WO2024070946A1 - 組成物、基板の処理方法、半導体デバイスの製造方法、化合物 - Google Patents

組成物、基板の処理方法、半導体デバイスの製造方法、化合物 Download PDF

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WO2024070946A1
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直也 下重
泰雄 杉島
智威 高橋
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富士フイルム株式会社
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    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
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    • H01L21/304Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting

Definitions

  • the present invention relates to a composition, a method for treating a substrate, a method for manufacturing a semiconductor device, and a compound.
  • a semiconductor device is manufactured, for example, by arranging a laminate having a metal layer that serves as a wiring material, an etching stop film, and an insulating film on a substrate, forming a resist film on the laminate, and performing a photolithography process and a dry etching process.
  • a method in which a composition capable of dissolving metal-containing substances is used for etching or removing foreign matter adhering to the surface of a substrate.
  • a metal layer and/or an insulating film on a substrate may be etched by dry etching using a resist film as a mask.
  • residues derived from the metal layer and/or the insulating film may adhere to the substrate, the metal layer, and the insulating film.
  • cleaning using a composition is often performed.
  • the resist film used as a mask during etching is removed from the laminate by a dry ashing method or a wet method. Residues derived from the resist film and the like may adhere to the laminate from which the resist has been removed using the dry ashing method. Furthermore, in recent years, in order to realize further miniaturization of semiconductor devices, metallic material-based resist films (so-called metal hard masks) such as TiN and AlOx are also used as the resist film.
  • a dry etching process (e.g., plasma etching process) is usually performed using the metal hard mask as a mask, and a process is performed in which holes are formed based on the pattern shape of the metal hard mask to expose the metal film surface that will become the wiring film.
  • Etching residues and/or ashing residues are deposited on a substrate that has been subjected to a dry etching process or a dry ashing process.
  • the residual components contain a large amount of metal components such as titanium-based metals, and when a photoresist film is used, the residual components contain a large amount of organic components.
  • compositions for semiconductor devices are used in the process of manufacturing semiconductor devices for treatments such as removal of metal-containing substances (etching residues and ashing residues) and/or resist films on substrates.
  • Patent Document 1 describes a cleaning solution used in the cleaning process of semiconductor device substrates, which contains an organic acid, a sulfonic acid-type anionic surfactant, at least one polymer flocculant selected from polyvinylpyrrolidone and polyethylene oxide-polypropylene oxide block copolymer, and water.
  • the present inventors used a cleaning solution containing polyvinylpyrrolidone as a composition for removing etching residues from a workpiece having tungsten (W) after dry etching treatment, with reference to Patent Document 1, but found that the ability to remove dry etching residues and the ability to inhibit the dissolution of tungsten were insufficient. Furthermore, even after the object to be treated was washed with the composition as described above and then subjected to a rinsing treatment, residues were likely to remain.
  • an object of the present invention is to provide a composition for semiconductor devices which has excellent removability for dry etching residues, further suppresses dissolution of tungsten, and is less likely to leave behind residues when a rinsing treatment is performed after application to a workpiece.
  • Another object of the present invention is to provide a method for treating a substrate using the composition, a method for producing a semiconductor device, and a compound.
  • a repeating unit A having a specific group selected from the group consisting of a primary amino group, a secondary amino group, a tertiary amino group, and salts thereof, and a hydroxy group; and A resin including a repeating unit B having a functional group or a salt thereof having a pKa of 10.0 or less, and A composition for use in a semiconductor device comprising: [2] The composition for a semiconductor device according to [1], wherein the repeating unit A is a repeating unit derived from a compound represented by formula (A) described later, a repeating unit derived from a compound represented by formula (B) described later, or a repeating unit represented by formula (C) described later.
  • the repeating unit A is a repeating unit derived from a compound represented by formula (A) in which L a is a ( na + 2 )-valent linking group containing an aromatic ring, a repeating unit derived from a compound represented by formula (B) in which at least one of L b1 and L b2 is a divalent linking group containing an aromatic ring, or a repeating unit represented by formula (C).
  • a method for treating a substrate comprising a step A of contacting the composition according to any one of [1] to [9] with a substrate having a metal inclusion.
  • the method for treating a substrate according to [10] further comprising, after the step A, a step B of performing a rinsing treatment on the substrate obtained in the step A with a rinsing liquid.
  • a method for manufacturing a semiconductor device comprising the method for treating a substrate according to [10] or [11].
  • the present invention it is possible to provide a composition for semiconductor devices which has excellent removability of dry etching residues, further suppresses dissolution of tungsten, and is less likely to leave residues when a rinsing treatment is performed after application to a workpiece.
  • the present invention also provides a method for treating a substrate using the composition, a method for producing a semiconductor device, and a compound.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a laminate that is a processing target of a substrate processing method.
  • a numerical range expressed using “to” means a range that includes the numerical values before and after “to” as the lower and upper limits.
  • the “content” of the component means the total content of those two or more components.
  • total solids content refers to the total content of all components contained in a composition other than water and solvents such as organic solvents.
  • preparation includes providing a predetermined item by processing such as synthesizing or blending raw materials, as well as procuring a predetermined item by purchasing or the like.
  • the compounds described herein may contain structural isomers, optical isomers, and isotopes.
  • the compounds may contain one or more structural isomers, optical isomers, and isotopes.
  • the bonding direction of a divalent group e.g., -COO-
  • the bonding direction of a divalent group is not limited.
  • Y is -COO- in a compound represented by the formula "X-Y-Z”
  • the compound may be either "X-O-CO-Z" or "X-CO-O-Z”.
  • the symbol "*" shown in a chemical formula represents a bond position.
  • ppm means “parts-per-million ( 10-6 )
  • ppb means “parts-per-billion ( 10-9 )
  • ppt means “parts-per-trillion ( 10-12 ).”
  • 1 ⁇ angstrom corresponds to 0.1 nm.
  • the weight average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn) are values measured by a gel permeation chromatography (GPC) analyzer using TSKgel GMHxL, TSKgel G4000HxL, or TSKgel G2000HxL (all manufactured by Tosoh Corporation) as a column, tetrahydrofuran as an eluent, a differential refractometer as a detector, and polystyrene as a standard substance, and converted using polystyrene as a standard substance.
  • the molecular weight of a compound having a molecular weight distribution is the weight average molecular weight.
  • composition The composition of the present invention (hereinafter also referred to as “the composition”) will be described in detail below.
  • the composition is a composition for semiconductor devices, which contains a resin (hereinafter also referred to as the "specific resin") that includes a repeating unit A having a specific group selected from the group consisting of a primary amino group, a secondary amino group, a tertiary amino group, and salts thereof, and a hydroxyl group, and a repeating unit B having a functional group having a pKa of 10.0 or less or a salt thereof, and water.
  • a resin hereinafter also referred to as the "specific resin”
  • the specific resin that includes a repeating unit A having a specific group selected from the group consisting of a primary amino group, a secondary amino group, a tertiary amino group, and salts thereof, and a hydroxyl group, and a repeating unit B having a functional group having a pKa of 10.0 or less or a salt thereof,
  • the present inventors have found that the composition containing the specific resin and water can provide the effects of further suppressing tungsten dissolution, providing excellent residue removal properties, and leaving less residue even after rinsing, and have completed the present invention.
  • the fact that at least one of the following is more excellent: further suppressing tungsten dissolution, providing excellent residue removal properties, and leaving less residue even after rinsing is also referred to as "having better effects of the present invention.”
  • the mechanism by which the present composition having the above-mentioned structure is able to solve the problems of the present invention is not entirely clear, but the present inventors speculate as follows. Note that the mechanism by which the problem can be solved is not limited by the following speculation. In other words, even if the problem can be solved by a mechanism other than the following, it is included in the scope of the present invention.
  • the repeating unit A When the composition is used to treat a workpiece containing tungsten, the repeating unit A has both a hydroxy group that is easily adsorbed to tungsten, and a specific group, and therefore it is easy to form a suitable protective film composed of a specific resin on the surface of the tungsten.
  • a resin such as polyethyleneimine having only the specific group, or a resin in which the hydroxy group and the specific group are present in different repeating units, a sufficient effect cannot be obtained, whereas in the case of a specific resin in which the hydroxy group and the specific group are present in the same repeating unit, the dissolution of tungsten can be suppressed.
  • the present composition has excellent affinity with a rinse solution due to the inclusion of the repeating unit B. Therefore, the composition is also excellent in removing residues (e.g., residues derived from the resin in the composition) when a rinse treatment is performed after the composition is applied to a treatment target.
  • residues e.g., residues derived from the resin in the composition
  • the present composition contains a resin including a repeating unit A and a repeating unit B (specific resin).
  • the repeating unit A is a repeating unit having a specific group selected from the group consisting of a primary amino group, a secondary amino group, a tertiary amino group, and salts thereof, and a hydroxy group.
  • a primary amino group refers to a group represented by -NH2
  • a secondary amino group refers to a group represented by -NHR A1
  • R A1 represents a monovalent aliphatic hydrocarbon group or a monovalent aromatic ring group
  • a tertiary amino group refers to a group represented by -N(R A2 ) 2 (R A2 each independently represent a monovalent aliphatic hydrocarbon group or a monovalent aromatic ring group).
  • the monovalent aliphatic hydrocarbon group represented by R A1 or R A2 may be straight-chain, branched-chain, or cyclic.
  • the aliphatic hydrocarbon group may further have a substituent.
  • the aliphatic hydrocarbon group preferably has a specific group, a hydroxyl group, or a halogen atom.
  • the aliphatic hydrocarbon group preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 6 carbon atoms, and even more preferably 1 or 2 carbon atoms.
  • Examples of the aliphatic hydrocarbon group include an alkyl group, an alkenyl group, and an alkynyl group. Among these, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms is preferable, and an alkyl group having 1 or 2 carbon atoms is more preferable.
  • the aromatic ring constituting the monovalent aromatic ring group represented by R A1 or R A2 may be either a monocyclic ring or a polycyclic ring.
  • the number of ring-member atoms in the aromatic ring constituting the monovalent aromatic ring group is preferably 5 to 20, more preferably 5 to 10, and even more preferably 5 or 6.
  • the monovalent aromatic ring group may be an aryl group or a heteroaryl group.
  • the heteroatom contained in the heteroaryl group is preferably an oxygen atom, a nitrogen atom, or a sulfur atom.
  • the above salt is a salt containing at least one group (specific group) selected from the group consisting of a primary amino group, a secondary amino group, and a tertiary amino group.
  • the compound that forms the salt is not particularly limited, and examples thereof include acidic compounds.
  • the salt is preferably a salt formed between at least one group selected from the group consisting of a primary amino group, a secondary amino group, and a tertiary amino group, and an acidic compound.
  • the acidic compound may be either an inorganic acid or an organic acid. Inorganic acids include hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, and nitric acid.
  • Organic acids include acetic acid, propionic acid, methanesulfonic acid, ethanesulfonic acid, allylglycine, maleic acid, citraconic acid, fumaric acid, and itaconic acid.
  • the acid is preferably hydrochloric acid, acetic acid, propionic acid, methanesulfonic acid, or ethanesulfonic acid, and more preferably hydrochloric acid, acetic acid, or ethanesulfonic acid.
  • the number of specific groups contained in the repeating unit A is not particularly limited, but is preferably 1 to 5, more preferably 1 or 2, and even more preferably 1.
  • the repeating unit A contains a plurality of the specific groups, it is preferable that at least one of the specific groups is a primary amino group or a salt thereof.
  • the number of hydroxy groups contained in the repeating unit A is not particularly limited, but is preferably 1 to 5, more preferably 1 or 2, and even more preferably 1.
  • the hydroxy group contained in the repeating unit A is preferably a hydroxy group bonded to a carbon atom in an aliphatic hydrocarbon (a hydroxy group that is not a phenolic hydroxy group). It is also preferred that the repeating unit A contains an aromatic ring.
  • the repeating unit A is a repeating unit derived from a compound represented by formula (A), a repeating unit derived from a compound represented by formula (B), or a repeating unit represented by formula (C).
  • R a represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
  • alkyl group having 1 to 4 carbon atoms represented by R a include a methyl group, an ethyl group, an isopropyl group, and a t-butyl group.
  • R a is preferably a hydrogen atom or a methyl group.
  • Xa represents a specific group selected from the group consisting of a primary amino group, a secondary amino group, a tertiary amino group, and salts thereof. Specific and preferred embodiments of Xa are as described above for the specific group.
  • L a represents a (na+2)-valent linking group
  • na represents an integer of 1 to 5.
  • na 1 to 3 is preferable, 1 or 2 is more preferable, and 1 is even more preferable.
  • the (na+2)-valent linking group represented by L a include an (na+2)-valent aliphatic hydrocarbon group, an (na+2)-valent aromatic ring group, -O-, -CO- (a carbonyl group), -SO 2 -, -N ⁇ , -NR L - (R L represents a hydrogen atom or a monovalent aliphatic hydrocarbon group), and groups formed by combining these groups.
  • the (na+2)-valent aliphatic hydrocarbon group is a group obtained by removing (na+2) hydrogen atoms from an aliphatic hydrocarbon.
  • the aliphatic hydrocarbon may be any of linear, branched and cyclic, with linear being preferred.
  • the aliphatic hydrocarbon preferably has 1 to 6 carbon atoms, more preferably 1 to 3 carbon atoms, and even more preferably 1 or 2 carbon atoms.
  • Aliphatic hydrocarbons include, for example, alkanes, alkenes, and alkynes.
  • the (na+2)-valent aromatic ring group is a group formed by removing (na+2) hydrogen atoms from an aromatic hydrocarbon ring or an aromatic heterocycle.
  • the aromatic hydrocarbon ring and the aromatic heterocycle may be either a monocycle or a polycycle.
  • the number of ring-member atoms in the aromatic ring constituting the monovalent aromatic ring group is preferably 5 to 20, more preferably 5 to 10, and even more preferably 5 or 6.
  • the aromatic ring may, for example, be a benzene ring.
  • aromatic hydrocarbon ring examples include a benzene ring, a naphthalene ring, an anthracene ring, a fluorene ring, and a phenanthrene ring.
  • aromatic heterocycle examples include a pyridine ring, a pyrimidine ring, a pyrrole ring, a furan ring, a thiophene ring, an imidazole ring, an oxazole ring, a thiazole ring, a benzofuran ring, a benzothiophene ring, a benzimidazole ring, a benzoxazole ring, a benzothiazole ring, and a benzothiadiazole ring.
  • examples of the monovalent aliphatic hydrocarbon group represented by R L include alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms.
  • R 1 L is preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and more preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 2 carbon atoms.
  • L a is a (na+2)-valent linking group containing an aromatic ring.
  • the aromatic ring may be either an aromatic hydrocarbon ring or an aromatic heterocycle.
  • the aromatic hydrocarbon ring include a benzene ring and a naphthalene ring, with a benzene ring being preferred.
  • the aromatic heterocycle include an imidazole ring, a pyrazole ring, a thiazole ring, a triazole ring, a tetrazole ring, a pyridine ring, a pyrazine ring, a pyrimidine ring, and a triazine ring. Of these rings, an imidazole ring, a pyridine ring, or a triazine ring is preferable.
  • Examples of the (na+2)-valent linking group represented by L a when na is 1 include *-divalent aromatic ring group-O-trivalent aliphatic hydrocarbon group ⁇ , *-CO-O-trivalent aliphatic hydrocarbon group ⁇ , trivalent aromatic ring group, *-CO-NH-divalent aromatic ring group-O-trivalent aliphatic hydrocarbon group ⁇ , *-O-trivalent aliphatic hydrocarbon group ⁇ , *-divalent aromatic ring group-CO-O-trivalent aliphatic hydrocarbon group ⁇ , *-divalent aromatic ring group-divalent aliphatic hydrocarbon group-O-trivalent aliphatic hydrocarbon group ⁇ , and *-CO-O-trivalent aliphatic hydrocarbon group-NH-divalent aliphatic hydrocarbon-.
  • the above * indicates the bonding position of the carbon atom to which R a in formula (A) is bonded.
  • the group represented by the above formula *-CO-O-trivalent aliphatic hydrocarbon group-NH-divalent aliphatic hydrocarbon group- is a group represented by the following formula (L), in which R a13 represents a trivalent aliphatic hydrocarbon group, and R a12 represents a divalent aliphatic hydrocarbon group.
  • R b represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
  • Specific and preferred embodiments of the alkyl group having 1 to 4 carbon atoms represented by R b are the same as the specific and preferred embodiments of the alkyl group having 1 to 4 carbon atoms which may have a substituent represented by R a .
  • Rb is preferably a hydrogen atom or a methyl group.
  • R 1 N represents a hydrogen atom or an alkyl group which may have a substituent.
  • the alkyl group which may have a substituent may be straight-chain, branched-chain or cyclic.
  • the alkyl group which may have a substituent preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 6 carbon atoms, and even more preferably 1 or 2 carbon atoms.
  • R 3 N When the alkyl group represented by R 3 N further has a substituent, it preferably has a specific group or a hydroxy group.
  • L b1 and L b2 each independently represent a single bond or a divalent linking group.
  • the divalent linking group represented by L b1 and L b2 include a divalent aliphatic hydrocarbon group, a divalent aromatic ring group, -O-, -CO- (carbonyl group), and a group formed by combining these groups.
  • the divalent aliphatic hydrocarbon group may be any of linear, branched and cyclic, with linear being preferred.
  • the divalent aliphatic hydrocarbon group preferably has 1 to 6 carbon atoms, more preferably 1 to 3 carbon atoms, and even more preferably 1 or 2 carbon atoms.
  • Examples of the divalent aliphatic hydrocarbon group include an alkylene group and an alkenylene group.
  • the divalent aromatic ring group may be either an arylene group or a heteroarylene group, and the aromatic ring constituting the divalent aromatic ring group may be either a monocyclic ring or a polycyclic ring.
  • the aromatic ring constituting the divalent aromatic ring group preferably has 5 to 20 member atoms, more preferably 5 to 10 member atoms, and even more preferably 5 or 6 member atoms.
  • the aromatic ring may, for example, be a benzene ring.
  • L b1 and L b2 are preferably an alkylene group, more preferably an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, and further preferably a methylene group or an ethylene group. It is also preferred that at least one of L b1 and L b2 is a divalent linking group containing an aromatic ring. Specific and preferred embodiments of the aromatic ring are the same as those of the aromatic ring that can be contained in La .
  • Rc represents a hydrogen atom or a methyl group.
  • Xc represents a specific group selected from the group consisting of a primary amino group, a secondary amino group, a tertiary amino group, and salts thereof. Specific and preferred embodiments of Xc are as described above for the specific group.
  • Lc represents a linking group having a valence of (nc+2), and nc represents an integer of 1 to 5. As nc, 1 to 3 is preferable, 1 or 2 is more preferable, and 1 is even more preferable.
  • Examples of the (nc+2)-valent linking group represented by Lc include an (nc+2)-valent aliphatic hydrocarbon group, an (nc+2)-valent aromatic ring group, -O-, -CO- (a carbonyl group), -SO 2 -, -N ⁇ , -NR L - (where R L represents a hydrogen atom or a monovalent aliphatic hydrocarbon group), and groups formed by combining these groups.
  • linking groups are as described in detail for the (na+2)-valent linking group represented by La .
  • an (nc+2)-valent aliphatic hydrocarbon group is particularly preferred.
  • Aliphatic hydrocarbons include, for example, alkanes, alkenes, and alkynes.
  • the aliphatic hydrocarbon preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 6 carbon atoms, and even more preferably 1 to 3 carbon atoms.
  • repeating unit A is a repeating unit derived from a compound represented by formula (D) or a repeating unit represented by formula (E).
  • R d represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
  • alkyl group having 1 to 4 carbon atoms represented by Rd include a methyl group, an ethyl group, and an isopropyl group.
  • Ld represents a single bond or a divalent linking group.
  • the divalent linking group represented by Ld include a divalent aliphatic hydrocarbon group, a divalent aromatic ring group, -O-, -CO- (a carbonyl group), -NR L - (R L represents a hydrogen atom or a monovalent aliphatic hydrocarbon group), and groups formed by combining these groups.
  • Specific and preferred embodiments of the above divalent aliphatic hydrocarbon group and divalent aromatic ring group are the same as the specific and preferred embodiments of the divalent aliphatic hydrocarbon group and divalent aromatic ring group represented by L b1 or L b2 in formula (B).
  • examples of the monovalent aliphatic hydrocarbon group represented by R L include alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms.
  • R 1 L is preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and more preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 2 carbon atoms.
  • Examples of the divalent linking group represented by Ld include a divalent aliphatic hydrocarbon group, -COO- (ester bond)-divalent aliphatic hydrocarbon group, -CONH- (amide bond)-divalent aliphatic hydrocarbon group, a divalent aromatic ring group -O-, a divalent aromatic ring group -CH 2 -O-, a divalent aromatic ring group -C ⁇ C-CH 2 -O-, and a divalent aromatic ring group -COO-.
  • R d2 represents a group represented by formula (X) or a group represented by formula (Y).
  • X represents a primary amino group or a salt thereof. Specific and preferred embodiments of the salt of the primary amino group are as described above.
  • R e1 represents a hydrogen atom or a methyl group.
  • Le represents a divalent linking group.
  • the divalent linking group represented by L e include a divalent aliphatic hydrocarbon group, a divalent aromatic ring group, -O-, -CO- (a carbonyl group), -NR L - (R L represents a hydrogen atom or a monovalent aliphatic hydrocarbon group), and groups formed by combining these groups.
  • Specific and preferred embodiments of the above divalent aliphatic hydrocarbon group and divalent aromatic ring group are the same as the specific and preferred embodiments of the divalent aliphatic hydrocarbon group and divalent aromatic ring group represented by L b1 or L b2 in formula (B).
  • the divalent linking group represented by Le is preferably a divalent aliphatic hydrocarbon group.
  • R e2 represents a group represented by formula (X) or a group represented by formula (Y).
  • the compound represented by formula (D) above is preferably a compound represented by formula (F) in that the effect of the present invention is more excellent.
  • Xf represents a specific group selected from the group consisting of a primary amino group, a secondary amino group, a tertiary amino group, and a salt thereof.
  • Specific and preferred embodiments of the primary amino group, secondary amino group, tertiary amino group, and salts thereof represented by Xf are the same as the specific and preferred embodiments of Xa in formula (A).
  • salts hydrochlorides, sulfates, acetates, and carbonates are preferred.
  • Lf represents -CH 2 O-, -COO-, -C ⁇ C-CH 2 O- or -O-.
  • the specific resin may have only one type of the repeating unit A, or may have two or more types.
  • the content of the repeating unit A in the specific resin is preferably 1 mol % or more, more preferably 5 mol % or more, still more preferably 10 mol % or more, and even more preferably 25 mol % or more, based on the total repeating units in the specific resin, in terms of better effects of the invention.
  • the upper limit of the content of the repeating unit A is not particularly limited, but is preferably 99 mol % or less, more preferably 95 mol % or less, even more preferably 80 mol % or less, and particularly preferably 70 mol % or less, based on the total repeating units in the specific resin.
  • the specific resin has two or more types of repeating unit A, the total content is preferably within the above range.
  • the structure and composition ratio (molar fraction) of each repeating unit contained in the specific resin can be measured, for example, by 13 C-NMR.
  • the repeating unit B is a repeating unit having a functional group or a salt thereof having a pKa of 10.0 or less.
  • the pKa of the functional group is not particularly limited as long as it is 10.0 or less, but is preferably 7.0 or less, and more preferably 5.0 or less.
  • the lower limit of the pKa of the functional group is not particularly limited, but is preferably -3.0 or more, and more preferably 1.0 or more.
  • the functional group having a pKa of 10.0 or less is not particularly limited, and may be, for example, an acid group.
  • the functional group having a pKa of 10.0 or less may be a carboxy group, a phosphonic acid group, a sulfo group, or a phenolic hydroxy group.
  • the carboxy group or the sulfo group is preferred, and the carboxy group is more preferred in that the solubility of the specific resin in the post-treatment liquid (such as the rinse liquid described below) is more excellent.
  • the above salts include, for example, salts of acid groups, which are salts in which the hydrogen ion of the acid group is replaced by another cation such as a metal ion (for example, a sodium ion).
  • the number of functional groups having a pKa of 10.0 or less which the repeating unit B has is not particularly limited, but is preferably 1 to 4, more preferably 1 to 3, and even more preferably 1 or 2.
  • repeating unit B examples include a repeating unit represented by formula (G) and a repeating unit represented by formula (H).
  • R g1 , R g2 and R g3 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an acid group.
  • Lg represents a single bond or a (k+1)-valent linking group.
  • Ag represents a functional group having a pKa of 10.0 or less or a salt thereof.
  • k represents an integer of 1 to 4.
  • R g1 , R g2 and R g3 are preferably a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, a carboxymethyl group or a carboxy group, and more preferably a hydrogen atom, a methyl group or a carboxy group. It is particularly preferred that one of R g1 , R g2 and R g3 represents a hydrogen atom, a methyl group or a carboxy group, and the remaining two each represent a hydrogen atom.
  • the (k+1)-valent linking group represented by L g is not particularly limited as long as it is a group having a valence corresponding to the number of Ag , and examples thereof include di- to pentavalent aliphatic hydrocarbon groups which may have a substituent, di- to pentavalent aromatic ring groups which may have a substituent, -O-, -CO-, -SO 2 -, -NR L -, -N ⁇ , and groups formed by combining these.
  • R L is as described above.
  • examples of the divalent linking group include a divalent aliphatic hydrocarbon group, a divalent aromatic ring group, -O-, -CO-, -SO 2 -, -NR L -, and groups formed by combining these.
  • the divalent aliphatic hydrocarbon group may be linear, branched or cyclic.
  • the divalent aliphatic hydrocarbon group is preferably an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms (preferably 1 to 3 carbon atoms).
  • L g is preferably a single bond, an alkylene group, a divalent aromatic group, or an -alkylene group -NR L -alkylene group, and more preferably a single bond, a methylene group, a phenylene group, or a -methylene group -NH-methylene group.
  • the preferred embodiments of the functional group or its salt having a pKa of 10.0 or less, represented by Ag , are as described above.
  • k an integer of 1 to 3 is preferable, and 1 or 2 is more preferable.
  • Rh represents a hydrogen atom or a methyl group.
  • Lh represents a single bond or a (m+1)-valent linking group.
  • Ah represents a functional group having a pKa of 10.0 or less or a salt thereof.
  • m represents an integer of 1 to 4.
  • Lh is preferably a divalent aliphatic hydrocarbon group, a divalent aromatic group, or a -O-divalent aliphatic hydrocarbon group, such as -OCO-divalent aliphatic hydrocarbon group.
  • the divalent aliphatic hydrocarbon group may be any of linear, branched and cyclic.
  • a hydrogen atom in the divalent aliphatic hydrocarbon group may be substituted with a substituent such as a hydroxy group.
  • the divalent aliphatic hydrocarbon group an alkylene or alkenylene group having 1 to 6 carbon atoms is preferred, and an alkylene or alkenylene group having 1 to 3 carbon atoms is more preferred.
  • the preferred embodiments of the functional group or its salt having a pKa of 10.0 or less, represented by Ah , are as described above.
  • m an integer of 1 to 3 is preferable, and 1 or 2 is more preferable.
  • the specific resin may have only one type of the repeating unit B, or may have two or more types.
  • the content of the repeating unit B is preferably 1 mol % or more, more preferably 5 mol % or more, even more preferably 20 mol % or more, and particularly preferably 30 mol % or more, based on the total repeating units in the specific resin.
  • the ratio of repeating units A and repeating units B in the specific resin is not particularly limited, but the ratio (a/b) of the number of moles a of repeating units A to the number of moles b of repeating units B is preferably 1/99 or more, more preferably 5/95 or more, even more preferably 10/90 or more, and particularly preferably 25/75 or more.
  • the lower limit of the ratio (a/b) is not particularly limited, in terms of better solubility of the specific resin in the post-treatment liquid, the ratio a/b is preferably 99/1 or less, more preferably 95/5 or less, even more preferably 80/20 or less, and particularly preferably 70/30 or less.
  • repeating units A and B may be bonded randomly (so-called random copolymer), alternately (so-called alternating copolymer), or in blocks (so-called block copolymer).
  • the specific resin may have a repeating unit different from both the repeating unit A and the repeating unit B.
  • the content of the repeating unit different from both the repeating unit A and the repeating unit B in the specific resin is preferably 25 mol % or less, more preferably 0 to 10 mol %, and even more preferably 0 to 5 mol %, based on the total repeating units in the specific resin. It is preferable that the specific resin does not have any repeating unit different from either the repeating unit A or the repeating unit B.
  • the weight average molecular weight Mw of the specific resin is not particularly limited, and is preferably 500 to 1,000,000.
  • the Mw of the specific resin is more preferably 1,000 or more, even more preferably 2,000 or more, and particularly preferably 5,000 or more, in that the effects of the present invention are more excellent.
  • the weight average molecular weight Mw is more preferably 500,000 or less, even more preferably 100,000 or less, and particularly preferably 50,000 or less, in that the solubility of the specific resin in the post-treatment liquid is more excellent.
  • the specific resin may be used alone or in combination of two or more kinds.
  • the content of the specific resin is preferably 1 ppm by mass to 10% by mass, more preferably 10 to 10,000 ppm by mass (1% by mass), even more preferably 50 to 5,000 ppm by mass, and most preferably 50 to 2,000 ppm by mass, relative to the total mass of the composition.
  • the content of the specific resin is preferably 0.1 to 10.0 mass %, more preferably 0.3 to 3.0 mass %, based on the total solid content in the composition.
  • the composition comprises water.
  • the water content is not particularly limited, but is preferably from 1 to 99.9999% by mass, more preferably from 50 to 98% by mass, and even more preferably from 80 to 97% by mass, based on the total mass of the composition.
  • the water is preferably ultrapure water used in the manufacture of semiconductor devices.
  • water in which inorganic anions and metal ions are reduced is preferable, and among them, water in which the ion concentration derived from metal atoms of Fe, Co, Na, K, Ca, Cu, Mg, Mn, Li, Al, Cr, Ni and Zn is reduced is more preferable, and water adjusted to the order of ppt or less (in one embodiment, the metal content is less than 0.001 ppt by mass) when used in the preparation of the present composition is even more preferable.
  • purification using a filtration membrane or an ion exchange membrane, or purification by distillation is preferable.
  • the method described in paragraphs [0074] to [0084] of JP 2011-110515 A and the method described in JP 2007-254168 A can be mentioned.
  • the water has an adjusted content of each ion.
  • the above-mentioned water is used not only for the present composition but also for cleaning containers. It is also preferable that the above-mentioned water is used in the manufacturing process of the present composition, for measuring the components of the present composition, and for measuring the evaluation of the present composition.
  • composition may further contain ingredients other than those mentioned above.
  • Ingredients that may be included in the composition include scavengers, oxidizers, corrosion inhibitors, surfactants, defoamers, and organic solvents.
  • the present composition may contain a remover, and preferably contains a remover in that it provides better residue removal properties.
  • the remover is not particularly limited as long as it is a compound having the function of removing residues such as etching residues and ashing residues, and examples of the remover include fluorine-containing compounds, hydroxylamine compounds, basic compounds, and acidic compounds.
  • the fluorine-containing compound is not particularly limited as long as it is a compound containing a fluorine atom, and may be an inorganic compound containing a fluorine atom or an organic compound containing a fluorine atom.
  • fluorine-containing compounds include hydrofluoric acid (hydrofluoric acid), ammonium fluoride, tetramethylammonium fluoride, and tetrabutylammonium fluoride.
  • Fluorine-containing compounds have the function of removing residues in the composition. As a result, when the composition contains a fluorine-containing compound, the residue removal property is more excellent.
  • the fluorine-containing compound is preferably hydrofluoric acid, ammonium fluoride, or tetramethylammonium fluoride, and more preferably hydrofluoric acid or ammonium fluoride.
  • the fluorine-containing compounds may be used alone or in combination of two or more kinds.
  • the content of the fluorine-containing compound is preferably from 0.01 to 15.0 mass %, more preferably from 0.1 to 10.0 mass %, based on the total mass of the present composition.
  • the composition may also include a hydroxylamine compound as a scavenging agent.
  • the hydroxylamine compound is at least one compound selected from the group consisting of hydroxylamine (NH 2 OH), hydroxylamine derivatives, and salts thereof. Since the hydroxylamine compound has the function of promoting the decomposition and solubilization of residues and removing residues such as etching residues and ashing residues, the present composition preferably contains a hydroxylamine compound as a remover.
  • Hydroxylamine derivatives are not particularly limited, but examples include O-methylhydroxylamine, O-ethylhydroxylamine, N-methylhydroxylamine, N,N-dimethylhydroxylamine, N,O-dimethylhydroxylamine, N-ethylhydroxylamine, N,N-diethylhydroxylamine, N,O-diethylhydroxylamine, O,N,N-trimethylhydroxylamine, N,N-dicarboxyethylhydroxylamine, and N,N-disulfoethylhydroxylamine.
  • Salts of hydroxylamine and hydroxylamine derivatives include inorganic acid salts or organic acid salts.
  • Inorganic acid salts formed by binding a nonmetallic atom such as Cl, S, N or P with a hydrogen atom are preferred, and salts of any of hydrochloric acid, sulfuric acid or nitric acid are more preferred.
  • Preferred inorganic acid salts of hydroxylamine and hydroxylamine derivatives are hydroxylamine nitrate, hydroxylamine sulfate, hydroxylamine hydrochloride, hydroxylamine phosphate, N,N-diethylhydroxylamine sulfate, N,N-diethylhydroxylamine nitrate, or mixtures thereof.
  • organic acid salts of hydroxylamine and hydroxylamine derivatives include hydroxylammonium citrate, hydroxylammonium oxalate, and hydroxylammonium fluoride.
  • hydroxylamine compound hydroxylamine or hydroxylamine sulfate is preferred from the viewpoint of superior residue removing properties.
  • the hydroxylamine compounds may be used alone or in combination of two or more.
  • the content of the hydroxylamine compound is preferably from 0.01 to 30% by mass, and more preferably from 0.5 to 25% by mass, based on the total mass of the present composition.
  • the present composition may contain a basic compound as a remover.
  • a basic compound is intended to mean a compound that, when dissolved in water, causes the solution to have a pH of more than 7.
  • the basic compound also functions as a pH adjuster that adjusts the pH of the present composition.
  • compounds contained in the corrosion inhibitor described later are not included in the basic compounds.
  • the basic compound may form a salt with the acid group contained in the repeating unit B of the specific resin.
  • the basic compound is not particularly limited, and examples thereof include ammonium hydroxide, water-soluble amines, and quaternary ammonium compounds.
  • Ammonium hydroxide, water-soluble amines, and quaternary ammonium compounds are each described in detail below.
  • the composition may include ammonium hydroxide (NH 4 OH) as a basic compound.
  • ammonium hydroxide NH 4 OH
  • the content of ammonium hydroxide is preferably 0.01 to 15.0 mass %, more preferably 0.05 to 10.0 mass %, based on the total mass of the present composition.
  • the composition may contain a water-soluble amine as a basic compound.
  • the water-soluble amine refers to a compound having at least one group selected from the group consisting of a primary amino group, a secondary amino group, and a tertiary amino group in the molecule, and capable of dissolving 50 g or more in 1 L of water.
  • water-soluble amines include primary amines having a primary amino group in the molecule, secondary amines having a secondary amino group in the molecule, tertiary amines having a tertiary amino group in the molecule, and salts of these.
  • the salts of the amines include salts with inorganic acids in which at least one nonmetal selected from the group consisting of Cl, S, N, and P is bonded to hydrogen, and hydrochlorides, sulfates, or nitrates are preferred.
  • the water-soluble amine is preferably a low molecular weight compound.
  • the term "low molecular weight compound” means a compound that does not have a substantial molecular weight distribution.
  • the molecular weight of the low molecular weight compound is preferably 1000 or less. All of the specific examples of water-soluble amines below are low molecular weight compounds having a molecular weight of 1000 or less.
  • the water-soluble amine may be an alicyclic amine compound having a ring structure in the molecule, or an alkanolamine having at least one hydroxyalkyl group in the molecule.
  • the water-soluble amine may be used alone or in combination of two or more kinds.
  • the content of the water-soluble amine is preferably from 0.01 to 10 mass %, more preferably from 0.1 to 5.0 mass %, based on the total mass of the present composition.
  • the composition may contain, as a removal agent, a quaternary ammonium compound having one quaternary ammonium cationic group in the molecule.
  • a quaternary ammonium compound having one quaternary ammonium cationic group in the molecule.
  • the quaternary ammonium compound there are no particular limitations on the quaternary ammonium compound, so long as it is a compound having at least one quaternary ammonium cation group in which a nitrogen atom is substituted with four hydrocarbon groups (preferably alkyl groups).
  • Examples of quaternary ammonium compounds include quaternary ammonium hydroxides, quaternary ammonium fluorides, quaternary ammonium bromides, quaternary ammonium iodides, quaternary ammonium acetates, and quaternary ammonium carbonates.
  • quaternary ammonium compound a quaternary ammonium hydroxide is preferred, and a compound represented by the following formula (a1) is more preferred.
  • R a1 to R a4 each independently represent an alkyl group having 1 to 16 carbon atoms, an aryl group having 6 to 16 carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 16 carbon atoms, or a hydroxyalkyl group having 1 to 16 carbon atoms. At least two of R a1 to R a4 may be bonded to each other to form a ring structure.
  • the compound represented by the above formula (a1) is preferably at least one selected from the group consisting of tetramethylammonium hydroxide (TMAH), tetraethylammonium hydroxide (TEAH), tetrapropylammonium hydroxide, tetrabutylammonium hydroxide (TBAH), methyltripropylammonium hydroxide, methyltributylammonium hydroxide, ethyltrimethylammonium hydroxide, dimethyldiethylammonium hydroxide, benzyltrimethylammonium hydroxide (BzTMAH), hexadecyltrimethylammonium hydroxide, (2-hydroxyethyl)trimethylammonium hydroxide, and spiro-(1,1')-bipyrrolidinium hydroxide, from the viewpoint of availability, with TMAH, TEAH, TBAH, or BzTMAH being more preferred, and TMAH, TEAH, or
  • the quaternary ammonium compounds may be used alone or in combination of two or more kinds.
  • the content of the quaternary ammonium compound is preferably 0.01 to 15 mass %, more preferably 0.1 to 10 mass %, based on the total mass of the present composition.
  • the basic compounds may be used alone or in combination of two or more.
  • the content of the basic compound is preferably from 0.01 to 20% by mass, and more preferably from 0.01 to 10% by mass, based on the total mass of the present composition.
  • the composition may contain an acidic compound as a remover.
  • An acidic compound is intended to mean a compound that, when dissolved in water, causes the pH of the solution to be less than 7.
  • the acidic compound also functions as a pH adjuster that adjusts the pH of the composition.
  • compounds included in either the oxidizing agent or the anionic surfactant described later are not included in the acidic compound.
  • the acidic compound may be an inorganic acid or an organic acid. As described above, the inorganic acid or organic acid may form a salt together with the specific group contained in the repeating unit A of the specific resin.
  • Inorganic acids include nitric acid, sulfuric acid, hydrochloric acid and phosphoric acid, with sulfuric acid being preferred.
  • the inorganic acid may be used alone or in combination of two or more kinds.
  • the content of the inorganic acid is preferably from 0.01 to 20% by mass, more preferably from 0.01 to 10% by mass, based on the total mass of the present composition.
  • Organic acids are organic compounds that have an acidic functional group and exhibit acidic properties (pH less than 7.0) in aqueous solution.
  • acidic functional groups include carboxy groups, phosphonic acid groups, sulfo groups, and phenolic hydroxy groups.
  • the organic acid is not particularly limited, but examples thereof include carboxylic acids having a carboxy group in the molecule (organic carboxylic acids), phosphonic acids having a phosphonic acid group in the molecule (organic phosphonic acids), and sulfonic acids having a sulfo group in the molecule (organic sulfonic acids), with organic carboxylic acids being preferred.
  • the number of acidic functional groups that the organic acid has is not particularly limited, but is preferably 1 to 4, and more preferably 1 to 3.
  • the organic acid is preferably a compound having a function of chelating with the metal contained in the residue, and is preferably a compound having two or more functional groups (coordination groups) in the molecule that form coordinate bonds with metal ions.
  • the coordination groups include the above-mentioned acidic functional groups and specific groups.
  • Carboxylic acids include, for example, polyaminopolycarboxylic acids, amino acids, polycarboxylic acids, and monocarboxylic acids.
  • the phosphonic acid may be a monophosphonic acid having only one phosphonic acid group in the molecule, or a polyphosphonic acid having two or more phosphonic acid groups in the molecule.
  • the number of phosphonic acid groups in the phosphonic acid is preferably 2 to 5, more preferably 2 to 4, and even more preferably 2 or 3.
  • the sulfonic acid may be a monosulfonic acid having only one sulfo group in the molecule, or a polysulfonic acid having two or more sulfo groups in the molecule.
  • the number of sulfo groups in the sulfonic acid is preferably 1 or 2, and more preferably 1.
  • Sulfonic acids include methanesulfonic acid (MSA), ethanesulfonic acid, isethionic acid (2-hydroxyethanesulfonic acid), benzenesulfonic acid, and p-toluenesulfonic acid (tosylic acid), with methanesulfonic acid or isethionic acid being preferred.
  • MSA methanesulfonic acid
  • ethanesulfonic acid isethionic acid (2-hydroxyethanesulfonic acid)
  • benzenesulfonic acid benzenesulfonic acid
  • p-toluenesulfonic acid tosylic acid
  • the organic acid preferably has a low molecular weight.
  • the molecular weight of the organic acid is preferably 600 or less, more preferably 450 or less. There is no particular lower limit, but the molecular weight is preferably 85 or more.
  • the number of carbon atoms in the organic acid is preferably 15 or less, more preferably 12 or less, and even more preferably 8 or less. There is no particular lower limit, but a number of carbon atoms of 2 or more is preferred.
  • the above-mentioned carboxylic acids are preferred, the above-mentioned polyaminopolycarboxylic acids, the above-mentioned amino acids, or the above-mentioned polycarboxylic acids are more preferred, and the above-mentioned amino acids or the above-mentioned polycarboxylic acids are even more preferred.
  • the organic acids may be used alone or in combination of two or more.
  • the content of the organic acid is preferably from 0.001 to 20% by mass, and more preferably from 0.005 to 10% by mass, based on the total mass of the present composition.
  • the composition may contain other removing agents other than those described above.
  • other removing agents include compounds having at least two nitrogen-containing groups and no carboxyl group.
  • Specific examples of such compounds include at least one biguanide compound selected from the group consisting of compounds having a biguanide group and salts thereof.
  • the chelating agents described in JP-A-2017-504190 can also be used, and the contents of the above-mentioned document are incorporated herein by reference.
  • the remover is preferably at least one selected from the group consisting of a fluorine-containing compound, a hydroxylamine compound, a basic compound, and an acidic compound, and more preferably at least one selected from the group consisting of hydrofluoric acid, ammonium fluoride, a hydroxylamine compound, ammonium hydroxide, a water-soluble amine, a quaternary ammonium compound, sulfuric acid, and an organic carboxylic acid.
  • the present composition preferably contains, as a remover, at least one selected from the group consisting of hydrofluoric acid, a hydroxylamine compound, ammonium hydroxide, a water-soluble amine, and a quaternary ammonium compound, and more preferably contains hydroxylamine, ammonium hydroxide, TMAH, or hydrofluoric acid.
  • the remover may be used alone or in combination of two or more kinds.
  • the content of the removing agent is preferably from 0.001 to 20 mass %, more preferably from 0.005 to 10 mass %, based on the total mass of the present composition.
  • the content of the remover is preferably from 0.1 to 98.0 mass %, more preferably from 0.3 to 85.0 mass %, based on the total solid content in the composition.
  • the composition may include an oxidizing agent.
  • the composition preferably includes an oxidizing agent.
  • the oxidizing agent include peroxides such as hydrogen peroxide and peracetic acid, nitric acid, iodic acid, periodic acid, hypochlorous acid, chlorous acid, chloric acid, perchloric acid, persulfuric acid, dichromate, permanganic acid, ozone water, silver(II) salts, and iron(III) salts such as iron nitrate.
  • the above oxidizing agents may form salts with counter ions.
  • the oxidizing agent contained in the present composition is preferably hydrogen peroxide, nitric acid, peracetic acid, periodic acid, perchloric acid, chloric acid, hypochlorous acid, cerium ammonium nitrate, iron nitrate, or ammonium persulfate, and more preferably hydrogen peroxide, nitric acid, peracetic acid, periodic acid, or perchloric acid.
  • the oxidizing agent may be used alone or in combination of two or more kinds.
  • the content of the oxidizing agent is preferably from 0.1 to 20 mass %, more preferably from 0.5 to 15 mass %, based on the total mass of the present composition.
  • the content of the oxidizing agent is preferably from 10 to 80% by mass, and more preferably from 30 to 60% by mass, based on the total solid content in the composition.
  • the composition may, and preferably does, include a corrosion inhibitor.
  • the corrosion inhibitor is not particularly limited as long as it is a compound that has the function of preventing corrosion of the metal-containing layer due to overetching or the like by coordinating with the surface of the metal-containing layer to form a film, and examples of the corrosion inhibitor include heteroaromatic compounds, thiol compounds, and catechol compounds.
  • the heteroaromatic compound is not particularly limited as long as it has a heteroaromatic ring structure in the molecule, but is preferably a nitrogen-containing heteroaromatic compound in which at least one of the heteroatoms constituting the heteroaromatic ring is a nitrogen atom.
  • the nitrogen-containing heteroaromatic compound include an azole compound, a pyridine compound, a pyrazine compound, and a pyrimidine compound, and the azole compound is preferred.
  • the azole compound is a compound having one or more nitrogen atoms and a heterocyclic ring having aromaticity.
  • the number of nitrogen atoms contained in the heterocyclic ring of the azole compound is preferably 1 to 4, and more preferably 1 to 3.
  • the azole compound may have a substituent on the 5-membered hetero ring. Examples of the substituent include a hydroxy group, a carboxy group, a mercapto group, an amino group, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms which may have an amino group, and a 2-imidazolyl group.
  • the azole compound examples include an imidazole compound in which one of the atoms constituting the azole ring is a nitrogen atom, a pyrazole compound in which two of the atoms constituting the azole ring are nitrogen atoms, a thiazole compound in which one of the atoms constituting the azole ring is a nitrogen atom and the other is a sulfur atom, a triazole compound in which three of the atoms constituting the azole ring are nitrogen atoms, and a tetrazole compound in which four of the atoms constituting the azole ring are nitrogen atoms.
  • imidazole compounds include imidazole, 1-methylimidazole, 2-methylimidazole, 5-methylimidazole, 1,2-dimethylimidazole, 2-mercaptoimidazole, 4,5-dimethyl-2-mercaptoimidazole, 4-hydroxyimidazole, 2,2'-biimidazole, 4-imidazolecarboxylic acid, histamine, and benzimidazole.
  • pyrazole compounds include 2,4-dimethylthiazole, benzothiazole, and 2-mercaptobenzothiazole.
  • thiazole compounds include 2,4-dimethylthiazole, benzothiazole, and 2-mercaptobenzothiazole.
  • triazole compounds include 1,2,4-triazole, 3-methyl-1,2,4-triazole, 5-amino-1H-tetrazole, 3-amino-1,2,4-triazole, 1,2,3-triazole, 1-methyl-1,2,3-triazole, benzotriazole, 1-hydroxybenzotriazole, 1-dihydroxypropylbenzotriazole, 2,3-dicarboxypropylbenzotriazole, 4-hydroxybenzotriazole, 4-carboxybenzotriazole, 5-methyl-1H-benzotriazole, and 2,2'- ⁇ [(5-methyl-1H-benzotriazol-1-yl)methyl]imino ⁇ diethanol.
  • benzotriazole, 5-methyl-1H-benzotriazole, or tolyltriazole is preferred, and 5-methyl-1H-benzotriazole is more preferred.
  • tetrazole compounds include 1H-tetrazole (1,2,3,4-tetrazole), 5-methyl-1,2,3,4-tetrazole, 5-amino-1,2,3,4-tetrazole, 1,5-pentamethylenetetrazole, 5-mercapto-1-phenyltetrazole, and 1-(2-dimethylaminoethyl)-5-mercaptotetrazole. Of these, 5-mercapto-1-phenyltetrazole is preferred.
  • Pyridine compounds are compounds that have a heterocyclic six-membered ring (pyridine ring) that contains one nitrogen atom and has aromatic properties
  • pyrazine compounds are compounds that have a heterocyclic six-membered ring (pyrazine ring) that contains two nitrogen atoms located at the para position
  • pyrimidine compounds are compounds that have a heterocyclic six-membered ring (pyrimidine ring) that contains two nitrogen atoms located at the meta position.
  • the thiol compound means a compound having at least one thiol group and a hydrocarbon group.
  • the number of thiol groups in the thiol compound is not particularly limited, but is preferably 1 or 2, and more preferably 1.
  • Examples of the hydrocarbon group contained in the thiol compound include an alkyl group (preferably having 4 to 20 carbon atoms), an alkenyl group (preferably having 4 to 12 carbon atoms), an alkynyl group (preferably having 4 to 12 carbon atoms), an aryl group (preferably having 6 to 14 carbon atoms), and an aralkyl group (preferably having 7 to 16 carbon atoms).
  • the hydrocarbon group may have a substituent, for example, a hydroxyl group, a carboxyl group, and an amino group which may have an alkyl group.
  • the catechol compound means at least one selected from the group consisting of pyrocatechol (benzene-1,2-diol) and catechol derivatives.
  • catechol derivative refers to a compound in which at least one substituent is substituted on pyrocatechol.
  • the substituents of the catechol derivative include a hydroxyl group, a carboxyl group, a carboxylate group, a sulfo group, a sulfonate group, an alkyl group (preferably having 1 to 6 carbon atoms), and an aryl group (preferably a phenyl group).
  • the carboxyl group and the sulfo group that the catechol derivative has as a substituent may be a salt with a cation.
  • the alkyl group and the aryl group that the catechol derivative has as a substituent may further have a substituent.
  • a heteroaromatic compound or a thiol compound is preferred, and a triazole compound, a tetrazole compound, or a thiol compound is more preferred.
  • the corrosion inhibitors may be used alone or in combination of two or more.
  • the content of the corrosion inhibitor is preferably 0.001 to 10 mass %, more preferably 0.002 to 5 mass %, and even more preferably 0.03 to 1 mass %, based on the total mass of the present composition.
  • the content of the corrosion inhibitor is preferably 0.1 to 10.0 mass %, more preferably 0.5 to 10.0 mass %, based on the total solid content in the composition.
  • the corrosion inhibitor to be used is preferably one of high purity grade, and more preferably, it is further purified before use.
  • the method for purifying the corrosion inhibitor is not particularly limited, and for example, known methods such as filtration, ion exchange, distillation, adsorption purification, recrystallization, reprecipitation, sublimation, and purification using a column are used, and these methods can also be applied in combination.
  • the composition may comprise the present surfactant.
  • the composition preferably contains a surfactant, since this can further suppress dissolution of the metal film.
  • the surfactant is not particularly limited as long as it is a compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group (lipophilic group) in the molecule, and examples thereof include anionic surfactants, cationic surfactants, nonionic surfactants, and amphoteric surfactants.
  • Surfactants often have a hydrophobic group selected from an aliphatic hydrocarbon group, an aromatic hydrocarbon group, or a combination thereof.
  • a surfactant has, but when the hydrophobic group contains an aromatic hydrocarbon group, it preferably has 6 or more carbon atoms, and more preferably has 10 or more carbon atoms.
  • the hydrophobic group does not contain an aromatic hydrocarbon group and is composed only of an aliphatic hydrocarbon group, it preferably has 10 or more carbon atoms, and more preferably has 12 or more carbon atoms.
  • the upper limit of the carbon number of the hydrophobic group but it is preferably 20 or less.
  • anionic surfactant examples include phosphate surfactants, phosphonic acid surfactants, sulfonic acid surfactants, carboxylic acid surfactants, and sulfate surfactants.
  • anionic surfactant a phosphate surfactant, a sulfonic acid surfactant, a carboxylic acid surfactant, or a sulfate surfactant is preferred.
  • cationic surfactants include primary to tertiary alkylamine salts (e.g., monostearyl ammonium chloride, distearyl ammonium chloride, and tristearyl ammonium chloride), quaternary ammonium salts (e.g., dodecyltrimethylammonium chloride), and modified aliphatic polyamines (e.g., polyethylene polyamine).
  • primary to tertiary alkylamine salts e.g., monostearyl ammonium chloride, distearyl ammonium chloride, and tristearyl ammonium chloride
  • quaternary ammonium salts e.g., dodecyltrimethylammonium chloride
  • modified aliphatic polyamines e.g., polyethylene polyamine
  • Nonionic surfactant examples include polyoxyalkylene alkyl ethers, polyoxyalkylene alkenyl ethers, polyoxyethylene alkylphenyl ethers, polyoxyalkylene glycols, polyoxyalkylene monoalkylates, polyoxyalkylene dialkylates, bispolyoxyalkylene alkylamides, sorbitan fatty acid esters, polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters, polyoxyethylene alkylamines, glycerin fatty acid esters, oxyethylene oxypropylene block copolymers, acetylene glycol surfactants, and acetylene-based polyoxyethylene oxides.
  • amphoteric surfactant examples include carboxybetaines (e.g., alkyl-N,N-dimethylaminoacetic acid betaine and alkyl-N,N-dihydroxyethylaminoacetic acid betaine), sulfobetaines (e.g., alkyl-N,N-dimethylsulfoethyleneammonium betaine), and imidazolinium betaines (e.g., 2-alkyl-N-carboxymethyl-N-hydroxyethylimidazolinium betaine).
  • carboxybetaines e.g., alkyl-N,N-dimethylaminoacetic acid betaine and alkyl-N,N-dihydroxyethylaminoacetic acid betaine
  • sulfobetaines e.g., alkyl-N,N-dimethylsulfoethyleneammonium betaine
  • imidazolinium betaines e.g., 2-alkyl-
  • the surfactant may be used alone or in combination of two or more kinds.
  • the content of the surfactant is preferably 0.001 to 3 mass %, and more preferably 0.005 to 2 mass %, relative to the total mass of the composition, in that the effects of the present invention are more excellent.
  • the content of the surfactant is preferably from 1.0 to 40.0% by mass, and more preferably from 5.0 to 30.0% by mass, based on the total solid content in the composition.
  • the composition may contain an antifoaming agent.
  • a surfactant may cause foaming depending on how it is used. Therefore, it is preferable that a composition containing a surfactant contains an antifoaming agent that suppresses the generation of foaming, shortens the life of the foam that is generated, and suppresses the remaining foam.
  • the defoaming agent is not particularly limited as long as it does not impair the effects of the present invention, and examples thereof include silicone-based defoaming agents, acetylene diol-based defoaming agents, fatty acid ester-based defoaming agents, and long-chain aliphatic alcohol-based defoaming agents. Among these, silicone-based defoaming agents are preferred because they have a more excellent effect of suppressing foam residue.
  • the defoaming agent does not include the compounds contained in the above surfactants.
  • the defoaming agent may be used alone or in combination of two or more kinds.
  • the content of the antifoaming agent is preferably from 0.0001 to 3 mass%, and more preferably from 0.001 to 2 mass%, relative to the total mass of the present composition, in that this provides better suppression of residual foam.
  • the content of the defoaming agent is preferably from 1.0 to 40.0 mass %, more preferably from 5.0 to 30.0 mass %, based on the total solid content in the composition.
  • the composition may, and preferably, contains an organic solvent.
  • the organic solvent is preferably a water-soluble organic solvent.
  • an organic solvent is water-soluble, it is meant that the organic solvent can be mixed (dissolved) in water at 25° C. in any ratio.
  • the organic solvent include alcohol-based solvents, ketone-based solvents, ester-based solvents, ether-based solvents (eg, glycol diether), sulfone-based solvents, sulfoxide-based solvents, nitrile-based solvents, and amide-based solvents. These solvents may be water-soluble.
  • the present composition preferably contains one or more organic solvents selected from the group consisting of alcohol-based solvents, ketone-based solvents, ester-based solvents, and ether-based solvents.
  • alcohol-based solvents examples include alkanediols (including, for example, alkylene glycols), alkoxyalcohols (including, for example, glycol monoethers), saturated aliphatic monohydric alcohols, unsaturated non-aromatic monohydric alcohols, and low molecular weight alcohols containing a ring structure.
  • alkanediols include glycol, 2-methyl-1,3-propanediol, 1,3-propanediol, 2,2-dimethyl-1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,3-butanediol, 1,2-butanediol, 2,3-butanediol, pinacol, and alkylene glycol.
  • alkylene glycols examples include ethylene glycol, propylene glycol, hexylene glycol, diethylene glycol, dipropylene glycol, triethylene glycol, and tetraethylene glycol, with propylene glycol or hexylene glycol being preferred.
  • alkoxy alcohols include 3-methoxy-3-methyl-1-butanol, 3-methoxy-1-butanol, 1-methoxy-2-butanol, and glycol monoethers, with glycol monoethers being preferred.
  • glycol monoethers include ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol mono n-propyl ether, ethylene glycol monoisopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, and other ethylene glycol mono C1-C4 alkyl ethers; diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, and other diethylene glycol mono C1-C4 alkyl ethers; triethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monoethyl ether, triethylene glycol monobutyl ether, and other triethylene glycol mono C1-C4 alkyl ethers; 1-methoxy-2-prop
  • saturated aliphatic monohydric alcohols include methanol, ethanol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, 1-butanol, 2-butanol, isobutyl alcohol, tert-butyl alcohol, 2-pentanol, t-pentyl alcohol, and hexanol.
  • Unsaturated non-aromatic monohydric alcohols include, for example, allyl alcohol, propargyl alcohol, 2-butenyl alcohol, 3-butenyl alcohol, and 4-penten-2-ol.
  • Low molecular weight alcohols containing a ring structure include, for example, tetrahydrofurfuryl alcohol, furfuryl alcohol, and 1,3-cyclopentanediol.
  • the organic solvent may be used alone or in combination of two or more kinds.
  • the content of the organic solvent is preferably from 0.1 to 30 mass %, more preferably from 1 to 15 mass %, based on the total mass of the present composition.
  • the composition may include a metal component.
  • the metal component includes metal particles and metal ions.
  • the content of the metal component refers to the total content of the metal particles and metal ions.
  • the composition may contain either metal particles or metal ions, or may contain both.
  • metal atoms contained in the metal component include metal atoms selected from the group consisting of Ag, Al, As, Au, Ba, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Ga, Ge, K, Li, Mg, Mn, Mo, Na, Ni, Pb, Sn, Sr, Ti, and Zn.
  • the metal component may contain one type of metal atom or two or more types of metal atoms.
  • the metal particles may be a simple substance or an alloy, and the metal may be present in a form associated with an organic substance.
  • the metal component may be a metal component that is inevitably contained in each component (raw material) contained in the composition, a metal component that is inevitably contained during the production, storage, and/or transportation of the composition, or a metal component that is intentionally added.
  • the content of the metal component is often 0.01 ppt by mass to 10 ppm by mass relative to the total mass of the composition, preferably 0.1 ppt by mass to 1 ppm by mass, and more preferably 0.1 ppt by mass to 100 ppb by mass.
  • the type and content of the metal components in the composition can be measured by SP-ICP-MS (Single Nano Particle Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry).
  • SP-ICP-MS Single Nano Particle Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry
  • the SP-ICP-MS method uses the same equipment as the normal ICP-MS (Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry) method, and only the data analysis is different.
  • the data analysis of the SP-ICP-MS method can be performed using commercially available software.
  • the content of the metal component to be measured is measured regardless of its form of existence. Therefore, the total mass of the metal particles and metal ions to be measured is quantified as the content of the metal component.
  • the SP-ICP-MS method the content of the metal particles can be measured. Therefore, the content of the metal ions in the sample can be calculated by subtracting the content of the metal particles from the content of the metal component in the sample.
  • Agilent Technologies' Agilent 8800 triple quadrupole ICP-MS inductively coupled plasma mass spectrometry, for semiconductor analysis, option #200
  • measurements can be made according to the method described in the Examples.
  • PerkinElmer's NexION350S and Agilent Technologies' Agilent 8900 can also be used.
  • the method for adjusting the content of each metal component in the composition is not particularly limited.
  • the content of metal components in the composition can be reduced by performing a known process for removing metals from the composition and/or from the raw materials containing each component used in preparing the composition.
  • the content of metal components in the composition can be increased by adding a compound containing metal ions to the composition.
  • the composition may contain additives other than the above components.
  • additives include antibacterial agents, rust inhibitors, and preservatives.
  • each of the above components excluding metal components
  • the content of each of the above components (excluding metal components) in this composition can be measured by known methods such as gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS), liquid chromatography-mass spectrometry (LC-MS), and ion-exchange chromatography (IC).
  • GC-MS gas chromatography-mass spectrometry
  • LC-MS liquid chromatography-mass spectrometry
  • IC ion-exchange chromatography
  • the pH of the present composition is not particularly limited, and is preferably 2.0 to 12.0.
  • the pH of the present composition is more preferably 3.0 to 10.0, and even more preferably 8.0 to 10.0. This is because a composition having a pH in the above range exhibits better effects of the present invention.
  • the pH of the present composition is a value obtained by measuring at 25° C. using a pH meter (for example, Model "F-74" manufactured by Horiba, Ltd.) in accordance with JIS Z8802-1984.
  • Coarse particles refer to particles having a diameter of 0.2 ⁇ m or more when the particle shape is considered to be a sphere, for example. Furthermore, being substantially free of coarse particles means that when the composition is measured using a commercially available measuring device for measuring particles in liquid using a light scattering method, the number of particles having a diameter of 0.2 ⁇ m or more per mL of the composition is 10 or less.
  • the coarse particles contained in the composition include particles such as dust, dirt, organic solids, and inorganic solids contained in the raw materials as impurities, as well as particles such as dust, dirt, organic solids, and inorganic solids brought in as contaminants during preparation of the composition, which ultimately exist as particles in the composition without dissolving.
  • the amount of coarse particles present in the composition can be measured in the liquid phase using a commercially available measuring device that employs a light scattering liquid particle measuring method using a laser as a light source. Methods for removing coarse particles include, for example, filtering and other processes.
  • the composition may be divided into a plurality of raw materials to prepare a kit for the composition.
  • a specific method for preparing the composition as a kit includes, for example, preparing a composition containing water and a remover as the first liquid, and preparing a composition containing a specific resin as the second liquid.
  • the content of each component contained in the first liquid and the second liquid provided in the kit is not particularly limited, but it is preferable that the content of each component in the composition prepared by mixing the first liquid and the second liquid is an amount that satisfies the above-mentioned preferred contents.
  • the pH of the first and second liquids provided in the kit is not particularly limited, and it is sufficient that the pH of each liquid is adjusted so that the pH of the composition prepared by mixing the first and second liquids is the desired value.
  • the composition may also be prepared as a concentrated solution.
  • the diluted solution obtained by diluting the composition with a diluting liquid before use is used.
  • the kit may be a kit having the composition in the form of a concentrated solution and the diluting liquid.
  • the dilution liquid is preferably a liquid selected from the group consisting of water, isopropanol, a mixture of water and isopropanol, and a solvent containing ammonium hydroxide, more preferably water, isopropanol, or a mixture of water and isopropanol, and even more preferably water.
  • the dilution ratio of the present composition is not particularly limited, but is preferably 1 to 2000 times, and more preferably 1 to 100 times.
  • a composition (hereinafter also referred to as a "diluted solution") containing each component in an amount obtained by dividing the suitable content of each component (excluding water) that can be contained in the present composition by a dilution ratio within the above range (e.g., 100) can also be suitably used.
  • the preferred content of each component (excluding water) relative to the total mass of the diluted solution is, for example, the amount described as the preferred content of each component relative to the total mass of the composition before dilution divided by a dilution ratio in the above range (for example, 100).
  • the specific method of the dilution step of diluting the present composition may be performed in accordance with the preparation step of the composition described below.
  • the stirring device and stirring method used in the dilution step may also be performed using the known stirring device mentioned in the preparation step of the composition described below.
  • the present composition is a composition for semiconductor devices.
  • “for semiconductor devices” means that it is used in the manufacture of semiconductor devices.
  • the present composition can be used in any process for manufacturing a semiconductor device, for example, in the process of treating a semiconductor substrate included in the method of manufacturing a semiconductor device. More specifically, the composition can be used to treat insulating films, resists, anti-reflective films, etching residues (particularly dry etching residues), ashing residues, and residues derived from resist films such as photoresists and metal hard masks that are present on a substrate.
  • etching residues etching residues, ashing residues, and residues derived from resist films are collectively referred to as residues.
  • the composition can also be used in an etching process for removing metal-containing materials on a substrate, or in the treatment of a substrate after chemical mechanical polishing.
  • the present composition is used, for example, as a pre-wet liquid that is applied onto a substrate in order to improve the coatability of the composition prior to the step of forming a resist film using an actinic ray-sensitive or radiation-sensitive composition; a cleaning liquid used for removing residues attached to a metal layer; a solution used for removing various resist films for pattern formation (e.g., a removing liquid and a stripping liquid); and a solution used for removing permanent films (e.g., color filters, transparent insulating films, and resin lenses) from semiconductor substrates (e.g., a removing liquid and a stripping liquid).
  • a cleaning liquid used for removing residues attached to a metal layer
  • a solution used for removing various resist films for pattern formation e.g., a removing liquid and a stripping liquid
  • a solution used for removing permanent films e.g., color filters, transparent insulating films, and resin lenses
  • the composition can also be used as a cleaning solution for removing residues such as metal impurities or particulates from a substrate after chemical mechanical polishing.
  • the composition can also be used as an etching solution for metal-containing materials (including metal oxides and composite oxides made of multiple metal oxides) on a substrate.
  • the compound can be particularly suitably used as a cleaning liquid for removing residues, a solution for removing a resist film used in pattern formation, a cleaning liquid for removing residues from a substrate after chemical mechanical polishing, or an etching liquid.
  • the present composition may be used for only one of the above uses, or for two or more uses.
  • a diluted solution obtained by diluting the present composition can also be used, particularly as a cleaning solution for removing residues on a substrate (more preferably a substrate that has been subjected to chemical mechanical polishing).
  • the composition can be suitably used for treating a substrate having a metal layer containing tungsten (W) of a semiconductor device, and a substrate having a metal layer containing Mo of a semiconductor device.
  • the composition can also be used for treating a substrate having a metal layer containing Co of a semiconductor device, and a substrate having a metal layer containing Cu of a semiconductor device.
  • the composition since the composition has excellent corrosion prevention properties for insulating films, it can also be used to treat substrates in which a semiconductor device has a layer containing at least one type selected from the group consisting of SiO x , SiN and SiOC (x is an integer from 1 to 3).
  • composition preparation process The method for producing the composition is not particularly limited, and the composition can be produced by a known method.
  • the method for producing the composition includes at least a composition preparation step of mixing the above-mentioned components to prepare the composition.
  • the order in which the components are mixed is not particularly limited.
  • the concentrate and each liquid included in the kit are preferably produced in the same manner as above.
  • the method for preparing the kit is not particularly limited. For example, after preparing the first liquid and the second liquid as described above, the first liquid and the second liquid are placed in different containers, thereby preparing a kit for preparing the composition.
  • the above-mentioned production method preferably includes a filtration step of filtering the liquid in order to remove foreign matter, coarse particles, and the like from the liquid.
  • the filtration method is not particularly limited, and any known filtration method can be used. Among them, filtering using a filter is preferred.
  • the filter used for filtering can be any filter that has been used for filtering purposes without any particular limitation.
  • materials constituting the filter include fluororesins such as PTFE (polytetrafluoroethylene), polyamide resins such as nylon, and polyolefin resins (including high density and ultra-high molecular weight) such as polyethylene and polypropylene (PP).
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • polyamide resins such as nylon
  • polyolefin resins including high density and ultra-high molecular weight
  • PP polyethylene and polypropylene
  • polyamide resins, PTFE, and polypropylene including high density polypropylene
  • the lower limit of the critical surface tension of the filter is preferably 70 mN/m or more, and the upper limit is preferably 95 mN/m or less.
  • the critical surface tension of the filter is preferably 75 to 85 mN/m.
  • the critical surface tension values are the nominal values provided by the manufacturers.
  • the pore size of the filter is preferably about 0.001 to 1.0 ⁇ m, more preferably about 0.02 to 0.5 ⁇ m, and even more preferably about 0.01 to 0.1 ⁇ m.
  • the filter used is treated before filtering the composition.
  • the liquid used for this treatment is not particularly limited, but is preferably a liquid containing the composition, a concentrated liquid, or an ingredient contained in the composition.
  • the upper limit of the temperature during filtering is preferably room temperature (25° C.) or lower, more preferably 23° C. or lower, and even more preferably 20° C. or lower.
  • the lower limit of the temperature during filtering is preferably 0° C. or higher, more preferably 5° C. or higher, and even more preferably 10° C. or higher. Filtering can remove particulate matter and/or impurities, but when performed at the above temperatures, filtering is more efficient because the amount of particulate matter and/or impurities dissolved in the composition is reduced.
  • the above-mentioned production method may further include a static elimination step of eliminating static electricity from at least one selected from the group consisting of the present composition, the concentrate, and the kit.
  • the clean room preferably meets the 14644-1 clean room standard. It is preferable that the clean room meets any of ISO (International Organization for Standardization) Class 1, ISO Class 2, ISO Class 3, and ISO Class 4, more preferably ISO Class 1 or ISO Class 2, and even more preferably ISO Class 1.
  • ISO International Organization for Standardization
  • the container for housing the above-mentioned present composition, concentrated solution, or kit is not particularly limited, and any known container can be used, so long as corrosiveness of the liquid does not pose a problem.
  • the container is preferably one suitable for semiconductor applications, with a high degree of cleanliness within the container and little elution of impurities. Specific examples of the container include the "Clean Bottle” series manufactured by Aicello Chemical Co., Ltd. and the “Pure Bottle” manufactured by Kodama Resin Industry Co., Ltd.
  • a multi-layer container having a six-layer structure made of six types of resins on the inner wall of the container or a multi-layer container having a seven-layer structure made of six types of resins.
  • examples of such containers include, but are not limited to, the containers described in JP 2015-123351 A.
  • the containers exemplified in paragraphs [0121] to [0124] of WO 2022/004217 can also be used, the contents of which are incorporated herein by reference.
  • the liquid used for washing may be selected appropriately depending on the application, but it is preferable to use the present composition, a liquid in which the present composition is diluted, or a liquid containing at least one of the components added to the present composition.
  • the inside of the container may be replaced with an inert gas (nitrogen, argon, etc.) with a purity of 99.99995% by volume or more. Gases with low moisture content are particularly preferred.
  • the liquid container may be transported and stored at room temperature, but the temperature may be controlled to a range of -20°C to 20°C to prevent deterioration.
  • the composition can typically be used by contacting it with a workpiece containing a metal-containing substance, which is a material containing metal (particularly, a substrate having a metal-containing substance, which is a material containing metal) (hereinafter also referred to as the workpiece).
  • a workpiece may contain multiple types of metal-containing substances.
  • the workpiece to be treated using the present composition is preferably a substrate having metal inclusions.
  • “on the substrate” includes, for example, the front and back surfaces, side surfaces, and inside grooves of the substrate.
  • the metal inclusions on the substrate include not only cases where the metal inclusions are present directly on the surface of the substrate, but also cases where the metal inclusions are present on the substrate via another layer.
  • substrate in this specification includes, for example, a semiconductor substrate made of a single layer and a semiconductor substrate made of multiple layers.
  • a metal-containing material is a material that contains a simple metal (metal atom) as the main component.
  • the metal contained in the metal inclusion include at least one metal M selected from the group consisting of Cu (copper), Co (cobalt), W (tungsten), Ti (titanium), Ta (tantalum), Ru (ruthenium), Cr (chromium), Hf (hafnium), Os (osmium), Pt (platinum), Ni (nickel), Mn (manganese), Zr (zirconium), Mo (molybdenum), La (lanthanum), and Ir (iridium).
  • the metal-containing material may be any material that contains a metal (metal atom), and examples of such materials include at least one material selected from the group consisting of a simple substance of metal M, an alloy containing metal M, an oxide of metal M, a nitride of metal M, and an oxynitride of metal M.
  • the metal-containing material include metal-containing materials containing at least one component selected from the group consisting of copper, cobalt, cobalt alloys, tungsten, tungsten alloys, ruthenium, ruthenium alloys, tantalum, tantalum alloys, aluminum oxide, aluminum nitride, aluminum nitride oxide, titanium aluminum, titanium, titanium nitride, titanium oxide, zirconium oxide, hafnium oxide, tantalum oxide, lanthanum oxide, and yttrium alloys.
  • the metal-containing material may also be a mixture containing two or more of these compounds.
  • the form of the metal-containing material is not particularly limited, and may be, for example, any of a film (layer) form, a wiring form, and a particulate form.
  • the metal inclusion may be disposed on only one main surface of the substrate, or on both main surfaces of the substrate, and may be disposed over the entire main surface of the substrate, or may be disposed over a portion of the main surface of the substrate.
  • the substrate preferably has metal M inclusions containing metal M, more preferably has metal inclusions containing at least one metal selected from the group consisting of W, Mo, Cu, Co, Ti, Ta and Ru, even more preferably has metal inclusions containing at least one metal selected from the group consisting of W, Mo, Cu and Co, and particularly preferably has metal inclusions containing at least one of W and a W alloy (W inclusions).
  • the substrate preferably has a W-containing film, a Mo-containing film, a copper-containing film, a Co-containing film, or a Ti-containing film, and more preferably has a W-containing film or a Mo-containing film.
  • the W-containing film include a metal film made of only tungsten (W metal film) and a metal film made of an alloy of tungsten and another metal (W alloy metal film).
  • W alloy metal film include a WTi alloy metal film and a WCo alloy metal film. Tungsten-containing films are often used as wiring films or barrier metals.
  • Mo-containing films include metal films made only of molybdenum (Mo metal films) and metal films made of alloys of molybdenum and other metals (Mo alloy metal films).
  • Mo alloy metal films A specific example of a Mo alloy metal film is a MoCo alloy metal film.
  • Examples of copper-containing films include wiring films made only of metallic copper (copper wiring films) and wiring films made of an alloy made of metallic copper and another metal (copper alloy wiring films).
  • Specific examples of the copper alloy wiring film include wiring films made of an alloy of copper and one or more metals selected from Al, Ti, Cr, Mn, Ta, and W. More specifically, the wiring films include a CuAl alloy wiring film, a CuTi alloy wiring film, a CuCr alloy wiring film, a CuMn alloy wiring film, a CuTa alloy wiring film, and a CuW alloy wiring film.
  • the Co-containing film examples include a metal film made only of metallic cobalt (Co metal film) and a metal film made of an alloy made of metallic cobalt and another metal (Co alloy metal film).
  • Specific examples of the Co alloy metal film include metal films made of an alloy of cobalt and one or more metals selected from Ti, Cr, Fe, Ni, Mo, Pd, Ta, and W. More specifically, the Co alloy metal film includes a CoTi alloy metal film, a CoCr alloy metal film, a CoFe alloy metal film, a CoNi alloy metal film, a CoMo alloy metal film, a CoPd alloy metal film, a CoTa alloy metal film, and a CoW alloy metal film.
  • Co metal films are often used as wiring films, and Co alloy metal films are often used as barrier metals.
  • the Ti-containing film may be, for example, a Ti alloy metal film that is a metal film containing an alloy of Ti and another metal such as Al and may further contain the above-mentioned dopant.
  • a Ti alloy metal film that is a metal film containing an alloy of Ti and another metal such as Al and may further contain the above-mentioned dopant.
  • Specific examples of the Ti alloy metal film include a TiAl film, a TiAlC film, and a TiAlN film. Ti alloy metal films are often used in gate and surrounding structures.
  • a more specific example of the workpiece is a laminate having at least a metal layer, an insulating film, and a metal hard mask in this order on a substrate.
  • the laminate may further have a hole formed from the surface (opening) of the metal hard mask toward the substrate by a dry etching process or the like so as to expose the surface of the metal layer.
  • a dry etching process or the like there is no particular limitation on the method for producing the laminate having holes as described above.
  • a method includes performing a dry etching step using the metal hard mask as a mask on a pre-processing laminate having a substrate, a metal layer, an insulating film, and a metal hard mask in this order, and etching the insulating film so as to expose the surface of the metal layer, thereby providing holes penetrating the metal hard mask and the insulating film.
  • the method for producing the metal hard mask is not particularly limited, and examples of the method include a method in which a metal layer containing a predetermined component is first formed on an insulating film, a resist film having a predetermined pattern is then formed thereon, and the metal layer is then etched using the resist film as a mask to produce a metal hard mask (i.e., a film in which the metal layer is patterned).
  • the laminate may further include layers other than the above-mentioned layers, such as an etching stop film and an anti-reflection film.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a laminate which is an object to be treated by the present treatment method.
  • 1 includes a metal layer 2, an etching stop layer 3, an insulating film 4, and a metal hard mask 5 on a substrate 1 in this order, and a hole 6 is formed in which the metal layer 2 is exposed at a predetermined position by a dry etching process or the like.
  • the workpiece shown in FIG. 1 is a laminate including a substrate 1, a metal layer 2, an etching stop layer 3, an insulating film 4, and a metal hard mask 5 in this order, and including a hole 6 penetrating from the surface of the metal hard mask 5 to the surface of the metal layer 2 at the position of the opening of the metal hard mask 5.
  • An inner wall 11 of the hole 6 includes a cross-sectional wall 11a including the etching stop layer 3, the insulating film 4, and the metal hard mask 5, and a bottom wall 11b including the exposed metal layer 2, and has dry etching residue 12 attached thereto
  • the present processing method can be suitably used for removing these dry etching residues 12. That is, the present processing method is excellent in terms of the removability (residue removability) of the dry etching residues 12, and is also excellent in terms of corrosion prevention for the inner wall 11 (e.g., the metal layer 2, etc.) of the processing target.
  • the above-mentioned substrate processing method may be carried out on a laminate that has been subjected to a dry ashing step after a dry etching step. The materials constituting each layer of the laminate described above will now be described.
  • Examples of materials for the metal hard mask include TiN, TiAl, TiAlC, WO2 , and ZrO2 .
  • the material for the insulating film is not particularly limited, and examples thereof include those preferably having a dielectric constant k of 3.0 or less, more preferably 2.6 or less.
  • Specific examples of the insulating film material include SiOx, SiN, SiOC, and organic polymers such as polyimide. Note that x is preferably a number from 1 to 3.
  • the insulating film may be composed of a plurality of films, for example, an insulating film formed by combining a film containing silicon oxide and a film containing silicon carbide oxide.
  • the material of the etching stop layer is not particularly limited, and specific examples of the material of the etching stop layer include SiN, SiON, SiOCN-based materials, and metal oxides such as AlOx.
  • the material for forming the metal layer serving as the wiring material and/or plug material is not particularly limited, but preferably contains one or more selected from the group consisting of cobalt, tungsten, and copper.
  • the material for forming the metal layer may also be an alloy of cobalt, tungsten, or copper with another metal.
  • the metal layer may further include metals, metal nitrides and/or alloys other than cobalt, tungsten and copper, such as titanium, titanium-tungsten, titanium nitride, tantalum, tantalum compounds, chromium, chromium oxide and aluminum.
  • the metal layer may include one or more selected from the group consisting of cobalt, tungsten, and copper, as well as at least one dopant selected from the group consisting of carbon, nitrogen, boron, and phosphorus.
  • wafers constituting the substrate include silicon (Si) wafers, silicon carbide (SiC) wafers, wafers made of silicon-based materials such as resin-based wafers containing silicon (glass epoxy wafers), gallium phosphide (GaP) wafers, gallium arsenide (GaAs) wafers, and indium phosphide (InP) wafers.
  • the silicon wafer may be an n-type silicon wafer doped with a pentavalent atom (e.g., phosphorus (P), arsenic (As), antimony (Sb), etc.), or a p-type silicon wafer doped with a trivalent atom (e.g., boron (B), gallium (Ga), etc.).
  • a pentavalent atom e.g., phosphorus (P), arsenic (As), antimony (Sb), etc.
  • a p-type silicon wafer doped with a trivalent atom e.g., boron (B), gallium (Ga), etc.
  • the silicon of the silicon wafer may be, for example, any of amorphous silicon, single crystal silicon, and polycrystalline silicon (polysilicon).
  • the workpiece may contain various layers and/or structures as desired in addition to those described above.
  • the substrate may contain metal wiring, a gate electrode, a source electrode, a drain electrode, an insulating layer, a ferromagnetic layer, and/or a non-magnetic layer.
  • the substrate may contain exposed integrated circuit structures, such as interconnect features, such as metal wiring and dielectric materials.
  • Metals and alloys used in the interconnect features include, for example, aluminum, copper-aluminum alloys, copper, titanium, tantalum, cobalt, silicon, titanium nitride, tantalum nitride, and tungsten.
  • the substrate may contain layers of silicon oxide, silicon nitride, silicon carbide, and/or carbon-doped silicon oxide.
  • the method for producing the object to be treated is not particularly limited as long as it is a method usually used in this field.
  • a method for forming the insulating film on the wafer constituting the substrate for example, there is a method in which a silicon oxide film is formed by subjecting the wafer constituting the substrate to a heat treatment in the presence of oxygen gas, and then silane and ammonia gases are introduced to form a silicon nitride film by a chemical vapor deposition (CVD) method.
  • CVD chemical vapor deposition
  • Examples of a method for forming the metal-containing layer on a wafer constituting a substrate include a method in which a circuit is formed on a wafer having the insulating film by a known method such as resist, and then a metal-containing layer is formed by a method such as plating, sputtering, CVD, or molecular beam epitaxy (MBE).
  • a method for forming the metal-containing layer on a wafer constituting a substrate include a method in which a circuit is formed on a wafer having the insulating film by a known method such as resist, and then a metal-containing layer is formed by a method such as plating, sputtering, CVD, or molecular beam epitaxy (MBE).
  • a method for forming the metal-containing layer on a wafer constituting a substrate include a method in which a circuit is formed on a wafer having the insulating film by a known method such as resist, and then a metal-containing layer is formed by
  • the workpiece may be a substrate on which an insulating film, a barrier metal, and a metal-containing film are provided on a wafer and then planarized by a CMP process or the like.
  • the CMP process is a process for planarizing the surface of a substrate having a metal-containing film, a barrier metal, and an insulating film by a combined action of chemical action and mechanical polishing using a polishing slurry containing polishing particles (abrasive grains).
  • impurities such as abrasive grains (e.g., silica and alumina) used in the CMP process, metal impurities (metal residues) derived from the polished metal-containing film and barrier metal may remain. These impurities may, for example, cause short circuits between wirings and deteriorate the electrical characteristics of the substrate, so the substrate that has been subjected to CMP is subjected to a cleaning process to remove these impurities from the surface.
  • Specific examples of the substrate that has been subjected to the CMP treatment include the substrate that has been subjected to the CMP treatment described in Journal of the Japan Society for Precision Engineering, Vol. 84, No. 3, 2018, but are not limited thereto.
  • the present treatment method includes, for example, a treatment method having a step A of contacting the present composition with a substrate having metal inclusions.
  • a treatment method having a step A of contacting the present composition with a substrate having metal inclusions By carrying out the step A, the metal inclusions on the substrate can be removed.
  • the composition used in step A is as described above. The same applies to the substrate having metal inclusions, which is the object to be treated in step A.
  • a substrate having W inclusions or a substrate having Mo inclusions is preferable.
  • the method of contacting the workpiece (substrate having metal inclusions) with the composition is not particularly limited, and examples include a method of immersing the workpiece in the composition contained in a tank, a method of spraying the composition onto a substrate, a method of pouring the composition onto a substrate, or any combination thereof. Among these, the method of immersing the workpiece, which is a substrate having metal inclusions, in the composition is preferred.
  • mechanical agitation methods may be used to further enhance the processability of the composition.
  • mechanical stirring methods include a method of circulating the composition on a substrate, a method of flowing or spraying the composition on a substrate, and a method of stirring the composition using ultrasonic waves or megasonics.
  • the immersion treatment may be a batch method in which a plurality of objects to be treated are immersed in a treatment tank and treated, or a single wafer method.
  • the treatment time in step A can be adjusted depending on the method for contacting the composition with the substrate, the temperature of the composition, etc.
  • the treatment time (contact time between the composition and the substrate) is not particularly limited, but is preferably 0.25 to 10 minutes, more preferably 0.5 to 2 minutes.
  • the temperature of the composition during the treatment is not particularly limited, but the lower limit is preferably 15° C. or higher, more preferably 20° C. or higher, and even more preferably 30° C. or higher.
  • the upper limit of the temperature is preferably 90° C. or lower, more preferably 80° C. or lower, and even more preferably 70° C. or lower.
  • step A include step A1, in which the composition is used to perform a recess etching process on wiring that is disposed on a substrate and that is composed of metal inclusions; step A2, in which the composition is used to remove a film on the outer edge of a substrate on which a film composed of metal inclusions is disposed; step A3, in which the composition is used to remove metal inclusions adhering to the back surface of a substrate on which a film composed of metal inclusions is disposed; step A4, in which the composition is used to remove metal inclusions on a substrate after dry etching; and step A5, in which the composition is used to remove metal inclusions on a substrate after chemical mechanical polishing.
  • steps A1 to A5 the descriptions in paragraphs [0049] to [0072] of WO 2019/138814 can be cited, and the contents of these are incorporated herein.
  • This processing method may further include, after step A, a step of performing a rinsing process on the workpiece (substrate having metal inclusions) using a rinsing liquid (rinsing and cleaning with a solvent) (hereinafter referred to as "step B").
  • the step B is preferably a step of performing a rinsing treatment with a rinsing liquid for 5 seconds to 5 minutes, which is carried out consecutively after the step A.
  • the step B may be carried out using the mechanical stirring method described above.
  • Examples of the solvent for the rinse liquid include deionized (DI) water, methanol, ethanol, isopropanol, N-methylpyrrolidinone, ⁇ -butyrolactone, dimethylsulfoxide, ethyl lactate, and propylene glycol monomethyl ether acetate.
  • the solvent for the rinse liquid is preferably DI water, methanol, ethanol, isopropanol, or a mixture thereof, and more preferably DI water, isopropanol, or a mixture of DI water and isopropanol.
  • the above-mentioned method for contacting the present composition with the object to be treated can be similarly applied.
  • the temperature of the rinsing solvent in step B is preferably 16 to 27°C.
  • the present processing method may include, after step B, step C of drying the object to be processed (the substrate having metal inclusions).
  • the drying method is not particularly limited, and examples thereof include spin drying, a method of passing a dry gas over the workpiece, a method of heating the substrate with a heating means such as a hot plate or an infrared lamp, Marangoni drying, Rotagoni drying, IPA (isopropanol) drying, and any combination thereof.
  • the drying time in step C depends on the drying method, but is preferably from 20 seconds to 5 minutes.
  • the substrate is preferably dried by heating with a heating means, since this provides excellent removability of the composition in the SiOx layer.
  • the heating temperature is not particularly limited, but is preferably 50 to 350°C, more preferably more than 100°C and less than 400°C, from the viewpoint of a better balance between the removability of the composition in the SiOx layer and the film loss in the Co film and the SiOx layer, and is further preferably 150 to 250°C, from the viewpoint of a better removability of the composition in the Co film and the SiOx layer.
  • the present invention also includes a method for manufacturing a semiconductor device.
  • the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention preferably includes a method for treating a substrate having the above-mentioned step A.
  • the present invention also includes the invention of a compound.
  • the compound of the present invention is a compound represented by the above formula (F).
  • tert-butyl methyl ether 300 mL, Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
  • 3M hydrochloric acid 400 mL
  • the lower phase aqueous phase
  • the upper phase organic phase
  • Distilled water 300 mL was added to the obtained organic phase and stirred, the solution obtained after stirring was allowed to stand, the lower phase (aqueous phase) was removed, and the upper phase (organic phase) was recovered.
  • a solution was prepared separately by dissolving bis(2-methoxyethyl) azodicarboxylate (DMEAD (registered trademark), 88.9 g, 0.38 mol, manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) in THF (105 mL).
  • DMEAD bis(2-methoxyethyl) azodicarboxylate
  • 88.9 g, 0.38 mol manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
  • THF 105 mL
  • the above-obtained solution was added dropwise to the reaction solution over 2 hours while maintaining the internal temperature of the reaction solution at or below 5° C. After completion of the dropwise addition, the resulting reaction solution was stirred at 0° C. for 2 hours.
  • the solvent was distilled off from the obtained reaction solution under reduced pressure of 40 ° C. / 10 hPa.
  • tert-butyl methyl ether 300 mL, Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
  • distilled water 400 mL
  • the lower phase (aqueous phase) was removed, and the upper phase (organic phase) was recovered.
  • Distilled water 400 mL was added to the obtained organic phase and stirred, and the solution obtained after stirring was left to stand, the lower phase (aqueous phase) was removed, and the upper phase (organic phase) was recovered.
  • the solvent was distilled off from the obtained organic phase under reduced pressure of 40 ° C. / 10 hPa.
  • the resulting crude product was purified by silica gel column chromatography to obtain intermediate E-1B.
  • the above-obtained dissolving solution was added to the reaction solution obtained above, and the reaction solution obtained was further stirred at 70° C. for 3 hours. After confirming by 1 H-NMR that the signals derived from the intermediate E-1C and methacrylic acid had disappeared, the mixture was filtered to remove dust, thereby obtaining an aqueous solution containing the specific resin E-1 (solid content concentration: 13.1% by mass).
  • the 1 H-NMR data of the obtained specific resin E-1 is shown below.
  • a solution was prepared separately by dissolving DMEAD (registered trademark) (40.4 g, 0.6 mol, manufactured by FUJIFILM Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) in THF (111 mL).
  • DMEAD registered trademark
  • THF 111 mL
  • the above-obtained solution was added dropwise to the mixed solution over 2 hours while maintaining the internal temperature of the mixed solution at or below 5° C.
  • the resulting reaction solution was stirred at 0° C. for 2 hours.
  • the solvent was distilled off from the obtained reaction solution under reduced pressure of 40 ° C. / 10 hPa.
  • tert-butyl methyl ether 300 mL, Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
  • distilled water 400 mL
  • the lower phase (aqueous phase) was removed, and the upper phase (organic phase) was recovered.
  • Distilled water 400 mL was added to the obtained organic phase and stirred, and the solution obtained after stirring was left to stand, the lower phase (aqueous phase) was removed, and the upper phase (organic phase) was recovered.
  • the solvent was distilled off from the obtained organic phase under reduced pressure of 40 ° C. / 10 hPa.
  • the resulting crude product was purified by silica gel column chromatography to obtain intermediate E-17A.
  • ⁇ Corrosion inhibitor> ⁇ 5-Methyl-1H-benzotriazole ⁇ 5-mercapto-1-phenyl-1H-tetrazole (corresponding to tetrazole compounds) ⁇ n-dodecyl mercaptan (corresponding to a thiol compound)
  • Example A [Preparation of Composition] The preparation methods of the compositions of Examples A1 to A21 and Comparative Examples A1 to A2 will be described using Example A1 as an example. Hydroxylamine, 5-methyl-1H-benzotriazole, Persoft SF-T and ultrapure water were mixed in amounts corresponding to the contents shown in Table 2 below to obtain a mixed solution C-1. Thereafter, the mixed solution C-1, the specific resin E-1, and at least one of citric acid and monoethanolamine as a pH adjuster were thoroughly stirred using a stirrer to prepare the composition of Example A1 (cleaning treatment liquid). The contents of specific resin E-1 and mixed liquid C-1 in the resulting composition, as well as the pH of the composition, are shown in Table 1 below.
  • the pH of the mixture of specific resin E-1 and mixed solution C-1 was measured, and if the pH of the mixture was higher than the value shown in Table 1, citric acid was added; if the pH of the mixture was lower, monoethanolamine was added in an amount such that the pH of the mixture became the value shown in Table 1.
  • Substrates were prepared on which a W film made of simple tungsten (W) and a TiAlC film made of titanium aluminum carbide (TiAlC) were laminated to a thickness of 100 nm. These substrates were then cut into square shapes of 2 cm x 2 cm to prepare test specimens. Each of the obtained test specimens was immersed in each composition (liquid temperature: 80° C.) for 10 minutes. Before and after the immersion test, the thickness of each film was measured using a fluorescent X-ray analyzer for thin film evaluation (XRF AZX-400, manufactured by Rigaku Corporation). From the measured film thickness before and after immersion, the dissolution rate ( ⁇ /min) of each film when each composition was used was calculated.
  • XRF AZX-400 fluorescent X-ray analyzer for thin film evaluation
  • the dissolution rate of the W film is 0.5 ⁇ /min or less.
  • the dissolution rate of the TiAlC film is 0.5 ⁇ /min or less.
  • D The dissolution rate of the TiAlC film is more than 1.5 ⁇ /min and less than 1.7 ⁇ /min.
  • a laminate (corresponding to a pre-processing laminate) including a W film, a SiO 2 film, and a metal hard mask (TiN) having a predetermined opening in this order was formed on a substrate (Si).
  • a substrate Si
  • dry etching was performed using the metal hard mask as a mask, and the SiO 2 film was etched until the W film surface was exposed, forming a hole, thereby producing sample 1 (see FIG. 1).
  • SEM scanning electron microscope
  • the removability of dry etching residues was evaluated according to the following procedure. First, a slice of the above-mentioned sample 1 (approximately 2.0 cm x 2.0 cm square) was immersed in each composition whose temperature was adjusted to 80° C. The slice of sample 1 was taken out immediately after 3 minutes had elapsed from the start of immersion, and immediately washed with ultrapure water and dried with N2 . Thereafter, the surface of the immersed slice of sample 1 was observed by SEM to confirm the presence or absence of dry etching residue.
  • the slice of Sample 1 that had been immersed for 5 minutes was washed with ultrapure water and dried with N2 , and the surface of the slice was then observed with an SEM to check for the presence or absence of dry etching residues. From the observation results of the slices of each sample 1, the residue removability was evaluated according to the following criteria.
  • a substrate (Si) with a SiO2 film was prepared, and the substrate with the SiO2 film was immersed for 10 minutes in each composition adjusted to 80 ° C. Next, the immersion-treated substrate was immersed for 0.5 minutes in a rinse solution made of isopropanol to perform a rinse treatment of the SiO2 film.
  • the surface of the rinsed SiO2 film was analyzed by X-ray photoelectron spectroscopy, and the ratio (unit: atom%) of the number of nitrogen atoms derived from each composition (particularly, the specific resin) to the number of all atoms on the surface of the SiO2 film was measured.
  • the measurement conditions for the X-ray photoelectron spectroscopy are shown below.
  • the ratio of the number of nitrogen atoms to the total number of atoms is preferably smaller. The smaller the ratio of the number of nitrogen atoms to the total number of atoms, the higher the solubility of each component of the composition (especially the specific resin) in the rinse solution, which means that the amount of the composition remaining on the SiO 2 film surface after the rinse treatment is smaller.
  • Tables 1 and 2 show the compositions used in each of the Examples and Comparative Examples, and Table 1 shows the evaluation results of each of the Examples and Comparative Examples.
  • Table 2 shows the formulations of the components of the mixed solutions C-1 to C-6 used in the preparation of each of the above compositions.
  • Table 1 shows the contents of the resin and mixed liquid contained in each composition, as well as the pH of each composition, and Table 2 shows the type and content of each component contained in each mixed liquid.
  • the "ratio a/b” column for "specific resin” indicates the ratio a/b of the number of moles a of repeating unit A to the number of moles b of repeating unit B in a specific resin having repeating unit A and repeating unit B.
  • the “Amount (parts by mass)” column for "Specific resin” indicates the content of the specific resin when the total mass of the composition is 100 parts by mass.
  • the "pKa” column for “specific resin” indicates the pKa of a functional group in repeating unit B having a pKa of 10.0 or less.
  • the “Amount (parts by mass)” column for “Mixed liquid” indicates the content of the mixed liquid when the total mass of the composition is 100 parts by mass.
  • the “pH” column indicates the pH of the composition at 25°C measured using the pH meter described above.
  • the numerical values shown in each column indicate the content (unit: “parts by mass”) of each component when the total mass of each mixture is 100 parts by mass.
  • composition of the present invention is excellent in all respects: solubility in W films, solubility in TiAlC films, removability of etching residues, and remaining property of the composition after rinsing treatment.
  • the compositions of the comparative examples contain a resin having a repeating unit having a pyrrolidone skeleton, or a resin having a repeating unit having a specific group and a repeating unit having a hydroxyl group, but do not provide sufficient effects in terms of solubility in a W film, solubility in a TiAlC film, removability of etching residues, or remaining properties of the composition after a rinsing process.
  • the repeating unit A is a repeating unit derived from a compound represented by formula (A) in which L a is a (n+2)-valent linking group containing an aromatic ring, a repeating unit derived from a compound represented by formula (B) in which at least one of L b1 and L b2 is a divalent linking group containing an aromatic ring, or a repeating unit represented by formula (C), the solubility in the W film is more excellent (e.g., comparison between Examples A6 and A10).
  • the repeating unit A is a repeating unit derived from a compound represented by formula (D) or a repeating unit represented by formula (E), it has been confirmed that the solubility in the W film is superior (e.g., comparison between Examples A1 and A10).
  • the repeating unit B has a functional group having a pKa of 5.0 or less, the remaining properties of the composition after rinsing treatment were superior (comparison between Examples A1 and A12, etc.).
  • Example B [Preparation of Composition] The preparation methods of the compositions of Examples B1 to B5 and Comparative Examples B1 to B2 will be described below taking Example B1 as an example. Specific resin E-1, citric acid, trishydroxymethylaminomethane (Tris), and ultrapure water were mixed in the amounts shown in Table 3 below, and then potassium hydroxide or nitric acid was added as a pH adjuster so that the pH of the composition to be prepared was 6.0. The resulting mixture was thoroughly stirred using a stirrer to prepare the composition of Example B1.
  • Specific resin E-1, citric acid, trishydroxymethylaminomethane (Tris), and ultrapure water were mixed in the amounts shown in Table 3 below, and then potassium hydroxide or nitric acid was added as a pH adjuster so that the pH of the composition to be prepared was 6.0. The resulting mixture was thoroughly stirred using a stirrer to prepare the composition of Example B1.
  • each composition was adjusted to room temperature (23°C), and each composition was used for scrubbing cleaning for 60 seconds, followed by drying.
  • the number of defects on the polished surface of the obtained wafer was detected using a defect detection device, and each defect was observed with a SEM (scanning electron microscope) to classify the defects. If necessary, the constituent elements were analyzed with an EDAX (energy dispersive X-ray analyzer) to identify the components. As a result, the number of defects based on the residues from the CMP process was determined, and the cleaning performance was evaluated according to the following evaluation criteria (evaluation 6 is the most excellent cleaning performance).
  • the number of target defects is less than 20. 5: The number of target defects is 20 or more and less than 50. 4: The number of target defects is 50 or more and less than 100. 3: The number of target defects is 100 or more and less than 200. 2: The number of target defects is 200 or more and less than 300. 1: The number of target defects is 300 or more.
  • Each composition was used to evaluate its solubility in a metal film when the metal film was washed. Specifically, a wafer (diameter 12 inches) having a W film made of simple tungsten (W) on its surface was cut to prepare a square wafer coupon of 2 cm x 2 cm. The thickness of the W film was set to 200 nm. The wafer coupon was immersed in each composition (liquid temperature: 23°C) for 30 minutes under stirring conditions of a stirring rotation speed of 250 rpm. Before and after the immersion test, the thickness of the W film was measured using an optical film thickness meter Ellipsometer M-2000 (manufactured by JA Woollam Co., Ltd.).
  • the dissolution rate ( ⁇ /min) of the W film when each composition was used was calculated. From the calculated dissolution rate, the solubility of the W film (performance of suppressing dissolution of the W film) was evaluated based on the following evaluation criteria. The slower the dissolution rate, the more the dissolution of the W film by the composition is suppressed (evaluation 6 is the most excellent solubility).
  • the dissolution rate of the W film is 0.5 ⁇ /min or less.
  • the dissolution rate of the W film is more than 0.5 ⁇ /min and less than 0.7 ⁇ /min.
  • 4 The dissolution rate of the W film is more than 0.7 ⁇ /min and less than 1.0 ⁇ /min.
  • 3 The dissolution rate of the W film is more than 1.0 ⁇ /min and less than 3.0 ⁇ /min.
  • 2 The dissolution rate of the W film is more than 3.0 ⁇ /min and less than 5.0 ⁇ /min.
  • the dissolution rate of the W film is more than 5.0 ⁇ /min.
  • Table 3 shows the compositions used in each of the Examples and Comparative Examples, as well as the evaluation results.
  • the "Amount (%)” column for each component indicates the content (unit: mass %) of each component relative to the total mass of the composition.
  • the values in the "Organic acid/amine” column indicate the content of organic acid (removal agent) relative to the content of basic compound (removal agent).
  • the "balance” in the "Water” column indicates that the water content is the remainder of the composition other than the resin, remover, and pH adjuster.
  • the numerical values in the "pH” column indicate the pH of the composition at 25°C as measured using the pH meter described above.
  • the buffed wafer was washed for 30 seconds using each composition adjusted to room temperature (23° C.), and then dried.
  • the residue removability of the composition was evaluated for the polished surface of the obtained wafer according to the test method described above in ⁇ Residue Removability>. It was confirmed that the composition showed the same evaluation results as the compositions of the above examples.

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Abstract

本発明は、ドライエッチング残渣物の除去性に優れ、かつ、タングステンの溶解がより抑制され、さらに、被処理物に適用した後にリンス処理を行った際に残渣物が残存しにくい、半導体デバイス用の組成物を提供する。本発明の半導体デバイス用の組成物は、第1級アミノ基、第2級アミノ基、第3級アミノ基、およびこれらの塩からなる群から選択される特定基と、ヒドロキシ基とを有する繰り返し単位A、および、pKaが10.0以下である官能基またはその塩を有する繰り返し単位B、を含む樹脂、ならびに、水、を含む。

Description

組成物、基板の処理方法、半導体デバイスの製造方法、化合物
 本発明は、組成物、基板の処理方法、半導体デバイスの製造方法、および、化合物に関する。
 半導体製品の微細化が進む中で、半導体製品製造プロセス中における、基板上の不要な金属含有物を除去する工程を、高効率かつ精度よく実施する需要が高まっている。
 半導体デバイスは、例えば、基板上に、配線材料となる金属層、エッチング停止膜および絶縁膜を有する積層体を配置し、この積層体上にレジスト膜を形成して、フォトリソグラフィー工程およびドライエッチング工程を実施することにより製造される。
 フォトリソグラフィー工程において、金属含有物を溶解する組成物を用いて、エッチングまたは基板の表面に付着した異物を除去する方法が広く知られている。
 例えば、フォトリソグラフィー工程において、レジスト膜をマスクとして、ドライエッチング処理により基板上の金属層および/または絶縁膜をエッチングすることがある。この際、金属層および/または絶縁膜等に由来する残渣物が、基板、金属層および絶縁膜に付着することがある。この付着した残渣物を除去するために、組成物を用いた洗浄が行われることが多い。
 また、エッチングの際にマスクとして用いられたレジスト膜は、アッシング(灰化)による乾式の方法(ドライアッシング)、または、湿式の方法によって積層体から除去される。ドライアッシング方法を用いてレジストが除去された積層体には、レジスト膜等に由来する残渣物が付着することがある。
 さらに、昨今、半導体デバイスのより一層の微細化を実現するために、上記のレジスト膜としてTiNおよびAlOx等の金属材料系レジスト膜(いわゆるメタルハードマスク)も用いられている。レジスト膜としてメタルハードマスクを用いる場合においては、通常、メタルハードマスクをマスクとして用いてドライエッチング工程(例えば、プラズマエッチング処理)を行い、メタルハードマスクのパターン形状に基づいたホールを形成して配線膜となる金属膜面を露出させる工程を行う。
 ドライエッチング工程またはドライアッシング工程を経た基板にはエッチング残渣物および/またはアッシング残渣物が堆積している。レジスト膜としてメタルハードマスクを用いた場合には、残渣成分として、例えばチタン系金属等の金属成分が多く含まれており、フォトレジスト膜を用いた場合には、残渣成分として有機成分が多く含まれている。
 これらの付着した残渣物が次工程の妨げとならないよう、組成物を用いて残渣物を除去する洗浄処理が行われることが多い。また、レジスト膜を除去する湿式の方法として、組成物を用いてレジスト膜を除去する態様が挙げられる。
 上記のような半導体デバイス用の組成物は、半導体デバイス製造工程において、基板上の金属含有物(エッチング残渣物およびアッシング残渣物)および/またはレジスト膜の除去等の処理に用いられている。
 例えば、特許文献1には、半導体デバイス用基板の洗浄工程に用いられる洗浄液であって、有機酸、スルホン酸型アニオン性界面活性剤、ポリビニルピロリドンおよびポリエチレンオキシド-ポリプロピレンオキシドブロック共重合体から選ばれる少なくとも1種の高分子凝集剤、および、水を含有する半導体デバイス用基板洗浄液が記載されている。
特開2012-094852号公報
 本発明者らが、ドライエッチング処理後のタングステン(W)を有する被処理物に対して、エッチング残渣物の除去するための組成物として、特許文献1を参考にしてポリビニルピロリドンを含む洗浄液を用いたところ、ドライエッチング残渣物の除去性、およびタングステンの溶解を抑制する性能が不十分であった。
 さらに、上記のように被処理物を組成物で洗浄し、さらにリンス処理を行った後において、残渣物が残存しやすかった。
 そこで、本発明は、ドライエッチング残渣物の除去性に優れ、かつ、タングステンの溶解がより抑制され、さらに、被処理物に適用した後にリンス処理を行った際に残渣物が残存しにくい、半導体デバイス用の組成物を提供することを課題とする。
 また、本発明は、上記組成物を用いた基板の処理方法、半導体デバイスの製造方法、および化合物を提供することを課題とする。
 本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、本発明を完成させるに至った。すなわち、以下の構成により上記課題が解決されることを見出した。
 〔1〕 第1級アミノ基、第2級アミノ基、第3級アミノ基、およびこれらの塩からなる群から選択される特定基と、ヒドロキシ基とを有する繰り返し単位A、および、
 pKaが10.0以下である官能基またはその塩を有する繰り返し単位B、を含む樹脂、ならびに、
 水、を含む、半導体デバイス用の組成物。
 〔2〕 上記繰り返し単位Aが、後述する式(A)で表される化合物由来の繰り返し単位、後述する式(B)で表される化合物由来の繰り返し単位、または、後述する式(C)で表される繰り返し単位である、〔1〕に記載の半導体デバイス用の組成物。
 〔3〕 上記特定基のうち少なくとも1つが、第1級アミノ基またはその塩である、〔1〕または〔2〕に記載の半導体デバイス用の組成物。
 〔4〕 上記繰り返し単位Aが、Lが芳香環を含む(na+2)価の連結基である上記式(A)で表される化合物由来の繰り返し単位、Lb1およびLb2の少なくとも一方が芳香環を含む2価の連結基である上記式(B)で表される化合物由来の繰り返し単位、または上記式(C)で表される繰り返し単位である、〔2〕または〔3〕に記載の半導体デバイス用の組成物。
 〔5〕 上記繰り返し単位Aが、後述する式(D)で表される化合物由来の繰り返し単位、または後述する式(E)で表される繰り返し単位である、〔1〕または〔3〕に記載の半導体デバイス用の組成物。
 〔6〕 上記官能基のpKaが5.0以下である、〔1〕~〔5〕のいずれか1つに記載の半導体デバイス用の組成物。
 〔7〕 上記官能基がカルボキシ基である、〔1〕~〔6〕のいずれか1つに記載の半導体デバイス用の組成物。
 〔8〕 除去剤、酸化剤、腐食防止剤、界面活性剤、消泡剤、および有機溶剤からなる群から選択される少なくとも1つをさらに含む、〔1〕~〔7〕のいずれか1つに記載の組成物。
 〔9〕 除去剤をさらに含む、〔1〕~〔8〕のいずれか1つに記載の組成物。
 〔10〕 〔1〕~〔9〕のいずれか1つに記載の組成物と、金属含有物を有する基板とを接触させる工程Aを有する、基板の処理方法。
 〔11〕 上記工程Aの後、さらに、リンス液を用いて、上記工程Aで得られた上記基板に対してリンス処理を行う工程Bを有する、〔10〕に記載の基板の処理方法。
 〔12〕 〔10〕または〔11〕に記載の基板の処理方法を含む、半導体デバイスの製造方法。
 〔13〕 後述する式(F)で表される化合物。
 本発明によれば、ドライエッチング残渣物の除去性に優れ、かつ、タングステンの溶解がより抑制され、さらに、被処理物に適用した後にリンス処理を行った際に残渣物が残存しにくい、半導体デバイス用の組成物を提供できる。
 また、本発明は、上記組成物を用いた基板の処理方法、半導体デバイスの製造方法、および化合物を提供できる。
基板の処理方法の被処理物である積層体の一例を示す断面模式図である。
 以下、本発明について詳細に説明する。
 以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされる場合があるが、本発明はそのような実施態様に制限されない。
 以下、本明細書における各記載の意味を表す。
 本明細書において、「~」を用いて表される数値範囲は、「~」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
 本明細書において、ある成分が2種以上存在する場合、その成分の「含有量」は、それら2種以上の成分の合計含有量を意味する。
 本明細書において、「全固形分」は、水および有機溶媒等の溶媒以外の組成物に含まれる全ての成分の合計含有量を意味する。
 本明細書において、「準備」は、原材料の合成または調合等の処理により所定の物を備えることの他、購入等により所定の物を調達することを含む。
 本明細書に記載の化合物は、特に断らない限り、構造異性体、光学異性体および同位体を含んでいてもよい。また、構造異性体、光学異性体および同位体は、1種単独、または2種以上含まれていてもよい。
 本明細書において、特に断らない限り、2価の基(例えば、-COO-)の結合方向は、制限されない。例えば、「X-Y-Z」なる式で表される化合物中の、Yが-COO-である場合、上記化合物は「X-O-CO-Z」であってもよく、「X-CO-O-Z」であってもよい。
 本明細書において、特に断らない限り、化学式中に明示される「*」の記号は結合位置を表す。
 本明細書において、「ppm」は「parts-per-million(10-6)」を意味し、「ppb」は「parts-per-billion(10-9)」を意味し、「ppt」は「parts-per-trillion(10-12)」を意味する。
 本明細書において、1Å(オングストローム)は0.1nmに相当する。
 本明細書において、特に断らない限り、重量平均分子量(Mw)および数平均分子量(Mn)は、TSKgel GMHxL、TSKgel G4000HxL、またはTSKgel G2000HxL(いずれも東ソー株式会社製)をカラムとして用い、テトラヒドロフランを溶離液として用い、示差屈折計を検出器として用い、ポリスチレンを標準物質として用い、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)分析装置により測定した標準物質のポリスチレンを用いて換算した値である。
 本明細書において、特に断らない限り、分子量分布を有する化合物の分子量は、重量平均分子量である。
[組成物]
 以下、本発明の組成物(以下、「本組成物」ともいう。)について詳細に説明する。
 本組成物は、第1級アミノ基、第2級アミノ基、第3級アミノ基、およびこれらの塩からなる群から選択される特定基と、ヒドロキシ基とを有する繰り返し単位A、および、pKaが10.0以下である官能基またはその塩を有する繰り返し単位Bを含む樹脂(以下、「特定樹脂」ともいう。)、ならびに水を含む半導体デバイス用の組成物である。
 本発明者らは、上記特定樹脂および水を含む本組成物により、タングステンの溶解がより抑制され、かつ、残渣物の除去性に優れ、さらにリンス処理後においても残渣物が少ないという効果が得られることを知見し、本発明を完成させた。以下、タングステンの溶解がより抑制されること、残渣物の除去性に優れること、およびリンス処理後においても残渣物が少ないこと、のうち少なくとも1つがより優れることを、「本発明の効果がより優れる」ともいう。
 本組成物が上記のような構成を取ることで、本発明の課題を解決できる機序は必ずしも明らかではないが、本発明者らは以下の通り推察している。
 なお、下記推測により、課題を解決できる機序が制限されるものではない。換言すれば、下記以外の機序により課題を解決できる場合でも、本発明の範囲に含まれる。
 タングステンを含む被処理物の処理に、本組成物を使用した際、上記繰り返し単位Aは、タングステンに吸着しやすいヒドロキシ基、および特定基の両者を有しているため、タングステンの表面に特定樹脂で構成される好適な保護膜を形成しやすい。
 ここで、特定基のみを有するポリエチレンイミンのような樹脂や、ヒドロキシ基と特定基とが異なる繰り返し単位中に存在している樹脂の場合には、十分な効果が得られない一方で、特定樹脂のように同一の繰り返し単位にヒドロキシ基と特定基とが存在する場合では、タングステンの溶解を抑制できる。
 この詳細な機序は不明であるものの、本発明者らは、ヒドロキシ基と特定基とが近接した位置関係にあることで、上述の保護膜がより効果的に形成された結果、タングステンの溶出をより抑制できたものと推察している。
 また、本組成物は、上記繰り返し単位Bを含むことで、リンス液との親和性により優れる。そのため、被処理物に本組成物を適用した後、リンス処理を行った際の残渣物(例えば、本組成物中の樹脂に由来する残渣物)の除去性にも優れる。
 以下、本組成物に含まれる各成分について、詳細に説明する。
〔特定樹脂〕
 本組成物は、繰り返し単位A、および繰り返し単位Bを含む樹脂(特定樹脂)を含む。
<繰り返し単位A>
 上記繰り返し単位Aは、第1級アミノ基、第2級アミノ基、第3級アミノ基、およびこれらの塩からなる群から選択される特定基と、ヒドロキシ基とを有する繰り返し単位である。
 第1級アミノ基とは、-NHで表される基をいい、第2級アミノ基とは、-NHRA1(RA1は、1価の脂肪族炭化水素基または1価の芳香環基を表す。)で表される基をいい、第3級アミノ基とは、-N(RA2(RA2は、それぞれ独立に1価の脂肪族炭化水素基または1価の芳香環基を表す。)で表される基をいう。
 RA1またはRA2で表される1価の脂肪族炭化水素基は、直鎖状、分岐鎖状および環状のいずれであってもよい。
 脂肪族炭化水素基はさらに置換基を有していてもよい。脂肪族炭化水素基がさらに置換基を有する場合、特定基、ヒドロキシ基、またはハロゲン原子を有することが好ましい。
 脂肪族炭化水素基の炭素数は、1~10が好ましく、1~6がより好ましく、1または2がさらに好ましい。
 脂肪族炭化水素基としては、例えば、アルキル基、アルケニル基、およびアルキニル基が挙げられ、なかでも炭素数1~6のアルキル基が好ましく、炭素数1または2のアルキル基がより好ましい。
 RA1またはRA2で表される1価の芳香環基を構成する芳香環は、単環および多環のいずれであってもよい。
 1価の芳香環基を構成する芳香環の環員原子の数は、5~20が好ましく、5~10がより好ましく、5または6がさらに好ましい。
 また、上記1価の芳香環基は、アリール基であってもヘテロアリール基であってもよい。
 ヘテロアリール基が有するヘテロ原子としては、酸素原子、窒素原子、または硫黄原子が好ましい。
 上記塩とは、第1級アミノ基、第2級アミノ基、および第3級アミノ基からなる群から選択される少なくとも1つの基(特定基)を含む塩である。
 塩を形成する化合物は特に制限されないが、例えば、酸性化合物が挙げられる。つまり、上記塩とは、第1級アミノ基、第2級アミノ基、および第3級アミノ基からなる群から選択される少なくとも1つの基と、酸性化合物とで形成される塩であることが好ましい。
 上記酸性化合物は、無機酸および有機酸のいずれであってもよい。
 無機酸としては、塩酸、硫酸、リン酸および硝酸が挙げられる。有機酸としては、酢酸、プロピオン酸、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、アリルグリシン、マレイン酸、シトラコン酸、フマル酸、およびイタコン酸が挙げられる。
 第1級アミノ基、第2級アミノ基、または第3級アミノ基が塩を形成する場合の酸としては、塩酸、酢酸、プロピオン酸、メタンスルホン酸、またはエタンスルホン酸が好ましく、塩酸、酢酸、またはエタンスルホン酸がより好ましい。
 上記繰り返し単位Aが有する特定基の数は、特に制限されないが、1~5が好ましく、1または2がより好ましく、1がさらに好ましい。
 繰り返し単位Aにおいて、複数の上記特定基が含まれる場合、上記特定基のうち少なくとも1つは、第1級アミノ基またはその塩であることが好ましい。
 また、繰り返し単位Aが有するヒドロキシ基の数は、特に制限されないが、1~5が好ましく、1または2がより好ましく、1がさらに好ましい。
 繰り返し単位Aが有するヒドロキシ基は、脂肪族炭化水素中の炭素原子に結合するヒドロキシ基(フェノール性ヒドロキシ基でない、ヒドロキシ基)であることが好ましい。
 繰り返し単位Aは、芳香環を含むことも好ましい。
 本発明の効果がより優れる点で、上記繰り返し単位Aは、式(A)で表される化合物由来の繰り返し単位、式(B)で表される化合物由来の繰り返し単位、または、式(C)で表される繰り返し単位であることが好ましい。
 式(A)中、Rは、水素原子、または炭素数1~4のアルキル基を表す。
 Rで表される炭素数1~4のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、イソプロピル基、およびt-ブチル基が挙げられる。
 Rとしては、水素原子、またはメチル基が好ましい。
 式(A)中、Xは、第1級アミノ基、第2級アミノ基、第3級アミノ基、およびこれらの塩からなる群から選択される特定基を表す。
 Xの具体的な態様および好適態様については、特定基について上述した通りである。
 式(A)中、Lは、(na+2)価の連結基を表し、naは、1~5の整数を表す。
 naとしては、1~3が好ましく、1または2がより好ましく、1がさらに好ましい。
 Lで表される(na+2)価の連結基としては、(na+2)価の脂肪族炭化水素基、(na+2)価の芳香環基、-O-、-CO-(カルボニル基)、-SO-、-N<、-NR-(Rは、水素原子または1価の脂肪族炭化水素基を表す。)、およびこれらの基を組み合わせてなる基が挙げられる。
 上記(na+2)価の脂肪族炭化水素基は、脂肪族炭化水素から(na+2)個の水素原子を除いてなる基である。
 上記脂肪族炭化水素は、直鎖状、分岐鎖状および環状のいずれであってもよいが、直鎖状が好ましい。
 また、脂肪族炭化水素の炭素数は、1~6が好ましく、1~3がより好ましく、1または2がさらに好ましい。
 脂肪族炭化水素としては、例えば、アルカン、アルケンおよびアルキンが挙げられる。
 上記(na+2)価の芳香環基は、芳香族炭化水素環または芳香族複素環から(na+2)個の水素原子を除いてなる基である。
 芳香族炭化水素環および芳香族複素環は、単環および多環のいずれであってもよい。
 1価の芳香環基を構成する芳香環の環員原子の数は、5~20が好ましく、5~10がより好ましく、5または6がさらに好ましい。
 上記芳香環としては、例えば、ベンゼン環が挙げられる。
 上記芳香族炭化水素環としては、例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フルオレン環、およびフェナントレン環が挙げられる。
 上記芳香族複素環としては、例えば、ピリジン環、ピリミジン環、ピロール環、フラン環、チオフェン環、イミダゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、ベンゾフラン環、ベンゾチオフェン環、ベンゾイミダゾール環、ベンゾオキサゾール環、ベンゾチアゾール環、およびベンゾチアジアゾール環が挙げられる。
 上記-NR-で表される基中の、Rで表される1価の脂肪族炭化水素基としては、例えば、炭素数1~10のアルキル基が挙げられる。
 なかでも、Rとしては水素原子または炭素数1~6のアルキル基が好ましく、水素原子または炭素数1~2のアルキル基がより好ましい。
 Lは、芳香環を含む(na+2)価の連結基であることも好ましい。
 上記芳香環は、芳香族炭化水素環および芳香族複素環のいずれであってもよい。
 上記芳香族炭化水素環としては、例えば、ベンゼン環およびナフタレン環が挙げられ、ベンゼン環が好ましい。
 上記芳香族複素環としては、例えば、イミダゾール環、ピラゾール環、チアゾール環、トリアゾール環、テトラゾール環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、および、トリアジン環が挙げられ、これらの環のうち、イミダゾール環、ピリジン環、または、トリアジン環が好ましい。
 naが1である場合のLで表される(na+2)価の連結基としては、例えば、*-2価の芳香環基-O-3価の脂肪族炭化水素基<、*-CO-O-3価の脂肪族炭化水素基<、3価の芳香環基、*-CO-NH-2価の芳香環基-O-3価の脂肪族炭化水素基<、*-O-3価の脂肪族炭化水素基<、*-2価の芳香環基-CO-O-3価の脂肪族炭化水素基<、*-2価の芳香環基-2価の脂肪族炭化水素基-O-3価の脂肪族炭化水素基<、および、*-CO-O-3価の脂肪族炭化水素基-NH-2価の脂肪族炭化水素-が挙げられる。
 なお、上記*は、式(A)中のRが結合する炭素原子との結合位置を表す。
 上記*-CO-O-3価の脂肪族炭化水素基-NH-2価の脂肪族炭化水素基-で表される基は、下記式(L)で表される基であり、Ral3は3価の脂肪族炭化水素基を表し、Ral2は2価の脂肪族炭化水素基を表す。
 上記式(B)中、Rは、水素原子、または炭素数1~4のアルキル基を表す。
 Rで表される炭素数1~4のアルキル基の具体的な態様および好ましい態様は、上記Rで表される置換基を有していてもよい炭素数1~4のアルキル基の、具体的な態様および好ましい態様と同様である。
 Rとしては、水素原子、またはメチル基が好ましい。
 上記式(B)中、Rは、水素原子、または置換基を有していてもよいアルキル基を表す。
 上記置換基を有していてもよいアルキル基は、直鎖状、分岐鎖状および環状のいずれであってもよい。
 置換基を有していてもよいアルキル基の炭素数は、1~10が好ましく、1~6がより好ましく、1または2がさらに好ましい。
 Rで表されるアルキル基がさらに置換基を有する場合、特定基またはヒドロキシ基を有することが好ましい。
 上記式(B)中、Lb1およびLb2は、それぞれ独立に、単結合、または2価の連結基を表す。
 Lb1およびLb2で表される2価の連結基としては、2価の脂肪族炭化水素基、2価の芳香環基、-O-、-CO-(カルボニル基)、およびこれらの基を組み合わせてなる基が挙げられる。
 上記2価の脂肪族炭化水素基は、直鎖状、分岐鎖状および環状のいずれであってもよいが、直鎖状が好ましい。
 また、2価の脂肪族炭化水素基の炭素数は、1~6が好ましく、1~3がより好ましく、1または2がさらに好ましい。
 2価の脂肪族炭化水素基としては、例えば、アルキレン基、およびアルケニレン基が挙げられる。
 上記2価の芳香環基は、アリーレン基およびヘテロアリーレン基のいずれであってもよく、2価の芳香環基を構成する芳香環は、単環および多環のいずれであってもよい。
 2価の芳香環基を構成する芳香環の環員原子の数は、5~20が好ましく、5~10がより好ましく、5または6がさらに好ましい。
 上記芳香環としては、例えば、ベンゼン環が挙げられる。
 Lb1およびLb2としては、なかでも、アルキレン基が好ましく、炭素数1~6のアルキレン基がより好ましく、メチレン基またはエチレン基がさらに好ましい。
 また、Lb1およびLb2の少なくとも一方が芳香環を含む2価の連結基であることも好ましい。上記芳香環の具体的な態様および好適態様は、Lに含まれうる芳香環の具体的な態様および好適態様と同様である。
 式(C)中、Rは、水素原子またはメチル基を表す。
 Xは、第1級アミノ基、第2級アミノ基、第3級アミノ基、およびこれらの塩からなる群から選択される特定基を表す。
 Xの具体的な態様および好適態様については、特定基について上述した通りである。
 式(C)中、Lは、(nc+2)価の連結基を表し、ncは、1~5の整数を表す。
 ncとしては、1~3が好ましく、1または2がより好ましく、1がさらに好ましい。
 Lで表される(nc+2)価の連結基としては、(nc+2)価の脂肪族炭化水素基、(nc+2)価の芳香環基、-O-、-CO-(カルボニル基)、-SO-、-N<、-NR-(Rは、水素原子または1価の脂肪族炭化水素基を表す。)、およびこれらの基を組み合わせてなる基が挙げられる。
 これらの連結基の具体的な態様および好適態様は、Lで表される(na+2)価の連結基について詳述した通りである。
 Lで表される(nc+2)価の連結基としては、なかでも、(nc+2)価の脂肪族炭化水素基が好ましい。
 脂肪族炭化水素としては、例えば、アルカン、アルケンおよびアルキンが挙げられる。
 また、脂肪族炭化水素の炭素数は、1~10が好ましく、1~6がより好ましく、1~3がさらに好ましい。
 上記繰り返し単位Aは、式(D)で表される化合物由来の繰り返し単位、または式(E)で表される繰り返し単位であるであることも好ましい。
 式(D)中、Rは、水素原子、または炭素数1~4のアルキル基を表す。
 Rで表される炭素数1~4のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、およびイソプロピル基が挙げられる。
 式(D)中、Lは、単結合、または2価の連結基を表す。
 Lで表される2価の連結基としては、例えば、2価の脂肪族炭化水素基、2価の芳香環基、-O-、-CO-(カルボニル基)、-NR-(Rは、水素原子または1価の脂肪族炭化水素基を表す。)、およびこれらの基を組み合わせてなる基が挙げられる。
 上記2価の脂肪族炭化水素基、および2価の芳香環基の、具体的な態様および好適態様については、式(B)中のLb1またはLb2で表される2価の脂肪族炭化水素基、および2価の芳香環基の具体的な態様および好適態様と同様である。
 上記-NR-で表される基中の、Rで表される1価の脂肪族炭化水素基としては、例えば、炭素数1~10のアルキル基が挙げられる。
 なかでも、Rとしては水素原子または炭素数1~6のアルキル基が好ましく、水素原子または炭素数1~2のアルキル基がより好ましい。
 Lで表される2価の連結基としては、例えば、-2価の脂肪族炭化水素基-、-COO-(エステル結合)-2価の脂肪族炭化水素基-、-CONH-(アミド結合)-2価の脂肪族炭化水素基-、-2価の芳香環基-O-、-2価の芳香環基-CH-O-、-2価の芳香環基-C≡C-CH-O-、および、-2価の芳香環基-COO-が挙げられる。
 式(D)中、Rd2は、式(X)で表される基、または式(Y)で表される基を表す。
 式(X)および式(Y)中、Xは、第1級アミノ基またはその塩を表す。
 上記第1級アミノ基の塩の具体的な態様および好適態様については、上述した通りである。
 式(E)中、Re1は、水素原子またはメチル基を表す。
 式(E)中、Lは、2価の連結基を表す。
 Lで表される2価の連結基としては、例えば、2価の脂肪族炭化水素基、2価の芳香環基、-O-、-CO-(カルボニル基)、-NR-(Rは、水素原子または1価の脂肪族炭化水素基を表す。)、およびこれらの基を組み合わせてなる基が挙げられる。
 上記2価の脂肪族炭化水素基、および2価の芳香環基の、具体的な態様および好適態様については、式(B)中のLb1またはLb2で表される2価の脂肪族炭化水素基、および2価の芳香環基の具体的な態様および好適態様と同様である。
 Lで表される2価の連結基としては、2価の脂肪族炭化水素基が好ましい。
 式(E)中、Re2は、上記式(X)で表される基、または上記式(Y)で表される基を表す。
 上記式(D)で表される化合物は、本発明の効果がより優れる点で、式(F)で表される化合物であることが好ましい。
 式(F)中、Xは、第1級アミノ基、第2級アミノ基、第3級アミノ基、およびこれらの塩からなる群から選択される特定基を表す。
 Xで表される、第1級アミノ基、第2級アミノ基、第3級アミノ基、およびこれらの塩の具体的な態様および好適態様については、式(A)中のXの具体的な態様および好適態様と同様である。
 上記塩としては、なかでも、塩酸塩、硫酸塩、酢酸塩、または炭酸塩が好ましい。
 Lは、-CHO-、-COO-、-C≡C-CHO-、または-O-を表す。
 特定樹脂は、上記繰り返し単位Aを1種のみ有してもよく、2種以上有してもよい。
 特定樹脂中の繰り返し単位Aの含有量は、発明の効果がより優れる点で、特定樹脂中の全繰り返し単位に対して、1モル%以上が好ましく、5モル%以上がより好ましく、10モル%以上がより好ましく、25モル%以上がさらに好ましい。
 繰り返し単位Aの含有量の上限は特に制限されないが、特定樹脂中の全繰り返し単位に対して、99モル%以下が好ましく、95モル%以下がより好ましく、80モル%以下がさらに好ましく、70モル%以下が特に好ましい。
 特定樹脂が繰り返し単位Aを2種以上有する場合、合計含有量が上記範囲にあるのが好ましい。
 なお、特定樹脂に含まれる各繰り返し単位の構造および組成比(モル分率)は、例えば、13C-NMRにより測定できる。
<繰り返し単位B>
 上記繰り返し単位Bは、pKaが10.0以下である官能基またはその塩を有する繰り返し単位である。上記官能基のpKaは、10.0以下であれば特に制限されないが、7.0以下が好ましく、5.0以下がより好ましい。上記官能基のpKaの下限は特に制限されないが、-3.0以上が好ましく、1.0以上がより好ましい。
 pKaが10.0以下である官能基としては特に制限されないが、例えば、酸基が挙げられる。pKaが10.0以下である官能基としては、より具体的には、カルボキシ基、ホスホン酸基、スルホ基、および、フェノール性ヒドロキシ基が挙げられ、カルボキシ基またはスルホ基が好ましく、後処理液(後述するリンス液等)に対する特定樹脂の溶解性がより優れる点で、カルボキシ基がより好ましい。
 上記塩としては、例えば、酸基の塩が挙げられる。酸基の塩とは、酸基の水素イオンが金属などの他のカチオン(例えば、ナトリウムイオン)に置き換わったものをいう。
 繰り返し単位Bが有する、pKaが10.0以下である官能基の個数は、特に制限されないが、1~4が好ましく、1~3がより好ましく、1または2がさらに好ましい。
 上記繰り返し単位Bとしては、例えば、式(G)で表される繰り返し単位および式(H)で表される繰り返し単位が挙げられる。
 式(G)中、Rg1、Rg2およびRg3は、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1~4のアルキル基、または、酸基を表す。
 Lは、単結合または(k+1)価の連結基を表す。
 Aは、pKaが10.0以下である官能基またはその塩を表す。
 kは、1~4の整数を表す。
 式(G)においてAが複数存在する場合、複数のAは、同一であっても異なっていてもよい。
 Rg1、Rg2およびRg3としては、水素原子、メチル基、エチル基、カルボキシメチル基、または、カルボキシ基が好ましく、水素原子、メチル基、または、カルボキシ基がより好ましい。
 なかでも、Rg1、Rg2およびRg3のうち1つが水素原子、メチル基またはカルボキシ基を表し、残り2つがいずれも水素原子を表すことが好ましい。
 Lで表される(k+1)価の連結基としては、Aの数に応じた価数を有する基であれば特に制限されないが、例えば、置換基を有していてもよい2~5価の脂肪族炭化水素基、置換基を有していてもよい2~5価の芳香環基、-O-、-CO-、-SO-、-NR-、-N<、および、これらを組み合わせてなる基が挙げられる。Rの定義は、上述した通りである。
 kが1の場合、2価の連結基としては、2価の脂肪族炭化水素基、2価の芳香環基、-O-、-CO-、-SO-、-NR-、および、これらを組み合わせてなる基が挙げられる。
 2価の脂肪族炭化水素基は、直鎖状、分岐鎖状および環状のいずれであってもよい。
 2価の脂肪族炭化水素基としては、炭素数1~6(好ましくは、炭素数1~3)のアルキレン基が好ましい。
 kが1の場合、Lとしては、単結合、アルキレン基、2価の芳香族基、または、-アルキレン基-NR-アルキレン基が好ましく、単結合、メチレン基、フェニレン基、または、-メチレン基-NH-メチレン基が好ましい。
 Aで表されるpKaが10.0以下である官能基またはその塩の好ましい態様については、上記の通りである。
 kとしては、1~3の整数が好ましく、1または2がより好ましい。
 式(H)中、Rは、水素原子またはメチル基を表す。
 Lは、単結合または(m+1)価の連結基を表す。
 Aは、pKaが10.0以下である官能基またはその塩を表す。
 mは、1~4の整数を表す。
 式(H)においてAが複数存在する場合、複数のAは、同一であっても異なっていてもよい。
 Lで表される(m+1)価の連結基の具体的な態様、および好適態様は、上記Lで表される(k+1)価の連結基の具体的な態様、および好適態様と同様である。
 mが1の場合、Lとしては、2価の脂肪族炭化水素基、2価の芳香族基、または、-O-2価の脂肪族炭化水素基-OCO-2価の脂肪族炭化水素基が好ましい。
 上記2価の脂肪族炭化水素基は、直鎖状、分岐鎖状および環状のいずれであってもよい。
 また、2価の脂肪族炭化水素基中の水素原子が、ヒドロキシ基等の置換基で置換されていてもよい。
 2価の脂肪族炭化水素基としては、なかでも、炭素数1~6のアルキレン基またはアルケニレン基が好ましく、炭素数1~3のアルキレン基またはアルケニレン基がより好ましい。
 Aで表されるpKaが10.0以下である官能基またはその塩の好ましい態様については、上記の通りである。
 mとしては、1~3の整数が好ましく、1または2がより好ましい。
 特定樹脂は、上記繰り返し単位Bを1種のみ有してもよく、2種以上有してもよい。
 後処理液に対する特定樹脂の溶解性がより優れる点で、繰り返し単位Bの含有量は、特定樹脂中の全繰り返し単位に対して、1モル%以上が好ましく、5モル%以上がより好ましく、20モル%以上がさらに好ましく、30モル%以上が特に好ましい。
 上限は特に制限されないが、特定樹脂中の全繰り返し単位に対して、99モル%以下が好ましく、95モル%以下がより好ましく、90モル%以下がさらに好ましく、75モル%以下が特に好ましい。
 特定樹脂における繰り返し単位Aと繰り返し単位Bとの比率は特に制限されないが、繰り返し単位Bのモル数bに対する繰り返し単位Aのモル数aの比(a/b)は、1/99以上が好ましく、5/95以上がより好ましく、10/90以上がさらに好ましく、25/75以上が特に好ましい。
 比(a/b)の下限は特に制限されないが、後処理液に対する特定樹脂の溶解性がより優れる点で、比率a/bは、99/1以下が好ましく、95/5以下がより好ましく、80/20以下がさらに好ましく、70/30以下が特に好ましい。
 特定樹脂において繰り返し単位Aと繰り返し単位Bとは、ランダムに結合してもよいし(いわゆる、ランダム共重合体)、交互に結合してもよいし(いわゆる、交互共重合体)、ブロック状に結合してもよい(いわゆる、ブロック共重合体)。
 特定樹脂は、繰り返し単位Aおよび繰り返し単位Bのいずれとも異なる繰り返し単位を有していてもよい。特定樹脂における繰り返し単位Aおよび繰り返し単位Bのいずれとも異なる繰り返し単位の含有量は、特定樹脂中の全繰り返し単位に対して、25モル%以下が好ましく、0~10モル%がより好ましく、0~5モル%がさらに好ましい。
 特定樹脂は、繰り返し単位Aおよび繰り返し単位Bのいずれとも異なる繰り返し単位を有さないことが好ましい。
 特定樹脂の重量平均分子量Mwは、特に制限されず、500~1,000,000が好ましい。なかでも、特定樹脂のMwは、本発明の効果がより優れる点で、1,000以上がより好ましく、2,000以上がさらに好ましく、5,000以上が特に好ましい。また、上記の重量平均分子量Mwは、後処理液に対する特定樹脂の溶解性がより優れる点で、500,000以下がより好ましく、100,000以下がさらに好ましく、50,000以下が特に好ましい。
 特定樹脂は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 特定樹脂の含有量は、本組成物の全質量に対して、1質量ppm~10質量%が好ましく、10~10000質量ppm(1質量%)がより好ましく、50~5000質量ppmがさらに好ましく、50~2000質量ppmが最も好ましい。
 また、本組成物が特定樹脂および溶剤の他に後述する任意成分を含む場合、特定樹脂の含有量は、本組成物中の全固形分に対して、0.1~10.0質量%が好ましく、0.3~3.0質量%がより好ましい。
〔水〕
 本組成物は、水を含む。
 水の含有量は、特に制限されないが、本組成物の全質量に対して、1~99.9999質量%が好ましく、50~98質量%がより好ましく、80~97質量%がさらに好ましい。
 水としては、半導体デバイス製造に使用される超純水が好ましい。
 水としては、特に、無機陰イオンおよび金属イオン等を低減させた水であることが好ましく、なかでも、Fe、Co、Na、K、Ca、Cu、Mg、Mn、Li、Al、Cr、NiおよびZnの金属原子由来のイオン濃度が低減されているものがより好ましく、本組成物の調製に用いる際に、pptオーダーまたはそれ以下(一形態において、金属含有率が0.001質量ppt未満)に調整されているものがさらに好ましい。調整の方法としては、ろ過膜若しくはイオン交換膜を用いた精製、または、蒸留による精製が好ましい。調整の方法としては、例えば、特開2011-110515号公報段落[0074]~[0084]に記載の方法、および、特開2007-254168号公報に記載の方法等が挙げられる。
 なお、水は、各イオンの含有量が調整された水であることが好ましい。また、本発明の所望の効果が顕著に得られる点から、上述した水は、本組成物のみでなく容器の洗浄にも用いられることがより好ましい。また、上述した水は、本組成物の製造工程、本組成物の成分測定、および、本組成物の評価のための測定等にも用いられることが好ましい。
〔任意成分〕
 組成物は、上記成分以外の成分をさらに含んでいてもよい。
 組成物に含まれていてもよい成分としては、除去剤、酸化剤、腐食防止剤、界面活性剤、消泡剤、および、有機溶剤が挙げられる。
<除去剤>
 本組成物は、除去剤を含んでいてもよく、残渣除去性がより優れる点で、除去剤を含むことが好ましい。
 除去剤は、エッチング残渣物およびアッシング残渣物等の残渣物を除去する機能を有する化合物であれば、特に制限されないが、例えば、含フッ素化合物、ヒドロキシルアミン化合物、塩基性化合物、および、酸性化合物が挙げられる。
(含フッ素化合物)
 含フッ素化合物としては、フッ素原子を含む化合物であれば、特に制限されず、フッ素原子を含む無機化合物であってもよいし、フッ素原子を含む有機化合物であってもよい。
 含フッ素化合物としては、例えば、フッ化水素酸(フッ酸)、フッ化アンモニウム、フッ化テトラメチルアンモニウム、および、フッ化テトラブチルアンモニウムが挙げられる。含フッ素化合物は、組成物中、残渣物を除去する機能を有する。結果として、本組成物が含フッ素化合物を含む場合、残渣除去性がより優れる。
 含フッ素化合物としては、フッ化水素酸、フッ化アンモニウム、またはフッ化テトラメチルアンモニウムが好ましく、フッ化水素酸またはフッ化アンモニウムがより好ましい。
 含フッ素化合物は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 本組成物が含フッ素化合物を含む場合、含フッ素化合物の含有量は、本組成物の全質量に対して、0.01~15.0質量%が好ましく、0.1~10.0質量%がより好ましい。
(ヒドロキシルアミン化合物)
 本組成物は、除去剤として、ヒドロキシルアミン化合物を含んでいてもよい。
 ヒドロキシルアミン化合物は、ヒドロキシルアミン(NHOH)、ヒドロキシルアミン誘導体、およびこれらの塩からなる群から選択される少なくとも1つの化合物である。
 ヒドロキシルアミン化合物は、残渣物の分解および可溶化を促進し、エッチング残渣物およびアッシング残渣物等の残渣物を除去する機能を有することから、本組成物は、除去剤としてヒドロキシルアミン化合物を含むことが好ましい。
 ヒドロキシルアミン誘導体としては特に制限されないが、例えば、O-メチルヒドロキシルアミン、O-エチルヒドロキシルアミン、N-メチルヒドロキシルアミン、N,N-ジメチルヒドロキシルアミン、N,O-ジメチルヒドロキシルアミン、N-エチルヒドロキシルアミン、N,N-ジエチルヒドロキシルアミン、N,O-ジエチルヒドロキシルアミン、O,N,N-トリメチルヒドロキシルアミン、N,N-ジカルボキシエチルヒドロキシルアミン、および、N,N-ジスルホエチルヒドロキシルアミンが挙げられる。
 ヒドロキシルアミンおよびヒドロキシルアミン誘導体の塩としては、無機酸塩または有機酸塩が挙げられ、Cl、S、NおよびP等の非金属原子が水素原子と結合してできる無機酸塩が好ましく、塩酸、硫酸または硝酸のいずれかの酸の塩がより好ましい。
 ヒドロキシルアミンおよびヒドロキシルアミン誘導体の無機酸塩としては、硝酸ヒドロキシルアミン、硫酸ヒドロキシルアミン、塩酸ヒドロキシルアミン、リン酸ヒドロキシルアミン、硫酸N,N-ジエチルヒドロキシルアミン、硝酸N,N-ジエチルヒドロキシルアミン、または、これらの混合物が好ましい。
 ヒドロキシルアミンおよびヒドロキシルアミン誘導体の有機酸塩としては、例えば、ヒドロキシルアンモニウムクエン酸塩、ヒドロキシルアンモニウムシュウ酸塩、および、ヒドロキシルアンモニウムフルオライドが挙げられる。
 ヒドロキシルアミン化合物としては、残渣除去性がより優れる点から、ヒドロキシルアミンまたは硫酸ヒドロキシルアミンが好ましい。
 ヒドロキシルアミン化合物は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 本組成物がヒドロキシルアミン化合物を含む場合、ヒドロキシルアミン化合物の含有量は、本組成物の全質量に対して、0.01~30質量%が好ましく、0.5~25質量%がより好ましい。
(塩基性化合物)
 本組成物は、除去剤として塩基性化合物を含んでいてもよい。塩基性化合物とは、水に溶解した際、溶液のpHが7を超える化合物を意図する。塩基性化合物は、本組成物のpHを調整するpH調整剤としての機能も有する。
 なお、本明細書中、後述する腐食防止剤に含まれる化合物は、塩基性化合物には含まれないものとする。
 塩基性化合物は、特定樹脂の繰り返し単位Bが有する酸基と塩を形成していてもよい。
 塩基性化合物としては特に制限されず、例えば、水酸化アンモニウム、水溶性アミン、および、第4級アンモニウム化合物が挙げられる。
 以下に、水酸化アンモニウム、水溶性アミン、および、第4級アンモニウム化合物についてそれぞれ詳述する。
 本組成物は、塩基性化合物として水酸化アンモニウム(NHOH)を含んでいてもよい。
 本組成物が水酸化アンモニウムを含む場合、水酸化アンモニウムの含有量は、本組成物の全質量に対して、0.01~15.0質量%が好ましく、0.05~10.0質量%がより好ましい。
 本組成物は、塩基性化合物として水溶性アミンを含んでいてもよい。本明細書において、水溶性アミンとは、分子内に第1級アミノ基、第2級アミノ基、および第3級アミノ基からなる群から選択される少なくとも1つの基を有する化合物であって、1Lの水中に50g以上溶解し得る化合物を意図する。
 水溶性アミンとしては、例えば、分子内に第1級アミノ基を有する第1級アミン、分子内に第2級アミノ基を有する第2級アミン、分子内に第3級アミノ基を有する第3級アミン、および、これらの塩が挙げられる。
 上記アミンの塩としては、例えば、Cl、S、NおよびPからなる群から選択される少なくとも1種の非金属が水素と結合してなる無機酸との塩が挙げられ、塩酸塩、硫酸塩または硝酸塩が好ましい。
 水溶性アミンは、低分子化合物であることが好ましい。本明細書において、「低分子化合物」とは、実質的に分子量分布を有さない化合物を意味する。低分子化合物の分子量は、1000以下が好ましい。下記の水溶性アミンの具体例はいずれも、分子量が1000以下の低分子化合物である。
 水溶性アミンは、分子内に環構造を有する脂環式アミン化合物であってもよく、分子内に少なくとも1つのヒドロキシアルキル基を有するアルカノールアミンであってもよい。
 水溶性アミンは、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 本組成物が水溶性アミンを含む場合、水溶性アミンの含有量は、本組成物の全質量に対して、0.01~10質量%が好ましく、0.1~5.0質量%がより好ましい。
 本組成物は、除去剤として、分子内に1つの第4級アンモニウムカチオン基を有する第4級アンモニウム化合物を含んでいてもよい。
 第4級アンモニウム化合物は、窒素原子に4つの炭化水素基(好ましくはアルキル基)が置換してなる第4級アンモニウムカチオン基を少なくとも1つ有する化合物であれば、特に制限されない。
 第4級アンモニウム化合物としては、例えば、第4級アンモニウム水酸化物、第4級アンモニウムフッ化物、第4級アンモニウム臭化物、第4級アンモニウムヨウ化物、第4級アンモニウムの酢酸塩、および第4級アンモニウムの炭酸塩が挙げられる。
 第4級アンモニウム化合物としては、第4級アンモニウム水酸化物が好ましく、下記式(a1)で表される化合物がより好ましい。
 上記式(a1)中、Ra1~Ra4は、それぞれ独立に、炭素数1~16のアルキル基、炭素数6~16のアリール基、炭素数7~16のアラルキル基、または、炭素数1~16のヒドロキシアルキル基を示す。Ra1~Ra4の少なくとも2つは、互いに結合して環構造を形成していてもよい。
 上記式(a1)で表される化合物としては、入手し易さの点から、水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)、水酸化テトラエチルアンモニウム(TEAH)、水酸化テトラプロピルアンモニウム、水酸化テトラブチルアンモニウム(TBAH)、水酸化メチルトリプロピルアンモニウム、水酸化メチルトリブチルアンモニウム、水酸化エチルトリメチルアンモニウム、水酸化ジメチルジエチルアンモニウム、水酸化ベンジルトリメチルアンモニウム(BzTMAH)、水酸化ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、水酸化(2-ヒドロキシエチル)トリメチルアンモニウム、および、水酸化スピロ-(1,1’)-ビピロリジニウムからなる群から選択される少なくとも1つが好ましく、TMAH、TEAH、TBAH、または、BzTMAHがより好ましく、TMAH、TEAH、または、TBAHが更に好ましい。
 第4級アンモニウム化合物は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 本組成物が第4級アンモニウム化合物を含む場合、第4級アンモニウム化合物の含有量は、本組成物の全質量に対して、0.01~15質量%が好ましく、0.1~10質量%がより好ましい。
 塩基性化合物は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 本組成物が塩基性化合物を含む場合、塩基性化合物の含有量は、本組成物の全質量に対して、0.01~20質量%が好ましく、0.01~10質量%がより好ましい。
(酸性化合物)
 本組成物は、除去剤として酸性化合物を含んでいてもよい。酸性化合物とは、水に溶解した際、溶液のpHが7未満になる化合物を意図する。酸性化合物は、本組成物のpHを調整するpH調整剤としての機能も有する。
 なお、本明細書中、後述する酸化剤およびアニオン性界面活性剤のいずれかに含まれる化合物は、酸性化合物には含まれないものとする。
 酸性化合物は、無機酸であっても有機酸であってもよい。
 上記の通り、無機酸または有機酸は、特定樹脂の繰り返し単位Aが有する特定基と、塩を形成していてもよい。
 無機酸としては、硝酸、硫酸、塩酸およびリン酸が挙げられ、硫酸が好ましい。
 無機酸は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 本組成物が無機酸を含む場合、無機酸の含有量は、本組成物の全質量に対して、0.01~20質量%が好ましく、0.01~10質量%がより好ましい。
 有機酸は、酸性の官能基を有し、水溶液中で酸性(pHが7.0未満)を示す有機化合物である。酸性の官能基としては、例えば、カルボキシ基、ホスホン酸基、スルホ基、および、フェノール性ヒドロキシ基が挙げられる。
 有機酸としては、特に制限されないが、分子内にカルボキシ基を有するカルボン酸(有機カルボン酸)、分子内にホスホン酸基を有するホスホン酸(有機ホスホン酸)、および分子内にスルホ基を有するスルホン酸(有機スルホン酸)が挙げられ、有機カルボン酸が好ましい。
 有機酸が有する酸性の官能基の数は特に制限されないが、1~4個が好ましく、1~3個がより好ましい。
 また、有機酸は、残渣物に含まれる金属とキレート化する機能を有する化合物であることが好ましく、分子内に金属イオンと配位結合する官能基(配位基)を2つ以上有する化合物が好ましい。配位基としては、例えば、上記の酸性の官能基および特定基が挙げられる。
 カルボン酸としては、例えば、ポリアミノポリカルボン酸、アミノ酸、ポリカルボン酸、および、モノカルボン酸が挙げられる。
 ホスホン酸は、分子内にホスホン酸基を1つのみ有するモノホスホン酸であってもよく、分子内にホスホン酸基を2つ以上有するポリホスホン酸であってもよい。
 ホスホン酸が有するホスホン酸基の個数は、2~5が好ましく、2~4がより好ましく、2または3がさらに好ましい。
 スルホン酸は、分子内にスルホ基を1つのみ有するモノスルホン酸であってもよく、分子内にスルホ基を2つ以上有するポリスルホン酸であってもよい。
 スルホン酸が有するスルホ基の個数は、1または2が好ましく、1がより好ましい。
 スルホン酸としては、メタンスルホン酸(MSA)、エタンスルホン酸、イセチオン酸(2-ヒドロキシエタンスルホン酸)、ベンゼンスルホン酸、および、p-トルエンスルホン酸(トシル酸)が挙げられ、メタンスルホン酸またはイセチオン酸が好ましい。
 有機酸は、低分子量であることが好ましい。具体的には、有機酸の分子量は、600以下が好ましく、450以下がより好ましい。下限は特に制限されないが、85以上が好ましい。
 また、有機酸の炭素数は、15以下が好ましく、12以下がより好ましく、8以下がさらに好ましい。下限は特に制限されないが、2以上が好ましい。
 有機酸としては、上記カルボン酸が好ましく、上記ポリアミノポリカルボン酸、上記アミノ酸、または、上記ポリカルボン酸がより好ましく、上記アミノ酸、または、上記ポリカルボン酸がさらに好ましい。
 有機酸は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 本組成物が有機酸を含む場合、有機酸の含有量は、本組成物の全質量に対して、0.001~20質量%が好ましく、0.005~10質量%がより好ましい。
 本組成物は、上記以外の他の除去剤を含んでいてもよい。他の除去剤としては、例えば、少なくとも2つの窒素含有基を有し、カルボキシ基を有さない化合物が挙げられる。そのような化合物の具体例としては、ビグアニド基を有する化合物およびその塩からなる群から選択される少なくとも1種のビグアニド化合物が挙げられる。
 また、除去剤としては、特表2017-504190号公報に記載のキレート剤も使用でき、上記文献に記載の内容は本明細書に組み込まれる。
 除去剤としては、含フッ素化合物、ヒドロキシルアミン化合物、塩基性化合物、および、酸性化合物からなる群から選択される少なくとも1つが好ましく、フッ化水素酸、フッ化アンモニウム、ヒドロキシルアミン化合物、水酸化アンモニウム、水溶性アミン、第4級アンモニウム化合物、硫酸、および、有機カルボン酸からなる群から選択される少なくとも1つがより好ましい。
 また、本組成物は、洗浄液として使用する場合のドライエッチング残渣物の除去性がより向上する点で、除去剤として、フッ化水素酸、ヒドロキシルアミン化合物、水酸化アンモニウム、水溶性アミン、および、第4級アンモニウム化合物からなる群から選ばれる少なくとも1つを含むことが好ましく、ヒドロキシルアミン、水酸化アンモニウム、TMAH、または、フッ化水素酸を含むことがさらに好ましい。
 除去剤は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 本組成物が除去剤を含む場合、除去剤の含有量は、本組成物の全質量に対して、0.001~20質量%が好ましく、0.005~10質量%がより好ましい。
 また、除去剤の含有量は、本組成物中の全固形分に対して、0.1~98.0質量%が好ましく、0.3~85.0質量%がより好ましい。
<酸化剤>
 本組成物は、酸化剤を含んでいてもよい。本組成物がエッチング液である場合、本組成物は、酸化剤を含むことが好ましい。
 酸化剤としては、例えば、過酸化水素、過酢酸等の過酸化物、硝酸、ヨウ素酸、過ヨウ素酸、次亜塩素酸、亜塩素酸、塩素酸、過塩素酸、過硫酸、重クロム酸、過マンガン酸、オゾン水、銀(II)塩、および、硝酸鉄等の鉄(III)塩が挙げられる。上記の酸化剤は、対イオンと塩を形成してもよい。
 本組成物に含まれる酸化剤としては、過酸化水素、硝酸、過酢酸、過ヨウ素酸、過塩素酸、塩素酸、次亜塩素酸、硝酸セリウムアンモニウム塩、硝酸鉄、または、過硫酸アンモニウムが好ましく、過酸化水素、硝酸、過酢酸、過ヨウ素酸、または、過塩素酸がより好ましい。
 酸化剤は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 本組成物が酸化剤を含む場合、酸化剤の含有量は、本組成物の全質量に対して、0.1~20質量%が好ましく、0.5~15質量%がより好ましい。
 また、酸化剤の含有量は、本組成物中の全固形分に対して、10~80質量%が好ましく、30~60質量%がより好ましい。
<腐食防止剤>
 本組成物は、腐食防止剤を含んでいてもよく、腐食防止剤を含むことが好ましい。
 腐食防止剤は、金属含有層の表面に配位して膜を形成することにより、オーバーエッチング等による金属含有層の腐食を防止する機能を有する化合物であれば特に制限されず、例えば、ヘテロ芳香族化合物、チオール化合物、および、カテコール化合物が挙げられる。
 ヘテロ芳香族化合物としては、分子内にヘテロ芳香環構造を有する化合物であれば特に制限されないが、ヘテロ芳香環を構成するヘテロ原子の少なくとも1つが窒素原子である含窒素ヘテロ芳香族化合物が好ましい。
 含窒素へテロ芳香族化合物としては、例えば、アゾール化合物、ピリジン化合物、ピラジン化合物、および、ピリミジン化合物が挙げられ、アゾール化合物が好ましい。
 アゾール化合物は、1つ以上の窒素原子を含み、かつ、芳香族性を有するヘテロ5員環を有する化合物である。アゾール化合物が有するヘテロ5員環に含まれる窒素原子の個数は、1~4が好ましく、1~3がより好ましい。
 アゾール化合物は、ヘテロ5員環上に置換基を有してもよい。上記置換基としては、例えば、ヒドロキシ基、カルボキシ基、メルカプト基、アミノ基、アミノ基を有していてもよい炭素数1~4のアルキル基、および、2-イミダゾリル基が挙げられる。
 アゾール化合物としては、例えば、アゾール環を構成する原子のうち1つが窒素原子であるイミダゾール化合物、アゾール環を構成する原子のうち2つが窒素原子であるピラゾール化合物、アゾール環を構成する原子のうち1つが窒素原子であり、他の1つが硫黄原子であるチアゾール化合物、アゾール環を構成する原子のうち3つが窒素原子であるトリアゾール化合物、および、アゾール環を構成する原子のうち4つが窒素原子であるテトラゾール化合物が挙げられる。
 イミダゾール化合物としては、例えば、イミダゾール、1-メチルイミダゾール、2-メチルイミダゾール、5-メチルイミダゾール、1,2-ジメチルイミダゾール、2-メルカプトイミダゾール、4,5-ジメチル-2-メルカプトイミダゾール、4-ヒドロキシイミダゾール、2,2’-ビイミダゾール、4-イミダゾールカルボン酸、ヒスタミンおよび、ベンゾイミダゾールが挙げられる。
 ピラゾール化合物としては、例えば、2,4-ジメチルチアゾール、ベンゾチアゾールおよび2-メルカプトベンゾチアゾールが挙げられる。
 チアゾール化合物としては、例えば、2,4-ジメチルチアゾール、ベンゾチアゾールおよび、2-メルカプトベンゾチアゾールが挙げられる。
 トリアゾール化合物としては、例えば、1,2,4-トリアゾール、3-メチル-1,2,4-トリアゾール、5-アミノ-1H-テトラゾール、3-アミノ-1,2,4-トリアゾール、1,2,3-トリアゾール、1-メチル-1,2,3-トリアゾール、ベンゾトリアゾール、1-ヒドロキシベンゾトリアゾール、1-ジヒドロキシプロピルベンゾトリアゾール、2,3-ジカルボキシプロピルベンゾトリアゾール、4-ヒドロキシベンゾトリアゾール、4-カルボキシベンゾトリアゾール、5-メチル-1H-ベンゾトリアゾール、および、2,2’-{[(5-メチル-1H-ベンゾトリアゾール-1-イル)メチル]イミノ}ジエタノールが挙げられる。なかでも、ベンゾトリアゾール、5-メチル-1H-ベンゾトリアゾールまたはトリルトリアゾールが好ましく、5-メチル-1H-ベンゾトリアゾールがより好ましい。
 テトラゾール化合物としては、例えば、1H-テトラゾール(1,2,3,4-テトラゾール)、5-メチル-1,2,3,4-テトラゾール、5-アミノ-1,2,3,4-テトラゾール、1,5-ペンタメチレンテトラゾール、5-メルカプト-1-フェニルテトラゾール、および、1-(2-ジメチルアミノエチル)-5-メルカプトテトラゾールが挙げられる。なかでも、5-メルカプト-1-フェニルテトラゾールが好ましい。
 ピリジン化合物は、窒素原子を1つ含み、芳香族性を有するヘテロ6員環(ピリジン環)を有する化合物であり、ピラジン化合物は、芳香族性を有し、パラ位に位置する窒素原子を2つ含むヘテロ6員環(ピラジン環)を有する化合物であり、ピリミジン化合物は、芳香族性を有し、メタ位に位置する窒素原子を2つ含むヘテロ6員環(ピリミジン環)を有する化合物である。
 チオール化合物は、少なくとも1つのチオール基と炭化水素基とを有する化合物を意味する。
 チオール化合物が有するチオール基の個数は、特に制限されないが、1または2が好ましく、1がより好ましい。
 チオール化合物が有する炭化水素基としては、アルキル基(炭素数4~20が好ましい)、アルケニル基(炭素数4~12が好ましい)、アルキニル基(炭素数4~12が好ましい)、アリール基(炭素数6~14が好ましい)、および、アラルキル基(炭素数7~16が好ましい)が挙げられる。
 炭化水素基は、置換基を有してもよい。置換基としては、例えば、水酸基、カルボキシ基、および、アルキル基を有してもよいアミノ基が挙げられる。
 カテコール化合物は、ピロカテコール(ベンゼン-1,2-ジオール)、およびカテコール誘導体からなる群から選択される少なくとも1種を意味する。
 カテコール誘導体とは、ピロカテコールに少なくとも1つの置換基が置換されてなる化合物を意味する。カテコール誘導体が有する置換基としては、ヒドロキシ基、カルボキシ基、カルボン酸エステル基、スルホ基、スルホン酸エステル基、アルキル基(炭素数1~6が好ましい)、および、アリール基(フェニル基が好ましい)が挙げられる。カテコール誘導体が置換基として有するカルボキシ基およびスルホ基は、カチオンとの塩であってもよい。また、カテコール誘導体が置換基として有するアルキル基およびアリール基は、さらに置換基を有していてもよい。
 腐食防止剤としては、ヘテロ芳香族化合物、または、チオール化合物が好ましく、トリアゾール化合物、テトラゾール化合物、または、チオール化合物がより好ましい。
 腐食防止剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 本組成物が腐食防止剤を含む場合、腐食防止剤の含有量は、本組成物の全質量に対して、0.001~10質量%が好ましく、0.002~5質量%がより好ましく、0.03~1質量%がさらに好ましい。
 また、腐食防止剤の含有量は、本組成物中の全固形分に対して、0.1~10.0質量%が好ましく、0.5~10.0質量%がより好ましい。
 腐食防止剤は、高純度のグレードのものを用いることが好ましく、さらに精製して用いることがより好ましい。
 腐食防止剤の精製方法は、特に制限されないが、例えば、ろ過、イオン交換、蒸留、吸着精製、再結晶、再沈殿、昇華およびカラムを用いた精製などの公知の方法が用いられ、これらの方法を組み合わせて適用することもできる。
<界面活性剤>
 組成物は、本界面活性剤を含んでいてもよい。
 組成物は、金属膜の溶解をより抑制できる点で、界面活性剤を含むことが好ましい。
 界面活性剤としては、分子内に親水基と疎水基(親油基)とを有する化合物であれば特に制限されず、例えば、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、および、両性界面活性剤が挙げられる。
 界面活性剤は、脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基、および、それらの組み合わせから選択される疎水基を有する場合が多い。界面活性剤が有する疎水基としては、特に制限されないが、疎水基が芳香族炭化水素基を含む場合、炭素数が6以上であることが好ましく、炭素数10以上であることがより好ましい。疎水基が芳香族炭化水素基を含まず、脂肪族炭化水素基のみから構成される場合、炭素数が10以上であることが好ましく、炭素数が12以上であることがより好ましい。疎水基の炭素数の上限は特に制限されないが、20以下が好ましい。
(アニオン性界面活性剤)
 本組成物に含まれるアニオン性界面活性剤としては、例えば、リン酸エステル系界面活性剤、ホスホン酸系界面活性剤、スルホン酸系界面活性剤、カルボン酸系界面活性剤、および、硫酸エステル系界面活性剤が挙げられる。
 アニオン性界面活性剤としては、リン酸エステル系界面活性剤、スルホン酸系界面活性剤、カルボン酸系界面活性剤、または、硫酸エステル系界面活性剤が好ましい。
(カチオン性界面活性剤)
 カチオン性界面活性剤としては、例えば、第1級~第3級のアルキルアミン塩(例えば、モノステアリルアンモニウムクロライド、ジステアリルアンモニウムクロライド、およびトリステアリルアンモニウムクロライド等)、第4級アンモニウム塩(例えば、ドデシルトリメチルアンモニウムクロライド等)、ならびに、変性脂肪族ポリアミン(例えば、ポリエチレンポリアミン等)が挙げられる。
(ノニオン性界面活性剤)
 ノニオン性界面活性剤としては、例えば、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンアルケニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシアルキレングリコール、ポリオキシアルキレンモノアルキレート、ポリオキシアルキレンジアルキレート、ビスポリオキシアルキレンアルキルアミド、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、グリセリン脂肪酸エステル、オキシエチレンオキシプロピレンブロックコポリマー、アセチレングリコール系界面活性剤、および、アセチレン系ポリオキシエチレンオキシドが挙げられる。
(両性界面活性剤)
 両性界面活性剤としては、例えば、カルボキシベタイン(例えば、アルキル-N,N-ジメチルアミノ酢酸ベタインおよびアルキル-N,N-ジヒドロキシエチルアミノ酢酸ベタイン等)、スルホベタイン(例えば、アルキル-N,N-ジメチルスルホエチレンアンモニウムベタイン等)、ならびに、イミダゾリニウムベタイン(例えば、2-アルキル-N-カルボキシメチル-N-ヒドロキシエチルイミダソリニウムベタイン等)が挙げられる。
 界面活性剤としては、特開2015-158662号公報の段落[0092]~[0096]、特開2012-151273号公報の段落[0045]~[0046]、および特開2009-147389号公報の段落[0014]~[0020]に記載の化合物も援用でき、これらの内容は本明細書に組み込まれる。
 界面活性剤は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 本組成物が界面活性剤を含む場合、界面活性剤の含有量は、本発明の効果がより優れる点で、本組成物の全質量に対して、0.001~3質量%が好ましく、0.005~2質量%がより好ましい。
 また、界面活性剤の含有量は、本組成物中の全固形分に対して、1.0~40.0質量%が好ましく、5.0~30.0質量%がより好ましい。
<消泡剤>
 組成物は、消泡剤を含んでいてもよい。界面活性剤は、使い方によっては泡立ちを引き起こす場合がある。そのため、界面活性剤を含む組成物は、泡立ちの発生を抑制すると共に、発生する泡の寿命を短くし、泡の残留を抑制する消泡剤を含むことが好ましい。
 消泡剤としては、本発明の効果を損なわない限り特に制限されず、例えば、シリコーン系消泡剤、アセチレンジオール系消泡剤、脂肪酸エステル系消泡剤、および、長鎖脂肪族アルコール系消泡剤が挙げられる。なかでも、泡の残留抑制効果がより優れる点で、シリコーン系消泡剤が好ましい。
 なお、消泡剤は、上記の界面活性剤に含まれる化合物を含まないものとする。
 消泡剤は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 本組成物が消泡剤を含む場合、消泡剤の含有量は、泡の残留抑制がより優れる点で、本組成物の全質量に対して、0.0001~3質量%が好ましく、0.001~2質量%がより好ましい。
 また、消泡剤の含有量は、本組成物中の全固形分に対して、1.0~40.0質量%が好ましく、5.0~30.0質量%がより好ましい。
<有機溶剤>
 本組成物は、有機溶剤を含んでいてもよく、有機溶剤を含むことが好ましい。
 有機溶剤は、水溶性の有機溶剤が好ましい。有機溶剤が水溶性であるとは、25℃の水と有機溶剤とが、任意の割合で混和(溶解)できることを意図する。
 有機溶剤としては、アルコール系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、エーテル系溶剤(例えば、グリコールジエーテル)、スルホン系溶剤、スルホキシド系溶剤、ニトリル系溶剤、および、アミド系溶剤が挙げられる。
 これらの溶剤は水溶性であってもよい。
 なかでも、本組成物は、アルコール系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、および、エーテル系溶剤からなる群から選択される1種以上の有機溶剤を含むのが好ましい。
 アルコール系溶剤としては、例えば、アルカンジオール(例えば、アルキレングリコールを含む)、アルコキシアルコール(例えば、グリコールモノエーテルを含む)、飽和脂肪族一価アルコール、不飽和非芳香族一価アルコール、および、環構造を含有する低分子量のアルコールが挙げられる。
 アルカンジオールとしては、例えば、グリコール、2-メチル-1,3-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、2,2-ジメチル-1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、1,2-ブタンジオール、2,3-ブタンジオール、ピナコール、および、アルキレングリコールが挙げられる。
 アルキレングリコールとしては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、へキシレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、および、テトラエチレングリコールが挙げられ、プロピレングリコール、または、ヘキシレングリコールが好ましい。
 アルコキシアルコールとしては、例えば、3-メトキシ-3-メチル-1-ブタノール、3-メトキシ-1-ブタノール、1-メトキシ-2-ブタノール、および、グリコールモノエーテルが挙げられ、グリコールモノエーテルが好ましい。
 グリコールモノエーテルとしては、例えば、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノn-プロピルエーテル、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル等のエチレングリコールモノC1~C4アルキルエーテル;ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル等のジエチレングリコールモノC1~C4アルキルエーテル;トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル等のトリエチレングリコールモノC1~C4アルキルエーテル;1-メトキシ-2-プロパノール、2-メトキシ-1-プロパノール、1-エトキシ-2-プロパノール、2-エトキシ-1-プロパノール、プロピレングリコールモノ-n-プロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノ-n-プロピルエーテル、トリプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノベンジルエーテル、および、ジエチレングリコールモノベンジルエーテルが挙げられる。
 なかでも、エチレングリコールモノC1~C4アルキルエーテルが好ましく、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、または、エチレングリコールモノブチルエーテルがより好ましい。
 飽和脂肪族一価アルコールとしては、例えば、メタノール、エタノール、n-プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、1-ブタノール、2-ブタノール、イソブチルアルコール、tert-ブチルアルコール、2-ペンタノール、t-ペンチルアルコール、および、ヘキサノールが挙げられる。
 不飽和非芳香族一価アルコールとしては、例えば、アリルアルコール、プロパルギルアルコール、2-ブテニルアルコール、3-ブテニルアルコール、および、4-ペンテン-2-オールが挙げられる。
 環構造を含有する低分子量のアルコールとしては、例えば、テトラヒドロフルフリルアルコール、フルフリルアルコール、および、1,3-シクロペンタンジオールが挙げられる。
 有機溶剤は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 本組成物が有機溶剤を含む場合、有機溶剤の含有量は、本組成物の全質量に対して、0.1~30質量%が好ましく、1~15質量%がより好ましい。
<金属成分>
 本組成物は、金属成分を含んでいてもよい。
 金属成分としては、金属粒子および金属イオンが挙げられる。例えば、金属成分の含有量という場合、金属粒子および金属イオンの合計含有量を示す。
 組成物は、金属粒子および金属イオンのいずれか一方を含んでいてもよく、両方を含んでいてもよい。
 金属成分に含有される金属原子としては、例えば、Ag、Al、As、Au、Ba、Ca、Cd、Co、Cr、Cu、Fe、Ga、Ge、K、Li、Mg、Mn、Mo、Na、Ni、Pb、Sn、Sr、Ti、および、Znからなる群から選ばれる金属原子が挙げられる。
 金属成分は、金属原子を1種含んでいてもよいし、2種以上含んでいてもよい。
 金属粒子は、単体でも合金でもよく、金属が有機物と会合した形態で存在していてもよい。
 金属成分は、組成物に含まれる各成分(原料)に不可避的に含まれている金属成分でもよいし、組成物の製造、貯蔵、および/または、移送時に不可避的に含まれる金属成分でもよいし、意図的に添加してもよい。
 本組成物が金属成分を含む場合、金属成分の含有量は、本組成物の全質量に対して、0.01質量ppt~10質量ppmの場合が多く、0.1質量ppt~1質量ppmが好ましく、0.1質量ppt~100質量ppbがより好ましい。
 なお、本組成物中の金属成分の種類および含有量は、SP-ICP-MS法(Single Nano Particle Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry)で測定できる。SP-ICP-MS法は、通常のICP-MS法(誘導結合プラズマ質量分析法)と同様の装置を使用し、データ分析のみが異なる。SP-ICP-MS法のデータ分析は、市販のソフトウェアにより実施できる。
 ICP-MS法では、測定対象とされた金属成分の含有量が、その存在形態に関わらず、測定される。したがって、測定対象とされた金属粒子と金属イオンとの合計質量が、金属成分の含有量として定量される。一方、SP-ICP-MS法では、金属粒子の含有量が測定できる。したがって、試料中の金属成分の含有量から、金属粒子の含有量を差し引くことにより、試料中の金属イオンの含有量が算出できる。
 SP-ICP-MS法による測定方法としては、例えば、アジレントテクノロジー社製、Agilent 8800 トリプル四重極ICP-MS(inductively coupled plasma mass spectrometry、半導体分析用、オプション#200)を用いて、実施例に記載した方法により測定できる。上記以外の装置としては、PerkinElmer社製 NexION350Sのほか、アジレントテクノロジー社製、Agilent 8900も使用できる。
 本組成物における各金属成分の含有量の調整方法は、特に制限されない。例えば、本組成物から、および/または、本組成物の調製に用いる各成分を含む原料から金属を除去する公知の処理を行うことにより、本組成物における金属成分の含有量を低減できる。また、金属イオンを含む化合物を組成物に添加することにより、本組成物における金属成分の含有量を増加できる。
 本組成物は、上記の成分以外の添加剤を含んでいてもよい。添加剤としては、例えば、抗菌剤、防錆剤および防腐剤が挙げられる。
 なお、本組成物における上記の各成分(金属成分を除く)の含有量は、ガスクロマトグラフィー質量分析(GC-MS:Gas Chromatography-Mass Spectrometry)法、液体クロマトグラフィー質量分析(LC-MS:Liquid Chromatography-Mass Spectrometry)法、およびイオン交換クロマトグラフィー(IC:Ion-exchange Chromatography)法等の公知の方法によって測定できる。
〔組成物の物性〕
<pH>
 本組成物のpHは、特に制限されず、2.0~12.0が好ましい。本組成物を洗浄液として使用する場合、本組成物のpHは、3.0~10.0がより好ましく、8.0~10.0がさらに好ましい。pHが上記範囲にある組成物は、本発明の効果がより優れるためである。
 本組成物のpHは、pHメーター(例えば、株式会社堀場製作所製、型式「F-74」)を用いて、JIS Z8802-1984に準拠して25℃で測定して得られる値である。
<粗大粒子>
 本組成物は、粗大粒子を実質的に含まないことが好ましい。
 粗大粒子とは、例えば、粒子の形状を球体とみなした場合において、直径0.2μm以上の粒子を指す。また、粗大粒子を実質的に含まないとは、光散乱式液中粒子測定方式における市販の測定装置を用いた組成物の測定を行った際に、組成物1mL中の0.2μm以上の粒子が10個以下であることをいう。
 なお、本組成物に含まれる粗大粒子とは、原料に不純物として含まれる塵、埃、有機固形物および無機固形物等の粒子、並びに、組成物の調製中に汚染物として持ち込まれる塵、埃、有機固形物および無機固形物等の粒子等であり、最終的に本組成物中で溶解せずに粒子として存在するものが該当する。
 本組成物中に存在する粗大粒子の量は、レーザを光源とした光散乱式液中粒子測定方式における市販の測定装置を利用して液相で測定できる。
 粗大粒子の除去方法としては、例えば、フィルタリング等の処理が挙げられる。
[キットおよび濃縮液]
 本組成物は、その原料を複数に分割して、本組成物を調製するためのキットとしてもよい。特に制限はされないが、本組成物をキットとする具体的な方法としては、例えば、第1液として水および除去剤を含む組成物を準備し、第2液として特定樹脂を含む組成物を準備する態様が挙げられる。
 キットが備える第1液および第2液に含まれる各成分の含有量は、特に制限されないが、第1液および第2液を混合して調製される本組成物における各成分の含有量が上記の好ましい含有量となる量であることが好ましい。
 キットが備える第1液および第2液のpHは、特に制限されず、第1液および第2液を混合して調製される本組成物のpHが所望の値となるようにそれぞれのpHが調整されていればよい。
 また、本組成物は、濃縮液として準備してもよい。この場合、使用までに希釈用の液体で希釈して得られた希釈液が使用される。つまり、キットは、濃縮液の形態としての上記組成物と、上記希釈用の液体とを有するキットであってもよい。
 希釈用の液体としては、水、イソプロパノール、水とイソプロパノールとの混合液、および、水酸化アンモニウムを含む溶剤からなる群から選択される液が好ましく、水、イソプロパノール、または水とイソプロパノールとの混合液がより好ましく、水がさらに好ましい。
 本組成物の希釈倍率は特に制限されないが、1~2000倍が好ましく、1~100倍がより好ましい。
 本組成物に含まれ得る各成分(水は除く)の好適な含有量を、上記範囲の希釈倍率(例えば、100)で除した量で各成分を含む組成物(以下、「希釈液」ともいう。)も好適に使用できる。
 希釈液の全質量に対する各成分(水は除く)の好適含有量は、例えば、希釈前の組成物の全質量に対する各成分の好適含有量として説明した量を、上記範囲の希釈倍率(例えば、100)で除した量である。
 本組成物を希釈する希釈工程の具体的方法は、後述する組成物の調製工程に準じて行えばよい。希釈工程で使用する撹拌装置および撹拌方法もまた、後述する組成物の調製工程において挙げた公知の撹拌装置を用いて行えばよい。
[用途]
 次に、上記実施態様に係る組成物の用途について説明する。
 本組成物は、半導体デバイス用の組成物である。本明細書において、「半導体デバイス用」とは、半導体デバイスの製造に用いられるという意味である。本組成物は、半導体デバイスを製造するためのいずれの工程にも用いることができ、例えば、半導体デバイスの製造方法に含まれる半導体基板を処理する工程に用いることができる。
 より具体的には、本組成物は、基板上に存在する絶縁膜、レジスト、反射防止膜、エッチング残渣物(特に、ドライエッチング残渣物)、アッシング残渣物、ならびに、フォトレジストおよびメタルハードマスク等のレジスト膜由来の残渣物等の処理に使用できる。なお、本明細書においては、エッチング残渣物、アッシング残渣物およびレジスト膜由来の残渣物等を残渣物と総称する。また、本組成物は、基板上の金属含有物を除去するためのエッチング処理に用いてもよく、化学機械研磨後の基板の処理に用いてもよい。
 本組成物は、例えば、感活性光線性または感放射線性組成物を用いてレジスト膜を形成する工程の前に、組成物の塗布性を改良するために基板上に塗布されるプリウェット液、金属層上に付着した残渣物の除去等に用いられる洗浄液、パターン形成用の各種レジスト膜の除去に用いられる溶液(例えば、除去液および剥離液等)、および、永久膜(例えば、カラーフィルタ、透明絶縁膜および樹脂製のレンズ)等を半導体基板から除去するために用いられる溶液(例えば、除去液および剥離液等)等として用いられる。
 なお、永久膜の除去後の半導体基板は、再び半導体デバイスに用いられることがあるため、永久膜の除去は、半導体デバイスの製造工程に含むものとする。
 また、本組成物は、化学機械研磨後の基板から金属不純物または微粒子等の残渣物の除去に用いられる洗浄液としても使用できる。
 また、本組成物は、基板上の金属含有物(金属酸化物、および、複数の金属酸化物からなる複合酸化物を含む)に対するエッチング液としても使用できる。
 上記の用途のうち、特に、残渣物を除去するための洗浄液、パターン形成に用いられたレジスト膜を除去するための溶液、化学機械研磨後の基板から残渣物を除去するための洗浄液、または、エッチング液として好適に用いることできる。
 本組成物は、上記用途のうち、1つの用途のみに用いられてもよいし、2以上の用途に用いられてもよい。
 上記の用途には、本組成物を希釈してなる希釈液も使用できる。なかでも、基板(より好ましくは化学機械研磨が施された基板)上の残渣物を除去する洗浄液として好適に使用できる。
 本組成物は、半導体デバイスのタングステン(W)を含む金属層を備えた基板、および、半導体デバイスのMoを含む金属層を備えた基板の処理に好適に使用できる。本組成物は、半導体デバイスのCoを含む金属層を備えた基板、および、半導体デバイスのCuを含む金属層を備えた基板の処理にも使用できる。
 さらに、本組成物は、絶縁膜に対する優れた腐食防止性を有するため、例えば、半導体デバイスがSiO、SiNおよびSiOC(xは1~3の数を表す。)からなる群から選択される少なくとも1種を含む層を備えた基板の処理にも使用できる。
[組成物、濃縮液、キットの製造方法]
<組成物調製工程>
 本組成物の製造方法は特に制限されず、本組成物は公知の製造方法で製造できる。本組成物の製造方法としては、例えば、上記各成分を混合して組成物を調製する組成物調製工程を少なくとも有する方法が挙げられる。
 組成物調製工程において、各成分を混合する順序は特に制限されない。濃縮液およびキットが備える各液についても上記と同様の方法により製造されることが好ましい。
 キットの作製方法は特に制限されず、例えば、上記の第1液および第2液をそれぞれ調製した後、第1液および第2液のそれぞれを異なる容器に収容することにより、組成物を調製するためのキットを作製すればよい。
<ろ過工程>
 上記製造方法は、異物および粗大粒子等を液中から除去するために、液をろ過するろ過工程を含むことが好ましい。
 ろ過の方法としては特に制限されず、公知のろ過方法を使用できる。なかでも、フィルタを用いたフィルタリングが好ましい。
 フィルタリングに使用されるフィルタは、従来からろ過用途等に用いられるものであれば特に制限されることなく使用できる。フィルタを構成する材料としては、例えば、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)等のフッ素樹脂、ナイロン等のポリアミド系樹脂、ならびに、ポリエチレンおよびポリプロピレン(PP)等のポリオレフィン樹脂(高密度、超高分子量を含む)等が挙げられる。なかでも、ポリアミド系樹脂、PTFE、および、ポリプロピレン(高密度ポリプロピレンを含む)が好ましい。
 これらの素材により形成されたフィルタを使用することで、欠陥の原因となり易い極性の高い異物を、組成物からより効果的に除去できる。
 フィルタの臨界表面張力として、下限値としては70mN/m以上が好ましく、上限値としては、95mN/m以下が好ましい。特に、フィルタの臨界表面張力は、75~85mN/mが好ましい。
 なお、臨界表面張力の値は、製造メーカーの公称値である。臨界表面張力が上記範囲のフィルタを使用することで、欠陥の原因となり易い極性の高い異物を、組成物からより効果的に除去できる。
 フィルタの孔径は、0.001~1.0μm程度が好ましく、0.02~0.5μm程度がより好ましく、0.01~0.1μm程度がさらに好ましい。フィルタの孔径を上記範囲とすることで、ろ過詰まりを抑えつつ、組成物に含まれる微細な異物を確実に除去することが可能となる。
 フィルタを使用する際、異なるフィルタを組み合わせてもよい。
 また、使用されるフィルタは、組成物をろ過する前に処理することが好ましい。この処理に使用される液体は、特に制限されないが、組成物、濃縮液および組成物に含まれる成分を含む液体が好ましい。
 フィルタリングを行う場合には、フィルタリング時の温度の上限値は、室温(25℃)以下が好ましく、23℃以下がより好ましく、20℃以下がさらに好ましい。また、フィルタリング時の温度の下限値は、0℃以上が好ましく、5℃以上がより好ましく、10℃以上がさらに好ましい。
 フィルタリングでは、粒子性の異物および/または不純物が除去できるが、上記温度で行われると、組成物中に溶解している粒子性の異物および/または不純物の量が少なくなるため、フィルタリングがより効率的に行われる。
<除電工程>
 上記製造方法は、さらに、本組成物、濃縮液およびキットからなる群から選択される少なくとも1種を除電する、除電工程を含んでいてもよい。
 なお、上記製造方法に係る全工程は、クリーンルーム内で行うことが好ましい。クリーンルームは、14644-1クリーンルーム基準を満たすことが好ましい。ISO(国際標準化機構)クラス1、ISOクラス2、ISOクラス3、ISOクラス4のいずれかを満たすことが好ましく、ISOクラス1またはISOクラス2を満たすことがより好ましく、ISOクラス1を満たすことがさらに好ましい。
<容器>
 上述した本組成物、濃縮液、またはキットを収容する容器としては、液による腐食性が問題とならない限り特に制限されず、公知の容器を使用できる。
 上記容器としては、半導体用途向けに、容器内のクリーン度が高く、不純物の溶出が少ないものが好ましい。
 上記容器の具体例としては、例えば、アイセロ化学(株)製の「クリーンボトル」シリーズ、および、コダマ樹脂工業製の「ピュアボトル」等が挙げられる。また、原材料および組成物への不純物混入(コンタミ)防止を目的として、容器内壁を6種の樹脂からなる6層構造である多層容器、6種の樹脂からなる7層構造である多層容器を使用することも好ましい。これらの容器としては例えば特開2015-123351号公報に記載の容器が挙げられるが、これらに制限されない。
 また、容器としては、国際公開第2022/004217号の段落[0121]~[0124]に例示される容器も援用でき、これらの内容は本明細書に組み込まれる。
 これらの容器は、充填前に容器内部を洗浄することが好ましい。洗浄に用いる液体は、用途に応じて適宜選択すればよいが、本組成物、本組成物を希釈した液体、または、本組成物に添加している成分の少なくとも1種を含む液体が好ましい。
 保管における組成物中の成分の変化を防ぐ目的で、容器内を純度99.99995体積%以上の不活性ガス(チッソ、またはアルゴン等)で置換しておいてもよい。特に、含水率が少ないガスが好ましい。また、液収容体の輸送、保管に際しては、常温でもよいが、変質を防ぐため、-20℃から20℃の範囲に温度制御してもよい。
[基板の処理方法]
 本組成物を用いた基板の処理方法(以下、単に「本処理方法」ともいう。)において、本組成物は、典型的には、金属を含む材料である金属含有物を含む被処理物(特に、金属を含む材料である金属含有物を有する基板)(以下、「被処理物」ともいう。)に対して接触させて使用できる。この際、被処理物は、金属含有物を複数種類含んでいてもよい。
〔被処理物〕
 本組成物を用いた処理の対象物である被処理物としては、金属含有物を有する基板であることが好ましい。
 なお、本明細書における「基板上」とは、例えば、基板の表裏、側面、および、溝内等のいずれも含む。また、基板上の金属含有物とは、基板の表面上に直接金属含有物が存在する場合のみならず、基板上に他の層を介して金属含有物がある場合も含む。
 また、本明細書における「基板」には、例えば、単層からなる半導体基板、および、多層からなる半導体基板が含まれる。
 金属含有物は、金属(金属原子)の単体を主成分として含む材料である。
 金属含有物に含まれる金属は、例えば、Cu(銅)、Co(コバルト)、W(タングステン)、Ti(チタン)、Ta(タンタル)、Ru(ルテニウム)、Cr(クロム)、Hf(ハフニウム)、Os(オスミウム)、Pt(白金)、Ni(ニッケル)、Mn(マンガン)、Zr(ジルコニウム)、Mo(モリブデン)、La(ランタン)、および、Ir(イリジウム)からなる群から選択される少なくとも1種の金属Mが挙げられる。
 金属含有物は、金属(金属原子)を含む物質でありさえすればよく、例えば、金属Mの単体、金属Mを含む合金、金属Mの酸化物、金属Mの窒化物、および、金属Mの酸窒化物からなる群から選択される少なくとも1つで構成される物質が挙げられる。
 より具体的な金属含有物としては、銅、コバルト、コバルト合金、タングステン、タングステン合金、ルテニウム、ルテニウム合金、タンタル、タンタル合金、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化酸化アルミニウム、チタンアルミニウム、チタン、窒化チタン、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化タンタル、酸化ランタンおよびイットリウム合金からなる群から選択される少なくとも1種の成分を含む金属含有物が挙げられる。
 また、金属含有物は、これらの化合物のうちの2種以上を含む混合物でもよい。
 金属含有物の形態は特に制限されず、例えば、膜状(層状)の形態、配線状の形態、および、粒子状の形態のいずれであってもよい。
 金属含有物は、基板の片側の主面上にのみに配置されていてもよいし、両側の主面上に配置されていてもよい。また、金属含有物は、基板の主面全面に配置されていてもよいし、基板の主面の一部に配置されていてもよい。
 基板は、金属Mを含む金属M含有物を有することが好ましく、W、Mo、Cu、Co、Ti、TaおよびRuからなる群から選択される少なくとも1種の金属を含む金属含有物を有することがより好ましく、W、Mo、CuおよびCoからなる群から選択される少なくとも1種の金属を含む金属含有物を有することがさらに好ましく、WおよびW合金の少なくとも1つを含む金属含有物(W含有物)を有することが特に好ましい。
 なかでも、基板は、W含有膜、Mo含有膜、銅含有膜、Co含有膜、またはTi含有膜を有することが好ましく、W含有膜またはMo含有膜を有することがより好ましい。
 W含有膜としては、例えば、タングステンのみからなる金属膜(W金属膜)、およびタングステンと他の金属とからなる合金製の金属膜(W合金金属膜)が挙げられる。W合金金属膜の具体例としては、WTi合金金属膜、および、WCo合金金属膜が挙げられる。
 タングステン含有膜は、配線膜、または、バリアメタルとして使用されることが多い。
 Mo含有膜としては、例えば、モリブデンのみからなる金属膜(Mo金属膜)、および、モリブデンと他の金属とからなる合金製の金属膜(Mo合金金属膜)が挙げられる。Mo合金金属膜の具体例としては、MoCo合金金属膜が挙げられる。
 銅含有膜としては、例えば、金属銅のみからなる配線膜(銅配線膜)、および金属銅と他の金属とからなる合金製の配線膜(銅合金配線膜)が挙げられる。
 銅合金配線膜の具体例としては、Al、Ti、Cr、Mn、TaおよびWから選択される1種以上の金属と銅とからなる合金製の配線膜が挙げられる。より具体的には、CuAl合金配線膜、CuTi合金配線膜、CuCr合金配線膜、CuMn合金配線膜、CuTa合金配線膜、および、CuW合金配線膜が挙げられる。
 Cо含有膜としては、例えば、金属コバルトのみからなる金属膜(Cо金属膜)、および金属コバルトと他の金属とからなる合金製の金属膜(Cо合金金属膜)が挙げられる。
 Cо合金金属膜の具体例としては、Ti、Cr、Fe、Ni、Mo、Pd、TaおよびWから選択される1種以上の金属とコバルトとからなる合金製の金属膜が挙げられる。より具体的には、CoTi合金金属膜、CoCr合金金属膜、CoFe合金金属膜、CoNi合金金属膜、CoMo合金金属膜、CoPd合金金属膜、CoTa合金金属膜、および、CoW合金金属膜が挙げられる。
 Cо含有膜のうち、Cо金属膜は配線膜として使用されることが多く、Cо合金金属膜はバリアメタルとして使用されることが多い。
 Ti含有膜としては、例えば、Tiと、Al等の他の金属とからなる合金を含む金属膜であって、上記ドーパントを更に含んでもよいTi合金金属膜が挙げられる。Ti合金金属膜の具体例としては、TiAl膜、TiAlC膜およびTiAlN膜が挙げられる。
 Ti合金金属膜は、ゲートおよびその周辺の構造に使用されることが多い。
 被処理物のより具体的な例としては、基板上に、金属層、絶縁膜、および、メタルハードマスクを少なくともこの順に備えた積層体が挙げられる。積層体は、さらに、ドライエッチング工程等を経ることにより、金属層の表面を露出するようにメタルハードマスクの表面(開口部)から基板に向かって形成されたホールを有してもよい。
 上記のような、ホールを有する積層体の製造方法は特に制限されないが、通常、基板と、金属層と、絶縁膜と、メタルハードマスクとをこの順で有する処理前積層体に対して、メタルハードマスクをマスクとして用いてドライエッチング工程を実施して、金属層の表面が露出するように絶縁膜をエッチングすることにより、メタルハードマスクおよび絶縁膜内を貫通するホールを設ける方法が挙げられる。
 なお、メタルハードマスクの製造方法は特に制限されず、例えば、まず、絶縁膜上に所定の成分を含む金属層を形成して、その上に所定のパターンのレジスト膜を形成する。次に、レジスト膜をマスクとして用いて、金属層をエッチングすることで、メタルハードマスク(すなわち、金属層がパターニングされた膜)を製造する方法が挙げられる。
 また、積層体は、上述の層以外の層を有していてもよく、例えば、エッチング停止膜、反射防止膜等が挙げられる。
 図1に、本処理方法の被処理物である積層体の一例を示す断面模式図を示す。
 図1に示す積層体10は、基板1上に、金属層2、エッチング停止層3、絶縁膜4、メタルハードマスク5をこの順に備え、ドライエッチング工程等を経たことで所定位置に金属層2が露出するホール6が形成されている。つまり、図1に示す被処理物は、基板1と、金属層2と、エッチング停止層3と、絶縁膜4と、メタルハードマスク5とをこの順で備え、メタルハードマスク5の開口部の位置において、その表面から金属層2の表面まで貫通するホール6を備える積層体である。ホール6の内壁11は、エッチング停止層3、絶縁膜4およびメタルハードマスク5からなる断面壁11aと、露出された金属層2からなる底壁11bとで構成され、ドライエッチング残渣物12が付着している。
 本処理方法は、これらのドライエッチング残渣物12の除去に好適に使用できる。すなわち、ドライエッチング残渣物12の除去性(残渣除去性)に優れつつ、被処理物の内壁11(例えば、金属層2等)に対する腐食防止性にも優れる。
 また、上記基板の処理方法は、ドライエッチング工程の後にドライアッシング工程が行われた積層体に対して実施してもよい。
 以下、上述した積層体の各層構成材料について説明する。
<メタルハードマスク>
 メタルハードマスクは、銅、コバルト、コバルト合金、タングステン、タングステン合金、ルテニウム、ルテニウム合金、タンタル、タンタル合金、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化酸化アルミニウム、チタンアルミニウム、炭化チタンアルミニウム、チタン、窒化チタン、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化タンタル、酸化ランタン、および、イットリウム合金(好ましくはYSiOx)からなる群から選択される成分を少なくとも1種含むことが好ましい。ここで、x、yは、それぞれ、x=1~3、y=1~2で表される数が好ましい。
 上記メタルハードマスクの材料としては、例えば、TiN、TiAl、TiAlC、WOおよびZrOが挙げられる。
<絶縁膜>
 絶縁膜の材料は、特に制限されず、例えば、好ましくは誘電率kが3.0以下、より好ましくは2.6以下のものが挙げられる。
 具体的な絶縁膜の材料としては、SiOx、SiN、SiOCおよびポリイミド等の有機系ポリマー;等が挙げられる。なお、xは1~3で表される数が好ましい。
 絶縁膜は複数の膜で構成されていてもよい。複数の膜で構成される絶縁膜としては、例えば、酸化珪素を含む膜と酸化炭化珪素を含む膜とを組み合わせてなる絶縁膜が挙げられる。
<エッチング停止層>
 エッチング停止層の材料は、特に制限されない。具体的なエッチング停止層の材料としてはSiN、SiON、SiOCN系材料、および、AlOx等の金属酸化物が挙げられる。
<金属層>
 配線材料および/またはプラグ材料となる金属層を形成する材料は、特に制限されないが、コバルト、タングステンおよび銅からなる群から選択される1つ以上を含むことが好ましい。また、金属層を形成する材料は、コバルト、タングステンまたは銅と他の金属との合金であってもよい。
 金属層は、コバルト、タングステンおよび銅以外の金属、窒化金属および/または合金をさらに含んでいてもよい。金属層が含んでいてもよいコバルト、タングステンおよび銅以外の金属としては、例えば、チタン、チタン-タングステン、窒化チタン、タンタル、タンタル化合物、クロム、クロム酸化物、および、アルミニウムが挙げられる。
 金属層は、コバルト、タングステンおよび銅からなる群から選択される1つ以上に加えて、炭素、窒素、ホウ素およびリンからなる群から選択される少なくとも1つのドーパントを含んでいてもよい。
<基板>
 基板を構成するウエハの具体例としては、シリコン(Si)ウエハ、シリコンカーバイド(SiC)ウエハ、シリコンを含む樹脂系ウエハ(ガラスエポキシウエハ)等のシリコン系材料からなるウエハ、ガリウムリン(GaP)ウエハ、ガリウムヒ素(GaAs)ウエハ、およびインジウムリン(InP)ウエハが挙げられる。
 シリコンウエハとしては、シリコンウエハに5価の原子(例えば、リン(P)、ヒ素(As)、およびアンチモン(Sb)等)をドープしたn型シリコンウエハ、ならびにシリコンウエハに3価の原子(例えば、ホウ素(B)、およびガリウム(Ga)等)をドープしたp型シリコンウエハであってもよい。シリコンウエハのシリコンとしては、例えば、アモルファスシリコン、単結晶シリコン、および多結晶シリコン(ポリシリコン)のいずれであってもよい。
 上記被処理物は、上述した以外に、所望に応じた種々の層、および/または、構造を含有していてもよい。例えば、基板は、金属配線、ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極、絶縁層、強磁性層、および/または、非磁性層等を含有していてもよい。
 基板は、曝露された集積回路構造、例えば金属配線および誘電材料等の相互接続機構を含有していてもよい。相互接続機構に使用する金属および合金としては、例えば、アルミニウム、銅アルミニウム合金、銅、チタン、タンタル、コバルト、ケイ素、窒化チタン、窒化タンタル、および、タングステンが挙げられる。基板は、酸化ケイ素、窒化ケイ素、炭化ケイ素、および/または、炭素ドープ酸化ケイ素の層を含有していてもよい。
 被処理物の製造方法は、通常この分野で行われる方法であれば特に制限されない。
 基板を構成するウエハ上に、上記の絶縁膜を形成する方法としては、例えば、基板を構成するウエハに対して、酸素ガス存在下で熱処理を行うことによりシリコン酸化膜を形成し、次いで、シランおよびアンモニアのガスを流入して、化学気相蒸着(CVD:Chemical Vapor Deposition)法によりシリコン窒化膜を形成する方法が挙げられる。
 基板を構成するウエハ上に、上記の金属含有層を形成する方法としては、例えば、上記の絶縁膜を有するウエハ上に、レジスト等の公知の方法で回路を形成し、次いで、鍍金、スパッタリング法、CVD法、および、分子線エピタキシー(MBE:Molecular Beam Epitaxy)法等の方法により、金属含有層を形成する方法が挙げられる。
 被処理物は、ウエハ上に絶縁膜、バリアメタルおよび金属含有膜を設けた後、CMP処理等の平坦化処理が施された基板であってもよい。CMP処理とは、金属含有膜、バリアメタルおよび絶縁膜を有する基板の表面を、研磨微粒子(砥粒)を含む研磨スラリーを用いる化学作用と機械的研磨の複合作用で平坦化する処理である。
 CMP処理が施された基板の表面には、CMP処理で使用した砥粒(例えば、シリカおよびアルミナ等)、研磨された金属含有膜およびバリアメタルに由来する金属不純物(金属残渣)等の不純物が残存することがある。これらの不純物は、例えば、配線間を短絡させ、基板の電気的特性を劣化させるおそれがあるため、CMP処理が施された基板は、これらの不純物を表面から除去するための洗浄処理に供される。
 CMP処理が施された基板の具体例としては、精密工学会誌Vol.84、No.3、2018に記載のCMP処理が施された基板が挙げられるが、これに制限されない。
〔工程A〕
 本処理方法としては、例えば、本組成物と、金属含有物を有する基板とを接触させる工程Aを有する処理方法が挙げられる。本工程Aを実施することにより、基板上の金属含有物を除去できる。
 工程Aで用いられる本組成物は、上述した通りである。
 また、工程Aの被処理物である、金属含有物を有する基板に関しても、上述した通りである。金属含有物を有する基板としては、W含有物を有する基板またはMo含有物を有する基板が好ましい。
 被処理物(金属含有物を有する基板)に本組成物を接触させる方法は特に制限されず、例えば、タンクに入れた本組成物中に被処理物を浸漬する方法、基板上に本組成物を噴霧する方法、基板上に本組成物を流す方法、またはそれらの任意の組み合わせが挙げられる。なかでも、被処理物である金属含有物を有する基板を本組成物に浸漬する方法が好ましい。
 さらに、本組成物の処理能力をより増進するために、機械式撹拌方法を用いてもよい。
 機械式撹拌方法としては、例えば、基板上で本組成物を循環させる方法、基板上で本組成物を流過または噴霧させる方法、および、超音波またはメガソニックにて本組成物を撹拌する方法等が挙げられる。
 また、浸漬による処理は、処理槽内で複数枚の被処理物を浸漬し処理するバッチ方式であってもよく、枚葉方式であってもよい。
 工程Aの処理時間は、基板に組成物を接触させる方法および本組成物の温度等に応じて調整することができる。処理時間(組成物と被処理物との接触時間)は特に制限されないが、0.25~10分間が好ましく、0.5~2分間がより好ましい。
 処理の際の本組成物の温度は特に制限されないが、下限は15℃以上が好ましく、20℃以上がより好ましく、30℃以上がさらに好ましい。また、上記温度の上限は、90℃以下が好ましく、80℃以下がより好ましく、70℃以下がさらに好ましい。
 工程Aの具体的な態様としては、本組成物を用いて基板上に配置され、金属含有物からなる配線をリセスエッチング処理する工程A1、本組成物を用いて金属含有物からなる膜が配置された基板の外縁部の膜を除去する工程A2、本組成物を用いて金属含有物からなる膜が配置された基板の裏面に付着する金属含有物を除去する工程A3、本組成物を用いてドライエッチング後の基板上の金属含有物を除去する工程A4、および、本組成物を用いて化学的機械的研磨処理後の基板上の金属含有物を除去する工程A5が挙げられる。
 上記工程A1~A5については、国際公開第2019/138814号明細書の段落[0049]~[0072]の記載が援用でき、これらの内容は本明細書に組み込まれる。
〔リンス工程〕
 本処理方法は、工程Aの後に、リンス液を用いて、被処理物(金属含有物を有する基板)に対してリンス処理を行う(溶剤ですすいで清浄する)工程(以下「工程B」と称する。)をさらに有していてもよい。
 工程Bは、工程Aに連続して行われ、リンス液で5秒間~5分間に渡ってリンス処理を行う工程であることが好ましい。工程Bは、上述の機械式撹拌方法を用いて行ってもよい。
 リンス液の溶剤としては、例えば、脱イオン(DI:De Ionize)水、メタノール、エタノール、イソプロパノール、N-メチルピロリジノン、γ-ブチロラクトン、ジメチルスルホキシド、乳酸エチル、および、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートが挙げられる。
 リンス液の溶剤としては、DI水、メタノール、エタノール、イソプロパノール、またはこれらの混合液が好ましく、DI水、イソプロパノール、またはDI水とイソプロパノールとの混合液がより好ましい。
 リンス液を被処理物に接触させる方法としては、上述した本組成物を被処理物に接触させる方法を同様に適用できる。
 工程Bにおけるリンス溶剤の温度は、16~27℃が好ましい。
〔乾燥工程〕
 本処理方法は、工程Bの後に被処理物(金属含有物を有する基板)を乾燥させる工程Cを有していてもよい。
 乾燥方法としては、特に制限されず、例えば、スピン乾燥法、被処理物上に乾性ガスを流過させる方法、ホットプレート若しくは赤外線ランプのような加熱手段によって基板を加熱する方法、マランゴニ乾燥法、ロタゴニ乾燥法、IPA(イソプロパノール)乾燥法、および、それらの任意の組み合わせが挙げられる。
 工程Cにおける乾燥時間は、乾燥方法に依存するが、20秒間~5分間が好ましい。
 工程Cとしては、SiOx層における組成物除去性に優れる点から、加熱手段によって基板を加熱することにより乾燥することが好ましい。
 その場合の加熱温度は、特に制限されないが、SiOx層における組成物除去性とCo膜およびSiOx層における膜減りとのバランスにより優れる点から、50~350℃が好ましく、100℃超400℃未満がより好ましく、Co膜およびSiOx層における組成物除去性により優れる点から、150~250℃がさらに好ましい。
[半導体デバイスの製造方法]
 本発明は、半導体デバイスの製造方法も含む。本発明の半導体デバイスの製造方法は、上記工程Aを有する基板の処理方法を含むことが好ましい。
[化合物]
 本発明は、化合物の発明も含む。本発明の化合物とは、上記式(F)で表される化合物である。
 以下に実施例に基づいて本発明をさらに詳細に説明する。
 以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、および処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更できる。したがって、本発明の範囲は以下に示す実施例により限定的に解釈されるべきではない。
[特定樹脂E-1の合成(合成例1)]
 特定樹脂E-1は以下スキームに従って合成した。
〔中間体E-1Aの合成〕
 窒素フロー(50mL/min)下、1.0Lの三口フラスコに4-アセトキシスチレン(50.0g、0.3mol、東京化成工業社製)、および、メタノール(500mL、富士フイルム和光純薬社製)を加え、得られた反応液を25℃で撹拌した。その後、反応液にナトリウムメトキシド(48.6g、0.9mol、富士フイルム和光純薬社製)を加え、得られた反応液を24時間加熱還流した。
 次に、40℃/10hPaの減圧下にて、得られた反応液から溶媒を留去した。得られた粗生成物に、tert-ブチルメチルエーテル(300mL、富士フイルム和光純薬社製)、および、3M塩酸(400mL)を加え、得られた溶液を1Lの分液ロートに移液し撹拌した。撹拌後、下相(水相)を除去し、上相(有機相)を回収した。得られた有機相に蒸留水(300mL)を加えて撹拌し、撹拌後に得られた溶液を静置して、下相(水相)を除去し、上相(有機相)を回収した。得られた有機相に蒸留水(300mL)を加えて撹拌し、撹拌後に得られた溶液を静置して、下相(水相)を除去し、上相(有機相)を回収した。その後、40℃/10hPaの減圧下にて、得られた有機相から溶媒を留去することで、中間体E-1Aを得た。
〔中間体E-1Bの合成〕
 窒素フロー(50mL/min)下、0.5Lの三口フラスコに中間体E-1A(35.0g、0.29mol)、トリフェニルホスフィン(98.8g、0.38mol、富士フイルム和光純薬社製)、グリシドール(28.2g、0.38mol、東京化成工業社製)、および、テトラヒドロフラン(THF、245mL、富士フイルム和光純薬社製)を加え、得られた反応液を0℃に冷却した。
 次に、THF(105mL)にアゾジカルボン酸ビス(2-メトキシエチル)(DMEAD(登録商標)、88.9g、0.38mol、富士フイルム和光純薬社製)を溶解して得られた溶解液を、別途、用意した。
 上記で得られた反応液の内温を5℃以下に保ったまま、上記溶解液を反応液に2時間かけて滴下した。滴下終了後、得られた反応液を0℃で2時間撹拌した。
 次に、40℃/10hPaの減圧下にて、得られた反応液から溶媒を留去した。得られた粗生成物に、tert-ブチルメチルエーテル(300mL、富士フイルム和光純薬社製)、および、蒸留水(400mL)を加え、得られた溶液を1Lの分液ロートに移液し撹拌した。撹拌後、下相(水相)を除去し、上相(有機相)を回収した。得られた有機相に蒸留水(400mL)を加えて撹拌し、撹拌後に得られた溶液を静置して、下相(水相)を除去し、上相(有機相)を回収した。40℃/10hPaの減圧下にて、得られた有機相から溶媒を留去した。
 得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製することで、中間体E-1Bを得た。
〔中間体E-1Cの合成〕
 5.0Lの三口フラスコにE-1B(60.0g、0.3mol)、および、メタノール(1.5L、富士フイルム和光純薬社製)を加え、得られた反応液を25℃で撹拌した。その後、反応液に28%アンモニア水(1.8L、富士フイルム和光純薬社製)を加え、得られた反応液を25℃で4時間撹拌した。
 得られた反応液を0℃に冷却し、析出物(析出物1)をろ過した。得られたろ液を0℃に冷却したまま、蒸留水6.0Lを加え、析出物(析出物2)をろ過した。得られた析出物1と析出物2を合わせ、蒸留水0.5Lで2回洗浄を行った。その後、40℃で送風乾燥を行い、中間体E-1Cを得た。
 得られた中間体E-1CのH-NMR(Nuclear Magnetic Resonance)データを以下に示す。
 H-NMR(400MHz,DMSO-d6):δ(ppm)=7.38(d,J=8.7Hz,2H),6.90(d,J=8.7Hz,2H),6.65(dd,J=10.9Hz,17.7Hz,1H),5.67(d,J=17.6Hz,1H),5.10(d,J=10.9Hz,1H),3.60-3.98(m,3H),2.52-2.72(m,2H).
〔特定樹脂E-1の合成〕
 窒素フロー(50mL/min)下、0.5Lの三口フラスコに中間体E-1C(25.1g、0.13mol)、および、蒸留水(120g)を加えて0℃に冷却した。得られた反応液に、1M塩酸(130mL)、および、メタクリル酸(11.2g、0.13mol、富士フイルム和光純薬社製)を加え、得られた反応液を70℃で30分間撹拌した。
 次に、蒸留水(10.5mL)にVA-044(2.1g、6.5mmol、富士フイルム和光純薬社製)を溶解して得られた溶解液を、別途、用意した。
 上記で得られた反応液に上記溶解液を加え、さらに、得られた反応液を70℃で3時間撹拌した。
 H-NMRにて、中間体E-1Cおよびメタクリル酸に由来するシグナルが消失したことを確認した後、ゴミ取りろ過を行うことで、特定樹脂E-1を含む水溶液を得た(固形分濃度13.1質量%)。
 得られた特定樹脂E-1のH-NMRデータを以下に示す。
 H-NMR(400MHz,DO):δ(ppm)=6.50-8.00(broad,4H),4.08-4.24(broad,1H),3.86-4.08(broad,3H),3.12-3.24(broad,1H),2.94-3.12(broad,1H),0.70-2.90(broad,7H)
[特定樹脂E-16の合成(合成例2)]
 特定樹脂E-16は以下スキームに従って合成した。
〔中間体E-16Cの合成〕
 上記〔中間体E-1Bの合成〕において、E-1Aの代わりにE-16Aを用いた以外は、上記〔中間体E-1Bの合成〕および〔中間体E-1Cの合成〕に記載の手順に従って、中間体E-16Cを合成した。
 得られた中間体E-16CのH-NMRデータを以下に示す。
 H-NMR(400MHz,DMSO-d6):δ(ppm)=8.00(d,J=8.7Hz,2H),7.47(d,J=8.7Hz,2H),6.76(dd,J=10.9Hz,17.7Hz,1H),5.89(d,J=17.6Hz,1H),5.60(d,J=10.9Hz,1H),3.80-4.18(m,3H),2.72-2.92(m,2H).
〔特定樹脂E-16の合成〕
 上記〔特定樹脂E-1の合成〕において、E-1Cの代わりにE-16Cを用い、メタクリル酸の代わりに4-カルボキシスチレンを用いた以外は、上記〔特定樹脂E-1の合成〕に記載の手順に従って、特定樹脂E-16を合成した。
 得られた特定樹脂E-16のH-NMRデータを以下に示す。
 H-NMR(400MHz,DO):δ(ppm)=6.50-8.00(broad,8H),4.28-4.44(broad,1H),4.06-4.28(broad,4H),3.22-3.44(broad,1H),2.94-3.12(broad,1H),0.70-2.90(broad,4H)
[特定樹脂E-17の合成(合成例3)]
 特定樹脂E-17は以下スキームに従って合成した。
〔中間体E-17Aの合成〕
 窒素フロー(50mL/min)下、0.5Lの三口フラスコにグリシドール(37.0g、0.5mol)、トリフェニルホスフィン(157.2g、0.6mol、富士フイルム和光純薬社製)、フタルイミド(88.2g、0.6mol、富士フイルム和光純薬社製)、および、THF(259mL、富士フイルム和光純薬社製)を加え、得られた混合液を0℃に冷却した。
 次に、THF(111mL)にDMEAD(登録商標)(40.4g、0.6mol、富士フイルム和光純薬社製)を溶解して得られた溶解液を、別途、用意した。
 上記で得られた混合液の内温を5℃以下に保ったまま、上記溶解液を混合液に2時間かけて滴下した。滴下終了後、得られた反応液を0℃で2時間撹拌した。
 次に、40℃/10hPaの減圧下にて、得られた反応液から溶媒を留去した。得られた粗生成物に、tert-ブチルメチルエーテル(300mL、富士フイルム和光純薬社製)、および、蒸留水(400mL)を加え、得られた溶液を1Lの分液ロートに移液し撹拌した。撹拌後、下相(水相)を除去し、上相(有機相)を回収した。得られた有機相に蒸留水(400mL)を加えて撹拌し、撹拌後に得られた溶液を静置して、下相(水相)を除去し、上相(有機相)を回収した。40℃/10hPaの減圧下にて、得られた有機相から溶媒を留去した。
 得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製することで、中間体E-17Aを得た。
〔中間体E-17Bの合成〕
 J. Org. Chem. 2002, 67, 5838.に記載の方法に従って、4-ビニル安息香酸メチルを出発原料として合成した。
〔中間体E-17Cの合成〕
 窒素フロー(50mL/min)下、0.5Lの三口フラスコに中間体E-17B(13.4g、0.1mol)、THF(400mL、富士フイルム和光純薬社製)を加え、0℃に冷却した。その後、60%NaH(4.0g、0.1mol)を少しずつ添加し、さらに0℃で1時間撹拌した。その後、中間体E-17A(20.3g、0.1mol)を加え、得られた反応液を加熱還流下24時間撹拌した。
 反応液を0℃に冷却後、水を加えて反応を停止し、40℃/10hPaの減圧下にて、得られた反応液から溶媒を留去した。得られた粗生成物に、tert-ブチルメチルエーテル(300mL、富士フイルム和光純薬社製)、および、蒸留水(400mL)を加え、得られた溶液を1Lの分液ロートに移液し撹拌した。撹拌後、下相(水相)を除去し、上相(有機相)を回収した。得られた有機相に蒸留水(400mL)を加えて撹拌し、撹拌後に得られた溶液を静置して、下相(水相)を除去し、上相(有機相)を回収した。40℃/10hPaの減圧下にて、得られた有機相から溶媒を留去した。
 得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製することで、中間体E-17Cを得た。
〔中間体E-17Dの合成〕
 窒素フロー(50mL/min)下、1.0Lの三口フラスコに中間体E-17C(27.0g、0.08mol)、および、エタノール(250mL、富士フイルム和光純薬社製)を加え、撹拌した。得られた反応液にヒドラジン一水和物(23.3g、0.47mmol、富士フイルム和光純薬社製)を加え、3時間加熱還流した。その後、得られた反応液を0℃まで冷却して析出物をろ過し、ろ取物を0℃に冷やしたTHF(60mL)で洗浄し、洗浄液を回収した。得られたろ液および回収した洗浄液を混合して、この混合液を濃縮し、得られた粗生成物に、ジクロロメタン(300mL、富士フイルム和光純薬社製)、および、20質量%水酸化ナトリウム水溶液(300mL)を加え、得られた溶液を1Lの分液ロートに移液し撹拌した。撹拌後、下相(水相)を除去し、上相(有機相)を回収した。得られた有機相を濃縮し、中間体E-17Dを得た。
 得られた中間体E-17DのH-NMRデータを以下に示す。
 H-NMR(400MHz,DMSO-d6):δ(ppm)=7.38(d,J=8.7Hz,2H),6.90(d,J=8.7Hz,2H),6.65(dd,J=10.9Hz,17.7Hz,1H),5.67(d,J=17.6Hz,1H),5.10(d,J=10.9Hz,1H),4.42(s,2H),3.60-3.98(m,3H),2.52-2.72(m,2H).
〔特定樹脂E-17の合成〕
 上記〔特定樹脂E-1の合成〕において、E-1Cの代わりにE-17Dを用い、メタクリル酸の代わりにビニルスルホン酸を用いた以外は、上記〔特定樹脂E-1の合成〕に記載の手順に従って、特定樹脂E-17を合成した。
 得られた特定樹脂E-17のH-NMRデータを以下に示す。
 H-NMR(400MHz,DO):δ(ppm)=6.50-8.00(broad,4H),4.08-4.24(broad,3H),3.86-4.08(broad,3H),3.12-3.24(broad,1H),2.94-3.12(broad,1H),0.70-2.90(broad,4H)
[特定樹脂E-18の合成(合成例4)]
 特定樹脂E-18は以下スキームに従って合成した。
〔中間体E-18Aの合成〕
 Org. Lett. 2000, 2, 1729.に記載の方法に従って、4-ブロモスチレンを出発原料として合成した。
〔中間体E-18Bの合成〕
 中間体E-1Bの代わりにE-18Aを用いた以外は、上記〔中間体E-1Cの合成〕に記載の手順に従って中間体E-18Bを合成した。
 得られた中間体E-18BのH-NMRデータを以下に示す。
 H-NMR(400MHz,DMSO-d6):δ(ppm)=8.00(d,J=8.7Hz,2H),7.47(d,J=8.7Hz,2H),6.76(dd,J=10.9Hz,17.7Hz,1H),5.89(d,J=17.6Hz,1H),5.60(d,J=10.9Hz,1H),4.40(s,2H),3.80-4.18(m,3H),2.72-2.92(m,2H).
〔特定樹脂E-18の合成〕
 上記〔特定樹脂E-1の合成〕において、E-1Cの代わりにE-18Bを用い、メタクリル酸の代わりにマレイン酸を用いた以外は、上記〔特定樹脂E-1の合成〕に記載の手順に従って、特定樹脂E-18を合成した。
 得られた特定樹脂E-18のH-NMRデータを以下に示す。
 H-NMR(400MHz,DO):δ(ppm)=6.50-8.00(broad,4H),4.08-4.24(broad,3H),3.86-4.08(broad,3H),3.12-3.24(broad,1H),2.94-3.12(broad,3H),0.70-2.90(broad,2H)
[組成物の原料]
 組成物を調製するために、以下の化合物を使用した。なお、実施例で使用した各種成分はいずれも、半導体グレードに分類されるもの、または、それに準ずる高純度グレードに分類されるものを使用した。
<特定樹脂およびその他の樹脂>
 特定樹脂E-1~E-19、および樹脂(特定樹脂に該当しない樹脂)CE-1~CE-2を使用した。
 下記の構造式において、最左列の繰り返し単位は、繰り返し単位Aに該当し、最右列の繰り返し単位は繰り返し単位Bに該当する。但し、特定樹脂E-7については、中央列の繰り返し単位が、繰り返し単位Aに該当し、最右列の繰り返し単位が繰り返し単位Bに該当する。
 下記の構造式において、「Mw」は、上述の方法で測定された各樹脂の重量平均分子量である。また、繰り返し単位に付記された数字は、樹脂中の各繰り返し単位の組成比(モル分率)を示す。なお、樹脂中の各繰り返し単位の組成比は、13C-NMRにより測定した。
<除去剤>
・ヒドロキシルアミン(ヒドロキシルアミン化合物に該当する。)
・水酸化アンモニウム(塩基性化合物に該当する。)
・水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)(塩基性化合物に該当する。)
・フッ化水素酸(含フッ素化合物に該当する。)
・硫酸(無機酸に該当する。)
・クエン酸(有機酸に該当する。)
・酒石酸(有機酸に該当する。)
・コハク酸(有機酸に該当する。)
・エチレンジアミン四酢酸(EDTA)(有機酸に該当する。)
・トリスヒドロキシメチルアミノメタン(Tris)(塩基性化合物に該当する。)
・モノエタノールアミン(塩基性化合物に該当する。)
・トリス(2-ヒドロキシエチル)メチルアンモニウムヒドロキシド(塩基性化合物に該当する。)
・2-ジメチルアミノ-2-メチル-1-プロパノール(塩基性化合物に該当する。)
<酸化剤>
・過酸化水素
<腐食防止剤>
・5-メチル-1H-ベンゾトリアゾール
・5-メルカプト-1-フェニル-1H-テトラゾール(テトラゾール化合物に該当する。)
・n-ドデシルメルカプタン(チオール化合物に該当する。)
<界面活性剤>
・パーソフト(登録商標)SF-T(アルキル硫酸エステルトリエタノールアミン塩、アニオン性界面活性剤、日油株式会社製)
・ニッサンカチオン(登録商標)BB(ドデシルトリメチルアンモニウムクロライド、カチオン性界面活性剤、日油株式会社製)
・ノニオン K-220(ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ノニオン性界面活性剤、日油株式会社製)
・ニッサンアノン(登録商標)BL(ラウリルジメチルアミノ酢酸ベタイン、両性界面活性剤、日油株式会社製)
<消泡剤>
・KF-6701(シリコーン系消泡剤、信越化学工業株式会社製)
<溶剤>
・プロピレングリコール
・水(超純水)
<pH調整剤>
・クエン酸
・モノエタノールアミン
・硝酸(HNO
・水酸化カリウム(KOH)
[実施例A]
〔組成物の調製〕
 実施例A1~A21、および比較例A1~A2の各組成物の調製方法について、実施例A1を例に説明する。
 ヒドロキシルアミン、5-メチル-1H-ベンゾトリアゾール、パーソフトSF-Tおよび超純水を、後述する表2に記載の含有量となる量で混合して、混合液C-1を得た。
 その後、混合液C-1、特定樹脂E-1、ならびにpH調整剤としてのクエン酸およびモノエタノールアミンの少なくとも一方を、撹拌機を用いて十分に撹拌することにより、実施例A1の組成物(洗浄処理液)を調製した。
 得られる組成物における特定樹脂E-1および混合液C-1の含有量、ならびに組成物のpHを後述する表1に示す。
 なお、pH調整剤の種類および添加量については、特定樹脂E-1および混合液C-1の混合液のpHを測定し、上記混合液のpHが表1に示す値よりも大きい場合にはクエン酸を、小さい場合にはモノエタノールアミンを、上記混合液のpHが表1に示す値となる量で添加した。
 実施例A1の組成物の調製方法に準じて、後述する表1および表2に示す組成を有する各実施例および各比較例の組成物を、それぞれ調製した。
〔組成物の評価〕
 調製した各組成物を用いて、以下の試験を行った。
<溶解性>
 タングステン単体(W)からなるW膜、およびチタンアルミニウムカーバイド(TiAlC)からなるTiAlC膜が、膜厚100nmで積層された基板(Si)をそれぞれ作製し、これらの基板をそれぞれ2cm×2cmの正方形の形状に切断して、試験体を作製した。
 得られたそれぞれの試験体を、各組成物(液温:80℃)に10分間浸漬した。
 上記浸漬試験の前後において、各膜の膜厚を、薄膜評価用蛍光X線分析装置(XRF AZX-400、株式会社リガク製)で測定した。測定された浸漬前後の膜厚から、各組成物を用いた際の各膜の溶解速度(Å/分)を算出した。算出された溶解速度から、下記評価基準に基づいてW膜およびTiAlC膜に対する溶解性を評価した。
 得られたW膜およびTiAlC膜に対する溶解性の評価結果を、後述する表1に示す。溶解速度が遅いほど、各膜に対する溶解がより抑制されており、「S」が最も溶解性の評価が高い。
(W膜の溶解性の評価基準)
 S:W膜の溶解速度が0.5Å/分以下
 A:W膜の溶解速度が0.5Å/分超0.7Å/分以下
 B:W膜の溶解速度が0.7Å/分超1.0Å/分以下
 C:W膜の溶解速度が1.0Å/分超3.0Å/分以下
 D:W膜の溶解速度が3.0Å/分超5.0Å/分以下
 E:W膜の溶解速度が5.0Å/分超
(TiAlC膜の溶解性の評価基準)
 S:TiAlC膜の溶解速度が0.5Å/分以下
 A:TiAlC膜の溶解速度が0.5Å/分超0.7Å/分以下
 B:TiAlC膜の溶解速度が0.7Å/分超1.0Å/分以下
 C:TiAlC膜の溶解速度が1.2Å/分超1.5Å/分以下
 D:TiAlC膜の溶解速度が1.5Å/分超1.7Å/分以下
 E:TiAlC膜の溶解速度が1.7Å/分超
<残渣除去性>
 基板(Si)上に、W膜、SiO膜、および、所定の開口部を有するメタルハードマスク(TiN)をこの順で備える積層体(処理前積層体に該当)を形成した。得られた積層体を使用し、メタルハードマスクをマスクとしてドライエッチングを実施して、W膜表面が露出するまでSiO膜のエッチングを行い、ホールを形成して、試料1を作製した(図1参照)。この積層体の断面を走査型電子顕微鏡写真(SEM:Scanning Electron Microscope)で確認すると、ホール壁面にドライエッチング残渣物が認められた。
 下記の手順により、ドライエッチング残渣物の除去性(残渣除去性)を評価した。
 まず、温度を80℃に調整した各組成物に、用意した上記試料1の切片(約2.0cm×2.0cmの正方形状)を浸漬した。浸漬を開始してから3分間が経過した直後に試料1の切片を取り出し、直ちに超純水で水洗、N乾燥を行った。その後、浸漬された試料1の切片の表面をSEMで観察し、ドライエッチング残渣物の有無を確認した。
 同様に、5分間の浸漬を行った試料1の切片に対して、超純水での水洗およびN乾燥を行った後、切片の表面をSEMで観察し、ドライエッチング残渣物の有無を確認した。
 各試料1の切片の観察結果から、下記の判断基準に従って、残渣除去性を評価した。
(残渣除去性の評価基準)
 A:3分間の浸漬により、ドライエッチング残渣物が完全に除去された。
 B:ドライエッチング残渣物が、3分間の浸漬では完全に除去されず、5分間の浸漬により完全に除去された。
 C:ドライエッチング残渣物が、5分間の浸漬では完全に除去されない。
<リンス処理後の組成物の残存性の評価>
 SiO膜を備えた基板(Si)を作製し、このSiO膜付き基板を80℃に調整した各組成物に10分間浸漬する処理を行った。次いで、浸漬処理された基板を、イソプロパノールからなるリンス液に0.5分間浸漬することにより、SiO膜のリンス処理を行った。
 リンス処理されたSiO膜の表面を、X線光電子分光分析により分析し、上記SiO膜の表面における、全ての原子の個数に対する、各組成物(特に、特定樹脂)に由来する窒素原子の個数の比率(単位:atom%)を測定した。
 X線光電子分光分析の測定条件を、以下に示す。
(測定条件)
・装置:アルバック・ファイ社製Quantera SXMTM
・X線源:単色化Al Kα線
・X線ビーム径:φ200μm
・信号の取り込み角度:45°
 SiO膜の表面における、全原子に対する窒素原子の個数比の測定結果から、リンス処理後の組成物の残存性(リンス後残存性)を評価した。
 得られた評価結果を、後述する表1に示す。
 上記の全原子に対する窒素原子の個数比は、より小さいことが好ましい。上記の全原子に対する窒素原子の個数比が小さいほど、組成物の各成分(特に、特定樹脂)のリンス液に対する溶解性が高く、リンス処理後のSiO膜表面における組成物の残存量が少ないことを意味する。
(リンス後残存性の評価基準)
 A:SiO膜表面の全原子に対する窒素原子の個数比が0.1atom%以下
 B:SiO膜表面の全原子に対する窒素原子の個数比が0.1atom%超1.0atom%以下
 C:SiO膜表面の全原子に対する窒素原子の個数比が1.0atom%超3.0atom%以下
 D:SiO膜表面の全原子に対する窒素原子の個数比が3.0atom%超
 表1および表2に、各実施例および各比較例において使用した各組成物の組成を示し、表1に各実施例および各比較例の評価結果を示す。
 表2に、上記各組成物の調製に使用した混合液C-1~C-6の成分の処方を示す。
 表1は、各組成物に含まれる樹脂および混合液の含有量、ならびに各組成物のpHを示し、表2は、各混合液に含まれる各成分の種類および含有量を示す。
 表1中、「特定樹脂」の「比率a/b」欄は、繰り返し単位Aおよび繰り返し単位Bを有する特定樹脂における、繰り返し単位Bのモル数bに対する繰り返し単位Aのモル数aの比率a/bを示す。
 表1中、「特定樹脂」の「量(質量部)」欄は、組成物の全質量を100質量部としたときの、特定樹脂の含有量を示す。
 表1中、「特定樹脂」の「pKa」欄は、繰り返し単位B中のpKaが10.0以下である官能基のpKaを示す。
 表1中、「混合液」の「量(質量部)」欄は、組成物の全質量を100質量部としたときの、混合液の含有量を示す。
 表1中、「pH」欄は、上記のpHメーターにより測定した組成物の25℃におけるpHを示す。
 表2中、各欄に示す数値は、各混合物の全質量を100質量部としたときの、各成分の含有量(単位は「質量部」)を意味する。
 表1の結果から、本組成物は、W膜に対する溶解性、TiAlC膜に対する溶解性、エッチング残渣物の除去性、および、リンス処理後の組成物の残存性がいずれも優れることが確認された。
 一方、比較例の組成物は、ピロリドン骨格を有する繰り返し単位を有する樹脂、または、特定基を有する繰り返し単位およびヒドロキシ基を有する繰り返し単位を有する樹脂を含むものの、W膜に対する溶解性、TiAlC膜に対する溶解性、エッチング残渣物の除去性、および、リンス処理後の組成物の残存性のいずれについても、十分な効果は得られなかった。
 また、表1の結果から、特定樹脂に関し、繰り返し単位Aが、式(A)で表される化合物由来の繰り返し単位、式(B)で表される化合物由来の繰り返し単位、または、式(C)で表される繰り返し単位である場合、W膜に対する溶解性がより優れることが確認された(実施例A9と実施例A13との対比等)。
 特定樹脂に関し、特定基のうち少なくとも1つが、第1級アミノ基またはその塩である場合、TiAlC膜に対する溶解性がより優れることが確認された(実施例A6~A8の対比等)。
 特定樹脂に関し、繰り返し単位Aが、繰り返し単位Aが、Lが芳香環を含む(n+2)価の連結基である式(A)で表される化合物由来の繰り返し単位、Lb1およびLb2の少なくとも一方が芳香環を含む2価の連結基である式(B)で表される化合物由来の繰り返し単位、または式(C)で表される繰り返し単位である場合、W膜に対する溶解性がより優れることが確認された(実施例A6とA10との対比等)。
 特定樹脂に関し、繰り返し単位Aが、式(D)で表される化合物由来の繰り返し単位、または式(E)で表される繰り返し単位であるである場合、W膜に対する溶解性がより優れることが確認された(実施例A1とA10との対比等)。
 特定樹脂に関し、pKaが5.0以下である官能基を繰り返し単位Bが有する場合、リンス処理後の組成物の残存性がより優れることが確認された(実施例A1とA12との対比等)。
 表1中の実施例A1で使用した特定樹脂E-1に代えて、特定樹脂E-14および特定樹脂E-18を0.025部ずつ合わせて用い、特定樹脂E-14および特定樹脂E-18を合計で0.05部として、上記評価を実施した際も実施例A1に記載の組成物と同様の評価結果を示すことが確認された。
 また、上記実施例A1で使用した特定樹脂E-1に代えて、特定樹脂E-15および、樹脂としてポリメタクリル酸を0.025部ずつ合わせて用い、特定樹脂E-15およびポリメタクリル酸を合計で0.05部として、上記評価を実施した際も実施例A1と同様の評価結果を示すことが確認された。
[実施例B]
〔組成物の調製〕
 実施例B1~B5、および比較例B1~B2の各組成物の調製方法について、実施例B1を例に説明する。
 特定樹脂E-1、クエン酸、トリスヒドロキシメチルアミノメタン(Tris)、および、超純水を、後述する表3に記載の含有量となる量で混合した後、調製される組成物のpHが6.0になるようにpH調整剤として水酸化カリウムまたは硝酸を添加し、得られた混合液を撹拌機を用いて十分に撹拌することにより、実施例B1の組成物を調製した。
 実施例B1の組成物の調製方法に準じて、後述する表3に示す組成を有する各実施例および各比較例の組成物を、それぞれ調製した。
〔組成物の評価〕
<残渣除去性>
 調製した各組成物を用いて、CMP処理が施された金属膜を洗浄した際の残渣除去性(洗浄性能)を評価した。
 具体的には、FREX-300SII(研磨装置、荏原製作所社製)を用いて、研磨液(W2000、Cabot社製)を使用し、研磨液の供給速度0.28mL/(min・cm)、研磨圧力2.0psi、および、研磨時間60秒間の条件により、表面にタングステンからなる金属膜を有するウエハ(直径12インチ)をCMP処理した。
 その後、各組成物の温度を室温(23℃)に調整し、各組成物を用いて60秒間スクラブ洗浄し、乾燥処理した。欠陥検出装置を用いて、得られたウエハの研磨面における欠陥数を検出し、各欠陥をSEM(走査電子顕微鏡)にて観測して欠陥分類を行った。必要に応じ、構成元素をEDAX(エネルギー分散型X線分析装置)により分析し成分の特定を行った。これにより、CMP処理による残渣物に基づく欠陥の数を求め、下記の評価基準に従って洗浄性能を評価した(評価6が、最も洗浄性能に優れる)。
(残渣除去性の評価基準)
 6:対象欠陥数が20個未満
 5:対象欠陥数が20個以上50個未満
 4:対象欠陥数が50個以上100個未満
 3:対象欠陥数が100個以上200個未満
 2:対象欠陥数が200個以上300個未満
 1:対象欠陥数が300個以上
<溶解性>
 各組成物を用いて、金属膜を洗浄した際の金属膜に対する溶解性を評価した。
 具体的には、表面にタングステン単体(W)からなるW膜を有するウエハ(直径12インチ)を切断し、2cm×2cmの正方形のウエハクーポンをそれぞれ準備した。W膜の厚さは200nmとした。各組成物(液温:23℃)にウエハクーポンを、撹拌回転数250rpmの撹拌条件下、30分間浸漬した。
 上記浸漬試験の前後において、W膜の膜厚を、光学式膜厚計Ellipsometer M-2000(JA Woollam社製)で測定した。測定された浸漬前後の膜厚から、各組成物を用いた際のW膜の溶解速度(Å/分)を算出した。算出された溶解速度から、下記評価基準に基づいてW膜の溶解性(W膜の溶解を抑制する性能)を評価した。溶解速度が遅いほど、組成物によるW膜の溶解がより抑制されていることを示す(評価6が最も溶解性が優れる)。
(W膜の溶解性の評価基準)
 6:W膜の溶解速度が0.5Å/分以下
 5:W膜の溶解速度が0.5Å/分超0.7Å/分以下
 4:W膜の溶解速度が0.7Å/分超1.0Å/分以下
 3:W膜の溶解速度が1.0Å/分超3.0Å/分以下
 2:W膜の溶解速度が3.0Å/分超5.0Å/分以下
 1:W膜の溶解速度が5.0Å/分超
 表3に、各実施例および各比較例において使用した各組成物の組成、および、評価結果を示す。
 表3中、各成分の「量(%)」欄は、組成物の全質量に対する各成分の含有量(単位:質量%)を示す。
 表3中、「有機酸/アミン」欄の数値は、塩基性化合物(除去剤)の含有量に対する、有機酸(除去剤)の含有量を示す。
 表3中、「水」欄の「残部」は、水の含有量が、樹脂、除去剤およびpH調整剤以外の組成物の残部であることを示す。
 表3中、「pH」欄の数値は、上記のpHメーターにより測定した組成物の25℃におけるpHを示す。
 表3の結果から、本発明の実施例の組成物は、W膜に対する溶解性、および、CMP処理が施されたウエハにおける残渣物の除去性が、いずれも優れることが確認された。一方、特定樹脂を含まない比較例の組成物は、W膜に対する溶解性の評価が低く、上記効果は得られなかった。
 上記残渣除去性の評価試験において、Wからなる金属膜を表面に有するウエハに対してCMP処理を施した後、CMP処理が施されたウエハの研磨面に対してバフ研磨処理を施した。
 バフ研磨処理では、バフ研磨用洗浄液として室温(23℃)に調整した各組成物を使用した。また、上記CMP処理で使用した研磨装置を使用し、研磨圧力:2.0psi、バフ研磨用洗浄液の供給速度:0.28mL/(分・cm)、および、研磨時間:60秒間の条件で、バフ研磨処理を行った。
 その後、室温(23℃)に調整した各組成物を用いて、バフ研磨処理が施されたウエハを30秒間かけて洗浄し、次いで、乾燥処理した。
 得られたウエハの研磨面に対して、上述した<残渣除去性>に記載の試験方法に従って組成物の残渣除去性を評価したところ、上記の各実施例の組成物と同様の評価結果を示すことが確認された。
 1 基板
 2 金属層
 3 エッチング停止層
 4 絶縁膜
 5 メタルハードマスク
 6 ホール
 10 積層体
 11 内壁
 11a 断面壁
 11b 底壁
 12 ドライエッチング残渣物

Claims (13)

  1.  第1級アミノ基、第2級アミノ基、第3級アミノ基、およびこれらの塩からなる群から選択される特定基と、ヒドロキシ基とを有する繰り返し単位A、および、
     pKaが10.0以下である官能基またはその塩を有する繰り返し単位B、を含む樹脂、ならびに、
     水、を含む、半導体デバイス用の組成物。
  2.  前記繰り返し単位Aが、式(A)で表される化合物由来の繰り返し単位、式(B)で表される化合物由来の繰り返し単位、または、式(C)で表される繰り返し単位である、請求項1に記載の半導体デバイス用の組成物。
     式(A)中、
     Rは、水素原子、または炭素数1~4のアルキル基を表す。
     Xは、第1級アミノ基、第2級アミノ基、第3級アミノ基、およびこれらの塩からなる群から選択される特定基を表す。
     Lは、(na+2)価の連結基を表す。
     naは、1~5の整数を表す。
     式(B)中、
     Rは、水素原子、または炭素数1~4のアルキル基を表す。
     Rは、水素原子、または置換基を有していてもよいアルキル基を表す。
     Lb1およびLb2は、それぞれ独立に、単結合、または2価の連結基を表す。
     式(C)中、
     *は、結合位置を表す。
     Rは、水素原子またはメチル基を表す。
     Xは、第1級アミノ基、第2級アミノ基、第3級アミノ基、およびこれらの塩からなる群から選択される特定基を表す。
     Lは、(nc+2)価の連結基を表す。
     ncは、1~5の整数を表す。
  3.  前記特定基のうち少なくとも1つが、第1級アミノ基またはその塩である、請求項1に記載の半導体デバイス用の組成物。
  4.  前記繰り返し単位Aが、Lが芳香環を含む(na+2)価の連結基である前記式(A)で表される化合物由来の繰り返し単位、Lb1およびLb2の少なくとも一方が芳香環を含む2価の連結基である前記式(B)で表される化合物由来の繰り返し単位、または前記式(C)で表される繰り返し単位である、請求項2に記載の半導体デバイス用の組成物。
  5.  前記繰り返し単位Aが、式(D)で表される化合物由来の繰り返し単位、または式(E)で表される繰り返し単位である、請求項1に記載の半導体デバイス用の組成物。
     式(D)中、
     Rは、水素原子、または炭素数1~4のアルキル基を表す。
     Lは、単結合、または2価の連結基を表す。
     Rd2は、式(X)で表される基、または式(Y)で表される基を表す。
     式(X)および式(Y)中、*は結合位置を表す。
     Xは、第1級アミノ基またはその塩を表す。
     式(E)中、
     *は、結合位置を表す。
     Re1は、水素原子またはメチル基を表す。
     Lは、2価の連結基を表す。
     Re2は、前記式(X)で表される基、または前記式(Y)で表される基を表す。
  6.  前記官能基のpKaが5.0以下である、請求項1に記載の半導体デバイス用の組成物。
  7.  前記官能基がカルボキシ基である、請求項1に記載の半導体デバイス用の組成物。
  8.  除去剤、酸化剤、腐食防止剤、界面活性剤、消泡剤、および有機溶剤からなる群から選択される少なくとも1つをさらに含む、請求項1に記載の組成物。
  9.  除去剤をさらに含む、請求項1に記載の組成物。
  10.  請求項1~9のいずれか1項に記載の組成物と、金属含有物を有する基板とを接触させる工程Aを有する、基板の処理方法。
  11.  前記工程Aの後、さらに、リンス液を用いて、前記工程Aで得られた前記基板に対してリンス処理を行う工程Bを有する、請求項10に記載の基板の処理方法。
  12.  請求項10に記載の基板の処理方法を含む、半導体デバイスの製造方法。
  13.  式(F)で表される化合物。
     式(F)中、
     Xは、第1級アミノ基、第2級アミノ基、第3級アミノ基、およびこれらの塩からなる群から選択される特定基を表す。
     Lは、-CHO-、-COO-、-C≡C-CHO-、または-O-を表す。
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WO2014171352A1 (ja) * 2013-04-17 2014-10-23 富士フイルム株式会社 レジスト除去液、これを用いたレジスト除去方法およびフォトマスクの製造方法
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