微细加工处理剂、和微细加工处理方法与流程

本发明涉及在半导体装置、液晶显示装置、微机电系统(micro electromechanical systems；mems)设备等的制造中，用于湿法蚀刻处理等的微细加工处理剂、和微细加工处理方法。更具体而言，涉及对至少具有含硅绝缘膜的被处理物而言适合于湿法蚀刻处理等微细加工的微细加工处理剂、和微细加工处理方法。

背景技术：

1、半导体元件的制造工艺中，存在将在硅晶片表面上成膜的硅氧化膜等绝缘膜、硅氮化膜、硅合金、多晶硅膜、金属膜等图案形成为期望的形状，进行蚀刻处理的工序。在通过湿法蚀刻方法进行该蚀刻处理的情况下，将例如硅氧化膜等包含硅的绝缘膜作为蚀刻对象时，使用将氢氟酸和氟化铵混合得到的溶液、即所谓缓冲的氢氟酸。

2、在此，半导体元件的制造工艺中，源自制造装置、所使用的材料的有机物、金属类等无机物等微粒有时附着在硅表面上而残留。例如，在利用间歇式的湿法蚀刻的情况下，其之前的工序中附着的微粒被夹带到进行湿法蚀刻的蚀刻槽中，存在在湿法蚀刻处理后的硅晶片等的表面上微粒附着而残留的问题。在硅晶片等的表面上残留的微粒对半导体元件的电特性造成负面影响，有时使半导体装置的产品成品率降低。

3、对这样的问题，例如专利文献1～4中，提出了通过使用在缓冲的氢氟酸中添加表面活性剂而得到的蚀刻液，防止微粒在硅晶片等的表面上残留。如果是这些专利文献中公开的蚀刻液，则据信通过含有表面活性剂而能够抑制在硅晶片等的表面上微粒的附着。

4、然而，随着近年的技术的急速进步，半导体元件的微细化进行，半导体元件的线宽变细。例如，如果举出dram(dynamic random access memory，动态随机存取存储器)为例，则工艺节点(元件的最小线宽)到达10nm附近。因此，针对在硅晶片等的表面上残留的微粒，也要求防止其残留到粒径小且极其微细的微粒。然而，专利文献1～4中公开的蚀刻液中，难以充分抑制其残留到粒径小而微细的微粒。

5、现有技术文献

6、专利文献

7、专利文献1：日本特开昭63-283028号公报

8、专利文献2：日本特开平7-211707号公报

9、专利文献3：日本特开昭60-39176号公报

10、专利文献4：日本特表2006-505667号公报

技术实现思路

1、发明要解决的课题

2、本发明鉴于上述问题点而进行，其目的在于，提供对至少具有含硅绝缘膜的被处理物，在抑制微粒的残留的同时能够进行良好的微细加工的微细加工处理剂和微细加工处理方法。

3、用于解决问题的手段

4、为了解决上述的课题，本发明的微细加工处理剂是用于对至少具有含硅绝缘膜的被处理物进行微细加工的微细加工处理剂，其特征在于，包含以下的化学式(1)所示的化合物、氟化氢、氟化铵和水，

5、[化学式1]

6、m++(rf-so2)-n--(so2-rf)

7、(式中，rf表示碳原子数为1～4的全氟烷基，m+表示氢离子或铵离子)

8、上述化合物的含量相对于上述微细加工处理剂的总质量为0.001质量％以上且0.5质量％以下，上述氟化氢的含量相对于上述微细加工处理剂的总质量为0.05质量％以上且25质量％以下，上述氟化铵的含量相对于上述微细加工处理剂的总质量为0.5质量％以上且40质量％以下，上述氟化氢的含量与上述氟化铵的含量是指满足以下的关系式(1)。

9、[数学式1]

10、y≤-0.8x+40

11、(其中，x表示氟化氢的浓度(质量％)，y表示氟化铵的浓度(质量％))

12、根据上述构成，通过相对于微细加工处理剂的总质量以0.001质量％以上含有上述化学式(1)所示的化合物，从而在抑制或减少包含有机物、无机物的微粒(杂质)在被处理物的表面上附着而残留的同时，能够对至少具有含硅绝缘膜的被处理物实施湿法蚀刻等微细加工。此外，通过相对于微细加工处理剂的总质量以0.5质量％以下含有上述化合物，能够抑制因该化合物彼此凝集而导致胶束产生并增加。其结果是，还能够防止该胶束在被处理物的表面上残留。此外，如果为上述构成的微细加工处理剂，则还能够提高对经时的组成变化的稳定性、和对含硅绝缘膜的蚀刻的控制性。

13、上述的构成中，优选上述含硅绝缘膜为硅热氧化膜(日文原文：熱シリコン酸化膜)，对上述硅热氧化膜在25℃的蚀刻温度下的蚀刻速率为0.5nm/分钟～700nm/分钟。

14、如果为上述构成，则能够将对具有硅热氧化膜的被处理物的微细加工的制造效率维持为良好。此外，还能够抑制因微细加工而导致的硅热氧化膜的膜厚的控制性降低。

15、进一步上述的构成中，优选上述化学式(1)所示的化合物中的rf为九氟丁基，上述化合物的含量相对于上述微细加工处理剂的总质量为0.001质量％以上且0.03质量％以下，上述氟化氢的含量相对于上述微细加工处理剂的总质量为0.05质量％以上且3质量％以下，上述氟化铵的含量相对于上述微细加工处理剂的总质量为0.5质量％以上且10质量％以下。

16、根据上述构成，在进一步减少或抑制微粒(杂质)在被处理物上附着的同时，能够良好地实施对含硅绝缘膜的湿法蚀刻等微细加工。此外，还能够进一步提高对经时的组成变化的稳定性、和对含硅绝缘膜的蚀刻的控制性。

17、本发明的微细加工处理方法为了解决上述的课题，其特征在于，使用上述微细加工处理剂对至少具有含硅绝缘膜的被处理物进行微细加工。

18、根据上述构成，对至少具有含硅绝缘膜的被处理物，在使用上述的微细加工处理剂抑制或减少微粒(杂质)的附着的同时，能够实施湿法蚀刻等微细加工。其结果是，如果为上述构成的微细加工处理方法，则实现了半导体制造工艺中的成品率的提高。

19、发明效果

20、根据本发明，提供对至少具有含硅绝缘膜的被处理物，在抑制在被处理物上微粒(杂质)附着而残留的同时，能够实施湿法蚀刻等微细加工处理的微细加工处理剂和微细加工处理方法。

技术特征：

1.一种微细加工处理剂，其用于对至少具有含硅绝缘膜的被处理物进行微细加工，

2.根据权利要求1所述的微细加工处理剂，其中，所述含硅绝缘膜为硅热氧化膜，

3.根据权利要求1或2所述的微细加工处理剂，其中，所述化学式(1)所示的化合物中的rf为九氟丁基，

4.一种微细加工处理方法，其使用权利要求1～3中任一项所述的微细加工处理剂对至少具有含硅绝缘膜的被处理物进行微细加工。

技术总结
本发明提供对至少具有含硅绝缘膜的被处理物，在抑制微粒的残留的同时能够进行良好的微细加工的微细加工处理剂和微细加工处理方法。本发明的微细加工处理剂包含以下的化学式(1)所示的化合物、氟化氢、氟化铵和水，M++(Rf‑SO2)‑N‑‑(SO2‑Rf)化学式(1)中，Rf表示碳原子数为1～4的全氟烷基，M+表示氢离子或铵离子，上述化合物的含量相对于上述微细加工处理剂的总质量为0.001质量％～0.5质量％，上述氟化氢的含量相对于上述微细加工处理剂的总质量为0.05质量％～25质量％，上述氟化铵的含量相对于上述微细加工处理剂的总质量为0.5质量％～40质量％，上述氟化氢的含量与上述氟化铵的含量满足关系式(1)。Y≤‑0.8X+40其中，X表示氟化氢的浓度(质量％)，Y表示氟化铵的浓度(质量％)。

技术研发人员：山崎阳介,堀上健太,伊达和哉,长谷部类,二井启一,西田哲郎
受保护的技术使用者：斯泰拉化工公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14