半导体处理用组合物及处理方法与流程

文档序号:15175150发布日期:2018-08-14 18:21阅读:313来源:国知局

本发明涉及一种半导体处理用组合物及使用其的处理方法。



背景技术:

所谓被有效地用于制造半导体装置的化学机械研磨(chemicalmechanicalpolishing,cmp),为将被处理体(被研磨体)压接于研磨垫上,一面在研磨垫上供给化学机械研磨用水系分散体(以下也简称为“cmp浆料”)一面使被处理体与研磨垫相互滑动,对被处理体以化学且机械方式进行研磨的技术。此种cmp中所用的cmp浆料中,除了研磨料以外,含有蚀刻剂等化学药品。而且,因cmp而产生研磨屑。若这些研磨屑残留于被处理体上,则会成为致命的装置缺陷。因此,在cmp后必须进行清洗被处理体的步骤。

在cmp后的被处理体的表面上,铜或钨等金属配线材料、氧化硅等绝缘材料、氮化钽或氮化钛等阻障金属材料等露出。在此种异种材料共存于被研磨面上的情形时,必须自被研磨面仅将污染去除,不造成腐蚀等损伤(damage)而进行处理。例如专利文献1中揭示有以下技术:使用酸性的半导体处理用组合物,抑制配线材料及阻障金属材料露出的被研磨面的腐蚀。另外,例如专利文献2或专利文献3中揭示有以下技术:使用中性至碱性的半导体处理用组合物,对配线材料及钴般的阻障金属材料露出的被研磨面进行处理。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利特开2010-258014号公报

[专利文献2]日本专利特开2009-055020号公报

[专利文献3]日本专利特开2013-157516号公报



技术实现要素:

[发明所要解决的问题]

然而,伴随着近年来的电路结构的进一步微细化,要求如下处理技术:进一步抑制对被处理体的金属配线等造成的损伤,可自被处理体的表面有效地去除污染。

例如在含有钨作为金属配线的被处理体的cmp中,使用含有硝酸铁及其他氧化剂(过氧化氢、碘酸钾等)的cmp浆料。该cmp浆料中所含的铁离子容易吸附于被处理体的表面,因此被处理体的表面容易受到铁污染。在该情形时,可通过使用稀氢氟酸对被处理体的表面进行处理而将铁污染去除,但被处理体的表面被蚀刻而容易受到损伤。因此要求如下处理技术:尽可能抑制对被处理体的金属配线等造成的损伤,可自被处理体的表面有效地去除污染。

因此,本发明的若干形式通过解决所述课题的至少一部分,而提供一种半导体处理用组合物及使用其的处理方法,所述半导体处理用组合物的生产性优异,并且抑制对被处理体的金属配线等造成的损伤,可自被处理体的表面有效率地去除污染。

[解决问题的技术手段]

本发明是为了解决所述课题的至少一部分而成,可作为以下的形式或应用例来实现。

[应用例1]

本发明的半导体处理用组合物的一形式为一种半导体处理用组合物,

其含有钾及钠、以及下述通式(1)所表示的化合物a,且经浓缩,并且

当将所述钾的含量设为mk(ppm)、将所述钠的含量设为mna(ppm)时,mk/mna=1×10-1~1×104

[化1]

(所述式(1)中,r1~r4分别独立地表示氢原子或有机基。m-表示阴离子。)

[应用例2]

根据应用例1的半导体处理用组合物,

其可稀释至1倍~500倍而使用。

[应用例3]

本发明的半导体处理用组合物的一形式为一种半导体处理用组合物,

其含有钾及钠、以及下述通式(1)所表示的化合物a,且不加稀释而使用,并且

当将所述钾的含量设为mk(ppm)、所述钠的含量设为mna(ppm)时,mk/mna=1×10-1~1×104

[化2]

(所述式(1)中,r1~r4分别独立地表示氢原子或有机基。m-表示阴离子。)

[应用例4]

根据应用例1至应用例3中任一例的半导体处理用组合物,

25℃下的粘度可小于5mpa·s。

[应用例5]

根据应用例1至应用例4中任一例的半导体处理用组合物,

可还含有有机酸。

[应用例6]

根据应用例1至应用例5中任一例的半导体处理用组合物,

可还含有水溶性高分子。

[应用例7]

本发明的处理方法的一形式包括以下步骤:

使用根据应用例1至应用例6中任一例的半导体处理用组合物,对含有铜或钨作为配线材料且含有选自由钽、钛、钻、钌、锰及这些金属的化合物所组成的组群中的至少一种作为阻障金属材料的配线基板进行处理。

[应用例8]

本发明的处理方法的一形式包括以下步骤:

在使用含有铁离子及过氧化物的组合物对含有钨作为配线基板的配线材料的所述配线基板进行化学机械研磨后,使用根据应用例1至应用例6中任一例的半导体处理用组合物进行处理。

[发明的效果]

本发明的半导体处理用组合物由于过滤特性优异,因此生产性高。另外,通过使用本发明的半导体处理用组合物,可抑制对被处理体的金属配线等造成的损伤,自被处理体的表面有效率地去除污染。

附图说明

图1为示意性地表示本实施方式的处理方法中所用的配线基板的制作工艺的剖面图。

图2为示意性地表示本实施方式的处理方法中所用的配线基板的制作工艺的剖面图。

图3为示意性地表示本实施例中所用的过滤装置的构成的概念图。

[符号的说明]

10:基体

12:绝缘膜

14:阻障金属膜

16:金属膜

20:配线用凹部

100:被处理体

200:配线基板

210:供给箱

220:定量泵

230:防搏动器

240:过滤器

250:排出导管

260:返回导管

270a:第一压力计

270b:第二压力计

300:过滤装置

具体实施方式

以下,对本发明的合适的实施方式加以详细说明。再者,本发明不限定于下述实施方式,也包括在不变更本发明的主旨的范围内实施的各种变形例。

1.半导体处理用组合物

本发明的一实施方式的半导体处理用组合物含有钾及钠、以及下述通式(1)所表示的化合物a,当将所述钾的含量设为mk(ppm)、将所述钠的含量设为mna(ppm)时,mk/mna=1×10-1~1×104。本实施方式的半导体处理用组合物可为以利用纯水或有机溶媒等液状介质稀释后使用为目的的浓缩型,也可为以不加稀释而直接使用为目的的非稀释型。本说明书中,在未指定为浓缩型或非稀释型的情形时,“半导体处理用组合物”的用语是解释为包含浓缩型及非稀释型两者的概念。

此种半导体处理用组合物主要可作为用以将存在于cmp结束后的被处理体表面上的颗粒或金属杂质等去除的清洗剂、用以自使用抗蚀剂进行了处理的半导体基板上剥离抗蚀剂的抗蚀剂剥离剂、用以对金属配线等的表面进行浅蚀刻而去除表面污染的蚀刻剂等处理剂。再者,本案发明中所谓“处理剂”,为包含用以对此种半导体表面进行清洗的清洗剂、抗蚀剂剥离剂、蚀刻剂等的概念。以下,对本实施方式的半导体处理用组合物所含的各成分加以详细说明。

1.1.钾及钠

本实施方式的半导体处理用组合物含有钾及钠。通常如日本专利特开2000-208451号公报等所记载般,在半导体的制造步骤中,将钠或钾等碱金属理解为应尽可能去除的杂质。然而,本案发明中颠覆了迄今为止的概念,判明了通过在cmp研磨后等的清洗步骤或抗蚀剂剥离步骤、蚀刻步骤等中,使用以既定的比例含有钾及钠的半导体处理用组合物,而有不使半导体特性大幅度地劣化,反而使处理特性提高的效果。

关于本实施方式的半导体处理用组合物中的钾及钠的含有比率,当将钾的含量设为mk(ppm)、将钠的含量设为mna(ppm)时,mk/mna=1×10-1~1×104,优选为3×10-1~7×103,更优选为5×10-1~5×103,尤其优选为1×100~4×103。可认为若钾及钠的含有比率在所述范围内,则在半导体处理步骤中,可抑制在被处理面上露出的铜或钨等金属材料被过剩地蚀刻而溶出的情况。相对于此,在半导体处理用组合物所含有的钠及钾的比率超过所述范围的情形时,钠或钾附着于处理后的被处理体上而残留,诱发作为被处理体的半导体电路的由电气特性的劣化所致的良率降低等,因此欠佳。另一方面可认为,在半导体处理用组合物所含的钠及钾的比率小于所述范围的情形时,在被处理面上露出的铜或钨等金属材料与存在于半导体处理用组合物中的钠或钾的离子积的平衡破坏,因此进行铜或钨等金属材料的过剩蚀刻而被处理面的平坦性或电气特性劣化。

本实施方式的浓缩型的半导体处理用组合物优选为含有1×10-6ppm~1×102ppm的钠,更优选为含有1×10-5ppm~5×101ppm的钠,尤其优选为含有1×10-4ppm~5×100ppm的钠。另外,本实施方式的浓缩型的半导体处理用组合物优选为含有1×10-4ppm~5×103ppm的钾,更优选为含有5×10-4ppm~3×103ppm的钾,进而优选为含有1×10-3ppm~2×103ppm的钾。

本实施方式的非稀释型的半导体处理用组合物优选为含有1×10-8ppm~1×102ppm的钠,更优选为含有1×10-7ppm~5×101ppm的钠,尤其优选为含有1×10-6ppm~5×100ppm的钠。另外,本实施方式的非稀释型的半导体处理用组合物优选为含有1×10-6ppm~5×103ppm的钾,更优选为含有5×10-6ppm~3×103ppm的钾,尤其优选为含有1×10-5ppm~2×103ppm的钾。

可认为在本实施方式的半导体处理用组合物中,通过以所述含有比率含有钾及钠,且钾及钠的含量在所述范围内,可在处理步骤中,更有效地抑制在被处理面上露出的铜或钨等金属材料被过剩地蚀刻而溶出的情况,维持稳定的处理特性。

本实施方式的半导体处理用组合物可通过以水溶性盐的形式调配钾或钠,而使钾或钠含有于半导体处理用组合物中。此种水溶性盐例如可使用钠或钾的氢氧化物、碳酸盐、铵盐、卤化物等。

再者,本发明中,半导体处理用组合物所含有的钾的含量mk(ppm)及钠的含量mna(ppm)可通过使用感应耦合等离子体原子发射光谱分析法(inductivelycoupledplasma-atomicemissionspectrometry,icp-aes)、感应耦合等离子体质谱分析法(inductivelycoupledplasma-massspectrometry,icp-ms)或原子吸收分光光度法(atomicabsorptionspectrophotometry,aa)对半导体处理用组合物进行定量而求出。icp原子发射光谱分析装置例如可使用“icpe-9000(岛津制作所股份有限公司制造)”等。icp质谱分析装置例如可使用“icpm-8500(岛津制作所股份有限公司制造)”、“易兰德加(elandrcplus)(帕金艾尔玛(perkinelmer)公司制造)”等。原子吸光分析装置例如可使用“aa-7000(岛津制作所股份有限公司制造)”、“za3000(日立高科技科学(hitachihigh-techscience)股份有限公司)”等。

再者,在含有钨作为配线材料的被处理体的cmp中,使用含有铁离子及过氧化物(过氧化氢、碘酸钾等)的cmp浆料。该cmp浆料中所含的铁离子容易吸附于被处理体的表面,因此被研磨面容易受到铁污染。在该情形时,通过使用本实施方式的半导体处理用组合物对被研磨面进行清洗,而在清洗步骤中促进钨酸钾或钨酸钠般的易溶性盐的生成。可认为,由此可减少配线基板上的金属污染,可减少被处理体的损伤并且有效率地去除研磨残渣。

1.2.化合物a

本实施方式的半导体处理用组合物含有下述通式(1)所表示的化合物a(本说明书中也简称为“化合物a”)。化合物a是以调整半导体处理用组合物的ph值及去除有机残渣为目的而使用。

[化3]

(所述式(1)中,r1~r4分别独立地表示氢原子或有机基。m-表示阴离子。)

所述通式(1)中,r1~r4所表示的有机基优选为烃基。烃基可为脂肪族、芳香族、芳香脂肪族或脂环族的任一种,也可含有氧、硫、卤素等杂原子,其一部分也可经其他取代基所取代。另外,脂肪族及芳香脂肪族的脂肪族可为饱和也可为不饱和,可为直链状也可为分支状。这些烃基例如可列举直链状、分支状、环状的饱和或不饱和的烷基、芳烷基、芳基等。

烷基通常优选为碳数为1~6的低级烷基,尤其优选为碳数1~4的低级烷基,也可具有卤素原子、羟基等作为取代基。具体而言,例如可列举:甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、仲戊基、叔戊基、新戊基、正己基、异己基、仲己基、叔己基、环戊基、环己基、乙烯基、正丙烯基、异丙烯基、正丁烯基、异丁烯基、仲丁烯基、叔丁烯基等。

芳烷基通常优选为碳数7~12的芳烷基。具体而言,例如可列举:苄基、苯乙基、苯基丙基、苯基丁基、苯基己基、甲基苄基、甲基苯乙基、乙基苄基等。

芳基通常优选为碳数6~14的芳基。具体而言,例如可列举:苯基、邻甲苯基、间甲苯基、对甲苯基、2,3-二甲苯基、2,4-二甲苯基、2,5-二甲苯基、2,6-二甲苯基、3,5-二甲苯基、萘基、蒽基等。

所述芳基或芳烷基的芳香环例如也可具有甲基、乙基等低级烷基或卤素原子、硝基、氨基等作为取代基。

所述通式(1)中,m-所表示的阴离子例如可列举氢氧化物离子(oh-)等。

所述通式(1)所表示的化合物也可为四级铵化合物。四级铵化合物的具体例例如可列举:氢氧化四甲基铵(tetramethylammoniumhydroxide,tmah)、氢氧化三甲基-2-羟基乙基铵(胆碱)、氢氧化四乙基铵(teah)、氢氧化四丙基铵、氢氧化四丁基铵、氢氧化单甲基三乙基铵、氢氧化二甲基二乙基铵、氢氧化三甲基单乙基铵、氢氧化单甲基三丙基铵、氢氧化二甲基二丙基铵、氢氧化三甲基单丙基铵、氢氧化单甲基三丁基铵、氢氧化二甲基二丁基铵、氢氧化三甲基单丁基铵、氢氧化单乙基三丙基铵、氢氧化二乙基二丙基铵、氢氧化三乙基单丙基铵、氢氧化单乙基三丁基铵、氢氧化二乙基二丁基铵、氢氧化三乙基单丁基铵、氢氧化单丙基三丁基铵、氢氧化二丙基二丁基铵、氢氧化三丙基单丁基铵、氢氧化三乙基-2-羟基乙基铵、氢氧化三丙基-2-羟基乙基铵、氢氧化三丁基-2-羟基乙基铵、氢氧化三甲基-3-羟基丙基铵、氢氧化三乙基-3-羟基丙基铵、氢氧化三丙基-3-羟基丙基铵、氢氧化三丁基-3-羟基丙基铵、氢氧化三甲基-4-羟基丁基铵、氢氧化三乙基-4-羟基丁基铵、氢氧化三丙基-4-羟基丁基铵、氢氧化三丁基-4-羟基丁基铵、氢氧化三甲基-3-羟基丁基铵、氢氧化三乙基-3-羟基丁基铵、氢氧化三丙基-3-羟基丁基铵、氢氧化三丁基-3-羟基丁基铵、氢氧化二甲基乙基-2-羟基乙基铵、氢氧化甲基二乙基-2-羟基乙基铵、氢氧化二甲基乙基-3-羟基丙基铵、氢氧化甲基二乙基-3-羟基丙基铵、氢氧化二甲基乙基-4-羟基丁基铵、氢氧化甲基二乙基-4-羟基丁基铵、氢氧化二甲基乙基-3-羟基丁基铵、氢氧化甲基二乙基-3-羟基丁基铵、氢氧化二甲基二(2-羟基乙基)铵、氢氧化二甲基二(3-羟基丙基)铵、氢氧化二甲基二(3-羟基丁基)铵、氢氧化二甲基二(4-羟基丁基)铵、氢氧化二乙基二(2-羟基乙基)铵、氢氧化二乙基二(3-羟基丙基)铵、氢氧化二乙基二(3-羟基丁基)铵、氢氧化二乙基二(4-羟基丁基)铵、氢氧化甲基乙基二(2-羟基乙基)铵、氢氧化甲基乙基二(3-羟基丙基)铵、氢氧化甲基乙基二(4-羟基丁基)铵、氢氧化甲基三(2-羟基乙基)铵、氢氧化乙基三(2-羟基乙基)铵、氢氧化丙基三(2-羟基乙基)铵、氢氧化丁基三(2-羟基乙基)铵、氢氧化甲基三(3-羟基丙基)铵、氢氧化乙基三(3-羟基丁基)铵、氢氧化甲基三(4-羟基丁基)铵、氢氧化乙基三(4-羟基丁基)铵、氢氧化甲基三(3-羟基丁基)铵等。这些化合物中,尤其优选为氢氧化四甲基铵(tmah)等。这些四级铵化合物可单独使用一种或组合使用两种以上。

另外,化合物a的含量可根据在cmp后的被处理体表面上露出的铜或钨等金属配线材料、氧化硅等绝缘材料、氮化钽或氮化钛等阻障金属材料等的材质或所使用的cmp浆料的组成而适当变更。

进而,也可根据本实施方式的浓缩型的半导体处理用组合物的稀释程度而适当变更化合物a的含量。相对于将浓缩型的半导体处理用组合物稀释而制备的处理剂或非稀释型的半导体处理用组合物(处理剂)100质量份,化合物a的含量优选为0.0001质量份~10质量份,更优选为0.001质量份~5质量份,尤其优选为0.01质量份~3质量份。若化合物a的含量在所述范围内,则可设定为减弱有机残渣与晶片的亲和性的ph值范围,且与有机残渣的亲和性强,可有效率地去除异物。

1.3.其他成分

本实施方式的半导体处理用组合物除了作为主成分的液状介质以外,可含有水溶性高分子、有机酸、胺、其他成分。

1.3.1.水溶性高分子

本实施方式的半导体处理用组合物可含有水溶性高分子。水溶性高分子具有吸附于被处理面的表面而减少腐蚀的功能。因此,若在半导体处理用组合物中添加水溶性高分子,则可减少被处理面的腐蚀。再者,本发明中所谓“水溶性”,是指溶解于20℃的100g水中的质量为0.1g以上。另外,本发明中所谓“水溶性高分子”,是指两个以上的重复单元经由共价键连成线状或网状而成的水溶性化合物。

此种水溶性高分子例如可列举:聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚马来酸、聚乙烯基磺酸、聚烯丙基磺酸、聚苯乙烯磺酸及这些酸的盐;

苯乙烯、α-甲基苯乙烯、4-甲基苯乙烯等单体与(甲基)丙烯酸、马来酸等酸单体的共聚物,或利用福马林使苯磺酸、萘磺酸等缩合而成的含有具有芳香族烃基的重复单元的聚合物及这些聚合物的盐;

聚乙烯醇、聚氧乙烯、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯基吡啶、聚丙烯酰胺、聚乙烯基甲酰胺、聚乙烯亚胺、聚乙烯基噁唑啉、聚乙烯基咪唑、聚烯丙胺等乙烯系合成聚合物;

羟基乙基纤维素、羧甲基纤维素、加工淀粉等天然多糖类的改性物等;

但不限定于这些物质。这些水溶性高分子可单独使用一种或组合使用两种以上。

本实施方式中所用的水溶性高分子可为均聚物,也可为使两种以上的单量体进行共聚合而成的共聚物。此种单量体可使用:具有羧基的单量体、具有磺酸基的单量体、具有羟基的单量体、具有聚环氧乙烷链的单量体、具有氨基的单量体、具有杂环的单量体等。

本实施方式中所用的水溶性高分子的重量平均分子量(mw)优选为1千以上且150万以下,更优选为3千以上且120万以下。再者,本说明书中所谓“重量平均分子量”,是指利用凝胶渗透色谱法(gelpermeationchromatography,gpc)所测定的聚乙二醇换算的重量平均分子量。

半导体处理用组合物的25℃下的粘度优选为小于5mpa·s,更优选为4mpa·s以下,进而优选为2mpa·s以下,进而更优选为1.2mpa·s以下,尤其优选为1mpa·s以下。若半导体处理用组合物的25℃下的粘度为所述范围,则将半导体处理用组合物过滤而纯化时可获得充分的过滤速度,可获得足以供于实用的产率。另外,若半导体处理用组合物的常温下的粘度为所述范围,则在使用半导体处理用组合物的处理步骤中,即便在被处理体的表面上存在凹凸的情形时,组合物也可渗入至该凹凸中,与凹凸表面接触而进行处理,因此可对被处理体的表面更均质地进行处理。若半导体处理用组合物的25℃下的粘度超过所述范围,则有时粘度变得过高,由此无法对被处理体稳定地供给半导体处理用组合物。半导体处理用组合物的粘度是由所添加的水溶性高分子的重量平均分子量或含量而大致决定,因此可一面考虑这些的平衡一面进行调整。

再者,所谓本案发明中的粘度是指依据日本工业标准(japaneseindustrialstandards,jis)k2283所测定的乌氏粘度。

另外,水溶性高分子的含量可根据在cmp后的被处理体表面上露出的铜或钨等金属配线材料、氧化硅等绝缘材料、氮化钽或氮化钛等阻障金属材料等的材质或所使用的cmp浆料的组成而适当变更。

进而,也可根据本实施方式的浓缩型的半导体处理用组合物的稀释程度而适当变更水溶性高分子的含量。关于水溶性高分子的含量,相对于将浓缩型的半导体处理用组合物稀释而制备的处理剂或非稀释型的半导体处理用组合物(处理剂)100质量份,下限值优选为0.001质量份以上,更优选为0.01质量份以上,上限值优选为1质量份以下,更优选为0.1质量份以下。若水溶性高分子的含量在所述范围内,则促进腐蚀的抑制与将cmp浆料中所含的颗粒或金属杂质自配线基板上去除的效果的并存,容易获得更良好的被处理面。

1.3.2.有机酸

本实施方式的半导体处理用组合物可含有有机酸。有机酸优选为具有一个以上的羧基、磺基等酸性基。再者,本发明中的“有机酸”为不包括所述水溶性高分子的概念。

有机酸的具体例可列举:柠檬酸、马来酸、苹果酸、酒石酸、草酸、丙二酸、琥珀酸、乙二胺四乙酸、丙烯酸、甲基丙烯酸、苯甲酸、苯基乳酸、羟基苯基乳酸、苯基琥珀酸、萘磺酸及这些酸的盐等。这些有机酸可单独使用一种,也可混合使用两种以上。

有机酸也可使用氨基酸。氨基酸可列举下述通式(2)所表示的化合物等。

[化4]

(所述通式(2)中,r1表示选自由氢原子、碳数1~10的烃基及具有杂原子的碳数1~20的有机基所组成的组群中的任一个。)

所述通式(2)中的r1的碳数1~10的烃基例如可列举:碳数1~10的饱和脂肪族烃基、碳数1~10的环状饱和烃基、碳数6~10的芳香族烃基等,这些基团中,优选为碳数1~10的饱和脂肪族烃基。

所述通式(2)中的r1的具有杂原子的碳数1~20的有机基例如可列举:具有羧基的碳数1~20的烃基、具有羟基的碳数1~20的烃基、具有氨基的碳数1~20的烃基、具有巯基的碳数1~20的烃基、具有杂环的碳数1~20的有机基等,这些基团也可进一步含有氧、硫、卤素等杂原子,其一部分也可经其他取代基所取代。

所述通式(2)所表示的化合物可列举:丙氨酸、精氨酸、天冬酰胺、天冬氨酸、半胱氨酸、谷氨酰胺、谷氨酸、甘氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、甲硫氨酸、苯基丙氨酸、丝氨酸、苏氨酸、酪氨酸、缬氨酸、色氨酸、组氨酸、2-氨基-3-氨基丙酸等。这些氨基酸可单独使用一种,也可组合使用两种以上。

有机酸也优选为使用下述通式(3)所表示的化合物。

[化5]

(所述通式(3)中,r2表示碳数1~20的有机基。)

所述通式(3)中的r2的碳数1~20的有机基例如可列举:碳数6~20的饱和脂肪族烃基、碳数6~20的不饱和脂肪族烃基、具有环状饱和烃基的碳数6~20的有机基、具有不饱和环状烃基的碳数6~20的有机基、具有羧基的碳数1~20的烃基、具有羟基的碳数1~20的烃基、具有氨基的碳数1~20的烃基、具有杂环基的碳数1~20的有机基等,其中,优选为具有不饱和环状烃基的碳数6~20的有机基或具有羧基的碳数1~20的烃基,尤其优选为具有芳基的碳数6~20的有机基或羧基甲基。其中,所述通式(3)所表示的化合物是将所述通式(2)所表示的化合物除外。

所述通式(3)所表示的化合物的具体例可列举羟基苯基乳酸、羟基丙二酸等,这些化合物中,优选为羟基苯基乳酸。所述例示的化合物可单独使用一种,也可组合使用两种以上。

有机酸的含量可根据在cmp后的被处理体表面上露出的铜或钨等金属配线材料、氧化硅等绝缘材料、氮化钽或氮化钛等阻障金属材料等的材质或所使用的cmp浆料的组成而适当变更。

进而,也可根据本实施方式的浓缩型的半导体处理用组合物的稀释程度而适当变更有机酸的含量。关于有机酸的含量,相对于将浓缩型的半导体处理用组合物稀释而制备的处理剂或非稀释型的半导体处理用组合物(处理剂)100质量份,下限值优选为0.0001质量份以上,更优选为0.0005质量份以上,上限值优选为1质量份以下,更优选为0.5质量份以下。若有机酸的含量在所述范围内,则可有效地去除附着于配线材料表面的杂质。另外,可更有效地抑制过度蚀刻的进行,获得良好的被处理面。

1.3.3.胺

本实施方式的半导体处理用组合物可含有胺(其中将氨基酸除外)。可认为胺具有作为蚀刻剂的功能。可认为通过添加胺,可在cmp结束后的处理步骤中,将配线基板上的金属氧化膜(例如cuo、cu2o及cu(oh)2层)或有机残渣(例如苯并三唑(benzotriazole,bta)层)蚀刻去除。

胺优选为水溶性胺。关于“水溶性”的定义,如上文所述,是指溶解于20℃的100g水中的质量为0.1g以上。胺例如可列举烷醇胺、一级胺、二级胺、三级胺等。

烷醇胺可列举:单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、n-甲基乙醇胺、n-甲基-n,n-二乙醇胺、n,n-二甲基乙醇胺、n,n-二乙基乙醇胺、n,n-二丁基乙醇胺、n-(β-氨基乙基)乙醇胺、n-乙基乙醇胺、单丙醇胺、二丙醇胺、三丙醇胺、单异丙醇胺、二异丙醇胺、三异丙醇胺等。一级胺可列举:甲胺、乙胺、丙胺、丁胺、戊胺、1,3-丙二胺等。二级胺可列举哌啶、哌嗪等。三级胺可列举三甲胺、三乙胺等。这些胺可单独使用一种,也可混合使用两种以上。

这些胺中,就蚀刻配线基板上的金属氧化膜或有机残渣的效果高的方面而言,优选为单乙醇胺、单异丙醇胺,更优选为单乙醇胺。

胺的含量可根据在cmp后的被处理体表面上露出的铜或钨等金属配线材料、氧化硅等绝缘材料、氮化钽或氮化钛等阻障金属材料等的材质或所使用的cmp浆料的组成而适当变更。

进而,也可根据本实施方式的浓缩型的半导体处理用组合物的稀释程度而适当变更胺的含量。关于胺的含量,相对于将浓缩型的半导体处理用组合物稀释而制备的处理剂或非稀释型的半导体处理用组合物(处理剂)100质量份,下限值优选为0.0001质量份以上,更优选为0.0005质量份以上,上限值优选为1质量份以下,更优选为0.5质量份以下。若胺的含量在所述范围内,则可在cmp结束后的清洗步骤中,将配线基板上的金属氧化膜或有机残渣更有效地蚀刻去除。

1.3.4.液状介质

本实施方式的半导体处理用组合物为以液状介质作为主成分的液体。该液状介质的种类可针对被处理体根据清洗、蚀刻、抗蚀剂剥离等处理剂的使用目的而适时选择。例如在使用半导体处理用组合物作为清洗剂的情形时,液状介质优选为以水作为主成分且可发挥作为溶媒的作用,并无特别限制。此种液状介质可列举:水、水及醇的混合介质、含有水及与水具有相溶性的有机溶媒的混合介质等。这些介质中,优选为使用水、水及醇的混合介质,更优选为使用水。

另外,例如在使用半导体处理用组合物作为蚀刻剂或抗蚀剂剥离剂的情形时,液状介质优选为以有机溶媒作为主成分且可发挥作为溶媒的作用,并无特别限制。此种有机溶媒可列举:酮系溶剂、酯系溶剂、醚系溶剂及酰胺系溶剂等极性溶剂或烃系溶剂等半导体处理中可使用的公知的有机溶媒。

酮系溶剂例如可列举:1-辛酮、2-辛酮、1-壬酮、2-壬酮、丙酮、2-庚酮、4-庚酮、1-己酮、2-己酮、二异丁基酮、环己酮、甲基环己酮、苯基丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、乙酰丙酮、丙酮基丙酮、紫罗酮、二丙酮醇、乙酰基原醇、苯乙酮、甲基萘基酮、异佛尔酮、碳酸亚丙酯、γ-丁内酯等。

作为酯系溶剂,例如链状的酯系溶剂可列举:乙酸甲酯、乙酸丁酯、乙酸乙酯、乙酸异丙酯、乙酸戊酯、乙酸异戊酯、甲氧基乙酸乙酯、乙氧基乙酸乙酯、乙二醇单甲醚乙酸酯、乙二醇单乙醚乙酸酯、乙二醇单丙醚乙酸酯、乙二醇单丁醚乙酸酯、乙二醇单苯醚乙酸酯、二乙二醇单甲醚乙酸酯、二乙二醇单丙醚乙酸酯、二乙二醇单乙醚乙酸酯、二乙二醇单苯醚乙酸酯、二乙二醇单丁醚乙酸酯、2-甲氧基丁基乙酸酯、3-甲氧基丁基乙酸酯、4-甲氧基丁基乙酸酯、3-甲基-3-甲氧基丁基乙酸酯、3-乙基-3-甲氧基丁基乙酸酯、丙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇单乙醚乙酸酯、丙二醇单丙醚乙酸酯、2-乙氧基丁基乙酸酯、4-乙氧基丁基乙酸酯、4-丙氧基丁基乙酸酯、2-甲氧基戊基乙酸酯、3-甲氧基戊基乙酸酯、4-甲氧基戊基乙酸酯、2-甲基-3-甲氧基戊基乙酸酯、3-甲基-3-甲氧基戊基乙酸酯、3-甲基-4-甲氧基戊基乙酸酯、4-甲基-4-甲氧基戊基乙酸酯、丙二醇二乙酸酯、甲酸甲酯、甲酸乙酯、甲酸丁酯、甲酸丙酯、碳酸乙酯、碳酸丙酯、碳酸丁酯、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、丙酮酸丙酯、丙酮酸丁酯、乙酰乙酸甲酯、乙酰乙酸乙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丙酸异丙酯、甲基-3-甲氧基丙酸酯、乙基-3-甲氧基丙酸酯、乙基-3-乙氧基丙酸酯、丙基-3-甲氧基丙酸酯等。另外,环状的酯系溶剂可列举γ-丁内酯等内酯类等。

醚系溶剂例如可列举:乙二醇二丁醚、丙二醇二甲醚、丙二醇二乙醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇二丁醚等二醇醚系溶剂;二异戊醚、二异丁醚、二噁烷、四氢呋喃、苯甲醚、全氟-2-丁基四氢呋喃、全氟四氢呋喃、1,4-二噁烷等。

酰胺系溶剂例如可列举:n-甲基-2-吡咯烷酮、n,n-二甲基乙酰胺、n,n-二甲基甲酰胺、六甲基磷酰三胺、1,3-二甲基-2-咪唑烷酮等。所述其他极性溶剂可列举二甲基亚砜等。

烃系溶剂例如可列举:戊烷、己烷、辛烷、癸烷、2,2,4-三甲基戊烷、2,2,3-三甲基己烷、全氟己烷、全氟庚烷、柠檬烯及蒎烯等脂肪族烃系溶剂;甲苯、二甲苯、乙基苯、丙基苯、1-甲基丙基苯、2-甲基丙基苯、二甲基苯、二乙基苯、乙基甲基苯、三甲基苯、乙基二甲基苯、二丙基苯等芳香族烃系溶剂。

1.3.5.其他成分

本实施方式的半导体处理用组合物可适时含有必要的成分,例如可含有ph调整剂或表面活性剂等。

<ph调整剂>

在本实施方式的半导体处理用组合物对含有铜作为配线材料的被处理面进行处理的情形时,ph值的下限值优选为9以上,更优选为10以上,ph值的上限值优选为14以下。在对含有钨作为配线材料的被处理面进行处理的情形时,ph值的上限值优选为7以下,更优选为6以下,ph值的下限值优选为2以上。

在本实施方式的半导体处理用组合物中,在无法通过添加所述有机酸或胺而获得所需的ph值的情形时,也可为了将ph值调整至所述范围内而另行添加ph调整剂。ph调整剂例如可列举:氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铷、氢氧化铯等碱金属的氢氧化物,氨等碱性化合物。这些ph调整剂可单独使用一种,也可混合使用两种以上。

<表面活性剂>

表面活性剂可适时使用公知的成分,可优选地使用非离子性表面活性剂或阴离子性表面活性剂。通过添加表面活性剂,有时将cmp浆料中所含的颗粒或金属杂质自配线基板上去除的效果提高,可获得更良好的被处理面。

非离子性表面活性剂例如可列举:聚氧乙烯月桂基醚、聚氧乙烯鲸蜡基醚、聚氧乙烯硬脂基醚、聚氧乙烯油基醚等聚氧乙烯烷基醚;聚氧乙烯辛基苯基醚、聚氧乙烯壬基苯基醚等聚氧乙烯芳基醚;山梨醇酐单月桂酸酯、山梨醇酐单棕榈酸酯、山梨醇酐单硬脂酸酯等山梨醇酐脂肪酸酯;聚氧乙烯山梨醇酐单月桂酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐单棕榈酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐单硬脂酸酯等聚氧乙烯山梨醇酐脂肪酸酯等。所述例示的非离子性表面活性剂可单独使用一种,也可混合使用两种以上。

阴离子性表面活性剂例如可列举:十二烷基苯磺酸等烷基苯磺酸;烷基萘磺酸;月桂基硫酸等烷基硫酸酯;聚氧乙烯月桂基硫酸等聚氧乙烯烷基醚的硫酸酯;萘磺酸缩合物;烷基亚氨基二羧酸;木质素磺酸等。这些阴离子性表面活性剂也能以盐的形态使用。在该情形时,反荷阳离子例如可列举钠离子、钾离子、铵离子等,就防止过剩地含有钾或钠的观点而言,优选为铵离子。

在含有钨作为配线材料的被处理体的cmp中,使用含有铁离子及过氧化物(过氧化氢、碘酸钾等)的cmp浆料。该cmp浆料中所含的铁离子容易吸附于被处理体的表面,因此被处理体的表面容易受到铁污染。在该情形时,铁离子带正电,因此有时通过在半导体处理用组合物中添加阴离子性表面活性剂,可将被处理体表面的铁污染有效地去除。

表面活性剂的含量可根据在cmp后的被处理体的表面上露出的铜或钨等金属配线材料、氧化硅等绝缘材料、氮化钽或氮化钛等阻障金属材料等的材质或所使用的cmp浆料的组成而适当变更。

进而,也可根据本实施方式的浓缩型的半导体处理用组合物的稀释程度而适当变更表面活性剂的含量。相对于将浓缩型的半导体处理用组合物稀释而制备的处理剂或非稀释型的半导体处理用组合物(处理剂)100质量份,表面活性剂的含量优选为0.001质量份以上且1质量份以下。若表面活性剂的含量在所述范围内,则可在cmp结束后的处理步骤中,减少被处理体的腐蚀,并且有效率地去除有机残渣。

1.3.半导体处理用组合物的制备方法

本实施方式的半导体处理用组合物并无特别限制,可通过使用公知的方法而制备。具体而言,可通过使所述各成分溶解于水或有机溶媒等液状介质中并进行过滤而制备。所述各成分的混合顺序或混合方法并无特别限制。

本实施方式的半导体处理用组合物的制备方法中,优选为视需要利用深(depth)型过滤器或折叠式过滤器进行过滤而控制粒子量。此处,所谓深型过滤器,为也被称为深层过滤或体积过滤型的过滤器的高精度过滤过滤器。此种深型过滤器有呈使形成有多数个孔的过滤膜层叠而成的层叠结构的过滤器、或缠绕有纤维束的过滤器等。深型过滤器具体可列举:普罗法(profile)ii、奈克西斯(nexis)nxa、奈克西斯(nexis)nxt、宝理凡(polyfine)xld、奥奇普利茨普罗法(ultipleatprofile)等(全部为日本颇尔(palljapan)公司制造),深滤芯(depthcartridgefilter)、绕线滤芯(wyndcartridgefilter)等(全部为爱多邦得科(advantec)公司制造),cp过滤器、bm过滤器等(全部为智索(chisso)公司制造),斯洛浦皮亚(slope-pure)、迪亚(dia)、微西莉亚(microsyria)等(全部为洛奇技术(rokitechno)公司制造)等。

折叠式过滤器可列举:将包含不织布、滤纸、金属丝网等的微滤膜片折叠加工后,成型为筒状并且将所述片的折褶的接缝液密地密封,且将筒的两端液密地密封所得的筒状的高精度过滤过滤器。具体可列举:hdcii、宝理凡(polyfine)ii等(全部为日本颇尔(palljapan)公司制造),pp打褶滤芯(pppleatedcartridgefilter)(爱多邦得科(advantee)公司制造),保拉斯凡(porousfine)(智索(chisso)公司制造),沙敦宝(sartonpore)、微纯净(micropure)等(全部为洛奇技术(rokitechno)公司制造)等。

过滤器优选为使用标称过滤精度为0.01μm~20μm的过滤器。通过使用标称过滤精度为所述范围的过滤器,可高效率地获得利用颗粒计数器进行测定时的每1ml中的粒径20μm以上的粒子数为0个的滤液。另外,因过滤器中捕捉的粗大粒子的个数成为最小限度,因此过滤器的可使用期间延长。

2.处理剂

本发明中所谓“处理剂”,为通过在所述浓缩型的半导体处理用组合物中添加液状介质进行稀释而制备的处理剂或所述非稀释型的半导体处理用组合物本身,且是指实际对被处理面进行处理时所用的液剂。所述浓缩型的半导体处理用组合物通常是以各成分经浓缩的状态而存在。因此,各使用者可适当利用液状介质将所述浓缩型的半导体处理用组合物稀释而制备处理剂,或将非稀释型的半导体处理用组合物直接用作处理剂,将该处理剂用作清洗剂或蚀刻剂、抗蚀剂剥离剂。

此处用于稀释的液状介质与所述半导体处理用组合物所含有的液状介质为相同含义,可自所述例示的液状介质中根据处理剂的种类而适当选择。

在浓缩型的半导体处理用组合物中添加液状介质进行稀释的方法有以下方法:使供给浓缩型的半导体处理用组合物的配管与供给液状介质的配管在中途合流而混合,将该所混合的处理剂供给于被处理面。该混合可采用以下方法:在施加压力的状态下通过狭窄的通路使液体彼此碰撞混合的方法;在配管中填塞玻璃管等填充物而反复进行使液体的流动分流分离、合流的方法;在配管中设置利用动力而旋转的叶片的方法等通常进行的方法。

另外,在浓缩型的半导体处理用组合物中添加液状介质进行稀释的其他方法有以下方法:独立地设置供给浓缩型的半导体处理用组合物的配管与供给液状介质的配管,自各配管将既定量的液体供给于被处理面,在被处理面上混合。进而,在浓缩型的半导体处理用组合物中添加液状介质进行稀释的其他方法有以下方法:在一个容器中加入既定量的浓缩型的半导体处理用组合物与既定量的液状介质并进行混合后,将该经混合的处理剂供给于被处理面。

作为在浓缩型的半导体处理用组合物中添加液状介质进行稀释时的稀释倍率,优选为添加液状介质而将浓缩型的半导体处理用组合物1质量份稀释至1质量份~500质量份(1倍~500倍),更优选为稀释至20质量份~500质量份(20倍~500倍),尤其优选为稀释至30质量份~300质量份(30倍~300倍)。再者,优选为利用与所述浓缩型的半导体处理用组合物所含有的液状介质相同的液状介质进行稀释。通过如此般使半导体处理用组合物成为经浓缩的状态,与将处理剂直接搬送并保管的情形相比较,可利用更小型的容器进行搬送或保管。结果,可降低搬送或保管的成本。另外,与进行直接将处理剂过滤等操作等而进行纯化的情形相比,变得对更少量的处理剂进行纯化,因此可缩短纯化时间,由此可进行大量生产。

3.处理方法

本发明的一实施方式的处理方法包括以下步骤:使用所述半导体处理用组合物(为所述处理剂,具体可列举清洗剂、蚀刻剂、抗蚀剂剥离剂等),对含有铜或钨作为配线材料且含有选自由钽、钛、钻、钌、锰及这些金属的化合物所组成的组群中的至少一种作为阻障金属材料的配线基板进行处理。以下,对于本实施方式的处理方法的一例,一面使用附图一面加以详细说明。

<配线基板的制作>

图1为示意性地表示本实施方式的处理方法中所用的配线基板的制作工艺的剖面图。该配线基板是通过经过以下的工艺而形成。

图1为示意性地表示cmp处理前的被处理体的剖面图。如图1所示,被处理体100具有基体10。基体10例如可包含硅基板及形成于其上的氧化硅膜。进而,虽未图示,但也可在基体10上形成有晶体管等功能元件。

被处理体100是在基体10上依序层叠设有配线用凹部20的绝缘膜12、以将绝缘膜12的表面以及配线用凹部20的底部及内壁面覆盖的方式设置的阻障金属膜14、及填充配线用凹部20且形成于阻障金属膜14上的金属膜16而构成。

绝缘膜12例如可列举:利用真空工艺所形成的氧化硅膜(例如等离子体增强四乙氧基硅烷膜(plasmaenhanced-tetraethoxysilanefilm,peteos膜)、高密度等离子体增强四乙氧基硅烷膜(highdensityplasmaenhanced-teosfilm,hdp膜)、利用热化学气相蒸镀法所得的氧化硅膜等)、被称为掺氟的硅酸盐玻璃(fluorine-dopedsilicateglass,fsg)的绝缘膜、硼磷硅玻璃膜(borophosphosilicateglassfilm,bpsg膜)、被称为sion(氮氧化硅(siliconoxynitride))的绝缘膜、氮化硅(siliconnitride)等。

阻障金属膜14例如可列举钽、钛、钻、钌、锰及这些金属的化合物等。阻障金属膜14大多情况下是由这些金属的一种所形成,也可并用钽与氮化钽等两种以上。

金属膜16必须如图1所示般完全填埋配线用凹部20。因此,通常利用化学蒸镀法或电镀法使的金属膜堆积。金属膜16的材料可列举铜或钨,铜的情形时不仅可使用纯度高的铜,也可使用含有铜的合金。含有铜的合金中的铜含量优选为95质量%以上。

继而,利用cmp对图1的被处理体100中埋没于配线用凹部20中的部分以外的金属膜16进行高速研磨直至阻障金属膜14露出为止(第1研磨步骤)。进而,利用cmp对于表面露出的阻障金属膜14进行研磨(第2研磨步骤)。如此而获得图2所示般的配线基板200。

<配线基板的处理>

继而,使用所述处理剂(清洗剂)对图2所示的配线基板200的表面(被处理面)进行处理。根据本实施方式的处理方法,当对cmp结束后的配线材料及阻障金属材料在表面共存的配线基板进行处理时,可抑制配线材料及阻障金属材料的腐蚀,并且有效率地去除配线基板上的氧化膜或有机残渣。

本实施方式的处理方法若在使用日本专利特开平10-265766号公报等中记载的含有铁离子及过氧化物的组合物(芬顿试剂(fenton′sreagent))对含有钨作为配线基板的配线材料的所述配线基板进行化学机械研磨后进行,则非常有效。在含有钨作为配线材料的被处理体的cmp中,使用含有铁离子及过氧化物(过氧化氢、碘酸钾等)的cmp浆料。该cmp浆料中所含的铁离子容易吸附于被处理体的表面,因此被处理体的表面容易受到铁污染。在该情形时,可通过使用稀氢氟酸对被处理体的表面进行处理而去除铁污染,但被研磨面的表面被蚀刻而容易受到损伤。然而,所述半导体处理用组合物以既定的比例而含有钾及钠,在处理步骤中促进钨酸钾或钨酸钠般的易溶性盐的生成。可认为,由此可减少配线基板上的金属污染,可减少被处理体的损伤并且有效率地去除研磨残渣。

处理方法并无特别限制,可利用使所述清洗剂与配线基板200直接接触的方法而进行。使清洗剂与配线基板200直接接触的方法可列举:在清洗槽中充满清洗剂并使配线基板浸渍的浸渍式;一面自喷嘴中使清洗剂流下至配线基板上一面使配线基板高速旋转的旋转式;对配线基板喷雾清洗剂而进行清洗的喷雾式等方法。另外,用以进行此种方法的装置可列举:对收容于匣盒内的多片配线基板同时进行处理的批次式处理装置、将一片配线基板安装于固持器上并进行处理的单片式处理装置等。

在本实施方式的处理方法中,清洗剂的温度通常是设为室温,也可在不损及性能的范围内加温,例如也可加温至40℃~70℃左右。

另外,除了所述的使清洗剂与配线基板200直接接触的方法以外,也优选为并用利用物理力的处理方法。由此,由附着于配线基板200上的颗粒所致的污染的去除性提高,可缩短处理时间。利用物理力的处理方法可列举使用清洗毛刷的擦除清洗或超声波清洗。

进而,也可在利用本实施方式的处理方法进行的清洗之前和/或之后,利用超纯水或纯水进行清洗。

4.实施例

以下,利用实施例对本发明加以说明,但本发明丝毫不限定于这些实施例。再者,本实施例中的“份”及“%”只要无特别说明,则为质量基准。

4.1.实施例1

4.1.1.半导体处理用组合物(浓缩型)的制备

以成为表1所示的含有比例的方式在聚乙烯制容器中添加各成分,适量加入离子交换水,搅拌15分钟。在该混合物中以所有构成成分的合计量成为100质量份的方式视需要添加离子交换水、氢氧化钾及氢氧化钠,以成为表1所示的ph值、k含量、na含量的方式制备组合物。

对100质量份的如此所得的组合物添加0.01质量份的胶体二氧化硅(商品名“pl-1”,扶桑化学工业股份有限公司制造,一次粒径15nm)后,使用图3所示的过滤装置300进行过滤(过滤步骤)。图3所示的过滤装置300具备:储存异物去除前的组合物并进行供给的供给箱210、用以使异物去除前的组合物以一定的流量流动的定量泵220、具有滤芯(未图示)及收容(安装)有该滤芯的壳体的过滤器240、位于定量泵220与过滤器240的中途的防搏动器230、配置于防搏动器230与过滤器240之间的第一压力计270a、及配置于过滤器240的下游的第二压力计270b。而且,过滤装置300具备使半导体处理用组合物自过滤器240回到供给箱210中的返回导管260、及排出经过滤器240过滤的半导体处理用组合物的排出导管250。

本实施例中,过滤器240为在壳体内安装有1根薄膜(membrane)型的滤芯“沃特凡(waterfine)”(日本颇尔(palljapan)公司制造,标称过滤精度0.05μm,长度10英寸)的过滤器。定量泵220是使用空气驱动式的隔膜泵(diaphragmpump),以过滤器前后的差压为0.2mpag~0.3mpag,组合物的流速成为50l/min的流量的方式进行设定。

适时对组合物进行取样,在组合物中所含有的0.1μm~0.3μm的粒子数成为表1所记载的浓度的时刻停止过滤,制备实施例1的半导体处理用组合物(浓缩型)。再者,如以下般测定组合物每1ml中的粒子的个数。

颗粒计数器是使用瑞昂(reon)股份有限公司制造的液中颗粒传感器“ks-42af”。具体而言,首先以测定的颗粒的个数成为“30个/ml(0.1μm)”(即,“粒径大于0.1μm的粒子在1ml中为30个以下”)的方式利用超纯水反复进行空白测定。然后,准备100ml的浓缩型的半导体处理用组合物(样本),将该样本设置于注射取样器(syringesampler)“kz-31w”中。其后,利用所述液中颗粒传感器对所述样本的每1ml中的粒径0.1μm~0.3μm的粒子的个数测定2次,算出平均值。将该平均值设为半导体处理用组合物每1ml中的粒径0.1μm~0.3μm的粒子的个数。

另外,将所得的半导体处理用组合物(浓缩型)于乌氏粘度测定用玻璃管中保持于液温25℃,测定移动规定距离的时间,对移动时间乘以常数,依据jisk2283测定半导体处理用组合物的粘度。

4.1.2.评价试验

<过滤性评价>

组合物制造中的过滤性成为用来判断组合物的生产性的指标。在过滤性不良的情形时,组合物的生产性明显劣化,并且可能因与大气的接触或供过滤的马达的发热而导致组合物变质。因此,过滤流速快成为将组合物判断为良好的一个指标。

在连接有易威奇(iwaki)公司制造的磁力泵md-f的过滤器壳体内,安装1根10英寸的日本颇尔(palljapan)公司制造的膜滤器瓦拉凡(varafine)vfsg(标称过滤精度0.05μm),对半导体处理用组合物进行过滤,由此进行过滤性的评价。将其结果示于表1中。再者,评价基准如下。

(评价基准)

将通过了过滤器的半导体处理用组合物采集1分钟,计测重量。根据所得的过滤重量及比重算出过滤流速。关于所得的过滤流速,

·在获得了5l/分以上的过滤流速的情形时,判断为非常良好并表述作“◎”;

·在获得了1l/分以上且小于5l/分的过滤流速的情形时,判断为实际可使用并表述作“○”;

·在过滤流速小于1l/分的情形时,判断为不良并表述作“×”。

<发泡评价>

若在处理步骤中半导体处理用组合物发泡,则该发泡在基板表面上成为疑似缺陷,反而颗粒数增加等而使处理效率明显劣化。因此,发泡少成为将半导体处理用组合物判断为良好的一个指标。

在容量1000ml(内径6.2cm)的塑料制量筒内加入少量的半导体处理用组合物而将壁面充分濡湿后,以不起泡的方式加入100ml的半导体处理用组合物。另一方面,在专用量管(burette)中也以不起泡的方式加入100ml的同样的半导体处理用组合物。以量管的前端到达自量筒内的液面向上方70cm的位置的方式固定量管。完全打开量管的旋塞,将半导体处理用组合物滴加至量筒的液面中央。在100ml滴加结束的时刻关闭量管的旋塞,计测泡距液面的高度。将其结果示于表1中。再者,评价基准如下。

(评价基准)

关于泡的高度,

·在小于5mm的情形时,判断为非常良好并表述作“◎”;

·在为5mm以上且小于1em的情形时,判断为可使用并表述作“○”;

·在为1em以上的情形时,判断为不良并表述作“×”。

<水印评价>

若利用半导体处理用组合物进行处理后的基板表面上产生被称为“水印(watermark)”的缺陷,则导致半导体制造的良率降低。因此,水印的个数尽可能少成为将半导体处理用组合物判断为良好的一个指标。

对于层叠有厚度的氧化硅膜的硅晶片的表面,在所述制备的半导体处理用组合物(浓缩型)中以成为表1记载的稀释倍率的方式添加超纯水(粒径0.3μm以上的颗粒为10个/ml以下,ph值=6.5)进行稀释,由此制备处理剂(清洗剂),使用应用材料(appliedmaterials)公司制造的化学机械研磨装置“阿瓦特-莱菲科迅lk(awatreflexionlk)”在下述条件下供于压盘上清洗。然后,同样地供于毛刷擦除清洗。

<压盘上处理(清洗)>

·处理剂:所述制备的处理剂(清洗剂)

·研磨头转速:70rpm

·研磨头负重:100g/cm2

·压盘转速:71rpm

·处理剂供给速度:300ml/分

·处理时间:30秒

<毛刷擦除处理(清洗)>

·处理剂:所述制备的处理剂(清洗剂)

·上部毛刷转速:400rpm

·下部毛刷转速:400rpm

·基板转速:50rpm

·处理剂供给速度:1200ml/分

·处理时间:40秒

使用晶片缺陷检查装置(kla坦可(kla-tencor)公司制造,型号“kla2351”)对所述获得的处理后的基板表面计测整个被处理面的水印数(缺陷数)。将其结果示于表1中。再者,评价基准如下。

(评价基准)

关于整个基板表面的水印数,

·在为5个以下的情形时,判断为非常良好并表述作“◎”;

·在超过5个且为10个以下的情形时,判断为可使用并表述作“○”;

·在超过10个的情形时,判断为不良并表述作“×”。

4.2.实施例2~实施例23及比较例1~比较例5

将所使用的半导体处理用组合物变更为表1~表2中记载的组成,制备表1~表2中记载的处理剂(清洗剂),除此以外,与实施例1同样地进行各种评价试验。

4.3.实施例24

4.3.1.半导体处理用组合物(非稀释型)的制备

在聚乙烯制容器中以成为表3所示的含有比例的方式添加各成分,以成为表3所示的ph值、k含量、na含量的方式视需要添加氢氧化钾及氢氧化钠,搅拌15分钟。

对于如此而获得的半导体处理用组合物(非稀释型),除了对过滤器240在壳体内使用薄膜型的滤芯“pe-可丽(pe-clean)”(日本颇尔(palljapan)公司制造,标称过滤精度0.05μm,长度10英寸)以外,与实施例1同样地进行过滤,适时对组合物进行取样,在半导体处理用组合物中所含有的0.1μm~0.3μm的粒子数成为表3所记载的浓度的时刻停止过滤,制备实施例24的半导体处理用组合物。将如此而获得的半导体处理用组合物直接用作处理剂(蚀刻剂),与实施例1同样地进行评价。

4.4.实施例25

将半导体处理用组合物(非稀释型)变更为表3所记载的组成,且将该半导体处理用组合物直接用作处理剂(抗蚀剂剥离剂),除此以外,与实施例24同样地进行各种评价试验。

4.5.实施例26~实施例29及比较例6~比较例9

将半导体处理用组合物(非稀释型)变更为表3所记载的组成,且将所得的半导体处理用组合物不加稀释而直接用作处理剂(蚀刻剂或抗蚀剂剥离剂),除此以外,与实施例24同样地进行各种评价试验。

4.6.评价结果

将各半导体处理用组合物的组成及评价结果示于以下的表1~表3中。

在上文的表1~表3中,各成分的数值表示质量份。各实施例及各比较例中,各成分的合计量成为100质量份,剩余部分为离子交换水。另外,对上文的表1~表3中的下述成分加以补充说明。

<化合物a>

·tmah:“氢氧化四甲基铵”,林纯药工业股份有限公司制造

·teah:“氢氧化四乙基铵”,纯正化学股份有限公司制造

·tpah:“氢氧化四丙基铵”,和光纯药工业股份有限公司制造

·tbah:“氢氧化四丁基铵”,和光纯药工业股份有限公司制造

·胆碱:多摩化学工业股份有限公司制造

·氢氧化铵:和光纯药工业股份有限公司制造,以含有28%~30%的氨的氨水的形式使用(表中的数值为氢氧化铵换算值)

·氢氧化单甲基三羟基乙基铵:四日市合成股份有限公司制造

·氢氧化二甲基双(2-羟基乙基)铵:四日市合成股份有限公司制造

<水溶性高分子>

·聚丙烯酸(mw=700,000):东亚合成股份有限公司制造,商品名“朱丽马(julimar)ac-10h”

·聚丙烯酸(mw=55,000):东亚合成股份有限公司制造,商品名“朱丽马(julimar)ac-10l”

·聚丙烯酸(mw=6,000):东亚合成股份有限公司制造,商品名“亚隆(aron)a-10sl”

·聚马来酸(mw=2,000):日油股份有限公司制造,商品名“浓迫(nonpol)pwa-50w”

·苯乙烯-马来酸共聚物:第一工业制药股份有限公司制造,商品名“dks迪斯卡特(dksdiscoat)n-10”

·苯乙烯-马来酸半酯共聚物:第一工业制药股份有限公司制造,商品名“(dksdiscoat)n-14”

·萘磺酸福马林缩合物钠盐:第一工业制药股份有限公司制造,商品名“拉贝林(lavelin)fd-40”

<有机酸>

·丝氨酸:日本理化学药品股份有限公司制造

·半胱氨酸:日本理化学药品股份有限公司制造

·n-乙酰基-l-半胱氨酸:日本理化学药品股份有限公司制造

·组氨酸:日本理化学药品股份有限公司制造

·精氨酸:日本理化学药品股份有限公司制造

·苯基丙氨酸:协和酸酵生物(kyowahakko-bio)股份有限公司制造

·苯甲酸:日本dms(dmsjapan)制造

·羟基苯基乳酸:东京化成工业股份有限公司制造

·苯基琥珀酸:东京化成工业股份有限公司制造

·萘磺酸:和光纯药工业股份有限公司制造

<胺>

·单乙醇胺:林纯药工业股份有限公司制造

·羟基胺:东京化成工业股份有限公司制造

·异丙醇胺:东兴化学股份有限公司制造

<溶剂>

·2-p:“2-吡咯烷酮”,和光纯药工业股份有限公司制造

·dmi:“1,3-二甲基-2-咪唑烷酮”,东京化成工业股份有限公司制造

·gbl:“γ-丁内酯”,东京化成工业股份有限公司制造

·pg:“丙二醇”,和光纯药工业股份有限公司制造

·pgme:“丙二醇单甲醚”,三协化学股份有限公司制造

·nmp:“n-甲基吡咯烷酮”,三菱化学股份有限公司制造

·sulfolane:“环丁砜”,三协化学股份有限公司制造

<其他>

·koh:关东化学股份有限公司制造,ph调整剂

如由上文的表1~表3明确得知,实施例1~实施例29的半导体处理用组合物由于过滤特性优异,因此生产性高。另外,在使用实施例1~实施例29的半导体处理用组合物的情形时,发泡性得到降低,基板表面的缺陷数(水印)也均少,可实现被处理体的良好状态。

本发明不限定于所述实施方式,可进行各种变形。例如,本发明包括与实施方式中说明的构成实质上相同的构成(例如功能、方法及结果相同的构成,或目的及效果相同的构成)。另外,本发明包括将实施方式中说明的构成的非本质部分替换而成的构成。另外,本发明包括发挥与实施方式中说明的构成相同的作用效果的构成或可达成相同目的的构成。另外,本发明包括对实施方式中说明的构成附加公知技术所得的构成。

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