TWI845711B - 組成物、套組、基板的處理方法 - Google Patents
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Abstract
本發明的課題在於提供一種對金屬含有物(尤其,Ru含有物)的溶解能力及蝕刻選擇性(尤其,Ru含有物與其他金屬含有物之間的蝕刻選擇性)優異之組成物、用於製備該組成物之套組以及使用該組成物之基板的處理方法。本發明的組成物用於去除金屬含有物,該組成物包含選自包括過碘酸及其鹽之群組中之1種以上的過碘酸化合物、唑化合物及鹼化合物。
Description
本發明有關一種組成物、套組及基板的處理方法。
在半導體產品的微細化進程中,對高效且高精度地實施半導體產品製造製程中的去除基板上的不必要的金屬含有物之製程的需求逐漸提高。
在專利文獻1中記載有“一種釕膜的蝕刻方法,其利用由銅構成的遮罩對形成於基板上表面之釕膜進行圖案化,該方法的特徵為包括:製程(a),在基板上表面供應Cu防腐劑BTA,在下表面供應正過碘酸水溶液來去除下表面的釕膜;製程(b),在製程(a)之後,在基板上表面供應Cu防腐劑BTA,在基板的外周部供應正過碘酸水溶液來去除外周部的釕膜;製程(c),在製程(b)之後,在基板的上表面及下表面供應純水來去除正過碘酸水溶液;製程(d),在製程(c)之後,旋轉基板以使其乾燥”。
[專利文獻1]日本特開2009-081247號公報
近年來,在去除基板上的不必要的金屬含有物時,進一步要求用作蝕刻液的組成物對金屬含有物的溶解能力(蝕刻性能)優異。尤其,要求對具有釕(Ru)含有物之被處理物之蝕刻性能優異。
又,在去除基板上的不必要的金屬含有物之製程中,要求對目標金屬含有物的蝕刻性能良好,另一方面要求抑制對不同於目標金屬含有物之金屬含有層(例如金屬配線、阻障金屬層等)的蝕刻性能,亦即要求蝕刻選擇性的提高。
因此,本發明的課題在於提供一種對金屬含有物(尤其,Ru含有物)的溶解能力及蝕刻選擇性(尤其,Ru含有物與其他金屬含有物之間的蝕刻選擇性)優異之組成物。
又,本發明的課題亦在於提供一種用於製備組成物之套組及使用組成物之基板的處理方法。
本發明人等為了解決上述課題而深入研究之結果,發現能夠藉由以下構成解決上述課題。
〔1〕一種組成物,其係用於去除金屬含有物,該組成物包含選自包括過碘酸及其鹽之群組中之1種以上的過碘酸化合物、唑化合物及鹼化合物。
〔2〕如〔1〕所述之組成物,其中
金屬含有物包含釕含有物。
〔3〕如〔1〕或〔2〕所述之組成物,其中
過碘酸化合物的含量與唑化合物的含量的比率以質量比計為10~300。
〔4〕如〔1〕至〔3〕之任一項所述之組成物,其中
過碘酸化合物的含量與鹼化合物的含量的比率以質量比計為0.5~2.0。
〔5〕如〔1〕至〔4〕之任一項所述之組成物,其係進一步包含水溶性有機溶劑。
〔6〕如〔5〕所述之組成物,其中
水溶性有機溶劑係包含伸烷基二醇二烷基醚。
〔7〕如〔5〕或〔6〕所述之組成物,其中
水溶性有機溶劑的含量與唑化合物的含量的比率以質量比計為10~2000。
〔8〕如〔1〕至〔7〕之任一項所述之組成物,其中
唑化合物係包含選自包括三唑化合物、吡唑化合物及咪唑化合物之群組中之至少1種。
〔9〕如〔1〕至〔8〕之任一項所述之組成物,其中
鹼化合物係包含選自包括氫氧化四級銨、胺基醇、氨及氫氧化鉀之群組中之至少1種。
〔10〕如〔1〕至〔9〕之任一項所述之組成物,其係進一步包含界面活性劑。
〔11〕如〔1〕至〔10〕之任一項所述之組成物,其係進一步包含有機酸。
〔12〕如〔11〕所述之組成物,其中
有機酸係包含選自包括羧酸及膦酸之群組中之至少1種。
〔13〕如〔11〕或〔12〕所述之組成物,其中
有機酸包含至少1種羧酸及至少1種膦酸。
〔14〕如〔1〕至〔13〕之任一項所述之組成物,其中
組成物的pH為7.0~14.0。
〔15〕一種套組,其係用於製備組成物,該組成物用於去除基板上的金屬含有物,該套組具備:第1液,其係包含選自包括過碘酸及其鹽之群組中之1種以上的過碘酸化合物和鹼化合物;及第2液,其係包含唑化合物。
〔16〕一種基板的處理方法,其係包括:
製程A,係使用〔1〕至〔14〕之任一項所述之組成物去除基板上的金屬含有物。
〔17〕如〔16〕所述之基板的處理方法,其中
金屬含有物係包含釕含有物。
〔18〕如〔16〕或〔17〕所述之基板的處理方法,其中
在進行製程A之基板上存在2種以上的金屬含有物。
〔19〕如〔18〕所述之基板的處理方法,其中
2種以上的金屬含有物係至少包含釕含有物和銅含有物或鈷含有物。
〔20〕如〔16〕所述之基板的處理方法,其中
金屬含有物係包含粒子狀的金屬氧化物。
〔21〕如〔16〕至〔20〕之任一項所述之基板的處理方法,其中
製程A係如下製程:製程A1,使用組成物對配置於基板上之含金屬配線進行凹陷蝕刻處理;製程A2,使用組成物去除配置有含金屬膜之基板的外緣部的含金屬膜;製程A3,使用組成物去除附著於配置有含金屬膜之基板的背面之金屬含有物;製程A4,使用組成物去除乾式蝕刻後的基板上的金屬含有物;或製程A5,使用組成物去除化學機械性研磨處理後的基板上的金屬含有物。
〔22〕如〔21〕所述之基板的處理方法,其中
製程A係製程A1,
在進行製程A1之基板上存在2種以上的金屬含有物,
作為製程A1,實施製程A1a和製程A1b,在該製程A1a中去除2種以上的金屬含有物中的至少1種金屬含有物,在該製程A1b中去除與在製程A1a中去除之金屬含有物不同的金屬含有物。
〔23〕如〔21〕或〔22〕所述之基板的處理方法,其中
製程A係製程A1,
該處理方法進一步包括製程B,其在製程A1之前或製程A1之後,使用選自包括氟酸與過氧化氫水的混合液、硫酸與過氧化氫水的混合液、氨水與過氧化氫水的混合液及鹽酸與過氧化氫水的混合液之群組中之溶液,對在製程A1中獲得之基板進行處理。
[發明效果]
根據本發明,能夠提供一種對金屬含有物的溶解能力及蝕刻選擇性優異之組成物。
又,根據本發明,能夠提供一種用於製備組成物之套組及使用組成物之基板的處理方法。
以下,對本發明進行詳細說明。
以下記載之構成要件的說明根據本發明的代表性實施態樣而完成,但本發明並不限於該種實施態樣。
在本說明書中基團(原子團)的表述中,未記載經取代及未經取代之表述在不損害本發明的效果之範圍內包括不具有取代基者和具有取代基者。例如,“烷基”不僅包括不具有取代基之烷基(未經取代的烷基),還包括具有取代基之烷基(經取代的烷基)。此含義對各化合物亦相同。
若無特別指明,則本說明書中之“曝光”不僅表示基於水銀燈、以準分子雷射為代表之遠紫外線、X射線及EUV(Extreme ultraviolet:極紫外)光等之曝光,基於電子束及離子束等粒子束之描畫亦包括在曝光中。
此外,在本說明書中,使用“~”表示之數值範圍表示將記載於“~”前後之數值作為下限值及上限值而包括之範圍。
在本說明書中,乾式蝕刻殘渣係藉由進行乾式蝕刻(例如,電漿蝕刻)而生成之副產物,例如,表示源自光阻劑的有機殘渣、含Si殘渣及含金屬殘渣等。
[組成物]
本發明的組成物(以下,亦稱為“本組成物”。)係包含選自包括過碘酸及其鹽之群組中之1種以上的過碘酸化合物、唑化合物及鹼化合物之組成物。
藉由使用本組成物來實現本發明的課題之機制尚不確定,但本發明人等推測原因如下:藉由組成物包含過碘酸化合物,實現對金屬含有物的優異之溶解性,藉由組成物包含鹼化合物,抑制對基板具有的金屬含有層之溶解性,藉此蝕刻選擇性得到了提高。
<過碘酸化合物>
本發明的組成物包含過碘酸化合物。
在本說明書中,過碘酸化合物係選自包括過碘酸及其鹽之群組中之化合物的總稱。
作為過碘酸化合物,並沒有特別限制,從對以釕為代表的過渡金屬含有物的溶解性優異的觀點考慮,選自包括正過碘酸(H5
IO6
)、正過碘酸的鹽、偏過碘酸(HIO4
)及偏過碘酸的鹽之群組中之1種以上的化合物為較佳,正過碘酸或偏過碘酸為更佳。其中,從不包含鈉(Na)等鹼金屬之觀點及組成穩定之觀點考慮,正過碘酸為進一步較佳。
過碘酸化合物可以單獨使用1種,亦可以組合使用2種以上。
從對金屬含有物的溶解能力更優異之觀點考慮,過碘酸化合物的含量(包含複數種過碘酸化合物時為其合計含量)相對於組成物的總質量,0.1質量%以上為較佳,0.5質量%以上為更佳,2.0質量%以上為進一步較佳。
又,從蝕刻選擇性更優異之觀點考慮,過碘酸化合物的含量相對於組成物的總質量,40.0質量%以下為較佳,30.0質量%以下為更佳,20.0質量%以下為進一步較佳,10.0質量%以下為特佳。
<唑化合物>
本發明的組成物包含唑化合物。
唑化合物係包含至少1個氮原子且包含具有芳香族性之雜5員環之化合物。
唑化合物所具有之雜5員環中包含之氮原子的個數並沒有特別限制,1~4個為較佳,2~4個為更佳。
唑化合物可以在雜5員環上具有取代基。作為該種取代基,例如,可舉出羥基、羧基、巰基、胺基及經取代或未經取代的烴基。又,2個取代基在雜5員環上相鄰時,該等2個取代基可以相互鍵結而形成環。
作為雜5員環所具有之烴基(作為取代基),可舉出烷基(碳數1~12為較佳,碳數1~6為更佳)、烯基(碳數2~12為較佳,碳數2~6為更佳)、炔基(碳數2~12為較佳,碳數2~6為更佳)、芳基(碳數6~18為較佳,碳數6~10為更佳)及芳烷基(碳數7~23為較佳,碳數7~11為進一步較佳)。
作為上述烴基所具有之取代基,例如,可舉出羥基、羧基及-N(Ra
)(Rb
)。Ra
及Rb
分別獨立地表示氫原子、烷基(碳數1~6為較佳,碳數1~4為更佳)或羥基烷基(碳數1~6為較佳,碳數1~4為更佳)。
作為雜5員環上的相鄰之2個取代基相互鍵結而形成之環,並沒有特別限制,芳香族環(可以為單環及多環中的任一種)為較佳,苯環為更佳。上述2個取代基相互鍵結而形成之環可以具有取代基。作為取代基,並沒有特別限制,例如,可舉出作為雜5員環所具有之烴基的取代基而例示者。
作為唑化合物,例如,可舉出構成唑環之原子中的1個為氮原子之咪唑化合物、構成唑環之原子中的2個為氮原子之吡唑化合物、構成唑環之原子中的1個為氮原子且另1個為硫原子之噻唑化合物、構成唑環之原子中的3個為氮原子之三唑化合物及構成唑環之原子中的4個為氮原子之四唑化合物。
作為咪唑化合物,例如,可舉出咪唑、1-甲基咪唑、2-甲基咪唑、5-甲基咪唑、1,2-二甲基咪唑、2-巰基咪唑、4,5-二甲基-2-巰基咪唑、4-羥基咪唑、2,2’-聯咪唑、4-咪唑羧酸、組織胺、具有咪唑環與苯環縮合而成之苯并咪唑骨架之苯并咪唑化合物及具有咪唑環與嘧啶環縮合而成之嘌呤骨架之嘌呤化合物。
其中,作為咪唑化合物,苯并咪唑化合物或嘌呤化合物為較佳,嘌呤化合物為更佳。
作為苯并咪唑化合物,例如,可舉出苯并咪唑、2-胺基苯并咪唑及2-巰基苯并咪唑。
作為嘌呤化合物,可舉出腺嘌呤、鳥嘌呤及嘌呤。
作為吡唑化合物,例如,可舉出吡唑、4-吡唑羧酸、1-甲基吡唑、3-甲基吡唑、3-胺基-5-羥基吡唑、3-胺基吡唑及4-胺基吡唑。
作為噻唑化合物,例如,可舉出2,4-二甲基噻唑、苯并噻唑及2-巰基苯并噻唑。
作為三唑化合物,具有在三唑環上相鄰之2個取代基相互鍵結而形成苯環而成之苯并三唑骨架之化合物為較佳。
作為具有苯并三唑骨架之化合物,例如,可舉出苯并三唑、5-甲基-1H-苯并三唑(CAS登錄號:136-85-6)、甲苯基三唑(CAS登錄號:29385-43-1)、5-胺基苯并三唑、1-羥基苯并三唑、4-羧基苯并三唑、5,6-二甲基苯并三唑、1-[N,N-雙(羥乙基)胺基乙基]苯并三唑、1-(1,2-二羧基乙基)苯并三唑、1-[N,N-雙(2-乙基己基)胺基甲基]苯并三唑、1-[N,N-雙(2-乙基己基)胺基甲基]甲基苯并三唑、2,2’-{[(5-甲基-1H-苯并三唑-1-基)甲基]亞胺基}二乙醇及羧基苯并三唑。
作為除具有苯并三唑骨架之化合物以外的三唑化合物,例如,可舉出1,2,4-三唑、3-甲基-1,2,4-三唑、3-胺基-1,2,4-三唑、1,2,3-三唑及1-甲基-1,2,3-三唑。
作為四唑化合物,例如,可舉出1H-四唑(1,2,3,4-四唑)、5-甲基-1,2,3,4-四唑、5-胺基-1,2,3,4-四唑、1,5-五亞甲基四唑、1-苯基-5-巰基四唑及1-(2-二甲基胺基乙基)-5-巰基四唑。
作為唑化合物,從對銅及鈷的防腐能力優異之觀點考慮,三唑化合物或四唑化合物為較佳。又,在其他態樣中,作為唑化合物,三唑化合物、吡唑化合物或咪唑化合物為較佳。其中,三唑化合物為更佳,具有苯并三唑骨架之化合物為進一步較佳。
此外,在本說明書中,具有上述特定結構之唑化合物包括其互變異構物。
唑化合物可以單獨使用1種,亦可以組合使用2種以上。
從蝕刻選擇性更優異之觀點考慮,唑化合物的含量(包含複數種唑化合物時為其合計含量)相對於組成物的總質量,0.005質量%以上為較佳,0.02質量%超為更佳,0.08質量%以上為進一步較佳。
又,從對金屬含有物的溶解能力更優異之觀點考慮,唑化合物的含量相對於組成物的總質量,5.0質量%以下為較佳,2.0質量%以下為更佳,小於1.0質量%為進一步較佳,0.3質量%以下為特佳。
又,從對金屬含有物的溶解能力與蝕刻選擇性平衡良好地優異之觀點考慮,過碘酸化合物的含量與唑化合物的含量的比率(過碘酸化合物的含量/唑化合物的含量)以質量比計1~500為較佳,10~200為更佳,15~100為進一步較佳。
<鹼化合物>
本發明的組成物包含鹼化合物。
作為鹼化合物,只要為在水中溶解時的水溶液的pH大於7之化合物,則並沒有特別限制,例如,可舉出有機鹼及其鹽和無機鹼及其鹽。
鹼化合物可以在組成物中游離化。
作為有機鹼,例如,可舉出四級銨鹽化合物、水溶性胺及四級鏻鹽化合物,四級銨鹽化合物或水溶性胺為較佳。
(四級銨鹽化合物)
四級銨鹽化合物只要為具有氮原子上4個烴基(較佳為烷基)取代而成之四級銨陽離子之化合物或其鹽,則並沒有特別限制。
作為四級銨鹽化合物,例如,可舉出氫氧化四級銨、氟化四級銨、溴化四級銨、碘化四級銨、四級銨的乙酸鹽及四級銨的碳酸鹽,氫氧化四級銨為較佳,由下述式(1)表示之化合物為更佳。
[化學式1]
在式(1)中,R4A
~R4D
分別獨立地表示碳數1~6的烷基(較佳為甲基、乙基、丙基或丁基)、碳數1~6的羥基烷基(較佳為羥甲基、羥乙基或羥基丁基)、苄基或芳基(較佳為苯基、萘基(Naphthyl)或萘基(naphthalene))。其中,碳數1~6的烷基、碳數1~6的羥乙基或苄基為較佳。
作為由式(1)表示之化合物,選自包括氫氧化四甲基銨(TMAH)、氫氧化乙基三甲基銨(ETMAH)、氫氧化四乙銨(TEAH)、氫氧化四乙銨(TBAH)、氫氧化二甲基二丙銨、氫氧化三甲基羥乙基銨、氫氧化銨甲基三(羥乙基)、氫氧化四(羥乙基)銨、氫氧化三甲基苄基銨、氫氧化雙羥乙基二甲基銨及膽鹼之群組中之至少1種氫氧化四級銨鹽為較佳,選自包括TMAH、ETMAH、TEAH及TBAH之群組中之至少1種為更佳。
又,亦可以使用日本特表2015-518068號公報中記載之氫氧化四級銨化合物。從金屬含有物的去除效果、使用後的金屬殘留少、經濟性及組成物的穩定性的觀點考慮,TMAH(氫氧化四甲基銨)、ETMAH(氫氧化乙基三甲基銨)、TEAH(氫氧化三乙銨)、氫氧化二甲基二丙銨、氫氧化雙羥乙基二甲基銨或氫氧化三甲基(羥乙基)銨為較佳。
四級銨鹽化合物可以單獨使用1種,亦可以使用2種以上。
(水溶性胺)
在本說明書中,水溶性胺表示在1L水中能夠溶解50g以上的胺。水溶性胺的pKa並沒有特別限制,7.5~13.0為較佳。又,水溶性胺不包含氨。
作為pKa為7.5~13.0的水溶性胺,例如可舉出二甘醇胺(DGA)(pKa=9.80)、甲胺(pKa=10.6)、乙胺(pKa=10.6)、丙胺(pKa=10.6)、丁胺(pKa=10.6)、戊胺(pKa=10.0)、單乙醇胺(pKa=9.3)、丙醇胺(pKa=9.3)、丁醇胺(pKa=9.3)、甲氧基乙胺(pKa=10.0)、甲氧基丙胺(pKa=10.0)、二甲胺(pKa=10.8)、二乙胺(pKa=10.9)、二丙胺(pKa=10.8)、三丙胺(pKa=9.80)及三乙胺(pKa=10.72)。
又,作為水溶性胺,可以使用未經取代的羥胺及羥胺衍生物。
此外,本說明書中之水溶性胺的pKa為水中的酸解離常數。能夠藉由光譜儀和電位差測定的組合,測定水中的酸解離常數。
作為水溶性胺,胺基醇為較佳。胺基醇係水溶性胺中在分子內進一步具有至少1個羥基烷基之化合物。
作為水溶性胺中包含之胺基醇,例如,可舉出單乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)、三乙醇胺(TEA)、二乙二醇胺(DEGA)、三羥甲基胺基甲烷(Tris)、2-(甲基胺基)-2-甲基-1-丙醇(N-MAMP)、2-(二甲基胺基)-2-甲基-1-丙醇(DMAMP)、2-(胺基乙氧基)乙醇(AEE)及2-(2-胺基乙基胺基)乙醇(AAE)。
其中,N-MAMP、DMAMP、MEA、DEA、AEE或AAE為較佳,N-MAMP、DMAMP、MEA或AEE為更佳。
(四級鏻鹽化合物)
四級鏻鹽化合物只要為具有在磷原子上取代4個烴基而成之四級鏻陽離子之化合物或其鹽,則並沒有特別限制。
作為四級鏻鹽化合物,例如,可舉出氫氧化四級鏻、氟化四級鏻、溴化四級鏻、碘化四級鏻、四級鏻的乙酸鹽及四級鏻的碳酸鹽,氫氧化四級鏻為較佳。
作為四級鏻鹽化合物在磷原子上具有之4個烴基,例如,可舉出碳數1~6的烷基(較佳為甲基、乙基、丙基或丁基)、碳數1~6的羥基烷基(較佳為羥甲基、羥乙基或羥丁基)、苄基及芳基(較佳為苯基、萘基(Naphthyl)或萘基(naphthalene))。其中,碳數1~6的烷基、碳數1~6的羥乙基或苄基為較佳,碳數1~6的烷基為更佳。
作為四級鏻鹽化合物,氫氧化四甲基鏻、氫氧化乙基三甲基鏻、氫氧化四乙基鏻、氫氧化四丁基鏻、氫氧化二甲基二丙基鏻、氫氧化三甲基羥乙基鏻、氫氧化甲基三(羥乙基)鏻、氫氧化四(羥乙基)鏻、氫氧化三甲基苄基鏻或氫氧化雙羥乙基二甲基鏻為較佳。
四級鏻鹽化合物可以單獨使用1種,亦可以組合使用2種以上。
(無機鹼)
作為無機鹼,例如,可舉出鹼金屬氫氧化物、鹼土類金屬氫氧化物及氨。
作為鹼金屬氫氧化物,例如,可舉出氫氧化鋰、氫氧化鈉、氫氧化鉀及氫氧化銫。作為鹼土類金屬氫氧化物,例如,可舉出氫氧化鈣、氫氧化鍶及氫氧化鋇。
作為無機鹼,氨、氫氧化鈉或氫氧化鉀為較佳,氨或氫氧化鉀為更佳。
作為鹼化合物,氫氧化四級銨、水溶性胺(更佳為胺基醇)、氨或氫氧化鉀為較佳,氫氧化四級銨、氨或水溶性胺為更佳。
其中,從金屬含有物的去除效果、使用後的金屬殘留少、經濟性及組成物的穩定性等觀點考慮,氫氧化四級銨為進一步較佳,氫氧化四甲基銨、氫氧化乙基三甲基銨、氫氧化二甲基二丙銨物或氫氧化四乙銨為特佳。
鹼化合物可以單獨使用1種,亦可以組合使用2種以上。
從蝕刻選擇性更優異之觀點考慮,鹼化合物的含量(包含複數種鹼化合物時為其合計含量)相對於組成物的總質量,0.1質量%以上為較佳,0.5質量%超為更佳,2.0質量%以上為進一步較佳。
又,從組成物的經時穩定性更優異之觀點考慮,鹼化合物的含量相對於組成物的總質量,20.0質量%以下為較佳,12.0質量%以下為更佳,8.0質量%以下為進一步較佳。
又,在上述之較佳範圍內,調整組成物中包含之鹼化合物的含量以使其在後述組成物的較佳之pH的範圍內亦較佳。
又,從蝕刻選擇性與組成物的經時穩定性平衡良好地優異之觀點考慮,過碘酸化合物的含量與鹼化合物的含量的比率(過碘酸化合物的含量/鹼化合物的含量)以質量比計0.3~3.0為較佳,0.5~2.0為更佳,超過1.0且小於1.8為進一步較佳。
<任意成分>
組成物可以包含除上述成分以外的其他任意成分。以下,對任意成分進行說明。
(溶劑)
組成物可以包含溶劑。
作為溶劑,可舉出水及水溶性有機溶劑。
-水-
作為水,並沒有特別限制,蒸留水、離子交換水或超純水等實施例淨化處理之水為較佳,在半導體製造中使用之超純水為更佳。組成物中包含之水可以包含不可避免之微量混合成分。
組成物中的水的含量並沒有特別限制,50質量%以上為較佳,65質量%以上為更佳,75質量%以上為進一步較佳。又,上限值並沒有特別限制,98質量%以下為較佳,95質量%以下為更佳,90質量%以下為進一步較佳。
-水溶性有機溶劑-
從對金屬含有物的溶解能力更優異之觀點考慮,組成物包含水溶性有機溶劑為較佳。
作為水溶性有機溶劑,例如,可舉出醚系溶劑、醇系溶劑、酮系溶劑、醯胺系溶劑、含硫系溶劑及內酯系溶劑。又,水溶性有機溶劑係能夠以任意比例與水混合的有機溶劑為較佳。
作為醚系溶劑,只要為具有醚鍵(-O-)之化合物,則並沒有特別限制,例如,可舉出二乙醚、二異丙醚、二丁醚、三級丁基甲醚、環己基甲醚、四氫呋喃、二乙二醇、二丙二醇、三乙二醇、聚乙二醇、伸烷基二醇單烷基醚(乙二醇單甲醚、乙二醇單丁醚、丙二醇單甲醚、二乙二醇單甲醚、二丙二醇單甲醚、三丙二醇單甲醚、二乙二醇單丁醚及二乙二醇單丁醚)、以及伸烷基二醇二烷醚(二乙二醇二乙醚、二乙二醇二丙醚、二乙二醇二丁醚、三乙二醇二乙醚、四乙二醇二甲醚、四乙二醇二乙醚、乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚及三乙二醇二甲醚)。
此外,在本說明書中,具有羥基及醚鍵(-O-)這兩者之化合物包括在醚系溶劑中。
醚系溶劑的碳數並沒有特別限制,3~16為較佳,4~14為更佳,6~12為進一步較佳。
作為醇系溶劑,例如,可舉出甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、乙二醇、丙二醇、甘油、1,6-己二醇、環己二醇、山梨糖醇、木糖醇、2-甲基-2,4-戊二醇、1,3-丁二醇及1,4-丁二醇。
醇系溶劑的碳數並沒有特別限制,1~8為較佳,1~4為更佳。
作為酮系溶劑,例如,可舉出丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮及環己酮。
作為醯胺系溶劑,例如,可舉出甲醯胺、單甲基甲醯胺、二甲基甲醯胺、乙醯胺、單甲基乙醯胺、二甲基乙醯胺、單乙基乙醯胺、二乙基乙醯胺及N-甲基吡咯啶酮。
作為含硫系溶劑,例如,可舉出二甲基碸、二甲基亞碸及環丁碸。
作為內酯系溶劑,例如,可舉出γ-丁內酯及δ-戊內酯。
作為水溶性有機溶劑,醚系溶劑或醇系溶劑為較佳,伸烷基二醇單烷醚或伸烷基二醇二烷醚為更佳,伸烷基二醇二烷醚為進一步較佳。
又,水溶性有機溶劑的分子量(具有分子量分佈時為重量平均分子量)小於500為較佳,300以下為更佳。下限並沒有特別限制,30以上為較佳。
作為水溶性有機溶劑,由下述式(2)表示之化合物亦較佳。
R21
-(-O-R23
-)m2
-O-R22
(2)
在式(2)中,R21
及R22
分別獨立地表示氫原子或碳數1~5的烷基。R21
及R22
中的至少一個表示碳數1~5的烷基為較佳,R21
及R22
兩者均表示碳數1~5的烷基為更佳,R21
及R22
兩者均表示碳數1~4的烷基為進一步較佳。
R23
表示直鏈狀或支鏈狀的碳數1~4的伸烷基。存在複數個R23
時,分別可以相同或不同。作為R23
,伸乙基或1,2-伸丙基為較佳,伸乙基為更佳。
m2表示1~6的整數。作為m2,1~4的整數為較佳,2~4的整數為更佳。
由式(2)表示之化合物中包含之由R21
及R22
表示之烷基、以及由R23
表示之伸烷基的碳數的合計為3~16為較佳,4~14為更佳,6~12為進一步較佳。
作為水溶性有機溶劑,其中二乙二醇單乙基醚、二乙二醇單丁基醚、二乙二醇二乙基醚、二乙二醇二丁基醚、三乙二醇二乙基醚或四乙二醇二甲基醚為較佳,二乙二醇二乙基醚、二乙二醇二丁基醚、或四乙二醇二甲基醚為更佳。
組成物包含水溶性有機溶劑時,從金屬含有物(尤其Ru含有物)的溶解能力更優異之觀點考慮,水溶性有機溶劑的含量相對於組成物的總質量,0.1質量%以上為較佳,1質量%以上為更佳,3質量%以上為進一步較佳。上限並沒有特別限制,從金屬含有物(尤其Ru含有物)的溶解能力更優異之觀點考慮,相對於組成物的總質量,30質量%以下為較佳,小於20質量%為更佳,18質量%以下為進一步較佳。
水溶性有機溶劑可以單獨使用1種,亦可以使用2種以上。使用2種以上的水溶性有機溶劑時,合計含量在上述範圍內為較佳。
又,從對金屬含有物的溶解能力更優異之觀點考慮,水溶性有機溶劑的含量與唑化合物的含量的比率(水溶性有機溶劑的含量/唑化合物的含量)以質量比計,10以上為較佳,15以上為更佳,30以上為進一步較佳。上限並沒有特別限制,600以下為較佳,400以下為更佳,160以下為進一步較佳。
(界面活性劑)
組成物可以包含界面活性劑。
作為界面活性劑,只要為在1分子中具有親水基和疏水基(親油基)之化合物,則並沒有特別限制,例如,可舉出陰離子性界面活性劑、陽離子性界面活性劑、非離子性界面活性劑及兩性界面活性劑。
從蝕刻選擇性更優異之觀點考慮,組成物包含界面活性劑為較佳。
作為界面活性劑所具有之疏水基,並沒有特別限制,例如,可舉出脂肪族烴基、芳香族烴基及該等的組合。疏水基包含芳香族烴基時,碳數6以上為較佳,碳數10以上為更佳。疏水基不包含芳香族烴基而僅由脂肪族烴基構成時,碳數8以上為較佳,碳數10以上為更佳。疏水基的碳數的上限並沒有特別限制,24以下為較佳,20以下為更佳。
作為陰離子性界面活性劑,可舉出在分子內具有選自包括磺酸基、羧基、硫酸酯基及膦酸基之群組中之至少1個親水基之陰離子性界面活性劑。
作為在分子內具有磺酸基之陰離子性界面活性劑,可舉出烷基磺酸、烷基苯磺酸、烷基萘磺酸、烷基二苯基醚磺酸、脂肪酸醯胺磺酸及該等的鹽。
作為在分子內具有羧酸基之陰離子性界面活性劑,可舉出聚氧乙烯烷基醚羧酸、聚氧乙烯烷基醚乙酸、聚氧乙烯烷基醚並酸、脂肪酸及該等的鹽。
此外,作為上述陰離子性界面活性劑的具體例舉出之鹽,並沒有特別限制,例如,可舉出銨鹽、鈉鹽、鉀鹽及四甲基銨鹽。
作為陰離子性界面活性劑,磺酸系陰離子界面活性劑為較佳,烷基磺酸、烷基苯磺酸、或該等的鹽為更佳。
作為陽離子性界面活性劑,只要為具有陽離子性親水基及上述疏水基之化合物,則並沒有特別限制,例如,可舉出四級銨鹽系界面活性劑及烷基吡啶系界面活性劑。
作為兩性界面活性劑,例如,可舉出甜菜鹼系界面活性劑、胺基酸系界面活性劑及氧化胺系界面活性劑。
作為甜菜鹼系界面活性劑,例如,可舉出具有選自四級銨陽離子及咪唑陽離子之陽離子結構(較佳為四級銨陽離子結構)和選自羧基、磺基及該等的鹽之陰離子結構(較佳為羧基或其鹽亦即陰離子結構)之化合物。
作為甜菜鹼系界面活性劑,烷基-N,N-二甲基胺基乙酸甜菜鹼、烷基醯胺基丙基-N,N-二甲基胺基乙酸甜菜鹼、或2-烷基-N-羧基甲基-N-羥乙基咪唑啉甜菜鹼為較佳,月桂基二甲基胺基乙酸甜菜鹼、硬脂基二甲基胺基乙酸甜菜鹼、椰子油烷基二甲基胺基乙酸甜菜鹼、或N-月桂酸醯胺丙基二甲基胺基乙酸甜菜鹼為更佳。
作為胺基酸系界面活性劑,例如,可舉出烷基胺基脂肪酸、烷基胺基二脂肪酸及該等的鹽。其中,N-月桂基胺基丙酸鈉或N-月桂基胺基二丙酸鈉為較佳。
作為氧化胺系界面活性劑,例如,可舉出烷基二甲基氧化胺及烷基醯胺基丙基二甲基氧化胺。其中,可舉出N-月桂酸醯胺丙基二甲基氧化胺。
作為非離子性界面活性劑,例如,可舉出聚伸烷氧基烷基苯基醚系界面活性劑、聚伸烷氧基烷基醚系界面活性劑、由聚環氧乙烷和聚環氧丙烷構成之嵌段聚合物系界面活性劑、聚氧伸烷基二苯乙烯化苯基醚系界面活性劑、聚伸烷基三苄基苯基醚系界面活性劑及乙炔基聚伸烷氧基系界面活性劑。
作為界面活性劑,陰離子性界面活性劑或兩性界面活性劑為較佳,兩性界面活性劑為更佳,具有四級銨陽離子結構和羧基或其鹽亦即陰離子結構之甜菜鹼系界面活性劑為進一步較佳。
組成物包含界面活性劑時,從蝕刻選擇性更優異之觀點考慮,水溶性有機溶劑的含量相對於組成物的總質量,0.01質量%以上為較佳,0.03質量%以上為更佳。上限並沒有特別限制,從抑制組成物起泡的觀點考慮,10質量%以下為較佳,5質量%以下為更佳。
界面活性劑可以單獨使用1種,亦可以使用2種以上。使用2種以上的界面活性劑時,合計含量在上述範圍內為較佳。
(有機酸)
組成物可以包含有機酸。
有機酸係具有酸性官能基且在水溶液中顯示酸性(pH低於7.0)之有機化合物。作為酸性官能基,例如,可舉出羧基、膦酸基、磺基、酚性羥基及巰基。
此外,在本說明書中,有機酸不包括過碘酸、作為陰離子性界面活性劑發揮功能之化合物及後述氧化劑。
作為有機酸,並沒有特別限制,可舉出在分子內具有羧基之羧酸、在分子內具有膦酸基之膦酸及在分子內具有磺基之磺酸,羧酸或膦酸為較佳。
有機酸所具有之官能基的數量並沒有特別限制,1~4個為較佳,1~3個為更佳。
又,有機酸係具有與金屬螯合化之功能之化合物為較佳,在分子內具有2個以上與金屬離子配位鍵結之官能基(配位基)之化合物為較佳。作為配位基,可舉出上述官能基,羧酸基或膦酸基為較佳。
-羧酸-
組成物可以包含羧酸。
羧酸係具有1個以上的羧基之化合物或其鹽。此外,羧酸不包含上述之在分子內具有羧酸基和疏水基之陰離子性界面活性劑。
從蝕刻選擇性更優異之觀點考慮,組成物包含羧酸為較佳。
又,羧酸可以單獨使用1種,亦可以使用2種以上。
作為羧酸,不具有氮原子之羧酸為較佳。
作為不具有氮原子之羧酸,例如可舉出檸檬酸、乳酸、乙酸、丙酸、蘋果酸、酒石酸、丙二酸、草酸、琥珀酸、葡萄糖酸、乙醇酸、二乙醇酸、馬來酸、苯甲酸、鄰苯二甲酸、水楊酸、柳異羥肟酸、苯異羥肟酸及甲酸。
其中,檸檬酸、乳酸、乙酸、蘋果酸、酒石酸、丙二酸、草酸、乙醇酸、鄰苯二甲酸、柳異羥肟酸或苯異羥肟酸為較佳,檸檬酸、乳酸、乙酸、蘋果酸、酒石酸、丙二酸、草酸或乙醇酸為更佳。
作為具有氮原子之羧酸,例如,可舉出胺基酸及胺基聚羧酸。
作為胺基酸,例如,可舉出甘胺酸、丙胺酸、天冬醯胺酸、天冬胺酸、精胺酸、麩醯胺酸、麩胺酸、組胺酸、絲胺酸、半胱胺酸、酪胺酸及苯基丙胺酸。
作為胺基聚羧酸,例如,可舉出乙二胺四乙酸鹽、二乙三胺五乙酸(DTPA)、羥乙基乙二胺三乙酸鹽、二羥乙基乙二胺四乙酸鹽、氮基三乙酸鹽、羥乙基亞胺基二乙酸鹽、β-丙胺酸二乙酸鹽、天冬胺酸二乙酸鹽、甲基甘胺酸二乙酸鹽、亞胺基二琥珀酸鹽、絲胺酸二乙酸鹽、羥基亞胺基二琥珀酸鹽、二羥乙基甘胺酸鹽、天冬胺酸鹽及麩胺酸鹽。
-膦酸-
膦酸可以為具有1個膦酸基之單膦酸,亦可以為具有2個以上膦酸基之聚膦酸。其中,具有2個以上膦酸基之聚膦酸為較佳。
膦酸所具有之膦酸基的個數為2~5為較佳,2~4為更佳,2或3為進一步較佳。
又,膦酸的碳數為12以下為較佳,10以下為更佳,8以下為進一步較佳。下限並沒有特別限制,1以上為較佳。
作為聚膦酸,能夠援用國際公開第2013/162020號說明書的[0013]~[0023]段中記載之由通式[1]~[3]表示之化合物、國際公開第2018/020878號說明書的[0026]~[0036]段中記載之化合物、國際公開第2018/030006號說明書的[0031]~[0046]段中記載之化合物((共)聚物),該等內容編入本說明書中。
作為聚膦酸,可舉出亞乙基二膦酸、1-羥基亞乙基-1,1’-二膦酸(HEDP)、1-羥基亞丙基-1,1’-二膦酸、1-羥基亞丁基-1,1’-二膦酸、乙基胺基雙(亞甲基膦酸)、十二基胺基雙(亞甲基膦酸)、氮基三(亞甲基膦酸)(NTPO)、乙二胺雙(亞甲基膦酸)(EDDPO)、1,3-伸丙基二胺雙(亞甲基膦酸)、乙二胺四(亞甲基膦酸)(EDTPO)、乙二胺四(伸乙基膦酸)、1,3-伸丙基二胺四(亞甲基膦酸)(PDTMP)、1,2-二胺基丙基四(亞甲基膦酸)、1,6-六亞甲基二胺四(亞甲基膦酸)、二乙三胺五(亞甲基膦酸)(DEPPO)、二乙三胺五(伸乙基膦酸)、三乙四胺六(亞甲基膦酸)及三乙四胺六(伸乙基膦酸),HEDP為較佳。
組成物包含有機酸(較佳為羧酸)時,有機酸(較佳為羧酸)的含量並沒有特別限制,相對於組成物的總質量,0.001~10質量%為較佳,0.01~5質量%為更佳,0.01~3質量%為進一步較佳。
有機酸可以單獨使用1種,亦可以使用2種以上。使用2種以上的有機酸時,合計含量在上述範圍內為較佳。
又,組成物包含2種以上的有機酸時,有機酸包含至少1個羧酸及至少1個膦酸之態樣亦較佳。
(除過碘酸化合物以外的氧化劑)
組成物可以包含除上述過碘酸化合物以外的氧化劑。
作為除過碘酸化合物以外的氧化劑,例如,過氧化氫、過氧化物、硝酸及其鹽、碘酸及其鹽、次氯酸及其鹽、亞氯酸及其鹽、氯酸及其鹽、過氯酸及其鹽、過硫酸及其鹽、重鉻酸及其鹽、過錳酸及其鹽、臭氧水、銀(II)鹽及鐵(III)鹽。
組成物包含除過碘酸化合物以外的氧化劑時,過碘酸的含量和除過碘酸化合物以外的氧化劑的含量的合計在上述之過碘酸的含量的範圍內為較佳。
又,組成物中包含之除過碘酸化合物以外的氧化劑的含量比過碘酸的含量少為較佳,組成物中不包含除過碘酸化合物以外的氧化劑為更佳。
(pH調節劑)
本組成物可以包含除上述之鹼化合物及有機酸以外的pH調節劑。
作為除鹼化合物及有機酸以外的pH調節劑,例如,可舉出硫酸、鹽酸及乙酸等無機酸。
(添加劑)
只要不損害本發明的效果及各成分的功能,本組成物可以包含除上述成分以外的其他成分作為添加劑。
本組成物可以包含高分子化合物作為添加劑。
高分子化合物係除上述各成分以外的有機化合物,且為分子量(具有分子量分佈時為重量平均分子量)為500以上的化合物。
作為高分子化合物,例如,可舉出聚羥基化合物及陰離子性高分子化合物。
此外,在本說明書中,重量平均分子量係基於GPC(凝膠滲透色譜)法之聚苯乙烯換算值。GPC法基於如下方法,亦即利用HLC-8020GPC(TOSOH CORPORATION製),作為管柱使用TSKgel Super HZM-H、TSKgel Super HZ4000、TSKgel SuperHZ2000(TOSOH CORPORATION製,4.6mmID×15cm),作為洗提液使用THF(四氫呋喃)。
-聚羥基化合物-
聚羥基化合物係在分子中具有2個以上(例如2~200個)的醇性羥基之有機化合物。
聚羥基化合物的分子量(具有分子量分佈時為重量平均分子量)為500以上,500~3000為較佳。
作為上述聚羥基化合物,例如,可舉出聚乙二醇、聚丙二醇及聚氧乙烯聚氧丙二醇等聚氧伸烷基二醇;甘露三糖、纖維三糖、龍膽三糖、棉子糖、松三糖、纖維四糖及水蘇糖等寡糖;澱粉、肝糖、纖維素、幾丁質及幾丁聚糖等多糖類及其水解物。
作為聚羥基化合物,環糊精亦較佳。環糊精係複數個D-葡萄糖藉由糖苷鍵鍵結且具有環狀結構之環狀寡糖的一種。作為環糊精,已知有鍵結有5個以上(例如6~8個)葡萄糖之化合物,
作為環糊精,例如,可舉出α-環糊精、β-環糊精及γ-環糊精,γ-環糊精為較佳。
-陰離子性高分子化合物-
陰離子性高分子化合物係具有陰離子性基且重量平均分子量為500以上的化合物。
作為陰離子性高分子化合物,可舉出將具有羧基之單體作為基本結構單元之聚合物及其鹽、以及包含該等之共聚物。具體而言,可舉出聚丙烯酸及其鹽、以及包含該等之共聚物;聚甲基丙烯酸及其鹽、以及包含該等之共聚物;聚醯胺酸及其鹽、以及包含該等之共聚物;聚順丁烯二酸、聚衣康酸、聚反丁烯二酸、聚(p-苯乙烯羧酸)及聚乙醛酸等聚羧酸及其鹽、以及包含該等之共聚物。
其中,選自包括包含聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酸及聚甲基丙烯酸之共聚物、以及該等的鹽之群組中之至少1種為較佳。
陰離子性高分子化合物的重量平均分子量為1000~100000為較佳,2000~50000為更佳。
陰離子性高分子化合物可以在組成物中游離化。
高分子化合物可以單獨使用1種,亦可以使用2種以上。
本組成物包含高分子化合物時,其含量相對於本組成物的總質量,0.001~10質量%為較佳,0.005~5質量%為更佳。
<pH>
本組成物的pH並沒有特別限制,從蝕刻選擇性更優異之觀點考慮,7.0以上為較佳,7.5以上為更佳,8.0以上為進一步較佳。上限並沒有特別限制,可以為14.0以下。從組成物的經時穩定性優異之觀點,組成物的pH為13.0以下為較佳,11.5以下為更佳。
在本說明書中,組成物以及後述第1液及第2液的pH藉由在25℃下,利用pH計((HORIBA, Ltd.製,F-51(商品名))測定來獲得。
<套組>
本組成物可以設為將各成分(原料)分割成複數份之套組。本發明的套組至少具備第1液及第2液,過碘酸化合物、唑化合物及鹼化合物包含在第1液及第2液中的任一者中。本發明的套組用於藉由混合第1液及第2液來製備本組成物。
從保存穩定性優異之觀點考慮,作為套組,係至少具備包含過碘酸化合物及鹼化合物之第1液和包含唑化合物之第2液之套組為較佳。
(第1液)
第1液包含過碘酸化合物及鹼化合物為較佳,進一步包含溶劑(進一步較佳為水)為更佳。
第1液中的過碘酸化合物的含量並沒有特別限制,相對於第1液的總質量,0.1質量%以上為較佳,1.0質量%以上為更佳,4.0質量%以上為進一步較佳。作為上限值,並沒有特別限制,60.0質量%以下為較佳,40.0質量%以下為更佳,20.0質量%以下為進一步較佳。這是因為,藉由在該含量範圍內,能夠設為適合與第2液的混合之狀態,並且與第2液的混合液在上述過碘酸化合物的較佳之含量範圍內。
第1液中的鹼化合物的含量並沒有特別限制,從第1液的經時穩定性優異之觀點考慮,相對於第1液的總質量,0.3質量%以上為較佳,1.0質量%以上為更佳,3.0質量%以上為進一步較佳。作為上限值,並沒有特別限制,40.0質量%以下為較佳,20.0質量%以下為更佳,12.0質量%以下為進一步較佳。
又,調整鹼化合物的含量,以使第1液的pH在後述較佳範圍內亦較佳。
第1液不包含除過碘酸化合物、鹼化合物及溶劑以外的成分為較佳,不包含除過碘酸化合物、鹼化合物及水以外的成分為更佳。
第1液中的水的含量可以為除過碘酸化合物及鹼化合物以外的剩餘部分,雖沒有特別限制,但50~95質量%為較佳,65~90質量%為更佳。
第1液的pH並沒有特別限制,從第1液的經時穩定性優異之觀點考慮,5以上為較佳,8以上為更佳。上限並沒有特別限制,14以下為較佳,12以下為更佳。
(第2液)
第2液至少包含唑化合物為較佳,進一步包含溶劑(進一步較佳為水)為更佳。
第2液中的唑化合物的含量並沒有特別限制,相對於第2液的總質量,0.01質量%以上為較佳,0.04質量%以上為更佳,0.1質量%以上為進一步較佳。作為上限值,並沒有特別限制,10.0質量%以下為較佳,2.0質量%以下為更佳,1.0質量%以下為進一步較佳。這是因為,藉由在該範圍內,能夠設為適合與第1液的混合之狀態,並且與第1液的混合液在上述唑化合物的較佳之含量範圍內。
水溶性有機溶劑可以包含在第1液或第2液中的任一者中,但包含在第2液中為較佳。
第2液中的水溶性有機溶劑的含量並沒有特別限制,相對於第2液的總質量,0.2~50質量%為較佳,2~40質量%為更佳,5~30質量%為進一步較佳。
界面活性劑可以包含在第1液或第2液中的任一者,但包含在第2液中為較佳。
第2液中的界面活性劑的含量並沒有特別限制,相對於第2液的總質量,0.02質量%以上為較佳,0.05質量%以上為更佳。上限並沒有特別限制,從抑制組成物起泡的觀點考慮,相對於第2液的總質量,10質量%以下為較佳,5質量%以下為更佳。
羧酸可以包含在第1液或第2液中的任一者,但在第1液包含鹼化合物時,羧酸包含在第2液中為較佳。這是因為,藉由第2液包含羧酸,能夠容易調整成混合包含鹼化合物之第1液與第2液來獲得之組成物滿足上述較佳之pH的範圍。
第2液中的羧酸的含量並沒有特別限制,相對於第2液的總質量,0.002~20質量%為較佳,0.02~10質量%為更佳。第1液包含鹼化合物時,調整第2液中的羧酸的含量以使第1液與第2液的混合液的pH在上述組成物的pH的較佳範圍內為較佳。
第2液可以進一步包含水。
第2液中的水的含量可以為除唑化合物、水溶性有機溶劑、界面活性劑及羧酸以外的剩餘部分,雖沒有特別限制,但50~95質量%為較佳,65~90質量%為更佳。
第2液的pH並沒有特別限制,9以下為較佳,7以下為更佳。下限並沒有特別限制,可以為0以上。
套組亦可以為除第1液及第2液以外,進一步具備至少包含水之第3液之3液系以上的套組。
從組成物的製造製程變得更簡單的觀點考慮,僅具備第1液及第2液之2液系套組為較佳。
(套組的製作)
套組的製作方法並沒有特別限制,例如,可以藉由製備上述第1液及第2液之後分別容納於不同的容器中來製作組成物製備用套組。
第1液的製備方法並沒有特別限制,例如,可舉出對藉由純化來獲得之純水添加過碘酸及鹼化合物之後,進行攪拌等來製備作為均勻的水溶液的第1液之方法。
第2液的製備方法亦沒有特別限制,可以按照第1液的製備方法進行。
<容器>
組成物、以及套組所具備之第1液及第2液能夠填充在任意的容器中進行保管、運輸及使用。作為容器,容器的潔淨度高,雜質的溶出少者為較佳。作為填充組成物之容器,可舉出AICELLO CHEMICAL CO.,LTD.製的“CLEAN BOTTELS”系列及KODAMA PLASTICS Co.,Ltd.製的“PURE BOTTLES”等,但並不限於此。
<製造方法>
組成物的製造方法並沒有特別限制,例如,能夠藉由混合上述各成分來製造組成物。混合上述各成分之順序和/或時間點並沒有特別限制。例如,可舉出如下方法:向裝有經純化之純水之混合機等攪拌機依次添加過碘酸化合物、唑化合物、鹼化合物及任意成分之後充分攪拌,藉此混合各成分來製造組成物。
藉由混合上述套組所具備之包含過碘酸化合物及鹼化合物之第1液和包含唑化合物之第2液來製造組成物為較佳。將第1液與第2液分開保管,在使用組成物時混合兩者並適用於被處理物中,藉此能夠獲得在長期保管後亦維持對金屬含有物的溶解能力及蝕刻選擇性,並具有優異之保存穩定性之組成物。
又,作為組成物的製造方法,亦可舉出使用鹼化合物的至少一部分和/或pH調節劑來預先調整為所設定之pH之後混合各成分之方法、以及混合各成分之後,使用鹼化合物的至少一部分和/或pH調節劑來調整為所設定之pH之方法。
又,可以藉由如下方法來製造組成物:製造水的含量比使用時更少的濃縮液,使用時藉由稀釋液(較佳為水)進行稀釋而調整為規定含量之方法。又,亦可以藉由如下方法來製造組成物:藉由稀釋液稀釋濃縮液之後,使用鹼化合物的至少一部分和/或pH調節劑來調整為所設定之pH之方法。稀釋濃縮液時,可以對濃縮液添加規定量的稀釋液,還可以對稀釋液添加規定量的濃縮液。
[被處理物]
本組成物用於去除基板上的金屬含有物。
此外,例如基板的表面和背面、側面及溝槽內等均包括在本說明書中的“基板上”。又,基板上的金屬含有物不僅包括在基板表面上直接具有金屬含有物之情況,還包括經由其他層而在基板上具有金屬含有物之情況。
關於金屬含有物中包含之金屬,例如可舉出選自Ru(釕)、Ti(鈦)、Ta(鉭)、Co(鈷)、Cr(鉻)、Hf(鉿)、Os(鋨)、Pt(鉑)、Ni(鎳)、Mn(錳)、Cu(銅)、Zr(鋯)、Mo(鉬)、La(鑭)、W(鎢)及Ir(銥)之金屬M。
亦即,作為金屬含有物,金屬M含有物為較佳。
金屬含有物只要為包含金屬(金屬原子)之物質即可,例如,可舉出金屬M的單體、包含金屬M之合金、金屬M的氧化物、金屬M的氮化物及金屬M的氧氮化物。
又,金屬含有物可以為包含該等化合物中的2種以上之混合物。
此外,上述氧化物、氮化物及氧氮化物可以為包含金屬之複合氧化物、複合氮化物及複合氧氮化物。
金屬含有物中的金屬原子的含量相對於金屬含有物的總質量,10質量%以上為較佳,30質量%以上為更佳,50質量%以上為進一步較佳。由於金屬含有物可以為金屬本身,因此上限為100質量%。
作為金屬含有物,Ru含有物為較佳。亦即,組成物用於去除基板上的Ru含有物為較佳。
作為Ru含有物,例如,可舉出Ru的單體、Ru的合金、Ru的氧化物、Ru的氮化物及Ru的氧氮化物。
Ru含有物中的Ru原子的含量相對於Ru含有物的總質量為10質量%以上為較佳,30質量%以上為更佳,50質量%以上為更佳。上限並沒有特別限制,由於Ru含有物可以為Ru單體,因此為100質量%。
被處理物係具有金屬含有物之基板。亦即,被處理物至少包括基板和存在於基板上之金屬含有物。
基板的種類並沒有特別限制,半導體基板為較佳。
作為上述基板,可舉出半導體晶圓、光罩用玻璃基板、液晶顯示用玻璃基板、電漿顯示用玻璃基板、FED(Field Emission Display:場發射顯示器)用基板、光盤用基板、磁盤用基板及光磁盤用基板等各種基板。
作為構成半導體基板之材料,可舉出矽、矽鍺及GaAs等第III-V族化合物或該等的任意組合。
基板上的金屬含有物的種類如上所述。
基板上的金屬含有物的形態並沒有特別限制,例如可以為配置成膜狀之形態(含金屬膜)、配置成配線狀之形態(含金屬配線)及配置成粒子狀之形態中的任一種。
如上所述,作為金屬,Ru(釕)為較佳,作為被處理物,具有基板和配置於基板上之含Ru膜、含Ru配線或粒子狀的Ru含有物之被處理物為較佳。
又,作為金屬,Cu(銅)或Co(鈷)亦較佳,作為被處理物,具有基板和配置於基板上之含有Cu或Co之膜、含有Cu或Co之配線或粒子狀的Cu或Co含有物之被處理物亦較佳。
基板上存在2種以上的金屬含有物亦較佳。例如,亦可以為基板上至少存在Ru含有物(含Ru膜、含Ru配線和/或粒子狀的Ru含有物等)和Cu含有物(含Cu膜、含Cu配線和/或粒子狀的Cu含有物等)或Co含有物(含Co膜、含Co配線和/或粒子狀的Co含有物等)之基板。基板上存在2種以上的金屬含有物時,2種以上的金屬含有物可以分別獨立地存在,亦可以以均勻混合之形態存在。
又,2種以上的金屬含有物可以以不同形態存在。例如,基板上可以存在含Ru膜和含Cu配線或含Co配線。
此外,作為將金屬含有物配置成粒子狀之形態,例如,如下所述,可舉出在對具有含金屬膜之基板實施乾式蝕刻之後,作為殘渣而附著有粒子狀金屬含有物之基板、以及在對含金屬膜實施CMP(chemical mechanical polishing:化學機械研磨處理)之後,作為殘渣而附著有粒子狀金屬含有物之基板。
含金屬膜的厚度並沒有特別限制,能夠根據用途適當選擇,例如,50nm以下為較佳,20nm以下為更佳,10nm以下為進一步較佳。
含金屬膜可以僅配置於基板的一側的主表面上,亦可以配置於兩側的主表面上。又,含金屬膜可以配置於基板的主表面的整面上,亦可以配置於基板的主表面的局部。
又,上述基板除了金屬含有物以外,還可以根據需要具有各種層和/或結構。例如基板可以具有金屬配線、閘極電極、源極電極、汲極電極、絕緣層、強磁性層和/或非磁性層等。
基板可以具有曝露之積體電路結構,例如金屬配線及介電材料等的互連機構。作為用於互連機構之金屬及合金,例如可舉出鋁、銅鋁合金、銅、鈦、鉭、鈷、矽、氮化鈦、氮化鉭及鎢。基板可以具有氧化矽、氮化矽、碳化矽和/或碳摻雜氧化矽的層。
基板的大小、厚度、形狀及層結構等並沒有特別限制,能夠根據需要適當選擇。
如上所述,本發明的處理方法中使用之被處理物在基板上具有金屬含有物。
具有金屬含有物之基板的製造方法並沒有特別限制。例如能夠藉由濺射方法、化學氣相沉積(CVD:Chemical Vapor Deposition)法、分子束磊晶(MBE:Molecular Beam Epitaxy)法等在基板上形成含金屬膜。此外,在藉由濺射方法及CVD法等形成含金屬膜時,有時在具有含金屬膜之基板的背面(與含金屬膜側相反一側的表面),亦附著有金屬含有物。
又,亦可以經由規定的遮罩實施上述方法而在基板上形成含金屬配線。
又,可以在基板上形成含金屬膜或含金屬配線之後,進而,將該基板供於不同之製程或處理之後,用作處理方法的被處理物。
例如,亦可以將具有含金屬膜或含金屬配線之基板供於乾式蝕刻中,製造具有包含金屬之乾式蝕刻殘渣之基板。又,亦可以將具有含金屬膜或含金屬配線之基板供於CMP來製造具有金屬含有物之基板。
[基板的處理方法]
本發明的基板的處理方法(以下,亦稱為“本處理方法”)包括使用上述組成物去除基板上的金屬含有物之製程A。
如上所述,尤其,金屬含有物包含Ru含有物時,可較佳地利用本處理方法。
本處理方法中使用的組成物如上所述。
又,關於本處理方法的被處理物亦即具有金屬含有物之基板,亦如上所述。
作為製程A的具體方法,可舉出使組成物與被處理物亦即具有金屬含有物之基板接觸之方法。
接觸方法並無特別限定,例如可舉出將被處理物浸漬於放入罐中之組成物中之方法、將組成物噴霧到基板上之方法、使組成物在基板上流過之方法或該等的任意組合。其中,將被處理物亦即具有金屬含有物之基板浸漬於組成物中之方法為較佳。
進而,為了進一步增強組成物的清洗能力,亦可以利用機械式攪拌方法。
作為機械式攪拌方法,例如可舉出使組成物在基板上循環之方法、使組成物在基板上流過或噴霧之方法及藉由超聲波或兆頻攪拌組成物之方法等。
製程A的處理時間能夠根據使組成物接觸基板之方法及組成物的溫度等進行調整。處理時間(組成物與被處理物的接觸時間)並沒有特別限制,0.25~10分鐘為較佳,0.5~2分鐘為更佳。
處理時的組成物的溫度並沒有特別限制,20~75℃為較佳,20~60℃為更佳。
在製程A中,所去除之基板上的金屬含有物可以僅為1種,亦可以為2種以上。
在製程A中去除2種以上的金屬含有物時,可以用1次處理同時去除2種以上的金屬含有物,亦可以分別處理。在藉由複數次去除處理來去除基板上的2種以上的金屬含有物之製程A中,組成物用於為了去除至少1種金屬含有物而進行之去除處理為較佳。
作為2種以上的金屬含有物的組合,例如可舉出上述金屬M中的2種以上的金屬的含有物(2種以上的金屬M含有物)的組合,其中,至少包含Ru含有物和Cu含有物或Co含有物之組合為較佳。
在製程A中,可以一邊測定組成物中的過碘酸化合物、唑化合物和/或鹼化合物的含量,一邊根據需要實施向組成物中添加溶劑(較佳為水)之處理。藉由實施本處理,能夠將組成物中的成分含量穩定地保持在規定的範圍內。
作為測定組成物中的過碘酸化合物、唑化合物、鹼化合物及任意成分的含量之方法,可舉出離子色譜法。作為具體裝置,例如可舉出Thermo Fisher Scientific K.K.的Dionex ICS-2100。
作為製程A的具體的較佳態樣,可舉出使用組成物對配置於基板上之含金屬配線進行凹陷蝕刻處理之製程A1、使用組成物去除配置有含金屬膜之基板的外緣部的含金屬膜之製程A2、使用組成物去除附著於配置有含金屬膜之基板的背面之金屬含有物之製程A3、使用組成物去除乾式蝕刻後的基板上的金屬含有物之製程A4或使用組成物去除化學機械研磨處理後的基板上的金屬含有物之製程A5。
其中,作為製程A,製程A1為更佳。
以下,對上述各處理中所使用之本處理方法進行說明。
<製程A1>
作為製程A,可舉出使用組成物對配置於基板上之含金屬配線進行凹陷蝕刻處理之製程A1。
圖1中示出表示製程A1的凹陷蝕刻處理的被處理物亦即具有含金屬配線之基板(以下,亦稱為“配線基板”)的一例之剖面上部的示意圖。
圖1所示之配線基板10a具有未圖示的基板、具有配置於基板上之溝槽之絕緣膜12、沿溝槽的內壁配置之阻障金屬層14、填充到溝槽內部之含金屬配線16。
配線基板中的基板及含金屬配線如上所述。
作為含金屬配線,含Ru配線(包含Ru之配線)、含Cu配線或含Co配線為較佳。含Ru配線包含Ru單體、Ru合金、Ru氧化物、Ru氮化物或Ru氧氮化物為較佳。
構成配線基板中的阻障金屬層之材料並沒有特別限制,例如,可舉出氮化鈦(TiN)及氮化鉭(TaN)。
此外,在圖1中,對配線基板具有阻障金屬層之態樣進行了說明,但亦可以為不具有阻障金屬層之配線基板。
又,在圖1中雖未圖示,但可以在阻障金屬層14與含金屬配線16之間配置襯裡層。構成襯裡層之材料並沒有特別限制,例如,可舉出Ru含有物、Cu含有物及Co含有物。
配線基板的製造方法並沒有特別限制,例如可舉出包括如下製程之方法:在基板上形成絕緣膜之製程;在上述絕緣膜上形成溝槽之製程;在絕緣膜上形成阻障金屬層之製程;以填充上述溝槽之方式形成含金屬膜之製程;及對含金屬膜實施平坦化處理之製程。
在製程A1中,使用上述組成物,對配線基板中的含金屬配線進行凹陷蝕刻處理,藉此能夠去除含金屬配線的一部分來形成凹部。
更具體而言,若實施製程A1,則如圖2的配線基板10b所示,阻障金屬層14及含金屬配線16的一部分被去除而形成凹部18。
作為製程A1的具體方法,可舉出使組成物與配線基板接觸之方法。
組成物與配線基板的接觸方法如上所述。
組成物與配線基板的接觸時間及組成物的溫度的較佳範圍如上所述。
(製程A1a及A1b)
作為製程A1,實施去除配置於基板上之2種以上的金屬含有物(例如2種以上的金屬M含有物,較佳為Ru含有物和Cu含有物或Co含有物的組合)中的至少1種金屬含有物之製程A1a和去除與在製程A1a中去除之金屬含有物不同的金屬含有物之製程A1b亦較佳。
製程A1a及A1b例如對在含金屬配線與阻障金屬層之間配置有襯裡層且上述含金屬配線和上述襯裡層為分別不同的金屬含有物之配線基板實施。
含金屬配線和襯裡層由不同的金屬含有物構成時,構成含金屬配線之成分和構成襯裡層之成分中存在處理溶液的溶解性根據其種類而不同的情況。在該種情況下,實施使用對含金屬配線的溶解性比對襯裡層的溶解性更優異之溶液A去除含金屬配線之製程A1a和使用對襯裡層的溶解性比對含金屬配線的溶解性更優異之溶液B去除襯裡層之製程A1b為較佳。這是因為,藉由實施包括製程A1a及A1b之2階段的去除處理,能夠微細地調整含金屬配線及襯裡層的去除程度,並能夠確保晶圓面內均勻性。
作為具備上述含金屬配線和襯裡層之配線基板,含金屬配線係含Cu配線或含Co配線且襯裡層係Ru含有物之組合或含金屬配線係含Ru配線且襯裡層係Cu含有物或Co含有物之組合為較佳,含金屬配線係含Cu配線或含Co配線且襯裡層係Ru含有物之組合為更佳。
又,由於Ru含有物相對於Cu含有物及Co含有物的蝕刻選擇性高,因此含金屬配線係含Ru配線且襯裡層係Cu含有物或Co含有物時,將本組成物用作在去除含金屬配線之製程A1a中使用之溶液A為較佳,又,含金屬配線係含Cu配線或含Co配線且襯裡層係Ru含有物時,將本組成物用作在去除襯裡層之製程A1b中使用之溶液B為較佳。
其中,由於對構成阻障金屬層之材料(較佳為TiN或TaN)的蝕刻選擇性高,因此對於在含金屬配線與阻障金屬層之間具備襯裡層之配線基板,將本組成物用作在去除與阻障金屬層接觸之襯裡層之製程A1b中使用之溶液B為更佳。
此外,作為製程A1,實施製程A1a及A1b時,上述溶液A或B中的一種為本組成物,另一種為除本組成物以外的溶液。作為能夠在製程A1a或A1b中用作溶液A或B之除本組成物以外的溶液,並沒有特別限制,能夠根據配置於基板上之2種以上的金屬含有物的種類及本組成物的蝕刻選擇性等,使用公知的溶液。
例如,對含金屬配線係含Cu配線或含Co配線且襯裡層係Ru含有物之配線基板實施使用本組成物去除襯裡層之製程A1b時,作為能夠在去除含金屬配線之製程A1a中使用之除本組成物以外的溶液,例如,可舉出硫酸與過氧化氫水的混合液(SPM)、氨水與過氧化氫水的混合液(SC-1或APM)及過氧化氫與酸性水溶液的重複處理等。
在本處理方法中,可以交替實施製程A1a和製程A1b。
在交替進行製程A1a及製程A1b時,製程A1a及製程A1b分別實施1~10次為較佳。
(製程B)
此外,在製程A1之前或製程A1之後,可以根據需要實施使用規定的溶液(以下,亦稱為“特定溶液”)處理配線基板之製程B。
尤其,如上所述,在基板上配置有阻障金屬層時,在構成含金屬配線之成分和構成阻障金屬層之成分中,存在對本發明的組成物之溶解性根據其種類而不同之情況。在該種情況下,使用對阻障金屬層之溶解性更優異之溶液來調整含金屬配線與阻障金屬層的溶解程度為較佳。
從該種觀點考慮,特定溶液係對含金屬配線之溶解性差且對構成阻障金屬層之物質之溶解性優異之溶液為較佳。
作為特定溶液,可舉出選自包括氟酸與過氧化氫水的混合液(FPM)、硫酸與過氧化氫水的混合液(SPM)、氨水與過氧化氫水的混合液(APM)及鹽酸與過氧化氫水的混合液(HPM)之群組中之溶液。
FPM的組成例如在“氟酸:過氧化氫水:水=1:1:1”~“氟酸:過氧化氫水:水=1:1:200”的範圍內(體積比)為較佳。
SPM的組成例如在“硫酸:過氧化氫水:水=3:1:0”~“硫酸:過氧化氫水:水=1:1:10”的範圍內(體積比)為較佳。
APM的組成例如在“氨水:過氧化氫水:水=1:1:1”~“氨水:過氧化氫水:水=1:1:30”的範圍內(體積比)為較佳。
HPM的組成例如在“鹽酸:過氧化氫水:水=1:1:1”~“鹽酸:過氧化氫水:水=1:1:30”的範圍內(體積比)為較佳。
此外,該等較佳組成比的記載表示氟酸係49質量%氟酸、硫酸係98質量%硫酸、氨水係28質量%氨水、鹽酸係37質量%鹽酸、過氧化氫水係31質量%過氧化氫水的情況下的組成比。
在製程B中,作為使用特定溶液處理在製程A1中獲得之基板之方法,使特定溶液與在製程A1中獲得之基板接觸之方法為較佳。
使特定溶液與在製程A1中獲得之基板接觸之方法並沒有特別限制,例如,可舉出與使組成物與基板接觸之方法相同的方法。
特定溶液與在製程A1中獲得之基板的接觸時間例如為0.25~10分鐘為較佳,0.5~5分鐘為更佳。
在本處理方法中,可以交替實施製程A1和製程B。
在交替進行時,製程A1及製程B分別實施1~10次為較佳。
製程A1包括製程A1a及A1b時,可以在製程A1a及A1b之前或製程A1a及A1b之後實施上述製程B。又,可以交替實施包括製程A1a及A1b之製程A1和上述製程B。
<製程A2>
作為製程A,可舉出使用組成物去除配置有含金屬膜之基板的外緣部的含金屬膜之製程A2。
圖3中示出表示製程A2的被處理物亦即配置有含金屬膜之基板的一例之示意圖(俯視圖)。
圖3所示之製程A2的被處理物20係具有基板22和配置於基板22的一側的主表面上(由實線包圍之整個區域)之含金屬膜24之積層體。如下所述,在製程A2中,去除位於被處理物20的外緣部26(虛線的外側區域)之含金屬膜24。
被處理物中的基板及含金屬膜如上所述。
此外,作為含金屬膜,含Ru膜(包含Ru之膜)為較佳。含Ru膜包含Ru單體、Ru合金、Ru氧化物、Ru氮化物或Ru氧氮化物為較佳。
製程A2的具體方法並無特別限定,例如可舉出以組成物僅與上述基板的外緣部的含金屬的膜接觸之方式,從噴嘴供應組成物之方法。
在進行製程A2的處理時,能夠較佳地適用日本特開2010-267690號公報、日本特開2008-080288號公報、日本特開2006-100368號公報及日本特開2002-299305號公報中記載之基板處理裝置及基板處理方法。
組成物與被處理物的接觸方法如上所述。
組成物與被處理物的接觸時間及組成物的溫度的較佳範圍如上所述。
<製程A3>
作為製程A,可舉出使用組成物去除附著於配置有含金屬膜之基板的背面之金屬含有物之製程A3。
作為製程A3的被處理物,可舉出在製程A2中使用之被處理物。在形成製程A2中使用之基板和在基板的一側的主表面上配置有含金屬膜之被處理物時,藉由濺射及CVD等形成含金屬膜。此時,有時在基板的與含金屬膜側相反一側的表面上(背面上)附著金屬含有物。為了去除該種被處理物中的金屬含有物而實施製程A3。
製程A3的具體方法並沒有特別限制,例如可舉出以組成物僅與上述基板的背面接觸之方式吹送組成物之方法。
組成物與被處理物的接觸方法如上所述。
組成物與被處理物的接觸時間及組成物的溫度的較佳範圍如上所述。
<製程A4>
作為製程A,可舉出使用組成物去除乾式蝕刻後的基板上的金屬含有物之製程A4。
圖4中示出表示製程A4的被處理物的一例之示意圖。
圖4所示之被處理物30在基板32上依次具備含金屬膜34、蝕刻停止層36、層間絕緣膜38及金屬硬遮罩40,藉由經過乾式蝕刻製程等,在規定位置形成有含金屬膜34露出之孔42。亦即,如圖4所示之被處理物係依次具備基板32、含金屬膜34、蝕刻停止層36、層間絕緣膜38及金屬硬遮罩40,並在金屬硬遮罩40的開口部的位置具備從其表面貫通至含金屬膜34的表面為止之孔42之積層物。孔42的內壁44由包括蝕刻停止層36、層間絕緣膜38及金屬硬遮罩40之剖面壁44a和包括所露出之含金屬膜34之底壁44b構成,並附著有乾式蝕刻殘渣46。
乾式蝕刻殘渣包含金屬含有物。
作為含金屬膜,含Ru膜(包含Ru之膜)為較佳。含Ru膜包含Ru單體、Ru合金、Ru氧化物、Ru氮化物或Ru氧氮化物為較佳。
作為金屬含有物,Ru含有物為較佳。Ru含有物包含Ru單體、Ru合金、Ru氧化物、Ru氮化物或Ru氧氮化物為較佳。
作為層間絕緣膜及金屬硬遮罩,可選擇公知的材料。
此外,在圖4中,對使用金屬硬遮罩之態樣進行了說明,但亦可以使用利用公知的光阻材料形成之抗蝕劑遮罩。
作為製程A4的具體方法,可舉出使組成物與上述被處理物接觸之方法。
組成物與配線基板的接觸方法如上所述。
組成物與配線基板的接觸時間及組成物的溫度的較佳範圍如上所述。
<製程A5>
作為製程A,可舉出使用組成物去除化學機械研磨處理(CMP:chemical mechanical polishing:化學機械研磨處理)後的基板上的金屬含有物之製程A5。
在絕緣膜的平坦化、連接孔的平坦化及鑲嵌配線等的製造步驟中導入CMP技術。有時CMP後的基板會因大量用作研磨粒子中之粒子及金屬雜質等而被污染。因此,在進入下一個加工階段之前,需要去除該等污染物並進行清洗。因此,藉由實施製程A5,能夠去除在CMP的被處理物具有含金屬配線或含金屬膜時產生並附著於基板上之金屬含有物。
如上所述,製程A5的被處理物可舉出CMP後的具有金屬含有物之基板。
作為金屬含有物,Ru含有物為較佳。Ru含有物包含Ru單體、Ru合金、Ru氧化物、Ru氮化物或Ru氧氮化物為較佳。
作為製程A5的具體方法,可舉出使組成物與上述被處理物接觸之方法。
組成物與配線基板的接觸方法如上所述。
組成物與配線基板的接觸時間及組成物的溫度的較佳範圍如上所述。
<製程C>
本處理製程可以在上述製程A之後,根據需要具有利用沖洗液對在製程A中獲得之基板進行沖洗處理之製程C。
由於使本組成物與基板接觸,因此存在源自本組成物之碘化合物在基板的表面上作為殘留碘(I殘留物)附著之情況。該種殘留碘(I殘留物)有可能對以下製程和/或最終產品帶來不良影響。藉由進行沖洗製程,能夠從基板的表面去除殘留碘(I殘留物)。
作為沖洗液,例如,氟酸、鹽酸、過氧化氫水、氟酸與過氧化氫水的混合液、硫酸與過氧化氫水的混合液、氨水與過氧化氫水的混合液、鹽酸與過氧化氫水的混合液、二氧化碳水、臭氧水、氫水、檸檬酸水溶液、硫酸、氨水、異丙醇、次氯酸水溶液、王水、超純水、硝酸、過氯酸、草酸水溶液或正過碘酸水溶液為較佳。在不損害沖洗製程的目的之範圍內,可以混合使用該等沖洗液。
此外,氟酸、硝酸、過氯酸及鹽酸分別表示HF、HNO3
、HClO4
及HCl溶解於水之水溶液。
硫酸可以為H2
SO4
溶解於水之水溶液。
臭氧水、二氧化碳水及氫水分別表示使O3
、CO2
及H2
溶解於水之水溶液。
其中,作為沖洗液,從進一步減少沖洗製程後的基板表面上的殘留碘的觀點考慮,二氧化碳水、臭氧水、氫水、氟酸、檸檬酸水溶液、鹽酸、硫酸、氨水、過氧化氫水、SPM、APM、HPM、IPA、次氯酸水溶液、王水或FPM為較佳,氟酸、鹽酸、過氧化氫水、SPM、APM、HPM或FPM為更佳。
作為製程C的具體方法,可舉出使沖洗液與被處理物亦即在製程A中獲得之基板接觸之方法。
作為接觸方法,藉由將基板浸漬於放入罐之沖洗液中之方法、將沖洗液噴霧到基板上之方法、使沖洗液在基板上流過之方法或將該等任意組合之方法而實施。
處理時間(沖洗液與被處理物的接觸時間)並沒有特別限制,為5秒以上且5分鐘以下。
處理時的沖洗液的溫度並沒有特別限制,16~60℃為較佳,18~40℃為更佳。
又,本處理方法可以在製程C之後,根據需要具有實施乾燥處理之製程D。乾燥處理的方法並沒有特別限制,可舉出旋轉乾燥、在基板上使乾燥氣體流動、基於基板的加熱構件例如加熱板或紅外線燈之加熱、IPA(異丙醇)蒸汽乾燥、馬蘭哥尼乾燥、諾塔哥尼乾燥或該等的組合。
乾燥時間根據所使用之特定的方法而改變,通常為30秒以上且數分鐘以下程度。
本處理方法可以在對基板實施之其他製程之前或之後進行組合而實施。可以在實施本處理方法之過程中組合到其他製程,亦可以在其他製程中組合本處理方法而實施。
作為其他製程,例如可舉出金屬配線、閘極結構、源極結構、汲極結構、絕緣層、強磁性層和/或非磁性層等各結構的形成製程(層形成、蝕刻、化學機械研磨、改質等)、抗蝕劑的形成製程、曝光製程及去除製程、熱處理製程、清洗製程及檢查製程等。
在本處理方法中,可以在後段製程(BEOL:Back end of the line)中進行,亦可以在前段製程(FEOL:Front end of the line)中進行,但從進一步發揮本發明的效果的觀點考慮,在前段製程中進行為較佳。
[實施例]
以下,根據實施例對本發明進行進一步詳細的說明。以下實施例所示之材料、使用量、比例、處理內容及處理步驟等,只要不脫離本發明的主旨便能夠適當地變更。因此,本發明的範圍不應被以下所示之實施例限定性地解釋。
《實施例A》
[組成物的製備]
製備具有下述表1~表3中記載之組成之組成物,並使用所製備之組成物進行了以下試驗。
以下,關於在組成物的製備中使用之氧化劑(過碘酸化合物)、唑化合物、水溶性有機溶劑、界面活性劑、有機酸及鹼化合物,示出表1~表3中使用之縮寫的含義。
此外,作為在組成物的製備中使用之以下的成分,均使用了市售品。
(氧化劑(O))
O1:正過碘酸(包含在過碘酸化合物中)
O2:偏過碘酸(包含在過碘酸化合物中)
O3:過氧化氫(不包含在過碘酸化合物中)
O4:碘酸(不包含在過碘酸化合物中)
(唑化合物(A))
A1:1H-苯并三唑
A2:5-甲基-1H-苯并三唑
A3:甲苯基三唑
A4:2,2’-{[(5-甲基-1H-苯并三唑-1-基)甲基]亞胺基}二乙醇
A5:1,2,4-三唑
A6:腺嘌呤
A7:鳥嘌呤
(水溶性有機溶劑(B))
B1:二乙二醇二乙醚
B2:四乙二醇二甲醚
B3:二乙二醇二丁醚
B4:二乙二醇單丁醚
(界面活性劑(C))
C1:月桂基二甲基胺基乙酸甜菜鹼
C2:硬脂基二甲基胺基乙酸甜菜鹼
C3:2-月桂基-N-羧基甲基-N-羥乙基咪唑啉甜菜鹼
C4:十二基苯磺酸
C5:月桂基磷酸酯(Nikko Chemicals Co., Ltd.製“Hosten HLP”)
C6:C12
~C14
烷基二苯基醚二磺酸(TAKEMOTO OIL&FAT Co.,Ltd.製“Takesurf A43-NQ”)
C7:(CH3
)2
Ph-(OE)6
OPO3
H2
:TAKEMOTO OIL&FAT Co.,Ltd.製,商品名“New Kalgen FS-3PG”
(有機酸(D))
D1:檸檬酸
D2:酒石酸
D3:乙酸
D4:1-羥基亞乙基-1,1-二膦酸(HEDP)
D5:二乙三胺五乙酸(DTPA)
D6:琥珀酸
D7:己二酸
(鹼化合物(E))
E1:氫氧化四甲基銨
E2:氫氧化乙基三甲基銨
E3:氫氧化四乙銨
E4:氫氧化四丁基鏻(TBPH)
E5:2-胺基-2-甲基-1-丙醇(AMP)
E6:2-(二甲基胺基)-2-甲基-1-丙醇(DMAMP)
此外,在比較例1中,使用檸檬酸(D1)來代替鹼化合物。
(添加劑(F))
F1:γ-環糊精(γ-CD)
F2:聚丙烯酸(重量平均分子量(Mw):6,000)
F3:聚丙烯酸(重量平均分子量(Mw):30,000)
表1~表3中的“量”一欄表示各成分相對於組成物的總質量之含量。
在各實施例及各比較例中,調整鹼化合物(在比較例1中為檸檬酸)的含量以使組成物的pH成為表1~表3的“組成物pH”一欄中記載之值。
又,在實施例A22~A38、A40~A58、A60及A61中,調整2種鹼化合物的含量以使各鹼化合物的含量的比率以質量比計成為1:1,在實施例A39及A59中,調整3種鹼化合物的含量以使各鹼化合物的含量的比率以質量比計成為1:1:1。
又,組成物的剩餘部分為水。
在表中,“比率1(O/A)”一欄的數值表示氧化劑(過碘酸)的含量與唑化合物的含量的比率(質量比),“比率2(B/A)”一欄的數值表示使用水溶性有機溶劑時的水溶性有機溶劑的含量與唑化合物的含量的比率(質量比),“比率3(O/E)”一欄的數值表示氧化劑(過碘酸)的含量與鹼化合物的含量的比率(質量比)。
[試驗]
準備了藉由CVD(chemical vapor deposition:化學氣相沉積)法在市售的矽晶圓(直徑:12英吋)的一表面上形成了Ru層(由Ru單體構成之層)之基板。
將所獲得之基板放入填滿各實施例或各比較例的組成物之容器,攪拌組成物並實施了Ru層的去除處理1分鐘。組成物的溫度設為表中的“處理溫度”一欄中記載之溫度(℃)。
[評價]
<Ru溶解能力>
根據處理之前後的Ru層的厚度之差算出了Ru層的蝕刻速率(Å/min)。按照下述基準評價了所算出之Ru層的蝕刻速率。將評價結果示於表1~表3。
AA:蝕刻速率為30Å/min以上
A:蝕刻速率為20Å/min以上且小於30Å/min
B:蝕刻速率為10Å/min以上且小於20Å/min
C:蝕刻速率為5Å/min以上且小於10Å/min
D:蝕刻速率小於5Å/min
<蝕刻選擇性>
藉由CVD法形成Cu層、TaN層或Co層來代替Ru層,除此以外,按照上述方法製作基板,並算出了Cu層、TaN層及Co層各自的蝕刻速率(Å/min)。
根據所算出之Ru層、Cu層、TaN層及Co層的蝕刻速率,針對各組成物分別算出了Ru層的蝕刻速率與Cu層、TaN層或Co層的蝕刻速率的比率(蝕刻選擇比)。分別根據Ru層與所算出之Cu層的蝕刻選擇比(Ru/Cu)、Ru層與TaN層的蝕刻選擇比(Ru/TaN)及Ru層與Co層的蝕刻選擇比(Ru/Co),按照下述基準評價了蝕刻選擇性。將評價結果示於表1~表3。
(Ru/Cu)
AA:Ru層與Cu層的蝕刻選擇比為100以上
A:Ru層與Cu層的蝕刻選擇比為50以上且小於100
B:Ru層與Cu層的蝕刻選擇比為20以上且小於50
C:Ru層與Cu層的蝕刻選擇比為2以上且小於20
D:Ru層與Cu層的蝕刻選擇比小於2
(Ru/TaN)
AA:Ru層與TaN層的蝕刻選擇比為250以上
A:Ru層與TaN層的蝕刻選擇比為150以上且小於250
B:Ru層與TaN層的蝕刻選擇比為50以上且小於150
C:Ru層與TaN層的蝕刻選擇比為10以上且小於50
D:Ru層與TaN層的蝕刻選擇比小於10
(Ru/Co)
AA:Ru層與Co層的蝕刻選擇比為60以上
A:Ru層與Co層的蝕刻選擇比為40以上且小於60
B:Ru層與Co層的蝕刻選擇比為20以上且小於40
B:Ru層與Co層的蝕刻選擇比為1以上且小於20
B:Ru層與Co層的蝕刻選擇比小於1
將結果示於下述表中。
[表1]
| 表1 | 實施例 A1 | 實施例 A2 | 實施例 A3 | 實施例 A4 | 實施例 A5 | 實施例 A6 | 實施例 A7 | 實施例 A8 | ||
| 組成物 組成 | 氧化劑 (O) | 種類 | O1 | O1 | O1 | O1 | O1 | O1 | O1 | O1 |
| 量(%) | 6.0 | 5.0 | 3.0 | 7.0 | 5.0 | 7.0 | 6.0 | 6.0 | ||
| 唑化合物 (A) | 種類 | A1 | A2 | A3 | A1 | A2 | A3 | A1 | A1 | |
| 量(%) | 0.1 | 0.2 | 0.02 | 0.1 | 0.2 | 0.1 | 0.05 | 0.1 | ||
| 水溶性 有機溶劑(B) | 種類 | B1 | B2 | B1 | B2 | B1 | B2 | - | B1 | |
| 量(%) | 10.0 | 12.0 | 14.0 | 12.0 | 12.0 | 12.0 | - | 10.0 | ||
| 界面活性劑 (C) | 種類 | C1 | - | - | - | C1 | - | - | C1 | |
| 量(%) | 0.1 | - | - | - | 0.1 | - | - | 0.1 | ||
| 有機酸 (D) | 種類 | - | - | - | - | - | - | - | D1 | |
| 量(%) | - | - | - | - | - | - | - | 0.7 | ||
| 鹼化合物 (E) | 種類 | E1 | E2 | E1 | E1 | E3 | E1 | E1 | E1 | |
| 水 | 量 | 剩餘部分 | 剩餘部分 | 剩餘部分 | 剩餘部分 | 剩餘部分 | 剩餘部分 | 剩餘部分 | 剩餘部分 | |
| 比率1(O/A) | 60 | 25 | 150 | 70 | 25 | 70 | 120 | 60 | ||
| 比率2(B/A) | 100 | 60 | 700 | 120 | 60 | 120 | - | 100 | ||
| 比率3(O/E) | 1.1 | 1.3 | 1.4 | 1.1 | 1.3 | 1.3 | 1.3 | 1.3 | ||
| 組成物pH | 7.0 | 8.0 | 9.0 | 7.0 | 8.0 | 8.0 | 8.0 | 8.0 | ||
| 處理溫度(℃) | 55 | 55 | 55 | 55 | 55 | 55 | 55 | 55 | ||
| 組成物 評價 | 蝕刻率 | Ru | A | B | B | AA | AA | AA | B | AA |
| 蝕刻選擇性 | Ru/Cu | B | B | C | B | AA | B | C | AA | |
| Ru/TaN | AA | B | B | AA | AA | AA | B | AA | ||
| Ru/Co | B | C | C | B | B | AA | C | AA |
[表2]
| 表1(繼) | 實施例 A9 | 實施例 A10 | 實施例 A11 | 實施例 A12 | 實施例 A13 | 實施例 A14 | 實施例 A15 | 實施例 A16 | |||||
| 組成物 組成 | 氧化劑 (O) | 種類 | O1 | O1 | O1 | O1 | O1 | O2 | O1 | O1 | |||
| 量(%) | 6.0 | 7.0 | 7.0 | 6.0 | 7.0 | 7.0 | 6.0 | 6.0 | |||||
| 唑化合物 (A) | 種類 | A1 | A1 | A3 | A3 | A3 | A1 | A1 | A3 | A2 | |||
| 量(%) | 0.2 | 1.0 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | ||||
| 水溶性 有機溶劑(B) | 種類 | B1 | B2 | B2 | B2 | B2 | B1 | B1 | B1 | B3 | |||
| 量(%) | 14.0 | 12.0 | 20.0 | 10.0 | 20.0 | 5.0 | 10.0 | 9.0 | 1.0 | ||||
| 界面活性劑 (C) | 種類 | C1 | - | - | - | - | - | - | - | ||||
| 量(%) | 0.2 | - | - | - | - | - | - | - | |||||
| 有機酸 (D) | 種類 | D2 | - | - | - | - | - | - | - | ||||
| 量(%) | 0.7 | - | - | - | - | - | - | - | |||||
| 鹼化合物 (E) | 種類 | E1 | E1 | E1 | E1 | E1 | E1 | E3 | E3 | ||||
| 水 | 量 | 剩餘部分 | 剩餘部分 | 剩餘部分 | 剩餘部分 | 剩餘部分 | 剩餘部分 | 剩餘部分 | 剩餘部分 | ||||
| 比率1(O/A) | 30 | 7 | 70 | 60 | 70 | 70 | 60 | 60 | |||||
| 比率2(B/A) | 70 | 12 | 200 | 100 | 200 | 50 | 100 | 100 | |||||
| 比率3(O/E) | 1.3 | 1.1 | 1.2 | 1.8 | 1.0 | 1.3 | 1.4 | 1.4 | |||||
| 組成物pH | 8.0 | 7.0 | 8.0 | 12.0 | 6.0 | 8.0 | 9.0 | 8.0 | |||||
| 處理溫度(℃) | 55 | 55 | 55 | 55 | 55 | 55 | 55 | 55 | |||||
| 組成物 評價 | 蝕刻率 | Ru | A | C | B | AA | B | A | AA | A | |||
| 蝕刻選擇性 | Ru/Cu | AA | C | C | B | C | C | AA | A | ||||
| Ru/TaN | AA | B | B | B | B | A | A | B | |||||
| Ru/Co | AA | C | B | B | C | C | A | B | |||||
[表3]
| 表1(繼) | 實施例 A17 | 實施例 A18 | 實施例 A19 | 實施例 A20 | 實施例 A21 | 比較例 A1 | 比較例 A2 | 比較例 A3 | |||
| 組成物 組成 | 氧化劑 (O) | 種類 | O1 | O1 | O1 | O1 | O1 | O1 | O1 | O3 | |
| 量(%) | 4.0 | 5.0 | 6.0 | 5.0 | 6.0 | 6.0 | 6.0 | 10.0 | |||
| 唑化合物 (A) | 種類 | A1 | A1 | A1 | A1 | A1 | - | A1 | A1 | ||
| 量(%) | 0.05 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | - | 0.1 | 0.1 | |||
| 水溶性 有機溶劑(B) | 種類 | B2 | B4 | B2 | B2 | B1 | - | - | B1 | ||
| 量(%) | 10.0 | 10.0 | 10.0 | 10.0 | 10.0 | - | - | 10.0 | |||
| 界面活性劑 (C) | 種類 | - | - | C2 | C3 | C4 | - | - | - | ||
| 量(%) | - | - | 0.1 | 0.1 | 0.1 | - | - | - | |||
| 有機酸 (D) | 種類 | D3 | - | - | - | - | - | - | - | ||
| 量(%) | 0.5 | - | - | - | - | - | - | - | |||
| 鹼化合物 (E) | 種類 | E1 | E1 | E1 | E1 | E3 | D1 | - | E1 | ||
| 水 | 量 | 剩餘部分 | 剩餘部分 | 剩餘部分 | 剩餘部分 | 剩餘部分 | 剩餘部分 | 剩餘部分 | 剩餘部分 | ||
| 比率1(O/A) | 80 | 50 | 60 | 50 | 60 | - | 60 | ||||
| 比率2(B/A) | 200 | 100 | 100 | 100 | 100 | - | - | 100 | |||
| 比率3(O/E) | 1.4 | 1.3 | 1.3 | 1.3 | 1.5 | 1.3 | - | - | |||
| 組成物pH | 9.0 | 9.0 | 8.0 | 8.0 | 9.0 | <1.0 | <1.0 | 8.0 | |||
| 處理溫度(℃) | 55 | 55 | 55 | 55 | 55 | 55 | 55 | 55 | |||
| 組成物 評價 | 蝕刻率 | Ru | A | C | A | B | AA | AA | D | D | |
| 蝕刻選擇性 | Ru/Cu | C | A | A | A | B | D | D | D | ||
| Ru/TaN | A | B | B | A | AA | AA | D | D | |||
| Ru/Co | C | A | A | AA | C | D | D | D | |||
[表4]
| 表2 | 實施例 A22 | 實施例 A23 | 實施例 A24 | 實施例 A25 | 實施例 A26 | 實施例 A27 | 實施例 A28 | 實施例 A29 | 實施例 A30 | 實施例 A31 | |||
| 組成物 組成 | 氧化劑 (O) | 種類 | O1 | O1 | O1 | O1 | O1 | O1 | O1 | O1 | O1 | O1 | |
| 量(%) | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | |||
| 種類 | - | O2 | O2 | O2 | O2 | O2 | O2 | O2 | O2 | O2 | |||
| 量(%) | - | 0.5 | 1.0 | 3.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | |||
| 唑化合物 (A) | 種類 | A4 | A4 | A4 | A4 | A4 | A4 | A4 | A5 | A6 | A7 | ||
| 量(%) | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | |||
| 水溶性 有機溶劑 | 種類 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | ||
| 量(%) | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |||
| 界面活性劑 (C) | 種類 | C4 | C4 | C4 | C4 | C4 | C4 | C4 | C4 | C4 | C4 | ||
| 量(%) | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | |||
| 有機酸 (D) | 種類 | D4 | D4 | D4 | D4 | D4 | D4 | D4 | D4 | D4 | D4 | ||
| 量(%) | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | |||
| 種類 | D5 | D5 | D5 | D5 | D5 | D5 | D5 | D5 | D5 | D5 | |||
| 量(%) | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | |||
| 鹼化合物 (E) | 種類 | E1,E5 | E1,E5 | E1,E5 | E1,E5 | E1,E5 | E1,E5 | E1,E5 | E1,E5 | E1,E5 | E1,E5 | ||
| 添加劑 (F) | 種類 | F1 | F1 | F1 | F1 | F1 | F1 | F1 | F1 | F1 | F1 | ||
| 量(%) | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | |||
| 種類 | - | - | - | - | - | F2 | F3 | - | - | - | |||
| 量(%) | - | - | - | - | - | 1.0 | 1.0 | - | - | - | |||
| 水 | 量 | 剩餘部分 | 剩餘部分 | 剩餘部分 | 剩餘部分 | 剩餘部分 | 剩餘部分 | 剩餘部分 | 剩餘部分 | 剩餘部分 | 剩餘部分 | ||
| 比率1(O/A) | 0.25 | 0.5 | 0.75 | 1.75 | 2.75 | 2.75 | 2.75 | 5.5 | 5.5 | 5.5 | |||
| 比率2(B/A) | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |||
| 比率3(O/E) | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | |||
| 組成物pH | 9.0 | 9.0 | 9.0 | 9.0 | 9.0 | 9.0 | 9.0 | 9.0 | 9.0 | 9.0 | |||
| 處理溫度(℃) | 23 | 23 | 23 | 23 | 23 | 23 | 23 | 23 | 23 | 23 | |||
| 組成物 評價 | 蝕刻率 | Ru | A | B | B | B | B | B | B | B | B | B | |
| 蝕刻選擇性 | Ru/Cu | B | B | B | B | B | B | B | B | B | B | ||
| Ru/TaN | AA | AA | AA | AA | AA | AA | AA | AA | AA | AA | |||
| Ru/Co | B | B | B | B | B | A | A | B | B | B | |||
[表5]
| 表2(繼) | 實施例 A32 | 實施例 A33 | 實施例 A34 | 實施例 A35 | 實施例 A36 | 實施例 A37 | 實施例 A38 | 實施例 A39 | 實施例 A40 | 實施例 A41 | |||
| 組成物 組成 | 氧化劑 (O) | 種類 | O1 | O1 | O1 | O1 | O1 | O1 | O1 | O1 | O1 | O1 | |
| 量(%) | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | |||
| 種類 | O2 | O2 | O2 | O2 | O2 | O2 | O2 | O2 | O2 | O2 | |||
| 量(%) | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | |||
| 唑化合物 (A) | 種類 | A4 | A4 | A4 | A4 | A4 | A4 | A4 | A4 | A4 | A4 | ||
| 量(%) | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | |||
| 水溶性 有機溶劑 | 種類 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | ||
| 量(%) | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |||
| 界面活性劑 (C) | 種類 | C5 | C6 | - | - | - | - | - | - | C4 | C4 | ||
| 量(%) | 0.5 | 0.5 | - | - | - | - | - | - | 0.5 | 0.5 | |||
| 有機酸 (D) | 種類 | D4 | D4 | D4 | D6 | D7 | D6 | D6 | D6 | D4 | D4 | ||
| 量(%) | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 0.5 | 0.5 | |||
| 種類 | D5 | D5 | D5 | - | - | - | - | - | D5 | D5 | |||
| 量(%) | 1.0 | 1.0 | 1.0 | - | - | - | - | - | 1.0 | 1.0 | |||
| 鹼化合物 (E) | 種類 | E1,E5 | E1,E5 | E1,E5 | E1,E5 | E1,E5 | E4,E5 | E1,E6 | E1,E5,E6 | E1,E5 | E1,E5 | ||
| 添加劑 (F) | 種類 | F1 | F1 | F1 | F1 | F1 | F1 | F1 | F1 | F1 | F1 | ||
| 量(%) | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | |||
| 種類 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |||
| 量(%) | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |||
| 水 | 量 | 剩餘部分 | 剩餘部分 | 剩餘部分 | 剩餘部分 | 剩餘部分 | 剩餘部分 | 剩餘部分 | 剩餘部分 | 剩餘部分 | 剩餘部分 | ||
| 比率1(O/A) | 2.75 | 2.75 | 2.75 | 2.75 | 2.75 | 2.75 | 2.75 | 2.75 | 2.75 | 2.75 | |||
| 比率2(B/A) | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |||
| 比率3(O/E) | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.8 | 2.0 | |||
| 組成物pH | 9.0 | 9.0 | 9.0 | 9.0 | 9.0 | 9.0 | 9.0 | 9.0 | 10.5 | 11.5 | |||
| 處理溫度(℃) | 23 | 23 | 23 | 23 | 23 | 23 | 23 | 23 | 23 | 23 | |||
| 組成物 評價 | 蝕刻率 | Ru | B | B | B | B | B | B | B | B | B | B | |
| 蝕刻選擇性 | Ru/Cu | B | B | C | B | B | B | B | B | B | B | ||
| Ru/TaN | AA | AA | AA | AA | AA | AA | AA | AA | AA | AA | |||
| Ru/Co | B | B | B | A | A | A | A | A | A | AA | |||
[表6]
| 表3 | 實施例 A42 | 實施例 A43 | 實施例 A44 | 實施例 A45 | 實施例 A46 | 實施例 A47 | 實施例 A48 | 實施例 A49 | 實施例 A50 | 實施例 A51 | |||
| 組成物 組成 | 氧化劑 (O) | 種類 | O2 | O1 | O1 | O1 | O1 | O1 | O1 | O1 | O1 | O1 | |
| 量(%) | 0.1 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | |||
| 種類 | O4 | O4 | O4 | O4 | O4 | O4 | O4 | O4 | O4 | O4 | |||
| 量(%) | 0.5 | 0.5 | 1.0 | 3.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | |||
| 唑化合物 (A) | 種類 | A4 | A4 | A4 | A4 | A4 | A4 | A4 | A5 | A6 | A7 | ||
| 量(%) | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | |||
| 水溶性 有機溶劑 | 種類 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | ||
| 量(%) | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |||
| 界面活性劑 (C) | 種類 | C4 | C4 | C4 | C4 | C4 | C4 | C4 | C4 | C4 | C4 | ||
| 量(%) | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | |||
| 有機酸 (D) | 種類 | D4 | D4 | D4 | D4 | D4 | D4 | D4 | D4 | D4 | D4 | ||
| 量(%) | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | |||
| 種類 | D5 | D5 | D5 | D5 | D5 | D5 | D5 | D5 | D5 | D5 | |||
| 量(%) | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | |||
| 鹼化合物 (E) | 種類 | E1,E5 | E1,E5 | E1,E5 | E1,E5 | E1,E5 | E1,E5 | E1,E5 | E1,E5 | E1,E5 | E1,E5 | ||
| 添加劑 (F) | 種類 | F1 | F1 | F1 | F1 | F1 | F1 | F1 | F1 | F1 | F1 | ||
| 量(%) | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | |||
| 種類 | - | - | - | - | - | F2 | F3 | - | - | - | |||
| 量(%) | - | - | - | - | - | 1.0 | 1.0 | - | - | - | |||
| 水 | 量 | 剩餘部分 | 剩餘部分 | 剩餘部分 | 剩餘部分 | 剩餘部分 | 剩餘部分 | 剩餘部分 | 剩餘部分 | 剩餘部分 | 剩餘部分 | ||
| 比率1(O/A) | 0.3 | 0.5 | 0.75 | 1.75 | 2.75 | 2.75 | 2.75 | 5.5 | 5.5 | 5.5 | |||
| 比率2(B/A) | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |||
| 比率3(O/E) | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | |||
| 組成物pH | 9.0 | 9.0 | 9.0 | 9.0 | 9.0 | 9.0 | 9.0 | 9.0 | 9.0 | 9.0 | |||
| 處理溫度(℃) | 23 | 23 | 23 | 23 | 23 | 23 | 23 | 23 | 23 | 23 | |||
| 組成物 評價 | 蝕刻率 | Ru | B | C | C | C | C | C | C | C | C | C | |
| 蝕刻選擇性 | Ru/Cu | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | ||
| Ru/TaN | A | AA | AA | AA | AA | AA | AA | AA | AA | AA | |||
| Ru/Co | B | B | B | B | B | A | A | B | B | B | |||
[表7]
| 表3(繼) | 實施例 A52 | 實施例 A53 | 實施例 A54 | 實施例 A55 | 實施例 A56 | 實施例 A57 | 實施例 A58 | 實施例 A59 | 實施例 A60 | 實施例 A61 | |||
| 組成物 組成 | 氧化劑 (O) | 種類 | O1 | O1 | O1 | O1 | O1 | O1 | O1 | O1 | O1 | O1 | |
| 量(%) | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | |||
| 種類 | O4 | O4 | O4 | O4 | O4 | O4 | O4 | O4 | O4 | O4 | |||
| 量(%) | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | |||
| 唑化合物 (A) | 種類 | A4 | A4 | A4 | A4 | A4 | A4 | A4 | A4 | A4 | A4 | ||
| 量(%) | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | |||
| 水溶性 有機溶劑 | 種類 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | ||
| 量(%) | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |||
| 界面活性劑 (C) | 種類 | C5 | C6 | - | - | - | - | - | - | C4 | C4 | ||
| 量(%) | 0.5 | 0.5 | - | - | - | - | - | - | 0.5 | 0.5 | |||
| 有機酸 (D) | 種類 | D4 | D4 | D4 | D6 | D7 | D6 | D6 | D6 | D4 | D4 | ||
| 量(%) | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 0.5 | 0.5 | |||
| 種類 | D5 | D5 | D5 | - | - | - | - | - | D5 | D5 | |||
| 量(%) | 1.0 | 1.0 | 1.0 | - | - | - | - | - | 1.0 | 1.0 | |||
| 鹼化合物 (E) | 種類 | E1,E5 | E1,E5 | E1,E5 | E1,E5 | E1,E5 | E4,E5 | E1,E6 | E1,E5,E6 | E1,E5 | E1,E5 | ||
| 添加劑 (F) | 種類 | F1 | F1 | F1 | F1 | F1 | F1 | F1 | F1 | F1 | F1 | ||
| 量(%) | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | |||
| 種類 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |||
| 量(%) | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |||
| 水 | 量 | 剩餘部分 | 剩餘部分 | 剩餘部分 | 剩餘部分 | 剩餘部分 | 剩餘部分 | 剩餘部分 | 剩餘部分 | 剩餘部分 | 剩餘部分 | ||
| 比率1(O/A) | 2.75 | 2.75 | 2.75 | 2.75 | 2.75 | 2.75 | 2.75 | 2.75 | 2.75 | 2.75 | |||
| 比率2(B/A) | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |||
| 比率3(O/E) | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.8 | 2.0 | |||
| 組成物pH | 9.0 | 9.0 | 9.0 | 9.0 | 9.0 | 9.0 | 9.0 | 9.0 | 10.5 | 11.5 | |||
| 處理溫度(℃) | 23 | 23 | 23 | 23 | 23 | 23 | 23 | 23 | 23 | 23 | |||
| 組成物 評價 | 蝕刻率 | Ru | C | C | C | C | C | C | C | C | C | C | |
| 蝕刻選擇性 | Ru/Cu | A | A | B | A | A | A | A | A | A | A | ||
| Ru/TaN | AA | AA | AA | AA | AA | AA | AA | AA | AA | AA | |||
| Ru/Co | B | B | B | A | A | A | A | A | A | AA | |||
從表中所示之結果確認到,本發明的組成物具有對Ru含有物之優異之溶解能力和優異之蝕刻選擇性。
其中,確認到從對金屬含有物的溶解能力及蝕刻選擇性更優異之觀點考慮,唑化合物的含量小於1.0質量%為更佳(實施例A4與實施例A8的比較)。
又,確認到從蝕刻選擇性更優異之觀點考慮,唑化合物的含量為0.08質量%以上為更佳(實施例A4與實施例A17的比較)。
確認到從對金屬含有物的溶解能力與蝕刻選擇性平衡良好地優異的觀點考慮,過碘酸化合物的含量與唑化合物的含量的比率(比率1)以質量比計為15~100為更佳(實施例A2、A3、A7、A10及A17的比較)。
確認到從對金屬含有物的溶解能力更優異之觀點考慮,包含水溶性有機溶劑為較佳(實施例A1及A4與實施例A7的比較)。
確認到從對金屬含有物的溶解能力及蝕刻選擇性更優異之觀點考慮,水溶性有機溶劑的含量小於20質量%為較佳(實施例A6與實施例A11的比較)。
確認到從對金屬含有物的溶解能力更優異之觀點考慮,水溶性有機溶劑的含量與唑化合物的含量的比率(比率3)以質量比計為15~160為更佳(實施例A4、A6、A10、A11、A13及A14的比較)。
確認到從對金屬含有物的溶解能力更優異之觀點考慮,作為水溶性有機溶劑,伸烷基二醇二烷基醚為較佳(實施例A2、A4及A15與實施例A18的比較)。
確認到從蝕刻選擇性更優異之觀點考慮,包含界面活性劑為較佳(實施例A2與實施例A5的比較)。
確認到從Ru含有物相對於Cu含有物的蝕刻選擇性及Ru含有物相對於Co含有物的蝕刻選擇性更優異之觀點考慮,包含羧酸為較佳(實施例A8及A9與實施例A1的比較)。
確認到從蝕刻選擇性更優異之觀點考慮,組成物的pH為7.0以上為較佳(實施例A1及A4與實施例A13的比較)。
在實施例A1中,作為鹼化合物(E)使用氫氧化二甲基雙(2-羥乙基)銨(AH-212)(Yokkaichi Chemical Company Limited製)來代替氫氧化四甲基銨(E1),除此以外,以相同的方法製備組成物,並進行了上述試驗及評價。其結果,獲得了與實施例A1相同的評價結果。
在實施例A1中,作為鹼化合物(E)使用單乙醇胺(Wako Pure Chemical Industries, Ltd.製)來代替氫氧化四甲基銨(E1),除此以外,以相同的方法製備組成物,並進行了上述試驗及評價。其結果,獲得了與實施例A1相同的評價結果。
在實施例A1中,作為鹼化合物(E)使用2-胺基-2-乙氧基-乙醇(Wako Pure Chemical Industries, Ltd.製)來代替氫氧化四甲基銨(E1),除此以外,以相同的方法製備組成物,並進行了上述試驗及評價。其結果,Ru/TaN的蝕刻選擇性的評價為“A”,除此以外,獲得了與實施例A1相同的評價結果。
在實施例A1中,作為鹼化合物(E)使用氫氧化鈉(Wako Pure Chemical Industries, Ltd.製)來代替氫氧化四甲基銨(E1),除此以外,以相同的方法製備組成物,並進行了上述試驗及評價。其結果,Ru/TaN的蝕刻選擇性的評價為“B”,除此以外,獲得了與實施例A1相同的評價結果。
《實施例B》
[套組的製作]
製備具有下述表4中記載之組成之第1液及第2液,並製備了具備第1液及第2液之實施例B1的套組。
又,製作了具有下述表4中記載之組成之比較例B1的1液型組成物。比較例B1的組成物的pH為8.2。
此外,在表4中使用之縮寫的含義與實施例A相同。又,關於表4中的“組成物組成(%)”一欄,在實施例B1中表示將第1液及第2液的合計量設為100質量%時的各成分的含量,在比較例B1中表示將比較例B1的1液型組成物的總質量設為100質量%時的各成分的含量。
[試驗及評價]
首先,關於剛製造後的比較例B1的1液型組成物,按照實施例A中記載之方法,實施Ru層及Cu層的去除處理,並算出了Ru層的蝕刻速率(Å/min)及Ru層與Cu層的蝕刻選擇比(Ru/Cu)。
在表4中,“蝕刻速率”及“蝕刻選擇比”的“剛製造後”一欄中分別示出所算出之Ru層的蝕刻速率(Å/min)及Ru層與Cu層的蝕刻選擇比(Ru/Cu)。
接著,將實施例B1的第1液及第2液、以及比較例B1的1液型組成物用作試驗液來進行保管試驗,並評價了各試驗液的保存穩定性。
將500mL的各試驗液填充至容量1000mL的聚丙烯製容器並進行了密封。將填充有試驗液之容器在50℃的環境下保管了24小時。
混合經過保管試驗之實施例B1的第1液及第2液來製備了實施例B1的組成物。使用所獲得之實施例B1的組成物,按照實施例A中記載之方法,實施Ru層及Cu層的去除處理,並算出了Ru層的蝕刻速率(Å/min)及Ru層與Cu層的蝕刻選擇比(Ru/Cu)。
又,使用經過保管試驗之比較例B1的1液型組成物,同樣算出了Ru層的蝕刻速率(Å/min)及Ru層與Cu層的蝕刻選擇比(Ru/Cu)。
關於Ru層的蝕刻速率及蝕刻選擇比(Ru/Cu),藉由下述式求出了保管試驗前後的降低率。
蝕刻速率的降低率(%)=(剛製備後的比較例B1的組成物的蝕刻速率-在保管試驗後製備之實施例B1的組成物(或保管試驗後的比較例B1的組成物)的蝕刻速率)/(剛製備後的比較例B1的組成物的蝕刻速率)×100
蝕刻選擇比的降低率(%)=(剛製備後的比較例B1的組成物的蝕刻選擇比-在保管試驗後製備之實施例B1的組成物(或保管試驗後的比較例B1的組成物)的蝕刻選擇比)/(剛製備後的比較例B1的組成物的蝕刻選擇比)×100
[表8]
| 表4 | 比較例B1 (1液型) | 實施例B1 (套組) | ||
| 第1液 | 第2液 | |||
| 組成物 組成 (%) | 過碘酸化合物(O1) | 6.00 | 6.00 | - |
| 唑化合物(A1) | 0.10 | - | 0.10 | |
| 水溶性有機溶劑(B1) | 14.00 | - | 14.00 | |
| 界面活性劑(C1) | 0.20 | - | 0.20 | |
| 有機酸(D1) | 0.70 | - | 0.70 | |
| 鹼化合物(E1) | 4.18 | 4.18 | - | |
| 水 | 74.82 | 37.57 | 37.25 | |
| 合計 | 100 | 47.75 | 52.25 | |
| 蝕刻率 (Å/min) (Ru) | 剛製造後 | 20.3 | ||
| 保管試驗後 | 1.0 | 19.8 | ||
| 降低率(%) | 95.1 | 2.5 | ||
| 蝕刻選擇比(Ru/Cu) | 剛製造後 | 67.7 | ||
| 保管試驗後 | 0.3 | 66.0 | ||
| 降低率(%) | 99.5 | 2.5 |
從表中所示之結果確認到,本發明的套組的保存穩定性優異。
《實施例C》
[試驗及評價]
在8英吋矽晶圓上依次形成了阻擋膜及層間絕緣膜(SiO2
)。在該矽晶圓的層間絕緣膜上形成配線溝槽(寬度:50nm,深度:400nm)之後,藉由濺射法在整個面上堆積由氮化鉭(TaN)膜構成之阻障金屬層(膜厚3nm)。接著,藉由濺射法,在上述TaN膜的表面上堆積由釕(Ru)膜構成之襯裡層(膜厚3nm),進而在上述襯裡層的表面堆積含Cu配線直至填充配線溝槽。
之後,對具有含Cu配線、襯裡層及阻障金屬層之矽晶圓實施CMP處理直至層間絕緣膜露出為止。所獲得之圖案晶圓係如下圖案晶圓:沿層間絕緣膜的配線溝槽的內壁,從靠近內壁的一側具有由TaN膜構成之阻障金屬層及由Ru膜構成之襯裡層,進而在其內側填充有含Cu配線。
將上述圖案晶圓在填滿23℃的過氧化氫水溶液(濃度3質量%、溶液A)之玻璃製容器中浸漬30秒之後,在填滿23℃的鹽酸(濃度1質量%、溶液A)之玻璃製容器中浸漬了30秒。重複3次在上述過氧化氫水溶液中的浸漬和在鹽酸中的浸漬,並實施了含Cu配線的去除處理(上述製程A1a)。藉由該去除處理,含Cu配線的厚度減少了10nm。
接著,藉由將所獲得之圖案晶圓在填滿實施例A8的組成物(溶液B)之玻璃製容器中浸漬180秒來去除含Cu配線,藉此進行了露出於表面之由Ru膜構成之襯裡層的去除處理(上述製程A1b)。此時,實施例A8的組成物(溶液B)的溫度為60℃。
利用TEM(Transmission Electron Microscope,透射型電子顯微鏡)觀察處理後的圖案晶圓,觀察是否去除了由含Cu配線及Ru膜構成之襯裡層之結果,由含Cu配線及Ru膜構成之襯裡層均較佳地被去除。
從該結果確認到,本發明的組成物適合階段性逐步去除2種以上的金屬含有物(尤其Cu含有物和Ru含有物)之用途。
10a:配線的凹陷蝕刻處理前的配線基板
10b:配線的凹陷蝕刻處理後的配線基板
12:層間絕緣膜
14:阻障金屬層
16:含金屬配線
18:凹部
20,30:被處理物
22:基板
24:含金屬膜
26:外緣部
32:基板
34:含金屬膜
36:蝕刻停止層
38:層間絕緣膜
40:金屬硬遮罩
42:孔
44:內壁
44a:剖面壁
44b:底壁
46:乾式蝕刻殘渣
圖1係表示在製程A1中使用之被處理物的一例之剖面上部的示意圖。
圖2係表示在實施了製程A1之後的被處理物的一例之剖面上部的示意圖。
圖3係表示在製程A2中使用之被處理物的一例之示意圖。
圖4係表示在製程A4中使用之被處理物的一例之剖面示意圖。
10a:配線的凹陷蝕刻處理前的配線基板
12:層間絕緣膜
14:阻障金屬層
16:含金屬配線
Claims (21)
- 一種組成物,其係用於去除釕含有物,前述組成物包含:選自包括過碘酸及其鹽之群組中之1種以上的過碘酸化合物;唑化合物;及鹼化合物。
- 如請求項1所述之組成物,其中前述過碘酸化合物的含量與前述唑化合物的含量的比率以質量比計為10~300。
- 如請求項1所述之組成物,其中前述過碘酸化合物的含量與前述鹼化合物的含量的比率以質量比計為0.5~2.0。
- 如請求項1所述之組成物,其係進一步包含水溶性有機溶劑。
- 如請求項4所述之組成物,其中前述水溶性有機溶劑係包含伸烷基二醇二烷基醚。
- 如請求項4所述之組成物,其中前述水溶性有機溶劑的含量與前述唑化合物的含量的比率以質量比計為10~2000。
- 如請求項1所述之組成物,其中前述唑化合物係包含選自包括三唑化合物、吡唑化合物及咪唑化合物之群組中之至少1種。
- 如請求項1所述之組成物,其中 前述鹼化合物係包含選自包括氫氧化四級銨、胺基醇、氨及氫氧化鉀之群組中之至少1種。
- 如請求項1所述之組成物,其係進一步包含界面活性劑。
- 如請求項1所述之組成物,其係進一步包含有機酸。
- 如請求項10所述之組成物,其中前述有機酸係包含選自包括羧酸及膦酸之群組中之至少1種。
- 如請求項10所述之組成物,其中前述有機酸係包含至少1種羧酸及至少1種膦酸。
- 如請求項1所述之組成物,其中前述組成物的pH為7.0~14.0。
- 一種套組,其係用於製備組成物,前述組成物用於去除基板上的釕含有物,前述套組具備:第1液,其係包含選自包括過碘酸及其鹽之群組中之1種以上的過碘酸化合物和鹼化合物;及第2液,其係包含唑化合物。
- 一種基板的處理方法,其係包括:製程A,係使用請求項1至請求項13之任一項所述之組成物去除基板上的金屬含有物。
- 如請求項15所述之基板的處理方法,其中在進行前述製程A之基板上存在2種以上的金屬含有物。
- 如請求項16所述之基板的處理方法,其中 前述2種以上的金屬含有物係至少包含釕含有物和銅含有物或鈷含有物。
- 如請求項15所述之基板的處理方法,其中前述金屬含有物係包含粒子狀的金屬氧化物。
- 如請求項15所述之基板的處理方法,其中前述製程A係如下製程:製程A1,使用前述組成物對配置於基板上之含金屬配線進行凹陷蝕刻處理;製程A2,使用前述組成物去除配置有含金屬膜之基板的外緣部的前述含金屬膜;製程A3,使用前述組成物去除附著於配置有含金屬膜之基板的背面之金屬含有物;製程A4,使用前述組成物去除乾式蝕刻後的基板上的金屬含有物;或製程A5,使用前述組成物去除化學機械性研磨處理後的基板上的金屬含有物。
- 如請求項19所述之基板的處理方法,其中前述製程A係前述製程A1,在進行前述製程A1之基板上存在2種以上的金屬含有物,作為前述製程A1,實施製程A1a和製程A1b,在前述製程A1a中去除前述2種以上的金屬含有物中的至少1種金屬含有物,在前述製程A1b中去除與在前述製程A1a中去除之金屬含有物不同的金屬含有物。
- 如請求項19所述之基板的處理方法,其中前述製程A係前述製程A1,前述處理方法進一步具有製程B,其在前述製程A1之前或前述製程A1之後,使用選自包括氟酸與過氧化氫水的混合液、硫酸與過氧化氫水的 混合液、氨水與過氧化氫水的混合液及鹽酸與過氧化氫水的混合液之群組中之溶液,對在前述製程A1中獲得之前述基板進行處理。
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW201144484A (en) * | 2009-12-17 | 2011-12-16 | Showa Denko Kk | Composition for etching ruthenium-based metal and method for preparing same |
| TW201504397A (zh) * | 2013-06-06 | 2015-02-01 | 先進科技材料公司 | 選擇性蝕刻氮化鈦之組成物及方法 |
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|---|---|---|---|---|
| JP3087685B2 (ja) * | 1997-06-04 | 2000-09-11 | 日本電気株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
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| JP3434750B2 (ja) * | 1999-09-30 | 2003-08-11 | Necエレクトロニクス株式会社 | 洗浄装置のライン構成及びその設計方法 |
| JP2001127019A (ja) | 1999-10-29 | 2001-05-11 | Hitachi Chem Co Ltd | 金属用研磨液及びそれを用いた基板の研磨方法 |
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| JP2002231676A (ja) * | 2001-01-30 | 2002-08-16 | Toshiba Corp | ウェハ洗浄方法及びウェハ洗浄装置 |
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| JP2006060218A (ja) * | 2004-08-17 | 2006-03-02 | Samsung Electronics Co Ltd | Cmpスラリー、cmpスラリーを用いる化学機械的研磨方法、及び化学機械的研磨方法を用いるキャパシタ表面の形成方法 |
| US20080148649A1 (en) * | 2006-12-21 | 2008-06-26 | Zhendong Liu | Ruthenium-barrier polishing slurry |
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| JP5439466B2 (ja) * | 2011-12-26 | 2014-03-12 | 富士フイルム株式会社 | シリコンエッチング方法、これに用いられるシリコンエッチング液、及びそのキット |
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| KR102055154B1 (ko) * | 2016-07-29 | 2019-12-12 | 후지필름 가부시키가이샤 | 처리액 및 기판 세정 방법 |
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