[go: up one dir, main page]

JP2009289774A - Residual removing liquid after semiconductor dry process, and residual removing method using the same - Google Patents

Residual removing liquid after semiconductor dry process, and residual removing method using the same Download PDF

Info

Publication number
JP2009289774A
JP2009289774A JP2008137442A JP2008137442A JP2009289774A JP 2009289774 A JP2009289774 A JP 2009289774A JP 2008137442 A JP2008137442 A JP 2008137442A JP 2008137442 A JP2008137442 A JP 2008137442A JP 2009289774 A JP2009289774 A JP 2009289774A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
salt
fluoride
residue
tetraalkylammonium
salts
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2008137442A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shingo Nakamura
新吾 中村
Mitsuji Itano
充司 板野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daikin Industries Ltd
Original Assignee
Daikin Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daikin Industries Ltd filed Critical Daikin Industries Ltd
Priority to JP2008137442A priority Critical patent/JP2009289774A/en
Publication of JP2009289774A publication Critical patent/JP2009289774A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

【課題】NiSi(ニッケルシリサイド)を有する半導体デバイスの製造プロセスにおいて、ドライプロセス後の残渣を効果的に除去することが可能な残渣除去液を提供する。
【解決手段】ニッケルシリサイド(NiSi)を含む半導体基板をドライエッチング及び/又はアッシングした後に存在する残渣の除去液であって、フッ化アンモニウム、フッ化アミン、フッ化テトラアルキルアンモニウムよりなる群から選ばれる少なくとも1種のフッ化物塩;フッ化物塩以外のアンモニウム塩、フッ化物塩以外のアミン塩、フッ化物塩以外のテトラアルキルアンモニウム塩よりなる群から選ばれる少なくとも1種のフッ化物塩以外の塩;並びに水を含み、フッ化物塩の濃度が5重量%以上、フッ化物塩以外の塩の濃度が3重量%以上、フッ化テトラアルキルアンモニウム及びフッ化物塩以外のテトラアルキルアンモニウム塩の合計濃度が15重量%未満であり、pHが7〜9である残渣除去液。
【選択図】なし
The present invention provides a residue removing solution capable of effectively removing residues after a dry process in a manufacturing process of a semiconductor device having NiSi (nickel silicide).
A solution for removing a residue present after dry etching and / or ashing a semiconductor substrate containing nickel silicide (NiSi) is selected from the group consisting of ammonium fluoride, amine fluoride, and tetraalkylammonium fluoride. At least one fluoride salt selected from the group consisting of ammonium salts other than fluoride salts, amine salts other than fluoride salts, and tetraalkylammonium salts other than fluoride salts. And containing water, the concentration of the fluoride salt is 5% by weight or more, the concentration of the salt other than the fluoride salt is 3% by weight or more, and the total concentration of the tetraalkylammonium fluoride and the tetraalkylammonium salt other than the fluoride salt is Residue removing liquid having a pH of less than 15 and less than 15% by weight.
[Selection figure] None

Description

本発明は、半導体デバイスの製造工程におけるドライエッチング及び/又はアッシング(灰化)時に形成された残渣を除去するための薬液(残渣除去液)、及び該薬液を用いてこれらの残渣を除去する半導体デバイスの製造方法に関する。特に電流端子電極材料としてソース/ドレイン(S/D)やゲート部にNiSi(ニッケルシリサイド)を有する半導体デバイスの製造に使用されるドライプロセス後の残渣除去液に関する。   The present invention relates to a chemical solution (residue removing solution) for removing residues formed during dry etching and / or ashing (ashing) in a semiconductor device manufacturing process, and a semiconductor that removes these residues using the chemical solution. The present invention relates to a device manufacturing method. In particular, the present invention relates to a residue removing solution after a dry process used for manufacturing a semiconductor device having Ni / Si (nickel silicide) in a source / drain (S / D) or gate portion as a current terminal electrode material.

半導体素子の微細化が進むにつれて、ゲート、ソース及びドレインの抵抗の増大が問題となり、MOSトランジスタの高速動作のためには、ゲート、ソース及びドレインを構成するシリコンの表面を金属と反応(シリサイド化)させて、電極や拡散層抵抗等のトランジスタに寄生する抵抗成分を減らしてトランジスタ電流を増加させることが必要となる。   As miniaturization of semiconductor devices progresses, the resistance of the gate, source and drain increases, and for the high-speed operation of MOS transistors, the surface of silicon constituting the gate, source and drain reacts with metal (silicidation). Therefore, it is necessary to increase the transistor current by reducing resistance components parasitic on the transistor such as electrodes and diffusion layer resistance.

NiSiの抵抗率は、従来製造ラインで使用されているCoSiとTiSiのそれより若干低い。そのため、NiSiを用いると従来のコバルトシリサイド等に比べ、より高速で動作させることができるようになる。65nmプロセス以降では、ソース/ドレイン(S/D)やゲートコンタクト部等の細線部分に、より抵抗の低いNiSi(ニッケルシリサイド)層が形成されるようになった。 The resistivity of NiSi is slightly lower than that of CoSi 2 and TiSi 2 used in the conventional production line. Therefore, when NiSi is used, it can be operated at higher speed than conventional cobalt silicide or the like. After the 65 nm process, a NiSi (nickel silicide) layer having a lower resistance is formed on the thin line portions such as the source / drain (S / D) and the gate contact portion.

また、最近は、ゲート電極としても検討され、ゲート電極全体をシリサイドにする方法が提案されている。既存の半導体プロセス技術で用いている材料だけを利用するため、導入が容易であると同時に、現在のポリシリコンを用いたゲート電極よりも性能の向上が見込まれるためである。   Recently, it has also been studied as a gate electrode, and a method of making the entire gate electrode silicide is proposed. This is because since only the materials used in the existing semiconductor process technology are used, the introduction is easy, and at the same time, the performance is expected to be improved as compared with the current gate electrode using polysilicon.

ゲート電極のメタル化については、コンタクト部のみメタル化する方法と、ゲート絶縁膜に至るまで全てをメタル化する方法がある。FUSI(FUlly SIlicide)技術は、ニッケルによって全てをメタル化(ニッケルシリサイド化)する技術である。FUSIは、32nm世代以降で主流となり、ゲート電極を完全に合金化しシリコンとニッケルの金属化合物(シリサイド)で形成するので、ポリシリコンのゲート電極に比べて電気的な性質がより導体に近くなる。そのため、電極の仕事関数をnMOSとpMOSそれぞれ最適に調整することにより、理想的な特性を示す高性能化したトランジスタが得られると言われている。   Regarding the metalization of the gate electrode, there are a method of metalizing only the contact portion and a method of metalizing all of the gate insulating film. The FUSI (FUlly SIlicide) technology is a technology in which everything is metallized (nickel silicide) with nickel. FUSI becomes the mainstream after the 32 nm generation, and since the gate electrode is completely alloyed and formed of a metal compound (silicide) of silicon and nickel, its electrical properties are closer to that of a conductor than a polysilicon gate electrode. Therefore, it is said that a high-performance transistor exhibiting ideal characteristics can be obtained by optimally adjusting the work function of each of the nMOS and pMOS.

このようなNiSiを用いたゲートを形成する際には、成膜したNiSi等の膜にレジストを塗布し、リソグラフィーを行った後、ドライエッチングする。また、NiSi化したゲートやソース/ドレインと上部の配線とを接続するプラグを形成するためには、コンタクトホールが必要である。このコンタクトホールを形成するためには、成膜した絶縁膜にレジストを塗布し、リソグラフィーを行った後、ドライエッチングする。   When such a gate using NiSi is formed, a resist is applied to the formed film such as NiSi, lithography is performed, and then dry etching is performed. Further, in order to form a plug for connecting the gate or source / drain made of NiSi and the upper wiring, a contact hole is required. In order to form this contact hole, a resist is applied to the formed insulating film, lithography is performed, and then dry etching is performed.

これらのドライエッチングによりゲートやコンタクトホールが形成された後、基板から不要となったレジスト等がアッシング等により取り除かれる。しかし、このプロセスを経ても基板上には完全に取り除けない不要物(以下、これらを「ドライプロセス後の残渣」という)が残存してしまう。   After gates and contact holes are formed by these dry etchings, unnecessary resist and the like are removed from the substrate by ashing or the like. However, unnecessary materials that cannot be completely removed (hereinafter referred to as “residues after the dry process”) remain on the substrate even after this process.

ドライエッチングで形成したゲートやソース/ドレインとプラグを形成するためのコンタクトホールやゲートに、ドライプロセス後の残渣があると、半導体デバイスの不良の原因となる。そのため、これらの残渣はポリマー剥離液等の残渣除去液を用いて除去される。   If there is a residue after the dry process in the contact hole or gate for forming the gate, source / drain and plug formed by dry etching, it may cause a defect in the semiconductor device. Therefore, these residues are removed using a residue removing solution such as a polymer stripping solution.

従来、これらのドライプロセス後の残渣除去には、希フッ酸やAPM(アンモニア/過酸化水素水混合液)が使用されてきた。しかし、希フッ酸を用いると、NiSiを腐食しやすい。また、コンタクトホールを形成している多層の絶縁膜をサイドエッチングしてしまい設計寸法どおりの加工ができなくなる。さらに膜によるエッチング速度の差から段差が生じやすくなり、プラグの形成に支障をきたす。また、APMでは残渣除去効果が弱く、特にドライエッチング後、時間の経過とともに残渣が変質してAPMでは除去が困難な物質を形成するため、残渣の除去ができなくなるという不都合がある。そのため、ドライエッチング後から残渣除去の洗浄プロセスまでの許容時間が少なく、製造プロセスに余裕がないため、歩留まりに大きな影響を与える。このように、NiSiを有する半導体デバイスの製造に使用される有効なドライプロセス後の残渣除去液はいまだ開発されていない。   Conventionally, dilute hydrofluoric acid or APM (ammonia / hydrogen peroxide solution mixed solution) has been used to remove residues after these dry processes. However, when dilute hydrofluoric acid is used, NiSi is easily corroded. In addition, the multi-layered insulating film forming the contact hole is side-etched, so that it is impossible to perform processing as designed. Further, a step is likely to occur due to a difference in etching rate depending on the film, which hinders formation of a plug. In addition, APM has a weak residue removal effect, and in particular, after dry etching, the residue changes in quality and forms a substance that is difficult to remove with APM, which makes it impossible to remove the residue. For this reason, the allowable time from the dry etching to the cleaning process for removing the residue is small, and there is no allowance for the manufacturing process, which greatly affects the yield. Thus, an effective post-dry process residue removal liquid used in the manufacture of semiconductor devices having NiSi has not yet been developed.

これらの問題を解決するために、特許文献1には、フッ素化合物、キレート剤及び有機酸塩を含有し、ニッケルシリサイド層が形成された基板を洗浄する際に使用される洗浄液が記載されている。しかし、特許文献1の洗浄液は、酸性を示すものであるので、ニッケルシリサイド層を腐食しやすく、液中で生じたHFにより、コンタクトホールを形成している多層の絶縁膜をサイドエッチングして、エッチング量の違いによる段差が生じてしまい設計寸法どおりの加工ができなくなるという問題点があった。
特開2005−317636号公報
In order to solve these problems, Patent Document 1 describes a cleaning solution used for cleaning a substrate containing a fluorine compound, a chelating agent, and an organic acid salt and having a nickel silicide layer formed thereon. . However, since the cleaning liquid of Patent Document 1 shows acidity, the nickel silicide layer is easily corroded, and the multilayer insulating film forming the contact hole is side-etched by HF generated in the liquid, There is a problem that a step due to the difference in etching amount occurs, and processing according to the design dimension cannot be performed.
JP 2005-317636 A

本発明は、NiSi(ニッケルシリサイド)を有する半導体デバイスの製造プロセスにおいて、ドライプロセス後の残渣を効果的に除去することが可能な残渣除去液を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a residue removing liquid capable of effectively removing residues after a dry process in a manufacturing process of a semiconductor device having NiSi (nickel silicide).

本発明者らは、上記の目的を達成するために鋭意研究を行った結果、フッ化アンモニウム(A1)、フッ化アミン(A2)、フッ化テトラアルキルアンモニウム(A3)よりなる群から選ばれる少なくとも1種のフッ化物塩(A)、フッ化物塩以外のアンモニウム塩(B1)、フッ化物塩以外のアミン塩(B2)、フッ化物塩以外のテトラアルキルアンモニウム塩(B3)よりなる群から選ばれる少なくとも1種のフッ化物塩以外の塩(B)、並びに水(C)を含む薬液(残渣除去液)が、NiSi(ニッケルシリサイド)を有する半導体デバイスのドライプロセス後に発生した残渣を効果的に除去できることを見いだした。さらに、該残渣除去液は、半導体デバイスの絶縁膜のエッチング速度が小さく、サイドエッチングをほとんど発生しないことも確認した。本発明者は、さらに検討を加えて本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have at least selected from the group consisting of ammonium fluoride (A1), amine fluoride (A2), and tetraalkylammonium fluoride (A3). Selected from the group consisting of one fluoride salt (A), an ammonium salt (B1) other than a fluoride salt, an amine salt (B2) other than a fluoride salt, and a tetraalkylammonium salt (B3) other than a fluoride salt A chemical solution (residue removal solution) containing at least one salt other than fluoride salt (B) and water (C) effectively removes residues generated after the dry process of a semiconductor device having NiSi (nickel silicide). I found what I could do. Further, it was also confirmed that the residue removing solution has a low etching rate of the insulating film of the semiconductor device and hardly generates side etching. The present inventor has further studied and completed the present invention.

即ち、本発明は、以下のニッケルシリサイド(NiSi)を含む半導体基板をドライエッチング及び/又はアッシングした後に存在する残渣の除去液、及び該残渣除去液を用いた半導体デバイスの製造方法を提供する。   That is, the present invention provides a removal solution for residues present after dry etching and / or ashing of a semiconductor substrate containing nickel silicide (NiSi), and a method for manufacturing a semiconductor device using the residue removal solution.

項1.ニッケルシリサイド(NiSi)を含む半導体基板をドライエッチング及び/又はアッシングした後に存在する残渣の除去液であって、
(A)フッ化アンモニウム(A1)、フッ化アミン(A2)、フッ化テトラアルキルアンモニウム(A3)よりなる群から選ばれる少なくとも1種のフッ化物塩、
(B)フッ化物塩以外のアンモニウム塩(B1)、フッ化物塩以外のアミン塩(B2)、フッ化物塩以外のテトラアルキルアンモニウム塩(B3)よりなる群から選ばれる少なくとも1種のフッ化物塩以外の塩、並びに
(C)水
を含み、
フッ化物塩(A)の濃度が5重量%以上、フッ化物塩以外の塩(B)の濃度が3重量%以上、フッ化テトラアルキルアンモニウム(A3)及びフッ化物塩以外のテトラアルキルアンモニウム塩(B3)の合計濃度が15重量%未満であり、pHが7〜9である残渣除去液。
Item 1. A solution for removing residues present after dry etching and / or ashing a semiconductor substrate containing nickel silicide (NiSi),
(A) at least one fluoride salt selected from the group consisting of ammonium fluoride (A1), amine fluoride (A2), and tetraalkylammonium fluoride (A3);
(B) At least one fluoride salt selected from the group consisting of ammonium salts other than fluoride salts (B1), amine salts other than fluoride salts (B2), and tetraalkylammonium salts other than fluoride salts (B3) Including salt other than (C) water,
Concentration of fluoride salt (A) is 5% by weight or more, concentration of salt (B) other than fluoride salt is 3% by weight or more, tetraalkylammonium fluoride (A3) and tetraalkylammonium salt other than fluoride salt ( Residue removing liquid having a total concentration of B3) of less than 15% by weight and a pH of 7-9.

項2.フッ化アミン(A2)が、フッ化メチルアミン、フッ化エチルアミン及びフッ化ブチルアミンよりなる群から選ばれる少なくとも1種である項1に記載の残渣除去液。   Item 2. Item 2. The residue removing solution according to Item 1, wherein the fluorinated amine (A2) is at least one selected from the group consisting of fluorinated methylamine, fluorinated ethylamine, and fluorinated butylamine.

項3.フッ化テトラアルキルアンモニウム(A3)が、フッ化テトラメチルアンモニウム、フッ化テトラエチルアンモニウム及びフッ化テトラブチルアンモニウムよりなる群から選ばれる少なくとも1種である項1又は2に記載の残渣除去液。   Item 3. Item 3. The residue removing solution according to Item 1 or 2, wherein the tetraalkylammonium fluoride (A3) is at least one selected from the group consisting of tetramethylammonium fluoride, tetraethylammonium fluoride, and tetrabutylammonium fluoride.

項4.フッ化物塩以外の塩(B)が、pKaが4以上である弱酸の塩である項1〜3のいずれかに記載の残渣除去液。   Item 4. Item 4. The residue removing solution according to any one of Items 1 to 3, wherein the salt (B) other than the fluoride salt is a salt of a weak acid having a pKa of 4 or more.

項5.弱酸の塩が、モノカルボン酸のアンモニウム塩、モノカルボン酸のアミン塩及びモノカルボン酸のテトラアルキルアンモニウム塩よりなる群から選ばれる少なくとも1種である項4に記載の残渣除去液。   Item 5. Item 5. The residue removing solution according to Item 4, wherein the salt of the weak acid is at least one selected from the group consisting of an ammonium salt of a monocarboxylic acid, an amine salt of a monocarboxylic acid, and a tetraalkylammonium salt of a monocarboxylic acid.

項6.弱酸の塩が、酢酸アンモニウム、酢酸メチルアミン、酢酸エチルアミン及び酢酸テトラメチルアンモニウムよりなる群から選ばれる少なくとも1種である項4又は5に記載の残渣除去液。   Item 6. Item 6. The residue removing solution according to Item 4 or 5, wherein the salt of the weak acid is at least one selected from the group consisting of ammonium acetate, methyl acetate, ethylamine acetate, and tetramethylammonium acetate.

項7.フッ化物塩以外のテトラアルキルアンモニウム塩(B3)が、塩化テトラアルキルアンモニウム及び酢酸テトラアルキルアンモニウムよりなる群から選ばれる少なくとも1種である項1〜3のいずれかに記載の残渣除去液。   Item 7. Item 4. The residue removing solution according to any one of Items 1 to 3, wherein the tetraalkylammonium salt (B3) other than the fluoride salt is at least one selected from the group consisting of tetraalkylammonium chloride and tetraalkylammonium acetate.

項8.フッ化物塩以外の塩(B)が、フッ化物塩(A)と同じ塩基からなる塩である項1〜7に記載の残渣除去液。   Item 8. Item 8. The residue removing solution according to Items 1 to 7, wherein the salt (B) other than the fluoride salt is a salt composed of the same base as the fluoride salt (A).

項9.フッ化物塩(A)がフッ化アンモニウム(A1)であり、フッ化物塩以外の塩(B)がフッ化物塩以外のアンモニウム塩(B1)である項1〜8のいずれかに記載の残渣除去液。   Item 9. The residue removal according to any one of Items 1 to 8, wherein the fluoride salt (A) is ammonium fluoride (A1), and the salt (B) other than the fluoride salt is an ammonium salt (B1) other than the fluoride salt. liquid.

項10.フッ化物塩(A)がフッ化アミン(A2)であり、フッ化物塩以外の塩(B)がフッ化物塩以外のアミン塩(B2)である項1〜8のいずれかに記載の残渣除去液。   Item 10. The residue removal according to any one of Items 1 to 8, wherein the fluoride salt (A) is a fluorinated amine (A2), and the salt (B) other than the fluoride salt is an amine salt (B2) other than the fluoride salt. liquid.

項11.さらに界面活性剤を含む項1〜10のいずれかに記載の残渣除去液。   Item 11. Item 11. The residue removing liquid according to any one of Items 1 to 10, further comprising a surfactant.

項12.さらに有機溶媒を含む項1〜11のいずれかに記載の残渣除去液。   Item 12. Furthermore, the residue removal liquid in any one of claim | item 1 -11 containing an organic solvent.

項13.ニッケルシリサイド(NiSi)を含む半導体基板をドライエッチング及び/又はアッシングした後に存在する残渣を除去する方法であって、
該ドライエッチング及び/又はアッシング後の半導体基板を、項1〜12のいずれかに記載の残渣除去液と接触させることを特徴とする残渣除去方法。
Item 13. A method of removing residues present after dry etching and / or ashing a semiconductor substrate containing nickel silicide (NiSi),
13. A residue removing method comprising contacting the semiconductor substrate after the dry etching and / or ashing with the residue removing solution according to any one of Items 1 to 12.

項14.前記半導体基板が、ニッケルシリサイド(NiSi)を含む電流端子電極を有し、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜及び低誘電率膜(Low−k膜)よりなる群から選ばれる少なくとも1種の層間絶縁膜を有する項13に記載の残渣除去方法。   Item 14. The semiconductor substrate has a current terminal electrode containing nickel silicide (NiSi), and at least one interlayer insulating film selected from the group consisting of a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a low dielectric constant film (Low-k film) Item 14. The method for removing a residue according to Item 13, comprising:

項15.(1)ニッケルシリサイド(NiSi)を含む電流端子電極を有し、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜及び低誘電率膜(Low−k膜)よりなる群から選ばれる少なくとも1種の層間絶縁膜を有する半導体基板をドライエッチング及び/又はアッシングする工程、並びに
(2)上記(1)で処理された半導体基板を項1〜12のいずれかに記載の残渣除去液と接触させる工程を含むことを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
Item 15. (1) It has a current terminal electrode containing nickel silicide (NiSi) and has at least one interlayer insulating film selected from the group consisting of a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a low dielectric constant film (Low-k film). A step of dry etching and / or ashing the semiconductor substrate, and (2) a step of bringing the semiconductor substrate treated in the above (1) into contact with the residue removing liquid according to any one of Items 1 to 12, A method for manufacturing a semiconductor device.

本発明の残渣除去液を用いれば、NiSi(ニッケルシリサイド)を有する半導体基板の製造におけるドライプロセス後の残渣を長期にわたり除去することができる。特に、該残渣は時間経過と共に除去が難しい物質へ変質しやすいが、本発明の残渣除去液はそのような物質の除去も可能である。このようなことから、従来の数時間であったプロセスマージンを1日以上に伸ばすことが可能になり、半導体プロセスの製造の安定化をもたらし、製造コストの削減にもつながる。   By using the residue removing liquid of the present invention, residues after a dry process in the manufacture of a semiconductor substrate having NiSi (nickel silicide) can be removed over a long period of time. In particular, the residue is easily transformed into a substance that is difficult to remove over time, but the residue removing solution of the present invention can remove such a substance. For this reason, it becomes possible to extend the process margin, which has been several hours in the prior art, to one day or more, thereby stabilizing the manufacturing of the semiconductor process and reducing the manufacturing cost.

また、NiSiを腐食させないので、平滑なNiSi表面にプラグを形成することができる。このため、密着性の良い強固なプラグの接続が可能になり、接触により生じ抵抗も小さい。   Moreover, since NiSi is not corroded, a plug can be formed on a smooth NiSi surface. For this reason, it is possible to connect a strong plug with good adhesion, and the resistance is small due to contact.

さらに、本発明の残渣除去液は、絶縁膜のエッチングがほとんど起こらないため、コンタクトホールのサイドエッチングを抑制することができる。特に、絶縁膜が構造上弱い場合であってもサイドエッチングしにくく各層の段差を生じにくいため、寸法変化のないプラグの形成ができ、半導体デバイスの不良を低減することができる。   Furthermore, the residue removing solution of the present invention hardly suppresses etching of the insulating film, and therefore can suppress side etching of contact holes. In particular, even when the insulating film is weak in structure, side etching is difficult to cause, and steps of each layer are difficult to be formed. Therefore, plugs with no dimensional change can be formed, and defects in semiconductor devices can be reduced.

以下、本発明を詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail.

I.半導体ドライプロセス後の残渣除去液
本発明の残渣除去液は、ニッケルシリサイド(NiSi)を含む半導体基板をドライエッチング及び/又はアッシングした後に存在する残渣(ドライプロセス後の残渣)の除去液である。
I. Residue Removal Solution After Semiconductor Dry Process The residue removal solution of the present invention is a removal solution for residues (residues after the dry process) that exist after dry etching and / or ashing of a semiconductor substrate containing nickel silicide (NiSi).

該残渣除去液は、フッ化アンモニウム(A1)、フッ化アミン(A2)、フッ化テトラアルキルアンモニウム(A3)よりなる群から選ばれる少なくとも1種のフッ化物塩(A)、フッ化物塩以外のアンモニウム塩(B1)、フッ化物塩以外のアミン塩(B2)、フッ化物塩以外のテトラアルキルアンモニウム塩(B3)よりなる群から選ばれる少なくとも1種のフッ化物塩以外の塩(B)、並びに水(C)を含むことを特徴とする。   The residue removal solution is at least one fluoride salt (A) selected from the group consisting of ammonium fluoride (A1), fluoride amine (A2), and tetraalkylammonium fluoride (A3). An ammonium salt (B1), an amine salt (B2) other than a fluoride salt, a salt (B) other than at least one fluoride salt selected from the group consisting of a tetraalkylammonium salt (B3) other than a fluoride salt, and It contains water (C).

NiSi(ニッケルシリサイド)を有する構造を形成した際のドライプロセス後の残渣には、シリコン(Si)、ニッケル(Ni)及びこれらの酸化物やフッ化物が含まれる。   The residue after the dry process when the structure having NiSi (nickel silicide) is formed includes silicon (Si), nickel (Ni), and oxides and fluorides thereof.

<フッ化物塩(A)>
フッ化アンモニウム(A1)、フッ化アミン(A2)、フッ化テトラアルキルアンモニウム(A3)よりなる群から選ばれる少なくとも1種のフッ化物塩(A)は、主に残渣に含まれるシリコン含有成分とニッケル含有成分を除去することができる。
<Fluoride salt (A)>
At least one fluoride salt (A) selected from the group consisting of ammonium fluoride (A1), fluoride amine (A2), and tetraalkylammonium fluoride (A3) is mainly composed of a silicon-containing component contained in the residue. Nickel-containing components can be removed.

フッ化アミン(A2)としては、特に制限はなく、例えば、フッ化メチルアミン、フッ化エチルアミン、フッ化ブチルアミン等の直鎖アミン、フッ化ジメチルアミン、フッ化ジエチルアミン、フッ化トリエチルアミン等の分枝アミン等が挙げられる。このうち直鎖のフッ化メチルアミン、フッ化エチルアミン、フッ化ブチルアミンが最も好ましい。   There is no restriction | limiting in particular as a fluorinated amine (A2), For example, branching, such as linear amines, such as fluorinated methylamine, fluorinated ethylamine, and fluorinated butylamine, fluorinated dimethylamine, fluorinated diethylamine, and fluorinated triethylamine An amine etc. are mentioned. Of these, linear fluorinated methylamine, fluorinated ethylamine, and fluorinated butylamine are most preferred.

フッ化テトラアルキルアンモニウム(A3)としては、特に制限はなく、例えば、フッ化テトラC1−6アルキルアンモニウム等が挙げられ、より具体的には、例えば、フッ化テトラメチルアンモニウム、フッ化テトラエチルアンモニウム、フッ化テトラブチルアンモニウム等が挙げられる。このうちフッ化テトラメチルアンモニウムが最も好ましい。 The tetraalkylammonium fluoride (A3), is not particularly limited, for example, include fluoride tetra C 1-6 alkyl ammonium, etc., more specifically, for example, tetramethylammonium fluoride, tetraethylammonium fluoride And tetrabutylammonium fluoride. Of these, tetramethylammonium fluoride is most preferred.

これらのフッ化アンモニウム(A1)、フッ化アミン(A2)及びフッ化テトラアルキルアンモニウム(A3)よりなる群から選ばれる少なくとも1種のフッ化物塩(A)としては、市販の結晶を用いても良いし、これらの塩を形成する酸と塩基とを水中で混合して生成した水溶液、又はこれを乾燥させた結晶、その水和物結晶等を用いても良い。   Commercially available crystals may be used as at least one fluoride salt (A) selected from the group consisting of ammonium fluoride (A1), amine fluoride (A2) and tetraalkylammonium fluoride (A3). Alternatively, an aqueous solution formed by mixing an acid and a base forming these salts in water, a crystal obtained by drying the acid, a hydrate crystal thereof, or the like may be used.

これらのフッ化物塩を含む、pH7〜9の残渣除去液中に存在する少ないHFをFと反応させて、HFよりもHF2−が多い組成を実現させることにより、絶縁膜のサイドエッチングを抑制して、残渣除去性を向上させることができる。 Side etching of the insulating film is performed by reacting a small amount of HF present in the residue removal solution having a pH of 7 to 9 containing these fluoride salts with F to realize a composition containing more HF 2− than HF. It can suppress and can improve residue removability.

フッ化アンモニウム(A1)、フッ化アミン(A2)、フッ化テトラアルキルアンモニウム(A3)よりなる群から選ばれる少なくとも1種のフッ化物塩(A)の配合量(濃度)は、HFよりもHF2−が多い組成を実現させる点から、残渣除去液中、一般に5重量%以上である。好ましくは10〜60重量%、より好ましくは15〜40重量%、特に好ましくは、15〜25重量%である。 The blending amount (concentration) of at least one fluoride salt (A) selected from the group consisting of ammonium fluoride (A1), fluoride amine (A2), and tetraalkylammonium fluoride (A3) is higher than HF. In terms of realizing a composition with a large amount of 2-, it is generally 5% by weight or more in the residue removing solution. The amount is preferably 10 to 60% by weight, more preferably 15 to 40% by weight, and particularly preferably 15 to 25% by weight.

これらのフッ化物塩(A)の配合量(濃度)が高いほど残渣除去能力は高く、絶縁膜のエッチングが生じにくい。また、残渣除去液の寿命も延びる。一方、濃度が高すぎると残渣除去液の粘度が高くなるとともに結晶化しやすくなるため上限を上記の範囲とするのが好適である。なお、5重量%未満では、残渣除去性も悪く、絶縁膜のエッチングも生じやすく、絶縁膜の積層部分に段差を生じる。   The higher the compounding amount (concentration) of these fluoride salts (A), the higher the residue removal capability, and the less likely the etching of the insulating film occurs. In addition, the life of the residue removal solution is extended. On the other hand, if the concentration is too high, the viscosity of the residue removal solution increases and crystallization is likely to occur, so the upper limit is preferably set in the above range. If the content is less than 5% by weight, the residue removal property is poor, the insulating film is easily etched, and a step is formed in the laminated portion of the insulating film.

<フッ化物塩以外の塩(B)>
フッ化物塩(A)と同時に、フッ化物塩以外のアンモニウム塩(B1)、フッ化物塩以外のアミン塩(B2)、フッ化物塩以外のテトラアルキルアンモニウム塩(B3)よりなる群から選ばれる少なくとも1種のフッ化物塩以外の塩(B)を含めることにより、塩濃度を上げ、フッ化物塩(A)の解離に関与する水量を減らして解離を制御し、残渣除去性の向上と絶縁膜のサイドエッチングを抑制する効果が得られる。
<Salts other than fluoride salts (B)>
At least selected from the group consisting of an ammonium salt (B1) other than a fluoride salt, an amine salt (B2) other than a fluoride salt, and a tetraalkylammonium salt (B3) other than a fluoride salt simultaneously with the fluoride salt (A) Inclusion of salt (B) other than one kind of fluoride salt increases the salt concentration, reduces the amount of water involved in the dissociation of fluoride salt (A), and controls dissociation, improving residue removability and insulating film The effect of suppressing side etching is obtained.

フッ化物塩以外のアンモニウム塩(B1)、フッ化物塩以外のアミン塩(B2)及びフッ化物塩以外のテトラアルキルアンモニウム塩(B3)よりなる群から選ばれる少なくとも1種のフッ化物塩以外の塩(B)としては、塩化物塩、臭化物塩等のハロゲン塩;ギ酸塩(ギ酸:pKa3.55)、酢酸塩(酢酸:pKa4.56)、プロピオン酸塩(プロピオン酸:pKa4.67)等のモノカルボン酸塩;シュウ酸塩(シュウ酸:pKa 3.82)、マロン酸塩(マロン酸:pKa5.28)、クエン酸塩(クエン酸:pKa5.69)等のポリカルボン塩;炭酸塩(炭酸:pKa6.35);リン酸塩(リン酸:pKa7.2)等が挙げられる。 Salts other than at least one fluoride salt selected from the group consisting of ammonium salts (B1) other than fluoride salts, amine salts (B2) other than fluoride salts, and tetraalkylammonium salts (B3) other than fluoride salts Examples of (B) include halogen salts such as chloride salts and bromide salts; formate salts (formic acid: pKa3.55), acetate salts (acetic acid: pKa4.56), propionate salts (propionic acid: pKa4.67), etc. Monocarboxylate; oxalate (oxalic acid: pKa 3.82), polycarboxylates such as malonate (malonic acid: pKa 5.28), citrate (citric acid: pKa 5.69); carbonate (carbonic acid: pKa 6.35); phosphate (phosphoric acid) : PKa 7.2) and the like.

これらの塩の中で、陰イオンがNiと錯体を形成するため、アンモニウム、アミン、テトラC1−6アルキルアンモニウムの塩化物塩、酢酸塩、シュウ酸塩、マロン酸塩、クエン酸塩等が好ましい。 Among these salts, anions form complexes with Ni, so ammonium, amine, tetra C 1-6 alkyl ammonium chloride salts, acetates, oxalates, malonates, citrates, etc. preferable.

具体的には、塩化アンモニウム、塩化アミン、塩化テトラメチルアンモニウム、塩化テトラエチルアンモニウム、塩化テトラブチルアンモニウム等の塩化物塩;酢酸アンモニウム、酢酸メチルアミン、酢酸エチルアミン、酢酸テトラメチルアンモニウム、酢酸テトラエチルアンモニウム、酢酸テトラブチルアンモニウム等の酢酸塩;シュウ酸アンモニウム、シュウ酸テトラメチルアンモニウム、シュウ酸テトラエチルアンモニウム、シュウ酸テトラブチルアンモニウム等のシュウ酸塩;マロン酸アンモニウム、マロン酸メチルアミン、マロン酸エチルアミン、マロン酸テトラメチルアンモニウム、マロン酸テトラエチルアンモニウム、マロン酸テトラブチルアンモニウム等のマロン酸塩;クエン酸アンモニウム、クエン酸メチルアミン、クエン酸エチルアミン、クエン酸テトラメチルアンモニウム、クエン酸テトラエチルアンモニウム、クエン酸テトラブチルアンモニウム等のクエン酸塩等が好ましい。   Specifically, chloride salts such as ammonium chloride, amine chloride, tetramethylammonium chloride, tetraethylammonium chloride, tetrabutylammonium chloride; ammonium acetate, methylamine acetate, ethylamine acetate, tetramethylammonium acetate, tetraethylammonium acetate, acetic acid Acetates such as tetrabutylammonium; oxalates such as ammonium oxalate, tetramethylammonium oxalate, tetraethylammonium oxalate, tetrabutylammonium oxalate; ammonium malonate, methylamine malonate, ethylamine malonate, tetramalonate malonate Malonates such as methylammonium, tetraethylammonium malonate, tetrabutylammonium malonate; ammonium citrate, methylamine citrate, que Acid ethylamine, tetramethylammonium citrate, citric acid tetraethylammonium, citrate salts such as citric acid tetrabutylammonium is preferably used.

より好ましくは、pKaが4以上の弱酸の塩であり、特に好ましくは、酢酸アンモニウム、酢酸メチルアミン、酢酸エチルアミン、酢酸テトラメチルアンモニウム、マロン酸アンモニウム、マロン酸メチルアミン、マロン酸エチルアミン、マロン酸テトラメチルアンモニウム、マロン酸テトラエチルアンモニウム、マロン酸テトラブチルアンモニウムである。これ等のうち、モノカルボン酸のアンモニウム塩、アミン塩、テトラアルキルアンモニウム塩である酢酸アンモニウム、酢酸メチルアミン、酢酸エチルアミン、酢酸テトラメチルアンモニウムがさらに好ましく、酢酸メチルアミン、酢酸エチルアミン、酢酸テトラメチルアンモニウムが最も好ましい。   More preferably, it is a salt of a weak acid having a pKa of 4 or more, and particularly preferably ammonium acetate, methylamine acetate, ethylamine, tetramethylammonium acetate, ammonium malonate, methylamine malonate, ethylamine malonate, tetramalonate malonate. Methyl ammonium, tetraethyl ammonium malonate, and tetrabutyl ammonium malonate. Of these, ammonium salts of monocarboxylic acids, amine salts, and tetraalkylammonium salts such as ammonium acetate, methylamine, ethylamine acetate, and tetramethylammonium acetate are more preferable, methylamine acetate, ethylamine acetate, and tetramethylammonium acetate. Is most preferred.

なお、フッ化物塩以外のテトラアルキルアンモニウム塩(B3)として、塩化テトラアルキルアンモニウム、酢酸テトラアルキルアンモニウム等のプロトン(H)を発生しないテトラアルキルアンモニウム塩(B3)を添加した場合、シリコン酸化膜等の絶縁膜のエッチングを増加させることなく、ニッケル含有成分を除去することができる。 When a tetraalkylammonium salt (B3) that does not generate protons (H + ), such as tetraalkylammonium chloride or tetraalkylammonium acetate, is added as a tetraalkylammonium salt (B3) other than a fluoride salt, a silicon oxide film The nickel-containing component can be removed without increasing the etching of the insulating film.

これらのフッ化物塩以外のアンモニウム塩(B1)、フッ化物塩以外のアミン塩(B2)及びフッ化物塩以外のテトラアルキルアンモニウム塩(B3)よりなる群から選ばれる少なくとも1種のフッ化物塩以外の塩(B)としては、市販の結晶を用いても良いし、これらの塩を形成する酸と塩基とを水中で混合して生成した水溶液、又はこれを乾燥させた結晶、その水和物結晶等を用いても良い。   Other than at least one fluoride salt selected from the group consisting of ammonium salts (B1) other than these fluoride salts, amine salts (B2) other than fluoride salts, and tetraalkylammonium salts (B3) other than fluoride salts As the salt (B), commercially available crystals may be used, an aqueous solution formed by mixing an acid and a base forming these salts in water, or a crystal obtained by drying the solution, or a hydrate thereof. Crystals or the like may be used.

フッ化物塩以外のアンモニウム塩(B1)、フッ化物塩以外のアミン塩(B2)及びフッ化物塩以外のテトラアルキルアンモニウム塩(B3)よりなる群から選ばれる少なくとも1種のフッ化物塩以外の塩(B)の配合量(濃度)は、ニッケル含有残渣除去性の向上とHF2−発生の効率化の点から、残渣除去液中、一般に3重量%以上である。好ましくは4〜50重量%、より好ましくは5〜35重量%、特に好ましくは、10〜25重量%である。 Salts other than at least one fluoride salt selected from the group consisting of ammonium salts (B1) other than fluoride salts, amine salts (B2) other than fluoride salts, and tetraalkylammonium salts (B3) other than fluoride salts The blending amount (concentration) of (B) is generally 3% by weight or more in the residue removing solution from the viewpoint of improving the nickel-containing residue removing property and improving the efficiency of HF 2− generation. The amount is preferably 4 to 50% by weight, more preferably 5 to 35% by weight, and particularly preferably 10 to 25% by weight.

なお、フッ化テトラアルキルアンモニウム(A3)及びフッ化物塩以外のテトラアルキルアンモニウム(B3)の合計配合量(合計濃度)は、粘性を低くする点から、残渣除去液中、15重量%未満である。好ましくは3〜14.9重量%、より好ましくは5〜14.9重量%、特に好ましくは8〜14.9重量%である。   The total blending amount (total concentration) of tetraalkylammonium fluoride (A3) and tetraalkylammonium (B3) other than the fluoride salt is less than 15% by weight in the residue removal solution from the viewpoint of reducing the viscosity. . Preferably it is 3 to 14.9% by weight, more preferably 5 to 14.9% by weight, and particularly preferably 8 to 14.9% by weight.

<フッ化物塩(A)とフッ化物塩以外の塩(B)の組合せ>
上述したフッ化物塩(A)とフッ化物塩以外の塩(B)としては、解離平衡の制御の点から、同じ塩基からなるフッ化物塩(A)及びフッ化物塩以外の塩(B)を組み合わせて使用することが好ましい。なかでも、フッ化アンモニウム(A1)とフッ化物塩以外のアンモニウム塩(B1)との組合せ、フッ化アミン(A2)とフッ化物塩以外のアミン塩(B2)との組合せが好ましい。
<Combination of fluoride salt (A) and salt (B) other than fluoride salt>
As the salt (B) other than the fluoride salt (A) and the fluoride salt described above, the salt (B) other than the fluoride salt (A) and the fluoride salt made of the same base are used from the viewpoint of controlling dissociation equilibrium. It is preferable to use in combination. Among these, a combination of ammonium fluoride (A1) and an ammonium salt (B1) other than a fluoride salt, and a combination of a fluoride amine (A2) and an amine salt (B2) other than a fluoride salt are preferable.

また、効率よくHF2−を発生させ、絶縁膜のサイドエッチングを抑制して、残渣除去性を向上させるためには、フッ化アンモニウム(A1)、フッ化アミン(A2)、フッ化テトラアルキルアンモニウム(A3)よりなる群から選ばれる少なくとも1種のフッ化物塩(A)と、フッ化物塩以外のアンモニウム塩(B1)、フッ化物塩以外のアミン塩(B2)、フッ化物塩以外のテトラアルキルアンモニウム塩(B3)よりなる群から選ばれる少なくとも1種のフッ化物塩以外の塩(B)との混合比は、モル比で、(A):(B)=3:1〜1:3の範囲が好ましい。 In addition, in order to efficiently generate HF 2− , suppress side etching of the insulating film, and improve residue removability, ammonium fluoride (A1), amine fluoride (A2), tetraalkylammonium fluoride At least one fluoride salt (A) selected from the group consisting of (A3), ammonium salt (B1) other than fluoride salt, amine salt (B2) other than fluoride salt, and tetraalkyl other than fluoride salt The mixing ratio with the salt (B) other than at least one fluoride salt selected from the group consisting of the ammonium salt (B3) is a molar ratio of (A) :( B) = 3: 1 to 1: 3. A range is preferred.

<残渣除去液のpH>
本発明のドライプロセス後の残渣除去液のpHは、絶縁膜がエッチングされて、多層部分などに段差を生じないように調整することが必要である。絶縁膜が構造上弱い場合には、pHが7未満では、残渣除去液の中でHFが多く発生し、絶縁膜がサイドエッチングされやすく、設計寸法どおりの構造を形成できなくなる。そのため、絶縁膜の種類によらず、エッチングを抑制するためにはpH7以上であることが必要となる。好ましくはpH7〜9、より好ましくはpH7〜8.5、特に好ましくはpH7.5〜8.5である。pH9を越えると残渣除去のための処理時間が長くなるため、シリコンウェハーの裏面がエッチングされやすくなるため好ましくない。
<他の成分>
さらに、必要に応じ、界面活性剤、有機溶媒等を添加することにより、より優れた機能を追加することが可能である。
<PH of residue removing solution>
The pH of the residue removing solution after the dry process of the present invention needs to be adjusted so that the insulating film is etched and no step is generated in the multilayer portion. If the insulating film is structurally weak, if the pH is less than 7, a large amount of HF is generated in the residue removal solution, the insulating film is easily side-etched, and a structure as designed cannot be formed. Therefore, regardless of the type of insulating film, it is necessary to have a pH of 7 or higher in order to suppress etching. Preferably it is pH 7-9, More preferably, it is pH 7-8.5, Most preferably, it is pH 7.5-8.5. If the pH exceeds 9, the treatment time for removing the residue becomes long, and the back surface of the silicon wafer is likely to be etched, which is not preferable.
<Other ingredients>
Furthermore, it is possible to add a more excellent function by adding a surfactant, an organic solvent or the like as necessary.

界面活性剤は、疎水性の層間絶縁膜に対して濡れ性を増し、パターンの形状によっては残渣除去液がいきわたらない場合等を防ぐために使用できる。その種類は、カチオン系、アニオン系、ノニオン系等、特に限定されない。   The surfactant increases wettability with respect to the hydrophobic interlayer insulating film and can be used to prevent the case where the residue removing liquid does not spread depending on the shape of the pattern. The kind is not specifically limited, such as a cation system, an anion system, and a nonionic system.

具体的には、カチオン系界面活性剤としては、例えば、RNHで表される1級アミン、RNHで表される2級アミン、RNで表される3級アミン、[RN]で表される4級アミン(Rは水素原子、フッ素原子もしくはOH基で置換されていてもよい炭素数1〜12の直鎖もしくは分岐鎖状アルキル基、又はフッ素原子もしくはOH基で置換されていてもよいフェニル基;Mは一価の陰イオンである)等が挙げられる。具体的には、CH(CHNH、(CH(CHNH、(CH(CHN、(CH(CHNCl、CH(CHN((CHOH)、CF(CFNH、(CF(CFNH、(CF(CFN、(CF(CFNCl、CF(CFN((CHOH)、CNH、(CH(CHNH(nは1〜30の整数である。)等が挙げられる。 Specifically, examples of the cationic surfactant include a primary amine represented by RNH 2 , a secondary amine represented by R 2 NH, a tertiary amine represented by R 3 N, [R 4 N] A quaternary amine represented by M (R represents a linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms which may be substituted with a hydrogen atom, a fluorine atom or an OH group, or a fluorine atom or an OH group. Phenyl group which may be substituted; M is a monovalent anion). Specifically, CH 3 (CH 2 ) n NH 2 , (CH 3 (CH 2 ) n ) 2 NH, (CH 3 (CH 2 ) n ) 3 N, (CH 3 (CH 2 ) n ) 4 NCl , CH 3 (CH 2) n n ((CH 2) n OH) 2, CF 3 (CF 2) n NH 2, (CF 3 (CF 2) n) 2 NH, (CF 3 (CF 2) n) 3 N, (CF 3 (CF 2 ) n ) 4 NCl, CF 3 (CF 2 ) n N ((CH 2 ) n OH) 2 , C 6 H 5 NH 2 , (CH 3 ) 2 (CH 2 ) n NH 2 (n is an integer of 1 to 30.), and the like.

アニオン系界面活性剤としては、親水基が−COOM、−SOM、−OSOM(Mは水素原子、金属原子又はアンモニウム基である。)であるカルボン酸型、スルホン酸型又は硫酸エステル型の界面活性剤が好ましい。 Examples of the anionic surfactant include a carboxylic acid type, a sulfonic acid type, or a sulfate ester whose hydrophilic group is —COOM, —SO 3 M, —OSO 3 M (M is a hydrogen atom, a metal atom, or an ammonium group). A type of surfactant is preferred.

カルボン酸型界面活性剤としては、具体的には、CF(CFCOOH、(CFCF(CFCOOH、HCF(CFCOOH、CF(CF(CHCOOH、CF(CFCF=CH(CHCOOH、Cl(CFCFCl)CFCOOH(nは2〜17、mは1〜2、pは1〜9の整数である)で示されるものや、これらのアルカリ金属塩、アンモニウム塩、第一アミン塩、第二アミン塩、第三アミン塩等が挙げられる。 Specific examples of the carboxylic acid type surfactant include CF 3 (CF 2 ) n COOH, (CF 3 ) 2 CF (CF 2 ) n COOH, HCF 2 (CF 2 ) n COOH, CF 3 (CF 2 ) n (CH 2) m COOH , CF 3 (CF 2) n CF = CH (CH 2) m COOH, Cl (CF 2 CFCl) p CF 2 COOH (n is 2 to 17, m is 1 to 2, p And an alkali metal salt, ammonium salt, primary amine salt, secondary amine salt, tertiary amine salt, and the like.

また、スルホン酸型界面活性剤及び硫酸エステル型界面活性剤としては、例えば、C2n+1SOM、C2n+1O(CHCHO)SOM、C2n+1PhSOM、C2n+1PhO(CHCHO)SOM又はC2n+1Ph(SOH)OPhSOM(Mは水素原子、金属原子又はアンモニウム基;Phはフェニレン基;nは5〜20の整数;mは0〜20の整数である)。これらの具体例としては、C1225O(CHCHO)SOH、C19PhO(CHCHO)SOH、C1225O(CHCHO)SOH、C11PhSOH、C17OPhSOH、RCH=CH(CHSOH(Rは、水素原子がフッ素原子で置換されていてもよい炭化水素基である)、C1225OSOH、C1225Ph(SOH)OPhSOHで示されるものや、これらの金属塩、アンモニウム塩、第一アミン塩、第二アミン塩、第三アミン塩等が挙げられる。 Examples of the sulfonic acid type surfactant and the sulfate ester type surfactant include C n H 2n + 1 SO 3 M, C n H 2n + 1 O (CH 2 CH 2 O) m SO 3 M, and C n H 2n + 1 PhSO. 3 M, C n H 2n + 1 PhO (CH 2 CH 2 O) m SO 3 M or C n H 2n + 1 Ph (SO 3 H) OPhSO 3 M (M is a hydrogen atom, metal atom or ammonium group; Ph is a phenylene group; n is an integer of 5-20; m is an integer of 0-20). Examples of these, C 12 H 25 O (CH 2 CH 2 O) 2 SO 3 H, C 9 H 19 PhO (CH 2 CH 2 O) 4 SO 3 H, C 12 H 25 O (CH 2 CH 2 O) 4 SO 3 H, C 6 F 11 PhSO 3 H, C 9 F 17 OPhSO 3 H, RCH═CH (CH 2 ) n SO 3 H (R represents a hydrogen atom substituted with a fluorine atom. C 12 H 25 OSO 3 H, C 12 H 25 Ph (SO 3 H) OPhSO 3 H, and their metal salts, ammonium salts, primary amine salts, Examples thereof include amine salts and tertiary amine salts.

非イオン系界面活性剤としては、親水基が−R’(CHCHO)R”又は−R’O(CHCHO)R”(R”は水素原子、炭素数1〜10のアルキル基;R’は、水素原子がフッ素原子で置換されていてもよい炭素数1〜20の炭化水素基;qは0〜20の整数を示す)で示されるポリエチレングリコール型の界面活性剤が好ましい。具体的には、C17O(CHCHO)CH(rは2〜30の整数である)、C19Ph(CHCHO)10H、C1225O(CHCHO)H、C19PhO(CHCHO)10H、C19PhO(CHCHO)H、C17PhO(CHCHO)H、C17Ph(CHCHO)10H(Phはフェニレン基である)等が挙げられる。 As the nonionic surfactant, a hydrophilic group is —R ′ (CH 2 CH 2 O) q R ″ or —R′O (CH 2 CH 2 O) q R ″ (R ″ is a hydrogen atom having 1 carbon atom) -10 alkyl group; R ′ is a polyethylene glycol type interface represented by a hydrogen atom in which a hydrogen atom may be substituted with a fluorine atom; and q is an integer of 0-20) Activators are preferred, specifically C 9 F 17 O (CH 2 CH 2 O) r CH 3 (r is an integer from 2 to 30), C 9 H 19 Ph (CH 2 CH 2 O) 10 H, C 12 H 25 O (CH 2 CH 2 O) 9 H, C 9 H 19 PhO (CH 2 CH 2 O) 10 H, C 9 H 19 PhO (CH 2 CH 2 O) 5 H, C 8 H 17 PhO (CH 2 CH 2 O ) 3 H, C 8 H 17 Ph (CH 2 C 2 O) 10 H (Ph can be mentioned a is) such as a phenylene group.

界面活性剤の配合量(濃度)は、残渣除去液中、一般に0.00001〜5重量%、好ましくは0.0001〜3重量%が好ましい。0.00001重量%より少ないと界面活性効果が小さい傾向があり、5重量%より多く配合してもその効果の変化は少なくなる傾向がある。   The compounding amount (concentration) of the surfactant is generally 0.00001 to 5% by weight, preferably 0.0001 to 3% by weight in the residue removing solution. If the amount is less than 0.00001% by weight, the surfactant effect tends to be small, and even if the amount is more than 5% by weight, the change in the effect tends to be small.

有機溶媒は、残渣中に有機成分が存在する場合に、この有機成分の除去を容易にするために使用することができる。有機溶媒は、特に限定されないが、H(プロトン)を解離させず、ドナー数が高いものが好ましい。例えば、ジメチルスルホキシド(DMSO)などのスルホキシド類、ジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルアセトアミド(DMA)、N−メチルピロリドン(NMP)などのアミド類等が挙げられる。 An organic solvent can be used to facilitate removal of the organic component when it is present in the residue. The organic solvent is not particularly limited, but an organic solvent that does not dissociate H + (proton) and has a high donor number is preferable. Examples thereof include sulfoxides such as dimethyl sulfoxide (DMSO), amides such as dimethylformamide (DMF), dimethylacetamide (DMA), and N-methylpyrrolidone (NMP).

有機溶媒の配合量(濃度)は、残渣除去液中、一般に1〜40重量%程度であればよい。好ましくは3〜20重量%、さらに好ましくは、5〜10重量%である。   The amount (concentration) of the organic solvent is generally about 1 to 40% by weight in the residue removing solution. Preferably it is 3 to 20 weight%, More preferably, it is 5 to 10 weight%.

本発明の残渣除去液に含まれる水の割合は、残渣除去液中、通常30〜95重量%程度、好ましくは40〜80重量%程度であり、水以外の成分の配合量に応じて決定することができる。   The ratio of water contained in the residue removing liquid of the present invention is usually about 30 to 95% by weight, preferably about 40 to 80% by weight in the residue removing liquid, and is determined according to the amount of components other than water. be able to.

<好ましい組成>
以下に、具体的な好ましい残渣除去液を例示する。
<Preferred composition>
Below, a specific preferable residue removal liquid is illustrated.

例えば、フッ化アンモニウム(A1)、フッ化アミン(A2)、フッ化テトラアルキルアンモニウム(A3)よりなる群から選ばれる少なくとも1種のフッ化物塩(A)とフッ化物塩以外のアンモニウム塩(B1)、フッ化物塩以外のアミン塩(B2)、フッ化物塩以外のテトラアルキルアンモニウム塩(B3)よりなる群から選ばれる少なくとも1種のフッ化物塩以外の塩(B)と水(C)とを含む残渣除去液の場合、フッ化物塩(A)の配合量(濃度)は6〜60重量%程度(好ましくは15〜40重量%程度)、フッ化物塩以外の塩(B)は4〜50重量%程度(好ましくは10〜25重量%程度)、残りは水(C)である。この残渣除去液の好ましいpHは7〜9程度(好ましくは7〜8程度)である。   For example, at least one fluoride salt (A) selected from the group consisting of ammonium fluoride (A1), fluoride amine (A2), and tetraalkylammonium fluoride (A3) and an ammonium salt other than the fluoride salt (B1) ), An amine salt (B2) other than a fluoride salt, a salt (B) other than at least one fluoride salt selected from the group consisting of a tetraalkylammonium salt (B3) other than a fluoride salt, and water (C) In the case of a residue-removing solution containing a salt, the blending amount (concentration) of the fluoride salt (A) is about 6 to 60% by weight (preferably about 15 to 40% by weight), and the salt (B) other than the fluoride salt is 4 to 4%. About 50% by weight (preferably about 10-25% by weight), and the rest is water (C). The preferred pH of this residue removal solution is about 7-9 (preferably about 7-8).

例えば、フッ化アンモニウム(A1)、フッ化アミン(A2)、フッ化テトラアルキルアンモニウム(A3)よりなる群から選ばれる少なくとも1種のフッ化物塩(A)とフッ化物塩以外のアンモニウム塩(B1)、フッ化物塩以外のアミン塩(B2)、フッ化物塩以外のテトラアルキルアンモニウム塩(B3)よりなる群から選ばれる少なくとも1種のフッ化物塩以外の塩(B)と水(C)と有機溶媒とを含む残渣除去液の場合、フッ化物塩(A)の配合量は6〜60重量%程度(好ましくは15〜40重量%程度)、フッ化物塩以外の塩(B)は4〜50重量%程度(好ましくは10〜25重量%程度)、有機溶媒の配合量は1〜40重量%程度(好ましくは3〜20重量%程度)、残りは水(C)である。この残渣除去液のpHは7〜9程度(好ましくは7〜8程度)である。なお、有機溶媒としては、DMSO、DMF、DMA等が好適である。   For example, at least one fluoride salt (A) selected from the group consisting of ammonium fluoride (A1), fluoride amine (A2), and tetraalkylammonium fluoride (A3) and an ammonium salt other than the fluoride salt (B1) ), An amine salt (B2) other than a fluoride salt, a salt (B) other than at least one fluoride salt selected from the group consisting of a tetraalkylammonium salt (B3) other than a fluoride salt, and water (C) In the case of a residue removing solution containing an organic solvent, the blending amount of the fluoride salt (A) is about 6 to 60% by weight (preferably about 15 to 40% by weight), and the salt (B) other than the fluoride salt is 4 to 4%. About 50% by weight (preferably about 10-25% by weight), the amount of the organic solvent is about 1-40% by weight (preferably about 3-20% by weight), and the rest is water (C). The pH of this residue removal solution is about 7-9 (preferably about 7-8). As the organic solvent, DMSO, DMF, DMA and the like are suitable.

例えば、フッ化アンモニウム(A1)、フッ化アミン(A2)、フッ化テトラアルキルアンモニウム(A3)よりなる群から選ばれる少なくとも1種のフッ化物塩(A)とフッ化物塩以外のアンモニウム塩(B1)、フッ化物塩以外のアミン塩(B2)、フッ化物塩以外のテトラアルキルアンモニウム塩(B3)よりなる群から選ばれる少なくとも1種のフッ化物塩以外の塩(B)と水(C)と界面活性剤とを含む残渣除去液の場合、フッ化物塩(A)の配合量は10〜60重量%程度(好ましくは15〜40重量%程度)、フッ化物塩以外の塩(B)は4〜50重量%程度(好ましくは5〜35重量%程度)、界面活性剤の配合量は0.00001〜5重量%程度(好ましくは0.0001〜3重量%程度)、残りは水(C)である。この残渣除去液のpHは7〜9程度(好ましくは7〜8程度)である。なお、界面活性剤としては、C1225Ph(SOH)OPh(SOH)(Phはフェニレン基である)やそのアンモニウム塩等が好適である。
II.除去対象残渣
本発明の残渣除去液で処理される対象物は、主として除去されるべきニッケルシリサイド(NiSi)上に形成される酸化膜、ドライプロプロセス後の残渣、及び保護されるべきNiSi表面である。
For example, at least one fluoride salt (A) selected from the group consisting of ammonium fluoride (A1), fluoride amine (A2), and tetraalkylammonium fluoride (A3) and an ammonium salt other than the fluoride salt (B1) ), An amine salt (B2) other than a fluoride salt, a salt (B) other than at least one fluoride salt selected from the group consisting of a tetraalkylammonium salt (B3) other than a fluoride salt, and water (C) In the case of a residue removing solution containing a surfactant, the blending amount of the fluoride salt (A) is about 10 to 60% by weight (preferably about 15 to 40% by weight), and the salt (B) other than the fluoride salt is 4 ˜50% by weight (preferably about 5 to 35% by weight), the compounding amount of the surfactant is about 0.00001 to 5% by weight (preferably about 0.0001 to 3% by weight), and the rest is water (C) It is. The pH of this residue removal solution is about 7-9 (preferably about 7-8). As the surfactant, C 12 H 25 Ph (SO 3 H) OPh (SO 3 H) (Ph is a phenylene group), ammonium salts thereof, and the like are suitable.
II. Object to be processed in the residue-removing liquid to be removed residues present invention, the oxide film formed on the nickel silicide (NiSi) to be mainly removed, the residue after dry pro process, and NiSi surface to be protected is there.

NiSi酸化膜としては、ドライエッチング及び/又はアッシング時に形成されたNiSi酸化物、或いはプロセス間の移動などにより大気に曝された場合に、金属が自然に酸化されてできたNiSiの自然酸化膜等が挙げられる。これらの組成としては、NiO、SiO等が多く含まれる。   NiSi oxide film includes NiSi oxide formed during dry etching and / or ashing, or NiSi natural oxide film formed by natural oxidation of metal when exposed to the atmosphere due to movement between processes, etc. Is mentioned. These compositions contain a large amount of NiO, SiO and the like.

ドライプロプロセス後の残渣は、導電性金属として、NiSiを用いて成膜したウェハーにおいて、NiSi構造のNiSi表面上のNiSi酸化膜、及び/又は、ドライエッチング及び/又はアッシングにより形成されたNiSi酸化物を含むNiSi変質物からなる。この残渣は、主にパターンが形成されたNiSi上やシリコン酸化膜やシリコン窒化膜などの絶縁膜で形成されたパターンの側壁および層間絶縁膜基板表面に付着する。   Residues after dry pro-process are NiSi oxide film on NiSi surface of NiSi structure and / or NiSi oxide formed by dry etching and / or ashing on wafers formed using NiSi as conductive metal It consists of NiSi alteration material containing a thing. This residue adheres mainly to NiSi on which the pattern is formed, to the side wall of the pattern formed of an insulating film such as a silicon oxide film or a silicon nitride film, and to the surface of the interlayer insulating film substrate.

NiSi上に形成される残渣は、ドライエッチング及び/又はアッシングにより、損傷を受けて酸化及び/又はフッ素化されたNiSi酸化物とそのNiSiとの混合物からなる変質物残渣であり、電気抵抗が増大したものである。このNiSi変質物は、酸化及び/又はフッ素化されたNiSi酸化物及びNiSiからなるので、その電気抵抗はNiO、SiOに近い絶縁層となる。   Residue formed on NiSi is an altered residue composed of a mixture of NiSi oxide and NiSi that has been damaged and oxidized and / or fluorinated by dry etching and / or ashing, and its electrical resistance increases. It is a thing. Since this NiSi alteration is made of oxidized and / or fluorinated NiSi oxide and NiSi, the electric resistance is an insulating layer close to NiO and SiO.

シリコン酸化膜やシリコン窒化膜等の絶縁膜で形成されたパターンの側壁に付着する残渣は、NiSi変質物のほかにNiSi自体がドライエッチングでスパッタリングされたものがあり、SiやNiを含んでいる場合がある。また、層間絶縁膜基板表面の残渣は、アッシングすることにより除去しきれなかったレジスト、反射防止膜及び埋め込み剤等の有機物や無機マスクを用いたプロセスでの残留物に、ドライエッチングの際にホールやトレンチの底から飛来した若干のSi、NiやNiSi変質物を含んだものであると推測できる。   Residue adhering to the side wall of the pattern formed of an insulating film such as a silicon oxide film or a silicon nitride film may be obtained by sputtering NiSi itself by dry etching in addition to the NiSi alteration, and contains Si and Ni. There is a case. Residues on the surface of the interlayer insulating film substrate are not removed by ashing into residues in processes using organic substances such as resists, antireflection films and filling agents, and inorganic masks, which are not removed by ashing. It can be inferred that it contains some Si, Ni, and NiSi alterations flying from the bottom of the trench.

本明細書において、絶縁膜とは、主にシリコン酸化膜(SiO)及びこのドープ膜、シリコン窒化膜(SiN)、Low−k膜、porous−Low−k膜等のことであり、例えば、フッ素を含んだシリコン酸化膜(FSG膜)も包含される。また、シリコン酸化膜は、プラズマ、塗布、熱等のその製法によらない。   In this specification, the insulating film is mainly a silicon oxide film (SiO) and this doped film, a silicon nitride film (SiN), a low-k film, a porous-low-k film, etc. Also included is a silicon oxide film (FSG film) containing. The silicon oxide film does not depend on its manufacturing method such as plasma, coating, or heat.

Low−k膜、porous−Low−k膜は、比誘電率が1より大きく4以下程度、好ましくは3以下程度、より好ましくは2.8以下程度、さらに好ましくは2.6以下程度の絶縁膜を意味する。Low−k膜は主に塗布またはプラズマCVDにより生成される。   The low-k film and the porous-low-k film are insulating films having a relative dielectric constant greater than 1 and about 4 or less, preferably about 3 or less, more preferably about 2.8 or less, and even more preferably about 2.6 or less. Means. The Low-k film is mainly generated by coating or plasma CVD.

具体的には、LKDシリーズ(商品名、JSR(株)製)、HSGシリーズ(商品名、日立化成工業(株)製)、Nanoglass(商品名、Honeywell社製)、IPS(商品名、触媒化成工業(株)製)、ZM(商品名、Dow Corning社製)、XLK(商品名、Dow Corning社製)、FO(商品名、Dow Corning社製)、Orion(商品名、Tricon社製)、NCS(商品名、触媒化成工業(株)製)、SiLK、porous−SiLK(商品名、Dow Corning社製)等の無機SOG(HSG:水素化シルセスキオキサン)、有機SOG膜(MSQ膜:メチルシルセスキオキサン膜)、ポリアリルエーテル等を主成分とする有機ポリマー膜とよばれる塗布膜や、Black Diamond(商品名、アプライドマテリアルズ社製)、コーラル(商品名、Novellus社製)、オーロラ(商品名、ASM社製)に代表されるプラズマCVD膜等があるが、これらに限定されるものではない。 Specifically, the LKD series (trade name, manufactured by JSR Corporation), the HSG series (trade name, manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.), Nanoglass (trade name, manufactured by Honeywell), IPS (trade name, catalyst chemical conversion) Kogyo Co., Ltd.), Z 3 M (trade name, manufactured by Dow Corning), XLK (trade name, manufactured by Dow Corning), FO x (trade name, manufactured by Dow Corning), Orion (trade name, Tricon) Manufactured), NCS (trade name, manufactured by Catalyst Chemical Industry Co., Ltd.), SiLK, porous-SiLK (trade name, manufactured by Dow Corning), etc., inorganic SOG (HSG: hydrogenated silsesquioxane), organic SOG film ( MSQ film: methylsilsesquioxane film), coating film called organic polymer film mainly composed of polyallyl ether, etc. There are plasma CVD films represented by diamond (trade name, manufactured by Applied Materials), coral (trade name, manufactured by Novellus), aurora (trade name, manufactured by ASM), etc., but are not limited thereto. Absent.

レジストとしては、KrF(クリプトンエフ)、ArF、Fレジスト等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
III.NiSi酸化物及び/又はドライプロセス後の残渣の除去
本発明の残渣除去方法は、主として、NiSiを有する半導体基板に存在する残渣を除去する方法である。具体的には、NiSi(ニッケルシリサイド)を含む電流端子電極を有し、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、低誘電率膜(Low−k膜)のいずれか1種以上の層間絶縁膜を有する半導体基板に存在するドライプロセス後の残渣を、上記の残渣除去液を用いて除去するものである。
Examples of the resist include, but are not limited to, KrF (krypton F), ArF, and F 2 resist.
III. Removal of NiSi Oxide and / or Residue After Dry Process The residue removal method of the present invention is mainly a method for removing a residue present in a semiconductor substrate having NiSi. Specifically, a semiconductor having a current terminal electrode containing NiSi (nickel silicide) and having one or more interlayer insulating films of a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a low dielectric constant film (Low-k film) The residue after the dry process existing on the substrate is removed by using the residue removing liquid.

本発明は半導体デバイスの製造方法をも提供する。該製造方法は、(1)ニッケルシリサイド(NiSi)を含む電流端子電極を有し、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜及び低誘電率膜(Low−k膜)よりなる群から選ばれる少なくとも1種の層間絶縁膜を有する半導体基板をドライエッチング及び/又はアッシングする工程、並びに(2)上記(1)で処理された半導体基板を上記の残渣除去液と接触させる工程を含むことを特徴とする。   The present invention also provides a method for manufacturing a semiconductor device. The manufacturing method includes (1) a current terminal electrode containing nickel silicide (NiSi), and at least one selected from the group consisting of a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a low dielectric constant film (Low-k film). The method includes a step of dry etching and / or ashing a semiconductor substrate having an interlayer insulating film, and (2) a step of bringing the semiconductor substrate treated in the above (1) into contact with the above residue removing liquid.

残渣除去の処理は、被処理物である半導体基板を残渣除去液に接触させて行う。残渣除去液への接触方法は、NiSi酸化物、及び/又は、ドライプロセス後の残渣が除去でき、NiSiの腐食を抑えて、絶縁膜に実質的にダメージを与えなければ特に限定されることはなく、対象残渣、残渣除去液の種類、温度等の条件に応じて適宜設定することができる。   The residue removal process is performed by bringing a semiconductor substrate, which is an object to be processed, into contact with a residue removal solution. The method of contacting the residue removing liquid is not particularly limited as long as NiSi oxide and / or residues after the dry process can be removed, NiSi corrosion is suppressed, and the insulating film is not substantially damaged. However, it can be appropriately set according to conditions such as the target residue, the type of the residue removal liquid, and the temperature.

接触方法としては、例えば、残渣除去液をためた槽に、カセットに入った多量の被処理物(ウェハー)を浸漬させるバッチ式、回転させた被処理物(ウェハー)の上から残渣除去液をかけて洗浄する枚葉式、被処理物(ウェハー)に残渣除去液をスプレーで吹付け続けて洗浄するスプレー式等、種々の接触方法が用いられる。   As the contact method, for example, a batch type in which a large amount of processing object (wafer) contained in a cassette is immersed in a tank for storing the residue removal liquid, and a residue removal liquid is applied from above the rotated processing object (wafer). Various contact methods, such as a single wafer type that is washed over and a spray type in which a residue removing solution is continuously sprayed on the object to be processed (wafer) by spraying, are used.

残渣除去液の温度は、例えば10〜60℃程度、好ましくは15〜40℃程度である。接触時間も限定されず適宜選択することができ、例えば、0.5分〜30分程度、好ましくは1分〜15分程度である。   The temperature of the residue removing solution is, for example, about 10 to 60 ° C, preferably about 15 to 40 ° C. The contact time is not limited and can be appropriately selected. For example, the contact time is about 0.5 to 30 minutes, preferably about 1 to 15 minutes.

また、バッチ式の場合は、必要に応じて、撹拌下の残渣除去液にウェハーを浸漬してもよい。撹拌の速度も限定されず、適宜選択することができる。不要物が除去しにくい場合、例えば被処理物を残渣除去液に浸漬して超音波洗浄を行ってもよい。超音波は、80kHz以上であればよく、好ましくは80kHz〜10MHz、例えば100kHz〜3MHzである。   Moreover, in the case of a batch type, you may immerse a wafer in the residue removal liquid under stirring as needed. The speed of stirring is not limited and can be appropriately selected. In the case where it is difficult to remove unnecessary substances, for example, the object to be treated may be immersed in a residue removing solution and subjected to ultrasonic cleaning. The ultrasonic wave should just be 80 kHz or more, Preferably it is 80 kHz-10 MHz, for example, 100 kHz-3 MHz.

本発明のNiSi酸化物の除去方法は、さらに、NiSi酸化物、及び/又は、ドライプロセス後の残渣を除去したウェハーを、純水で洗浄することにより行うことができる。この洗浄工程により本発明の残渣除去液を洗い流すことができる。   The NiSi oxide removal method of the present invention can be further performed by washing the wafer from which the NiSi oxide and / or the residue after the dry process has been removed with pure water. The residue removing solution of the present invention can be washed away by this washing step.

本発明の残渣除去液を用いてNiSi酸化物、及び/又は、ドライプロセス後の残渣の除去を行った半導体基板は、様々な種類の半導体装置(デバイス)へと加工することができる。   The semiconductor substrate from which the NiSi oxide and / or the residue after the dry process has been removed using the residue removing solution of the present invention can be processed into various types of semiconductor devices (devices).

以下に実施例を示し、発明の特徴を明確にする。本発明はこれら実施例に限定されるものではない。   Examples are given below to clarify the features of the invention. The present invention is not limited to these examples.

コンタクトホールが形成されたNiSi構造を持つテストパターン付きウェハーを用いた。該ウェハーは、NiSi基板上に、NSG(常圧CVDで形成したSiO膜)、シリコン窒化膜SiN、及びP−SiO膜(プラズマで形成したSiO膜)が順に積層された絶縁膜を有する。   A wafer with a test pattern having a NiSi structure in which contact holes were formed was used. The wafer has an insulating film in which an NSG (SiO film formed by atmospheric pressure CVD), a silicon nitride film SiN, and a P-SiO film (SiO film formed by plasma) are sequentially stacked on a NiSi substrate.

テストパターン付きウェハーをフルオロカーボンプラズマでドライエッチングした後に、酸素プラズマでアッシングした。ドライプロセス後の残渣は、ビアホール底に多く存在し、ビアホール側壁とlow−k基板表面に若干みられる。   The wafer with the test pattern was dry-etched with fluorocarbon plasma and then ashed with oxygen plasma. A large amount of residue after the dry process is present at the bottom of the via hole and is slightly observed on the side wall of the via hole and the surface of the low-k substrate.

このテストパターン付きウェハーを、実施例及び比較例で示した薬液に撹拌下(約600rpm)所定時間浸漬した。その後、超純水の流水でリンス、乾燥してドライプロセス後の残渣除去処理を行った。   The wafer with the test pattern was immersed in the chemical solutions shown in the examples and comparative examples with stirring (about 600 rpm) for a predetermined time. Then, the residue removal process after a dry process was performed by rinsing and drying with running ultrapure water.

この残渣除去処理の後、コンタクトホールについて、ドライプロセス後の残渣除去の状態と断面形状を電子顕微鏡(SEM)で観察した。   After this residue removal treatment, the contact hole was observed for residue removal and cross-sectional shape with an electron microscope (SEM).

テスト結果の判定基準を表1に示す。   Table 1 shows the determination criteria for the test results.

Figure 2009289774
Figure 2009289774

実施例1〜20
実施例1〜20の残渣除去液を表2に記載の組成及び配合割合で調製した。テストパターン付きウェハーの残渣除去液への浸漬温度及び時間も表2に示す。すべての残渣除去液のpHは、7.5〜8.5の範囲に収まるように調整した。
Examples 1-20
The residue removal liquid of Examples 1-20 was prepared with the composition and compounding ratio of Table 2. Table 2 also shows the immersion temperature and time of the wafer with the test pattern in the residue removal solution. The pH of all the residue removal solutions was adjusted to be in the range of 7.5 to 8.5.

Figure 2009289774
Figure 2009289774

実施例1〜20の残渣除去液を用いてテストした結果を表3に示す。   Table 3 shows the results of tests using the residue removal solutions of Examples 1-20.

Figure 2009289774
Figure 2009289774

表2及び3より、実施例1〜20の残渣除去液を用いて実験した場合、いずれの評価も優れていた。   From Tables 2 and 3, when the experiment was performed using the residue removing solutions of Examples 1 to 20, both evaluations were excellent.

実施例21
実施例15の残渣除去液に、C1225Ph(SONH)OPh(SONH)を500ppm添加した場合、残渣除去時間が5分から4分に短縮できた。
Example 21
When 500 ppm of C 12 H 25 Ph (SO 3 NH 4 ) OPh (SO 3 NH 4 ) was added to the residue removal solution of Example 15, the residue removal time could be shortened from 5 minutes to 4 minutes.

比較例1〜11
比較例1〜11の薬液を表4に記載の組成及び配合割合で調製した。テストパターン付きウェハーの薬液への浸漬温度及び時間も表4に示す。すべての薬液のpHは7.5〜8.5の範囲に収まるように調整した。
Comparative Examples 1-11
The chemical solutions of Comparative Examples 1 to 11 were prepared with the compositions and blending ratios shown in Table 4. Table 4 also shows the immersion temperature and time of the test pattern wafer in the chemical solution. The pH of all the chemicals was adjusted to be in the range of 7.5 to 8.5.

Figure 2009289774
Figure 2009289774

比較例1〜11の薬液を用いてテストした結果を表5に示す。   Table 5 shows the results of testing using the chemical solutions of Comparative Examples 1 to 11.

Figure 2009289774
Figure 2009289774

比較例1〜3では、Fが少なくHF が生成できないため、残渣除去性が悪い。また、生成したHFにより絶縁膜にサイドエッチングを生じやすい。 In Comparative Examples 1 to 3, since there is little F and HF 2 cannot be generated, residue removability is poor. Further, side etching is likely to occur in the insulating film due to the generated HF.

比較例4〜7では、フッ素化合物がないため、残渣除去性が悪い。   In Comparative Examples 4-7, since there is no fluorine compound, residue removal property is bad.

比較例8〜11では、フッ化物以外の塩が存在するため、絶縁膜のサイドエッチングは抑制されているが、フッ化物イオン(F)の量が足りないため、残渣除去性が悪い。 In Comparative Examples 8 to 11, since a salt other than fluoride exists, side etching of the insulating film is suppressed. However, since the amount of fluoride ions (F ) is insufficient, residue removability is poor.

Claims (15)

ニッケルシリサイド(NiSi)を含む半導体基板をドライエッチング及び/又はアッシングした後に存在する残渣の除去液であって、
(A)フッ化アンモニウム(A1)、フッ化アミン(A2)、フッ化テトラアルキルアンモニウム(A3)よりなる群から選ばれる少なくとも1種のフッ化物塩、
(B)フッ化物塩以外のアンモニウム塩(B1)、フッ化物塩以外のアミン塩(B2)、フッ化物塩以外のテトラアルキルアンモニウム塩(B3)よりなる群から選ばれる少なくとも1種のフッ化物塩以外の塩、並びに
(C)水
を含み、
フッ化物塩(A)の濃度が5重量%以上、フッ化物塩以外の塩(B)の濃度が3重量%以上、フッ化テトラアルキルアンモニウム(A3)及びフッ化物塩以外のテトラアルキルアンモニウム塩(B3)の合計濃度が15重量%未満であり、pHが7〜9である残渣除去液。
A solution for removing residues present after dry etching and / or ashing a semiconductor substrate containing nickel silicide (NiSi),
(A) at least one fluoride salt selected from the group consisting of ammonium fluoride (A1), amine fluoride (A2), and tetraalkylammonium fluoride (A3);
(B) At least one fluoride salt selected from the group consisting of ammonium salts other than fluoride salts (B1), amine salts other than fluoride salts (B2), and tetraalkylammonium salts other than fluoride salts (B3) Including salt other than (C) water,
Concentration of fluoride salt (A) is 5% by weight or more, concentration of salt (B) other than fluoride salt is 3% by weight or more, tetraalkylammonium fluoride (A3) and tetraalkylammonium salt other than fluoride salt ( Residue removing liquid having a total concentration of B3) of less than 15% by weight and a pH of 7-9.
フッ化アミン(A2)が、フッ化メチルアミン、フッ化エチルアミン及びフッ化ブチルアミンよりなる群から選ばれる少なくとも1種である請求項1に記載の残渣除去液。 The residue removing liquid according to claim 1, wherein the fluorinated amine (A2) is at least one selected from the group consisting of fluorinated methylamine, fluorinated ethylamine, and fluorinated butylamine. フッ化テトラアルキルアンモニウム(A3)が、フッ化テトラメチルアンモニウム、フッ化テトラエチルアンモニウム及びフッ化テトラブチルアンモニウムよりなる群から選ばれる少なくとも1種である請求項1又は2に記載の残渣除去液。 The residue removing liquid according to claim 1 or 2, wherein the tetraalkylammonium fluoride (A3) is at least one selected from the group consisting of tetramethylammonium fluoride, tetraethylammonium fluoride, and tetrabutylammonium fluoride. フッ化物塩以外の塩(B)が、pKaが4以上である弱酸の塩である請求項1〜3のいずれかに記載の残渣除去液。 The residue removing solution according to any one of claims 1 to 3, wherein the salt (B) other than the fluoride salt is a salt of a weak acid having a pKa of 4 or more. 弱酸の塩が、モノカルボン酸のアンモニウム塩、モノカルボン酸のアミン塩及びモノカルボン酸のテトラアルキルアンモニウム塩よりなる群から選ばれる少なくとも1種である請求項4に記載の残渣除去液。 The residue removing solution according to claim 4, wherein the salt of the weak acid is at least one selected from the group consisting of an ammonium salt of a monocarboxylic acid, an amine salt of a monocarboxylic acid, and a tetraalkylammonium salt of a monocarboxylic acid. 弱酸の塩が、酢酸アンモニウム、酢酸メチルアミン、酢酸エチルアミン及び酢酸テトラメチルアンモニウムよりなる群から選ばれる少なくとも1種である請求項4又は5に記載の残渣除去液。 The residue removing solution according to claim 4 or 5, wherein the salt of the weak acid is at least one selected from the group consisting of ammonium acetate, methylamine acetate, ethylamine acetate and tetramethylammonium acetate. フッ化物塩以外のテトラアルキルアンモニウム塩(B3)が、塩化テトラアルキルアンモニウム及び酢酸テトラアルキルアンモニウムよりなる群から選ばれる少なくとも1種である請求項1〜3のいずれかに記載の残渣除去液。 The residue removal liquid according to any one of claims 1 to 3, wherein the tetraalkylammonium salt (B3) other than the fluoride salt is at least one selected from the group consisting of tetraalkylammonium chloride and tetraalkylammonium acetate. フッ化物塩以外の塩(B)が、フッ化物塩(A)と同じ塩基からなる塩である請求項1〜7に記載の残渣除去液。 The residue removing liquid according to claim 1, wherein the salt (B) other than the fluoride salt is a salt composed of the same base as the fluoride salt (A). フッ化物塩(A)がフッ化アンモニウム(A1)であり、フッ化物塩以外の塩(B)がフッ化物塩以外のアンモニウム塩(B1)である請求項1〜8のいずれかに記載の残渣除去液。 The residue according to any one of claims 1 to 8, wherein the fluoride salt (A) is ammonium fluoride (A1), and the salt (B) other than the fluoride salt is an ammonium salt (B1) other than the fluoride salt. Remover. フッ化物塩(A)がフッ化アミン(A2)であり、フッ化物塩以外の塩(B)がフッ化物塩以外のアミン塩(B2)である請求項1〜8のいずれかに記載の残渣除去液。 The residue according to any one of claims 1 to 8, wherein the fluoride salt (A) is a fluorinated amine (A2), and the salt (B) other than the fluoride salt is an amine salt (B2) other than the fluoride salt. Remover. さらに界面活性剤を含む請求項1〜10のいずれかに記載の残渣除去液。 Furthermore, the residue removal liquid in any one of Claims 1-10 containing surfactant. さらに有機溶媒を含む請求項1〜11のいずれかに記載の残渣除去液。 Furthermore, the residue removal liquid in any one of Claims 1-11 containing an organic solvent. ニッケルシリサイド(NiSi)を含む半導体基板をドライエッチング及び/又はアッシングした後に存在する残渣を除去する方法であって、
該ドライエッチング及び/又はアッシング後の半導体基板を、請求項1〜12のいずれかに記載の残渣除去液と接触させることを特徴とする残渣除去方法。
A method of removing residues present after dry etching and / or ashing a semiconductor substrate containing nickel silicide (NiSi),
A method for removing a residue, comprising bringing the semiconductor substrate after the dry etching and / or ashing into contact with the residue removing solution according to claim 1.
前記半導体基板が、ニッケルシリサイド(NiSi)を含む電流端子電極を有し、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜及び低誘電率膜(Low−k膜)よりなる群から選ばれる少なくとも1種の層間絶縁膜を有する請求項13に記載の残渣除去方法。 The semiconductor substrate has a current terminal electrode containing nickel silicide (NiSi), and at least one interlayer insulating film selected from the group consisting of a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a low dielectric constant film (Low-k film) The residue removal method of Claim 13 which has these. (1)ニッケルシリサイド(NiSi)を含む電流端子電極を有し、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜及び低誘電率膜(Low−k膜)よりなる群から選ばれる少なくとも1種の層間絶縁膜を有する半導体基板をドライエッチング及び/又はアッシングする工程、並びに
(2)上記(1)で処理された半導体基板を請求項1〜12のいずれかに記載の残渣除去液と接触させる工程を含むことを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
(1) It has a current terminal electrode containing nickel silicide (NiSi) and has at least one interlayer insulating film selected from the group consisting of a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a low dielectric constant film (Low-k film). A step of dry etching and / or ashing the semiconductor substrate, and (2) a step of bringing the semiconductor substrate treated in the above (1) into contact with the residue removing liquid according to any one of claims 1 to 12. A method for manufacturing a semiconductor device.
JP2008137442A 2008-05-27 2008-05-27 Residual removing liquid after semiconductor dry process, and residual removing method using the same Pending JP2009289774A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008137442A JP2009289774A (en) 2008-05-27 2008-05-27 Residual removing liquid after semiconductor dry process, and residual removing method using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008137442A JP2009289774A (en) 2008-05-27 2008-05-27 Residual removing liquid after semiconductor dry process, and residual removing method using the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2009289774A true JP2009289774A (en) 2009-12-10

Family

ID=41458748

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008137442A Pending JP2009289774A (en) 2008-05-27 2008-05-27 Residual removing liquid after semiconductor dry process, and residual removing method using the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2009289774A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020129552A1 (en) * 2018-12-21 2020-06-25 東京応化工業株式会社 Production method for semiconductor substrate

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020129552A1 (en) * 2018-12-21 2020-06-25 東京応化工業株式会社 Production method for semiconductor substrate

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6339555B2 (en) Stripping composition having high WN / W selectivity
KR101912400B1 (en) TiN HARD MASK AND ETCH RESIDUE REMOVAL
TWI693305B (en) Etching solution for simultaneously removing silicon and silicon-germanium alloy from a silicon-germanium/silicon stack during manufacture of a semiconductor device
US11149231B2 (en) Cleaning liquid, cleaning method, and method for producing semiconductor wafer
JP4642001B2 (en) Composition for removing photoresist residue and polymer residue
KR102283745B1 (en) Etching solution for selectively removing tantalum nitride over titanium nitride during manufacture of a semiconductor device
JP2015165561A (en) Semiconductor device substrate cleaning liquid and semiconductor device substrate cleaning method
JP2007019506A (en) Semiconductor substrate cleaning liquid composition, method for manufacturing the cleaning liquid composition, method for cleaning a semiconductor substrate using the cleaning liquid composition, and method for manufacturing a semiconductor element including the cleaning method
JP2023133294A (en) cleaning composition
JP4689855B2 (en) Residue stripper composition and method of use thereof
TW201802238A (en) Non-aqueous etchant and cleaner compatible with tungsten and having metal nitride selectivity
WO2010024093A1 (en) Solution for removal of residue after semiconductor dry processing and residue removal method using same
JP3893104B2 (en) Polymer cleaning composition for copper wiring semiconductor substrate
JP2009289774A (en) Residual removing liquid after semiconductor dry process, and residual removing method using the same
JP5125636B2 (en) Residue removing liquid after semiconductor dry process and residue removing method using the same
JP4758187B2 (en) Photoresist residue and polymer residue remover
TW202208607A (en) Cleaning compositions
CN120981430A (en) Etching composition
TW202444877A (en) Composition for tin hard mask removal while compatible with tungsten
JP2023539628A (en) Amine oxide for etching, stripping, and cleaning applications