(57)【要約】      （修正有）【課題】半導体デバイスをクリーニング組成物と接触させることにより、半導体デバイスから窒化チタンを選択的に除去する。【解決手段】クリーニング組成物は、好ましくは、エッチング剤（塩基とも呼ばれる）、酸化剤、酸化安定剤（キレート剤とも呼ばれる）、アンモニウム塩、腐食防止剤及び溶媒を含む。他の任意成分の添加剤を提供することができる。クリーニング組成物のｐＨは５．５を超えていることが好ましい。クリーニング組成物は、好ましくは、ジメチルスルホキシド及びテトラメチルアンモニウムヒドロキシドを含まない。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
窒化チタン及びフォトレジストエッチング残渣材料の少なくとも一方を、それらを上に有するマイクロエレクトロニクスデバイスの表面から選択的に除去するための組成物であって、前記組成物は、
酸化剤、
溶媒、
エッチング剤、
アンモニウム塩、
金属腐食防止剤、及び、
場合により、フッ化物源、
を含み、前記組成物は５．５〜１４の範囲のｐＨを有する、組成物。
【請求項２】
前記金属腐食防止剤は１，２，４−トリアゾール（ＴＡＺ）、ベンゾトリアゾール（ＢＺＴ）、メチル−１Ｈ−ベンゾトリアゾール、トリルトリアゾール（ＴＴＬ）、２−アミノベンゾチアゾール、ベンズイミダゾール、２−メルカプト−５−メチルベンズイミダゾール、８−ヒドロキシキノリン、１−チオグリセロール、アスコルビン酸、ピラゾール、ソルビトール、マルチトール、マンニトール、テオフィリン、カフェイン、ポリエチレングリコール、ポリ（プロピレングリコール）、ＰＥＧ４００、トリトンＸ−１００、サーフィノール−４８５、尿酸、デカン酸、１１−メルカプトウンデカン酸（ＭＵＤＡ）、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムｐ−トルエンスルホネート（ＣＴＡＴ）、ヘキシルアミン、３，４−ジアミノトルエン、ｐ−アニシジン、４−メチル−ｏ−フェニレンジアミン、４−ニトロアニリン、４−カルボキシ−ｏ−フェニレンジアミン、８−アミノキノリン、５−アミノ−２−ベンズイミダゾリノン、Ｎ，Ｎ−ジメチル−ｐ−フェニレンジアミン及びそれらの組み合わせから選ばれる、請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
前記金属腐食防止剤はソルビトール、マルチトール、マンニトール、テオフィリン、トリルトリアゾール（ＴＴＬ）、１１−メルカプトウンデカン酸（ＭＵＤＡ）、ポリ（プロピレングリコール）、ＰＥＧ４００、トリトンＸ−１００、３，４−ジアミノトルエン、ｐ−アニシジン、４−メチル−ｏ−フェニレンジアミン、４−ニトロアニリン、４−カルボキシ−ｏ−フェニレンジアミン、８−アミノキノリン、５−アミノ−２−ベンズイミダゾリノン及びそれらの組み合わせから選ばれる、請求項１又は２に記載の組成物。
【請求項４】
前記金属腐食防止剤はテオフィリン、ソルビトール、マルチトール、トリルトリアゾール（ＴＴＬ）、３，４−ジアミノトルエン、１１−メルカプトウンデカン酸（ＭＵＤＡ）、ｐ−アニシジン、４−メチル−ｏ−フェニレンジアミン、４−ニトロアニリン、４−カルボキシ−ｏ−フェニレンジアミン、８−アミノキノリン、５−アミノ−２−ベンズイミダゾリノン及びそれらの組み合わせから選ばれる、請求項１〜３のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項５】
前記エッチング剤はテトラエチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＥＡＨ）、トリメチルフェニルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＰＡＨ）、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）、テトラプロピルアンモニウムヒドロキシド（ＴＰＡＨ）、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＢＡＨ）、水酸化コリン、水酸化アンモニウム、ベンジルトリエチルアンモニウムヒドロキシド（ＢＴＥＡＨ）、テトラブチルホスホニウムヒドロキシド（ＴＢＰＨ）、（２−ヒドロキシエチル）トリメチルアンモニウムヒドロキシド、（２−ヒドロキシエチル）トリエチルアンモニウムヒドロキシド、（２−ヒドロキシエチル）トリプロピルアンモニウムヒドロキシド、（１−ヒドロキシプロピル）トリメチルアンモニウムヒドロキシド、エチルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、ジエチルジメチルアンモニウムヒドロキシド（ＤＥＤＭＡＨ）、ジメチルジプロピルアンモニウムヒドロキシド、ジエチレントリアミン、モノエタノールアミン、１，８−ジアザビシクロ（５．４．０）ウンデス−７−エン、トリエタノールアミン、１−アミノ−２−プロパノール、３−モルホリノプロピルアミン、１−（２−アミノエチル）ピペラジン、Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）-エチレンジアミン、２−（メチルアミノ）エタノール及びそれらの組み合わせから選ばれる、請求項１〜４のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項６】
前記エッチング剤はテトラエチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＥＡＨ）、水酸化コリン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）、トリメチルフェニルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＰＡＨ）、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＢＡＨ）、エチルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、水酸化アンモニウム、１，８−ジアザビシクロ（５．４．０）ウンデス−７−エン、１−（２−アミノエチル）ピペラジン及びそれらの組み合わせから選ばれる、請求項１〜５のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項７】
酸化安定剤をさらに含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項８】
前記酸化安定剤はグリシン、セリン、プロリン、ロイシン、アラニン、アスパラギン、アスパラギン酸、グルタミン、グルタミン酸、バリン、リジン及びシスチン、ニトリロ三酢酸（ＮＴＡ）、イミノ二酢酸（ＩＤＡ）、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、（１，２−シクロヘキシレンジニトリロ）四酢酸（ＣＤＴＡ）、尿酸、テトラグリム、ジエチレントリアミン五酢酸（ＤＴＰＡ）、プロピレンジアミン−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−四酢酸、エチレンジアミン二コハク酸（ＥＤＤＳ）、スルファニルアミド、１，４，７，１０−テトラアザシクロドデカン−１，４，７，１０−四酢酸、エチレングリコール四酢酸（ＥＧＴＡ）、１，２−ビス（ｏ−アミノフェノキシ）エタン−Ｎ，Ｎ，Ｎ'，Ｎ'−四酢酸、Ｎ−２−ビス（カルボキシメチル）アミノエチル−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）グリシン（ＨＥＤＴＡ）及びエチレンジアミン−Ｎ，Ｎ'−ビス（２−ヒドロキシフェニル酢酸）（ＥＤＤＨＡ）、１，３−ジアミノプロパン−Ｎ，Ｎ，Ｎ'，Ｎ'−四酢酸、グルコン酸、Ｎ，Ｎ，Ｎ'，Ｎ'−エチレンジアミンテトラキス（メチレンホスホン酸）（ＥＤＴＭＰ）、ジエチレントリアミンペンタ（メチレンホスホン酸）（ＥＴＤＭＰ）、ニトリロトリス（メチレン）トリホスホン酸（ＡＴＭＰ）、酒石酸、３，４−ジヒドロキシ安息香酸、サリチル酸、８−ヒドロキシキノリン（８−ＨＱ）、エチドロン酸（ＨＥＤＰ）、１，３−プロパンジアミン−Ｎ，Ｎ，Ｎ'，Ｎ'−四酢酸、トリエチレンテトラミン六酢酸（ＴＴＨＡ）、ピコリン酸及びそれらの組み合わせから選ばれる、請求項７に記載の組成物。
【請求項９】
前記酸化安定剤はグリシン、セリン、プロリン、ロイシン、アラニン、アスパラギン、アスパラギン酸、グルタミン、グルタミン酸、バリン、リジン及びシスチン、ニトリロ三酢酸（ＮＴＡ）、イミノ二酢酸（ＩＤＡ）、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、（１，２−シクロヘキシレンジニトリロ）四酢酸（ＣＤＴＡ）、グルコン酸、Ｎ−２−ビス（カルボキシメチル）アミノエチル−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）グリシン（ＨＥＤＴＡ）、ニトリロトリス（メチレン）トリホスホン酸（ＡＴＭＰ）、酒石酸、３，４−ジヒドロキシ安息香酸、サリチル酸、８−ヒドロキシキノリン（８−ＨＱ）、エチドロン酸（ＨＥＤＰ）及びそれらの組み合わせから選ばれる、請求項７又は８に記載の組成物。
【請求項１０】
クエン酸、シュウ酸、マロン酸、乳酸、アジピン酸、酢酸、メタンスルホン酸、ｐ−トルエンスルホン酸及びそれらの組み合わせから選ばれる弱酸をさらに含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項１１】
前記酸化剤は過酸化水素、過硫酸アンモニウム、過酢酸、ペルオキシ安息香酸、オキソン（２ＫＨＳＯ5.ＫＨＳＯ4.Ｋ2ＳＯ4）、ｎ−メチルモルホリンオキシド（ＮＭＭＯ又はＮＭＯ）、過酸化ベンゾイル、テトラブチルアンモニウムペルオキシモノスルフェート、塩化第二鉄、過マンガン酸塩、ペルオキソホウ酸塩、過ヨウ素酸、ヨウ素酸、酸化バナジウム（Ｖ）、酸化バナジウム（ＩＶ，Ｖ）、アンモニウムバナジン酸塩、過塩素酸塩、過硫酸塩、ペルオキシ二硫酸アンモニウム、過酢酸、尿素ヒドロペルオキシド、硝酸（ＨＮＯ3）、次亜塩素酸アンモニウム（ＮＨ4ＣｌＯ）、タングステン酸アンモニウム（（ＮＨ4）10Ｈ2（Ｗ2Ｏ7））、亜塩素酸アンモニウム（ＮＨ4ＣｌＯ2）、塩素酸アンモニウム（ＮＨ4ＣｌＯ3）、ヨウ素酸アンモニウム（ＮＨ4ＩＯ3）、過ホウ酸アンモニウム（ＮＨ4ＢＯ3）、過塩素酸アンモニウム（ＮＨ4ＣｌＯ4）、過ヨウ素酸アンモニウム（ＮＨ4ＩＯ3）、過硫酸アンモニウム（（ＮＨ4）2Ｓ2Ｏ8）、亜塩素酸テトラメチルアンモニウム（（Ｎ（ＣＨ3）4）ＣｌＯ2）、塩素酸テトラメチルアンモニウム（（Ｎ（ＣＨ3）4）ＣｌＯ3）、ヨウ素酸テトラメチルアンモニウム（（Ｎ（ＣＨ3）4）ＩＯ3）、過ホウ酸テトラメチルアンモニウム（（Ｎ（ＣＨ3）4）ＢＯ3）、過塩素酸テトラメチルアンモニウム（（Ｎ（ＣＨ3）4）ＣｌＯ4）、過ヨウ素酸テトラメチルアンモニウム（（Ｎ（ＣＨ3）4）ＩＯ4）、過硫酸テトラメチルアンモニウム（（Ｎ（ＣＨ3）4））Ｓ2Ｏ8）、（（ＣＯ（ＮＨ2）2）Ｈ2Ｏ2）、過酢酸（ＣＨ（ＣＯ）ＯＯＨ）及びそれらの組み合わせから選ばれる、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項１２】
前記酸化剤は過酸化水素を含む、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項１３】
前記アンモニウム塩はクエン酸トリアンモニウム、酢酸アンモニウム、マロン酸アンモニウム、アジピン酸アンモニウム、乳酸アンモニウム、イミノ二酢酸アンモニウム、塩化アンモニウム、臭化アンモニウム、硫酸アンモニウム、シュウ酸アンモニウム、乳酸アンモニウム、酒石酸アンモニウム、三塩基性クエン酸アンモニウム、酢酸アンモニウム、カルバミン酸アンモニウム、炭酸アンモニウム、安息香酸アンモニウム、ＥＤＴＡテトラアンモニウム、エチレンジアミン四酢酸二アンモニウム塩、コハク酸アンモニウム、ギ酸アンモニウム、１−Ｈ−ピラゾール−３−カルボン酸アンモニウム及びそれらの組み合わせから選ばれる、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項１４】
前記アンモニウム塩は、三塩基性クエン酸アンモニウム、酢酸アンモニウム、ＥＤＴＡテトラアンモニウム、エチレンジアミン四酢酸二アンモニウム塩、塩化アンモニウム、臭化アンモニウム及びそれらの組み合わせから選ばれる、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項１５】
前記溶媒は水である、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項１６】
前記組成物はスルホラン、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、ジメチルスルホン（ＤＭＳＯ2）、ＤＭＡＣ、ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、ジエチレングリコールブチルエーテル、プロピレングリコール、エチレングリコール、ジプロピレングリコールメチルエーテル、トリプロピレングリコールメチルエーテル及びそれらの組み合わせから選ばれる１つ以上の非水性溶媒をさらに含む、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項１７】
Ｈ2ＺｒＦ6、Ｈ2ＴｉＦ6、ＨＰＦ6、ＨＦ、フッ化アンモニウム、テトラフルオロホウ酸、ヘキサフルオロケイ酸、テトラフルオロホウ酸テトラブチルアンモニウム（ＴＢＡ−ＢＦ4）、ヘキサフルオロケイ酸アンモニウム、ヘキサフルオロチタン酸アンモニウム、重フッ化アンモニウム（ＮＨ4ＨＦ2）及びテトラメチルアンモニウムフルオリド（ＴＭＡＦ）ならびにそれらの組み合わせから選ばれるフッ化物源を含む、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項１８】
前記組成物は１〜３０ｗｔ％の酸化剤、５０ｐｐｍ〜１５ｗｔ％のエッチング剤、１０ｐｐｍ〜３ｗｔ％のアンモニウム塩及び少なくとも４５ｗｔ％の溶媒を含む、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項１９】
前記酸化安定剤はＨＥＤＴＡ、１，３−ジアミノプロパン−Ｎ、Ｎ、Ｎ’，Ｎ’−四酢酸又はグルコン酸から選ばれる、請求項７又は８に記載の組成物。
【請求項２０】
前記金属腐食防止剤はテオフィリン、ソルビトール、３，４−ジアミノトルエン、ｐ−アニシジン、４−メチル−ｏ−フェニレンジアミン、４−ニトロアニリン、４−カルボキシ−ｏ−フェニレンジアミン、８−アミノキノリン、５−アミノ−２−ベンズイミダゾリノンからなる群より選ばれる少なくとも１つである、請求項１〜１９のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項２１】
窒化チタン及びフォトレジストエッチング残渣材料のうちの少なくとも一方を、それらを上に有するマイクロエレクトロニクスデバイスの表面から選択的に除去するためのクリーニング組成物であって、前記クリーニング組成物は、
（ａ）０．１〜３０ｗｔ％のエッチング剤、０〜５ｗｔ％の酸化安定剤／キレート剤、１００ｐｐｍ〜８ｗｔ％のアンモニウム塩、０．１ｐｐｍ〜５ｗｔ％の腐食防止剤、３４〜９９．５ｗｔ％の溶媒、０〜８ｗｔ％のフッ化物源及び０〜１０％の弱酸を含む濃縮組成物、
（ｂ）前記濃縮組成物と９９：１〜１：９９の質量比で組み合わされる酸化剤、
を含む、クリーニング組成物。
【請求項２２】
窒化チタン及びフォトレジストエッチング残渣材料のうちの少なくとも一方を、それらを上に有するマイクロエレクトロニクスデバイスの表面から選択的に除去するためのクリーニング組成物であって、前記組成物は、
（ａ）０．１〜３０ｗｔ％のエッチング剤、０〜５ｗｔ％の酸化安定剤／キレート剤、１００ｐｐｍ〜８ｗｔ％のアンモニウム塩、０．１ｐｐｍ〜５ｗｔ％の腐食防止剤、３４〜９９．５ｗｔ％の溶媒、０〜８ｗｔ％のフッ化物源及び０〜１０％の弱酸を含む濃縮組成物、
（ｂ）１：１００〜１００：１の前記濃縮組成物／溶媒の質量比で前記濃縮組成物に添加される、希釈組成物を作製するための希釈用溶媒、及び、
（ｃ）前記希釈組成物と９９：１〜１：９９の質量比で組み合わされる酸化剤、
を含む、クリーニング組成物。
【請求項２３】
マイクロエレクトロニクスデバイスの表面から窒化チタンを選択的に除去するためのシステムであって、
窒化チタンと、Ｃｕ、Ｃｏ、低−ｋ誘電体材料及びそれらの組み合わせから選ばれる第二の材料とを含む半導体デバイス、
前記窒化チタンを選択的に除去するための請求項１〜２２のいずれか一項に記載の組成物、
を含み、
前記窒化チタン及び第二の材料は前記組成物と直接接触される、システム。
【請求項２４】
窒化チタンを選択的に除去する方法であって、
窒化チタンと、Ｃｕ、Ｃｏ、低−ｋ誘電体材料から選ばれる第二の材料とを含む半導体デバイスを提供すること、
前記半導体デバイスを請求項１〜２２のいずれか一項に記載の組成物と接触させること、及び、
前記窒化チタンを選択的に除去すること、
を含む、方法。
【請求項２５】
溶媒、エッチング剤、アンモニウム塩、金属腐食防止剤、及び、場合により酸化安定剤、場合によりフッ化物源、及び、場合により弱酸を含む、濃縮組成物を調製すること、
前記濃縮組成物を水で希釈して希釈組成物を形成すること、及び、
前記希釈組成物を酸化剤と混合してクリーニング組成物を形成すること、
を含む、方法。
【請求項２６】
半導体デバイスを前記クリーニング組成物と接触させることにより、前記半導体デバイスから窒化チタンを選択的に除去させることをさらに含む、請求項２５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願への相互参照
本出願は２０１８年７月２６日に提出された米国仮出願第６２／７０３，６０３号の優先権を主張し、その全内容をすべての可能な目的のために参照により本明細書中に取り込む。
【背景技術】
【０００２】
発明の背景
縮尺はますます小さな機構サイズになり続けており、集積回路（ＩＣ）の信頼性は、ＩＣ製造技術においてますます関心事になっている。トレース相互接続障害メカニズムがデバイス機能及び信頼性に与える影響は、統合スキーム、相互接続材料及びプロセスからより多くのことを要求する。デュアルダマシン相互接続パターンを形成するために、最適な低−ｋ誘電体材料及びそれに関連する堆積、パターンリソグラフィ、エッチング及びクリーニングは要求される。
【０００３】
デュアルダマシンプロセスは、銅又はコバルト層などの金属導体層の上にある低−ｋ誘電体層上に、典型的にはチタン又は窒化チタン（ＴｉＮ）であるフォトレジストマスクを形成することを含む。次いで、フォトレジストマスクで保護されていない領域において低−ｋ誘電体層をエッチングして、金属導体層を露出させるビア及び／又はトレンチを形成する。デュアルダマシン構造として一般に知られているビア及びトレンチは、通常、２つのリソグラフィ工程を使用して画定される。次いで、導電材料をビア及び／又はトレンチに堆積させて相互接続を形成する前に、フォトレジストマスクを低ｋ−誘電体層から除去する。相互接続パターン形成ウエハ製造のハードマスクスキームアプローチにより、最も厳密な最適寸法制御でパターンを下層に転写することができる。
【０００４】
これらのタイプの金属ハードマスクを基材から撤去し又は除去するための組成物は開発されてきた。従来の腐食防止剤を含む一般に使用されているマスク除去剤は、金属表面への吸収により、銅又はコバルトの下層金属層を汚染する可能性があることが観察されている。これらの汚染物質は、基材上に存在する化学元素のエッチング残渣とともに除去するのがしばしば困難である。希フッ化水素酸（ＤＨＦ）などのクリーニング成分による後処理工程を使用して、汚染物質を除去することができる。これらの汚染物質が後処理クリーニングで適切に除去されなければ、製造された構成部品の拒絶率は、ウエハ許容テストで決定されるときに、容認できないほどの高さを維持する。しかしながら、汚染物質を除去するためのＤＨＦなどの化学薬品による追加の後処理工程は、集積回路基板の製造に対して、より多くのコスト及び複雑さをもたらす。したがって、必要とされているものは、下層にある誘電体材料を損傷したり又は金属材料を腐食したりせず、そしてＤＨＦで追加の後処理クリーニングを必要とするコバルト及び銅材料上の残渣を残さないハードマスク除去剤である。
【発明の概要】
【０００５】
発明の簡単な要旨
本発明は、窒化チタン及びフォトレジストエッチング残渣材料の少なくとも一方を、それらを上に有するマイクロエレクトロニクスデバイスの表面から選択的に除去するための組成物、方法及びシステムを提供する。第一の態様において、組成物は酸化剤、溶媒、エッチング剤、アンモニウム塩、金属腐食防止剤、場合によりフッ化物源、及び、場合により弱酸を含み、該組成物はｐＨが５．５〜１４の範囲にある。別の態様において、単独で及び１つ以上の他の態様との任意の組み合わせにおいて、金属腐食防止剤は１，２，４−トリアゾール（ＴＡＺ）、ベンゾトリアゾール（ＢＺＴ）、メチル−１Ｈ−ベンゾトリアゾール、トリルトリアゾール（ＴＴＬ）、２−アミノベンゾチアゾール、ベンズイミダゾール、２−メルカプト−５−メチルベンズイミダゾール、８−ヒドロキシキノリン、１−チオグリセロール、アスコルビン酸、ピラゾール、ソルビトール、マルチトール、マンニトール、テオフィリン、カフェイン、ポリエチレングリコール、ポリ（プロピレングリコール）、トリトンＸ−１００、サーフィノール−４８５、尿酸、デカン酸、１１−メルカプトウンデカン酸（ＭＵＤＡ）、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムｐ−トルエンスルホネート（ＣＴＡＴ）、ヘキシルアミン、３，４−ジアミノトルエン、ｐ−アニシジン、４−メチル−ｏ−フェニレンジアミン、４−ニトロアニリン、４−カルボキシ−ｏ−フェニレンジアミン、８−アミノキノリン、５−アミノ−２−ベンズイミダゾリノン、Ｎ，Ｎ−ジメチル−ｐ−フェニレンジアミン及びそれらの組み合わせから選ばれ、又は、金属腐食防止剤はソルビトール、マルチトール、マンニトール、テオフィリン、トリルトリアゾール（ＴＴＬ）、１１−メルカプトウンデカン酸（ＭＵＤＡ）、ポリ（プロピレングリコール）（ＰＥＧ４００）、トリトンＸ−１００、３，４−ジアミノトルエン、ｐ−アニシジン、４−メチル−ｏ−フェニレンジアミン、４−ニトロアニリン、４−カルボキシ−ｏ−フェニレンジアミン、８−アミノキノリン、５−アミノ−２−ベンズイミダゾリノン及びそれらの組み合わせから選ばれ、又は、金属腐食防止剤はテオフィリン、ソルビトール、マルチトール、トリルトリアゾール（ＴＴＬ）、３，４−ジアミノトルエン、１１−メルカプトウンデカン酸（ＭＵＤＡ）、ｐ−アニシジン、４−メチル−ｏ−フェニレンジアミン、４−ニトロアニリン、４−カルボキシ−ｏ−フェニレンジアミン、８−アミノキノリン、５−アミノ−２−ベンズイミダゾリノン及びそれらの組み合わせから選ばれ、又は、金属腐食防止剤はテオフィリン、ソルビトール、マルチトール、３，４−ジアミノトルエン、１１−メルカプトウンデカン酸（ＭＵＤＡ）、ｐ−アニシジン、４−メチル−ｏ−フェニレンジアミン、４−ニトロアニリン、４−カルボキシ−ｏ−フェニレンジアミン、８−アミノキノリン、５−アミノ−２−ベンズイミダゾリノン及びそれらの組み合わせから選ばれ、又は、金属腐食防止剤はテオフィリン又はソルビトール及びそれらの組み合わせから選ばれる。
【０００６】
別の態様において、単独で又は他の態様の任意の幾つか又は全てとの組み合わせで、エッチング剤は、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＥＡＨ）、トリメチルフェニルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＰＡＨ）、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）、テトラプロピルアンモニウムヒドロキシド（ＴＰＡＨ）、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＢＡＨ）、水酸化コリン、水酸化アンモニウム、ベンジルトリエチルアンモニウムヒドロキシド（ＢＴＥＡＨ）、テトラブチルホスホニウムヒドロキシド（ＴＢＰＨ）、（２−ヒドロキシエチル）トリメチルアンモニウムヒドロキシド、（２−ヒドロキシエチル）トリエチルアンモニウムヒドロキシド、（２−ヒドロキシエチル）トリプロピルアンモニウムヒドロキシド、（１−ヒドロキシプロピル）トリメチルアンモニウムヒドロキシド、エチルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、ジエチルジメチルアンモニウムヒドロキシド（ＤＥＤＭＡＨ）、ジメチルジプロピルアンモニウムヒドロキシド、ジエチレントリアミン、モノエタノールアミン、１，８−ジアザビシクロ（５．４．０）ウンデス−７−エン、トリエタノールアミン、１−アミノ−２−プロパノール、３−モルホリノプロピルアミン、１−（２−アミノエチル）ピペラジン、Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）-エチレンジアミン、２−（メチルアミノ）エタノール及びそれらの組み合わせから選ばれ、又は、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＥＡＨ）、水酸化コリン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）、トリメチルフェニルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＰＡＨ）、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＢＡＨ）、エチルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、水酸化アンモニウム、１，８−ジアザビシクロ（５．４．０）ウンデス−７−エン、１−（２−アミノエチル）ピペラジン及びそれらの組み合わせから選ばれ、又は、エッチング剤は１，８−ジアザビシクロ（５．４．０）ウンデス−７−エン、１−（２−アミノエチル）ピペラジン及びそれらの組み合わせから選ばれる。
【０００７】
別の態様において、単独で又は他の態様の任意の幾つか又は全てとの組み合わせで、組成物は酸化安定剤を含み、及び/又は、酸化安定剤はグリシン、セリン、プロリン、ロイシン、アラニン、アスパラギン、アスパラギン酸、グルタミン、グルタミン酸、バリン、リジン及びシスチン、ニトリロ三酢酸（ＮＴＡ）、イミノ二酢酸（ＩＤＡ）、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、（１，２−シクロヘキシレンジニトリロ）四酢酸（ＣＤＴＡ）、尿酸、テトラグリム、ジエチレントリアミン五酢酸（ＤＴＰＡ）、プロピレンジアミン−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−四酢酸、エチレンジアミン二コハク酸（ＥＤＤＳ）、スルファニルアミド、１，４，７，１０−テトラアザシクロドデカン−１，４，７，１０−四酢酸、エチレングリコール四酢酸（ＥＧＴＡ）、１，２−ビス（ｏ−アミノフェノキシ）エタン−Ｎ，Ｎ，Ｎ'，Ｎ'−四酢酸、Ｎ−２−ビス（カルボキシメチル）アミノエチル−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）グリシン（ＨＥＤＴＡ）及びエチレンジアミン−Ｎ，Ｎ'−ビス（２−ヒドロキシフェニル酢酸）（ＥＤＤＨＡ）、１，３−ジアミノプロパン−Ｎ，Ｎ，Ｎ'，Ｎ'−四酢酸、グルコン酸、Ｎ，Ｎ，Ｎ'，Ｎ'−エチレンジアミンテトラキス（メチレンホスホン酸）（ＥＤＴＭＰ）、ジエチレントリアミンペンタ（メチレンホスホン酸）（ＥＴＤＭＰ）、ニトリロトリス（メチレン）トリホスホン酸（ＡＴＭＰ）、酒石酸、３，４−ジヒドロキシ安息香酸、サリチル酸、８−ヒドロキシキノリン（８−ＨＱ）、エチドロン酸（ＨＥＤＰ）、１，３−プロパンジアミン−Ｎ，Ｎ，Ｎ'，Ｎ'−四酢酸、トリエチレンテトラミン六酢酸（ＴＴＨＡ）、ピコリン酸及びそれらの組み合わせから選ばれ、又は、酸化安定剤はグリシン、セリン、プロリン、ロイシン、アラニン、アスパラギン、アスパラギン酸、グルタミン、グルタミン酸、バリン、リジン及びシスチン、ニトリロ三酢酸（ＮＴＡ）、イミノ二酢酸（ＩＤＡ）、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、（１，２−シクロヘキシレンジニトリロ）四酢酸（ＣＤＴＡ）、グルコン酸、Ｎ−２−ビス（カルボキシメチル）アミノエチル−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）グリシン（ＨＥＤＴＡ）、ニトリロトリス（メチレン）トリホスホン酸（ＡＴＭＰ）、酒石酸、３，４−ジヒドロキシ安息香酸、サリチル酸、８−ヒドロキシキノリン（８−ＨＱ）、エチドロン酸（ＨＥＤＰ）及びそれらの組み合わせから選ばれる。
【０００８】
別の態様において、単独で又は他の態様の任意の幾つか又は全てとの組み合わせで、組成物は弱酸を含む。弱酸はクエン酸、シュウ酸、マロン酸、乳酸、アジピン酸、酢酸、メタンスルホン酸、ｐ−トルエンスルホン酸及びそれらの組み合わせから選ぶことができる。
【０００９】
別の態様において、単独で又は他の態様の任意の幾つか又は全てとの組み合わせで、組成物は酸化剤を含み、該酸化剤は過酸化水素、過硫酸アンモニウム、過酢酸、ペルオキシ安息香酸、オキソン（２ＫＨＳＯ5.ＫＨＳＯ4.Ｋ2ＳＯ4）、ｎ−メチルモルホリンオキシド（ＮＭＭＯ又はＮＭＯ）、過酸化ベンゾイル、テトラブチルアンモニウムペルオキシモノスルフェート、塩化第二鉄、過マンガン酸塩、ペルオキソホウ酸塩、過ヨウ素酸、ヨウ素酸、酸化バナジウム（Ｖ）、酸化バナジウム（ＩＶ，Ｖ）、アンモニウムバナジン酸塩、過塩素酸塩、過硫酸塩、ペルオキシ二硫酸アンモニウム、過酢酸、尿素ヒドロペルオキシド、硝酸（ＨＮＯ3）、次亜塩素酸アンモニウム（ＮＨ4ＣｌＯ）、タングステン酸アンモニウム（（ＮＨ4）10Ｈ2（Ｗ2Ｏ7））、亜塩素酸アンモニウム（ＮＨ4ＣｌＯ2）、塩素酸アンモニウム（ＮＨ4ＣｌＯ3）、ヨウ素酸アンモニウム（ＮＨ4ＩＯ3）、過ホウ酸アンモニウム（ＮＨ4ＢＯ3）、過塩素酸アンモニウム（ＮＨ4ＣｌＯ4）、過ヨウ素酸アンモニウム（ＮＨ4ＩＯ3）、過硫酸アンモニウム（（ＮＨ4）2Ｓ2Ｏ8）、亜塩素酸テトラメチルアンモニウム（（Ｎ（ＣＨ3）4）ＣｌＯ2）、塩素酸テトラメチルアンモニウム（（Ｎ（ＣＨ3）4）ＣｌＯ3）、ヨウ素酸テトラメチルアンモニウム（（Ｎ（ＣＨ3）4）ＩＯ3）、過ホウ酸テトラメチルアンモニウム（（Ｎ（ＣＨ3）4）ＢＯ3）、過塩素酸テトラメチルアンモニウム（（Ｎ（ＣＨ3）4）ＣｌＯ4）、過ヨウ素酸テトラメチルアンモニウム（（Ｎ（ＣＨ3）4）ＩＯ4）、過硫酸テトラメチルアンモニウム（（Ｎ（ＣＨ3）4））Ｓ2Ｏ8）、（（ＣＯ（ＮＨ2）2）Ｈ2Ｏ2）、過酢酸（ＣＨ（ＣＯ）ＯＯＨ）及びそれらの組み合わせから選ばれる。
【００１０】
別の態様において、単独で又は他の態様の任意の幾つか又は全てとの組み合わせで、組成物中のアンモニウム塩は、クエン酸トリアンモニウム、酢酸アンモニウム、マロン酸アンモニウム、アジピン酸アンモニウム、乳酸アンモニウム、イミノ二酢酸アンモニウム、塩化アンモニウム、臭化アンモニウム、硫酸アンモニウム、シュウ酸アンモニウム、乳酸アンモニウム、酒石酸アンモニウム、三塩基性クエン酸アンモニウム、酢酸アンモニウム、カルバミン酸アンモニウム、炭酸アンモニウム、安息香酸アンモニウム、ＥＤＴＡテトラアンモニウム、エチレンジアミン四酢酸二アンモニウム塩、コハク酸アンモニウム、ギ酸アンモニウム、１−Ｈ−ピラゾール−３−カルボン酸アンモニウム及びそれらの組み合わせから選ばれ、又は、アンモニウム塩は、三塩基性クエン酸アンモニウム、酢酸アンモニウム、ＥＤＴＡテトラアンモニウム、エチレンジアミン四酢酸二アンモニウム塩、塩化アンモニウム、臭化アンモニウム及びそれらの組み合わせから選ぶことができる。
【００１１】
別の態様において、単独で又は他の態様の任意の幾つか又は全てとの組み合わせで、組成物中の溶媒は、水及び／又は１種以上の非水性溶媒を含み、該非水性溶媒はスルホラン、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、ジメチルスルホン（ＤＭＳＯ2）、ＤＭＡＣ、ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、ジエチレングリコールブチルエーテル、プロピレングリコール、エチレングリコール、ジプロピレングリコールメチルエーテル、トリプロピレングリコールメチルエーテル及びそれらの組み合わせから選ばれる。
【００１２】
別の態様において、単独で又は他の態様の任意の幾つか又は全てとの組み合わせで、組成物は、Ｈ2ＺｒＦ6、Ｈ2ＴｉＦ6、ＨＰＦ6、ＨＦ、フッ化アンモニウム、テトラフルオロホウ酸、ヘキサフルオロケイ酸、テトラフルオロホウ酸テトラブチルアンモニウム（ＴＢＡ−ＢＦ4）、ヘキサフルオロケイ酸アンモニウム、ヘキサフルオロチタン酸アンモニウム、重フッ化アンモニウム（ＮＨ4ＨＦ2）及びテトラメチルアンモニウムフロリド（ＴＭＡＦ）及びそれらの組み合わせから選ばれるフッ化物源を含む。
【００１３】
別の態様において、単独で又は他の態様の任意の幾つか又は全てとの組み合わせで、組成物は、１〜３０ｗｔ％の酸化剤、５０ｐｐｍ〜１５ｗｔ％のエッチング剤、１０ｐｐｍ〜３ｗｔ％のアンモニウム塩、及び、少なくとも４５ｗｔ％の溶媒を含む。別の態様において、単独で又は他の態様の任意の幾つか又は全てとの組み合わせで、本発明のクリーニング組成物は、（ａ）少なくとも５ｗｔ％の溶媒、少なくとも０．５ｗｔ％のエッチング剤、少なくとも０．１ｗｔ％のアンモニウム塩、少なくとも０．１ｗｔ％の酸化安定剤及び少なくとも０．０００１ｗｔ％の金属腐食防止剤を含む濃縮組成物、（ｂ）濃縮組成物対溶媒の比が少なくとも１：１００で存在する希釈用溶媒、及び、（ｃ）クリーニング組成物の少なくとも１ｗｔ％である酸化剤を含む。
【００１４】
別の態様において、単独で又は他の態様の任意の幾つか又は全てとの組み合わせで、組成物は、ＨＥＤＴＡ、１，３−ジアミノプロパン−Ｎ，Ｎ，Ｎ'，Ｎ'−四酢酸又はグルコン酸から選ばれる酸化安定剤を含む。
【００１５】
別の態様において、単独で又は他の態様の任意の幾つか又は全てとの組み合わせで、窒化チタン及びフォトレジストエッチング残渣材料の少なくとも一方を、それらを上に有するマイクロエレクトロニクスデバイスの表面から選択的に除去するためのクリーニング組成物は提供され、ここで、前記クリーニング組成物は（ａ）０．１〜３０ｗｔ％のエッチング剤、０〜５ｗｔ％の酸化安定剤／キレート剤、１００ｐｐｍ〜８ｗｔ％のアンモニウム塩、０．１ｐｐｍ〜５ｗｔ％の腐食防止剤、３４〜９９．５ｗｔ％の溶媒、０〜８ｗｔ％のフッ化物源及び０〜１０％の弱酸を含む濃縮組成物、及び、（ｂ）９９：１〜１：９９の質量比で濃縮組成物と組み合わされる酸化剤を含む。
【００１６】
別の態様において、単独で又は他の態様の任意の幾つか又は全てとの組み合わせで、本発明は、窒化チタン及びフォトレジストエッチング残渣材料の少なくとも一方を、それらを上に有するマイクロエレクトロニクスデバイスの表面から選択的に除去するためのクリーニング組成物を提供し、ここで、前記クリーニング組成物は、（ａ）０．１〜３０ｗｔ％のエッチング剤、０〜５ｗｔ％の酸化安定剤／キレート剤、１００ｐｐｍ〜８ｗｔ％のアンモニウム塩、０．１ｐｐｍ〜５ｗｔ％の腐食防止剤、３４〜９９．５ｗｔ％の溶媒、０〜８ｗｔ％のフッ化物源及び０〜１０％の弱酸を含む濃縮組成物、（ｂ）希釈組成物を製造するための、濃縮組成物対溶媒の質量比が１００：１〜１：１００で濃縮組成物に添加される希釈用溶媒、及び、（ｃ）９９：１〜１：９９の質量比で希釈組成物と組み合わせられる酸化剤を含む。
【００１７】
別の態様において、単独で又は他の態様の任意の幾つか又は全てとの組み合わせで、本発明は、マイクロエレクトロニクスデバイスの表面から窒化チタンを選択的に除去するためのシステムであって、窒化チタン及びＣｕ、Ｃｏ、低ｋ−誘電体材料及びそれらの組み合わせから選ばれる第二の材料を含む半導体デバイス、及び、窒化チタンを選択的に除去するための本発明のいずれかの組成物を含み、前記窒化チタン及び第二の材料は前記組成物と直接的に接触される、システムを提供する。
【００１８】
別の態様において、単独で又は他の態様の任意の幾つか又は全てとの組み合わせで、本発明は、窒化チタンを選択的に除去する方法であって、窒化チタン及びＣｕ、Ｃｏ、低ｋ−誘電体材料から選ばれる第二の材料を含む半導体デバイスを提供すること、前記半導体デバイスを本明細書に開示のいずれかの組成物と接触させること、及び、窒化チタンを選択的に除去することの工程を含む方法は提供する。
【００１９】
別の態様において、単独で又は他の態様の任意の幾つか又は全てとの組み合わせで、溶媒、エッチング剤、アンモニウム塩、金属腐食防止剤を含み、場合により酸化安定剤、場合によりフッ化物源及び場合により弱酸を含む濃縮組成物を調製すること、該濃縮組成物を溶媒で希釈して希釈組成物を形成すること、及び、該希釈組成物を酸化剤と混合してクリーニング組成物を形成することの工程を含む方法は提供され、該方法は、半導体デバイスを前記クリーニング組成物と接触させる工程をさらに含むことができ、その結果、半導体デバイスから窒化チタンは選択的に除去される。
【００２０】
別の態様において、単独で又は他の態様の任意の幾つか又は全てとの組み合わせで、窒化チタン及びフォトレジストエッチング残渣材料の少なくとも一方を、それらを上に有するマイクロエレクトロニクスデバイスの表面から選択的に除去するためのクリーニング組成物は提供され、前記クリーニング組成物は（ａ）少なくとも５ｗｔ％の溶媒、少なくとも０．１ｗｔ％のエッチング剤、少なくとも０．０１ｗｔ％のアンモニウム塩、少なくとも５０ｐｐｍの酸化安定剤及び少なくとも０．１ｐｐｍの金属腐食防止剤を含む濃縮組成物、及び、（ｂ）クリーニング組成物の少なくとも１ｗｔ％である酸化剤を含む。
【００２１】
上記の態様と組み合わせることができる追加の態様は本明細書に記載されている。本明細書において、ＰＶＤ ＴｉＮハードマスク及び／又はプラズマエッチングプロセスからのあらゆる残渣を部分的又は完全に除去するクリーニング組成物、方法及びシステムは開示されている。さらに、本発明のクリーニング組成物、方法及びシステムの幾つかは、クリーニング組成物と接触した後にデバイス又はウエハ上に残渣を残さず又は限定された残渣を残すという利点を提供する。本発明の方法において、低減又は限定された残渣により、希ＨＦなどの化学物質による後続のクリーニングの必要性を排除することができる。クリーニング組成物との接触後に、ウエハ又はデバイスを、化学物質を含まないＤＩＷで濯いで、ウエハ表面に残るあらゆる残渣を除去し、そして乾燥することができる。幾つかの実施形態において、該方法は、ウエハ又はデバイスを本発明のクリーニング組成物と接触させる工程の後に、ウエハを希ＨＦと接触させる工程を含まなくてよい。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
幾つかの図面の簡単な説明
【図１】図１は、テオフィリン、ベンゾトリアゾール（ＢＺＴ）及びピラゾールのうちの１つを含む組成物中で処理したＣｕブランケットウエハのＸ線光電子分光法（ＸＰＳ）試験の結果を示すグラフである。
【００２３】
【図２】図２は、テオフィリン、ベンゾトリアゾール（ＢＺＴ）及びピラゾールのうちの１つを含む組成物中で処理したＣｏブランケットウエハのＸＰＳ試験の結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
発明の詳細な説明
以下の詳細な説明は、好ましい例示的な実施形態を提供するのみであり、本発明の範囲、適用可能性又は構成を限定することを意図するものではない。むしろ、好ましい例示的な実施形態の以下の詳細な説明は、本発明の好ましい例示的な実施形態を実施するための実施可能な説明を当業者に提供するであろう。添付の特許請求の範囲に記載されているように、本発明の主旨及び範囲から逸脱することなく、要素の機能及び構成に様々な変更を加えることができる。
【００２５】
本明細書に引用される刊行物、特許出願及び特許を含むすべての参考文献は、各参考文献が個別にかつ具体的に参照により取り込まれることが示され、その全体が本明細書に示されるのと同程度に参照により取り込まれる。
【００２６】
本発明を説明する関係において（特に以下の特許請求の範囲の関係において）、用語「ａ」及び「ａｎ」及び「ｔｈｅ」及び類似の指示対象の使用は、本明細書中に別のことが指示され又は文脈的に明らかに矛盾する場合を除いて、単数及び複数の両方を網羅するように解釈されるものとする。用語「含む（comprising）」、「有する（having）」、「含む(including)」及び「含む（containing）」は、特に断りのない限り、無制限の用語（つまり、「含むが、これに限定されない」という意味）として解釈されるが、「から本質的になる」及び「からなる」の部分的に限定され又は限定された用語を包含する。本明細書での値の範囲の列挙は、本明細書で特に明記しない限り、範囲内に含まれる各個別の値を個別に参照する簡略な方法として機能することを意図しているだけであり、各個別の値は、本明細書に個別に記載されているかのように明細書に取り込まれる。本明細書に記載される全ての方法は、本明細書で特に明記しない限り又は文脈的に明らかに矛盾しない限り、いかなる適切な順序で実行してもよい。本明細書で提供されるありとあらゆる例、又は例示的な用語（例えば、「など」）の使用は、本発明をより良く説明することのみを意図しており、特に特許請求されない限り、本発明の範囲を限定するものではない。明細書中の用語は、特許請求されていない要素を本発明の実施に必須であることを示すものとして解釈されるべきではない。すべての百分率は質量百分率であり、すべての質量百分率は組成物の総質量に基づく（場合により行うその濃縮及び／又は希釈前のもの）。「１つ以上」の言及には、「２つ以上」及び「３つ以上」などを含む。
【００２７】
本発明の好ましい実施形態は本明細書に記載されている。これらの好ましい実施形態の変形形態は、前述の説明を読めば、当業者には明らかになるであろう。本発明の発明者は、当業者がそのような変形形態を適切なものとして使用することを期待し、本発明の発明者は、本発明が本明細書に具体的に記載されている以外の方法で実施されることを意図している。したがって、本発明は、適用法で許可されるように、本明細書に添付された特許請求の範囲に記載された主題のすべての変更形態及び均等形態を包含する。さらに、そのすべての可能な変形形態における上述の要素の任意の組み合わせは、本明細書で特に明記しない限り、又は文脈的に明らかに矛盾しない限り、本発明に含まれる。
【００２８】
参照しやすいように、「マイクロエレクトロニクスデバイス」は半導体基材又はウエハ、フラットパネルディスプレイ、相変化メモリデバイス、ソーラーパネル、及び、ソーラー基材、光起電力システム及びマイクロエレクトロメカニカルシステム（ＭＥＭＳ）であって、マイクロエレクトロニクス、集積回路又はコンピュータチップ用途における使用のために製造されたものを含む他の製品に対応する。ソーラー基材としては、限定するわけではないが、シリコン、アモルファスシリコン、多結晶シリコン、単結晶シリコン、ＣｄＴｅ、セレン化銅インジウム、硫化銅インジウム、及び、ガリウム上のヒ化ガリウムが挙げられる。ソーラー基材は、ドープされていても又はドープされていなくてもよい。用語「マイクロエレクトロニクスデバイス」又は「半導体基材」は、決して限定することを意図するものでなく、最終的にマイクロエレクトロニクスデバイス又はマイクロエレクトロニクスアセンブリになるいかなる基材をも含むことを理解されたい。
【００２９】
本明細書で定義されるように、「低−ｋ誘電体材料」は、層状マイクロエレクトロニクスデバイスにおいて誘電体材料として使用される任意の材料に対応し、該材料は約３．５未満の誘電率を有する。好ましくは、低−ｋ誘電体材料としては、ケイ素含有有機ポリマー、ケイ素含有ハイブリッド有機／無機材料、オルガノシリケートガラス（ＯＳＧ）、ＴＥＯＳ、フッ化シリケートガラス（ＦＳＧ）、二酸化ケイ素及び炭素ドープされた酸化物（ＣＤＯ）ガラスなどの低極性材料が挙げられる。低ｋ−誘電体材料は様々な密度及び様々な多孔度を有することができることを理解されたい。
【００３０】
本明細書で定義されるように、用語「バリア材料」は、金属線、例えば銅相互接続を封止し、そして前記金属、例えば銅の誘電材料への拡散を最小限に抑えるための、当該技術分野で使用される任意の材料に対応する。好ましいバリア層材料としては、タンタル、チタン、ルテニウム、ハフニウム及び他の耐火性金属ならびにそれらの窒化物及びケイ化物が挙げられる。
【００３１】
「含まない（free of）」は１ｐｐｂ未満を意味する。本明細書に使用されるときに、「約」は、記載された値の±５％に対応することが意図されている。
【００３２】
本明細書に開示されるのは、ＴｉＮハードマスク除去用であり、幾つかの実施形態において、集積回路保有ウエハ上での物理蒸着（ＰＶＤ）ＴｉＮハードマスク除去又はエッチング（本明細書中で「除去」及び「エッチング」は交換可能に使用される）用の化学ストリッパのクリーニング組成物である。ＰＶＤＴｉＮハードマスクを使用して、プラズマエッチング中に微細な特徴部を制御する。適切なストリッパ／クリーニング化学物質は、ＰＶＤ ＴｉＮハードマスク、ならびに、プラズマエッチングプロセスからの残渣を撤去し又は完全に除去することができなければならない。
【００３３】
本明細書に開示されるクリーニング組成物（ハードマスクリムーバ）は、好ましくは、エッチング剤（塩基とも呼ばれる）、酸化剤、場合により存在する酸化安定剤（キレータ又はキレート剤とも呼ばれる）、アンモニウム塩、腐食防止剤及び溶媒を含む。クリーニング組成物は、フッ化物源又は弱酸などの他の場合により存在する添加剤を含んでもよい。クリーニング組成物のｐＨは５．５より高いことが好ましく、より好ましくは５．５〜１４、さらにより好ましくは６〜１３である。他の実施形態において、クリーニング組成物のｐＨは７より大きく、又は、７〜１４、又は７〜１２、又は８〜１１であることができる。クリーニング組成物は、好ましくは、ジメチルスルホキシド及び／又はテトラメチルアンモニウムヒドロキシドを含まない。
【００３４】
本発明の組成物は３種の組成物：「クリーニング組成物」、「希釈組成物」及び「濃縮組成物」を含む。「クリーニング組成物」は、上記のすべての成分で調製され、基材又はデバイスをクリーニングするために使用される。クリーニング組成物を作製する前に、濃縮組成物を作製することができる。「濃縮組成物」は、濃縮組成物が最低限で酸化剤を含まないことを除いて、クリーニング組成物の同じ成分を含む。濃縮組成物はまた、クリーニング組成物中に存在する溶媒の全て又は一部を含まなくてもよい。濃縮組成物は、溶媒（水であることができる）の添加で希釈されると、「希釈組成物」と呼ばれるものを形成する。クリーニング組成物は、酸化剤又は溶媒溶液中の酸化剤を希釈剤組成物に添加することにより作製することができる。別の実施形態において、クリーニング組成物は、酸化剤又は溶媒溶液中の酸化剤を濃縮組成物に添加することにより作製することができる。 用語「酸化剤」は、ニートの酸化剤及び／又は溶媒中の酸化剤の両方を指す。１つの実施形態において、酸化剤は単一工程で濃縮組成物に添加されて、本発明のクリーニング組成物を形成する。別の実施形態において、クリーニング組成物は、濃縮組成物に溶媒を添加することにより「希釈組成物」を形成し、次いで、希釈組成物に酸化剤（ニート又は溶媒溶液中で）を添加する別の工程を行う多段階プロセスで形成されうる。さらに他の実施形態において、所望ならば、１つ以上の追加の希釈工程を使用して、各工程で溶媒（同じ又は異なる溶媒）を加えて、本発明のクリーニング組成物を作製することができる。さらに他の実施形態において、濃縮組成物への酸化剤の添加に続いて１つ以上の希釈工程を行って、又は、濃縮組成物に単一工程で高度に希釈された酸化剤を添加して、本発明のクリーニング組成物を作製することができる。濃縮組成物からクリーニング組成物を作製する好ましい二工程法を以下に説明する。しかしながら、クリーニング組成物を作製するすぐ上に記載の他の方法は、本発明により考えられる。
【００３５】
典型的には、限定するわけではないが、濃縮組成物に添加される（希釈組成物を作製ための）溶媒は水である。典型的には、限定するわけではないが、酸化剤は、水溶液としての濃縮組成物又は希釈組成物に添加されて、本発明のクリーニング組成物を作製する。現場で溶媒（水）にて希釈され、及び／又は、酸化剤も現場で（好ましくは使用場所で）添加される、濃縮組成物を販売又は出荷することは本発明により考えられる。
【００３６】
濃縮組成物は、溶媒（脱イオン水）で、好ましくは１００：１〜１：１００（濃縮組成物：溶媒（水））の質量比で希釈されてよく（又は希釈されなくてよく）、より好ましくは、溶媒で希釈されるならば、３０：１〜１：３０（濃縮組成物：溶媒（水））、最も好ましくは、溶媒で希釈されるならば、１：１〜１：２０（濃縮組成物：溶媒（水））で希釈されて、希釈組成物を作製し、それに対して、酸化剤を別の工程で添加して、クリーニング組成物を作製する。使用前に、希釈組成物（又は濃縮組成物）は酸化剤と混合される。好ましくは、希釈組成物（又は濃縮組成物）を酸化剤と９９：１〜１：９９の質量比で混合して、本発明のクリーニング組成物を作製する。より好ましくは、希釈組成物（又は濃縮組成物）を酸化剤と５：９５〜９５：５の質量比で混合して、本発明のクリーニング組成物を作製する。最も好ましくは、希釈組成物（又は濃縮組成物）を酸化剤と５：９５〜８０：２０の質量比で混合して、本発明のクリーニング組成物を作製する。多くの実施形態において、酸化剤は市販の３０％Ｈ2Ｏ2溶液である。次いで、ウエハデバイスは、所望の温度で、所望の時間、酸化剤を含む本発明のクリーニング組成物に暴露されうる。続いて、ウエハ又は他のデバイスを本発明のクリーニング組成物から取り出し、脱イオン水ですすぎ、窒素ガスへの暴露により乾燥させる。本明細書に記載されるクリーニング組成物は、クリーニング組成物が一度使用され、その後に、廃棄に向けられることによりシステムから除去される「排液モード」プロセスで使用されると考えられる。幾つかの実施形態において、酸化安定剤は任意成分であることに留意されたい。酸化安定剤は、特に排液モードで使用されるときに、クリーニング組成物の安定性に限定的な影響を与えることがあり、したがって、幾つかの実施形態において、組成物は場合により酸化安定剤を含むか、又は、含まなくてもよい。場合により、本明細書に記載のクリーニング組成物は循環モードシステムで使用することができ、ここで、ウエハ又はデバイス上で使用した後に、組成物は追加のウエハ又はデバイスの処理のためにリサイクルされる。循環モードシステムにおいて、溶媒及び酸化剤以外のクリーニング組成物の成分は、好ましくは、排液モードシステムで必要とされるよりも高い濃度で提供される。
【００３７】
エッチング剤
【００３８】
組成物中に使用されるエッチング剤としては、限定するわけではないが、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＥＡＨ）、トリメチルフェニルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＰＡＨ）、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）、テトラプロピルアンモニウムヒドロキシド（ＴＰＡＨ）、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＢＡＨ）、水酸化コリン、水酸化アンモニウム、ベンジルトリエチルアンモニウムヒドロキシド（ＢＴＥＡＨ）、テトラブチルホスホニウムヒドロキシド（ＴＢＰＨ）、（２−ヒドロキシエチル）トリメチルアンモニウムヒドロキシド、（２−ヒドロキシエチル）トリエチルアンモニウムヒドロキシド、（２−ヒドロキシエチル）トリプロピルアンモニウムヒドロキシド、（１−ヒドロキシプロピル）トリメチルアンモニウムヒドロキシド、エチルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、ジエチルジメチルアンモニウムヒドロキシド（ＤＥＤＭＡＨ）、ジメチルジプロピルアンモニウムヒドロキシド、ジエチレントリアミン、モノエタノールアミン、１，８−ジアザビシクロ（５．４．０）ウンデス−７−エン、トリエタノールアミン、１−アミノ−２−プロパノール、３−モルホリノプロピルアミン、１−（２−アミノエチル）ピペラジン、Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）エチレンジアミン又は２−（メチルアミノ）エタノール及びそれらの組み合わせを挙げることができる。エッチング剤は混合テトラアルキルアンモニウムヒドロキシドを含んでもよく、ここで、アルキルアンモニウムカチオンは、少なくとも２つの異なる鎖長のアルキル基を含む。エッチング剤は、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＥＡＨ）、水酸化コリン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）、トリメチルフェニルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＰＡＨ）、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＢＡＨ）、エチルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、水酸化アンモニウム、１，８−ジアザビシクロ（５．４．０）ウンデス−７−エン、１−（２−アミノエチル）ピペラジン及びそれらの組み合わせを含むことができる。好ましいエッチング剤は、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＥＡＨ）、水酸化コリン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）、トリメチルフェニルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＰＡＨ）、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＢＡＨ）、１，８−ジアザビシクロ（５．４．０）ウンデス−７−エンを含むことができる。
【００３９】
エッチング剤は、好ましくは濃縮組成物の０．１〜３０ｗｔ％、より好ましくは０．５〜２５ｗｔ％、最も好ましくは１〜２０ｗｔ％を構成する。
【００４０】
腐食防止剤
【００４１】
クリーニング組成物は、好ましくは、銅及びコバルトなどの金属基材の損失を最小限に抑えるための腐食防止剤を含む。組成物中に使用できる腐食防止剤の例としては、１，２，４−トリアゾール（ＴＡＺ）、ベンゾトリアゾール（ＢＺＴ）、メチル−１Ｈ−ベンゾトリアゾール及びトリルトリアゾール（ＴＴＬ）、２−アミノベントチアゾール、ベンズイミダゾール、２−メルカプト−５−メチルベンズイミダゾール、８−ヒドロキシキノリン、１−チオグリセロール、アスコルビン酸、ピラゾール、ソルビトール、マルチトール及びマンニトールなどの糖アルコール、テオフィリン、カフェイン、ポリエチレングリコールＭＷ４００（ＰＥＧ４００）、ポリ（プロピレングリコール）、トリトンＸ−１００、Ｅｖｏｎｉｋからのスルフィノール−４５８（surfynol-485）、尿酸、デカン酸、１１−メルカプトウンデカン酸（ＭＵＤＡ）、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムｐ−トルエンスルホネート（ＣＴＡＴ）、ヘキシルアミン及びアニリンタイプの腐食防止剤、例えば３，４−ジアミノトルエン、ｐ−アニシジン、４−メチル−ｏ−フェニレンジアミン、４−ニトロアニリン、４−カルボキシ−ｏ−フェニレンジアミン、８−アミノキノリン、５−アミノ−２−ベンズイミダゾリノン及びＮ，Ｎ−ジメチル−ｐ−フェニレンジアミン及び上記のそれらのいずれかの組み合わせが挙げられる。濃縮組成物中の腐食防止剤の好ましい質量％は使用される特定の腐食防止剤に依存する。例えば、腐食防止剤がテオフィリンであるならば、それは好ましくは濃縮組成物の＞０〜１５質量％、より好ましくは１ｐｐｍ〜５質量％、最も好ましくは５ｐｐｍ〜５質量％を構成する。
【００４２】
腐食防止剤は、ソルビトール、マルチトール、マンニトール、テオフィリン、トリルトリアゾール（ＴＴＬ）、１１−メルカプトウンデカン酸（ＭＵＤＡ）、ポリエチレングリコールＭＷ４００（ＰＥＧ４００）、トリトンＸ−１００、３，４−ジアミノトルエン、ｐ−アニシジン、４−メチル−ｏ−フェニレンジアミン、４−ニトロアニリン、４−カルボキシ−ｏ−フェニレンジアミン、８−アミノキノリン及び５−アミノ−２−ベンズイミダゾリノンを含むことができる。幾つかの実施形態において、腐食防止剤は、ソルビトール、マルチトール、マンニトール、テオフィリン、トリルトリアゾール（ＴＴＬ）、１１−メルカプトウンデカン酸（ＭＵＤＡ）、トリトンＸ−１００、３，４−ジアミノトルエン、ｐ−アニシジン、４−メチル−ｏ−フェニレンジアミン、４−ニトロアニリン、４−カルボキシ−ｏ−フェニレンジアミン、８−アミノキノリン及び５−アミノ−２−ベンズイミダゾリノンを含むことができる。腐食防止剤は、テオフィリン、ソルビトール、マルチトール、トリルトリアゾール（ＴＴＬ）、３，４−ジアミノトルエン、１１−メルカプトウンデカン酸（ＭＵＤＡ）、ポリエチレングリコールＭＷ４００（ＰＥＧ４００）、ｐ−アニシジン、４−メチル−ｏ−フェニレンジアミン、４−ニトロアニリン、４−カルボキシ−ｏ−フェニレンジアミン、８−アミノキノリン及び５−アミノ−２−ベンズイミダゾリノンを含むことができる。幾つかの実施形態において、好ましい腐食防止剤は、テオフィリン、ソルビトール、マルチトール、トリルトリアゾール（ＴＴＬ）、３，４−ジアミノトルエン、１１−メルカプトウンデカン酸（ＭＵＤＡ）、ｐ−アニシジン、４−メチル−ｏ−フェニレンジアミン、４−ニトロアニリン、４−カルボキシ−ｏ−フェニレンジアミン、８−アミノキノリン及び５−アミノ−２−ベンズイミダゾリノンを含むことができる。濃縮組成物は、０、０．００００１、０．０００１、０．００１、０．０１、０．１、１、１．５、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１２、１４及び１５という数字の群から選ばれる始点と終点を有する範囲内の任意の質量％で腐食防止剤を含むことができる。例えば、腐食防止剤は、濃縮組成物の０．００００１〜１５ｗｔ％、又は、０．１〜１０ｗｔ％、又は、１〜８ｗｔ％で濃縮組成物中に存在することができる。
【００４３】
幾つかの実施形態において、組成物は、いかなる組み合わせで上記に列挙されたいかなる腐食防止剤も含まなくてもよい。
【００４４】
アンモニウム塩
【００４５】
本発明のクリーニング組成物は１つ以上のアンモニウム塩を含む。有用なアンモニウム塩の例としては、限定するわけではないが、弱酸のアンモニウム塩を挙げることができ、クエン酸トリアンモニウム、酢酸アンモニウム、マロン酸アンモニウム、アジピン酸アンモニウム、乳酸アンモニウム、イミノ二酢酸アンモニウム、塩化アンモニウム、臭化アンモニウム、フッ化アンモニウム、重フッ化アンモニウム、硫酸アンモニウム、シュウ酸アンモニウム、乳酸アンモニウム、酒石酸アンモニウム、三塩基性クエン酸アンモニウム、酢酸アンモニウム、カルバミン酸アンモニウム、炭酸アンモニウム、安息香酸アンモニウム、ＥＤＴＡテトラアンモニウム、エチレンジアミン四酢酸二アンモニウム塩、コハク酸アンモニウム、ギ酸アンモニウム、１−Ｈ−ピラゾール−３−カルボキン酸アンモニウム及びそれらの組み合わせを挙げることができる。アンモニウム塩は、好ましくは、濃縮組成物の１００ｐｐｍ〜８ｗｔ％、より好ましくは５００ｐｐｍ〜８ｗｔ％、最も好ましくは０．１〜５ｗｔ％を構成する。濃縮組成物は、以下の数値群：０、０．００００１、０．００００５、０．０００１、０．０００５、０．００１、０．００５、０．０１、０.０５、０．１、０．５、１、１．５、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１２、１４、１５、１６、１７、１８、１９及び２０から選ばれる始点及び終点を有する範囲内の任意の質量％で１つ以上のアンモニウム塩を含むことができる。例えば、アンモニウム塩は濃縮組成物の０．０００１〜１５ｗｔ％、又は、０．１〜１０ｗｔ％、又は、１〜８ｗｔ％で組成物中に存在することができる。
【００４６】
アンモニウム塩は、三塩基性クエン酸アンモニウム、酢酸アンモニウム、ＥＤＴＡテトラアンモニウム、エチレンジアミン四酢酸二アンモニウム塩、塩化アンモニウム、臭化アンモニウム、フッ化アンモニウムもしくは重フッ化アンモニウム又はそれらの混合物から選ぶことができる。好ましいアンモニウム塩は、三塩基性クエン酸アンモニウム、エチレンジアミン四酢酸二アンモニウム塩及びフッ化アンモニウムから選ぶことができる。
【００４７】
幾つかの実施形態において、組成物は、いかなる組み合わせで上記に列挙したいかなるアンモニウム塩も含まなくてもよい。
【００４８】
酸化剤
【００４９】
クリーニング組成物は、ＴｉＮハードマスク除去のための酸化剤として過酸化物、例えば過酸化水素を使用する。組成物中に使用される過酸化物としては、限定するわけではないが、ヒドロキシドペルオキシド、過硫酸アンモニウム、過酢酸、ペルオキシ安息香酸、オキソン（２ＫＨＳＯ5.ＫＨＳＯ4.Ｋ2ＳＯ4）、ｎ−メチルモルホリンオキシド（ＮＭＭＯ又はＮＭＯ）、過酸化ベンゾイル、テトラブチルアンモニウムペルオキシモノスルフェート、塩化第二鉄、過マンガン酸塩、ペルオキソホウ酸塩、過ヨウ素酸、ヨウ素酸、酸化バナジウム（Ｖ）、酸化バナジウム（ＩＶ，Ｖ）、バナジン酸アンモニウム、過塩素酸塩、過硫酸塩、ペルオキシ二硫酸アンモニウム、過酢酸、尿素ヒドロペルオキシド、硝酸（ＨＮＯ3）、次亜塩素酸アンモニウム（ＮＨ4ＣｌＯ）、タングステン酸アンモニウム（（ＮＨ4）10Ｈ2（Ｗ2Ｏ7））、亜塩素酸アンモニウム（ＮＨ4ＣｌＯ2）、塩素酸アンモニウム（ＮＨ4ＣｌＯ3）、ヨウ素酸アンモニウム（ＮＨ4ＩＯ3）、過ホウ酸アンモニウム（ＮＨ4ＢＯ3）、過塩素酸アンモニウム（ＮＨ4ＣｌＯ4）、過ヨウ素酸アンモニウム（ＮＨ4ＩＯ3）、過硫酸アンモニウム（（ＮＨ4）2Ｓ2Ｏ8）、亜塩素酸テトラメチルアンモニウム（（Ｎ（ＣＨ3）4）ＣｌＯ2）、塩素酸テトラメチルアンモニウム（（Ｎ（ＣＨ3）4）ＣｌＯ3）、ヨウ素酸テトラメチルアンモニウム（（Ｎ（ＣＨ3）4））ＩＯ3）、過ホウ酸テトラメチルアンモニウム（（Ｎ（ＣＨ3）4）ＢＯ3）、過塩素酸テトラメチルアンモニウム（（Ｎ（ＣＨ3）4）ＣｌＯ4）、過ヨウ素酸テトラメチルアンモニウム（（Ｎ（ＣＨ3）4）ＩＯ4）、過硫酸テトラメチルアンモニウム（（Ｎ（ＣＨ3）4）Ｓ2Ｏ8）、（（ＣＯ（ＮＨ2）2）Ｈ2Ｏ2）、過酢酸（ＣＨ（ＣＯ）ＯＯＨ）及びそれらの組み合わせを挙げることができる。酸化剤は、ニート成分に基づいて、クリーニング組成物の好ましくは１〜３０ｗｔ％、より好ましくは５〜３０ｗｔ％、最も好ましくは６〜２７ｗｔ％を構成する。
【００５０】
酸化剤は、ヒドロキシドペルオキシド、過硫酸アンモニウム、ｎ−メチルモルホリンオキシド（ＮＭＭＯ又はＮＭＯ）、過酸化ベンゾイル、過酢酸及びそれらの組み合わせを含むことができる。好ましい酸化剤は過酸化水素を含む。
【００５１】
組成物は、いかなる組み合わせで上記に列挙したいかなる酸化剤も含まなくてもよい。
【００５２】
酸化安定剤／キレート剤（任意成分）
【００５３】
本発明の組成物は、金属キレート剤などの酸化安定剤も含むことができる。金属キレート剤は、組成物の使用中に組成物中に蓄積する可能性がある微量金属と錯化することにより組成物を安定化し、それにより微量金属が組成物の酸化剤を分解するのを防止する。例えば、銅イオンなどの遊離微量金属カチオンは過酸化水素を酸素及び水へ分解するのを触媒し、組成物のエッチング及びクリーニング性能の低下を経時的に促進する。適切なキレート剤の例としては、限定するわけではないが、グリシン、セリン、プロリン、ロイシン、アラニン、アスパラギン、アスパラギン酸、グルタミン、グルタミン酸、バリン、リジン、シスチン、ニトリロ三酢酸（ＮＴＡ）、イミノ二酢酸（ＩＤＡ）、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、（１，２−シクロヘキシレンジニトリロ）四酢酸（ＣＤＴＡ）、尿酸、テトラグリム、ジエチレントリアミン五酢酸（ＤＴＰＡ）、プロピレンジアミン−Ｎ，Ｎ，Ｎ'，Ｎ'−四酢酸、エチレンジアミン二コハク酸（ＥＤＤＳ）、スルファニルアミド、１，４，７，１０−テトラアザシクロドデカン−１，４，７，１０−四酢酸、エチレングリコール四酢酸（ＥＧＴＡ）、１，２−ビス（ｏ−アミノフェノキシ）エタン−Ｎ，Ｎ，Ｎ'，Ｎ'−四酢酸、Ｎ−２−ビス（カルボキシメチル）アミノエチル−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）グリシン（ＨＥＤＴＡ）及びエチレンジアミン−Ｎ，Ｎ'−ビス（２−ヒドロキシフェニル酢酸）（ＥＤＤＨＡ）、１，３−ジアミノプロパン−Ｎ，Ｎ，Ｎ'，Ｎ'−四酢酸、グルコン酸、Ｎ，Ｎ，Ｎ'，Ｎ'−エチレンジアミンテトラキス（メチレンホスホン酸）（ＥＤＴＭＰ）、ジエチレントリアミンペンタ（メチレンホスホン酸）（ＥＴＤＭＰ）、ニトリロトリス（メチレン）トリホスホン酸（ＡＴＭＰ）、酒石酸、３，４−ジヒドロキシ安息香酸、サリチル酸、８−ヒドロキシキノリン（８−ＨＱ）、エチドロン酸（ＨＥＤＰ）、１，３−プロパンジアミン−Ｎ，Ｎ，Ｎ'，Ｎ'−四酢酸、トリエチレンテトラミン六酢酸（ＴＴＨＡ）、ピコリン酸及びそれらの組み合わせが挙げられる。酸化安定剤は、好ましくは、濃縮組成物の０〜５ｗｔ％、より好ましくは５０ｐｐｍ〜３ｗｔ％、最も好ましくは１００ｐｐｍ〜２ｗｔ％を構成する。別の実施形態において、任意成分の酸化安定剤は、以下のいずれかの始点及び終点：０、０．０００００１、０．０００００５、０．００００１、０．００００５、０．０００１、０．０００５、０．００１、０．００５、０．０１、０．０５、０．１、０．５、１、２、３、４、５、６、７、８、９及び１０を有する質量％範囲内の量で濃縮組成物中に存在することができる。例えば、濃縮組成物は０．０００１〜８ｗｔ％、又は、０．００１〜約５ｗｔ％、又は、０．０１〜２ｗｔ％の酸化安定剤を含むことができる。
【００５４】
幾つかの実施形態において、酸化安定剤／キレート剤は、グリシン、セリン、プロリン、ロイシン、アラニン、アスパラギン、アスパラギン酸、グルタミン、グルタミン酸、バリン、リジン及びシスチン、ニトリロ三酢酸（ＮＴＡ）、イミノ二酢酸（ＩＤＡ）、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、（１，２−シクロヘキシレンジニトリロ）四酢酸（ＣＤＴＡ）、グルコン酸、Ｎ−２−ビス（カルボキシメチル）アミノエチル−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）グリシン（ＨＥＤＴＡ）、ニトリロトリス（メチレン）トリホスホン酸（ＡＴＭＰ）、酒石酸、３，４−ジヒドロキシ安息香酸、サリチル酸、８−ヒドロキシキノリン（８−ＨＱ）、エチドロン酸（ＨＥＤＰ）から選ばれる。好ましい酸化安定剤／キレート剤は、グルタミン酸、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、グルコン酸及びＮ−２−ビス（カルボキシメチル）アミノエチル−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）グリシン（ＨＥＤＴＡ）を含む。
【００５５】
幾つかの実施形態において、酸化安定剤は任意成分であり、又は、組成物は酸化安定剤を含まなくてもよい。例えば、クリーニング組成物が排液モードで使用されるときに、酸化安定剤は、クリーニング組成物中に存在するならば、排液モードでのクリーニング組成物の安定性に対する影響を最小限に抑えることができ、したがって、クリーニング組成物は酸化安定剤を含まなくてもよい。したがって、組成物は、いかなる組み合わせで上記に列挙したいかなる酸化安定剤も含まなくてもよい。
【００５６】
溶媒
【００５７】
本発明の組成物は完全に水性であってよく、すなわち、溶媒は水であり、あるいは、ＴｉＮエッチング性能を向上させ又は選択性を改善するために、場合により追加の非水性溶媒を添加してもよい。水は、脱イオン水（ＤＩ水）、精製水又は蒸留水であることができる。組成物中に場合により使用できる任意成分の非水性溶媒の例としては、限定するわけではないが、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、ジメチルスルホン（ＤＭＳＯ2）、スルホラン（（ＣＨ2）4ＳＯ2）、ｎ−メチルピロリドン、ジプロピレングリコールメチルエーテル、トリプロピレングリコールメチルエーテル及びそれらの組み合わせが挙げられる。溶媒は、好ましくは、濃縮組成物の５〜９５、又は２０〜９５、又は１０〜９０、又は４５〜９０、又は２０〜８５、又は６５〜９０、又は６０〜９９．５ｗｔ％を構成する。他の実施形態において、本発明の濃縮組成物中に存在する溶媒の質量％は、以下のリスト：５、１０、１５、２０、２５、３０、３４、３５、４０、４５、４６、５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、９０、９５及び９９．５の始点及び終点を有する任意の質量％範囲であることができる。幾つかの実施形態において、本発明の組成物は、上記に列挙されたありとあらゆる溶媒又はありとあらゆる非水性溶媒を含まない。好ましい溶媒は水である。
【００５８】
任意成分及び添加剤
本明細書に記載される組成物は、ＴｉＮエッチング速度又はクリーニングを高めるのを助けるためにフッ化物源を含むことができると考えられる。有用なフッ化物源としては、Ｈ2ＺｒＦ6、Ｈ2ＴｉＦ6、ＨＰＦ6、ＨＦ、フッ化アンモニウム、テトラフルオロホウ酸、ヘキサフルオロケイ酸、テトラフルオロホウ酸テトラブチルアンモニウム（ＴＢＡ−ＢＦ4）、ヘキサフルオロケイ酸アンモニウム、ヘキサフルオロチタン酸アンモニウム、重フッ化アンモニウム（ＮＨ4ＨＦ2）及びテトラメチルアンモニウムフルオリド（ＴＭＡＦ）ならびにそれらの組み合わせが挙げられる。フッ化物源は、ＨＦ、フッ化アンモニウム、重フッ化アンモニウム又はヘキサフルオロケイ酸アンモニウムを含むことができる。あるいは、好ましいフッ化物源はフッ化アンモニウム又は重フッ化アンモニウムであることができる。
【００５９】
フッ化物源は、濃縮組成物中に０〜８ｗｔ％、より好ましくは１００ｐｐｍ〜５ｗｔ％、５００ｐｐｍ〜８ｗｔ％、２００ｐｐｍ〜２ｗｔ％、最も好ましくは０．１〜５％の量で存在することができる。別の実施形態において、フッ化物源は、以下の始点及び終点：０、０．００００１、０．００００５、０．０００１、０．０００５、０．００１、０．００５、０．０１、０．０５、０．１、０．５ １、２、３、４、５、６、７、８、９及び１０から選ばれる任意の質量％範囲内で濃縮組成物中に存在することができる。
【００６０】
幾つかの実施形態において、組成物は、いかなる組み合わせで追加のフッ化物源又は上記に列挙されたいかなるフッ化物源も含まない。
【００６１】
上記の所望の範囲内に組成物のｐＨを維持するために、場合により、弱酸は組成物に含まれることができる。適切な弱酸の例としては、限定するわけではないが、クエン酸、シュウ酸、マロン酸、乳酸、アジピン酸、酢酸、イミノ二酢酸、メタンスルホン酸、ｐ−トルエンスルホン酸及びそれらの組み合わせを含むカルボン酸が挙げられる。組成物中に存在するならば、弱酸は、好ましくは濃縮組成物の０〜１０ｗｔ％、より好ましくは５００ｐｐｍ〜５ｗｔ％、最も好ましくは０．１〜３ｗｔ％の量で提供される。幾つかの実施形態において、組成物は、いかなる組み合わせで上記に列挙されたいかなる弱酸も含まない。アンモニウム塩緩衝剤は、場合により添加されてよく、又は、本発明の組成物中のエッチング剤として存在する水酸化アンモニウム又は以下に記載するアルキルアンモニウム水酸化物と記載の塩の共役酸との組み合わせにより生じることができる。
【００６２】
幾つかの実施形態において、本発明の組成物は、いかなる組み合わせで以下のいかなる材料も含まない：研磨粒子、金属、金属水酸化物、硫黄含有化合物、塩素含有化合物、無機酸、亜硝酸塩、窒化物、フッ素含有化合物を含む又は含まないハロゲン含有化合物、カリウム含有化合物、マンガン含有化合物。
【００６３】
本発明の幾つかの実施形態において、濃縮組成物（１００ｗｔ％）は、ニート成分に基づいて、各成分について以下の質量％の範囲のそれぞれを、存在する場合に、あらゆる組み合わせで含むことができる：
【表１】
2020017732.tif 000002
【００６４】
例えば、濃縮組成物は、０．１〜３０ｗｔ％のエッチング剤、０〜５ｗｔ％の酸化安定剤／キレート剤、１００ｐｐｍ〜８ｗｔ％のアンモニウム塩、０．１ｐｐｍ〜５ｗｔ％の腐食防止剤、３４〜９９．５ｗｔ％の溶媒及び０〜８ｗｔ％のフッ化物源を含むことができる。あるいは、濃縮組成物は、０．５〜２５ｗｔ％のエッチング剤、５０ｐｐｍ〜３ｗｔ％の酸化安定剤／キレート剤、５００ｐｐｍ〜８ｗｔ％のアンモニウム塩、１ｐｐｍ〜５ｗｔ％の腐食防止剤、４６〜９９ｗｔ％の溶媒及び５００ｐｐｍ〜８ｗｔ％のフッ化物源を含むことができる。あるいは、濃縮組成物は、１〜２０ｗｔ％のエッチング剤、１００ｐｐｍ〜２ｗｔ％の酸化安定剤／キレート剤、０．１〜５ｗｔ％のアンモニウム塩、５ｐｐｍ〜５ｗｔ％の腐食防止剤、６０〜９８ｗｔ％の溶媒、０．１〜５ｗｔ％のフッ化物源を含むことができる。あるいは、濃縮組成物は、０．１〜３０ｗｔ％のエッチング剤、５０ｐｐｍ〜３ｗｔ％の酸化安定剤／キレート剤、０．１〜５％のアンモニウム塩、０．１ｐｐｍ〜５ｗｔ％の腐食防止剤、４６％〜９９％の溶媒及び０〜８％のフッ化物源を含むことができる。あるいは、濃縮組成物は、０．５〜２５ｗｔ％のエッチング剤、５０ｐｐｍ〜３ｗｔ％の酸化安定剤／キレート剤、１００ｐｐｍ〜８ｗｔ％のアンモニウム塩、１ｐｐｍ〜５ｗｔ％の腐食防止剤、３４％〜９９．５ｗｔ％の溶媒及び０〜８ｗｔ％のフッ化物源を含むことができる。あるいは、濃縮組成物は、１〜２０ｗｔ％のエッチング剤、５０ｐｐｍ〜３ｗｔ％の酸化安定剤／キレート剤、０．１〜５ｗｔ％のアンモニウム塩、５ｐｐｍ〜５ｗｔ％の腐食防止剤、４６％〜９９ｗｔ％の溶媒、及び、５００ｐｐｍ〜８ｗｔ％のフッ化物源、及び、０．１〜３ｗｔ％の弱酸を含むことができる。すぐ上に記載の組成物は他の任意成分を含むことができる。
【００６５】
本発明の幾つかの実施形態において、希釈組成物（１００ｗｔ％）は、ニート成分に基づいて、各成分について以下の質量％の範囲のそれぞれを、存在する場合、任意の組み合わせで含むことができる：
【表２】
2020017732.tif 000003
【００６６】
例えば、希釈組成物は、０．０１〜１０ｗｔ％のエッチング剤、０〜２ｗｔ％の酸化安定剤／キレート剤、１０ｐｐｍ〜３ｗｔ％のアンモニウム塩、０〜２ｗｔ％の腐食防止剤、７９〜９９．９ｗｔ％の溶媒及び０〜２ｗｔ％のフッ化物源を含むことができる。あるいは、希釈組成物は、０．０５〜９ｗｔ％のエッチング剤、５ｐｐｍ〜１．２ｗｔ％の酸化安定剤／キレート剤、５０ｐｐｍ〜３ｗｔ％のアンモニウム塩、０．１ｐｐｍ〜２ｗｔ％の腐食防止剤、８０〜９９．９ｗｔ％の溶媒及び５０ｐｐｍ〜２ｗｔ％のフッ化物源を含むことができる。あるいは、希釈組成物は、０．１〜７ｗｔ％のエッチング剤、１０ｐｐｍ〜１ｗｔ％の酸化安定剤／キレート剤、１００ｐｐｍ〜３ｗｔ％のアンモニウム塩、０．５ｐｐｍ〜２ｗｔ％の腐食防止剤、８４〜９９．９ｗｔ％の溶媒及び１００ｐｐｍ〜１ｗｔ％のフッ化物源を含むことができる。あるいは、希釈組成物は、０．０１〜１０ｗｔ％のエッチング剤、０〜２ｗｔ％の酸化安定剤／キレート剤、５０ｐｐｍ〜３ｗｔ％のアンモニウム塩、０．１ｐｐｍ〜２ｗｔ％の腐食防止剤、７９〜９９．９ｗｔ％の溶媒及び０〜２ｗｔ％のフッ化物源及び０〜２ｗｔ％の弱酸を含むことができる。あるいは、希釈組成物は、０．０５〜９ｗｔ％のエッチング剤、５ｐｐｍ〜１．２ｗｔ％の酸化安定剤／キレート剤、１０ｐｐｍ〜３ｗｔ％のアンモニウム塩、０．１ｐｐｍ〜２ｗｔ％の腐食防止剤、８０〜９９．９ｗｔ％の溶媒及び０〜２ｗｔ％のフッ化物源を含むことができる。あるいは、希釈組成物は、０．１〜７ｗｔ％のエッチング剤、１０ｐｐｍ〜１ｗｔ％の酸化安定剤／キレート剤、１０ｐｐｍ〜３ｗｔ％のアンモニウム塩、０．１ｐｐｍ〜２ｗｔ％の腐食防止剤、８４〜９９．９ｗｔ％の溶媒及び５０ｐｐｍ〜２ｗｔ％のフッ化物源及び１００ｐｐｍ〜１ｗｔ％の弱酸を含むことができる。すぐ上に記載の組成物は他の任意成分を含むことができる。
【００６７】
本発明の幾つかの実施形態において、酸化剤を内部に有するクリーニング組成物（１００ｗｔ％）（本発明のクリーニング組成物）は、ニートの成分に基づいて、それぞれの質量％の以下の範囲のそれぞれを、存在する場合に、任意の組み合わせで含む。
【表３】
2020017732.tif 000004
【００６８】
例えば、クリーニング組成物は、５０ｐｐｍ〜１５ｗｔ％のエッチング剤、１〜３０ｗｔ％の酸化剤、０．１ｐｐｍ〜２ｗｔ％の酸化安定剤／キレート剤、１０ｐｐｍ〜３ｗｔ％のアンモニウム塩、０．０１ｐｐｍ〜３ｗｔ％の腐食防止剤、４５〜９８ｗｔ％の溶媒及び０〜１ｗｔ％のフッ化物源を含むことができる。あるいは、クリーニング組成物は、７０ｐｐｍ〜１０ｗｔ％のエッチング剤、５〜３０ｗｔ％の酸化剤、０．５ｐｐｍ〜１ｗｔ％の酸化安定剤／キレート剤、２０ｐｐｍ〜２ｗｔ％のアンモニウム塩、０．０５ｐｐｍ〜２ｗｔ％の腐食防止剤、５３〜９５ｗｔ％の溶媒及び０．５ｐｐｍ〜１ｗｔ％のフッ化物源を含むことができる。あるいは、クリーニング組成物は、１００ｐｐｍ〜８ｗｔ％のエッチング剤、６〜２７ｗｔ％の酸化剤、１ｐｐｍ〜１ｗｔ％の酸化安定剤／キレート剤、４０ｐｐｍ〜１ｗｔ％のアンモニウム塩、０．０８ｐｐｍ〜１ｗｔ％の腐食防止剤、６１〜９５ｗｔ％の溶媒及び１ｐｐｍ〜０．５ｗｔ％のフッ化物源を含むことができる。あるいは、クリーニング組成物は、１００ｐｐｍ〜８ｗｔ％のエッチング剤、６〜２７ｗｔ％の酸化剤、０．１ｐｐｍ〜２ｗｔ％の酸化安定剤／キレート剤、２０ｐｐｍ〜２ｗｔ％のアンモニウム塩、０．０１ｐｐｍ〜３ｗｔ％の腐食防止剤、４５〜９８ｗｔ％の溶媒、０〜１ｗｔ％のフッ化物源及び４０ｐｐｍ〜０．３ｗｔ％の弱酸を含むことができる。あるいは、クリーニング組成物は、７０ｐｐｍ〜１０ｗｔ％のエッチング剤、１〜３０ｗｔ％の酸化剤、０．１ｐｐｍ〜２ｗｔ％の酸化安定剤／キレート剤、２０ｐｐｍ〜２ｗｔ％のアンモニウム塩、０．０８ｐｐｍ〜１ｗｔ％の腐食防止剤、４５〜９８ｗｔ％の溶媒、０〜１ｗｔ％のフッ化物源及び４０ｐｐｍ〜０．３ ｗｔ％の弱酸を含むことができる。あるいは、クリーニング組成物は、５０ｐｐｍ〜１５ｗｔ％のエッチング剤、５〜３０ｗｔ％の酸化剤、１ｐｐｍ〜１ｗｔ％の酸化安定剤／キレート剤、１０ｐｐｍ〜３ｗｔ％のアンモニウム塩、０．０１ｐｐｍ〜３ｗｔ％の腐食防止剤、５３〜９５ｗｔ％の溶媒、０．５ｐｐｍ〜１ｗｔ％のフッ化物源、及び０〜１ｗｔ％の弱酸を含むことができる。すぐ上に記載の組成物は他の任意成分を含むことができる。
【００６９】
本明細書に開示される組成物は、ブランケット及びパターン化されたウエハの研究に基づいて開発されたもので、幾つかの明確な特徴を有する。
１．室温〜７０℃の範囲の適度な温度で高速のＰＶＤ ＴｉＮエッチングは観察され、ここで、ＰＶＤＴｉＮのエッチング速度は、操作の温度又は過酸化水素による希釈率を変えるなどして調整できる。
２．組成物はＰＶＤＴｉＮなどのマスク剤の除去に選択的であり、銅、コバルト、テトラエチルオルトシリケート（ＴＥＯＳ）又は他の低−ｋ誘電体を含む材料と適合性があり、これは組成物がこれらの材料に比較的に低いエッチング速度を有するからである。
３．プラズマエッチング残渣は、本明細書に記載の配合物にさらされるとパターン化ウエハから容易に除去されると判断され、このため、エッチングされたデバイス／基材を希フッ化水素酸にさらすことによる追加の後処理クリーニングの必要性をなくす。
【実施例】
【００７０】
例
【００７１】
以下の実施例は、本明細書に開示される実施形態をさらに示す目的で提供されるが、限定するものとして解釈されるべきではない。特に明記しない限り、すべての組成量は質量パーセント（ｗｔ％）で表されている。
【００７２】
組成物及びビーカー試験手順
配合物の様々な実施形態の調製及び試験のための一般的な手順は以下の通りであった。各化学配合物は、酸化剤を添加せずに、以下の表で提供される対応する量に従って調製した。次いで、調製した各化学配合物（濃縮組成物）を脱イオン水（ＤＩＷ）で１：１０質量部に希釈して、各例の希釈組成物を作製した。次に、各希釈組成物を、質量基準で、例で指定された量の酸化剤（例えば、過酸化水素、３０ｗｔ％溶液）と混合した。例えば、例１の条件Ｄ１Ｈ３において、Ｄ１は質量基準で濃縮組成物を水で１：１０に希釈して希釈組成物を形成することを示し、Ｈ３は、７質量部の希釈組成物／３質量部の３０％過酸化水素溶液の７：３混合物でクリーニング組成物を作製することを示し、クリーニング組成物の試験結果（Ｄ１Ｈ３の例）を表１に報告する。比較により、例２では、条件Ｄ１Ｈ４は６質量部の希釈組成物（１：１０、濃縮組成物：ＤＩＷ）を４質量部の３０％過酸化水素溶液と混合して比を６：４とし、クリーニング組成物を形成したことを示す。クリーニング組成物のテスト結果（Ｄ１Ｈ４の例）を表２に報告する。
【００７３】
クリーニング組成物を作製するための希釈組成物（又は濃縮組成物）及び酸化剤（過酸化水素溶液）のそれぞれの混合物を、浴内に試験温度で提供し、ウエハを混合物中に以下の例に示す時間浸漬した。次いで、ウエハを混合物から取り出し、脱イオン水で３分間、８００標準立方センチメートル／分（ｓｃｃｍ）の速度で濯いだ。次いで、濯いだウエハを窒素ガス下で乾燥させた。次いで、乾燥したウエハをエッチング速度に関して試験することができた。
【００７４】
エッチング速度は例に記載の温度である３５℃〜７０℃で測定され、ＰＶＤ ＴｉＮをエッチングするための時間枠は０〜５分であり、コバルト（Ｃｏ）及び銅（Ｃｕ）をエッチングするための時間枠は０〜１５分であった。エッチング速度は、ResMap 4点プローブ抵抗率計を使用して測定した。エッチング速度は、処理前後の厚さの差を浸漬時間で割って計算した。
【００７５】
組成物の調製
【００７６】
アンモニウム塩の重量計量し、ビーカー中のＤＩＷで溶解した。エッチング剤及び金属腐食防止剤を溶液にゆっくりと加えた。場合により、ＥＤＴＡなどの任意成分の酸化安定剤、又は、必要に応じて、任意成分のフッ化物源又は弱酸と一緒に加えた。溶液を攪拌して、固体試薬を均一に溶解した。上記のように、各例（濃縮組成物）をＤＩＷで希釈して希釈組成物を作製した。次いで、酸化剤を指定の比率で希釈組成物（又は濃縮組成物）に加えた。溶液を均一に混合し、混合物を指定の温度にした。
【００７７】
例１：腐食防止剤としてのテオフィリンの量の変更
例の組成物９Ｂ、９Ｍ、９Ｃ及び９Ｏを調製し、表１に示すように４０℃の温度に調整した。表１は、１．０９〜１．９１ｗｔ％の範囲である、腐食防止剤として様々な量のテオフィリンを有する濃縮組成物を示している。すべての濃縮組成物には、クエン酸トリアンモニウム、ＥＤＴＡ、ＴＥＡＨ及びＤＩＷも含まれた。表１中の量を使用して、各濃縮組成物を調製した。濃縮組成物を希釈して希釈組成物（1：１０、濃縮組成物：ＤＩＷ）を作製し、次いで、希釈組成物を過酸化水素（３０％溶液）と、質量基準で、７部の希釈薬品／３部の過酸化水素３０％溶液の比率で混合した。これらの配合物のｐＨは９．１３〜９．１９であると決定された。
【００７８】
これらの配合物で試験したときのコバルト及び銅のエッチング速度は、すべて１．９オングストローム（Å）/分（ｍｉｎ）未満であり、ＴｉＮエッチング速度は２９Å／分を超えていた。最良の結果はテオフィリンのｗｔ％が１．６４％である例９Ｃであり、銅又はコバルト材料の除去に対する、ＴｉＮマスク材料の除去の最高の選択性を有した。
【００７９】
【表４】
2020017732.tif 000005
【００８０】
例２：テオフィリン及びＥＤＴＡ配合物の温度依存性
【００８１】
組成物９Ｃは、表２に示すように３５℃、４０℃及び４５℃で試験するために調製した。濃縮組成物はテオフィリンが１．６４ｗｔ％であり、そしてクエン酸トリアンモニウム、ＥＤＴＡ、ＴＥＡＨ及びＤＩＷを含んだ。希釈祖組成物を過酸化水素と、質量基準で、６部の希釈組成物／４部の過酸化水素３０％溶液の比率で混合した。
【００８２】
【表５】
2020017732.tif 000006
【００８３】
表２に示すように、これらの配合物で試験したときのコバルト及び銅のエッチング速度はすべて２．０Å／分未満であったが、ＴｉＮエッチング速度は２５Å／分を超えていた。これらの配合物のｐＨは８．７２であると決定された。最良の結果は、４５℃の高温で、９４．８５Å／分のＴｉＮエッチング速度であり、コバルト及び銅のエッチング速度に対する有意な効果を与えなかった。
【００８４】
例３：キレート剤としてのＥＤＴＡの存在を変化させた腐食防止剤としてのＰＥＧ４００の試験
【００８５】
組成物７Ｅ（ＥＤＴＡを含む）及び７Ｖ（ＥＤＴＡを含まない）を調製し、表３に示すように４０℃で試験した。希釈組成物を過酸化水素と、質量基準で、６部の希釈組成物／４部の過酸化水素３０％溶液の比で混合した。これらの配合物のｐＨは８．７１〜８．９６であると決定された。
【００８６】
【表６】
2020017732.tif 000007
【００８７】
両方の濃縮組成物は同量のクエン酸トリアンモニウム（ＴＡＣ）、ＰＥＧ４００、ＴＥＡＨを含んでいたが、０．３５ｗｔ％のＥＤＴＡの有無によって変化させた。コバルト及び銅のそれぞれについて、ＥＤＴＡを含む配合物（７Ｅ）のエッチング速度は１．５４Å／分未満であると決定され、ＴｉＮのエッチング速度は５０Å／分を超えていた。コバルト及び銅のＥＤＴＡを含まない配合物（７Ｖ）のエッチング速度は０．４２Å／分未満であると決定され、ＴｉＮのエッチング速度は５４Å／分を超えていた。したがって、腐食防止剤としてＰＥＧ４００を用いた配合物からＥＤＴＡを除去すると、銅及びコバルトのエッチング速度が低下するものと決定されたが、ＴｉＮのエッチング速度に対して有意な効果はなかった。
【００８８】
配合物中のＥＤＴＡキレート剤の存在は、試験された材料の表面金属又は金属酸化物もキレート化するために、エッチング速度に影響を及ぼすと考えられる。したがって、ＥＤＴＡキレート剤を含まない配合物にさらされた金属のエッチング速度の低下から明らかなように、ＥＤＴＡを配合物から除去すると、配合物の銅及びコバルトとの適合性が向上する。酸化安定剤は存在しないが、排液モードでのクリーニング組成物の安定性への影響は最小限に抑制された。
【００８９】
例４：温度又はキレート剤／酸化剤安定剤としてのＥＤＴＡの存在を変化させた腐食防止剤としてのソルビトールの試験
【００９０】
組成物９Ｐ、１１Ｆ及び３９Ｃを調製し、表４に示すように４０℃又は４５℃の温度に調整した。希釈組成物を過酸化水素と、質量基準で、６部の希釈組成物／４部の過酸化水素３０％溶液の比率で混合した。これらの配合物のｐＨを室温（２２℃）で試験し、８．６５〜８．７６であると決定した。
【００９１】
【表７】
2020017732.tif 000008
【００９２】
例９Ｐ、１１Ｆ及び３９Ｃは、同量のクエン酸トリアンモニウム（ＴＡＣ）、ソルビトール、ＴＥＡＨを含んでいたが、４０℃で０．０１２５重量パーセントのＥＤＴＡの有無で変化させた。さらに、ＥＤＴＡを含むソルビトール配合物の第二の例１１は、４５℃の高温で調製した。コバルト及び銅のＥＤＴＡを含む配合物（例１１Ｆ）のエッチング速度は、１．５０Å／分未満であると決定され、ＴｉＮエッチング速度は４０℃で５１Å／分を超え、４５℃で１５８Å／分を超えていた。ＥＤＴＡを含まない４０℃のソルビトール配合物（例９Ｐ）のコバルト及び銅のエッチング速度は、Ｃｕ、Ｃｏエッチング速度が１１ｆより低いものと決定され、ＴｉＮエッチング速度は５６Å／分を超えていた。特に、温度が４０℃から４５℃に上昇すると、ＴｉＮエッチング速度に大きな影響があり、５１．３９Å／分から１５８．０７Å／分に増加した。さらに例３９ＣなどにＮＨ4Ｆを加えて、例１１Ｆと比較してＴｉＮ Ｅ／Ｒを向上させるのを助け、Ｃｕ Ｅ／Ｒをわずかに増加させた。
【００９３】
例５：温度又はキレート剤／酸化剤安定剤としてのＨＥＤＴＡ濃度を変化させた腐食防止剤としてのＢＺＴの試験
【００９４】
例の組成物１３Ｅ、１３Ｆ、１３Ｈ及び１３Ｉを調製し、表５に示すように、４０℃、４５℃又は５０℃の温度に調整した。希釈組成物を過酸化水素と、質量基準で、６部の希釈組成物／４部のＨ2Ｏ2３０％溶液の比率で混合した。
【００９５】
【表８】
2020017732.tif 000009
【００９６】
濃縮組成物は１０．８５ｗｔ％の水酸化テトラエチルアンモニウムを含んでいたが、クエン酸トリアンモニウム（ＴＡＣ）の量を１．０〜１．２ｗｔ％で変化させ、キレート剤としてのヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸（ＨＥＤＴＡ）の量を０．１〜０．４ｗｔ％で変化させ、腐食防止剤としてのベンゾトリアゾール（ＢＺＴ）の量を０．３〜０．４ｗｔ％で変化させた。さらに、評価されるサンプルの温度を変化させた。濃縮組成物を希釈し、以前の例で記載したように酸化剤を加えた。
【００９７】
例について、銅及びコバルトのエッチング速度は２．０６Å／分未満であることが決定され、ＢＺＴ含有配合物とそれらの金属との良好な適合性が示された。さらに、ＴｉＮエッチング速度は温度が上昇すると増加するようであり、０．３ｗｔ％のＢＺＴが存在して４５℃の温度で１５６Å／分を超え、０．４ｗｔ％のＢＺＴが存在して５０℃の温度で１９９Å／分を超えるＴｉＮエッチング速度を示した。０．３ｗｔ％の量のＢＺＴを含み、０．１ｗｔ％の量のＨＥＤＴＡを含む４０℃の低温でのＴｉＮエッチング速度は、２８Å／分を超えていた。他の条件を維持しながらＨＥＤＴＡを０．２ｗｔ％に増加させると、銅及びコバルトのエッチング速度に有意な影響を与えることなく、３２Å／分のＴｉＮエッチング速度となった。
【００９８】
例６：腐食防止剤としてのテオフィリン、ソルビトール及びＰＥＧ４００ならびにキレート剤／酸化剤安定剤としてのグルコン酸の試験
【００９９】
例の組成物１１Ｒ、１１Ｔ及び１１Ｏを調製し、希釈し、酸化剤を上記のように添加し、表６に記載のとおりの時間及び温度について試験した。
【０１００】
【表９】
2020017732.tif 000010
【０１０１】
表６を参照すると判るように、腐食防止剤としてテオフィリン、ソルビトール及びＰＥＧ４００を、そしてキレート剤としてグルコン酸を有する配合物は、銅及びコバルト材料との良好な適合性があると決定され、ＴｉＮエッチング速度は４０℃の温度で３０Å／分を超え、そして４５℃の高温でさらに高い性能を示し、テオフィリンとともに０．１ｗｔ％でのグルコン酸の存在で１０７Å／分のＴｉＮエッチング速度、ソルビトールとともに０．１ｗｔ％であるグルコン酸では９３．７Å／分である。ＰＥＧ４００の場合に、例１１Ｏは４０及び４５℃で同様の銅及びコバルトの適合性があるが、４５℃では１９８Å／分のより高いＴｉＮエッチング速度である。
【０１０２】
例７：二重腐食防止剤としてのアニリン誘導体及びソルビトール
【０１０３】
例の組成物３６Ｈ及び３６Ｉを調製し、希釈組成物及び酸化剤を上記のように添加し、表７に記載のとおりの時間及び温度について試験した。
【０１０４】
【表１０】
2020017732.tif 000011
【０１０５】
表７を参照すると判るように、3,4-ジアミノトルエン又はp-アニシジンなどのアニリンタイプの腐食防止剤及びソルビトールを、キレート剤としてのＥＤＴＡとともに使用して、Ｃｏ及びＣｕとの良好な適合性を提供した。例３６Ｈ及び３６Ｉは４５℃の温度で７４Å／分を超えるＴｉＮエッチング速度を有する。
【０１０６】
例８：より多量の酸化剤のソルビトール及びテオフィリンベースの配合物
【０１０７】
例の組成物１１Ｆ及び９Ｃを表８に示されるように調製し、Ｄ１Ｈ５に調整し（希釈及びそれに対する過酸化水素溶液の添加）、そして５０及び５５℃で試験した。
【０１０８】
【表１１】
2020017732.tif 000012
【０１０９】
より高いＴｉＮ Ｅ／Ｒを達成するために、Ｄ１Ｈ５のＨ2Ｏ2を増加することができる。Ｄ１Ｈ５は、質量基準で、５部の希釈組成物（１：１０濃縮組成物：上記のＤＩＷ）を５部の過酸化水素３０％溶液と混合したことを示す。表８に示すように、例１１Ｆ（ソルビトールベースの配合物）及び例９Ｃ（テオフィリンベースの配合物）の両方で、ＴｉＮ Ｅ／Ｒは５５℃で２００Å/分を超えており、Ｃｕ Ｅ／Ｒは２Å/分未満のままである。５０℃でＴｉＮ Ｅ／Ｒは１１４Å／分を超え、Ｃｕ Ｅ／Ｒは２Å/分未満である。
【０１１０】
例９：酸化剤を添加する前に希釈することなく作製された表９中の以下の例１１Ｆ
【０１１１】
【表１２】
2020017732.tif 000013
【０１１２】
質量基準で９：１のＨ2Ｏ2の３０％溶液及び１１Ｆ混合物（希釈組成物を作製するための希釈工程なしの濃縮組成物）を含むクリーニング組成物を調製すると、高いＴｉＮ Ｅ／Ｒ及び良好なＣｕ適合性が得られた。例１１Ｆはより低いｐＨの恩恵を受けて、３２時間を超える長い浴寿命を提供した。例１１Ｆ（希釈組成物を作製するための希釈工程なしの濃縮組成物）は、成分の濃度を増加させ、より低いｐＨで、循環モード及び排液モードで動作されうる。
【０１１３】
例１０：様々な濃度の配合物
【０１１４】
１７Ｐ及び１７Ｒの例の組成物を表１０に示すように調製し、５０℃でＤ８Ｈ５及びＤ６Ｈ５の比率で調整した。
【０１１５】
【表１３】
2020017732.tif 000014
【０１１６】
Ｄ８Ｈ５は８部の濃縮組成物及び１０部のＤＩＷを使用して希釈組成物をＤ８として作製したことを意味する。そして、希釈組成物（Ｄ８）は過酸化水素と、質量基準で、５部の希釈組成物／５部の過酸化水素３０％溶液の比率で混合された。Ｄ６Ｈ５は６部の濃縮組成物６部及び１０部のＤＩＷを混合して希釈組成物をＤ６として作製したことを意味する。そして、希釈組成物（Ｄ６）は過酸化水素と、質量基準で、５部の希釈組成物／５部の過酸化水素３０％溶液の比率で混合された。例１７Ｐ及び例１７Ｒは両方とも薬品部分がより高いため、より多くのＴＥＡＨがより高いｐＨを提供し、ＴＡＣがより高いＴｉＮ Ｅ／Ｒを提供することを意味する。より多くの腐食防止剤は、Ｃｕ Ｅ／Ｒを低減させることができる。例１７Ｐ及び１７Ｒはまた、循環モードでも動作されうる。
【０１１７】
例１１：腐食防止剤としてのＴＴＬ
【０１１８】
【表１４】
2020017732.tif 000015
【０１１９】
例３９Ｖ、３９Ｓ、３９Ｕ及び３９Ｔを、濃縮組成物中に０．１ｗｔ％〜０．００１ｗｔ％のＴＴＬを用いて作製し、それをＤＩＷで希釈し、次いで、Ｄ１Ｈ４に従ってＨ2Ｏ2３０％溶液と混合した。これらのクリーニング組成物は、微量のＴＴＬであっても、良好なＣｕ適合性及び安定したＴｉＮエッチング速度を提供した。
【０１２０】
例１２：ＸＰＳによる残渣試験
例の組成物９Ｃ、８Ｍ及び１１Ｑを表１２に示されるように調製し、水で希釈し、Ｈ2Ｏ2３０％溶液と混合し、４０℃に調整した。
【０１２１】
【表１５】
2020017732.tif 000016
【０１２２】
表１２は、濃縮組成物中に様々な腐食防止剤、すなわち、１．６４ｗｔ％でテオフィリン、０．１ｗｔ％でＢＺＴ及び０．１ｗｔ％でピラゾールを含む組成物を示している。すべての組成物には、クエン酸トリアンモニウム、ＥＤＴＡ、ＴＥＡＨ及びＤＩ水も含まれていた。希釈組成物を過酸化水素と、質量基準で、７部の希釈薬品／３部のＨ2Ｏ2３０％溶液の比率で混合した。
【０１２３】
Ｃｕ及びＣｏブランケットウエハを表１２の配合物に５分間浸漬した。次いで、上述のように、ウエハをＤＩＷ中で３分間すすぎ、窒素ガス下で乾燥させた。次いで、試験される銅ウエハを標準的な技術を使用してＸＰＳ分析にかけ、図１及び図２を生成するのに使用した。図１及び図２を参照すると、テオフィリンサンプル中に存在する窒素元素に対応するピークが無いことによって証明されるように、テオフィリン配合物は試験表面に識別可能な残渣を残さなかったようであることが判る。ピラゾール及びＢＺＴベースの配合物は、Ｃｕ上に識別可能な残渣を残した（図１）。これは、テオフィリンの腐食防止剤がＤＩＷリンスで除去されたため、ウエハ表面に残る残渣を除去するために、希フッ化水素酸への暴露などの追加の後処理工程を必要としないことを示す。Ｃｏ上での同じ状況（図２）で、テオフィリン及びピラゾールサンプルに存在する窒素元素に対応するピークが無いことから明らかなように、テオフィリン及びピラゾールは試験表面上に識別可能な残渣を残さないようであった。ＢＺＴ含有配合物はＣｏ上に識別可能な残渣を残した。これは、テオフィリン及びピラゾールの腐食防止剤がＤＩＷリンスで除去されたことを示し、したがって、ウエハ表面上に残る残渣を除去するために、希フッ化水素酸への暴露などの追加の後処理工程を必要としないことを示す。
【０１２４】
例１３：ＣｕＯｘ性能に対する腐食防止剤の効果
銅損失の問題については、酸化銅の厚さが、銅保護能力を区別するための重要な指標であることが判った。というのは、実際の銅の損失は、ウエハ又はデバイスの処理中に希フッ化水素酸で除去した後の酸化銅の厚さによって影響を受けるからである。
【０１２５】
【表１６】
2020017732.tif 000017
【０１２６】
表１３に示すように、銅腐食防止剤を配合物中に添加することにより、酸化銅の厚さを減らすことができる。また、幾つかの実施形態において、アミノ基を有する腐食防止剤は、より優れた酸化銅厚性能を提供しうることが発見された。
【０１２７】
例１４：ＴｉＮエッチング速度に対する様々なエッチング剤の効果
ＴｉＮ除去のために、例１８Ｅ、１８Ｋ及び１８Ｌを表１４に示すように調製した。
【０１２８】
【表１７】
2020017732.tif 000018
【０１２９】
表１４は、濃縮組成物中に様々なエッチング剤、すなわち、３ｗｔ％のジエチレントリアミン、３ｗｔ％のモノエタノールアミン及び３ｗｔ％の１，８−ジアザビシクロ（５．４．０）ウンデス−７−エンを有する組成物を示す。すべての組成物には、クエン酸トリアンモニウム、ＥＤＴＡ、フッ化アンモニウム及びＤＩ水も含まれていた。ＤＩＷで希釈した後に、希釈組成物を過酸化水素と、質量基準で、６部の希釈薬品／４部のＨ2Ｏ2３０％溶液の比率で混合した。試験及び試験時間は上述のとおりである。温度は４０℃であった。ＴｉＮエッチング速度は上述のとおりに測定されました。
【０１３０】
好ましい実施形態の上述の例及び記載は特許請求の範囲によって規定されるとおりの本発明を限定するものとしてではなく、例示として解釈されるべきである。容易に理解されるように、特許請求の範囲に示されたとおりの本発明から逸脱することなく、上記の特徴の多数の変形及び組み合わせを利用することができる。そのような変形は、本発明の主旨及び範囲からの逸脱とは考えられず、すべてのそのような変形は、以下の特許請求の範囲内に含まれることが意図されている。
【図１】
2020017732.tif 000019
【図２】
2020017732.tif 000020
【外国語明細書】
2020017732000001.pdf