氮化钛去除用液体组合物和使用其的半导体元件的清洗方法、以及半导体元件的制造方法技术

根据本发明专利技术，可以提供如下液体组合物：其用于从具有氮化钛、钨和低介电常数层间绝缘膜的基板去除氮化钛而不腐蚀钨和低介电常数层间绝缘膜，该液体组合物包含：(A)氧化剂，其为选自由高锰酸钾、过二硫酸铵、过二硫酸钾和过二硫酸钠组成的组中的至少一种、(B)氟化合物、和(C)钨防腐蚀剂，且pH值为0～4，前述(C)钨防腐蚀剂包含：选自由烷基胺和其盐、氟烷基胺和其盐等组成的C1化合物组中的2种以上不同的化合物，或者包含选自前述C1化合物组中的1种以上和选自由聚氧亚烷基烷基胺、聚氧亚烷基氟烷基胺等组成的C2化合物组中的1种以上，前述(A)氧化剂中的高锰酸钾的浓度为0.001～0.1质量％，前述(B)氟化合物的浓度为0.01～1质量％。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及液体组合物，更详细而言，涉及半导体元件的制造工序中用于去除硬掩模中使用的氮化钛而不腐蚀布线中使用的钨和低介电常数层间绝缘膜的液体组合物、和使用其的半导体元件的清洗方法、以及半导体元件的制造方法。
技术介绍
半导体基板的制造中，无论有机材料和无机材料的种类如何使用了各种材料，其中有钨和氮化钛。近年来研究了例如钨作为布线材料使用、氮化钛作为硬掩模使用的方法。表面上钨和氮化钛共存的半导体基板中，例如钨作为布线使用、氮化钛作为硬掩模使用那样的情况下，要求去除氮化钛而不腐蚀钨。如果使用含有过氧化氢的组合物则可以比较容易地去除氮化钛，但过氧化氢对钨的腐蚀性大因此难以使用。此外，还需要增大氮化钛对钨的蚀刻选择比。因此，为了防止由过氧化氢导致的钨的腐蚀，研究了在含有过氧化氢的组合物中添加防腐蚀剂的方法。专利文献1中公开了使用季铵和其盐、季吡啶鎓和其盐、季联吡啶鎓和其盐、以及季咪唑鎓和其盐的防腐蚀剂。然而，对比文件1所示的防腐蚀剂对钨的防腐蚀效果是不充分的。另外，专利文献2中，作为不使用过氧化氢的组合物使用浓硫酸且能够蚀刻氮化钛而不腐蚀钨。然而，对比文件2中，氮化钛的蚀刻速率慢至/分钟，例如用于通常具有数百～数千的厚度的氮化钛硬掩模的去除时是不实用的。另外，专利文献3中，使用含有氧化剂、氟化合物和防腐蚀剂的组合物，能够蚀刻氮化钛而不腐蚀钨。然而，对比文件3中，存在氮化钛的去除性低且钨的防腐蚀效果不充分等问题。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2008-285508号公报专利文献2：日本特开2003-234307号公报专利文献3：国际公开第2013/101907号
技术实现思路
专利技术要解决的问题本专利技术的课题在于，解决上述现有问题中的至少一个。进而，本专利技术的课题在于，提供能够从包含氮化钛、钨和低介电常数层间绝缘膜的基板去除氮化钛而不腐蚀钨和低介电常数层间绝缘膜的液体组合物、和使用其的半导体元件的清洗方法以及半导体元件的制造方法。用于解决问题的方案本专利技术人等为了解决上述课题进行了深入研究，结果发现：通过使用包含特定的氧化剂、氟化合物和钨防腐蚀剂的液体组合物，可以解决上述课题。即，本专利技术如以下所述。<1>一种液体组合物，其用于从具有氮化钛、钨和低介电常数层间绝缘膜的基板去除氮化钛而不腐蚀钨和低介电常数层间绝缘膜，其包含：(A)氧化剂，其为选自由高锰酸钾、过二硫酸铵、过二硫酸钾和过二硫酸钠组成的组中的至少一种、(B)氟化合物、和(C)钨防腐蚀剂，且pH值为0～4，前述(C)钨防腐蚀剂包含：选自由烷基胺和其盐、氟烷基胺和其盐、烷基氧化胺、氟烷基氧化胺、烷基甜菜碱、氟烷基甜菜碱、烷基季铵和其盐、氟烷基季铵和其盐、烷基季吡啶鎓盐、氟烷基季吡啶鎓盐、烷基季联吡啶鎓盐、氟烷基季联吡啶鎓盐、烷基季咪唑鎓盐和氟烷基季咪唑鎓盐组成的C1化合物组中的2种以上不同的化合物，或者包含：选自前述C1化合物组中的1种以上和选自由聚氧亚烷基烷基胺、聚氧亚烷基氟烷基胺、聚氧亚烷基烷基醚、聚氧亚烷基氟烷基醚、聚氧亚烷基烷基磷酸酯、聚氧亚烷基氟烷基磷酸酯、聚氧亚烷基烷基醚硫酸盐、聚氧亚烷基氟烷基醚硫酸盐、烷基二苯基醚磺酸盐和氟烷基二苯基醚磺酸盐组成的C2化合物组中的1种以上，前述(A)氧化剂中的高锰酸钾的浓度为0.001～0.1质量％，前述(B)氟化合物的浓度为0.01～1质量％。<2>根据上述<1>所述的液体组合物，其不包含过氧化氢。<3>根据上述<1>所述的液体组合物，其中，前述(B)氟化合物为选自由氢氟酸、氟化铵、酸性氟化铵、四甲基氟化铵、氟化钾、六氟硅酸和四氟硼酸组成的组中的至少一种。<4>根据上述<1>所述的液体组合物，其中，前述C1化合物组中的烷基胺或氟烷基胺如下述通式(1)所示。[式中，R1表示碳数8～18的烷基或碳数8～18的烯基，键合于该烷基或烯基的氢原子的一部分或全部任选取代为氟原子。R2、R3表示氢原子或碳数1～4的烷基，键合于该烷基的氢原子的一部分或全部任选取代为氟原子。]<5>根据上述<1>所述的液体组合物，其中，前述C1化合物组中的烷基胺盐或氟烷基胺盐为选自由盐酸盐、硝酸盐、乙酸盐、甲磺酸盐、氯酸盐、高氯酸盐、氢氟酸盐、氢溴酸盐、氢碘酸盐、硫酸氢盐、硫酸盐、碳酸氢盐、碳酸盐、磷酸二氢盐、磷酸氢二盐和磷酸盐组成的组中的至少一种。<6>根据上述<1>所述的液体组合物，其中，前述C1化合物组中的烷基氧化胺或氟烷基氧化胺如下述通式(2)所示。[式中，R1表示碳数8～18的烷基或碳数8～18的烯基，键合于该烷基或烯基的氢原子的一部分或全部任选取代为氟原子。R2、R3表示氢原子或碳数1～4的烷基，键合于该烷基的氢原子的一部分或全部任选取代为氟原子。]<7>根据上述<1>所述的液体组合物，其中，前述C1化合物组中的烷基甜菜碱或氟烷基甜菜碱如下述通式(3)或(4)所示。[式中，R1表示碳数8～18的烷基或碳数8～18的烯基，键合于该烷基或烯基的氢原子的一部分或全部任选取代为氟原子。R2、R3表示氢原子或碳数1～4的烷基，键合于该烷基的氢原子的一部分或全部任选取代为氟原子。][式中，R1表示碳数8～18的烷基或碳数8～18的烯基，键合于该烷基或烯基的氢原子的一部分或全部任选取代为氟原子。R2、R3表示氢原子或碳数1～4的烷基，键合于该烷基的氢原子的一部分或全部任选取代为氟原子。]<8>根据上述<1>所述的液体组合物，其中，前述C1化合物组中的烷基季铵和其盐或氟烷基季铵和其盐如下述通式(5)、(6)或(7)所示。[式中，R1表示碳数8～18的烷基或碳数8～18的烯基，键合于该烷基或烯基的氢原子的一部分或全部任选取代为氟原子。R2、R3、R4表示氢原子、碳数1～4的烷基、苯基或苄基，键合于该烷基的氢原子的一部分或全部任选取代为氟原子。][式中，R1表示碳数8～18的烷基或碳数8～18的烯基，键合于该烷基或烯基的氢原子的一部分或全部任选取代为氟原子。R2、R3、R4表示氢原子、碳数1～4的烷基、苯基或苄基，键合于该烷基的氢原子的一部分或全部任选取代为氟原子。X表示卤原子：F、Cl、Br或I。][式中，R1表示碳数8～18的烷基或碳数8～18的烯基，键合于该烷基或烯基的氢原子的一部分或全部任选取代为氟原子。R2、R3、R4表示氢原子、碳数1～4的烷基、苯基或苄基，键合于该烷基的氢原子的一部分或全部任选取代为氟原子。]<9>根据上述<1>所述的液体组合物，其中，前述C1化合物组中的烷基季吡啶鎓盐或氟烷基季吡啶鎓盐如下述通式(8)所示。[式中，R1表示碳数8～18的烷基或碳数8～18的烯基，键合于该烷基或烯基的氢原子的一部分或全部任选取代为氟原子。R2、R3、R4、R5、R6表示氢原子或碳数1～4的烷基，键合于该烷基的氢原子的一部分或全部任选取代为氟原子。X表示卤原子：F、Cl、Br或I。]<10>根据上述<1>所述的液体组合物，其中，前述C1化合物组中的烷基季联吡啶鎓盐或氟烷基季联吡啶鎓盐如下述通式(9)所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液体组合物，其从具有氮化钛、钨和低介电常数层间绝缘膜的基板去除氮化钛而不腐蚀钨和低介电常数层间绝缘膜，该液体组合物包含：(A)氧化剂，其为选自由高锰酸钾、过二硫酸铵、过二硫酸钾和过二硫酸钠组成的组中的至少一种、(B)氟化合物、和(C)钨防腐蚀剂，且pH值为0～4，所述(C)钨防腐蚀剂包含：选自由烷基胺和其盐、氟烷基胺和其盐、烷基氧化胺、氟烷基氧化胺、烷基甜菜碱、氟烷基甜菜碱、烷基季铵和其盐、氟烷基季铵和其盐、烷基季吡啶鎓盐、氟烷基季吡啶鎓盐、烷基季联吡啶鎓盐、氟烷基季联吡啶鎓盐、烷基季咪唑鎓盐和氟烷基季咪唑鎓盐组成的C1化合物组中的2种以上不同的化合物，或者包含：选自所述C1化合物组中的1种以上和选自由聚氧亚烷基烷基胺、聚氧亚烷基氟烷基胺、聚氧亚烷基烷基醚、聚氧亚烷基氟烷基醚、聚氧亚烷基烷基磷酸酯、聚氧亚烷基氟烷基磷酸酯、聚氧亚烷基烷基醚硫酸盐、聚氧亚烷基氟烷基醚硫酸盐、烷基二苯基醚磺酸盐和氟烷基二苯基醚磺酸盐组成的C2化合物组中的1种以上，所述(A)氧化剂中的高锰酸钾的浓度为0.001～0.1质量％，所述(B)氟化合物的浓度为0.01～1质量％。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.01.27 JP 2014-0123641.一种液体组合物，其从具有氮化钛、钨和低介电常数层间绝缘膜的基板去除氮化钛而不腐蚀钨和低介电常数层间绝缘膜，该液体组合物包含：(A)氧化剂，其为选自由高锰酸钾、过二硫酸铵、过二硫酸钾和过二硫酸钠组成的组中的至少一种、(B)氟化合物、和(C)钨防腐蚀剂，且pH值为0～4，所述(C)钨防腐蚀剂包含：选自由烷基胺和其盐、氟烷基胺和其盐、烷基氧化胺、氟烷基氧化胺、烷基甜菜碱、氟烷基甜菜碱、烷基季铵和其盐、氟烷基季铵和其盐、烷基季吡啶鎓盐、氟烷基季吡啶鎓盐、烷基季联吡啶鎓盐、氟烷基季联吡啶鎓盐、烷基季咪唑鎓盐和氟烷基季咪唑鎓盐组成的C1化合物组中的2种以上不同的化合物，或者包含：选自所述C1化合物组中的1种以上和选自由聚氧亚烷基烷基胺、聚氧亚烷基氟烷基胺、聚氧亚烷基烷基醚、聚氧亚烷基氟烷基醚、聚氧亚烷基烷基磷酸酯、聚氧亚烷基氟烷基磷酸酯、聚氧亚烷基烷基醚硫酸盐、聚氧亚烷基氟烷基醚硫酸盐、烷基二苯基醚磺酸盐和氟烷基二苯基醚磺酸盐组成的C2化合物组中的1种以上，所述(A)氧化剂中的高锰酸钾的浓度为0.001～0.1质量％，所述(B)氟化合物的浓度为0.01～1质量％。2.根据权利要求1所述的液体组合物，其不包含过氧化氢。3.根据权利要求1所述的液体组合物，其中，所述(B)氟化合物为选自由氢氟酸、氟化铵、酸性氟化铵、四甲基氟化铵、氟化钾、六氟硅酸和四氟硼酸组成的组中的至少一种。4.根据权利要求1所述的液体组合物，其中，所述C1化合物组中的烷基胺或氟烷基胺如下述通式(1)所示，式(1)中，R1表示碳数8～18的烷基或碳数8～18的烯基，键合于该烷基或烯基的氢原子的一部分或全部任选取代为氟原子；R2、R3表示氢原子或碳数1～4的烷基，键合于该烷基的氢原子的一部分或全部任选取代为氟原子。5.根据权利要求1所述的液体组合物，其中，所述C1化合物组中的烷基胺盐或氟烷基胺盐为选自由盐酸盐、硝酸盐、乙酸盐、甲磺酸盐、氯酸盐、高氯酸盐、氢氟酸盐、氢溴酸盐、氢碘酸盐、硫酸氢盐、硫酸盐、碳酸氢盐、碳酸盐、磷酸二氢盐、磷酸氢二盐和磷酸盐组成的组中的至少一种。6.根据权利要求1所述的液体组合物，其中，所述C1化合物组中的烷基氧化胺或氟烷基氧化胺如下述通式(2)所示，式(2)中，R1表示碳数8～18的烷基或碳数8～18的烯基，键合于该烷基或烯基的氢原子的一部分或全部任选取代为氟原子；R2、R3表示氢原子或碳数1～4的烷基，键合于该烷基的氢原子的一部分或全部任选取代为氟原子。7.根据权利要求1所述的液体组合物，其中，所述C1化合物组中的烷基甜菜碱或氟烷基甜菜碱如下述通式(3)或(4)所示，式(3)中，R1表示碳数8～18的烷基或碳数8～18的烯基，键合于该烷基或烯基的氢原子的一部分或全部任选取代为氟原子；R2、R3表示氢原子或碳数1～4的烷基，键合于该烷基的氢原子的一部分或全部任选取代为氟原子，式(4)中，R1表示碳数8～18的烷基或碳数8～18的烯基，键合于该烷基或烯基的氢原子的一部分或全部任选取代为氟原子；R2、R3表示氢原子或碳数1～4的烷基，键合于该烷基的氢原子的一部分或全部任选取代为氟原子。8.根据权利要求1所述的液体组合物，其中，所述C1化合物组中的烷基季铵和其盐或氟烷基季铵和其盐如下述通式(5)、(6)或(7)所示，式(5)中，R1表示碳数8～18的烷基或碳数8～18的烯基，键合于该烷基或烯基的氢原子的一部分或全部任选取代为氟原子；R2、R3、R4表示氢原子、碳数1～4的烷基、苯基或苄基，键合于该烷基的氢原子的一部分或全部任选取代为氟原子，式(6)中，R1表示碳数8～18的烷基或碳数8～18的烯基，键合于该烷基或烯基的氢原子的一部分或全部任选取代为氟原子；R2、R3、R4表示氢原子、碳数1～4的烷基、苯基或苄基，键合于该烷基的氢原子的一部分或全部任选取代为氟原子；X表示卤原子：F、Cl、Br或I，式(7)中，R1表示碳数8～18的烷基或碳数8～18的烯基，键合于该烷基或烯基的氢原子的一部分或全部任选取代为氟原子；R2、R3、R4表示氢原子、碳数1～4的烷基、苯基或苄基，键合于该烷基的氢原子的一部分或全部任选取代为氟原子。9.根据权利要求1所述的液体组合物，其中，所述C1化合物组中的烷基季吡啶鎓盐或氟烷基季吡啶鎓盐如下述通式(8)所示，式(8)中，R1表示碳数8～18的烷基或碳数8～18的烯基...

【专利技术属性】
技术研发人员：玉井聪，岛田宪司，
申请(专利权)人：三菱瓦斯化学株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP