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JP5476388B2 - 酸化銅エッチ残渣除去および、銅電着の防止のための水性の酸性洗浄用組成物 - Google Patents

酸化銅エッチ残渣除去および、銅電着の防止のための水性の酸性洗浄用組成物 Download PDF

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Description

(発明の分野)
本発明は、酸化銅エッチ残渣を除去し、銅電着の防止のために適した超小型電子部品用洗浄組成物、ならびにこのような組成物を使用する、超小型電子部品用基材を洗浄するためのプロセスに関する。上記組成物およびプロセスは、フォトレジスト後灰分、エッチ後Cuデュアルダマシン超小型電子部品用構造物を洗浄するために特に有用である。
(発明の背景)
以前は、超小型電子部品用構造物は、集積回路における相互連結系のために、二酸化ケイ素誘電体とのアルミニウム合金を使用してきた。多くの洗浄組成物が開発され、エッチ後残渣を、配線形成(back end of the line)(BEOL)加工処理においてこのような超小型電子部品用基材から満足のいくように洗浄するために利用可能であった。しかし、速度の増大および集積密度の必要性を満たすために、より小さな幾何的配置が要求されるとともに、これらアルミニウム/二酸化ケイ素相互連結系は、不適切であることが示されてきた。結論として、低誘電率誘導体(low−k dielectrics)を有する銅デュアルダマシン構造が開発され、上記アルミニウム/二酸化ケイ素相互連結に取って代わっている。
しかし、これらCuデュアルダマシン相互連結構造物は、全く新たなパラメーターセットおよびBEOL洗浄工程についての問題を提示した。例えば、シリコン基材上にエッチ後Cuデュアルダマシン構造を生成するために酸性溶液に基づいて、非常に希釈された水性HFを使用している場合、上記基材上のあらゆるCuOおよびCu(OH)のフィルムもしくは残渣が、上記酸性フッ素環境に溶解されるので、以下の式に従って、上記溶液中に大量の銅(Cu2+)イオンを生じる。
Cu(OH) + 2HF ←→ Cu2+ + 2F + 2H
上記シリコン基材上に製作されたP−N接合を介して電子的に接続した上記構造物における銅ビア(copper vias)の結果として、顕著な、不要の再沈着(銅噴出(extrusion)ともいわれる)が生じ得、ここで上記銅ビアは、以下の還元反応式によって表されるように、電気化学的反応によって、電子立地なNドープされた領域に接続される。
Cu2+ + 2e →Cu
このような銅のカソード再沈着は、非常に不要であり、後の加工処理工程の間に欠陥を生じる、特定のビアからはみ出す(extend out)大きな銅造作(feature)を生じる。Cu再沈着が、非常に充電された(charged)カソード表面が洗浄溶液(ここには、洗浄プロセスの結果としてCu2+が存在する)に曝される他の場合に生じることも予測される。
従って、酸化銅エッチ除去において使用するための、およびここでその組成物は、Cuデュアルダマシン超小型電子部品用構造物上の銅再沈着を防止するか、もしくは実質的に除去する酸性組成物を提供することは、非常に望ましい。
銅相互連結の使用が出てくるとともに、このような相互連結の不動態化もまた、変化した。上記銅を誘電体(例えば、SiNもしくはSiCN誘電体)で不動態化し、このような不動態化の得られた問題に対処する代わりに、業界は、例えば、上記銅相互連結のためのCoWP金属キャップ形成層の使用によって、電磁気寿命および歪み寿命(stress lifetime)を生じる、自己整列金属キャップの使用とともにそれら問題を回避し始めた。しかし、上記キャップ形成層の耐久性がエッチおよびストリッピング(stripping)プロセスの間に維持されることが重要である。従って、本発明のさらなる実施形態において、Cuデュアルダマシン超小型電子部品用構造物上の銅再沈着を防止するかもしくは実質的に除去する酸化銅エッチ除去に使用するための酸性組成物がまた、エッチおよびストリッピングプロセスの間に上記金属キャップ形成層の耐久性を維持し得ることは、望ましい。
(発明の要旨)
本発明によれば、Cuデュアルダマシン超小型電子部品用構造物からの酸化銅エッチ除去のための非常に水性の酸性洗浄組成物が提供され、ここでその組成物は、上記Cuデュアルダマシン超小型電子部品用構造物上の銅再沈着を防止するかもしくは実質的に除去する。本発明はまた、銅エッチ残渣を、フォトレジスト後灰分、エッチ後Cuデュアルダマシン超小型電子部品用構造物から洗浄するためのプロセスを提供し、ここで上記プロセスは、(1)シリコン基材のN 拡散領域と電子的に接続したビア構造を有する少なくとも1種のフォトレジスト後灰分、エッチ後Cuデュアルダマシン構造を有する超小型電子部品シリコン基材ウェハを提供する工程、(2)上記フォトレジスト後灰分、エッチ後Cuデュアルダマシン超小型電子部品用構造物を洗浄するために、洗浄に効果的な時間および温度にわたって、上記フォトレジスト後灰分、エッチ後Cuデュアルダマシン超小型電子部品用構造物を、本発明の洗浄組成物に曝す工程を包含する。本発明のさらなる局面において、金属キャップ形成層を有するCuデュアルダマシン超小型電子部品用構造物からの酸化銅エッチ除去のための非常に水性の酸性洗浄組成物が提供され、ここでその組成物は、上記洗浄工程の間に上記Cuデュアルダマシン超小型電子部品用構造物上の銅再沈着を防止するかもしくは実質的に除去するだけでなく、このような金属キャップ形成層が上記超小型電子部品用構造物に存在する場合に、上記洗浄プロセスの間に上記金属キャップ形成層(例えば、CoWP金属キャップ形成層)のエッチングをも防止するかもしくは実質的に除去する。
本発明の洗浄組成物は、約4.3〜約5.5のpHを有し、以下の成分:水、少なくとも1種のアルカノールアミンもしくはアミノフェノール、少なくとも1種の金属キレート化剤、少なくとも1種のテトラアルキルアンモニウムフルオリド、HF、および必要に応じて、しかし好ましくは、少なくとも1種の、エチレンオキシド鎖もしくはエチレンオキシド/エチレングリコール鎖を含む非イオン性界面活性剤を含むか、本質的にこれらからなるか、またはこれらからなる処方物を含む。このような洗浄組成物が、上記構造上に金属キャップ形成層(例えば、CoWP)が存在するこのような超小型電子部品用構造物を洗浄するために使用されるべき場合、上記処方物が、上記キャップ形成層のエッチングを阻害し、それによってその耐久性を保つために、還元剤をさらに含むことが望まれる。上記処方物は、使用するためにさらなる水で後に希釈されるべき濃縮物として最初に処方されてもよいし、直ぐに使用できる組成物として処方されてもよい。1つのおよび一般に好ましい本発明の実施形態において、上記処方物は、水、モノエタノールアミン、1,2−シクロヘキサンジアミン四酢酸(CyDTA)キレート化剤、テトラメチルアンモニウムフルオリド、HFおよびポリオキシエチレン置換アルキノール(alkynol)界面活性剤(SurfynolTM 465)を含むか、これらから本質的になるか、もしくはこれらからなる。本発明の処方物の好ましい実施形態の任意の形態は、水、モノエタノールアミン、1,2−シクロヘキサンジアミン四酢酸(CyDTA)キレート化剤、テトラメチルアンモニウムフルオリド、HF、ポリオキシエチレン置換アルキノール界面活性剤(SurfynolTM 465)、および上記金属キャップ形成層を保護するための還元剤(好ましくは、アスコルビン酸)を含むか、これらから本質的になるか、もしくはこれらからなる。
上記洗浄組成物は、いかなる顕著な銅電着も上記構造体上で生じさせずに、エッチ後残渣を上記構造物から効率的に洗浄するために任意の適切な時間にわたってかつ任意の適切な温度で、上記エッチ後Cuデュアルダマシン超小型電子部品用構造物に曝されるか、もしくはこれに接触した状態にされる。
本発明は、例えば、以下を提供する:
(項目1)
Cuデュアルダマシン超小型電子部品用構造物を洗浄するための水性の酸性洗浄組成物であって、該組成物は、以下の処方物:
(a)約68.45%〜約98.95%の水;
(b)約0.3重量%〜約8重量%の少なくとも1種のアルカノールアミンもしくはアミノフェノール;
(c)約0.1%〜約2%の少なくとも1種の金属キレート化剤;
(d)約0.05%〜約1.6%の少なくとも1種のテトラアルキルアンモニウムフルオリド;
(e)約0.1%〜約5%のフッ化水素;および
(f)必要に応じて、0%より多く約15%までの少なくとも1種の、エチレンオキシド鎖もしくはエチレンオキシド/エチレングリコール鎖を含む非イオン性界面活性剤;
を含み、ここでパーセンテージは、該処方物の総重量に基づく重量パーセントであり、該組成物は、約4〜約5.5のpHを有する、組成物。
(項目2)
以下の処方物:
(a)約69.46%〜約89.5%の水;
(b)約3%〜約8重量%の少なくとも1種のアルカノールアミンもしくはアミノフェノール;
(c)約1%〜約2%の少なくとも1種の金属キレート化剤;
(d)約0.5%〜約1.6%の少なくとも1種のテトラアルキルアンモニウムフルオリド;
(e)約1%〜約5%のフッ化水素;および
(f)必要に応じて、約5%〜約15%の少なくとも1種の、エチレンオキシド鎖もしくはエチレンオキシド/エチレングリコール鎖を含む非イオン性界面活性剤
を含む、項目1に記載の水性の酸性洗浄組成物。
(項目3)
以下の処方物:
(a)約96.86%〜約98.95%の水;
(b)約0.3%〜約0.8重量%の少なくとも1種のアルカノールアミンもしくはアミノフェノール;
(c)約0.1%〜約0.2%の少なくとも1種の金属キレート化剤;
(d)約0.05%〜約0.16%の少なくとも1種のテトラアルキルアンモニウムフルオリド;
(e)約0.1%〜約0.5%のフッ化水素;および
(f)必要に応じて、0%より多く約1.5%までの少なくとも1種の、エチレンオキシド鎖もしくはエチレンオキシド/エチレングリコール鎖を含む非イオン性界面活性剤
を含む、項目1に記載の水性の酸性洗浄組成物。
(項目4)
前記洗浄組成物は、前記処方物中の他の成分の総重量に基づいて、約0.5重量%〜約20重量%の量で、該処方物中に還元剤をさらに含む、項目3に記載の水性の酸性洗浄組成物。
(項目5)
前記処方物は、水、モノエタノールアミン、1,2−シクロヘキサンジアミン四酢酸、テトラメチルアンモニウムフルオリド、HFおよび以下の式の界面活性剤:
Figure 0005476388

を含む、項目1に記載の水性の酸性洗浄組成物。
(項目6)
前記処方物は、水、モノエタノールアミン、1,2−シクロヘキサンジアミン四酢酸、テトラメチルアンモニウムフルオリド、HFおよび以下の式の界面活性剤:
Figure 0005476388

を含む、項目2に記載の水性の酸性洗浄組成物。
(項目7)
前記処方物は、水、モノエタノールアミン、1,2−シクロヘキサンジアミン四酢酸、テトラメチルアンモニウムフルオリド、HF、および以下の式のSurfynol TM 465界面活性剤:
Figure 0005476388

を含む、項目3に記載の水性の酸性洗浄組成物。
(項目8)
前記処方物中の還元剤は、アスコルビン酸を含む、項目3に記載の水性の酸性洗浄組成物。
(項目9)
前記処方物は、以下:
(a)約78%の水;
(b)約3.85%のモノエタノールアミン;
(c)約1.87%の1,2−シクロヘキサンジアミン四酢酸;
(d)約0.77%のテトラメチルアンモニウムフルオリド;
(e)約1.2%のHF;および
(f)約14.3%の、以下の式のSurfynol TM 465界面活性剤:
Figure 0005476388

を含む、項目5に記載の水性の酸性洗浄組成物。
(項目10)
前記処方物は、以下:
(a)約98%の水;
(b)約0.35%のモノエタノールアミン;
(c)約0.17%の1,2−シクロヘキサンジアミン四酢酸;
(d)約0.07%のテトラメチルアンモニウムフルオリド;
(e)約0.11%のHF;および
(f)約1.3%の、以下の式のSurfynol TM 465界面活性剤:
Figure 0005476388

を含む、項目7に記載の水性の酸性洗浄組成物。
(項目11)
前記処方物は、該処方物の他の成分の総重量に基づいて、約重量%の量でアスコルビン酸をさらに含む、項目10に記載の水性の酸性洗浄組成物。
(項目12)
フォトレジスト後灰分、エッチ後Cuデュアルダマシン超小型電子部品用構造物から銅エッチ残渣を洗浄するためのプロセスであって、ここで該プロセスは、
(a)シリコン基材のN 拡散領域と電子的に接続したビア構造を有する少なくとも1種のフォトレジスト後灰分、エッチ後Cuデュアルダマシン構造を有する超小型電子部品シリコン基材ウェハを提供する工程、および
(b)該フォトレジスト後灰分、エッチ後Cuデュアルダマシン超小型電子部品用構造物を、項目1に記載の洗浄組成物に曝す工程、
を包含する、プロセス。
(項目13)
フォトレジスト後灰分、エッチ後Cuデュアルダマシン超小型電子部品用構造物から銅エッチ残渣を洗浄するためのプロセスであって、ここで該プロセスは、
(a)シリコン基材のN 拡散領域と電子的に接続したビア構造を有する少なくとも1種のフォトレジスト後灰分、エッチ後Cuデュアルダマシン構造を有する超小型電子部品シリコン基材ウェハを提供する工程、および
(b)該フォトレジスト後灰分、エッチ後Cuデュアルダマシン超小型電子部品用構造物を、項目3に記載の洗浄組成物に曝す工程、
を包含する、プロセス。
(項目14)
CoWP金属キャップを有するフォトレジスト後灰分、エッチ後Cuデュアルダマシン超小型電子部品用構造物から銅エッチ残渣を洗浄するためのプロセスであって、ここで該プロセスは、
(a)シリコン基材のN 拡散領域と電子的に接続したビア構造を有する少なくとも1種のフォトレジスト後灰分、エッチ後Cuデュアルダマシン構造を有し、かつCoWP金属キャップを有する超小型電子部品シリコン基材ウェハを提供する工程
(b)該フォトレジスト後灰分、エッチ後Cuデュアルダマシン超小型電子部品用構造物を、項目4に記載の洗浄組成物に曝す工程、
を包含する、プロセス。
(項目15)
フォトレジスト後灰分、エッチ後Cuデュアルダマシン超小型電子部品用構造物から銅エッチ残渣を洗浄するためのプロセスであって、ここで該プロセスは、
(a)シリコン基材のN 拡散領域と電子的に接続したビア構造を有する少なくとも1種のフォトレジスト後灰分、エッチ後Cuデュアルダマシン構造を有する超小型電子部品シリコン基材ウェハを提供する工程、
(b)該フォトレジスト後灰分、エッチ後Cuデュアルダマシン超小型電子部品用構造物を、項目5に記載の洗浄組成物に曝す工程、
を包含する、プロセス。
(項目16)
フォトレジスト後灰分、エッチ後Cuデュアルダマシン超小型電子部品用構造物から銅エッチ残渣を洗浄するためのプロセスであって、ここで該プロセスは、
(a)シリコン基材のN 拡散領域と電子的に接続したビア構造を有する少なくとも1種のフォトレジスト後灰分、エッチ後Cuデュアルダマシン構造を有する超小型電子部品シリコン基材ウェハを提供する工程、
(b)該フォトレジスト後灰分、エッチ後Cuデュアルダマシン超小型電子部品用構造物を、項目7に記載の洗浄組成物に曝す工程、
を包含する、プロセス。
(項目17)
銅エッチ残渣を、CoWP金属キャップを有するフォトレジスト後灰分、エッチ後Cuデュアルダマシン超小型電子部品用構造物から洗浄するためのプロセスであって、ここで該プロセスは、
(a)シリコン基材のN 拡散領域と電子的に接続したビア構造を有する少なくとも1種のフォトレジスト後灰分、エッチ後Cuデュアルダマシン構造を有し、かつCoWP金属キャップを有する超小型電子部品シリコン基材ウェハを提供する工程、
(b)該フォトレジスト後灰分、エッチ後Cuデュアルダマシン超小型電子部品用構造物を、項目8に記載の洗浄組成物に曝す工程、
を包含する、プロセス。
(項目18)
銅エッチ残渣を、フォトレジスト後灰分、エッチ後Cuデュアルダマシン超小型電子部品用構造物から洗浄するためのプロセスであって、ここで該プロセスは、
(a)シリコン基材のN 拡散領域と電子的に接続したビア構造を有する少なくとも1種のフォトレジスト後灰分、エッチ後Cuデュアルダマシン構造を有する超小型電子部品シリコン基材ウェハを提供する工程、
(b)該フォトレジスト後灰分、エッチ後Cuデュアルダマシン超小型電子部品用構造物を、項目10に記載の洗浄組成物に曝す工程、
を包含する、プロセス。
(項目19)
銅エッチ残渣を、CoWP金属キャップを有するフォトレジスト後灰分、エッチ後Cuデュアルダマシン超小型電子部品用構造物から洗浄するプロセスであって、ここで該プロセスは、
(a)シリコン基材のN 拡散領域と電子的に接続したビア構造を有する少なくとも1種のフォトレジスト後灰分、エッチ後Cuデュアルダマシン構造を有し、かつCoWP金属キャップを有する超小型電子部品シリコン基材ウェハを提供する工程、および
(b)該フォトレジスト後灰分、エッチ後Cuデュアルダマシン超小型電子部品用構造物を、項目11に記載の洗浄組成物に曝す工程、
を包含する、プロセス。
(項目20)
約10重量部の水を、以下:
(a)約69.46%〜約89.5%の水;
(b)約3%〜約8重量%の少なくとも1種のアルカノールアミンもしくはアミノフェノール;
(c)約1%〜約2%の少なくとも1種の金属キレート化剤;
(d)約0.5%〜約1.6%の少なくとも1種のテトラアルキルアンモニウムフルオリド;
(e)約1%〜約5%のフッ化水素;および
(f)約5%〜約15%の、エチレンオキシド鎖もしくはエチレンオキシド/エチレングリコール鎖を含む少なくとも1種の非イオン性界面活性剤、
を含む1重量部の処方物に添加する工程を包含する、項目3に記載の組成物を形成するための方法であって、ここでパーセンテージは、該処方物の総重量に基づく重量によるものである、方法。
(項目21)
項目4に記載の組成物を形成するための方法であって、該方法は、
(1)約10重量部の水を、以下:
(a)約69.46%〜約89.5%の水;
(b)約3%〜約8重量%の少なくとも1種のアルカノールアミンもしくはアミノフェノール;
(c)約1%〜約2%の少なくとも1種の金属キレート化剤;
(d)約0.5%〜約1.6%の少なくとも1種のテトラアルキルアンモニウムフルオリド;
(e)約1%〜約5%のフッ化水素;および
(f)約5%〜約15%の、エチレンオキシド鎖もしくはエチレンオキシド/エチレングリコール鎖を含む少なくとも1種の非イオン性界面活性剤、
を含む1重量部の処方物に添加する工程であって、ここでパーセンテージは、該処方物の総重量に基づく重量によるものである、工程、ならびに
(2)該得られた混合物に、該得られた混合物中の他の成分の総重量に基づいて約0.5%〜約20重量%の量の還元剤を添加する工程、
を包含する、方法。
(本発明の詳細かつ好ましい実施形態)
本発明の非常に水性の酸性洗浄組成物は、Cuデュアルダマシン超小型電子部品用構造物上の顕著な銅再沈着なしで、上記Cuデュアルダマシン超小型電子部品用構造物からの酸化銅エッチ残渣除去のためのものである。本発明に従って、銅エッチ残渣を、フォトレジスト後灰分、エッチ後Cuデュアルダマシン超小型電子部品用構造物から洗浄するためのプロセスは、(1)シリコン基材のN 拡散領域と電子的に接続したビア構造を有する少なくとも1種のフォトレジスト後灰分、エッチ後Cuデュアルダマシン構造を有し、および必要に応じて、金属キャップ形成を有する超小型電子部品シリコン基材ウェハを提供する工程、ならびに(2)上記フォトレジスト後灰分、エッチ後Cuデュアルダマシン超小型電子部品用構造物を、上記フォトレジスト後灰分、エッチ後Cuデュアルダマシン超小型電子部品用構造物を洗浄するのに有効な時間および温度にわたって、本発明の洗浄組成物に曝すかもしくは接触させる工程を包含するプロセスである。
本発明の洗浄組成物は、約pH4.3〜約pH5.5のpHを有する処方物を含み、以下の成分:水、少なくとも1種のアルカノールアミンもしくはアミノフェノール、少なくとも1種の金属キレート化剤、少なくとも1種のテトラアルキルアンモニウムフルオリド、HF、および必要に応じて、しかし好ましくは、少なくとも1種の、エチレンオキシド鎖もしくはエチレンオキシド/エチレングリコール鎖を含む非イオン性界面活性剤を含むか、これらから本質的になるか、もしくはこれらからなる処方物である。本発明のさらなる実施形態において、上記洗浄組成物は、約pH4.3〜約pH5.5のpHを有する処方物を含み、以下の成分:水、少なくとも1種のアルカノールアミンもしくはアミノフェノール、少なくとも1種の金属キレート化剤、少なくとも1種のテトラアルキルアンモニウムフルオリド、HF、還元剤、および必要に応じて、しかし好ましくは、少なくとも1種の、エチレンオキシド鎖もしくはエチレンオキシド/エチレングリコール鎖を含む非イオン性界面活性剤を含むか、これらから本質的になるか、もしくはこれらからなる処方物である。
本発明の洗浄組成物は、上記処方物中の必要とされる成分の以下の量を有する:上記処方物の総重量に基づいて、約68.4%〜約98.95重量%の水、約0.3%〜約8重量%のアルカノールアミンもしくはアミノフェノール、約0.1〜約2重量%の金属キレート化剤、約0.05%〜約1.6重量%のテトラアルキルアンモニウムフルオリド、約0.10%〜約5重量%のHF、および上記組成物中に存在する場合、0%より多く約15%まで、好ましくは、約0.5%〜約15重量%の界面活性剤。さらに上記洗浄組成物は、上記処方物中の他の成分の総重量に基づいて、約0.5%〜20%の少なくとも1種の還元剤を有し得る。還元剤が上記処方物の一部であるべき場合、上記還元剤は、その直ぐに使用できる(濃縮されていない)形態で、上記組成物中に存在する。本願で言及される全てのパーセンテージは、別段示されなければ、上記洗浄組成物の上記処方物の総重量に基づいて重量%である。
上記少なくとも1種のアルカノールアミンもしくはアミノフェノール成分は、任意の適切なアルカノールアミンもしくはアミノフェノールであり得る。上記アルカノールアミンは、一般に、2〜約10個の炭素原子、好ましくは、2〜6個の炭素原子、より好ましくは、2〜4個の炭素原子、および最も好ましくは、2個の炭素原子を有するアルカノールアミンから選択される。1種より多くのアルカノールアミンもしくは1種より多くのアミノフェノールが、1種以上のアミノフェノールと組み合わせた1種以上のアルカノールアミンの組み合わせと同様に、使用され得る。上記好ましいアルカノールアミンは、モノエタノールアミンである。上記アミノフェノールは、好ましくは、4−アミノフェノールである。アルカノールアミンおよびアミノフェノールの組み合わせが使用される場合、上記組み合わせは、好ましくは、モノエタノールアミンと4−アミノフェノールである。上記アルカノールアミンもしくはアミノフェノール成分の量は、一般に、上記組成物のうちの約0.3%〜約8重量%、好ましくは、約0.3%〜約4重量%、およびより好ましくは、約0.35%〜約4重量%である。上記濃縮処方物において、上記アルカノールアミン/アミノフェノール成分は、一般に、約3%〜約8%、好ましくは、約3%〜約4%、およびより好ましくは、約3.5〜約4%、およびさらにより好ましくは、約3.85重量%を構成し、上記希釈された直ぐに使用可能な処方物においては、上記少なくとも1種のアルカノールアミン/アミノフェノール成分は、約0.3%〜約0.8%、好ましくは、約0.3%〜約0.4%、およびより好ましくは、約0.35%〜0.4%、およびさらにより好ましくは、約0.35重量%を構成する。
任意の適切な金属キレート化剤化合物が、本発明の組成物の金属キレート化剤成分として使用され得る一方で、上記少なくとも1種の金属キレート化剤成分は、一般に、1,2−シクロヘキサンジアミン四酢酸(CyDTA)、N−3[(トリメトキシシリル)−プロピル]ジエチレントリアミン、1,4,8,11−テトラアザシクロテトラデカン;フタロシアニン、4,7−ジヒドロキシ−1,10−フェナントロリン、ネオクプロイン、クプリゾン、1,6−ジメチル−1,4,8,11−テトラアザシクロテトラデカン、2,2’ ジピリジル、エチレンジアミン四酢酸(EDTA)、カテコール、(ジエチレントリアミン五酢酸(DTPA)、ポリエチレンイミン、N,N,N’,N’−エチレンジアミン四(メチレンホスホン)酸(EDTMP)、ジエチレントリアミン五酢酸(DETPA)、エチレンジアミン四プロピオン酸、(ヒドロキシエチル)エチレンジアミン三酢酸(HEDTA)、アミノトリメチレンホスホン酸、および1−ヒドロキシエチリデン−1,1−ジホスホン酸(HEPD)から選択される。好ましいキレート化剤は、アミノカルボン酸(例えば、EDTA、CyDTAおよびアミノホスホン酸(例えば、EDTMP、および最も好ましくは、CyDTA)である。上記少なくとも1種の金属キレート化剤成分は、一般に、上記組成物のうちの約0.1%〜約2重量%、好ましくは、約0.15%〜約2%、およびより好ましくは、約0.17%〜約1.9%を構成する。上記濃縮処方物において、上記金属キレート化剤成分は、一般に、約1%〜約2%、好ましくは、約1.5%〜約2%、より好ましくは、約1.7%〜約1.9%、および最も好ましくは、約1.87重量%を構成し、上記希釈された直ぐに使用できる処方物においては、上記少なくとも1種の金属キレート化剤成分は、約0.1%〜約0.2%、好ましくは、約0.15%〜約0.2%、より好ましくは、約0.17%〜約0.19%および最も好ましくは、約0.17重量%を構成する。
任意の適切なテトラアルキルアンモニウムフルオリドは、本発明の組成物において使用され得る。このような適切なテトラアルキルアンモニウムフルオリドは、式(R) F を有し、ここで各Rは、独立して、置換されているかもしくは置換されていないアルキル基(好ましくは、1〜22個、およびより好ましくは、1〜6個、さらにより好ましくは、1〜4個、および最も好ましくは、1個の炭素原子のアルキル(例えば、テトラメチルアンモニウムフルオリド、テトラエチルアンモニウムフルオリド、テトラプロピルアンモニウムフルオリドおよびテトラブチルアンモニウムフルオリドの塩、好ましくは、テトラメチルアンモニウムフルオリド)である。本発明の組成物の上記少なくとも1種のテトラアルキルアンモニウムフルオリド成分は、一般に、約0.05〜約1.6%、好ましくは、約0.05%〜約1%およびより好ましくは、約0.05%〜約0.8重量%の量で上記組成物中に存在する。上記濃縮処方物において、上記少なくとも1種のテトラアルキルアンモニウム成分は、一般に、約0.5〜約1.6%、好ましくは、約0.5%〜約1%、およびより好ましくは、約0.5〜約0.8%、およびより好ましくは、約.77重量%を構成し、上記希釈された直ぐに使用できる処方物においては、上記少なくとも1種のテトラアルキルアンモニウムフルオリド成分は、一般に、約0.05%〜約0.16%、好ましくは、約0.05〜0.1%、およびより好ましくは、約0.05%〜約0.08%、およびさらにより好ましくは、約0.07重量%を構成する。
本発明の組成物の上記フッ化水素成分は、一般に、約0.1%〜約5%、好ましくは、約0.1%〜約2%、より好ましくは、約1%〜約1.5重量%の量で上記組成物中に存在する。上記組成物の濃縮処方物において、上記HF成分は、一般に、約1%〜約5%、好ましくは、約1〜2%、より好ましくは、約1%〜約1.5%および最も好ましくは、約1.2重量%の量で存在し、上記直ぐに使用できる処方物において、上記HF成分は、約0.1%〜約0.5%、好ましくは、約0.1%〜約0.2%、より好ましくは、約0.1%〜約0.15%、より好ましくは、約0.11重量%の量で存在する。
任意の適切な、エチレンオキシド鎖もしくはエチレンオキシド/エチレングリコール鎖を含む非イオン性界面活性剤は、必要に応じて、本発明の洗浄組成物において上記少なくとも1種の非イオン性界面活性剤成分として使用され得る。より好ましくは、上記少なくとも1種の非イオン性界面活性剤は、エチレンオキシド置換されたアルキノール化合物である。適切な非イオン性界面活性剤としては、ポリエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ならびに約2〜約20個の炭素原子、好ましくは、約2〜15個の炭素原子、およびより好ましくは、約5〜約15個の炭素原子を上記アルキノール鎖中に含むエチレンオキシド置換アルキノールが挙げられるが、これらに限定されない。特に好ましいアセチレンの非イオン性界面活性剤は、以下の式のSurfynolTM 465である。
Figure 0005476388
上記組成物の上記少なくとも1種の非イオン性界面活性剤成分は、本発明の組成物中に存在する場合、一般に、0%より多く約15%まで、好ましくは、約0.5%〜約15%、より好ましくは、約1%〜約15%、およびさらにより好ましくは、約1.3%〜約14.3重量%の量で上記組成物中に存在する。上記組成物の濃縮処方物において、上記少なくとも1種の非イオン性界面活性剤成分は、一般に、約5%〜約15%、好ましくは、約10%〜15%、より好ましくは、約13%〜約15%、およびさらにより好ましくは、約14.3重量%の量で存在し、上記直ぐに使用できる処方物において、上記少なくとも1種の非イオン性界面活性剤成分は、0%より多く約1.5%まで、好ましくは、約0.5%〜約1.5%、より好ましくは、約1%〜約1.5%、さらにより好ましくは、約1.3%〜約1.5%、およびさらにより好ましくは、約1.3重量%の量で存在する。
還元剤を上記洗浄組成物において使用して、上記超小型電子部品用構造物に存在するいかなる金属キャップ形成層をも保護する場合、任意の適切な還元剤が使用されうる。適切な還元剤の例としては、アスコルビン酸、トコフェロール、亜リン酸(phosphorus acid)ホルムアルデヒド、ギ酸、ヒドラジン、およびモノサッカリド還元剤(例えば、フルクトース、グルコースグリセラルアルデヒド、ラクトース、アラビノース、マルトースなど)が挙げられるが、これらに限定されない。アスコルビン酸およびフルクトースが、好ましくは使用され、よりより好ましくは、アスコルビン酸が使用される。上記直ぐに使用できる組成物において使用される上記任意の還元剤の量は、一般に、上記処方物中の他の成分の総重量に基づいて、約0.5%〜約20重量%、好ましくは、約1%〜約10%、およびさらにより好ましくは、約2%〜約6%である。
上記水は、約68.4%〜約98.95重量%、好ましくは、76.5%〜約98%、より好ましくは、約78%〜約98重量%の量で、本発明の組成物中に存在する。本発明の濃縮処方物において、上記水は、一般に、約69.4%〜約89.5%、好ましくは、約76%〜約84%、より好ましくは、約76.8〜80.3%、およびさらにより好ましくは、約78重量%を構成し、本発明の直ぐに使用できる処方物においては、上記水は、約96.86%〜約98.95%、好ましくは、約97.6%〜約98.4%、より好ましくは、約97.68%〜約98.03%およびさらにより好ましくは、約98重量%を構成する。
本発明の濃縮処方物は、一般に、約8:1〜約12:1、好ましくは、9:1〜約11:1、およびより好ましくは、約10:1のさらなる水 対 濃縮処方物の比で、さらなる水で希釈される。
本発明の濃縮処方物の好ましい例は、約78部の水、約3.85部のアルカノールアミン/アミノフェノール、約1.87部の金属キレート化剤、約0.77部のテトラアルキルアンモニウムフルオリド、約1.2部のHFおよび約14.3部の非イオン性界面活性剤を有し、ここで上記部は、重量部である、このような好ましい濃縮処方物は、10重量部のさらなる水 対 1重量部の上記濃縮処方物で希釈されて、約98部の水、約0.35部のアルカノールアミン/アミノフェノール、約0.17部の金属キレート化剤、約0.07部のテトラアルキルアンモニウムフルオリド、約0.11部のHFおよび約1.30部の非イオン性界面活性剤を有する直ぐに使用できる希釈された処方物を提供する。ここで上記部は、上記合計の処方物の重量部である。特定の好ましい本発明の濃縮処方物は、約78部の水、約3.85部のモノエタノールアミン、約1.87部のCyDTA、約0.77部のテトラメチルアンモニウムフルオリド、約1.2部のHFおよび約14.3部のSurfynolTM 465 非イオン性界面活性剤を有し、ここで上記部は、重量部である。この濃縮物が、濃縮物1部あたり10部の水で希釈される場合、約98部の水、約0.35部のモノエタノールアミン、約0.17部のCyDTA、約0.07部のテトラメチルアンモニウムフルオリド、約0.11部のHFおよび約1.3部のSurfynolTM 465 非イオン性界面活性剤を有する好ましい直ぐに使用できる処方物が提供され、ここで上記部は、重量部である。上述の直ぐに使用できる処方物において、約0.5〜20部の還元剤(好ましくは、アスコルビン酸)もまた、存在し得る。上記還元剤は、いったん直ぐに使用できる希釈された処方物が濃縮物の希釈から得られると上記直ぐに使用できる希釈された処方物に添加されうるか、もしくは上記還元剤を含む上記直ぐに使用できる処方物が、上記直ぐに使用できる処方物によって必要とされる濃度において、上記直ぐに使用できる処方物の成分を組み合わせることによって直接形成され得る。
上記直ぐに使用できる処方物は、銅エッチ残渣を、フォトレジスト後灰分、エッチ後Cuデュアルダマシン超小型電子部品用構造物から洗浄するために使用され得、ここで上記プロセスは、シリコン基材のN 拡散領域と電子的に接続したビア構造を有する少なくとも1種のフォトレジスト後灰分、エッチ後Cuデュアルダマシン構造を有する超小型電子部品シリコン基材ウェハを提供する工程であって、ここで上記基材は、必要に応じて、金属キャップ形成層(好ましくは、CoWP)を有する、工程、および上記フォトレジスト後灰分、エッチ後Cuデュアルダマシン超小型電子部品用構造物を、上記フォトレジスト後灰分、エッチ後Cuデュアルダマシン超小型電子部品用構造物を洗浄するために有効な時間および温度にわたって、本発明の洗浄組成物に曝すかもしくは接触させる工程を包含する。
上記洗浄プロセスは、任意の適切な洗浄に有効な温度および時間において行われうる。一般に、上記洗浄プロセスは、上記フォトレジスト後灰分、エッチ後Cuデュアルダマシン構造を、約25℃〜約80℃、好ましくは、約25℃〜約45℃、およびより好ましくは、約25℃の温度で、および約30秒〜約10分、好ましくは、約30秒〜約2分、より好ましくは、約30秒の期間にわたって、本発明の洗浄組成物に曝すかもしくは接触させる工程によって、行われる。
(実施例1)
以下の実施例は、本発明の範囲外の組成物(処方物A、C、D、F、GおよびI)、および銅エッチ残渣を、フォトレジスト後灰分、エッチ後Cuデュアルダマシン超小型電子部品用構造物から洗浄し、上記構造物へ銅が戻って電着するのを防止するかもしくは実質的に除去することにおけるそれらの有効性に対して、本発明の組成物(処方物B、EおよびH)を例示する。上記ウェハを、35℃、200RPMにおいてそれぞれの処方物中で洗浄した。使用したウェハは、フロントエンドデバイス(front−end device)があり、下方へ上記銅へとエッチされたビアを有するBlack DiamondTM誘電体の最上層を有するCuデュアルダマシンプロセス集積回路ウェハであった。上記ウェハは、上記ビアの底に酸化銅灰分残渣を含み、フォトレジストは、上記誘電体の最上部に残渣がかかっていた。結果を表1に示す。
Figure 0005476388
これら結果は、再沈着に対するMEAおよびSurfynolTM 465の効果を示す。上記再沈着スコア値は、21個のビアを調べ、各々について0〜2の間のスコア(ここで2は、再沈着物質で満たされており、0は、再沈着物質がない)を割り当て、上記ビアの全てについてこれら値を加算することによって、得られる。低いスコアは、良好な性能である一方で、高いスコアは、悪い。高い量(0.86%)および低い量(0.09%)のMEAを有する処方物は、許容できないほど高い再沈着スコアを生じたのに対して、0.35 MEAを有するものは、許容可能な再沈着スコアを生じた。界面活性剤の存在(処方物B)は、本発明の組成物が、界面活性剤が存在しない本発明の組成物(処方物H)より良好に機能することを可能にした。
(実施例2)
これら以下の実験を、実施例1において使用されるように、いくつかのタイプのウェハに対して行った。そして上記実験を、本発明の処方物の洗浄の化学的性質を、dHF(希釈HF。現在のプロセス処方物は、この種のCuOx除去プロセスに関して大部分の製作ラインにおいて使用されている)に対して比較する。表2において報告されるように、改善された(低い)Cuエッチ速度およびTEOSエッチ速度、ならびに匹敵するCuOxエッチ速度が、上記dHF処方物と比較して、本発明の処方物に関して得られる。再沈着したCuの量の劇的な減少もまた、表2においても報告されるように、dHFに対して比較した場合、本発明の処方物での洗浄後に認められた。
Figure 0005476388
(実施例3)
以下は、TMAH(25%)もしくはdHF(0:1)の添加による、異なるpHにおける処方物Bのエッチ速度である。実施例1において使用されたように、同じタイプのウェハをここで使用した。表3中のこのデータは、低いCuエッチ速度およびTEOSエッチ速度についてのpH4〜pH5.5の至適pH範囲、および高いCuOx除去速度を示し、本発明の組成物のこれら特徴の間のバランスを示している。
Figure 0005476388
(実施例4)
直ぐに使用できる処方物を調製したところ、100g HO、10g HF(50:1);0.40g MEA;0.20g CYDTA;0.40g TMAF;1.23g SurfynolTM 465を含んでおり、そのpHをHFもしくはMEAで4、5.5、7.0、8にした。次いで、上記処方物の各々のうちの30gを、0.14g NaCl(電解質)および0.14g CuSOへと添加し、次いで、そのpHを、MEAでもとの値に再調節した。上記処方物を、Au電極、ガラス状炭素対電極、およびAg/AgCl基準電極を備える容器中で作動させた。上記処方物を、−1.0V〜+1.0Vのサイクリックボルタンメトリーによって試験し、その結果を、溶液中のCu2+還元についてモニターした。種々のpHにおける結果を、表4に示す。
Figure 0005476388
上記電位がより大きく負に傾くと、上記溶液中で銅を還元するのがより困難になる。pHの増大は、これら溶液中でCu2+を還元するのをより困難にする。本発明のpH範囲4〜5.5において、Cu2+は、望ましくは、希釈HF(200:1)(標準的CuOxストリッピング化学現象)におけるより還元するのが遙かに困難である。
(実施例5)
Cuデュアルダマシン超小型電子部品用構造物で使用される金属キャップ形成層の耐久性を保護し、そのエッチングを阻害するために、還元剤を含む本発明の洗浄処方物の能力の例として、パターン形成していないCoWPキャップ形成したCuを、(1)本発明の(しかし任意の還元剤を含まない)処方物(5A)、(2)本発明の(任意の還元剤を含む)処方物(5B)、および(3)比較コントロールとして、100:1 dHF組成物での洗浄に供することによって示した。上記洗浄を、2分間にわたって25℃で行った。その後、上記CoWPエッチ速度を決定した。上記処方物は、以下の通りであった。処方物5A=0.35% エタノールアミン、0.17% CyDTA、0.07% TMAF、0.11% HF、0.60% Surfynol(登録商標)、残りは水。処方物5B=5% アスコルビン酸が添加されている処方物5A。上記CoWPエッチ結果は、以下の通りであった。この結果は、上記還元剤がCoWPエッチングをさらに阻害する能力を示す。処方物5Aは、上記金属キャップを阻害し、CoWP0エッチ速度を上記dHFコントロールと比較したところ、処方物5B中の還元剤の存在は、上記CoWPエッチ速度をさらに大きく阻害した。
Figure 0005476388
本発明は、その特定の実施形態を参照しながら本明細書で記載されてきたが、変更、改変およびバリエーションが、本明細書で開示される本発明の概念の趣旨および範囲から逸脱することなく行われ得ることは、認識される。よって、添付の特許請求の範囲の趣旨および範囲内に入る全てのこのような変更、改変およびバリエーションを包含することが意図される。

Claims (17)

  1. Cuデュアルダマシン超小型電子部品用構造物を洗浄するための水性の酸性洗浄組成物であって、該組成物は、以下の処方物:
    (a)8.45%〜99.30%の水;
    (b).3重量%〜0.8重量%の少なくとも1種のアルカノールアミンもしくはアミノフェノール;
    (c).1%〜%の少なくとも1種の金属キレート化剤;
    (d).05%〜.6%の少なくとも1種のテトラアルキルアンモニウムフルオリド;
    (e).1%〜%のフッ化水素;および
    (f)%より多く5%までの少なくとも1種の、エチレンオキシド鎖もしくはエチレンオキシド/エチレングリコール鎖を含む非イオン性界面活性剤;
    を含み、ここでパーセンテージは、該処方物の総重量に基づく重量パーセントであり、該組成物は、.5のpHを有する、組成物。
  2. 以下の処方物:
    (a)9.46%〜9.5%の水;
    (b)%〜重量%の少なくとも1種のアルカノールアミンもしくはアミノフェノール;
    (c)%〜%の少なくとも1種の金属キレート化剤;
    (d).5%〜.6%の少なくとも1種のテトラアルキルアンモニウムフルオリド;
    (e)%〜%のフッ化水素;および
    (f)%〜5%の少なくとも1種の、エチレンオキシド鎖もしくはエチレンオキシド/エチレングリコール鎖を含む非イオン性界面活性剤
    を含む、Cuデュアルダマシン超小型電子部品用構造物を洗浄するための水性の酸性濃縮洗浄組成物。
  3. 以下の処方物:
    (a)6.86%〜8.95%の水;
    (b).3%〜.8重量%の少なくとも1種のアルカノールアミンもしくはア
    ミノフェノール;
    (c).1%〜.2%の少なくとも1種の金属キレート化剤;
    (d).05%〜.16%の少なくとも1種のテトラアルキルアンモニウムフルオリド;
    (e).1%〜.5%のフッ化水素;および
    (f)%より多く.5%までの少なくとも1種の、エチレンオキシド鎖もしくはエチレンオキシド/エチレングリコール鎖を含む非イオン性界面活性剤
    を含む、請求項1に記載の水性の酸性洗浄組成物。
  4. 前記洗浄組成物は、前記処方物中の他の成分の総重量に基づいて、.5重量%〜0重量%の量で、該処方物中に還元剤をさらに含む、請求項3に記載の水性の酸性洗浄組成物。
  5. 前記処方物は、水、モノエタノールアミン、1,2−シクロヘキサンジアミン四酢酸、テトラメチルアンモニウムフルオリド、HFおよびポリオキシエチレン置換アルキノール(alkynol)界面活性剤含む、請求項1または2に記載の水性の酸性洗浄組成物。
  6. 前記処方物は、水、モノエタノールアミン、1,2−シクロヘキサンジアミン四酢酸、テトラメチルアンモニウムフルオリド、HF、およびポリオキシエチレン置換アルキノール(alkynol)界面活性剤含む、請求項3に記載の水性の酸性洗浄組成物。
  7. 前記処方物は、アスコルビン酸を含む還元剤をさらに含む、請求項3に記載の水性の酸性洗浄組成物。
  8. 前記処方物は、以下:
    (a)8%の水;
    (b).85%のモノエタノールアミン;
    (c).87%の1,2−シクロヘキサンジアミン四酢酸;
    (d).77%のテトラメチルアンモニウムフルオリド;
    (e).2%のHF;および
    (f)4.3%の、ポリオキシエチレン置換アルキノール(alkynol)界面活性
    を含む、請求項5に記載の水性の酸性洗浄組成物。
  9. 前記処方物は、以下:
    (a)8%の水;
    (b).35%のモノエタノールアミン;
    (c).17%の1,2−シクロヘキサンジアミン四酢酸;
    (d).07%のテトラメチルアンモニウムフルオリド;
    (e).11%のHF;および
    (f).3%の、ポリオキシエチレン置換アルキノール(alkynol)界面活性剤含む、請求項6に記載の水性の酸性洗浄組成物。
  10. 前記処方物は、該処方物の他の成分の総重量に基づいて、.5重量%〜0重量%の量でアスコルビン酸をさらに含む、請求項9に記載の水性の酸性洗浄組成物。
  11. 前記処方物は、該処方物の他の成分の総重量に基づいて、重量%〜0重量%の量でアスコルビン酸をさらに含む、請求項に記載の水性の酸性洗浄組成物。
  12. 前記処方物は、該処方物の他の成分の総重量に基づいて、重量%〜重量%の量でアスコルビン酸をさらに含む、請求項に記載の水性の酸性洗浄組成物。
  13. フォトレジスト後灰分、エッチ後Cuデュアルダマシン超小型電子部品用構造物から銅エッチ残渣を洗浄するためのプロセスであって、ここで該プロセスは、
    (a)シリコン基材のN拡散領域と電子的に接続したビア構造を有する少なくとも1種のフォトレジスト後灰分、エッチ後Cuデュアルダマシン構造を有する超小型電子部品シリコン基材ウェハを提供する工程、および
    (b)該フォトレジスト後灰分、エッチ後Cuデュアルダマシン超小型電子部品用構造物を、請求項1、5、6または9に記載の洗浄組成物に曝す工程、
    を包含する、プロセス。
  14. フォトレジスト後灰分、エッチ後Cuデュアルダマシン超小型電子部品用構造物から銅エッチ残渣を洗浄するためのプロセスであって、ここで該プロセスは、
    (a)シリコン基材のN拡散領域と電子的に接続したビア構造を有する少なくとも1種のフォトレジスト後灰分、エッチ後Cuデュアルダマシン構造を有する超小型電子部品シリコン基材ウェハを提供する工程、および
    (b)該フォトレジスト後灰分、エッチ後Cuデュアルダマシン超小型電子部品用構造物を、請求項3に記載の洗浄組成物に曝す工程、
    を包含する、プロセス。
  15. CoWP金属キャップを有するフォトレジスト後灰分、エッチ後Cuデュアルダマシン超小型電子部品用構造物から銅エッチ残渣を洗浄するためのプロセスであって、ここで該プ
    ロセスは、
    (a)シリコン基材のN拡散領域と電子的に接続したビア構造を有する少なくとも1種のフォトレジスト後灰分、エッチ後Cuデュアルダマシン構造を有しかつCoWP金属キャップを有する超小型電子部品シリコン基材ウェハを提供する工程
    (b)該フォトレジスト後灰分、エッチ後Cuデュアルダマシン超小型電子部品用構造物を、請求項4、7または10に記載の洗浄組成物に曝す工程、
    を包含する、プロセス。
  16. 0重量部の水を、以下:
    (a)9.46%〜9.5%の水;
    (b)%〜重量%の少なくとも1種のアルカノールアミンもしくはアミノフェノール;
    (c)%〜%の少なくとも1種の金属キレート化剤;
    (d).5%〜.6%の少なくとも1種のテトラアルキルアンモニウムフルオリド;
    (e)%〜%のフッ化水素;および
    (f)%〜5%の、エチレンオキシド鎖もしくはエチレンオキシド/エチレングリコール鎖を含む少なくとも1種の非イオン性界面活性剤、
    を含む1重量部の処方物に添加する工程を包含する、請求項3に記載の組成物を形成するための方法であって、ここでパーセンテージは、該処方物の総重量に基づく重量によるものである、方法。
  17. 請求項4に記載の組成物を形成するための方法であって、該方法は、
    (1)0重量部の水を、以下:
    (a)9.46%〜9.5%の水;
    (b)%〜重量%の少なくとも1種のアルカノールアミンもしくはアミノフェノール;
    (c)%〜%の少なくとも1種の金属キレート化剤;
    (d).5%〜.6%の少なくとも1種のテトラアルキルアンモニウムフルオリド;
    (e)%〜%のフッ化水素;および
    (f)%〜5%の、エチレンオキシド鎖もしくはエチレンオキシド/エチレングリコール鎖を含む少なくとも1種の非イオン性界面活性剤、
    を含む1重量部の処方物に添加する工程であって、ここでパーセンテージは、該処方物の総重量に基づく重量によるものである、工程、ならびに
    (2)該得られた混合物に、該得られた混合物中の他の成分の総重量に基づいて.5%〜0重量%の量の還元剤を添加する工程、
    を包含する、方法。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101486116B1 (ko) * 2008-10-09 2015-01-28 아반토르 퍼포먼스 머티리얼스, 인크. 산화구리 에칭 잔여물 제거 및 구리 전착 방지용 수성 산성 배합물
JP5519728B2 (ja) * 2011-05-17 2014-06-11 富士フイルム株式会社 エッチング方法及びこれに用いられるエッチング液、これを用いた半導体素子の製造方法
TWI572711B (zh) * 2012-10-16 2017-03-01 盟智科技股份有限公司 半導體製程用的清洗組成物及清洗方法
KR102377875B1 (ko) * 2015-10-07 2022-03-25 주식회사 이엔에프테크놀로지 유리기판 세정액 조성물
US11678433B2 (en) 2018-09-06 2023-06-13 D-Wave Systems Inc. Printed circuit board assembly for edge-coupling to an integrated circuit
US11647590B2 (en) 2019-06-18 2023-05-09 D-Wave Systems Inc. Systems and methods for etching of metals
US12033996B2 (en) 2019-09-23 2024-07-09 1372934 B.C. Ltd. Systems and methods for assembling processor systems

Family Cites Families (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6030932A (en) 1996-09-06 2000-02-29 Olin Microelectronic Chemicals Cleaning composition and method for removing residues
US5855811A (en) 1996-10-03 1999-01-05 Micron Technology, Inc. Cleaning composition containing tetraalkylammonium salt and use thereof in semiconductor fabrication
US6224785B1 (en) 1997-08-29 2001-05-01 Advanced Technology Materials, Inc. Aqueous ammonium fluoride and amine containing compositions for cleaning inorganic residues on semiconductor substrates
US6896826B2 (en) * 1997-01-09 2005-05-24 Advanced Technology Materials, Inc. Aqueous cleaning composition containing copper-specific corrosion inhibitor for cleaning inorganic residues on semiconductor substrate
US6755989B2 (en) 1997-01-09 2004-06-29 Advanced Technology Materials, Inc. Aqueous cleaning composition containing copper-specific corrosion inhibitor for cleaning inorganic residues on semiconductor substrate
US7135445B2 (en) * 2001-12-04 2006-11-14 Ekc Technology, Inc. Process for the use of bis-choline and tris-choline in the cleaning of quartz-coated polysilicon and other materials
US7129199B2 (en) 2002-08-12 2006-10-31 Air Products And Chemicals, Inc. Process solutions containing surfactants
US6361712B1 (en) 1999-10-15 2002-03-26 Arch Specialty Chemicals, Inc. Composition for selective etching of oxides over metals
US6468913B1 (en) 2000-07-08 2002-10-22 Arch Specialty Chemicals, Inc. Ready-to-use stable chemical-mechanical polishing slurries
US6777380B2 (en) * 2000-07-10 2004-08-17 Ekc Technology, Inc. Compositions for cleaning organic and plasma etched residues for semiconductor devices
US7456140B2 (en) * 2000-07-10 2008-11-25 Ekc Technology, Inc. Compositions for cleaning organic and plasma etched residues for semiconductor devices
US6391794B1 (en) 2000-12-07 2002-05-21 Micron Technology, Inc. Composition and method for cleaning residual debris from semiconductor surfaces
EP1381656B1 (en) * 2001-03-27 2010-11-10 Advanced Technology Materials, Inc. Aqueous cleaning composition containing copper-specific corrosion inhibitor for cleaning inorganic residues on semiconductor substrate
US6627587B2 (en) * 2001-04-19 2003-09-30 Esc Inc. Cleaning compositions
MY139607A (en) * 2001-07-09 2009-10-30 Avantor Performance Mat Inc Ammonia-free alkaline microelectronic cleaning compositions with improved substrate compatibility
MY143399A (en) * 2001-07-09 2011-05-13 Avantor Performance Mat Inc Microelectronic cleaning compositons containing ammonia-free fluoride salts for selective photoresist stripping and plasma ash residue cleaning
US6794292B2 (en) 2001-07-16 2004-09-21 United Microelectronics Corp. Extrusion-free wet cleaning process for copper-dual damascene structures
JP3403187B2 (ja) * 2001-08-03 2003-05-06 東京応化工業株式会社 ホトレジスト用剥離液
US7393819B2 (en) 2002-07-08 2008-07-01 Mallinckrodt Baker, Inc. Ammonia-free alkaline microelectronic cleaning compositions with improved substrate compatibility
US6677286B1 (en) * 2002-07-10 2004-01-13 Air Products And Chemicals, Inc. Compositions for removing etching residue and use thereof
JP4374989B2 (ja) * 2003-11-12 2009-12-02 三菱瓦斯化学株式会社 洗浄液およびそれを用いた洗浄方法
JP4456424B2 (ja) * 2004-06-29 2010-04-28 関東化学株式会社 フォトレジスト残渣及びポリマー残渣除去組成物
US8030263B2 (en) * 2004-07-01 2011-10-04 Air Products And Chemicals, Inc. Composition for stripping and cleaning and use thereof
JP2006154722A (ja) 2004-10-28 2006-06-15 Daikin Ind Ltd Cu/low−k多層配線構造のアッシング残渣の剥離液及び剥離方法
KR100675284B1 (ko) 2005-02-01 2007-01-26 삼성전자주식회사 마이크로일렉트로닉 세정제 및 이것을 사용하여반도체소자를 제조하는 방법
KR101238471B1 (ko) * 2005-02-25 2013-03-04 이케이씨 테크놀로지, 인코포레이티드 구리 및 저 k 유전체 물질을 갖는 기판으로부터 레지스트,에칭 잔류물 및 구리 산화물을 제거하는 방법
TW200700935A (en) 2005-04-15 2007-01-01 Advanced Tech Materials Formulations for cleaning ion-implanted photoresist layers from microelectronic devices
KR100705416B1 (ko) 2005-06-15 2007-04-10 삼성전자주식회사 포토레지스트 제거용 조성물, 이의 제조방법, 이를 이용한포토레지스트의 제거 방법 및 반도체 장치의 제조 방법
US7700533B2 (en) * 2005-06-23 2010-04-20 Air Products And Chemicals, Inc. Composition for removal of residue comprising cationic salts and methods using same
KR100655647B1 (ko) * 2005-07-04 2006-12-08 삼성전자주식회사 반도체 기판용 세정액 조성물, 이의 제조 방법, 이를이용한 반도체 기판의 세정 방법 및 반도체 장치의 제조방법
WO2007111694A2 (en) 2005-11-09 2007-10-04 Advanced Technology Materials, Inc. Composition and method for recycling semiconductor wafers having low-k dielectric materials thereon
US7534753B2 (en) * 2006-01-12 2009-05-19 Air Products And Chemicals, Inc. pH buffered aqueous cleaning composition and method for removing photoresist residue
JP2007220833A (ja) * 2006-02-15 2007-08-30 Daikin Ind Ltd エッチング水溶液
US7947637B2 (en) * 2006-06-30 2011-05-24 Fujifilm Electronic Materials, U.S.A., Inc. Cleaning formulation for removing residues on surfaces
KR101486116B1 (ko) * 2008-10-09 2015-01-28 아반토르 퍼포먼스 머티리얼스, 인크. 산화구리 에칭 잔여물 제거 및 구리 전착 방지용 수성 산성 배합물
US8444768B2 (en) * 2009-03-27 2013-05-21 Eastman Chemical Company Compositions and methods for removing organic substances
EP2863415B1 (en) * 2012-06-13 2016-11-16 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. Liquid composition for cleaning, method for cleaning semiconductor element, and method for manufacturing semiconductor element

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