TWI530588B - 抑制金屬微細構造體之圖案崩塌用處理液及利用此處理液的金屬微細構造體之製造方法 - Google Patents
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Description
本發明係關於抑制金屬微細構造體之圖案崩塌用處理液及使用此處理液之金屬微細構造體之製造方法。
以往,於半導體裝置或電路基板此類的廣泛領域中使用的具有微細構造的元件的形成、加工方法,係使用光微影技術。於該領域中,伴隨要求性能的高度化,半導體裝置等的小型化、高密集化、或高速度化顯著進展,使用在光微影的抗蝕劑圖案一直趨向微細化、且高寬比增加一途。但是,若微細化等以如此的方式進展,抗蝕劑圖案之崩塌會成為大問題。
抗蝕劑圖案之崩塌,已知係由於將抗蝕劑圖案顯影後之濕式處理(主要為用以將顯影液洗去的沖洗處理)中使用之處理液從該抗蝕劑圖案乾燥時,起因於該處理液之表面張力的應力作用而發生。而,為了解決抗蝕劑圖案之崩塌,已有人提出:利用使用非離子性界面活性劑或醇系溶劑可溶性化合物等之低表面張力的液體將清洗液取代並乾燥之方法(例如,參照專利文獻1及2)、將抗蝕劑圖案之表面疏水化之方法(例如,參照專利文獻3)等。
而,於使用光微影技術形成之由金屬、金屬氮化物或金屬氧化物等構成之微細構造體(以下稱為金屬微細構造體,又,包含金屬、金屬氮化物或金屬氧化物,單稱為金屬)中,形成構造體之金屬本身的強度,比起抗蝕劑圖案本身的強度或抗蝕劑圖案與基材之接合強度更高,因此,該構造體圖案比起抗蝕劑圖案較不易發生崩塌。但是,隨著半導體裝置或微型機器的小型化、高密集化、高速度化進一步進展,該構造體之圖案會由於微細化及高寬比之增加致使該構造體之圖案之崩塌成為大問題。由於係有機物之抗蝕劑圖案與金屬微細構造體之表面狀態完全不同,因此,與上述抗蝕劑圖案之崩塌的情形不同,找不到有效的對應方法,因此,當半導體裝置或微型機器小型化、高密集化、或高速化時,處於設計不生圖案之崩塌之圖案等圖案設計之自由顯著受阻礙的狀況。
【專利文獻1】 日本特開2004-184648號公報
【專利文獻2】 日本特開2005-309260號公報
【專利文獻3】 日本特開2006-163314號公報
如上,於半導體裝置或微型機器此類的金屬微細構造體的領域中,實情為抑制圖案崩塌之有效技術為未知的。
本發明係於如此的狀況下產生,目的在於提供能夠抑制半導體裝置或微型機器此類的金屬微細構造體的圖案崩塌的處理液及使用此處理液的金屬微細構造體之製造方法。
本案發明人等,為了達成前述目的努力研究,結果發現:利用含有磷酸酯及/或聚氧伸烷基醚磷酸酯之處理液可達成其目的。
本發明係基於該見解完成。亦即,本發明之要旨如下。
[1]一種抑制金屬微細構造體之圖案崩塌用處理液,包含磷酸酯及/或聚氧伸烷基醚磷酸酯。
[2]如[1]之抑制金屬微細構造體之圖案崩塌用處理液,其中磷酸酯及/或聚氧伸烷基醚磷酸酯以下述通式(1)及/或通式(2)表示:
[式中,R1表示碳數2~24之烷基、碳數2~24之烯基,R2表示碳數2~6之烷二基或烯二基,且多個R1及R2可相同或不同;又,n表示0~20之數,且多個n可相同或不同]。
[3]如[1]或[2]之抑制金屬微細構造體之圖案崩塌用處理液,更包含水。
[4]如[1]至[3]中任一項之抑制金屬微細構造體之圖案崩塌用處理液,其中該通式(1)及(2)中,OR2為氧伸乙基及/或氧伸丙基。
[5]如[1]至[4]中任一項之抑制金屬微細構造體之圖案崩塌用處理液,其中磷酸酯及/或聚氧伸烷基醚磷酸酯之含量為10ppm~50%。
[6]如[1]至[5]中任一項之抑制金屬微細構造體之圖案崩塌用處理液,其中金屬微細構造體之圖案,係使用選自氮化鈦、鈦、釕、氧化釕、鎢、矽化鎢、氮化鎢、氧化鋁、氧化鉿、矽酸鉿、氮化矽酸鉿、鉑、鉭、氧化鉭、氮化鉭、矽化鎳、鎳矽鍺、鎳鍺之中至少一種材料形成。
[7]一種金屬微細構造體之製造方法,其特徵在於:於濕式蝕刻或乾式蝕刻後之清洗步驟,使用如[1]至[6]項中任一項之抑制金屬微細構造體之圖案崩塌用處理液。
[8]如[7]之金屬微細構造體之製造方法,其中金屬微細構造體之圖案,係使用選自氮化鈦、鈦、釕、氧化釕、鎢、矽化鎢、氮化鎢、氧化鋁、氧化鉿、矽酸鉿、氮化矽酸鉿、鉑、鉭、氧化鉭、氮化鉭、矽化鎳、鎳矽鍺、鎳鍺之中至少一種材料形成。
[9]如[7]或[8]之金屬微細構造體之製造方法,其中金屬微細構造體為半導體裝置或微型機器。
依照本發明,能提供一種可抑制半導體裝置或微型機器此類金屬微細構造體的圖案崩塌的處理液及使用其之金屬微細構造體之製造方法。
【實施發明之最佳形態】
[處理液]
本發明之處理液,係使用於抑制金屬微細構造體之圖案崩塌,含有磷酸酯及/或聚氧伸烷基醚磷酸酯者。
《磷酸酯及聚氧伸烷基醚磷酸酯》
本發明之處理液使用之磷酸酯及聚氧伸烷基醚磷酸酯,可認為係吸附用在金屬微細構造體之圖案的金屬材料,而將該圖案表面疏水化者。本發明中,疏水化係指經本發明之處理液處理過的金屬的表面與水的接觸角成為70°以上。磷酸酯及聚氧伸烷基醚磷酸酯,通常同時含有單酯及二酯,但也可單獨使用單酯或二酯。磷酸酯及聚氧伸烷基醚磷酸酯,例如較佳為以下述通式(1)及/或(2)表示者。
式中,R1表示碳數2~24之烷基、碳數2~24之烯基。烷基,宜為碳數6~18之烷基,碳數12~18之烷基更佳,碳數12、13、18之烷基又更佳,尤佳為碳數18之烷基。該烷基可為直鏈狀、分支狀、環狀任一者,又,也可具有鹵素原子、取代基,例如正己基、1-甲基己基、2-甲基己基、1-戊基己基、環己基、1-羥基己基、1-環己基、1,3-二環己基、1-胺基己基、1-氰基己基、1-硝基己基等各種己基,此外各種庚基、各種辛基、各種壬基、各種癸基、各種十一烷基、各種十二烷基、各種十三烷基、各種十四烷基、各種十五烷基、各種十六烷基、各種十七烷基、各種十八烷基、各種十九烷基、各種二十烷基等,更佳為各種己基,此外,各種庚基、各種辛基、各種壬基、各種癸基、各種十一烷基、各種十二烷基、各種十三烷基、各種十四烷基、各種十八烷基,又更佳為各種十二烷基、各種十三烷基、各種十八烷基。又,式(2)中,多個R1可相同也可不同。
烯基,宜為碳數2~24之烯基,更佳為碳數4~18之烯基,更佳為碳數6~18之烯基,尤佳為碳數18之油基。又,烯基可為直鏈狀、分支狀任一者。
式中,R2表示碳數2~6之烷二基或烯二基,多個R2可相同也可不同。
碳數2~6之烷二基,可為直鏈狀、分支狀任一者,例如伸乙基、1,2-丙烷二基、1,3-丙烷二基、各種丁烷二基、各種戊烷二基、各種己烷二基等,但其中較佳為直鏈狀者,例如伸乙基、1,3-丙烷二基、1,4-丁烷二基、1,5-戊烷二基、1,6-己烷二基等,尤佳為伸乙基、1,2-丙烷二基,亦即,OR2以氧伸乙基、氧伸丙基為尤佳。
又,式中之n表示0~20之數,較佳為0~14。原因在於,n若為上述範圍內,式中R1表示之官能基與親水性-疏水性的平衡也有影響,但是本發明使用之磷酸酯及/或聚氧伸烷基醚磷酸酯為液體,且容易溶解於水或有機溶劑等溶劑並適於作為處理液使用。
本發明中,以通式(1)及(2)表示之化合物,較佳為R1、R3為烷基且R2為烷二基之各烷基磷酸酯及聚氧伸烷基烷基醚磷酸酯,R1為烯基且R2為烷二基之各烯基磷酸酯及聚氧伸烷基烯基醚磷酸酯等。又,以通式(2)表示之化合物中,二個R1可相同也可不同。原因在於,若使用上述化合物,本發明之處理液能展現更為優異的圖案崩塌抑制能力。
通式(1)及(2)表示之化合物當中,尤佳者為辛基磷酸酯、月桂基磷酸酯、十三烷基磷酸酯,以通式(2)表示之化合物當中,n=0且R1之碳數為6~10(己基~癸基)之混合者等之烷基磷酸酯;聚氧伸乙基己基醚磷酸酯(n:1~8)、聚氧伸乙基庚基醚磷酸酯(n:1~8)、聚氧伸乙基辛基醚磷酸酯(n:1~8)、聚氧伸乙基壬烯基(nonenyl)醚磷酸酯(n:1~8)、聚氧伸乙基癸基醚磷酸酯(n:1~12)、聚氧伸乙基月桂基醚磷酸酯(n:1~12)、聚氧伸乙基十三烷基醚磷酸酯(n:1~12)、聚氧伸乙基硬脂基醚磷酸酯(n:1~12)等聚氧伸乙基烷基醚磷酸酯;聚氧伸乙基油基醚磷酸酯(n:1~12)等聚氧伸乙基烯基醚磷酸酯;聚氧伸乙基聚氧伸丙烯壬烯基(nonenyl)醚磷酸酯(n:1~8)、聚氧伸乙基聚氧伸丙烯癸基醚磷酸酯(n:1~10)、聚氧伸乙基聚氧伸丙烯十一烷基醚磷酸酯(n:1~8)、聚氧伸乙基聚氧伸丙烯十二烷基醚磷酸酯(n:1~8)、聚氧伸乙基聚氧伸丙烯十三烷基醚磷酸酯(n:1~8)、聚氧伸乙基聚氧伸丙烯十四烷基醚磷酸酯(n:1~8)等聚氧伸乙基聚氧伸丙基烷基醚磷酸酯、及此等之混合物。
《水》
本發明之處理液宜更包含水,水溶液較佳。水,宜為利用蒸餾、離子交換處理、過濾處理、各種吸附處理等,將金屬離子或有機雜質、微粒粒子等除去者,尤其純水、超純水較佳。
《處理液》
本發明之處理液,係含有上述磷酸酯及聚氧伸烷基醚磷酸酯,較佳為含水,此外,在不妨礙處理液之效果之範圍含有處理液通常使用的各種添加劑者。
本發明之處理液中,磷酸酯及聚氧伸烷基醚磷酸酯之含量,宜為10ppm~50%。磷酸酯及聚氧伸烷基醚磷酸酯之含量若為上述範圍內,可充分得到此等化合物之效果。又,若考慮操作性或經濟性起泡性,宜於較低濃度的10%以下使用,更佳為10~2000ppm,更佳為10~1000ppm。
此等化合物對水之溶解性不足而會有相分離的情形時,也可添加醇等有機溶劑,也可加入酸、鹼而補充溶解性。若未相分離而僅是白濁時,可在不妨礙該處理液之效果之範圍使用,也可伴隨攪拌使此處理液成為均勻並使用。又,為了避免處理液白濁,可與上述以同樣方式,加入醇等有機溶劑或酸、鹼後使用。
本發明之處理液,適於用在抑制半導體裝置或微型機器此類的金屬微細構造體的圖案崩塌。在此,金屬微細構造體之圖案,宜為使用選自例如TiN(氮化鈦)、Ti(鈦)、Ru(釕)、RuO(氧化釕)、SrRuO3(SRO)、W(鎢)、WSi(矽化鎢)、WN(氮化鎢)、Al2O3(氧化鋁)、HfO2(氧化鉿)、HfSiOx(矽酸鉿)、HfSiON(氮化矽酸鉿)、Pt(鉑)、Ta(鉭)、Ta2O5(氧化鉭)、TaN(氮化鉭)、NiSi(矽化鎳)、NiSiGe(鎳矽鍺)、NiGe(鎳鍺)等中至少一種材料形成者,TiN(氮化鈦)、Ti(鈦)、Ru(釕)、RuO(氧化釕)、SrRuO3(SRO)、W(鎢)、WSi(矽化鎢)、Al2O3(氧化鋁)、HfO2(氧化鉿)、Pt(鉑)、Ta(鉭)、Ta2O5(氧化鉭)、TaN(氮化鉭)較佳,TiN(氮化鈦)、W(鎢)、Ta(鉭)、Ti(鈦)、Al2O3(氧化鋁)、HfO2(氧化鉿)Ru(釕)更佳。
又,金屬微細構造體,有時會圖案化在SiO2(矽氧化膜)或TEOS(四乙氧基矽烷氧化膜)等絕緣膜物質上時,或於金屬微細構造之一部分含有絕緣膜物質。
本發明之處理液,比起習知的金屬微細構造體,當然對於成為微細化、高高寬比之金屬微細構造體更能發揮優異的圖案崩塌抑制效果。在此,高寬比係由(圖案之高度/圖案寬度)計算之值,對於具3以上,再者7以上之高的高寬比的圖案,本發明之處理液具有優異的圖案崩塌抑制效果。又,本發明之處理液對於圖案尺寸為300nm以下、150nm以下、100nm以下,再者50nm以下之1:1之線及間隔這樣的微細圖案,或同樣圖案間之間隔為300nm以下、150nm以下、100nm以下甚至50nm以下之具圓筒或圓柱狀構造的微細圖案,具有優異的圖案崩塌抑制效果。
[金屬微細構造體之製造方法]
本發明之金屬微細構造體之製造方法,其特徵在於:於濕蝕刻或乾蝕刻後之清洗步驟,使用上述本發明之處理液。更具體而言,於該清洗步驟中,較佳為利用浸泡、噴塗流出、噴霧等使金屬微細構造體之圖案與本發明之處理液接觸後,以水取代該處理液後使乾燥。在此,使金屬微細構造體之圖案與本發明之處理液以浸泡接觸時,浸泡時間宜為10秒~30分鐘,更佳為15秒~20分鐘,更佳為20秒~15分鐘,尤佳為30秒~10分鐘,溫度條件宜為10~60℃,更佳為15~50℃,又更佳為20~40℃,尤佳為25~40℃。又,也可在金屬微細構造體之圖案與本發明之處理液接觸之前,預先以水進行清洗。如此,藉由使金屬微細構造體之圖案與本發明之處理液接觸,將該圖案之表面上進行疏水化,能抑制該圖案之崩塌。
本發明之處理液,若於金屬微細構造體之製造步驟中,具有濕蝕刻或乾蝕刻之步驟且之後進行濕式處理(蝕刻或清洗、用於將此等的清洗液洗去的沖洗)後具有乾燥之步驟,則不論金屬微細構造體之種類,能夠廣泛適用。例如,於(i)DRAM型之半導體裝置之製造中,將導電膜周邊之絕緣膜等進行濕蝕刻後(例如參照日本特開2000-196038號公報及日本特開2004-288710號公報)、(ii)於製造具有短冊狀之鰭狀物的電晶體的半導體裝置時,閘電極之加工時之乾蝕刻或濕蝕刻後用於將產生的污染物除去的清洗步驟後(例如參照日本特開2007-335892號公報)、(iii)於微型機器(微小電機械裝置)之孔腔形成時,開解導電性膜之貫通孔,並將由絕緣膜構成之犠牲層除去而形成孔腔時、用於除去蝕刻時產生的污染物的清洗步驟後(例如參照日本特開2009-122031號公報)等這些半導體裝置或微型機器之製造步驟中的蝕刻步驟後,可適用本發明之處理液。
【實施例】
以下以實施例及比較例更為詳細說明本發明,但本發明不限於此等實施例。
《處理液之製備》
依照表1所示之配合組成(質量%),調配實施例1及2之抑制金屬微細構造體之圖案崩塌用處理液。
*1,表示磷酸酯及聚氧伸烷基醚磷酸酯之通式(1)及(2)中之官能基R1之碳數。
*2,「RA-600(商品名)」,東邦化學工業(股)公司製:聚氧伸乙基烷基醚磷酸酯(烷基為碳數6~10)之混合物,通式(1)及(2)中,n=4)。
*3,「ED-200(商品名)」,東邦化學工業(股)公司製:聚氧伸乙基辛基醚磷酸酯(通式(1)及(2)中,n=1)。
*4,聚氧伸乙基聚氧伸丙基烷基醚磷酸酯(烷基為碳數9~11)之混合物,通式(1)及(2)中,n=5及6)。
*5,「ML-220(商品名)」,東邦化學工業(股)公司製:聚氧伸乙基月桂基醚磷酸酯(通式(1)及(2)中,n=2)。
*6,「RD-510Y(商品名)」,東邦化學工業(股)公司製:聚氧伸乙基月桂基醚磷酸酯(通式(1)及(2)中,n=4)。
*7,「ML-240(商品名)」,東邦化學工業(股)公司製:聚氧伸乙基月桂基醚磷酸酯(通式(1)及(2)中,n=4)。
*8,「RS-410(商品名)」,東邦化學工業(股)公司製:聚氧伸乙基十三烷基醚磷酸酯(通式(1)及(2)中,n=3)。
*9,「RS-610(商品名)」,東邦化學工業(股)公司製:聚氧伸乙基十三烷基醚磷酸酯(通式(1)及(2)中,n=6)。
*10,「RS-710(商品名)」,東邦化學工業(股)公司製:聚氧伸乙基十三烷基醚磷酸酯(通式(1)及(2)中,n=10)。
*11,「RB-410(商品名)」,東邦化學工業(股)公司製:聚氧伸乙基硬脂基醚磷酸酯(通式(1)及(2)中,n=4)。
*12,聚氧伸乙基油基醚磷酸酯(通式(1)及(2)中,n=7)。
*13,聚氧伸乙基聚氧伸丙基烷基醚磷酸酯(烷基為碳數10)(通式(1)及(2)中,n=10及2)。
*14,聚氧伸乙基烷基醚磷酸酯(烷基為碳數10)(通式(1)及(2)中,n=10)。
*15,聚氧伸乙基辛基醚磷酸酯(通式(1)及(2)中,n=3)。
*16,「ML-200(商品名)」,東邦化學工業(股)公司製:月桂基磷酸酯(通式(1)及(2)中,n=0)。
*17,「GF-185(商品名)」,東邦化學工業(股)公司製:十三烷基磷酸酯(通式(1)及(2)中,n=0)。
實施例1~16
如圖-1(a)所示,將氮化矽103(厚度:100nm)及氧化矽102(厚度:1200nm)成膜在矽基板104上後、形成光阻101後,將該光阻101進行曝光、顯影,藉此形成圖-1(b)所示之圓環狀開口部105(φ125nm、圓與圓間之距離:50nm),以該光阻101作為遮罩,利用乾蝕刻蝕刻氧化矽102直到氮化矽103之層,藉此形成如圖-1(c)所示之圓筒狀之孔106。其次,利用灰化將光阻101除去,得到如圖-1(d)所示在氧化矽102開孔有達氮化矽103之層的圓筒狀孔106的構造體。於得到的構造體的圓筒狀孔106,以氮化鈦作為金屬107進行充填、沉積(圖1-(e))、化學性機械研磨(chemical mechanical polishing;CMP),將氧化矽102上多餘的金屬(氮化鈦)107除去,得到圖-1(f)所示,在氧化矽102中填埋有金屬(氮化鈦)的圓筒108的構造體。將得到的構造體的氧化矽102以氟酸溶解除去後,依序以純水、處理液1~16、及純水進行液體接觸處理,並進行乾燥,得到圖-1(g)所示之構造體。
得到的構造體,為具有金屬(氮化鈦)之圓筒-煙囪狀圖案(φ125nm,高度:1200nm(高寬比:9.6),圓筒與圓筒間之距離:50nm)的微細構造,70%以上之該圖案未崩塌。
在此,圖案之崩塌,係使用「FE-SEM S-5500(型號)」:日立High technologies公司製觀察,崩塌抑制率係計算圖案全部條數中未崩塌的圖案的比例求出的數值,該崩塌抑制率若為50%以上,則判定為合格。各例使用之處理液1~16之組成如表1所示,又,各例使用之處理液、處理方法及崩塌抑制率之結果如表3所示。
比較例1
將實施例1中,圖-1(f)所示之構造體之氧化矽102以氟酸溶解除去後,僅以純水處理,除此以外與實施例1同樣進行,得到圖-1(g)表示之構造體。得到的構造體的圖案的50%以上,發生如圖-1(h)所示之崩塌(崩塌抑制率成為小於50%)。比較例1中使用之處理液、處理方法及崩塌抑制率之結果,如表3所示。
比較例2~10
將實施例1中,圖-1(f)所示之構造體之氧化矽102以氟酸溶解除去並以純水處理後,處理液1改為使用以表2所示之比較液1~9處理,除此以外與實施例1同樣進行,得到比較例2~10之圖-1(g)所示之構造體。得到的構造體的圖案的50%以上,發生如圖-1(h)所示之崩塌。各比較例2~10中使用的比較液1~9的組成如表2,又,各例使用之比較液、處理方法及崩塌抑制率之結果如表3所示。
*1,「Fluorad FC-93(商品名)」;3M公司製,0.01%水
*2,「Surflon S-111(商品名)」;AGC Seimichemical(股)製,0.01%水
*3,「Surfinol 420(商品名)」;日信化學工業(股)公司製,0.01%水
*4,「Surfinol 104(商品名)」;日信化學工業(股)公司製,0.01%水
*5,「CATIOGEN TML(商品名)」;第一工業製藥(股)公司製,0.01%水
*6,「EPAN 420(商品名)」;第一工業製藥(股)公司製,0.01%水
*1,崩塌抑制率=(未崩塌之圓筒數/總圓筒數)×100[%]
實施例17~32
將實施例1~16中,作為金屬107之氮化鈦改為使用鎢,除此以外與實施例1~16同樣進行,得到實施例17~32之圖-1(g)所示之構造體。得到的構造體,為具有金屬(鎢)之圓筒108之圓筒狀圖案(φ125nm,高度:1200nm(高寬比:9.6),圓筒與圓筒間之距離:50nm)的微細構造,70%以上之該圖案未發生崩塌。各例使用的處理液1~16的組成如表1所示,又,各例使用之處理液、處理方法及崩塌抑制率之結果如表4所示。
比較例11~20
將比較例1~10中,作為金屬107之氮化鈦改為使用鎢,除此以外與比較例1~10同樣進行,得到各比較例11~20之圖-1(g)所示之構造體。得到的構造體的圖案的50%以上,發生如圖-1(h)所示之崩塌。各例中使用之比較液1~9之組成如表2所示,又,各例使用之比較液、處理方法及崩塌抑制率之結果如表4所示。
*1,崩塌抑制率=(未崩塌的圓筒數/總圓筒數)×100[%]
實施例33~48
將實施例1~16中,作為金屬107的氮化鈦改為使用鉭,除此以外與實施例1~16同樣進行,得到各實施例33~48之圖-1(g)所示之構造體。得到的構造體,為具有金屬(鉭)之圓筒108之圓筒狀圖案(φ125nm,高度:1200nm(高寬比:9.6),圓筒與圓筒間之距離:50nm)的微細構造,70%以上之該圖案未發生崩塌。各例使用之處理液1~16之組成如表1所示,又,各例使用之處理液、處理方法及崩塌抑制率之結果如表5所示。
比較例21~30
將比較例1~10中,作為金屬107之氮化鈦改為使用鉭,除此以外與比較例1~10同樣進行,得到各比較例21~30之圖-1(g)所示之構造體。得到的構造體之圖案之50%以上,發生如圖-1(h)所示之崩塌。各例使用之比較液1~9之組成如表2所示,又,各例使用之比較液、處理方法及崩塌抑制率之結果如表5所示。
*1,崩塌抑制率=(未崩塌之圓筒數/總圓筒數)×100[%]
實施例49~64
如圖-2(a)所示,在形成於矽基板上的氧化矽層201上形成多晶矽202(厚度:100nm)膜,於其上形成光阻203後,將該光阻203曝光、顯影,形成如圖-2(b)所示之角柱狀開口部204(1000nm×8000nm),並以該光阻203作為遮罩以乾蝕刻蝕刻多晶矽202直到氧化矽層201,形成圖-2(c)所示之角柱狀的孔205。其次,將光阻203以灰化除去,得到如圖-2(d)所示之於多晶矽202開孔有達到氧化矽層201之角柱狀孔205的構造體。於得到的構造體的角柱狀孔205,充填、沉積鈦作為金屬,形成金屬(鈦)角柱206及金屬(鈦)層207(圖-2(e)),於該金屬(鈦)層207上形成光阻208(圖-2(f))。其次,將光阻208曝光、顯影,形成如圖-2(g)所示之覆蓋含有2個金屬(鈦)角柱206之範圍的長方形型光罩209,以該長方形型光罩209作為遮罩,將金屬(鈦)層207進行乾蝕刻,形成圖-2(h)所示之於下部之兩端具有金屬(鈦)角柱206的金屬(鈦)板210。又,將長方形光罩209以灰化除去,得到圖-2(i)所示之由具有多晶矽202與金屬(鈦)角柱206之金屬(鈦)板210構成之構造體。將得到的構造體的多晶矽202以四甲基氫氧化鋁水溶液溶解除去後,依序以純水、處理液1~16、及純水進行液體接觸處理,並進行乾燥,得到實施例49~64之如圖-2(j)所示之橋樑構造體211。
得到的橋樑構造體211,為具有金屬(鈦)板210(縱×橫:15000nm×10000nm,厚度:300nm,高寬比:50)及其兩端具有金屬(鈦)角柱(縱×橫:1000nm×8000nm,高度:100nm)之微細構造,70%以上之金屬(鈦)板210未發生崩塌,且未接觸氧化矽層201。在此,圖案之崩塌係使用「FE-SEM S-5500(型號)」:日立High technologies公司製觀察。各例使用之處理液1~16之組成如表1所示,又,各例使用之處理液、處理方法及崩塌抑制率之結果如表6所示。
比較例31
將實施例49中,圖-2(i)所示之構造體之多晶矽202以四甲基氫氧化鋁水溶液溶解除去後,僅以純水處理,除此以外,與實施例49同樣進行,得到圖-2(j)所示之橋樑構造體211。得到的橋樑構造體211的50%以上,發生如圖-2(k)所示之崩塌。比較例31使用之處理液、處理方法及崩塌抑制率之結果,如表6所示。
比較例32~40
將實施例49中,圖-2(i)所示之構造體之多晶矽202以四甲基氫氧化鋁水溶液溶解除去並以純水處理後,處理液1改為使用表2所示之比較液1~9處理,除此以外,與實施例49同樣進行,得到比較例32~40之如圖-2(j)所示之橋樑構造體211。得到的橋樑構造體211的50%以上,發生如圖-2(k)所示之崩塌(崩塌抑制率小於50%。)。比較例31使用之比較液1~9之組成如表2所示,又,各例使用之比較液、處理方法及崩塌抑制率如表6所示。
*1,崩塌抑制率=(未崩塌之橋樑構造數/總橋樑構造數)×100[%]
實施例65~80
將實施例49~64中,作為金屬之鈦改為使用氧化鋁,除此以外與實施例49~64同樣進行,得到實施例65~80之圖-2(j)所示之橋樑構造體211。
得到的橋樑構造體211,為具有金屬(氧化鋁)板210(縱×橫:15000nm×10000nm,厚度:300nm,高寬比:50)及其兩端具有金屬(氧化鋁)角柱(縱×橫:1000nm×8000nm,高度:100nm)之微細構造,70%以上之金屬(氧化鋁)板210未崩塌,且未接觸氧化矽層201。各例使用之處理液1~16之組成如表1所示,又,各例使用之處理液、處理方法及崩塌抑制率之結果如表7所示。
比較例41~50
將比較例31~40中,作為金屬之鈦改為使用氧化鋁,除此以外與比較例31~40同樣進行,得到比較例41~50之圖-2(j)所示之橋樑構造體211。得到的橋樑構造體的50%以上,發生如圖-2(k)所示之崩塌。各例使用之比較液1~9之組成如表2所示,又,各例使用之比較液、處理方法及崩塌抑制率之結果如表7所示。
*1,崩塌抑制率=(未崩塌之橋樑構造數/總橋樑構造數)×100[%]
實施例81~96
將實施例49~64中,作為金屬的鈦改為使用氧化鉿,除此以外與實施例49~64同樣進行,得到實施例81~96之圖-2(j)所示之橋樑構造體211。
得到的橋樑構造體211,為具有金屬(氧化鉿)板210(縱×橫:15000nm×10000nm,厚度:300nm,高寬比:50)及其兩端具有金屬(氧化鉿)角柱(縱×橫:1000nm×8000nm,高度:100nm)的微細構造,70%以上之金屬(氧化鉿)板210未崩塌,未接觸氧化矽層201。各例使用之處理液1~16之組成如表1所示,又,各例使用之處理液、處理方法及崩塌抑制率之結果如表8所示。
比較例51~60
將比較例31~40中,作為金屬之鈦改為使用氧化鉿,除此以外與比較例31~40同樣進行,得到比較例51~60之圖-2(j)所示之橋樑構造體211。得到的橋樑構造體的50%以上,發生如圖-2(k)所示之崩塌。各例使用之比較液1~9之組成如表2所示,又,各例使用之比較液、處理方法及崩塌抑制率之結果如表8所示。
*1,崩塌抑制率=(未崩塌之橋樑構造數/總橋樑構造數)×100[%]
實施例97~112
將實施例49~64中,作為金屬之鈦改為使用釕,除此以外與實施例49~64同樣進行,得到實施例97~112之圖-2(j)所示之橋樑構造體211。
得到之橋樑構造體211,為具有金屬(釕)板210(縱×橫:15000nm×10000nm,厚度:300nm,高寬比:50)及其兩端具有金屬(釕)角柱(縱×橫:1000nm×8000nm,高度:100nm)之微細構造,70%以上之金屬(釕)板210未崩塌,未接觸氧化矽層201。在此,圖案之崩塌,係使用「FE-SEM S-5500(型號)」:日立High technologies公司製觀察。各例使用之處理液1~16之組成如表1所示,又,各例使用之處理液、處理方法及崩塌抑制率之結果如表9所示。
比較例61~70
將比較例31~40中,作為金屬之鈦改為使用釕,除此以外與比較例31~40同樣進行,得到比較例61~70之圖-2(j)所示之橋樑構造體211。得到的橋樑構造體的50%以上,發生如圖-2(k)所示之崩塌。各例使用之比較液1~9之組成如表2所示,又,各例使用之比較液、處理方法及崩塌抑制率之結果如表9所示。
*1,崩塌抑制率=(未崩塌之橋樑構造數/總橋樑構造數)×100[%]
【產業利用性】
本發明之處理液,適於用在抑制半導體裝置或微型機器(MEMS)此類之金屬微細構造體於製造時之圖案崩塌。
101‧‧‧光阻
102‧‧‧氧化矽
103‧‧‧氮化矽
104‧‧‧矽基板
105‧‧‧圓狀開口部
106‧‧‧圓筒狀孔
107‧‧‧金屬(氮化鈦、鎢或鉭)
108‧‧‧金屬(氮化鈦、鎢或鉭)之圓筒
201‧‧‧氧化矽層
202‧‧‧多晶矽
203‧‧‧光阻
204‧‧‧角柱狀開口部
205‧‧‧角柱狀孔
206‧‧‧金屬(鈦、氧化鋁、氧化鉿或釕)角柱
207‧‧‧金屬(鈦、氧化鋁、氧化鉿或釕)層
208‧‧‧光阻
209‧‧‧長方形型光罩
210‧‧‧金屬(鈦、氧化鋁、氧化鉿或釕)板
211‧‧‧橋樑構造體
圖1(a)~(h)顯示實施例1~48及比較例1~30製作之金屬微細構造體之各製作階段的剖面示意圖。
圖2(a)~(k)顯示實施例49~112及比較例31~70製作之金屬微細構造體之各製作階段的剖面示意圖。
Claims (8)
- 一種抑制金屬微細構造體之圖案崩塌用處理液,包含磷酸酯及/或聚氧伸烷基醚磷酸酯,該磷酸酯及/或聚氧伸烷基醚磷酸酯以下述通式(1)及/或通式(2)表示:
- 如申請專利範圍第1項之抑制金屬微細構造體之圖案崩塌用處理液,更包含水。
- 如申請專利範圍第1或2項之抑制金屬微細構造體之圖案崩塌用處理液,其中該通式(1)及(2)中,OR2為氧伸乙基及/或氧伸丙基。
- 如申請專利範圍第1或2項之抑制金屬微細構造體之圖案崩塌用處理液,其中磷酸酯及/或聚氧伸烷基醚磷酸酯之含量為10ppm~50%。
- 如申請專利範圍第1或2項之抑制金屬微細構造體之圖案崩塌用處理液,其中金屬微細構造體之圖案,係使用選自氮化鈦、鈦、釕、氧化釕、鎢、矽化鎢、氮化鎢、氧化鋁、氧化鉿、矽酸鉿、氮化矽酸鉿、鉑、鉭、氧化鉭、氮化鉭、矽化鎳、鎳矽鍺、鎳鍺之中至少一種材料形成。
- 一種金屬微細構造體之製造方法,其特徵在於:於濕式蝕刻或乾式蝕刻後之清洗步驟,使用如申請專利範圍第1至5項中任一項之抑制金屬微細構造體之圖案崩塌用處理液。
- 如申請專利範圍第6項之金屬微細構造體之製造方法,其中金屬微細構造體之圖案,係使用選自氮化鈦、鈦、釕、氧化釕、鎢、矽化鎢、氮化鎢、氧化鋁、氧化鉿、矽酸鉿、氮化矽酸鉿、鉑、鉭、氧化鉭、氮化鉭、矽化鎳、鎳矽鍺、鎳鍺之中至少一種材料 形成。
- 如申請專利範圍第6或7項之金屬微細構造體之製造方法,其中金屬微細構造體為半導體裝置或微型機器。
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