TW202235606A - 半導體元件之製造方法，及半導體元件之製造方法中使用的藥液 - Google Patents

半導體元件之製造方法，及半導體元件之製造方法中使用的藥液 Download PDF

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Abstract

本發明之課題在於提供一種半導體元件之製造方法，其係具有：對於在位於基板的最表層之含釕層進行乾蝕刻或化學機械研磨後之基板表面，使藥液接觸，而能充分地洗淨去除在上述基板表面所形成的釕殘渣之步驟；及提供適用於該半導體元件之製造方法的藥液。 本發明之解決手段為一種半導體元件之製造方法，其係包含： 在位於基板的最表層之含釕層進行乾蝕刻或化學機械研磨後，使前述基板之表面接觸第一藥液之步驟；與 使前述接觸第一藥液之步驟後的前述基板之表面，接觸第二藥液之步驟； 前述第一藥液包含羥胺或其衍生物(A1)與比該羥胺或其衍生物(A1)鹼性更強的鹼化合物(B1)， 前述第二藥液包含正過碘酸(A2)與鹼性化合物(B2)。

Description

半導體元件之製造方法，及半導體元件之製造方法中使用的藥液
本發明關於半導體元件之製造方法及半導體元件之製造方法中使用的藥液。
近年來，隨著半導體裝置之微細化，要求形成具有20nm以下的金屬間距之金屬配線。此時，於BEOL (後段製程，Back End of Line)製程中將銅使用於金屬配線材料的以往之雙鑲嵌(Dual Damascene)構造中，有圖型化的偏差或電阻上升接近極限之問題。因此，有提案使用低電阻金屬的釕之半鑲嵌(Semi-damascene)構造。 於形成上述半鑲嵌構造時，對於在基板之表層所形成的釕層，進行乾蝕刻。若進行乾蝕刻，則在釕層之表面或其他表面露出膜上，形成釕與蝕刻氣體的反應生成物(以下亦僅稱「釕殘渣」)。因此，要求能洗淨去除因乾蝕刻所形成的上述釕殘渣之藥液。又，於MOL(中段製程，Middle End of Line)製程中，在將鎢或鈷使用於金屬配線材料的接觸配線中，隨著微細化而電阻上升係接近極限，有提案低電阻的釕。用於形成觸點而進行釕CMP時，由於使用氧化劑，若進行CMP，則在釕層之表面上形成與氧化劑的反應物。
自以往以來，作為釕殘渣之去除用的去除液，已知含有正過碘酸且pH為11以上之組成物(專利文獻1)、含有正過碘酸與四級銨鹽化合物或胺化合物之組成物(專利文獻2)等。於專利文獻1記載的去除液中，由於鹼性強，而釕的蝕刻速率低，殘渣的去除性不充分。於專利文獻2記載的去除液中，pH低，在釕洗淨時有發生有毒氣體的四氧化釕(RuO 4)之掛慮。又，於半導體量產取向的晶圓洗淨裝置中使用者，從構件耐性或顆粒的控制之觀點來看，殘留課題。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1] 國際公開第2016/068183號 [專利文獻2] 日本特開2018-121086號公報
[發明所欲解決的課題]
本發明係鑒於以上狀況而完成者，目的在於提供一種半導體元件之製造方法，其係具有：對於在位於基板的最表層之含釕層進行乾蝕刻或化學機械研磨後之基板表面，使藥液接觸，而能充分地洗淨去除在上述基板表面所形成的釕殘渣之步驟；及提供適用於該半導體元件之製造方法的藥液。 [解決課題的手段]
本發明者們發現對於在位於基板的最表層之含釕層進行乾蝕刻或化學機械研磨後之基板表面，在以含有正過碘酸的上述釕去除液進行洗淨處理之前，藉由以含有羥胺或其衍生物(A1)與比該羥胺或其衍生物(A1)鹼性更強的鹼化合物(B1)之洗淨液進行洗淨處理，可解決上述課題，而完成本發明。
本發明之第1態樣為一種半導體元件之製造方法，其係包含： 在位於基板的最表層之含釕層進行乾蝕刻或化學機械研磨後，使上述基板之表面接觸第一藥液之步驟；與 使上述接觸第一藥液之步驟後的上述基板之表面，接觸第二藥液之步驟； 上述第一藥液包含羥胺或其衍生物(A1)與比該羥胺或其衍生物(A1)鹼性更強的鹼化合物(B1)， 上述第二藥液包含正過碘酸(A2)與鹼性化合物(B2)。
本發明之第2態樣為一種藥液，其係第1態樣之半導體元件之製造方法中使用的第一藥液，包含： 羥胺或其衍生物(A1)與比該羥胺或其衍生物(A1)鹼性更強的鹼化合物(B1)。 [發明的效果]
根據本發明，可提供一種半導體元件之製造方法，其係具有：對於在位於基板的最表層之含釕層進行乾蝕刻或化學機械研磨後之基板表面，使上述第一藥液接觸後，使第二藥液接觸，而能洗淨去除在上述基板表面所形成的釕殘渣之步驟；及提供適用於該半導體元件之製造方法的藥液。
[實施發明的形態] ≪半導體元件之製造方法≫
半導體元件之製造方法係包含：在位於基板的最表層之含釕層進行乾蝕刻或化學機械研磨後，使上述基板之表面接觸第一藥液之步驟， 與使上述接觸第一藥液之步驟後的上述基板之表面，接觸第二藥液之步驟，其中 上述第一藥液包含羥胺或其衍生物(A1)與比該羥胺或其衍生物(A1)鹼性更強的鹼化合物(B1)， 上述第二藥液包含正過碘酸(A2)與鹼性化合物(B2)。
＜以第一藥液進行洗淨處理之步驟＞ (被處理體) 於以第一藥液進行洗淨處理之步驟中，成為洗淨處理的對象之被處理體係對於在位於基板的最表層之含釕層進行乾蝕刻或化學機械研磨後之基板。
進行上述乾蝕刻或化學機械研磨之基板，係在最表層具有含釕層。在基板上形成含釕層之方法，並沒有特別的限定，可使用眾所周知之方法，例如可舉出濺鍍等之物理氣相成長(PVD：Physical Vapor Deposition)法、化學氣相成長(CVD：Chemical Vapor Deposition)法及原子層沉積法(ALD：Atomic Layer Deposition)等。 作為對於上述基板進行乾蝕刻或化學機械研磨之步驟，並沒有特別的限定，但較佳為在金屬配線材料使用釕，在基板上藉由半鑲嵌法(Semi-damascene法)形成金屬配線圖型之步驟，更形成MOL的接觸配線之步驟，形成埋入電源線(Buried Power rail)之步驟。
如上述，在位於上述基板的最表層之含釕層進行乾蝕刻或化學機械研磨後的基板為被處理體。於乾蝕刻中，作為蝕刻氣體，例如使用O 2/Cl 2時，在蝕刻後的含Ru層之表面，形成Ru氧化物、Ru氯化物、源自其他露出膜與蝕刻氣體反應生成物的詳細不明之殘渣等，該等係沉積或形成該等之層。又，於化學機械研磨中，由於使用金屬氧化劑粒子，故在CMP後的含釕層之表面上，形成Ru氧化物、詳細不明的殘渣等，該等係沉積或形成該等之層。於半導體元件之製造方法中，在被處理體上所形成的上述沉積物或層為去除對象，該等之表面為被處理面。
(第一藥液) 第一藥液包含羥胺或其衍生物(A1)與比該羥胺或其衍生物(A1)鹼性更強的鹼化合物(B1)。
作為羥胺或其衍生物(A1)，例如可舉出羥胺、N,N-二烷基羥胺。此等可單獨使用1種，也可併用2種。
N,N-二烷基羥胺為通式R 1R 2NOH(式中，R 1及R 2各自獨立地表示烷基)所示的化合物。上述式中，R 1或R 2例如較佳為甲基、乙基、丙基、丁基。
作為N,N-二烷基羥胺之例，可舉出N,N-二甲基羥胺、N,N-二乙基羥胺、N,N-二丙基羥胺、N,N-二丁基羥胺。
相對於第一藥液之總質量，羥胺或其衍生物(A1)之含量較佳為0.1質量%以上20質量%以下，更佳為0.3質量%以上10質量%以下。
所謂鹼化合物(B1)，就是比上述羥胺或其衍生物(A1)鹼性更強的化合物。所謂比上述成分(A1)鹼性更強的化合物，就是意指具有使僅由上述成分(A1)與水所構成的水溶液之pH往鹼側位移之性質。
作為鹼化合物(B1)，只要具有上述性質，則沒有特別的限定，可使用有機鹼性化合物及無機鹼性化合物之任一者。 作為有機鹼化合物，可舉出有機四級銨氫氧化物等之四級銨鹽；烷醇胺；一級胺、二級胺、三級胺、脒類等之烷醇胺以外的其他有機胺類作為合適例。
作為有機四級銨氫氧化物，例如可舉出氫氧化四甲基銨、氫氧化雙(2-羥基乙基)二甲基銨、氫氧化四乙基銨、氫氧化四丙基銨、氫氧化四丁基銨、氫氧化甲基三乙基銨、氫氧化三甲基(羥基乙基)銨、氫氧化三乙基(羥基乙基)銨。
作為烷醇胺，例如可舉出單乙醇胺、二乙醇胺、單異丙醇胺、二異丙醇胺、甲基乙醇胺、N-甲基乙醇胺、胺基乙基乙醇胺。
作為其他有機胺類，例如可舉出二氮雜雙環十一烯。
作為無機鹼性化合物，例如可舉出氨、含有鹼金屬或鹼土類金屬的無機化合物及其鹽。作為含有鹼金屬或鹼土類金屬的無機化合物及其鹽之具體例，例如可舉出氫氧化鋰、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化銣及氫氧化銫。
相對於第一藥液之總質量，鹼化合物(B1)之含量較佳為0.01質量%以上20質量%以下，更佳為0.1質量%以上10質量%以下。
第一藥液之pH係沒有特別的限定，但從提高釕殘渣的去除性之觀點來看，例如在20℃下較佳為10以上，更佳為11以上。
(其他成分) 在不損害本發明的效果之範圍內，第一藥液係除了上述成分之外，還可包含其他成分。作為其他成分，例如可舉出水、界面活性劑、醇系溶劑、醚系溶劑、亞碸系溶劑。
第一藥液較佳為含有水作為溶劑。水較佳為蒸餾水、離子交換水及超純水等之施有淨化處理的水，更佳為半導體製造中一般使用的超純水。 水之含量係沒有特別的限定，但相對於第一藥液之總質量，較佳為20質量%以上，更佳為80質量%以上。又，上限值係沒有特別的限定，但較佳為未達99.95質量%，更佳為99.9質量%以下。
第一藥液係以眾所周知的方法混合上述化合物(A1)、化合物(B1)、視需要的其他成分而得。
於以第一藥液進行洗淨處理之步驟中，使上述被處理體之表面接觸第一藥液。此處，所謂上述被處理體之表面，就是被處理體的上述被處理面。使上述被處理體之表面接觸第一藥液之方法係沒有特別的限定，可使用眾所周知的方法。作為該方法，例如可例示噴霧法、浸漬法、覆液法等，但不受此等所限定。 於噴霧法中，例如使被處理體在特定方向中搬送或旋轉，朝向被搬送或旋轉的被處理體，噴射上述第一藥液，而使上述第一藥液接觸被處理體之被處理面。 於浸漬法中，將被處理體浸漬於上述第一藥液中，而使上述第一藥液接觸被處理體。 於覆液法中，在被處理體上覆蓋上述第一藥液，而使被處理體與上述第一藥液接觸。 此等之洗淨處理方法可按照被處理體的構造或材料等而適宜選擇。於噴霧法或覆液法之情況，前述蝕刻液向被處理體之供給量只要是被處理體中的被處理面被上述蝕刻液所充分潤濕之量即可。
洗淨處理溫度係沒有特別的限定，例如較佳為23℃以上85℃以下，更佳為30℃以上70℃以下。又，洗淨處理時間係沒有特別的限定，例如較佳為30秒以上30分鐘以下，更佳為1分鐘以上10分鐘以下。
＜以第二藥液進行洗淨處理之步驟＞ (第二藥液) 第二藥液包含正過碘酸(A2)與鹼性化合物(B2)。
釕係藉由與4個氧原子鍵結，而變化成四氧化釕(RuO 4)。正過碘酸(A2)(H 5IO 6)係用於氧化釕而放出氧原子的氧化劑。正過碘酸(A2)的氧化還原電位係為了氧化釕而充分高。因此，含有正過碘酸(A2)的第二藥液係效率良好地使釕氧化，可良好地溶解因氧化所產生的RuO 4。
相對於第二藥液之總質量，正過碘酸(A2)之含量可例示0.01~8質量%，較佳為0.02~7質量%，更佳為0.03~5質量%。若正過碘酸之含量為上述範圍內，則對釕的蝕刻速率更提升。
作為鹼性化合物(B2)，可使用有機鹼性化合物及無機鹼性化合物之任一者。 作為有機鹼性化合物，可舉出有機四級銨氫氧化物等之四級銨鹽、胺氧化物、三級胺作為合適例。
作為有機四級銨氫氧化物，例如可舉出氫氧化四甲基銨、氫氧化雙(2-羥基乙基)二甲基銨、氫氧化四乙基銨、氫氧化四丙基銨、氫氧化四丁基銨、氫氧化甲基三乙基銨、氫氧化三甲基(羥基乙基)銨、氫氧化三乙基(羥基乙基)銨。
作為胺氧化物，例如可舉出三甲基胺N-氧化物、三乙基胺N-氧化物、4-甲基嗎啉N-氧化物、吡啶N-氧化物。
作為三級胺，例如可舉出三甲胺、三乙胺、三丙胺、三丁胺、4-甲基嗎啉、N,N-二甲基苯胺。
作為無機鹼性化合物，例如可舉出氨、含有鹼金屬或鹼土類金屬的無機化合物及其鹽。作為含有鹼金屬或鹼土類金屬的無機化合物及其鹽之具體例，例如可舉出氫氧化鋰、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化銣及氫氧化銫。
相對於第二藥液之總質量，鹼性化合物(B2)之含量較佳為0.002質量%以上10質量%以下，更佳為0.005質量%以上5質量%以下。
第二藥液之pH係沒有特別的限定，但例如在20℃下較佳為8以上10以下，更佳為8.5以上10以下。
(其他成分) 在不損害本發明的效果之範圍內，第二藥液係除了上述成分之外，還可包含其他成分。作為其他成分，例如可舉出水、界面活性劑、三級醇。
第二藥液較佳為含有水作為溶劑。水較佳為蒸餾水、離子交換水及超純水等之施有淨化處理的水，更佳為半導體製造中一般使用的超純水。 水之含量係沒有特別的限定，但相對於第二藥液之總質量，較佳為50質量%以上，更佳為80質量%以上。又，上限值係沒有特別的限定，但較佳為未達99.95質量%，更佳為99.9質量%以下。
第二藥液係以眾所周知的方法混合述化合物(A2)、化合物(B2)、視需要的其他成分而得。
於以第二藥液進行洗淨處理之步驟中，使上述接觸第一藥液之步驟後的上述基板之表面接觸第二藥液。使上述基板之表面接觸第二藥液之方法係沒有特別的限定，可使用與關於上述第一藥液所說明的方法同樣之方法。
洗淨處理溫度係沒有特別的限定，例如較佳為15℃以上60℃以下，更佳為20℃以上50℃以下。又，洗淨處理時間係沒有特別的限定，例如較佳為5秒以上10分鐘以下，更佳為10秒以上3分鐘以下。 [實施例]
以下，基於實施例及比較例，更具體地說明本發明，惟本發明不受以下的實施例所限定。
[實施例1~4及比較例1~17] (藥液之調製) 調製下述表1中記載的藥液S1~S16。藥液S2~S16皆為水溶液。又，藥液S10~S14及S16各自表示以表1中所示的濃度含有2種類的藥液成分之混合液。又，表1中亦記載各藥液之pH。
Figure 02_image001
再者，表1所用的簡稱係如下述。 TMAH：氫氧化四甲基銨 TBAH：氫氧化四丁基銨 AEEA：胺基乙基乙醇胺 MEA：單乙醇胺 DEHA：二乙基羥胺
(試驗基板之製作) 使用ICP方式的乾蝕刻裝置，對於經由濺鍍所成膜的PVD-Ru基板(Ru的膜厚：50nm)之表面，於下述條件下進行乾蝕刻，而蝕刻3nm的Ru。將乾蝕刻後的Ru基板切斷成1.5×2cm見方，製作試驗基板。 乾蝕刻裝置：NE-550E(ULVAC公司) 氣體的種類：O 2/Cl 2氣體流量：O 2/Cl 2=46sccm/4sccm 蝕刻溫度：23℃ 蝕刻時間：15秒
(比較例1~15之洗淨處理試驗) 將上述各藥液S1~S15置入燒杯內，使各藥液浸漬各試驗基板，一邊以300rpm攪拌各藥液，一邊以下述表2中記載的處理溫度及處理時間進行洗淨處理。 再者，於比較例1~15中，使用1種藥液進行洗淨處理。表2中，於「第一藥液之洗淨」欄與「第二藥液之洗淨」欄中，在前者記載比較例1~14所用的藥液之種類、處理溫度、處理時間，在後者記載比較例15所用的藥液之種類、處理溫度、處理時間。
(實施例1~4、比較例16~17之洗淨處理試驗) 將上述各藥液S4~S5、S10~S12、S16置入燒杯內，使各藥液浸漬各試驗基板，一邊以300rpm攪拌各藥液，一邊以表2中記載的處理溫度及處理時間進行第一藥液之洗淨處理、水洗處理。接著，將上述藥液S15置入各燒杯內，使各藥液S15浸漬上述洗淨處理後的各試驗基板，一邊以300rpm攪拌各藥液S15，一邊以表2中記載的處理溫度及處理時間進行第二藥液之洗淨處理。
(釕表面的氯去除率之測定) 水洗上述洗淨處理試驗後的各基板，藉由氮氣流進行乾燥。對於乾燥後的基板之表面，進行X射線光電子分光分析(XPS分析)，求出源自Cl 2的波峰面積。對於上述洗淨處理試驗前的試驗基板，亦求出源自Cl 2的波峰面積，根據下述式求出氯去除率。 氯去除率(%)=((洗淨處理試驗前的波峰面積-洗淨處理試驗後的波峰面積/洗淨處理試驗前的波峰面積))×100
按照氯去除率，以下述A~E之5等級來評價氯去除性。表2中顯示結果。 A：75%以上~100% B：50%以上且未達75% C：25%以上且未達50% D：10%以上且未達25% E：未達10%
(Ru的蝕刻量之測定) 對於在上述洗淨處理試驗後經乾燥的上述基板，藉由螢光X射線分析來測定Ru之膜厚。對於上述洗淨處理試驗前的試驗基板，亦求出Ru之膜厚。從洗淨處理試驗前後的Ru之膜厚，算出Ru的蝕刻量(Å)。表2中顯示結果。
Figure 02_image003
於使用1種藥液進行洗淨處理之比較例1~15中，即使氯去除率最大也只有比較例15之未達50%。關於Ru之蝕刻量，亦最大只有比較例15之2Å。根據此等之結果，於比較例1~15中，顯示在試驗基板的Ru之表面所形成的蝕刻殘渣等之去除性不充分。又，於比較例16及17中，作為以與比較例15相同的藥液S15進行洗淨處理之前洗淨處理，各自使用藥液S4及S5進行洗淨處理。然而，氯去除性皆不充分。 另一方面，於比較例16中，代替藥液S4，以藥液S10~12、S16之任一者進行前洗淨處理時，如實施例1~4中所示，即使氯去除率最小也成為50%以上，即使Ru之蝕刻量最小也增大到7Å。 由此等之實驗結果可知，於以含有正過碘酸(A2)與鹼性化合物(B2)之第二藥液進行洗淨處理之前，作為前洗淨處理以含有羥胺(A1)與鹼化合物(B1)之第一藥液進行洗淨處理時，殘渣去除性優異。

Claims (8)

  1. 一種半導體元件之製造方法，其係包含： 在位於基板的最表層之含釕層進行乾蝕刻或化學機械研磨後，使前述基板之表面接觸第一藥液之步驟；與 使前述接觸第一藥液之步驟後的前述基板之表面，接觸第二藥液之步驟； 前述第一藥液包含羥胺或其衍生物(A1)與比該羥胺或其衍生物(A1)鹼性更強的鹼化合物(B1)， 前述第二藥液包含正過碘酸(A2)與鹼性化合物(B2)。
  2. 如請求項1之半導體元件之製造方法，其中前述第二藥液包含氨作為前述鹼性化合物(B2)。
  3. 如請求項1或2之半導體元件之製造方法，其中前述第二藥液之pH為8以上10以下。
  4. 如請求項1或2之半導體元件之製造方法，其中前述羥胺或其衍生物(A1)係選自由羥胺及N,N-二烷基羥胺所成之群組的1種以上。
  5. 如請求項1或2之半導體元件之製造方法，其中前述第一藥液之pH為10以上。
  6. 一種藥液，其係如請求項1~5中任一項之半導體元件之製造方法中使用的第一藥液，包含： 羥胺或其衍生物(A1)與比該羥胺或其衍生物(A1)鹼性更強的鹼化合物(B1)。
  7. 如請求項6之藥液，其中pH為10以上。
  8. 如請求項6或7之藥液，其中前述羥胺或其衍生物(A1)係選自由羥胺及N,N-二烷基羥胺所成之群組的1種以上。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200946621A (en) * 2007-10-29 2009-11-16 Ekc Technology Inc Chemical mechanical polishing and wafer cleaning composition comprising amidoxime compounds and associated method for use
US8211800B2 (en) * 2010-08-23 2012-07-03 Kabushiki Kaisha Toshiba Ru cap metal post cleaning method and cleaning chemical
WO2016068183A1 (ja) 2014-10-31 2016-05-06 富士フイルム株式会社 ルテニウム除去組成物、及び、磁気抵抗メモリの製造方法
CN111033697B (zh) * 2017-08-31 2023-10-10 富士胶片株式会社 处理液、试剂盒、基板的清洗方法
WO2019070545A1 (en) * 2017-10-04 2019-04-11 Tokyo Electron Limited METAL RUTHENIUM FILLING OF ELEMENTS FOR INTERCONNECTIONS
CN117198858A (zh) * 2018-02-05 2023-12-08 富士胶片株式会社 药液、药液的制造方法、基板的处理方法
JP6552676B2 (ja) 2018-05-10 2019-07-31 富士フイルム株式会社 ルテニウム含有膜が形成された基板におけるルテニウム付着物除去用除去液
JP6670917B1 (ja) 2018-12-18 2020-03-25 東京応化工業株式会社 エッチング液、被処理体の処理方法、及び半導体素子の製造方法。
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