(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化物半導体膜に対してモリブデンまたはチタンを選択的にエッチングするためのプロセスであって、
酸化物半導体の層と、該酸化物半導体の層上にモリブデンまたはチタンを含む層とを含む基材を提供する工程；
該モリブデンまたはチタンを含む層の上方にフォトレジスト層を付与し、次いで該フォトレジスト層をパターニングおよび現像して、該モリブデンまたはチタンを含む層の露出部分を形成することにより該基材を設ける工程；
アンモニアまたは水酸化アンモニウム、水酸化４級アンモニウム、および過酸化物を含み、かつ少なくとも１３のｐＨを有する組成物を提供する工程；ならびに
該モリブデンまたはチタンを含む層の該露出部分をエッチングかつ除去するに充分な時間、該露出部分に該組成物を付与する工程であって、該エッチングが、該酸化物半導体に対して該モリブデンまたはチタンを選択的に除去する、工程；
を含む、プロセス。
【請求項２】
前記選択的エッチングが、前記モリブデンまたはチタンを含む層の前記露出部分の実質的にすべてを除去し、そして前記酸化物半導体の層を実質的に除去しない、請求項１に記載のプロセス。
【請求項３】
前記選択的エッチングが、少なくとも６：１の金属／酸化物半導体選択性を示す、請求項１から２のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項４】
前記組成物が：
２〜１０重量％のアンモニア；
０．０１〜０．５Ｍの水酸化４級アンモニウム；および
０．１〜７重量％の過酸化水素；
を含む、請求項１から３のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項５】
前記酸化物半導体がＩＧＺＯまたはＩＴＺＯを含む、請求項１から４のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項６】
前記モリブデンまたはチタンを含む層が、さらに、前記酸化物半導体の層上の該モリブデンまたはチタンの層上にアルミニウムの層または銅の層を含む、請求項１から５のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項７】
前記モリブデンまたはチタンを含む層が、さらに、前記アルミニウムの層上または前記銅の層上にモリブデンまたはチタンの第２の層を含み、Ｍｏ／Ａｌ／Ｍｏサンドイッチ、Ｍｏ／Ｃｕ／Ｍｏサンドイッチ、Ｔｉ／Ａｌ／ＴｉサンドイッチまたはＴｉ／Ｃｕ／Ｔｉサンドイッチを形成する、請求項６に記載のプロセス。
【請求項８】
トランジスタを形成するためのプロセスであって、
酸化物半導体のチャネル層を形成する工程；
該チャネル層上にモリブデンまたはチタンを含むソース／ドレイン層を堆積させる工程；
該モリブデンまたはチタンを含む層の上方にフォトレジスト層を付与し、次いで該フォトレジスト層をパターニングおよび現像して、該モリブデンまたはチタンを含む層の露出部分を形成する工程；
アンモニアまたは水酸化アンモニウム、水酸化４級アンモニウム、および過酸化物を含み、かつ少なくとも１３のｐＨを有する組成物を提供する工程；ならびに
該モリブデンまたはチタンを含む層の該露出部分をエッチングかつ除去するに充分な時間、該露出部分に該組成物を付与する工程であって、該エッチングが、該酸化物半導体に対して該モリブデンまたはチタンを選択的に除去して、該トランジスタのソースおよびドレインを形成する、工程；
を含む、プロセス。
【請求項９】
前記選択的エッチングが、前記モリブデンまたはチタンを含む層の前記露出部分の実質的にすべてを除去し、そして前記酸化物半導体の層を実質的に除去しない、請求項８に記載のプロセス。
【請求項１０】
前記選択的エッチングが、少なくとも６：１の金属／酸化物半導体選択性を示す、請求項８から９のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１１】
前記組成物が：
２〜１０重量％のアンモニア；
０．０１〜０．５Ｍの水酸化４級アンモニウム；および
０．１〜７重量％の過酸化水素；
を含む、請求項８から１０のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１２】
前記酸化物半導体がＩＧＺＯまたはＩＴＺＯを含む、請求項８から１１のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１３】
前記モリブデンまたはチタンを含む層が、さらに、前記酸化物半導体の層上の該モリブデンまたはチタンの層上にアルミニウムの層または銅の層を含む、請求項８から１２のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１４】
前記モリブデンまたはチタンを含む層が、さらに、前記アルミニウムの層上または前記銅の層上にモリブデンまたはチタンの第２の層を含み、Ｍｏ／Ａｌ／Ｍｏサンドイッチ、Ｍｏ／Ｃｕ／Ｍｏサンドイッチ、Ｔｉ／Ａｌ／ＴｉサンドイッチまたはＴｉ／Ｃｕ／Ｔｉサンドイッチを形成する、請求項１３に記載のプロセス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸化物半導体膜に関して金属を選択的にエッチングするためのプロセスに関する。より詳細には、本発明は、インジウム−ガリウム−酸化亜鉛（ＩＧＺＯ）のような酸化物半導体膜に関してモリブデン（Ｍｏ）およびチタン（Ｔｉ）のような金属を選択的にエッチングするための組成物およびプロセスに関する。
【背景技術】
【０００２】
酸化物半導体は、ディスプレイ用途のアクティブマトリックスパネルに使用されるアモルファスシリコンＴＦＴチャネル材料に対する代替として主な関心の対象となっている。特に、アモルファスシリコンと比較して、高い電界効果移動および低い閾値電圧が酸化物半導体を魅力的な代替物とする。最も有望な酸化物材料の１つはアモルファスインジウム−ガリウム−亜鉛−酸化物（ａ−ＩＧＺＯまたは単純にＩＧＺＯ（ＩｎＧａＯ３（ＺｎＯ５）である））であり、アモルファスシリコンと比較して優れた電気特性を有し、そして多結晶Ｓｉに典型的に見出される均一性の欠点がないことが示されてきた。ＩＧＺＯは高度な機動性、電気安定性および優れた均一性を有する。他の透明導電性薄膜（例えば、インジウム・スズ・亜鉛酸化物（ＩＴＺＯ）（実際には、アモルファスＩｎ２Ｏ３−ＳｎＯ２−ＺｎＯ（ａ−ＩＴＺＯ）は、アクティブ層として、ＴＦＴにおける薄膜ディスプレイの分野において特に適用されてきた。このようなアモルファス酸化物半導体膜、特にＩＧＺＯおよびＩＴＺＯは、比較的低温でポリマーフィルム上に形成され得るので、それらはこのような薄膜ディスプレイを用いる軽量携帯電子機器に適用されてきた。
【０００３】
４つの基本的なＴＦＴ構造があり、ボトムゲートスタガード型、トップゲートスタガード型、ボトムゲートコープレーナー型、およびトップゲートコープレーナー型が挙げられる。このようなＴＦＴにおいて、ソースおよびドレインは、ＡｌまたはＣｕのような金属、あるいはこれら金属の合金由来の金属薄膜から形成され得る。Ｍｏが、ソース／ドレインとして過去用いられてきたが、将来の機器には、より導電性の金属ＡｌおよびＣｕが計画されている。しかし、ＡｌまたはＣｕがＩＧＺＯまたはＩＴＺＯ膜と直接接触して適用される場合、ＣｕがＩＧＺＯまたはＩＴＺＯに拡散する、またはＡｌがＩＧＺＯまたはＩＴＺＯに由来する酸素と反応することによってＩＧＺＯまたはＩＴＺＯにさらなる空孔が生じるなどの問題が起こり得る。そのため、ほとんどのケースでは、ＭｏまたはＴｉの薄膜が提供され、より導電性のＡｌまたはＣｕ、あるいはそれらの合金は、一次導線として使用される。ＭｏまたはＴｉの層は、酸化物半導体からＡｌまたはＣｕを分離し、それ故、これらの問題を回避する。この金属薄膜はＩＧＺＯまたはＩＴＺＯ上に形成され、それ故、ＩＧＺＯまたはＩＴＺＯ上に金属複合体層（例えば、Ｍｏ／Ｃｕ／Ｍｏ／ＩＧＺＯ、Ｍｏ／Ａｌ／Ｍｏ／ＩＧＺＯ、Ｃｕ／Ｍｏ／ＩＧＺＯ、Ｍｏ／ＩＧＺＯ、Ａｌ／Ｍｏ／ＩＧＺＯ）を形成する。上記複合体において、ＴｉがＭｏから置き換わってもよい。ＴＦＴ構造を形成するために、形成されてきた金属薄膜の層、Ｍｏ／Ｃｕ／Ｍｏ、Ｍｏ／Ａｌ／Ｍｏ、Ｃｕ／Ｍｏ、Ｍｏ、Ａｌ／Ｍｏ（再度ＴｉがＭｏから置き換わってもよい）は、分離ソースおよびドレインを形成するためにエッチングされなければならない。金属薄膜をエッチングし、かつ酸化物半導体膜から離れてエッチングしないために、エッチング液は、酸化物半導体膜よりも金属に対して高度な選択性を有することが必要である。ドライエッチング液が用いられてきたが、選択性に乏しく、そして敷設する酸化物半導体膜を損傷する傾向にあった。ＰＡＮのような一般に用いられるウェットエッチング液は、敷設する半導体酸化物膜よりも金属に対する選択性に乏しいことが示されてきた。アンモニア／過酸化物のような他のエッチング液は、酸化物半導体膜に対して金属をエッチングするために再生産性、一貫性および充分な選択性に欠けることが見出された。最も重要な問題は、酸化物半導体（例えば、ＩＧＺＯまたはＩＴＺＯ）に関する、スタック内の「ボトム」金属（例えばＭｏまたはＴｉ）へのエッチング液の選択性であり、そしてこの問題が未解決のままである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、敷設する酸化物半導体膜に対し、金属への信頼性がありかつ一貫性のある高度なエッチングの選択性を提供し得るエッチング液についての継続するニーズが存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（概要）
本願発明者は、水酸化４級アンモニウム、アンモニアまたは水酸化アンモニウムおよび過酸化水素の組み合わせが、酸化物半導体膜に対して、金属（例えば、モリブデン（Ｍｏ）またはチタン（Ｔｉ））への非常に高度な選択性をもって優れた高速エッチングを提供することを発見した。理論によって束縛されていないが、水酸化４級アンモニウムは、ある程度の保護を酸化物半導体に提供し、その一方で酸化物半導体膜に対して金属（例えば、モリブデンまたはチタンを含む）を含む層のエッチングを向上させると考えられる。
【０００６】
１つの実施形態では、本発明は、酸化物半導体膜に対してモリブデンまたはチタン膜を選択的にエッチングするためのプロセスであって、
酸化物半導体の層と、該酸化物半導体の層上にモリブデンまたはチタンを含む層とを含む基材を提供する工程；
該モリブデンまたはチタンを含む層の上方にフォトレジスト層を付与し、次いで該フォトレジスト層をパターニングおよび現像して、該モリブデンまたはチタンを含む層の露出部分を形成することにより該基材を設ける工程；
アンモニアまたは水酸化アンモニウム、水酸化４級アンモニウム、および過酸化物を含む組成物を提供する工程；ならびに
該モリブデンまたはチタンを含む層の該露出部分をエッチングかつ除去するに充分な時間、該露出部分に該組成物を付与する工程であって、該エッチングが、該酸化物半導体に対して該モリブデンまたはチタンを選択的に除去する、工程；
を含む、プロセスに関する。
【０００７】
別の実施形態では、本発明は、トランジスタを形成するためのプロセスであって、
酸化物半導体のチャネル層を形成する工程；
該チャネル層の上方にモリブデンまたはチタンを含むソース／ドレイン層を堆積させる工程；
該モリブデンまたはチタンを含む層の上方にフォトレジスト層を付与し、次いで該フォトレジスト層をパターニングおよび現像して、該モリブデンまたはチタンを含む層の露出部分を形成する工程；
アンモニアまたは水酸化アンモニウム、水酸化４級アンモニウム、および過酸化物を含む組成物を提供する工程；ならびに
該モリブデンまたはチタンを含む層の該露出部分をエッチングかつ除去するに充分な時間、該露出部分に該組成物を付与する工程であって、該エッチングが、酸化物半導体に対して該モリブデンまたはチタンを選択的に除去して、該トランジスタのソースおよびドレインを形成する、工程；
を含む、プロセスに関する。
【０００８】
したがって、本発明は、モリブデンまたはチタンが配設される酸化物半導体膜に対してモリブデンまたはチタンの少なくとも１つを効果的にエッチングかつ除去するための当該技術分野におけるニーズに到達する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１−３】図１は、半導体デバイスにおけるフォトレジスト層のパターニング前の該デバイスの一部の模式断面図である。図２は、本発明によるエッチング前のフォトレジスト層をパターニングした後の半導体デバイスの一部の模式断面図である。図３は、本発明によるエッチング後の半導体デバイスの一部の模式断面図である。
【図４】図４は、モリブデンまたはチタンを含む層の実施形態の模式断面図であって、モリブデンまたはチタンを含む層上の化合物またはサンドイッチされた金属層を表す図である。
【図５】図５は、モリブデンまたはチタンを含む層の実施形態の模式断面図であって、モリブデンまたはチタンを含む層上の化合物またはサンドイッチされた金属層を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
説明の単純さと明確さのために、図に示す要素は、必ずしも一定の比率で表されていないことが理解されるべきである。例えば、いくつかの要素の寸法は明確さのために互いと相対して誇張され得る。さらに、適切であると考えられる場合、参照番号は、対応するまたは同一の要素を示すために図の間で繰り返されている。
【００１１】
本明細書中に記載されているプロセスの工程および構造物は、半導体デバイスまたはＴＦＴ表示デバイスの製造に使用されるような、エッチングプロセスを実施するための完全なシステムまたはプロセスフローを形成していないことが認識されるべきである。本発明は、当該分野で現在使用される作製技術および装置とともに実施され得、そして本発明の理解のために必要であるように、一般に実施される材料、装置、およびプロセスの工程の多くのもののみが包含される。
【００１２】
開示物および特許請求の範囲を通じて、開示された範囲および比の数値限定は組み合わせてもよく、そしてすべての介在する値はその範囲の開示によって開示されるとみなされる。さらに、すべての数値は、修飾語「約」によって、この用語が特に言及されていようと言及されていまいと、前置きされているとみなされる。開示物および特許請求の範囲を通じて、ある群のうちの任意の構成要素(member)が当該群から削除されてもよい。開示物および特許請求の範囲を通じて、種々の開示された要素のうちのすべての可能な組み合わせが組み合わされ得、そしてすべてのこのような組み合わせが本発明の範囲内に含まれているとみなされる。開示物および特許請求の範囲を通じて、特に言及しない限りは、「ａ」、「ａｎ」および／または「ｔｈｅ」に対する参照は、１つまたは１つより多いものを包含し得、そして単数形における項目に対する参照は、複数形における項目を含み得る。開示物および特許請求の範囲を通じて、他に特定されない限り、すべての温度は摂氏で測定され、すべてのプロセスは室温または環境温度で行われ、すべての圧力は大気圧である。
【００１３】
上記概要に簡単に記載した本発明の実施形態のいくらかは、当業者が本発明の作製および使用を可能にするために、以下の詳細な説明においてより詳細に記載される。
【００１４】
本発明のプロセスにおいて、エッチングは、エッチング停止層を必要とせず、かつＩＧＺＯまたは他の透明半導体酸化物層に損傷を与えることなく１つまたは複数の金属層を選択的にエッチング除去することにより、ＩＧＺＯ層または他の透明半導体酸化物材料上に直接堆積した１つまたは複数の金属層からソースおよびドレインを形成するために実施され得る。例えば、金属層は、ＴＦＴのソース／ドレイン導体としての使用について当該分野において公知の、対応するいくつかの金属および類似金属のいずれかを置換するＭｏ／Ｃｕ／Ｍｏ；Ｍｏ／Ａｌ／Ｍｏ；Ｃｕ／Ｍｏ；Ｍｏ；Ａｌ／Ｍｏ；Ｍｏ、ＣｏおよびＡｌの任意の合金；を含む。
【００１５】
図１は、フォトレジスト層１１２をパターニングする前の半導体デバイス１００の一部の模式断面図である。図１に示すように、デバイス１００は、基板１０２（例えば、ＴＦＴ表示デバイスのためのガラスから形成される）、絶縁層１０４、ゲート１０６、チャネル層１０８、ソースおよびドレインを形成するためにエッチングされる金属層１１０、およびフォトレジスト層１１２を備える。１つの実施形態では、チャネル導体１０８は、ＩＧＺＯまたはＩＴＺＯのような酸化物半導体である。１つの実施形態では、金属層１１０は、モリブデン（Ｍｏ）またはチタン（Ｔｉ）、ＭｏまたはＴｉ上のアルミニウム（Ａｌ）層、Ｍｏ／Ａｌ／ＭｏまたはＴｉ／Ａｌ／Ｔｉのサンドイッチ、ＭｏまたはＴｉ上の銅（Ｃｕ）層、Ｍｏ／Ｃｕ／ＭｏまたはＴｉ／Ｃｕ／Ｔｉのサンドイッチ、あるいは同様の構造物におけるこれら材料の任意の合金を含む。本明細書中において用いられるように、「これら材料の任意の合金」は、半導体デバイスでの使用が公知のＭｏ、Ｔｉ、ＣｕまたはＡｌの任意のものの任意の公知の合金を含む。図１に示すように、フォトレジスト層１１２は付与されているが、まだパターニングされていない。
【００１６】
図２は、図１のフォトレジスト層１１２のパターニングの後の半導体デバイス２００の一部の模式断面図であり、本発明の実施形態にしたがって、フォトレジスト層２１２は適切な場所で開口を形成するようにパターニングされ、初期ＴＦＴのソースおよびドレインを形成するその後のエッチングのために、エッチングの前に、金属層１１０の露出部分１１０ａが形成される。
【００１７】
図３は、本発明によるエッチング後の半導体デバイス（例えば、薄膜トランジスタ３００）の一部の模式断面図である。図３に示すように、金属層１１０の露出部分１１０ａはエッチングされ、ソース３１０ｓおよびドレイン３１０ｄを形成する。図３に示すプロセスの時点で、フォトレジスト２１２は除去される。本発明の実施形態によれば、チャネル層１０８（ＩＧＺＯのような酸化物半導体から作製されている）は、本発明の高度に選択的なエッチングプロセスの結果として顕著な程度までにはエッチングされていない。
【００１８】
図４および５は、金属層１１０の追加の実施形態の模式断面図であり、モリブデンまたはチタンを含む層上の化合物またはサンドイッチされた金属層を表す。その際、図１〜３に表す実施形態において、モリブデンまたはチタンを含む層は単一材料（例えば、ＭｏまたはＭｏの合金；あるいはＴｉまたはＴｉの合金）であることが留意される。本明細書中に記載されるように、他の実施形態では、モリブデンまたはチタン（あるいはそれらの合金）を含む層は、Ｍｏ層上にアルミニウムまたは銅の層をさらに含み得、そしてさらに他の実施形態では、Ｍｏのさらなる層は、第１のＭｏ層上にアルミニウムまたは銅の層をかぶせてもよく、サンドイッチ構造Ｍｏ／Ａｌ／ＭｏまたはＭｏ／Ｃｕ／Ｍｏを形成し得る。
【００１９】
図４は実施形態４００を表し、モリブデンまたはチタンを含む層が、当該モリブデンまたはチタンの層上に形成された、ＡｌまたはＣｕのいずれかの追加層をさらに含む。したがって、図４に示すように、ソース４１０ｓおよびドレイン４１０ｄが形成され、それぞれが、酸化物半導体の敷設層１０８の上にかつそれと接触して、モリブデンまたはチタンの層を含み、当該モリブデンまたはチタンの層上またはその上方にＡｌまたはＣｕのいずれかの追加層を含む。したがって、１つの実施形態では、モリブデンまたはチタンを含む層１１０は、モリブデンまたはチタンの層上にアルミニウム層または銅層をさらに含み、それらが酸化物半導体層上でソースおよびドレインとなる。
【００２０】
図５は実施形態５００を表し、モリブデンまたはチタンを含む層が、モリブデンまたはチタンの層上に、ＡｌまたはＣｕのいずれかの追加層を、かつＡｌまたはＣｕのいずれかの追加層上に、モリブデンまたはチタンのさらなる層を形成してさらに含む。したがって、図５に示すように、ソース５１０ｓおよびドレイン５１０ｄが形成され、それぞれが、酸化物半導体の敷設層１０８の上にかつそれと接触して、モリブデンまたはチタンの層を含み、そして当該モリブデンまたはチタンの層上にまたはその上方にＡｌまたはＣｕのいずれかの追加層を含み、そして当該ＡｌまたはＣｕの追加層上にまたはその上方にＭｏのさらなる層を含む。したがって、１つの実施形態では、モリブデンまたはチタンを含む層１１０は、当該モリブデンまたはチタンの層上のアルミニウム層または銅層上に、モリブデンまたはチタンの第２の層をさらに含む。それにより、Ｍｏ／Ａｌ／Ｍｏサンドイッチ、またはＭｏ／Ｃｕ／Ｍｏサンドイッチ、またはＴｉ／Ａｌ／Ｔｉサンドイッチ、またはＴｉ／Ｃｕ／Ｔｉサンドイッチを形成し、これがソースおよびドレインとなる。
【００２１】
したがって、本発明の実施形態によれば、酸化物半導体薄膜に対してモリブデンまたはチタンを選択的にエッチングするためのプロセスが提供され、該プロセスは、以下の工程：
酸化物半導体の層１０８と、酸化物半導体のチャネル層１０８上にモリブデンまたはチタンを含む層１１０とを含む基材１０２を提供する工程；
モリブデンまたはチタンを含む層１１０の上方に、フォトレジスト層１１２を付与し、次いでフォトレジスト層１１２をパターニングおよび現像して、モリブデンまたはチタンを含む層１１０の露出部分１１０ａを形成することにより基材を設ける工程；
アンモニアまたは水酸化アンモニウム、水酸化４級アンモニウムおよび過酸化物を含む組成物を提供する工程；
モリブデンまたはチタンを含む層の露出部分１１０ａをエッチングおよび除去するのに充分な時間、露出部分１１０ａに組成物を付与する工程であって、該エッチングがチャネル層１０８の酸化物半導体に対してモリブデンまたはチタンを選択的に除去する、工程；
を含む。
【００２２】
他の実施形態では、本発明は、トランジスタ３００を形成するためのプロセスを提供し、該プロセスは：
酸化物半導体のチャネル層１０８を形成する工程；
チャネル層１０８上にモリブデンまたはチタンを含むソース／ドレイン層１１０を堆積させる工程；
モリブデンまたはチタンを含む層１１０の上方にフォトレジスト層１１２を付与し、次いで、フォトレジスト層１１０をパターニングおよび現像して、モリブデンまたはチタンを含む層１１０の露出部分１１０ａを形成する工程；
アンモニアまたは水酸化アンモニウム、水酸化４級アンモニウムおよび過酸化物を含む組成物を提供する工程；
モリブデンまたはチタンを含む層１１０の露出部分１１０ａをエッチングおよび除去するのに充分な時間、露出部分１１０ａに組成物を付与する工程であって、エッチングが、酸化物半導体に対してモリブデンまたはチタンを選択的に除去し、トランジスタ３００のソース３１０ｓおよびドレイン３１０ｄを形成する工程；
を含む。
【００２３】
１つの実施形態では、選択的エッチングは、モリブデンまたはチタンを含む層１１０の露出部分１１０ａの実質的にすべてを除去し、そして酸化物半導体の層１０８を実質的に除去しない。
【００２４】
１つの実施形態では、選択的エッチングは、少なくとも６：１の金属／酸化物半導体の選択性を示す。別の実施形態では、選択的エッチングは、少なくとも２０：１の金属／酸化物半導体の選択性を示す。別の実施形態では、選択的エッチングは、少なくとも１００：１の金属／酸化物半導体の選択性を示す。別の実施形態では、選択的エッチングは、少なくとも２５０：１の金属／酸化物半導体の選択性を示す。別の実施形態では、選択的エッチングは、少なくとも２５００：１の金属／酸化物半導体の選択性を示す。別の実施形態では、選択的エッチングは、約３０００：１の金属／酸化物半導体の選択性を示す。範囲および比率の限定は組み合わされ得るので、上記は、例えば、約１００：１〜約３０００：１の範囲の選択性、および類似の組み合わせを含む。
【００２５】
１つの実施形態では、組成物は：
２〜１０重量％のアンモニア、および１つの実施形態では１〜１０重量％のアンモニア；
０．０１〜０．５Ｍの水酸化４級アンモニウム；および
０．１〜７重量％の過酸化水素；
を含有する。
【００２６】
１つの実施形態では、組成物は：
３〜１０重量％のアンモニア；
０．０１〜０．５Ｍの水酸化４級アンモニウム；および
０．１〜７重量％の過酸化水素；
を含有する。
【００２７】
１つの実施形態では、組成物は：
６〜８重量％のアンモニア、
０．０５〜０．２Ｍの水酸化４級アンモニウム；および
０．５〜２重量％の過酸化水素；
を含有する。
【００２８】
１つの実施形態では、組成物は：
７重量％のアンモニア；
０．１Ｍの水酸化４級アンモニウム；および
１重量％の過酸化水素；
を含有する。
【００２９】
１つの実施形態では、過酸化物は、溶媒（例えば水）を除く、主要量未満（すなわち、添加薬剤のうちの５０％未満）で存在する。
【実施例】
【００３０】
試験の最初のセットでは、１重量％の過酸化水素を含有する水溶液中のＴＭＡＨおよびアンモニアの種々の組み合わせにおけるＭｏの比較エッチング速度を試験し、そしてＭｏのエッチングの速度が、低濃度のＴＭＡＨで高く、そしてエッチング組成物中のアンモニア濃度に依存するようだということを見出す。これらの試験において、表１のＮＨ３水溶液サンプル中のＴＭＡＨについては、エッチング時間は１０、２０、３０および６０秒であり、そして表２のＴＭＡＨ水溶液サンプル中のＮＨ３については、エッチング時間は溶液番号６では１、２、５、１０および２０分であり、そして溶液番号７〜１０では１０、２０、３０、６０秒ならびに２、５および１０分である。
【００３１】
【表１】
0006258512.tif 000002
【００３２】
最適なＭｏのエッチング組成物は、実施例番号４におけるものであると考えられる。
【００３３】
【表２】
0006258512.tif 000003
【００３４】
試験の第２のセットでは、Ｍｏ／ＩＧＺＯ選択性を、以下の表３に示すように、１重量％の過酸化水素を含有する水溶液中のＴＭＡＨおよびアンモニアの種々の組み合わせにおいて決定する。これらの試験において、上記表１における、最良の選択性が実施例番号４と同様のエッチング液で得られること、ＴＭＡＨがゼロのサンプルが実施例番号１に対応すること、およびＴＭＡＨが０．５Ｍのサンプルが実施例番号６に対応することをそれぞれ見出す。
【００３５】
【表３】
0006258512.tif 000004
【００３６】
試験の第３のセットでは、Ｍｏのエッチング速度に対する４級アンモニウムおよびアンモニアの影響を決定する。これらの試験のために、２００ｎｍ厚のＭｏ層をシリコンウエハ上にスパッタリングし、そしてＭｏのエッチングを、４０℃（表４）および２０℃（表５および６）でエッチングした後のシート抵抗値を測定することにより評価する。以下の表４および５に示すように、最初アンモニア水溶液と過酸化水素のみを用い、次いで以下の表６に示すように、ＴＭＡＨ水溶液と過酸化水素を用いることにより、以下の結果を得る。
【００３７】
【表４】
0006258512.tif 000005
【００３８】
表４に示すように、丁度１０秒後、Ｈ２Ｏ２を用いるサンプルのシート抵抗値は６０Ω／ｓｑ程度であった。これは、ほとんど完全にエッチングした層に対応する。Ｈ２Ｏ２を用いない溶液はシート抵抗値の変化を示さなかった。したがって、これらの層は、エッチング時間内に全くエッチングされていなかったと考えられる。
【００３９】
【表５】
0006258512.tif 000006
【００４０】
表５に示すように、２０℃にてＭｏのエッチング速度は、層が１０秒後完全にエッチングされるので５重量％のＨ２Ｏ２を用いる溶液を除いて、定性的に決定され得る。この結果は、Ｈ２Ｏ２濃度の増加が、丁度、酸化剤を添加する際に酸化強度の増大に基づいて期待するように、Ｍｏのエッチング速度を増加させることを示す。
【００４１】
【表６】
0006258512.tif 000007
【００４２】
表６における結果は、Ｈ２Ｏ２濃度の増加が、丁度、酸化剤を添加する際に酸化強度の増大に基づいて期待するように、Ｍｏのエッチング速度を増加させることを示す。ＮＨ３溶液とＴＭＡＨ溶液とを比較すると、ＮＨ３溶液はより高いＭｏのエッチング速度を有する。
【００４３】
試験の第４のセットでは、多くの異なる水酸化４級アンモニウムを試験し、水酸化４級アンモニウムの２つの異なる濃度でＭｏのエッチング速度を決定する。これらの試験のために、２００ｎｍ厚のＭｏ層をシリコンウエハ上にスパッタリングし、そしてＭｏのエッチングを、２０℃でエッチングした後のシート抵抗値を測定することにより評価する。以下の結果を、表７および８に示すように得る。
【００４４】
【表７】
0006258512.tif 000008
【００４５】
表７に示すように、０．１ＭのＱＯＨ、７重量％のＮＨ３および１重量％のＨ２Ｏ２で、Ｍｏのエッチング速度は、４級アンモニウムカチオンの分子構造による影響を受けず、すべての場合において高い。
【００４６】
【表８】
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【００４７】
表８に示すように、０．５ＭのＱＯＨ、７重量％のＮＨ３および１重量％のＨ２Ｏ２で、Ｍｏのエッチング速度は、４級アンモニウムカチオンの分子構造による影響を受ける。
【００４８】
試験のさらなるセットでは、２つのさらなる水酸化４級アンモニウムを、水酸化物およびアンモニアの異なる濃度を用いるＭｏのエッチングで試験した。結果を表９に示す。
【００４９】
【表９】
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【００５０】
表９に示すように、最も高いＭｏのエッチング速度を、０．１Ｍの水酸化４級アンモニウム、７重量％のアンモニア、および１重量％の過酸化水素を用いて得る。他の試験で観察されるように、Ｍｏのエッチング速度は、これらの濃度でカチオンから独立しているが、より高濃度の水酸化４級アンモニウムまたはより低濃度のアンモニアがＭｏのエッチング速度を低減させる。
【００５１】
試験の別のセットでは、銅のエッチング速度を、０．１ＭのＴＭＡＨ、１重量％の過酸化水素、および０重量％または７重量％のいずれかのアンモニアを用いて決定する。得られた結果を表１０に示す。
【００５２】
【表１０】
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【００５３】
表１０に示すように、Ｃｕは、７重量％のＮＨ３を含有する溶液で極めて急速にエッチングする。エッチング速度は、数秒以内で、２００ｎｍ厚のＣｕ層が完全にエッチングされるほど高い。
【００５４】
試験の別のセットでは、アルミニウムのエッチング速度を、０．１ＭのＴＭＡＨ、１重量％の過酸化水素および０重量％または７重量％のいずれかのアンモニアを用いて決定する。得られた結果を表１１に示す。
【００５５】
【表１１】
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【００５６】
表１１に示すように、Ａｌのエッチング速度は、より高濃度のＴＭＡＨを用いるエッチング液について増大する。０．１ＭのＴＭＡＨで、ＮＨ３の添加は、エッチング速度を増大させる。ところが、０．５ＭのＴＭＡＨで、Ａｌのエッチング速度はＮＨ３濃度に影響しない。これにより、０．５ＭのＴＭＡＨでは、エッチング速度は、還元速度に依存し、そして酸化速度は全体的なエッチング速度を制限しないことが示唆されるようである。０．１Ｍでは、まさに反対であるようである。良好な錯形成剤として知られているＮＨ３の添加は酸化速度を増大させ得、それ故、酸化速度に依存性がある。
【００５７】
試験の別のセットでは、チタンのエッチング速度を、０Ｍまたは０．１ＭのＴＭＡＨ、１６．６７重量％または６．６７重量％の過酸化水素、および６．４４重量％のアンモニアを用いて決定する。得られた結果を表１２に示す。
【００５８】
【表１２】
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【００５９】
表１２に示すように、Ｔｉのエッチング速度は、水酸化４級アンモニウムが存在せず、過酸化水素が高濃度である場合に実際により高く、そして過酸化水素濃度が低い場合にＴｉのエッチング速度は、水酸化４級アンモニウムを含んでも、または含まなくても同様である。しかし、水酸化４級アンモニウムの存在がＩＧＺＯについて保護的効果を示したことによると、Ｔｉは効果的かつ選択的にエッチングされ得、そして本発明によって示された選択性は、ＩＧＺＯにおけるＴｉ層のエッチングおよび除去が行われる際に、得られ得るようである。
【００６０】
本発明の原理を、ある特定の実施態様に対して説明し、図示する目的で提供する。それらの種々の改変は本願明細書を読む当業者にとって明らかなものであると理解すべきである。したがって、本明細書中に開示された発明については、添付の特許請求の範囲の範囲内に収まるようにこのような改変が網羅されていると意図することを理解すべきである。本発明の範囲は添付の特許請求の範囲の範囲によってのみ限定される。
【図１−３】
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【図４】
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【図５】
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