,更佳的是含有0.5質量%以上,特佳的是含有1質量%以上。上限較佳的是20質量%以下,更佳的是10質量%以下,進一步更佳的是5質量%以下,特佳的是3質量%以下。相對於100質量份的溶解成分而言,較佳的是10質量份以上,更佳的是30質量份以上,特佳的是50質量份以上。上限較佳的是1000質量份以下,更佳的是600質量份以下,特佳的是200質量份以下。另外,酸助劑可僅使用一種,亦可併用兩種以上。
(有機溶劑)
本發明的蝕刻液中亦可含有有機溶劑。其中,有機溶劑較佳的是質子性極性有機溶劑。質子性極性有機溶劑較佳的是醇化合物(包含多元醇化合物)、醚化合物、羧酸化合物。可以理解為有機溶劑在蝕刻液中起到如下作用:藉由使藥液中的水分量相對性降低而使需要選擇性處理的金屬或絕緣膜的溶解速度降低。
有機溶劑例如理想的是漢森溶解度參數的δh(氫鍵能)為5以上,特別理想的是10以上。理想的是黏度為40mPa.s(20℃)以下,更理想的是35mPa.s以下,特別理想的是10mPa.s以下。
.醇化合物
醇化合物廣泛包含在分子內具有碳與氫且具有一個以上羥基的化合物。此處,即使是醚化合物,具有羥基者亦作為醇化合物。醇化合物的碳數若為1以上即可,更佳的是2以上,進一步更佳
的是3以上,進一步更佳的是4以上,進一步更佳的是5以上,特佳的是6以上。上限較佳的是24以下,更佳的是碳數為12以下,特佳的是碳數為8以下。
例如可列舉:甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、2-丁醇、乙二醇、丙二醇、丙三醇、己二醇[HG]、1,6-己二醇、環己二醇、山梨糖醇、木糖醇、2-甲基-2,4-戊二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇[14BD]、3-甲基-1-丁醇[3M1B]、甲基戊二醇、環己醇、乙基己醇、苄醇、苯基乙醇等未含有醚基的醇化合物、
包含烷二醇烷基醚(乙二醇單甲醚、乙二醇單丁醚、二丙二醇、丙二醇單甲醚、二乙二醇單甲醚、三乙二醇、聚乙二醇、丙二醇單乙醚、二丙二醇單甲醚、三丙二醇單甲醚、二乙二醇單乙醚、二乙二醇單丁醚[DEGBE]等)、苯氧基乙醇、甲氧基甲基丁醇的含有醚基的醇化合物。
醇化合物中較佳的是下述式(O-1)所表示的化合物。
RO1-(-O-RO2-)nO-OH…(O-1)
.RO1
RO1是氫原子或碳數為1~12(較佳的是1~6、更佳的是1~3)的烷基、碳數為6~14(較佳的是6~10)的芳基、或碳數為7~15(較佳的是7~11)的芳烷基。
.RO2
RO2是直鏈狀或分支狀的碳數為1以上、12以下的伸烷基鏈。在存在多個RO2時,其亦可分別不同。RO2較佳的是碳數為2~10,更佳的是碳數為2~6。
.no
no是0以上、12以下的整數,較佳的是1以上、6以下。在no為2以上時,多個RO2亦可相互不同。其中,於no為0時,RO1並非氫原子。
醇化合物亦較佳的是下述式(O-2)或式(O-3)所表示的化合物。
RO3-LO1-RO4-OH…(O-2)
RO3-(LO1-RO4)no-OH…(O-3)
RO3較佳的是亦可具有取代基的環狀結構基。環狀結構基可為芳香族環,亦可為芳香族雜環,亦可為脂肪族環,亦可為脂肪族雜環。芳香族環可列舉碳數為6~14的芳基(較佳的是碳數為6~10,更佳的是苯基)。脂肪族環可列舉碳數為3~14的環狀烷基(較佳的是碳數為3~10,更佳的是環己基)。雜環較佳的是碳原子數為2~20的雜環基,其中較佳的是具有至少一個氧原子、硫原子、氮原子的5員環或6員環的雜環基。例如可列舉2-吡啶基、4-吡啶基、2-咪唑基、2-苯并咪唑基、2-噻唑基、2-噁唑基的例子。環狀結構基亦可適宜具有任意的取代基。
LO1是單鍵、O、CO、NRN、S、或該些的組合。其中,較佳的是單鍵、CO、O,更佳的是單鍵或O。RN根據所述定義。
RO4是伸烷基(較佳的是碳數為1~12,更佳的是碳數為1~6,特佳的是碳數為1~3)、伸芳基(較佳的是碳數為6~14,更佳的是碳數為6~10)、或伸芳烷基(較佳的是碳數為7~15,更佳的是碳數為7~11)。
no與所述同義。
其中,醚化合物較佳的是下述式(E-1)所表示的化合物。
RE1-(-O-RE2-)m-RE3…(E-1)
.RE1
RE1是碳數為1~12(較佳的是1~6、更佳的是1~4、進一步更佳的是1~3)的烷基、碳數為6~14(較佳的是6~10)的芳基、或碳數為7~15(較佳的是7~11)的芳烷基。
.RE2與RO2同義。
.RE3與RO1同義。
.m是1以上、12以下的整數,較佳的是1以上、6以下。在m為2以上時,多個RE2亦可相互不同。
有機溶劑的濃度較佳的是在蝕刻液中含有20質量%以上,更佳的是含有50質量%以上,特佳的是含有70質量%以上。
上限較佳的是98質量%以下,更佳的是95質量%以下,特佳的是90質量%以下。
另外,於本發明中,所述有機溶劑可僅使用一種,亦可併用兩種以上。在併用兩種以上的情況下,其併用比例並無特別限定,合計使用量較佳的是兩種以上的總和為所述濃度範圍。
(羧酸化合物)
在本發明的蝕刻液中亦可包含羧酸化合物。羧酸化合物較佳的是具有羧基的有機化合物。羧酸化合物若在分子內具有羧基即可,是低分子量的化合物。在羧酸化合物為低分子化合物時,較佳的是碳數為4~48,更佳的是碳數為4~36,特佳的是碳數為6~24。可以理解為羧酸化合物於蝕刻液中起到如下的作用:作為錯合劑而加速第二層的金屬的氧化物(氧化鈦等)的溶解。
羧酸化合物較佳的是R1-COOH所表示的化合物。R1是烷基(較佳的是碳數為1~48,更佳的是碳數為4~36,特佳的是碳數為6~24)、烯基(較佳的是碳數為2~48,更佳的是碳數為4~36,進一步更佳的是碳數為6~24)、炔基(較佳的是碳數為2~48,更佳的是碳數為4~36,進一步更佳的是碳數為6~24)、芳基(較佳的是碳數為6~22,更佳的是碳數為6~14)、或芳烷基(較佳的是碳數為7~23,更佳的是碳數為7~15)。在R1為芳基時,其上亦可取代有碳數為1~20的烷基、碳數為2~20的烯基、或碳數為2~20的炔基。在R1為烷基時,亦可為下述結構。
*-R2-(R3-Y)n-R4
R2是單鍵、伸烷基(較佳的是碳數為1~12,更佳的是碳數為1~6,特佳的是碳數為1~3)、伸炔基(較佳的是碳數為2~12,更佳的是碳數為2~6)、伸烯基(較佳的是碳數為2~12,更佳的是碳數為2~6)、伸芳基(較佳的是碳數為6~22,更佳的是碳數為6~14)、或伸芳烷基(較佳的是碳數為7~23,更佳的是碳數為7~15)。
R3與R2的連結基同義。
Y是氧原子(O)、硫原子(S)、羰基(CO)、或亞胺基(NRN)。R4是烷基(較佳的是碳數為1~12,更佳的是碳數為1~6,特佳的是碳數為1~3)、烯基(較佳的是碳數為2~12,更佳的是碳數為2~6)、炔基(較佳的是碳數為2~12,更佳的是碳數為2~6)、芳基(較佳的是碳數為6~22,更佳的是碳數為6~14)、或芳烷基(較佳的是碳數為7~23,更佳的是碳數為7~15)。RN根據所述定義。
n是0~8的整數。
R1亦可進一步具有取代基,其中較佳的是磺醯基(SH)、羥基(OH)、胺基(NRN 2)。RN根據所述定義。
羧酸化合物的濃度較佳的是在蝕刻液中含有0.01質量%以上,更佳的是含有0.05質量%以上,特佳的是含有0.1質量%以上。上限較佳的是10質量%以下,更佳的是3質量%以下,特佳的是1
質量%以下。相對於100質量份氫氟酸而言,較佳的是1質量份以上,更佳的是3質量份以上,特佳的是5質量份以上。上限較佳的是50質量份以下,更佳的是30質量份以下,特佳的是20質量份以下。
(草酸)
所述羧酸化合物中,草酸亦可作為其他種類的添加劑而含有於蝕刻液中。草酸於蝕刻液中起到錯合劑的作用。
草酸的濃度較佳的是在蝕刻液中含有0.1質量%以上,更佳的是含有0.5質量%以上,特佳的是含有1質量%以上。上限較佳的是20質量%以下,更佳的是10質量%以下,進一步更佳的是5質量%以下,特佳的是3質量%以下。相對於100質量份氫氟酸而言,較佳的是10質量份以上,更佳的是30質量份以上,特佳的是50質量份以上。上限較佳的是1000質量份以下,更佳的是600質量份以下,特佳的是200質量份以下。
(糖類)
本發明的蝕刻液亦可包含糖類。可以理解為pKa為2以上的酸在蝕刻液中起到所需保護的層的防蝕的作用。
糖類並無特別限定,可為單糖,亦可為多糖,較佳的是單糖。單糖可廣泛列舉己糖、戊醣等。於結構上而言可列舉酮醣、醛糖、吡喃糖、呋喃糖。己糖可列舉阿洛糖、阿卓糖、葡萄糖、甘露糖、古洛糖、艾杜糖、半乳糖、塔羅糖、阿洛酮糖、果糖、山梨糖、塔格糖等。戊醣可列舉核糖、阿拉伯糖、木糖、來蘇糖、核酮糖、
木酮糖等。呋喃糖可列舉赤式呋喃糖、呋喃蘇阿糖、呋喃核糖、阿拉伯呋喃糖、呋喃木糖、來蘇呋喃糖。吡喃糖可列舉吡喃核糖、阿拉伯吡喃糖、吡喃木糖、來蘇吡喃糖、別吡喃糖、吡喃阿卓糖、葡萄吡喃糖、吡喃甘露糖、古洛吡喃糖、吡喃艾杜糖、半乳吡喃糖、塔洛吡喃糖。
糖類的濃度較佳的是於蝕刻液中含有0.01質量%以上,更佳的是含有0.05質量%以上,特佳的是含有0.1質量%以上。上限較佳的是10質量%以下,更佳的是3質量%以下,特佳的是1質量%以下。相對於100質量份溶解成分而言,較佳的是1質量份以上,更佳的是3質量份以上,特佳的是5質量份以上。上限較佳的是50質量份以下,更佳的是30質量份以下,特佳的是20質量份以下。
(含有羧酸的聚合物)
本發明的蝕刻液亦可包含含有羧酸的聚合物。可以理解含有羧酸的聚合物在蝕刻液中起到Al或Si系絕緣膜的防蝕的作用。
含有羧酸的聚合物並無特別限定,可應用包含具有羧基的構成單元的各種聚合物。構成此種聚合物的單體可列舉丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸(MA)、乙烯基苯甲酸(VBA)等。
含有羧酸的聚合物的濃度較佳的是在蝕刻液中含有0.01質量%以上,更佳的是含有0.05質量%以上,特佳的是含有0.1質量%以上。上限較佳的是10質量%以下,更佳的是3質量%以下,特佳的是1質量%以下。相對於100質量份溶解成分而言,
較佳的是1質量份以上,更佳的是3質量份以上,特佳的是5質量份以上。上限較佳的是50質量份以下,更佳的是30質量份以下,特佳的是20質量份以下。
於本說明書中,在化合物或取代基/連結基等包含烷基/伸烷基、烯基/伸烯基、炔基/伸炔基等時,該些可為環狀亦可為鏈狀,且可為直鏈亦可分支,可經任意基取代亦可未經取代。此時,烷基/伸烷基、烯基/伸烯基、炔基/伸炔基亦可插入包含雜原子的基(例如O、S、CO、NRN等),亦可伴隨於此而形成環結構。而且,在包含芳基、雜環基等時,該些可為單環亦可縮環,同樣地可經取代亦可未經取代。
於本說明書中,至於以化合物的取代基或連結基的選擇項為首的溫度、厚度等各技術事項,可於其列表中分別獨立地記載,亦可相互地組合。
於本說明書中,在附於化合物或酸的末尾而確定化合物時,在起到本發明的效果的範圍內,除了所述化合物以外,亦包含其離子、鹽的含義。而且,同樣地亦包含其衍生物的含義。
(水)
較佳的是於本發明的蝕刻液中含有水(水介質)。水(水介質)可以是在不損及本發明的效果的範圍內包含溶解成分的水性介質,或者亦可包含不可避免的微量混合成分。其中,較佳的是蒸餾水或離子交換水、或超純水等實施了淨化處理的水,特佳的是使用在半導體製造中所使用的超純水。水的濃度並無特別限定,
較佳的是0.1質量%以上,更佳的是1質量%以上,特佳的是5質量%以上。上限較佳的是50質量%以下,更佳的是40質量%以下,特佳的是25質量%以下。
於本發明中,較佳的是將蝕刻液的濃度規定為規定範圍。在無水的狀態下,存在並不充分顯示金屬層的蝕刻作用的現象。較佳的是於此方面應用,但藉由將其量抑制為少量,可抑制需保護的金屬層的損傷。
(特定有機添加劑)
較佳的是於本實施形態的蝕刻液中含有特定有機添加劑。該有機添加劑包含含有氮原子、硫原子、磷原子、或氧原子的有機化合物。其中,所述有機添加劑較佳的是具有選自胺基(-NRN 2)或其鹽、亞胺基(-NRN-)或其鹽、硫基(sulfanyl)(-SH)、羥基(-OH)、羰基(-CO-)、磺酸基(-SO3H)或其鹽、磷酸基(-PO4H2)或其鹽、鎓基或其鹽、亞磺醯基(-SO-)、磺醯基(sulfonyl)(SO2)、醚基(-O-)、氧化胺基、及硫醚基(-S-)的取代基或連結基的化合物。另外,亦較佳的是非質子解離性有機化合物(醇化合物、醚化合物、酯化合物、碳酸酯化合物)、唑化合物、甜菜鹼化合物、磺酸化合物、醯胺化合物、鎓化合物、胺基酸化合物、磷酸化合物、亞碸化合物。
所述RN根據所述定義。取代基較佳的是烷基(較佳的是碳數為1~24,更佳的是碳數為1~12,進一步更佳的是碳數為1~6,特佳的是碳數為1~3)、烯基(較佳的是碳數為2~24,更佳的是
碳數為2~12,進一步更佳的是碳數為2~6,特佳的是碳數為2~3)、炔基(較佳的是碳數為2~24,更佳的是碳數為2~12,進一步更佳的是碳數為2~6,特佳的是碳數為2~3)、碳數為6~10的芳基、碳數為7~11的芳烷基。
特佳的是所述特定有機添加劑包含下述式(I)~式(XIII)的任意者所表示的化合物。
式(I):
R11及R12分別獨立為氫原子、烷基(較佳的是碳數為1~12,更佳的是碳數為1~6,特佳的是碳數為1~3)、烯基(較佳的是碳數為2~12,更佳的是碳數為2~6)、炔基(較佳的是碳數為2~12,更佳的是碳數為2~6)、芳基(較佳的是碳數為6~22,更
佳的是碳數為6~14)、芳烷基(較佳的是碳數為7~23,更佳的是碳數為7~15)、硫基(SH)、羥基(OH)、或胺基(-NRN 2)。其中,較佳的是R11及R12的至少一者是硫基、羥基、或胺基(較佳的是碳數為0~6,更佳的是碳數為0~3)。RN根據所述定義。另外,在所述取代基進一步採用取代基的情況下(烷基、烯基、芳基等),亦可進一步具有任意的取代基T。關於其以後所說明的取代基或連結基,亦與其同樣。
X1是亞甲基(CRC 2)、硫原子(S)、或氧原子(O)。其中較佳的是硫原子。RC是氫原子或取代基(較佳的是後述的取代基T)。
式(II):
X2是次甲基(=CRC-)或氮原子(N)。R21是取代基(較佳的是後述的取代基T),其中較佳的是硫基(SH)、羥基(OH)、胺基(NRN 2)。RC及RN根據所述定義。
n2是0~4的整數。
在R21存在多個時,該些可相同亦可不同,亦可相互鍵結或縮合而形成環。所形成的環較佳的是含氮雜環,更佳的是不飽和的5員或6員的含氮雜環。
式(III):
Y1是亞甲基、亞胺基(NRN)、或硫原子(S)。RN根據所述定義。
Y2是氫原子、烷基(較佳的是碳數為1~12,更佳的是碳數
為1~6,特佳的是碳數為1~3)、烯基(較佳的是碳數為2~12,更佳的是碳數為2~6)、炔基(較佳的是碳數為2~12,更佳的是碳數為2~6)、芳基(較佳的是碳數為6~22,更佳的是碳數為6~14)、芳烷基(較佳的是碳數為7~23,更佳的是碳數為7~15)、胺基(較佳的是碳數為0~6,更佳的是碳數為0~3)、羥基、硫基。
R31是取代基(較佳的是後述的取代基T)。其中較佳的是硫基(SH)、羥基(OH)、胺基(NRN 2)。RN根據所述定義。
n3是0~2的整數。
在R31存在多個時,該些可相同亦可不同,亦可相互鍵結或縮合而形成環。所形成的環較佳的是六員環,可列舉苯結構或六員的雜芳基結構(其中較佳的是吡啶結構、嘧啶結構)。
式(III)較佳的是下述式(III-1)。
Y3及Y4分別獨立為次甲基(=CRC-)或氮原子(N)。RC根據所述定義。
Y1、Y2、R31、n3與所述同義。至於Y3及Y4的位置,在六員環中亦可位於其他位置。
式(IV):
L1是伸烷基(較佳的是碳數為1~12,更佳的是碳數為1~6,特佳的是碳數為1~3)、伸炔基(較佳的是碳數為2~12,更佳的是碳數為2~6)、伸烯基(較佳的是碳數為2~12,更佳的是碳數為2~6)、伸芳基(較佳的是碳數為6~22,更佳的是碳數為6~14)、或伸芳烷基(較佳的是碳數為7~23,更佳的是碳數為7~15)。
X4是羧基或羥基。
式中的SH基亦可二硫醚化而成為二聚體。
式(V):
R51是烷基(較佳的是碳數為1~24,更佳的是碳數為1~12,進一步更佳的是碳數為1~6,特佳的是碳數為1~3)、烯基(較佳的是碳數為2~24,更佳的是碳數為2~12,進一步更佳的是碳數為2~6)、炔基(較佳的是碳數為2~24,更佳的是碳數為2~12,進一步更佳的是碳數為2~6)、芳基(較佳的是碳數為6~22,更佳的是碳數為6~14)、或芳烷基(較佳的是碳數為7~23,更佳的是碳數為7~15)。
於R51為芳基時,較佳的是於其上取代有碳數為1~20的烷基、碳數為2~20的烯基、或碳數為2~20的炔基、碳數為1~20的烷氧基、碳數為6~14的芳基、碳數為6~14的芳氧基。
在R51為烷基時,亦可為下述結構。
*-R52-(R53-Y53)n5-R54
R52是單鍵或與L1同義的連結基。R53是與L1同義的連結基。Y53是氧原子(O)、硫原子(S)、羰基(CO)、或亞胺基(NRN)。或者亦可為氧原子(O)、硫原子(S)、羰基(CO)、亞胺基(NRN)的組合,例如可列舉(C=O)O、O(C=O)等。R54是烷基(較佳的是碳數為1~24,較佳的是碳數為1~12,更佳的是碳數為1~6,特佳的是碳數為1~3)、烯基(較佳的是碳數為2~12,更佳的是碳數為2~6)、炔基(較佳的是碳數為2~12,更佳的是碳數為2~6)、芳基(較佳的是碳數為6~22,更佳的是碳數為6~14)、或芳烷基(較佳的是碳數為7~23,更佳的是碳數為7~15)。RN根據所述定義。
n5是0~8的整數。
R51亦可進一步具有取代基T,其中較佳的是硫基(SH)、羥基(OH)、胺基(NRN 2)。RN根據所述定義。
Z是胺基(NRN 2)(較佳的是碳數為0~6,更佳的是碳數為0~3)、磺酸基(SO3H)、硫酸基(SO4H)、磷酸基(PO4H2)、羧基、羥基、硫基(SH)、鎓基(較佳的是碳數為3~12)、醯氧基、或氧化胺基(-NRN 2 +O-)。此處,RN根據所述定義。
於本發明中,胺基、磺酸基、磷酸基、羧基若無特別的說明,
則在其鹽或酸的情況下,表示亦可形成其酸酯(例如烷基酯,較佳的是碳數為1~24,更佳的是碳數為1~12,進一步更佳的是碳數為1~6)。成為羧酸酯的烷基亦可進一步具有取代基T。例如可列舉具有羥基的烷基。此時,烷基亦可與包含雜原子的基(例如O、S、CO、NRN等)形成環結構。具有羥基的環結構的烷基可列舉山梨糖醇酐殘基。亦即,可適宜地利用山梨糖醇酐脂肪酸酯(較佳的是碳數為7~40,更佳的是碳數為8~24)。
式(V)中的R51與Z之間亦可於起到所期望的效果的範圍內具有任意連結基。任意的連結基可列舉所述L1的例子或Y53的例子。
在式(V)為羧酸時,R51較佳的是烷基,在這種情況下,較佳的是碳數為1~24,更佳的是碳數為3~20,進一步更佳的是碳數為6~18,特佳的是碳數為8~16。該烷基亦可進一步具有取代基T,此方面與其他情況相同。
具有所述鎓基的化合物較佳的是具有銨基的化合物(R51-NRN 3 +M-)、具有吡啶鎓基的化合物(C5RN 5N+-R51.M-)、或咪唑啉鎓基(C3RN 3NRNN+-R51.M-)。RN與所述同義。M-是成對的陰離子(例如OH-)。
若進一步詳細地例示具有所述鎓基的化合物,則可列舉以下式所表示者。
[化11]
式中,RO7~RO10分別獨立為碳數為1~24的烷基、碳數為2~24的烯基、碳數為2~24的炔基、碳數為6~14的芳基、碳數為7~14的芳烷基、下述式(y)所表示的基。其中,RO7~RO10的至少一個的碳數較佳的是6以上,更佳的是8以上。
Y1-(Ry1-Y2)my-Ry2-* (y)
Y1表示氫原子、碳數為1~12的烷基、碳數為2~12的烯基、碳數為2~12的炔基、碳數為7~14的芳烷基、碳數為6~14的芳基、羥基、或碳數為1~4的烷氧基。Y2表示O、S、CO、NRN。Ry1及Ry2分別獨立地表示碳數為1~6的伸烷基、碳數為2~6的伸烯基、碳數為2~6的伸炔基、碳數為6~10的伸芳基、或該些的組合。my表示0~6的整數。在my為2以上時,多個Ry1及Y2亦可分別不同。Ry1及Ry2亦可進一步具有取代基T。*是結合鍵。RN根據所述定義。
RO11是與RO7同義的基,碳數較佳的是6以上,更佳的是8以上。RO12是取代基T。mO是0~5的整數。
M4-、M5-、及M6-是抗衡離子,例如可列舉氫氧根離子。
RO13是與Y1同義的基。RO14及RO15是與式(y)同義的基。
較佳的是RO14及RO15的至少一個Y1是羧基,構成甜菜鹼。
式(V)所表示的化合物較佳的是下述式(V-1)~式(V-3)的任意者。式中,Z1、Z2是有時會介隔連結基L的磺酸基。R56是取代基T,其中較佳的是此處所例示的烷基。n51及n56是0~5的整數。n53是0~4的整數。n51、n53、及n56的最大值根據位於相同環的Z1或Z2的數而減少。n52是1~6的整數,較佳的是1或2。n54及n55分別獨立為0~4的整數,n54+n55為1以上。n54+n55較佳的是1或2。n57及n58分別獨立為0~5的整數,n57+n58為1以上。n57+n58較佳的是1或2。多個存在的R56可相互相同亦可不同。連結基L較佳的是所述L1、後述L2、或其組合,更佳的是L1。
式(VI):
R61與R62分別獨立為烷基(較佳的是碳數為1~12,更佳的是碳數為1~6,特佳的是碳數為1~3)、芳基(較佳的是碳數為6~22,更佳的是碳數為6~14)、烷氧基(較佳的是碳數為1~12,更佳的是碳數為1~6,特佳的是碳數為1~3)、或烷基胺基(較佳的是碳數為1~12,更佳的是碳數為1~6,特佳的是碳數為1
~3)。R61與R62亦可鍵結或縮合而形成環。在R61或R62為烷基時,亦可為所述*-R52-(R53-Y53)-R54所表示的基。
L2是羰基、亞磺醯基(SO)、或磺醯基(SO2)。
式(VI)所表示的化合物較佳的是下述式(VI-1)~式(VI-3)的任意者所表示的化合物。式中,R61、R62與所述同義。Q6是3員環~8員環,較佳的是5員環或6員環,更佳的是飽和的5員環或6員環,特佳的是飽和烴的5員環或6員環。其中,Q6亦可具有任意的取代基T。
式(VII):
R71是胺基(-NRN 2)、銨基(-NRN 3 +.M-)、或羧基。RN及M-根據所述定義。
L3是單鍵或與L1同義的基。其中,L3較佳的是亞甲基、伸乙基、伸丙基、或(-L31(SRS)p-)。L31是碳數為1~6的伸烷基。RS是氫原子或者亦可於該部位形成二硫醚基而二聚化。p是1以上、5以下的整數,較佳的是1以上、2以下。
於R71為羧基時,該化合物成為二羧酸化合物。二羧酸化合物
的例子可列舉草酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、軟木酸、壬二酸、癸二酸、鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、對苯二甲酸等,其中較佳的是草酸。
式(IIX):
R81及R82分別獨立為烷基(較佳的是碳數為1~12,更佳的是碳數為1~6,特佳的是碳數為1~3)、烯基(較佳的是碳數為2~12,更佳的是碳數為2~6)、炔基(較佳的是碳數為2~12,更佳的是碳數為2~6)、芳基(較佳的是碳數為6~22,更佳的是碳數為6~14)、或芳烷基(較佳的是碳數為7~23,更佳的是碳數為7~15)。RN根據所述定義。
式(IX):
L4是與L1同義的基。
R91及R93分別獨立為氫原子、烷基(較佳的是碳數為1~12,更佳的是碳數為1~6,特佳的是碳數為1~3)、烯基(較佳的是碳數為2~12,更佳的是碳數為2~6)、炔基(較佳的是碳數為2~12,更佳的是碳數為2~6)、芳基(較佳的是碳數為6~22,更佳的是碳數為6~14)、醯基(較佳的是碳數為2~12,更佳的是碳數為2~6)、或芳烷基(較佳的是碳數為7~23,更佳的是碳數為7~15)。其中,於n9為0時,R91及R93並不均成為氫原子。
n9是0~100的整數,較佳的是0~50,更佳的是0~25,進一步更佳的是0~15,進一步更佳的是0~10,特佳的是0~5。
式(IX)所表示的化合物更佳的是下述式(IX-1)所表
示的化合物。
R91-(OL41)-(OL4)n91-OR93 (IX-1)
L41較佳的是碳數為2以上的伸烷基,較佳的是碳數為2~6。根據該伸烷基的碳數的設定可推測:並不與金屬(例如Ti)形成特有的吸附狀態,並不阻礙其的除去。而且,可見金屬與氟原子的鍵結成分親水性或疏水性地起作用,從而推斷連結氧原子的碳數為2或3以上的化合物適宜地起作用。自該觀點考慮,進一步而言,L41較佳的是碳數為3以上,較佳的是碳數為3~6,特佳的是碳數為3或4。另外,作為所述L41的碳數,於其為分支的伸烷基時,較佳的是分支中所含的碳原子除外,其連結碳數為2以上。例如,2,2-丙二基的連結碳數成為1。亦即,將連結O-O間的碳原子數稱為連結碳數,其較佳的是2個以上。若考慮與所述金屬的吸附作用,則進一步而言連結碳數較佳的是3以上,更佳的是3以上、6以下,特佳的是3以上、4以下。
n91是與n9同義的數。
在本化合物是於R91及R93中具有2個以上氫原子的羥基的化合物時,其結果較佳的是下述式(IX-2)。
[化14]
式中的R94~R97與R91同義。R94~R97亦可進一步具有取代基T,例如亦可具有羥基。L9是伸烷基,較佳的是碳數為1~6的伸烷基,更佳的是碳數為1~4的伸烷基。式(IX-2)的化合物的具體例可列舉己二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇等。
自所述親水性/疏水性的觀點考慮,所述式(IX)所表示的化合物較佳的是於其CLogP中使用所期望的範圍者。所述式(IX)所表示的化合物的CLogP值較佳的是-0.4以上,更佳的是-0.2以上。上限側的規定較佳的是2以下,更佳的是1.5以下。
.ClogP
辛醇-水分佈係數(logP值)的測定一般可藉由JIS日本工業標準Z7260-107(2000)中所記載的燒瓶振盪法而實施。而且,辛醇-水分配係數(logP值)可藉由計算化學性手法或經驗性方法進行估計而代替實測。已知計算方法可使用克里彭破裂(Crippen's fragmentation)法(「化學信息計算科學雜誌(J.Chem.Inf.Comput.Sci.)」,27,21(1987))、維斯瓦納坦破裂(Viswanadhan's fragmentation)法(「化學信息計算科學雜誌(J.Chem.Inf.Comput.Sci.)」,29,163(1989))、布羅托破裂(Broto's fragmentation)法(「歐洲藥物化學-化學治療雜誌(Eur.J.Med.Chem.-Chim.Ther.)」,19,71(1984))等。於本發明
中使用克里彭破裂(Crippen's fragmentation)法(「化學信息計算科學雜誌(J.Chem.Inf.Comput.Sci.)」,27,21(1987))。
所謂「ClogP值」是藉由計算而求出1-辛醇與水中的分配係數P的常用對數logP的值。關於ClogP值的計算所使用的方法或軟體,可使用公知者,若無特別說明,則於本發明中使用日光化學信息系統(Daylight Chemical Information Systems)公司的系統:PCModels中所併入的ClogP程式。
式(X):
RA3與RN同義。RA1及RA2分別獨立為氫原子、烷基(較佳的是碳數為1~12,更佳的是碳數為1~6,特佳的是碳數為1~3)、烯基(較佳的是碳數為2~12,更佳的是碳數為2~6)、炔基(較佳的是碳數為2~12,更佳的是碳數為2~6)、芳基(較佳的是碳數為6~22,更佳的是碳數為6~14)、芳烷基(較佳的是碳數為7~23,更佳的是碳數為7~15)、硫基、羥基、或胺基。其中,較佳的是RA1及RA2的至少一者為硫基、羥基、或胺基(較佳的是碳數為0~6,更佳的是碳數為0~3)。
式(XI):
Y7及Y8分別獨立為氧原子、硫原子、或亞胺基(NRN)、羰基。RB1是取代基(較佳的是後述的取代基T)。nB是0~8的整數。其中,Y7及Y8的任意一者亦可為亞甲基(CRC 2)。RC及RN根據所述定義。
式(XII):
Y9及Y10分別獨立為氧原子、硫原子、亞甲基(CRC 2)、亞胺基(NRN)、或羰基。Y9及Y10亦可為六員環的其他位置。RC及RN根據所述定義。
X5及X6是硫原子或氧原子。虛線表示該鍵結可為單鍵亦可為雙鍵。RC1是取代基(較佳的是後述的取代基T)。nC是0~2的整數。
在RC1存在多個時,可相互相同亦可不同,亦可鍵結或縮合而形成環。
式(XIII):
X3是氧原子、硫原子、亞胺基(NRM)。RM是氫原子或碳數為1~24的烷基,較佳的是碳數為2~20的烷基,更佳的是碳數為4~16的烷基,特佳的是碳數為6~12的烷基。
X5是氧原子、硫原子、亞胺基(NRM)、或亞甲基(CRC 2)。RC根據所述定義。
RD1是取代基,較佳的是後述的取代基T。其中,RD1較佳的是碳數為1~24的烷基,更佳的是碳數為1~12的烷基。
nD是0~6的整數,較佳的是0~2的整數,特佳的是1。
其中,式中的X3-CO-X5較佳的是NRN-CO-CRC 2、O-CO-O、O-CO-CRC 2。RN根據所述定義。
較佳的是所述特定有機添加劑包含選自下述第一群組或第二群組中的化合物。
特定有機添加劑中,屬於第一群組的有機添加劑的濃度
較佳的是在蝕刻液中含有50質量%以上,更佳的是含有55質量%以上,進一步更佳的是含有60質量%以上,特佳的是含有70質量%以上。上限較佳的是99質量%以下,更佳的是95質量%以下,特佳的是90質量%以下。
特定有機添加劑中,屬於第二群組的有機添加劑的濃度較佳的是在蝕刻液中含有0.005質量%以上,更佳的是含有0.01質量%以上,進一步更佳的是含有0.03質量%以上,特佳的是含有0.05質量%以上。上限較佳的是10質量%以下,更佳的是7質量%以下,特佳的是5質量%以下。
關於所述各式與第一群組及第二群組的區別,較佳的是式(V)或其一部分、式(VI)、式(IIX)、式(IX)、式(XI)的化合物是第一群組,其他式或式(V)或其一部分的化合物是第二群組。
另外,於本說明書中關於化合物的表示(例如,附於末尾而稱呼為化合物時),以除了包含該化合物其自身以外,亦包含其鹽、其離子的含義使用。而且,是於起到所期望的效果的範圍內,包含導入取代基等使其一部分變化而成的衍生物的含義。
於本說明書中,關於未明確記載經取代、未經取代的取代基(關於連結基亦同樣),是於該基中亦可具有任意取代基的含義。關於未明確記載經取代、未經取代的化合物亦與其同義。較佳的取代基可列舉下述取代基T。
取代基T可列舉下述者。
烷基(較佳的是碳原子數為1~20的烷基,例如甲基、乙基、異丙基、第三丁基、戊基、庚基、1-乙基戊基、苄基、2-乙氧基乙基、1-羧基甲基等)、烯基(較佳的是碳原子數為2~20的烯基,例如乙烯基、烯丙基、油烯基等)、炔基(較佳的是碳原子數為2~20的炔基,例如乙炔基、丁二炔基、苯基乙炔基等)、環烷基(較佳的是碳原子數為3~20的環烷基,例如環丙基、環戊基、環己基、4-甲基環己基等)、芳基(較佳的是碳原子數為6~26的芳基,例如苯基、1-萘基、4-甲氧基苯基、2-氯苯基、3-甲基苯基等)、雜環基(較佳的是碳原子數為2~20的雜環基、較佳的是、較佳的是具有至少一個氧原子、硫原子、氮原子的5員環或6員環的雜環基,例如2-吡啶基、4-吡啶基、2-咪唑基、2-苯并咪唑基、2-噻唑基、2-噁唑基等)、烷氧基(較佳的是碳原子數為1~20的烷氧基,例如甲氧基、乙氧基、異丙氧基、苄氧基等)、芳氧基(較佳的是碳原子數為6~26的芳氧基,例如苯氧基、1-萘氧基、3-甲基苯氧基、4-甲氧基苯氧基等)、烷氧基羰基(較佳的是碳原子數為2~20的烷氧基羰基,例如乙氧基羰基、2-乙基己氧基羰基等)、胺基(較佳的是碳原子數為0~20的胺基,包含烷基胺基、芳基胺基,例如胺基、N,N-二甲基胺基、N,N-二乙基胺基、N-乙基胺基、苯胺基等)、胺磺醯基(較佳的是碳原子數為0~20的胺磺醯基,例如N,N-二甲基胺磺醯基、N-苯基胺磺醯基等)、醯基(較佳的是碳原子數為1~20的醯基,例如乙醯基、丙醯基、丁醯基、苯甲醯基等)、醯氧基(較佳的是碳原子數為1~20的醯氧基,例
如乙醯氧基、苯甲醯氧基等)、胺甲醯基(較佳的是碳原子數為1~20的胺甲醯基,例如N,N-二甲基胺甲醯基、N-苯基胺甲醯基等)、醯基胺基(較佳的是碳原子數為1~20的醯基胺基,例如乙醯基胺基、苯甲醯基胺基等)、磺醯胺基(較佳的是碳原子數為0~20的胺磺醯基,例如甲磺醯胺、苯磺醯胺、N-甲基甲磺醯胺、N-乙基苯磺醯胺等)、烷硫基(較佳的是碳原子數為1~20的烷硫基,例如甲硫基、乙硫基、異丙硫基、苄硫基等)、芳硫基(較佳的是碳原子數為6~26的芳硫基,例如苯硫基、1-萘硫基、3-甲基苯硫基、4-甲氧基苯硫基等)、烷基磺醯基或芳基磺醯基(較佳的是碳原子數為1~20的烷基磺醯基或芳基磺醯基,例如甲基磺醯基、乙基磺醯基、苯基磺醯基等)、羥基、氰基、鹵素原子(例如氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等),更佳的是烷基、烯基、芳基、雜環基、烷氧基、芳氧基、烷氧基羰基、胺基、醯基胺基、膦酸基、磺酸基、磷酸基、羧基、羥基或鹵素原子。
而且,該些取代基T中所列舉的各基亦可進一步取代所述取代基T。
(套組)
本發明中的蝕刻液亦可製成將其原料分割為多份的套組。例如可列舉準備於水中含有所述溶解成分的液體組成物作為第1液,準備含有有機溶劑的液體組成物作為第2液的態樣。此時,其他化合物等成分可分別分開地或同時地含有於第1液、第2液、或其他第3液中。
作為其使用例,較佳的是將兩種液體混合而製備蝕刻液,其後於適當時機應用於所述蝕刻處理中的態樣。藉由如此地進行,可並不導致由各成分的分解所造成的液體性能劣化而有效地發揮所期望的蝕刻作用。此處,混合後「適當時機」是指在混合後直至失去所期望的作用的時期,具體而言較佳的是60分鐘以內,更佳的是30分鐘以內,進一步更佳的是10分鐘以內,特佳的是1分鐘以內。下限並無特別之處,實際上是1秒以上。
第1液與第2液的混合方法並無特別限定,較佳的是使第1液與第2液於各自的流路中流通,使兩者在其合流點合流而進行混合。其後,較佳的是進一步自噴出口噴出或噴射在流路中流通、進行合流而所得的蝕刻液,使其與半導體基板接觸。於該實施形態中而言,較佳的是於所述「適當時機」進行自所述合流點的合流混合直至與半導體基板接觸的過程。若使用圖4對其加以說明,則自噴出口13噴射所製備的蝕刻液,應用至處理容器(處理槽)11內的半導體基板S的上表面。於圖4所示的實施形態中,以供給A及B此兩種液體,於合流點14合流,其後經由流路fc而移行至噴出口13的方式而進行。流路fd表示用以再利用藥液的返回路徑。較佳的是半導體基板S處於旋轉台12上,藉由旋轉驅動部M而與旋轉台一同旋轉。另外,使用此種基板旋轉式裝置的實施態樣在使用並不製成為套組的蝕刻液的處理中亦同樣地應用。
另外,本發明的蝕刻液鑒於其使用用途,較佳的是液體中的雜質、例如金屬成分等少。特佳的是液體中的Na、K、Ca離子濃
度處於1ppt~1ppm(質量基準)的範圍。而且,於蝕刻液中,平均粒徑為0.5μm以上的粗大粒子數較佳的是處於100個/cm3以下的範圍,較佳的是處於50個/cm3以下的範圍。
(容器)
本發明的蝕刻液(無論是否為套組)只要腐蝕性等不成為問題,可填充於任意的容器中而進行保管、搬運、以及使用。而且,面向半導體用途,較佳的是容器的潔淨度高、雜質的溶析少的容器。可使用的容器可列舉愛賽璐化學股份有限公司製造的「無塵瓶」系列、兒玉(kodama)樹脂工業股份有限公司製造的「潔淨瓶(Pure Bottle)」等,但並不限定於該些。
[蝕刻條件]
較佳的是於本發明的蝕刻方法中使用單片式裝置。具體而言,單片式裝置較佳的是包含處理槽,於該處理槽內對所述半導體基板進行搬送或使其旋轉,於該處理槽內賦予(噴出、噴射、流下、滴下等)所述蝕刻液,使所述蝕刻液與半導體基板接觸。
單片式裝置的優點可列舉:(i)始終供給新鮮的蝕刻液,因此再現性良好;(ii)面內均一性高。另外,容易利用將蝕刻液分為多份的套組,例如可適宜地採用將所述第1液與第2液於線內加以混合而噴出的方法。此時,較佳的是將所述第1液與第2液一同進行溫度調節,或者對僅任意一者進行溫度調整,於線內加以混合而噴出的方法。其中,更佳的是一同進行溫度調整的實施形態。進行管線的溫度調節時的管理溫度較佳的是設為與後述處理
溫度相同的範圍。
單片式裝置較佳的是於其處理槽包含噴嘴,較佳的是使該噴嘴於半導體基板的面方向擺動而將蝕刻液噴出至半導體基板上的方法。藉由如上所述地進行可防止液體的劣化而較佳。而且,藉由設為套組而分為兩種液體以上,可使氣體等難以產生而較佳。
進行蝕刻的處理溫度較佳的是10℃以上,更佳的是20℃以上。上限較佳的是80℃以下,更佳的是70℃以下,進一步更佳的是60℃以下,進一步更佳的是50℃以下,特佳的是40℃以下。藉由設為所述下限值以上,可確保對於第二層的充分的蝕刻速度而較佳。藉由設為所述上限值以下,可維持蝕刻處理速度的經時穩定性而較佳。而且,可於室溫附近進行處理,由此帶來能量消耗的削減。
另外,所謂蝕刻的處理溫度,在後述實施例中所示的溫度測定方法中雖然是以應用於基板上的溫度為基礎,但可於保存溫度下設定,或者在藉由批次處理而管理的情況下可於其槽內的溫度下設定,在藉由循環系統而管理的情況下可於循環流路內的溫度下設定。
蝕刻液的供給速度並無特別限定,較佳的是設為0.05L/min~5L/min,更佳的是設為0.1L/min~3L/min。藉由設為所述下限值以上,可更進一步良好地確保蝕刻的面內的均一性,因此較佳。藉由設為所述上限值以下,可於連續處理時確保穩定的性能,因此較佳。於使半導體基板旋轉時,雖然由其大小等而定,但自與
所述同樣的觀點考慮,較佳的是以50rpm~1000rpm使其旋轉。
於本發明的較佳實施形態的單片式蝕刻中,較佳的是於規定方向搬送半導體基板或使其旋轉,於其空間噴射蝕刻液而使所述蝕刻液與所述半導體基板接觸。關於蝕刻液的供給速度或基板的旋轉速度均與所述相同。
於本發明的較佳實施形態的單片式的裝置構成中,較佳的是如圖5所示那樣一面使噴出口(噴嘴)移動,一面賦予蝕刻液。具體而言,於本實施形態中,於對半導體基板S應用蝕刻液時,使基板於r方向旋轉。另一方面,沿著自半導體基板的中心部向端部延伸的移動軌跡線t而使噴出口移動。如上所述而於本實施形態中,將基板的旋轉方向與噴出口的移動方向設定為不同的方向,由此而使兩者相互地進行相對運動。其結果,可於半導體基板的整個面無遺漏地賦予蝕刻液,成為適宜地確保蝕刻均一性的構成。
噴出口(噴嘴)的移動速度並無特別限定,較佳的是0.1cm/s以上,更佳的是1cm/s以上。另一方面,其上限較佳的是30cm/s以下,更佳的是15cm/s以下。移動軌跡線可為直線亦可為曲線(例如圓弧狀)。於任意情況下,均可根據實際的軌跡線的距離與其移動所耗費的時間而算出移動速度。每一枚基板的蝕刻所需的時間較佳的是10秒~300秒的範圍。
較佳的是以高的蝕刻速率對所述金屬層進行蝕刻。第二層(金屬層)的蝕刻速率[R2]並無特別限定,但考慮到生產效率,
較佳的是50Å/min以上,更佳的是100Å/min以上,特佳的是200Å/min以上。上限並無特別限定,實際上是1000Å/min以下。
金屬層的露出寬度並無特別限定,自本發明的優點變得更顯著的觀點考慮,較佳的是2nm以上,更佳的是4nm以上。同樣地自效果的顯著性的觀點考慮,上限值實際上是1000nm以下,較佳的是100nm以下,更佳的是20nm以下。
第一層、第三層、或第四層的蝕刻速率[R1]並無特別限定,較佳的是並不過度地除去,更佳的是40Å/min以下,進一步更佳的是20Å/min以下,特佳的是10Å/min以下。下限並無特別限定,若考慮測定極限,則實際上是0.1Å/min以上。
於第二層與第一層、第三層、或第四層的選擇性蝕刻中,其蝕刻速率比([R2]/[R1])並無特別限定,較佳的是2以上,更佳的是5以上,進一步更佳的是10以上。上限並未特別規定,較佳的是上限高,但實際上是10000以下。
另外,藉由本發明的較佳實施形態的蝕刻液中,亦可適宜地抑制Al、W等的金屬電極層,HfO、HfSiO、WO、AlOx、SiO、SiOC、SiON、SiOCN、TiN、SiN、TiAlC等的層(有時將該些總稱為「第四層」)的損傷,因此亦較佳的是應用於包含該些的半導體基板中。第四層的較佳的蝕刻速率如上所述地以與第一層或第三層的蝕刻速率相同的參數[R1]而表示。其較佳的範圍如上所述。與第二層的蝕刻速率比的較佳範圍亦與[R2]/[R1]同義。另外,於本說明書中,在藉由金屬化合物的元素的組合記載金屬化合物
的組成的情況下,是廣泛地包含任意組成者的含義。例如,所謂SiOC(SiON)是表示Si與O與C(N)共存,並不表示其量的比率為1:1:1。此表示法於本說明書中通用,關於其他的金屬化合物亦同樣。
一枚基板的蝕刻所需的時間較佳的是10秒以上,更佳的是50秒以上。上限較佳的是300秒以下,更佳的是200秒以下。
[半導體基板製品的製造(半導體製程)]
於本實施形態中,較佳的是經由如下步驟而製造具有所期望結構的半導體基板製品:製成於矽晶圓上形成有所述矽層與金屬層的半導體基板的步驟;對所述半導體基板進行退火的步驟;對半導體基板賦予蝕刻液,使蝕刻液與金屬層接觸,將所述金屬層選擇性除去的步驟。此時,於蝕刻中使用所述特定的蝕刻液。所述步驟的順序並不限制地進行解釋,於各個步驟間亦可進一步包含其他步驟。
晶圓尺寸並無特別限定,可適宜使用直徑為8吋、直徑為12吋、或直徑為14吋的晶圓(1吋=25.4mm)。
另外,於本說明書中提及「準備」時,表示除了對特定材料進行合成或調合等而準備以外,亦包含藉由購入等而籌措規定材料。而且,於本說明書中,將使用蝕刻半導體基板的各材料的蝕刻液的情況稱為「應用」,其實施態樣並無特別限定。例如廣泛包含使蝕刻液與基板接觸,具體而言,可藉由批次式裝置進行浸漬、蝕刻,亦可藉由單片式裝置,藉由噴出而進行蝕刻。
於本說明書中,所謂「半導體基板」是以不僅包含晶圓,而且包含在晶圓中施加有電路結構的基板結構物整體的含義而使用。所謂「半導體基板構件」是指構成所述定義的半導體基板的構件,可包含一種材料,亦可包含多種材料。另外,有時將加工完畢的半導體基板區別稱為「半導體基板製品」,視需要進一步進行區別,將對其進行加工,切割而取出的晶片及其加工製品稱為「半導體元件」。亦即,半導體元件或組入有其的半導體製品廣義上屬於半導體基板製品。
[實施例]
以下,列舉實施例對本發明加以更詳細的說明,但本發明並不限定於以下實施例。另外,實施例中作為配方或調配量而表示的「%」及「份」若無特別說明則為質量基準。
[參考例1]
(試驗基板的製作)
於市售的矽基板(直徑:12吋)上使SiGe磊晶成長,以厚度為500Å的膜厚而形成。同樣地進行而準備藉由CVD等而製成地其他膜的毯覆式晶圓(blanket wafer)。此時,SiGe磊晶層含有50質量%~60質量%的鍺。於下表的試驗中,使用該些毯覆式晶圓而算出各層的蝕刻速度。
進一步於所述SiGe磊晶層上形成Ti層。將其於800℃下進行10秒的退火,形成矽化物層而製成試驗基板。退火後的矽化物層的厚度為15nm,金屬層的厚度為5nm。
(蝕刻試驗)
對於所述空白晶圓及試驗用基板,藉由單片式裝置(SPS-Europe B.V.公司製造、POLOS(商品名)))而在下述條件下進行蝕刻,實施評價試驗。
.處理溫度:24℃ 室溫
.噴出量:1L/min.
.晶圓轉速:500rpm
.噴嘴移動速度:7cm/S
.處理時間:60秒
另外,蝕刻液的供給藉由一種液體而進行(僅使用圖4的A管線)。各處理試驗在製備液體後立即進行。
(處理溫度的測定方法)
將堀場製作所股份有限公司製造的放射溫度計IT-550F(商品名)固定於所述單片式裝置內的晶圓上30cm的高度。將溫度計朝向自晶圓中心起2cm外側的晶圓表面上,一面使藥液流動一面測量溫度。溫度自放射溫度計數位輸出,藉由個人電腦(personal computer)連續地記錄。其中,將溫度穩定的10秒的溫度進行平均而所得的值作為晶圓上的溫度。
(蝕刻速度[ER])
關於蝕刻速度(ER),使用橢圓偏光法(光譜式橢圓儀、J.A.Woollam Japan Co.,Inc.,使用Vase)而測定蝕刻處理前後的膜厚,藉此而算出。採用5點的平均值(測定條件是測定範圍:1.2eV
~2.5eV、測定角:70度、75度)。
(TiSiGe損傷)
鍺矽化物層(TiSiGe)的損傷的程度可根據蝕刻處理前後的薄片電阻的變化量與蝕刻ESCA的TiSiGe厚度而判斷。評價A~評價E是根據ESCA的TiSiGe層的厚度與初始的狀態相比較而言損失多少%而藉由下式進行規定。
TiSiGe損傷(%)=(藥液處理後的TiSiGe厚度/藥液處理前的TiSiGe的厚度)×100
A:超過80、100以下
B:超過60、80以下
C:超過40、60以下
D:超過20、40以下
E:超過0、20以下
另外,A-是成為A的評價,但稍差。
(A)HF
(B)水
(C)δh高的有機溶劑質子性極性溶劑
(D)酸助劑
(E)~(G)羧酸
<表的註釋>
ER:蝕刻速度
PAA:聚丙烯酸
DHC:去氫膽酸
LA:月桂酸
SA:硬脂酸
Lib:核糖
DEGBE:二乙二醇單丁醚
各成分的下一行為調配量(質量%)
蝕刻速度成為負的情況可以理解為並未蝕刻,於表觀上變厚。
[實施例1]
將試驗No.101~No.112的草酸分別變更為以下的化合物,除此以外與試驗No.101~No.112同樣地評價蝕刻速度[ER]與TiSiGe損傷。其結果,於任意的實施例中,並不降低其他性能地使TiAlC[ER]成為1.0以下,獲得顯著的TiAlC的防蝕效果。
日本專利特開2007-277514的0265段落以後的實施例中所揭示的化合物(B-1~B-24、C-1~C-57、D-1~D-12)
WO2014/034813A1的0200段落以後的實施例中所揭示的化合物(C-1~C-136)
WO2014/034815A1的0194段落以後的實施例中所揭示的化合物(C-1~C-199)
而且,減少試驗No.101~No.112的有機溶劑,進一步添加0.2質量%的所述化合物而代替所述有機溶劑,除此以外與試驗No.101~No.112同樣地評價蝕刻速度[ER]與TiSiGe損傷。其結果,於任意的實施例均並不降低其他性能地使TiAlC[ER]成為1.0以下,獲得顯著的TiAlC的防蝕效果。
[實施例2、比較例1]
使用下述組成的蝕刻液,除此以外與參考例1同樣地進行而確認Ti、SiO2、TiAlC的蝕刻速率。
(A)HF
(B)水
(C)δh高的有機溶劑質子性極性溶劑
(D)酸助劑
(E)羧酸(草酸)
(F)化合物P
EtOH:乙醇
DEGBE:二乙二醇單丁醚
PGME:丙二醇單甲醚
下一行:調配量(質量%)
使用WO2014/034815A1的0194段落以後的實施例中所揭示的化合物(C-2~C-14、C-101~C-119)而代替所述C-1,除此以外進行與所述實施例2同樣的試驗。其結果,與所述表3的結果同樣地確認相對於TiAlC而言,Ti的良好的蝕刻選擇性。
基於該實施態樣對本發明加以說明,但我們認為只要沒有特別指定,則在說明的任何細節部分中都不對我們的發明作出限定,應並不違背附隨之申請專利範圍中所示之發明之精神與範圍地廣泛地進行解釋。
本申請案主張基於2014年4月30號於日本提出專利申請之日本專利特願2014-094213之優先權,該些內容於本說明書中進行參照而將其內容作為本說明書之記載之一部分而併入於本說明書。
80‧‧‧下層半導體層
81‧‧‧第1功函數材料層
82A、82B‧‧‧第2功函數材料層
83A、83B‧‧‧金屬部分
90A、90B‧‧‧置換閘極堆疊
91A、91B‧‧‧金屬半導體合金部分
92A、92B‧‧‧井
93‧‧‧渠溝結構部
94A、94B‧‧‧源極/汲極擴張區域
95A、95B‧‧‧閘極間隔物
96A、96B‧‧‧源極/汲極區域
97A、97B‧‧‧閘極絕緣膜
99‧‧‧平坦化介電質層
Claims (20)
- 一種蝕刻液,其是半導體製程用蝕刻液,並且其含有具有多個吸附基、且重量平均分子量為1000以上的化合物P。
- 一種蝕刻液,其是半導體製程用蝕刻液,並且其含有具有多個吸附基、且具有立體排斥部位的化合物P。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述的蝕刻液,其進一步含有金屬溶解成分、pKa為4以下的酸助劑、有機溶劑及水中的至少一種。
- 如申請專利範圍第3項所述的蝕刻液,其中,所述酸助劑是硼酸化合物、磷酸化合物、膦酸化合物、HBF4、HBr、或HCl。
- 如申請專利範圍第3項所述的蝕刻液,其中,所述有機溶劑是質子性極性有機溶劑。
- 如申請專利範圍第3項所述的蝕刻液,其中,所述金屬溶解成分的濃度為0.1質量%以上、20質量%以下。
- 如申請專利範圍第3項所述的蝕刻液,其中,所述金屬溶解成分是鹵離子。
- 如申請專利範圍第7項所述的蝕刻液,其中,所述鹵離子是氟離子。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述的蝕刻液,其中,所述化合物P是下述式(I)所表示的化合物或具有下述式(II)所表示的部分結構的化合物: (A)n-Pa…(I)A是吸附基;n是2以上的整數;Pa是重量平均分子量為1000以上的有機化合物的殘基;-(B-Q)m- (II)B是具有吸附基的重複單元;m是2以上的整數;Q是包含重量平均分子量1000以上的有機化合物殘基的重複單元。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述的蝕刻液,其應用於半導體基板,所述半導體基板包含含有矽或鍺的矽化物的第三層、及含有矽或鍺以外的金屬種類的第二層。
- 如申請專利範圍第10項所述的蝕刻液,其中,所述第二層是包含鈦的層。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述的蝕刻液,其應用於包含含有TiAlC的第四層的半導體基板。
- 一種蝕刻方法,其對半導體基板應用蝕刻液,所述蝕刻液含有具有多個吸附基、且重量平均分子量為1000以上的化合物P或具有多個吸附基、且具有立體排斥部位的化合物P。
- 如申請專利範圍第13項所述的蝕刻方法,其中,所述蝕刻液進一步含有金屬溶解成分、pKa為4以下的酸助劑、有機溶劑及水中的至少一種。
- 如申請專利範圍第13項或第14項所述的蝕刻方法,其應用於半導體基板,所述半導體基板包含含有矽或鍺的矽化物的第三層、及含有矽或鍺以外的金屬種類的第二層。
- 如申請專利範圍第13項或第14項所述的蝕刻方法,其中,所述第二層是包含鈦的層。
- 如申請專利範圍第13項或第14項所述的蝕刻方法,其應用於包含含有TiAlC的第四層的半導體基板。
- 一種半導體基板製品的製造方法,其經由如申請專利範圍第13項或第14項所述的蝕刻方法而製造半導體基板製品。
- 一種金屬防蝕劑或含有其的金屬防蝕組成物,其包含具有多個吸附基、且重量平均分子量為1000以上的化合物P或具有多個吸附基、且具有立體排斥部位的化合物P。
- 如申請專利範圍第19項所述的金屬防蝕劑或含有其的金屬防蝕組成物,其用於半導體製程用蝕刻液中。
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