特許ウォッチ

公開番号2025073078
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-12
出願番号2024176599
出願日2024-10-08
発明の名称処理液、基板の処理方法、及び半導体基板の製造方法
出願人東京応化工業株式会社
代理人弁理士法人薫風国際特許商標事務所
主分類H01L 21/304 20060101AFI20250501BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】銅の防食性とアルミニウムのエッチング性の両方に優れる、処理液、並びに、基板の処理方法、及び半導体基板の製造方法を提供する。
【解決手段】(a)フッ化物アニオンを放出可能な化合物又はその塩、(b)水溶性有機溶剤、(c)水、及び(d)窒素含有芳香族化合物を含み、25℃における窒素含有芳香族化合物のアニオンの含有量が、5ppm以上30ppm以下である、処理液、並びに、基板の処理方法、及び半導体の製造方法を提供する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
（ａ）フッ化物アニオンを放出可能な化合物又はその塩、
（ｂ）水溶性有機溶剤、
（ｃ）水、及び
（ｄ）窒素含有芳香族化合物を含み、
２５℃における前記窒素含有芳香族化合物のアニオンの含有量が、５ｐｐｍ以上３０ｐｐｍ以下である、処理液。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
さらに、（ｅ）水酸化アンモニウムを含む、
請求項１に記載の処理液。
【請求項３】
前記（ｂ）水溶性有機溶剤は、ジメチルスルホキシド、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ－ジメチルアセトアミド、Ｎ－メチル－２－ピロリドン、１，３－ジメチル－２－イミダゾリジノン、エチレングリコール、及びジエチレングリコールモノブチルエーテルからなる群より選択される少なくとも１種を含む、請求項１に記載の処理液。
【請求項４】
前記（ｄ）窒素含有芳香族化合物は、イミダゾール環含有化合物、トリアゾール環含有化合物、カルバゾール環含有化合物、ピリジン環含有化合物、ピリミジン環含有化合物、テトラゾール環含有化合物、ピラゾール環含有化合物、プリン環含有化合物、及びフェナントロリン環含有化合物からなる群より選択される少なくとも１種を含む、請求項１に記載の処理液。
【請求項５】
溶剤の総量の含有量が、６０質量％以上９９．９質量％以下である、請求項１に記載の処理液。
【請求項６】
銅原子を含有する第１の金属原子含有層と、アルミニウム原子又はコバルト原子を含有する第２の金属原子含有層とを有する基板の、エッチング後の処理液である、請求項１に記載の処理液。
【請求項７】
銅原子を含有する第１の金属原子含有層と、アルミニウム原子を含有する第２の金属原子含有層と、コバルト原子を含有する第３の金属原子含有層とを有する基板の、エッチング後の処理液である、請求項１に記載の処理液。
【請求項８】
銅原子を含有する第１の金属原子含有層と、アルミニウム原子又はコバルト原子を含有する第２の金属原子含有層とを有する、エッチング後の基板を、請求項１に記載の処理液を用いて２０℃以上３０℃未満の温度で処理する工程を含む、基板の処理方法。
【請求項９】
銅原子を含有する第１の金属原子含有層と、アルミニウム原子を含有する第２の金属原子含有層と、コバルト原子を含有する第３の金属原子含有層とを有する、エッチング後の基板を、請求項１に記載の処理液を用いて２０℃以上３０℃未満の温度で処理する工程を含む、基板の処理方法。
【請求項１０】
銅原子を含有する第１の金属原子含有層と、アルミニウム原子又はコバルト原子を含有する第２の金属原子含有層とを有する、基板を、エッチングする工程と、
前記エッチングされた前記基板をアッシングする工程と、
前記アッシングされた前記基板を、請求項１に記載の処理液を用いて２０℃以上３０℃未満の温度で処理する工程と、
を含む、半導体基板の製造方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、処理液、基板の処理方法、及び半導体基板の製造方法に関する。
続きを表示（約 2,900 文字）【背景技術】
【０００２】
ＩＣやＬＳＩ等の半導体素子や液晶パネル素子は、例えば、（ｉ）基板上にＣＶＤ蒸着された金属膜やＳｉＯ
２
膜等の絶縁膜上にレジストを均一に塗布し、（ｉｉ）これを選択的に露光、現像処理をしてレジストパターンを形成し、（ｉｉｉ）このパターンをマスクとして上記ＣＶＤ蒸着された金属膜やＳｉＯ
２
膜等の絶縁膜が形成された基板を選択的にエッチングして、微細回路を形成させ、（ｉｖ）その後、不要のレジスト層等を除去すること等によって、製造される。なお、ＣＶＤ以外にも、ＡＬＤ、ＣＶＣ、ＰＶＤ、スパッタ、金属メッキ等によって、上記の金属膜を成膜することが可能である。
【０００３】
そして、上記の金属膜としては、種々のものが用いられている。これらの金属膜は、基板上に、単層又は複数層で積層される。
【０００４】
一方、近年の集積回路の高密度化に伴い、より高密度の微細エッチングが可能なドライエッチングが、主流となっている。そして、かかるエッチング処理を行うことによって、パターンの側部や底部等に、変質膜等の残留物が残存したり、他成分由来の残渣物が残存したりしてしまう。その他にも、エッチング時に金属膜を削るときに、デポジションが発生してしまう。このような残渣物やデポジションの除去が不十分である場合、半導体製造の歩留まり低下をきたすなどの不具合が生じる。そのため、このような残渣物やデポジションを除去するための処理液（洗浄液、剥離液等と呼ばれることもある。）が使用されている。
【０００５】
ドライエッチング残渣は、従来、洗浄処理により除去されている。ドライエッチング残渣を除去する洗浄液としては、残渣除去剤として過酸化物を含有する洗浄液が用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
国際公開第２０１６／０７６０３３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した基板は、基板上に形成される金属の種類、絶縁膜の種類、使用するレジストの種類等によって、多種多様な金属が使用される。そのため、使用する金属の種類によっては防食性及びエッチング性が不十分な場合があり、使用する金属種に応じて、処理液を更に改善する余地がある。しかしながら、かかる細かな配慮までなされていないのが現状である。発明者は、かかる現状に着目して鋭意検討した結果、特に、銅の防食性とアルミニウムのエッチング性を両立させることについて、より一層の改善の余地があることがわかった。
【０００８】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、銅の防食性とアルミニウムのエッチング性の両方に優れる、処理液、並びに、基板の処理方法、及び半導体基板の製造方法を提供することを、目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上述した目的を達成するために鋭意検討した結果、（ａ）フッ化物アニオンを放出可能な化合物又はその塩、（ｂ）水溶性有機溶剤、（ｃ）水、及び（ｄ）窒素含有芳香族化合物を含み、２５℃における前記窒素含有芳香族化合物のアニオンの含有量が、５ｐｐｍ以上３０ｐｐｍ以下である、処理液とすることに知見を得て、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は以下のとおりである。
【００１０】
〔１〕（ａ）フッ化物アニオンを放出可能な化合物又はその塩、（ｂ）水溶性有機溶剤、（ｃ）水、及び（ｄ）窒素含有芳香族化合物を含み、２５℃における前記窒素含有芳香族化合物のアニオンの含有量が、５ｐｐｍ以上３０ｐｐｍ以下である、処理液である。
〔２〕さらに、（ｅ）水酸化アンモニウムを含む、〔１〕に記載の処理液である。
〔３〕前記（ｂ）水溶性有機溶剤は、ジメチルスルホキシド、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ－ジメチルアセトアミド、Ｎ－メチル－２－ピロリドン、１，３－ジメチル－２－イミダゾリジノン、エチレングリコール、及びジエチレングリコールモノブチルエーテルからなる群より選択される少なくとも１種を含む、〔１〕に記載の処理液である。
〔４〕前記（ｄ）窒素含有芳香族化合物は、イミダゾール環含有化合物、トリアゾール環含有化合物、カルバゾール環含有化合物、ピリジン環含有化合物、ピリミジン環含有化合物、テトラゾール環含有化合物、ピラゾール環含有化合物、プリン環含有化合物、及びフェナントロリン環含有化合物からなる群より選択される少なくとも１種を含む、〔１〕に記載の処理液である。
〔５〕溶剤の総量の含有量が、６０質量％以上９９．９質量％以下である、〔１〕に記載の処理液である。
〔６〕銅原子を含有する第１の金属原子含有層と、アルミニウム原子又はコバルト原子を含有する第２の金属原子含有層とを有する基板の、エッチング後の処理液である、〔１〕に記載の処理液である。
〔７〕銅原子を含有する第１の金属原子含有層と、アルミニウム原子を含有する第２の金属原子含有層と、コバルト原子を含有する第３の金属原子含有層とを有する基板の、エッチング後の処理液である、〔１〕に記載の処理液である。
〔８〕銅原子を含有する第１の金属原子含有層と、アルミニウム原子又はコバルト原子を含有する第２の金属原子含有層とを有する、エッチング後の基板を、〔１〕に記載の処理液を用いて２０℃以上３０℃未満の温度で処理する工程を含む、基板の処理方法である。
〔９〕銅原子を含有する第１の金属原子含有層と、アルミニウム原子を含有する第２の金属原子含有層と、コバルト原子を含有する第３の金属原子含有層とを有する、エッチング後の基板を、〔１〕に記載の処理液を用いて２０℃以上３０℃未満の温度で処理する工程を含む、基板の処理方法である。
〔１０〕銅原子を含有する第１の金属原子含有層と、アルミニウム原子又はコバルト原子を含有する第２の金属原子含有層とを有する、基板を、エッチングする工程と、前記エッチングされた前記基板をアッシングする工程と、前記アッシングされた前記基板を、〔１〕に記載の処理液を用いて２０℃以上３０℃未満の温度で処理する工程と、を含む、半導体基板の製造方法である。
〔１１〕銅原子を含有する第１の金属原子含有層と、アルミニウム原子を含有する第２の金属原子含有層と、コバルト原子を含有する第３の金属原子含有層とを有する、基板を、エッチングする工程と、前記エッチングされた前記基板をアッシングする工程と、前記アッシングされた前記基板を、〔１〕に記載の処理液を用いて２０℃以上３０℃未満の温度で処理する工程と、を含む、半導体基板の製造方法である。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許