DE112015000506T5 - Flüssige Zusammensetzung zum Entfernen von Titannitrid, Halbleiterelement-Reinigungs-Verfahren unter Verwendung desselben und Halbleiterelement-Herstellungs-Verfahren - Google Patents

Flüssige Zusammensetzung zum Entfernen von Titannitrid, Halbleiterelement-Reinigungs-Verfahren unter Verwendung desselben und Halbleiterelement-Herstellungs-Verfahren Download PDF

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Abstract

Diese Erfindung stellt eine flüssige Zusammensetzung bereit, die Titannitrid von einem Substrat ohne Korrodieren von Wolfram oder einem Zwischenschicht-Dielektrikum mit niederem k-Wert, das auch auf dem Substrat vorliegt, entfernt. Die flüssige Zusammensetzung hat einen pH zwischen einschließlich 0 und 4 und enthält das Nachstehende: mindestens ein Oxidationsmittel (A), ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Kaliumpermanganat, Ammoniumperoxodisulfat, Kaliumperoxodisulfat und Natriumperoxodisulfat; eine Fluor-Verbindung (B); und einen Wolfram-Korrosionsverhüter (C). Der Wolfram-Korrosionsverhüter (C) enthält entweder mindestens zwei verschiedene Verbindungen, ausgewählt aus einer Gruppe von Verbindungen (C1), bestehend aus Alkylaminen, Salzen davon, Fluoralkylaminen, Salzen davon, und dergleichen oder enthält mindestens eine Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe von Verbindungen (C1) und mindestens eine Verbindung, ausgewählt aus einer Gruppe von Verbindungen (C2), bestehend aus Polyoxyalkylenalkylaminen, Polyoxyalkylenfluoralkylaminen und dergleichen. Die Masse-Konzentration von Kaliumpermanganat in dem vorstehend erwähnten Oxidationsmittel (A) ist zwischen einschließlich 0,001% und 0,1%, und die Masse-Konzentration von der vorstehend erwähnten Fluor-Verbindung (B) ist zwischen einschließlich 0,01% und 1%.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine flüssige Zusammensetzung und betrifft insbesondere: eine flüssige Zusammensetzung zum Entfernen von für eine Hardmask verwendetem Titannitrid ohne Korrodieren von für eine Schaltung verwendetem Wolfram oder einem Zwischenschicht-Dielektrikum mit niederem k-Wert bei dem Herstellungsverfahren eines Halbleiterbauelements; ein Verfahren zum Reinigen eines Halbleiterbauelements unter Verwendung desselben; und ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements.
  • HINTERGRUND DES STANDES DER TECHNIK
  • Beim Herstellen eines Halbleiter-Substrats werden verschiedene Materialien, einschließlich sowohl organische Materialien als auch anorganische Materialien verwendet und Wolfram und Titannitrid sind darin eingeschlossen. Wolfram wird zum Beispiel als Schaltungs-Material verwendet. Hinsichtlich Titannitrids wurden kürzlich Verfahren unter Verwendung desselben als Hardmask geprüft.
  • Zum Beispiel ist es im Fall von einem Halbleiter-Substrat, in welchem Wolfram mit Titannitrid auf der Oberfläche des Substrats gemeinsam vorliegen, wobei Wolfram als eine Schaltung verwendet wird und Titannitrid als eine Hardmask verwendet wird, erwünscht, Titannitrid ohne Korrodieren von Wolfram zu entfernen. Titannitrid kann unter Verwendung einer Wasserstoffperoxid enthaltenden Zusammensetzung relativ leicht entfernt werden, jedoch ist es schwierig, Wasserstoffperoxid einzusetzen, weil es eine hohe Wolfram-Korrosivität aufweist. Zusätzlich ist es erforderlich, die Ätz-Selektivität von Titannitrid, bezogen auf Wolfram, zu erhöhen.
  • Aus diesem Grund wurden, um Wolfram-Korrosion auf Grund von Wasserstoffperoxid zu verhindern, Verfahren des Zusetzens eines Korrosionsverhüters bzw. eines Korrosionshemmers zu einer Wasserstoffperoxid enthaltenden Zusammensetzung geprüft. Patent-Dokument 1 offenbart Korrosionsverhüter, erhalten unter Verwendung von quaternärem Ammonium und Salzen davon, quaternärem Pyridinium und Salzen davon, quaternärem Bipyridinium und Salzen davon und quaternärem Imidazolium und Salzen davon. Jedoch üben die in Patent-Dokument 1 offenbarten Korrosionsverhüter keine ausreichenden Wirkungen zum Verhindern von Korrosion von Wolfram aus.
  • Patent-Dokument 2 beschreibt, dass Titannitrid ohne Korrodieren von Wolfram unter Verwendung einer konzentrierten Schwefelsäure als Zusammensetzung, die kein Wasserstoffperoxid enthält, geätzt werden kann. Jedoch ist in Patent-Dokument 2 die Ätzrate von Titannitrid gering (3 bis 15 Å/min). Deshalb ist dies zum Beispiel im Fall der Verwendung zum Entfernen einer Titannitrid-Hardmask, welche gewöhnlich eine Dicke von einigen hundert Å bis einigen tausend Å aufweist, nicht praktisch.
  • Patent-Dokument 3 beschreibt, dass Titannitrid ohne Korrodieren von Wolfram unter Verwendung einer Zusammensetzung, enthaltend ein Oxidationsmittel, eine Fluor-Verbindung und einen Korrosionsverhüter, geätzt werden kann. Jedoch ist in Patent-Dokument 3 die Entfernbarkeit von Titannitrid gering und es gibt zum Beispiel ein Problem, indem dadurch keine ausreichenden Wirkungen zum Verhindern von Wolfram-Korrosion erhalten werden.
  • DOKUMENTE DES STANDES DER TECHNIK
  • PATENT-DOKUMENTE
    • Patent-Dokument 1: Japanische offengelegte Patentveröffentlichung Nr. 2008-285508
    • Patent-Dokument 2: Japanische offengelegte Patentveröffentlichung Nr. 2003-234307
    • Patent-Dokument 3: Internationale Veröffentlichung WO2013/101907 Druckexemplar
  • KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDE PROBLEME
  • Eine durch die vorliegende Erfindung zu lösende Aufgabe besteht darin, mindestens eine der vorstehend beschriebenen bekannten Aufgaben zu lösen. Weiterhin ist eine weitere durch die vorliegende Erfindung zu lösende Aufgabe die Bereitstellung einer flüssigen Zusammensetzung, welche Titannitrid von einem Substrat ohne Korrodieren von Wolfram oder einem Zwischenschicht-Dielektrikum mit niederem k-Wert, das auch auf dem Substrat vorliegt, entfernen kann, ein Verfahren zum Reinigen eines Halbleiterbauelements unter Verwendung desselben, und ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements.
  • MITTEL ZUM LÖSEN DER PROBLEME
  • Die Erfinder unternahmen sorgfältige Untersuchungen, um die vorstehend beschriebenen Probleme zu lösen, und fanden, dass die vorstehend beschriebenen Probleme unter Verwendung einer speziellen flüssigen Zusammensetzung, enthaltend ein Oxidationsmittel, eine Fluor-Verbindung und einen Wolfram-Korrosionsverhüter, gelöst werden können.
  • Insbesondere ist die vorliegende Erfindung wie nachstehend:
    • <1> Eine flüssige Zusammensetzung, welche Titannitrid von einem Substrat ohne Korrodieren von Wolfram oder einem Zwischenschicht-Dielektrikum mit niederem k-Wert, das auch auf dem Substrat vorliegt, entfernt, wobei die flüssige Zusammensetzung einen pH von 0 bis 4 aufweist und umfasst: mindestens ein Oxidationsmittel (A), ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Kaliumpermanganat, Ammoniumperoxodisulfat, Kaliumperoxodisulfat und Natriumperoxodisulfat; eine Fluor-Verbindung (B); und einen Wolfram-Korrosionsverhüter (C), wobei der Wolfram-Korrosionsverhüter (C) entweder mindestens zwei verschiedene Verbindungen, ausgewählt aus einer Gruppe von Verbindungen (C1), bestehend aus Alkylaminen und Salzen davon, Fluoralkylaminen und Salzen davon, Alkylaminoxiden, Fluoralkylaminoxiden, Alkylbetainen, Fluoralkylbetainen, quaternärem Alkylammonium und Salzen davon, quaternärem Fluoralkylammonium und Salzen davon, quaternären Alkylpyridiniumsalzen, quaternären Fluoralkylpyridiniumsalzen, quaternären Alkylbipyridiniumsalzen, quaternären Fluoralkylbipyridiniumsalzen, quaternären Alkylimidazoliumsalzen und quaternären Fluoralkylimidazoliumsalzen, enthält oder mindestens eine Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe von Verbindungen (C1) und mindestens eine Verbindung, ausgewählt aus einer Gruppe von Verbindungen (C2), bestehend aus Polyoxyalkylenalkylaminen, Polyoxyalkylenfluoralkylaminen, Polyoxyalkylen-alkylethern, Polyoxyalkylenfluoralkylethern, Polyoxyalkylenalkylphosphaten, Polyoxy-alkylenfluoralkylphosphaten, Polyoxyalkylenalkylethersulfaten, Polyoxyalkylen-fluoralkylethersulfaten, Alkyldiphenylethersulfonaten und Fluoralkyldiphenylether-sulfonaten, enthält und wobei die Konzentration von Kaliumpermanganat in dem Oxidationsmittel (A) 0,001 bis 0,1 Masse-% ist, und wobei die Konzentration der Fluor-Verbindung (B) 0,01 bis 1 Masse-% ist.
    • <2> Die flüssige Zusammensetzung nach Punkt <1>, welche kein Wasserstoffperoxid enthält.
    • <3> Die flüssige Zusammensetzung nach Punkt <1>, wobei die Fluor-Verbindung (B) mindestens eine Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Fluorwasserstoffsäure, Ammoniumfluorid, saurem Ammoniumfluorid, Tetramethylammoniumfluorid, Kaliumfluorid, Hexafluorokieselsäure und Tetrafluoroborsäure, ist.
    • <4> Die flüssige Zusammensetzung nach Punkt <1>, wobei die Alkylamine oder Fluoralkylamine in der Gruppe von Verbindungen (C1) durch nachstehende allgemeine Formel (1) wiedergegeben werden:
      Figure DE112015000506T5_0002
      worin: R1 eine Alkylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen oder eine Alkenylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen wiedergibt, und ein Teil oder alle an die Alkylgruppe oder Alkenylgruppe gebundenen Wasserstoffatome gegen ein Fluoratom substituiert sein können; und R2 und R3 ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen wiedergeben, und ein Teil oder alle an die Alkylgruppe gebundenen Wasserstoffatome gegen ein Fluoratom substituiert sein können.
    • <5> Die flüssige Zusammensetzung nach Punkt <1>, wobei die Alkylaminsalze oder Fluoralkylaminsalze in der Gruppe von Verbindungen (C1) mindestens eine Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydrochloriden, Nitraten, Acetaten, Methansulfonaten, Chloraten, Perchloraten, Hydrofluoriden, Hydrobromaten, Hydrojodiden, Hydrogensulfaten, Sulfaten, Hydrogencarbonaten, Carbonaten, Dihydrogenphosphaten, Hydrogenphosphaten und Phosphaten, sind.
    • <6> Die flüssige Zusammensetzung nach Punkt <1>, wobei die Alkylaminoxide oder Fluoralkylaminoxide in der Gruppe von Verbindungen (C1) durch nachstehende allgemeine Formel (2) wiedergegeben werden:
      Figure DE112015000506T5_0003
      worin: R1 eine Alkylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen oder eine Alkenylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen wiedergibt, und ein Teil oder alle an die Alkylgruppe oder Alkenylgruppe gebundenen Wasserstoffatome gegen ein Fluoratom substituiert sein können; und R2 und R3 ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen wiedergeben, und ein Teil oder alle an die Alkylgruppe gebundenen Wasserstoffatome gegen ein Fluoratom substituiert sein können.
    • <7> Die flüssige Zusammensetzung nach Punkt <1>, wobei die Alkylbetaine oder Fluoralkylbetaine in der Gruppe von Verbindungen (C1) durch nachstehende allgemeine Formel (3) oder (4) wiedergegeben werden:
      Figure DE112015000506T5_0004
      worin: R1 eine Alkylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen oder eine Alkenylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen wiedergibt, und ein Teil oder alle an die Alkylgruppe oder Alkenylgruppe gebundenen Wasserstoffatome gegen ein Fluoratom substituiert sein können; und R2 und R3 ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen wiedergeben, und ein Teil oder alle an die Alkylgruppe gebundenen Wasserstoffatome gegen ein Fluoratom substituiert sein können;
      Figure DE112015000506T5_0005
      worin: R1 eine Alkylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen oder eine Alkenylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen wiedergibt, und ein Teil oder alle an die Alkylgruppe oder Alkenylgruppe gebundenen Wasserstoffatome gegen ein Fluoratom substituiert sein können; und R2 und R3 ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen wiedergeben, und ein Teil oder alle an die Alkylgruppe gebundenen Wasserstoffatome gegen ein Fluoratom substituiert sein können.
    • <8> Die flüssige Zusammensetzung nach Punkt <1>, wobei das quaternäre Alkylammonium und Salze davon oder quaternäres Fluoralkylammonium und Salze davon in der Gruppe von Verbindungen (C1) durch nachstehende allgemeine Formel (5), (6) oder (7) wiedergegeben werden:
      Figure DE112015000506T5_0006
      worin: R1 eine Alkylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen oder eine Alkenylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen wiedergibt, und ein Teil oder alle an die Alkylgruppe oder Alkenylgruppe gebundenen Wasserstoffatome gegen ein Fluoratom substituiert sein können; und R2, R3 und R4 ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, eine Phenylgruppe oder eine Benzylgruppe wiedergeben, und ein Teil oder alle an die Alkylgruppe gebundenen Wasserstoffatome gegen ein Fluoratom substituiert sein können;
      Figure DE112015000506T5_0007
      worin: R1 eine Alkylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen oder eine Alkenylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen wiedergibt, und ein Teil oder alle an die Alkylgruppe oder Alkenylgruppe gebundenen Wasserstoffatome gegen ein Fluoratom substituiert sein können; R2, R3 und R4 ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, eine Phenylgruppe oder eine Benzylgruppe wiedergeben, und ein Teil oder alle an die Alkylgruppe gebundenen Wasserstoffatome gegen ein Fluoratom substituiert sein können; und X ein Halogenatom: F, Cl, Br oder I wiedergibt;
      Figure DE112015000506T5_0008
      worin: R1 eine Alkylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen oder eine Alkenylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen wiedergibt, und ein Teil oder alle an die Alkylgruppe oder Alkenylgruppe gebundenen Wasserstoffatome gegen ein Fluoratom substituiert sein können; und R2, R3 und R4 ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, eine Phenylgruppe oder eine Benzylgruppe wiedergeben, und ein Teil oder alle an die Alkylgruppe gebundenen Wasserstoffatome gegen ein Fluoratom substituiert sein können.
    • <9> Die flüssige Zusammensetzung nach Punkt <1>, wobei die quaternären Alkylpyridiniumsalze oder quaternären Fluoralkylpyridiniumsalze in der Gruppe von Verbindungen (C1) durch nachstehende allgemeine Formel (8) wiedergegeben werden:
      Figure DE112015000506T5_0009
      worin: R1 eine Alkylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen oder eine Alkenylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen wiedergibt, und ein Teil oder alle an die Alkylgruppe oder Alkenylgruppe gebundenen Wasserstoffatome gegen ein Fluoratom substituiert sein können; R2, R3, R4, R5 und R6 ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen wiedergeben, und ein Teil oder alle an die Alkylgruppe gebundenen Wasserstoffatome gegen ein Fluoratom substituiert sein können; und X ein Halogenatom: F, Cl, Br oder I wiedergibt.
    • <10> Die flüssige Zusammensetzung nach Punkt <1>, wobei die quaternäre Alkylbipyridiniumsalze oder quaternären Fluoralkylbipyridiniumsalze in der Gruppe von Verbindungen (C1) durch nachstehende allgemeine Formel (9) wiedergegeben werden:
      Figure DE112015000506T5_0010
      worin: R1 und R2 eine Alkylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen oder eine Alkenylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen wiedergeben, und ein Teil oder alle an die Alkylgruppe oder Alkenylgruppe gebundenen Wasserstoffatome gegen ein Fluoratom substituiert sein können; R3 bis R10 ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen wiedergeben, und ein Teil oder alle an die Alkylgruppe gebundenen Wasserstoffatome gegen ein Fluoratom substituiert sein können; und X ein Halogenatom: F, Cl, Br oder I wiedergibt.
    • <11> Die flüssige Zusammensetzung nach Punkt <1>, wobei die quaternären Alkylimidazoliumsalze oder quaternären Fluoralkylimidazoliumsalze in der Gruppe von Verbindungen (C1) durch nachstehende allgemeine Formel (10) oder (11) wiedergegeben werden:
      Figure DE112015000506T5_0011
      wobei: R1 eine Alkylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen oder eine Alkenylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen wiedergibt, und ein Teil oder alle an die Alkylgruppe oder Alkenylgruppe gebundenen Wasserstoffatome gegen ein Fluoratom substituiert sein können; R2 eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen wiedergibt, und ein Teil oder alle an die Alkylgruppe gebundenen Wasserstoffatome gegen ein Fluoratom substituiert sein können; R3 bis R5 ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen wiedergeben, und ein Teil oder alle an die Alkylgruppe gebundenen Wasserstoffatome gegen ein Fluoratom substituiert sein können; und X ein Halogenatom: F, Cl, Br oder I wiedergibt;
      Figure DE112015000506T5_0012
      worin: R1 und R2 eine Alkylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen oder eine Alkenylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen wiedergeben, und ein Teil oder alle an die Alkylgruppe oder Alkenylgruppe gebundenen Wasserstoffatome gegen ein Fluoratom substituiert sein können; R3 bis R5 ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen wiedergeben, und ein Teil oder alle an die Alkylgruppe gebundenen Wasserstoffatome gegen ein Fluoratom substituiert sein können; und X ein Halogenatom: F, Cl, Br oder I wiedergibt.
    • <12> Die flüssige Zusammensetzung nach Punkt <1>, wobei die Polyoxyalkylenalkylamine oder Polyoxyalkylenfluoralkylamine in der Gruppe von Verbindungen (C2) durch nachstehende allgemeine Formel (12) wiedergegeben werden:
      Figure DE112015000506T5_0013
      worin: R1 eine Alkylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen oder eine Alkenylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen wiedergibt, und ein Teil oder alle an die Alkylgruppe oder Alkenylgruppe gebundenen Wasserstoffatome gegen ein Fluoratom substituiert sein können; R2 und R3 eine Alkandiylgruppe mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen wiedergeben; und m und n eine ganze Zahl von 2 bis 20 wiedergeben, und m und n gleich oder verschieden sein können.
    • <13> Die flüssige Zusammensetzung nach Punkt <1>, wobei die Polyoxyalkylenalkylether oder Polyoxyalkylenfluoralkylether in der Gruppe von Verbindungen (C2) durch nachstehende allgemeine Formel (13) wiedergegeben werden:
      Figure DE112015000506T5_0014
      worin: R1 eine Alkylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen oder eine Alkenylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen wiedergibt, und ein Teil oder alle an die Alkylgruppe oder Alkenylgruppe gebundenen Wasserstoffatome gegen ein Fluoratom substituiert sein können; R2 eine Alkandiylgruppe mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen wiedergibt; und n eine ganze Zahl von 2 bis 20 wiedergibt.
    • <14> Die flüssige Zusammensetzung nach Punkt <1>, wobei die Polyoxyalkylenalkylphosphate oder Polyoxyalkylenfluoralkylphosphate in der Gruppe von Verbindungen (C2) durch nachstehende allgemeine Formel (14) oder (15) wiedergegeben werden:
      Figure DE112015000506T5_0015
      worin: R1 eine Alkylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen oder eine Alkenylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen wiedergibt, und ein Teil oder alle an die Alkylgruppe oder Alkenylgruppe gebundenen Wasserstoffatome gegen ein Fluoratom substituiert sein können; R2 eine Alkandiylgruppe mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen wiedergibt; und n eine ganze Zahl von 2 bis 20 wiedergibt;
      Figure DE112015000506T5_0016
      worin: R1 und R2 eine Alkylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen oder eine Alkenylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen wiedergeben, und ein Teil oder alle an die Alkylgruppe oder Alkenylgruppe gebundenen Wasserstoffatome gegen ein Fluoratom substituiert sein können; R3 und R4 eine Alkandiylgruppe mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen wiedergeben; und m und n eine ganze Zahl von 2 bis 20 wiedergeben, und m und n gleich oder verschieden sein können.
    • <15> Die flüssige Zusammensetzung nach Punkt <1>, wobei die Polyoxyalkylenalkylethersulfate oder Polyoxyalkylenfluoralkylethersulfate in der Gruppe von Verbindungen (C2) durch nachstehende allgemeine Formel (16) wiedergegeben werden:
      Figure DE112015000506T5_0017
      worin: R1 eine Alkylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen, eine Alkenylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen, eine Phenylgruppe oder eine Benzylgruppe wiedergibt, und ein Teil oder alle an die Alkylgruppe oder Alkenylgruppe gebundenen Wasserstoffatome gegen ein Fluoratom substituiert sein können; R2 eine Alkandiylgruppe mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen wiedergibt; n eine Zahl von 2 bis 20 wiedergibt; und M Natrium (Na), Kalium (K) oder Ammonium (NH4) wiedergibt.
    • <16> Die flüssige Zusammensetzung nach Punkt <1>, wobei die Alkyldiphenylethersulfonate oder Fluoralkyldiphenylethersulfonate in der Gruppe von Verbindungen (C2) durch nachstehende allgemeine Formel (17) wiedergegeben werden:
      Figure DE112015000506T5_0018
      worin: R1 eine Alkylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen oder eine Alkenylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen wiedergibt, und ein Teil oder alle an die Alkylgruppe oder Alkenylgruppe gebundenen Wasserstoffatome gegen ein Fluoratom substituiert sein können; und M Natrium (Na), Kalium (K) oder Ammonium (NH4) wiedergibt.
    • <17> Die flüssige Zusammensetzung nach Punkt <1>, wobei die Konzentration von Ammoniumperoxodisulfat, Kaliumperoxodisulfat oder Natriumperoxodisulfat in dem Oxidationsmittel (A) 0,1 bis 20 Masse-% ist.
    • <18> Die flüssige Zusammensetzung nach Punkt <1>, wobei die Konzentration des Wolfram-Korrosionsverhüters (C) 0,002 bis 2 Masse-% ist.
    • <19> Die flüssige Zusammensetzung nach Punkt <1>, wobei die Konzentration der Verbindung C1 0,001 bis 1 Masse-% ist und die Konzentration der Verbindung C2 0,001 bis 1 Masse-% ist.
    • <20> Ein Verfahren zum Reinigen eines Halbleiterbauelements unter Verwendung der flüssigen Zusammensetzung nach einem der Punkte <1> bis <19>.
    • <21> Ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements, in welchen Titannitrid von einem Substrat ohne Korrodieren von Wolfram oder einem Zwischenschicht-Dielektrikum mit niederem k-Wert, das auch auf dem Substrat vorliegt, entfernt wird, wobei das Verfahren Bringen des Substrats, das Titannitrid, Wolfram und das Zwischenschicht-Dielektrikum mit niederem k-Wert aufweist, in Kontakt mit der flüssigen Zusammensetzung nach einem der Punkte <1> bis <19> umfasst.
  • VORTEILHAFTE WIRKUNG DER ERFINDUNG
  • Die flüssige Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann Titannitrid von einem Substrat ohne Korrodieren von Wolfram oder einem Zwischenschicht-Dielektrikum mit niederem k-Wert, das auch auf dem Substrat vorliegt, entfernen.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine schematische Darstellung, die eine Querschnitts-Oberfläche von einem Halbleiterbauelement zeigt, umfassend eine Titannitrid-Hardmask 1, eine Wolfram-Schaltung 2 und ein Zwischenschicht-Dielektrikum mit niederem k-Wert 3.
  • AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
  • Hierin anschließend wird die vorliegende Erfindung genauer beschrieben.
  • <Flüssige Zusammensetzung>
  • Die flüssige Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung wird zum Entfernen von Titannitrid von einem Substrat ohne Korrodieren von Wolfram oder einem Zwischenschicht-Dielektrikum mit niederem k-Wert, das auch auf dem Substrat vorliegt, verwendet und die flüssige Zusammensetzung umfasst ein Oxidationsmittel (A), eine Fluor-Verbindung (B) und einen Wolfram-Korrosionsverhüter (C) und weist einen pH von 0 bis 4 auf.
  • Oxidationsmittel (A)
  • Das in der flüssigen Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung (hierin anschließend manchmal einfach als ”die Komponente (A)” bezeichnet) enthaltene Oxidationsmittel wirkt als ein Oxidationsmittel für Titannitrid. Eines der Merkmale der flüssigen Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung ist, dass es kein Wasserstoffperoxid enthält. Da die flüssige Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung kein Wasserstoffperoxid enthält, gibt es kein Problem der Wolfram-Korrosion. Bevorzugte Beispiele des Oxidationsmittels schließen Kaliumpermanganat, Ammoniumperoxodisulfat, Kaliumperoxodisulfat und Natriumperoxodisulfat ein. Diese Oxidationsmittel können einzeln verwendet werden oder zwei oder mehrere von ihnen können in Kombination verwendet werden.
  • Der Gehalt von Kaliumpermanganat, der die Komponente (A) in der flüssigen Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung ist, ist vorzugsweise 0,001 Masse-% bis 0,1 Masse-%, bevorzugter 0,005 Masse-% bis 0,1 Masse-% und besonders bevorzugt 0,005 Masse-% bis 0,05 Masse-%. Wenn der Gehalt von Kaliumpermanganat (Komponente (A)) in der flüssigen Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung in dem vorstehend beschriebenen Bereich liegt, ist die Entfernbarkeit von Titannitrid hoch und Wolfram und das Zwischenschicht-Dielektrikum mit niederem k-Wert werden nicht korrodiert. Je höher die Konzentration von Kaliumpermanganat ist, umso höher ist die Entfernbarkeit von Titannitrid, aber in diesem Fall ist die Wolfram-Korrosivität erhöht. Aus diesem Grund ist es nicht bevorzugt, wenn die Konzentration von Kaliumpermanganat zu hoch ist.
  • Der Gehalt von Ammoniumperoxodisulfat, Kaliumperoxodisulfat und Natriumperoxodisulfat, die die Komponente (A) in der flüssigen Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung sind, ist vorzugsweise 0,1 Masse-% bis 20 Masse-%, bevorzugter 0,1 Masse-% bis 10 Masse-% und besonders bevorzugt 0,5 Masse-% bis 10 Masse-%. Wenn der Gehalt von Ammoniumperoxodisulfat, Kaliumperoxodisulfat und Natriumperoxodisulfat in der flüssigen Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung in dem vorstehend beschriebenen Bereich liegt, ist die Entfernbarkeit von Titannitrid hoch und Wolfram und das Zwischenschicht-Dielektrikum mit niederem k-Wert werden nicht korrodiert. Je höher die Konzentration des Peroxodisulfations ist, umso höher ist die Entfernbarkeit von Titannitrid, aber in diesem Fall ist die Wolfram-Korrosivität erhöht. Aus diesem Grund ist es nicht bevorzugt, wenn die Konzentration des Peroxodisulfations zu hoch ist.
  • Fluor-Verbindung (B)
  • Die in der flüssigen Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung (hierin anschließend manchmal einfach als ”die Komponente (B)” bezeichnet) enthaltene Fluor-Verbindung hat eine Funktion zum Ätzen von Titannitrid. Die Fluor-Verbindung ist ausgewählt aus Verbindungen mit einem Fluoratom. Bevorzugte Beispiele der Fluor-Verbindung schließen Fluorwasserstoffsäure, Ammoniumfluorid, saures Ammoniumfluorid, Tetramethylammoniumfluorid, Kaliumfluorid, Hexafluorokieselsäure, Ammoniumhexafluorosilikat, Tetrafluoroborsäure und Ammoniumtetrafluoroborat ein. Diese Fluor-Verbindungen können einzeln verwendet werden oder zwei oder mehrere von ihnen können in Kombination verwendet werden. Unter ihnen sind Fluorwasserstoffsäure, Ammoniumfluorid, saures Ammoniumfluorid, Tetramethyl-ammoniumfluorid und Kaliumfluorid bevorzugter. Besonders bevorzugt sind Fluorwasserstoffsäure, Ammoniumfluorid und saures Ammoniumfluorid.
  • Der Gehalt der Fluor-Verbindung, der die Komponente (B) in der flüssigen Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung ist, ist vorzugsweise 0,01 bis 1 Masse-%, bevorzugter 0,05 bis 1 Masse-% und besonders bevorzugt 0,05 bis 0,5 Masse-%. Wenn der Gehalt der Fluor-Verbindung in der flüssigen Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung in dem vorstehend beschriebenen Bereich liegt, ist die Entfernbarkeit von Titannitrid hoch und Wolfram und das Zwischenschicht-Dielektrikum mit niederem k-Wert werden nicht korrodiert. Je höher die Konzentration der Fluor-Verbindung ist, umso höher ist die Entfernbarkeit von Titannitrid, aber in diesem Fall ist die Korrosivität von Wolfram und dem Zwischenschicht-Dielektrikum mit niederem k-Wert erhöht. Aus diesem Grund ist es nicht bevorzugt, wenn die Konzentration der Fluor-Verbindung zu hoch ist.
  • Wolfram-Korrosionsverhüter (C)
  • Der in der flüssigen Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung (hierin anschließend manchmal einfach als ”die Komponente (C)” bezeichnet) enthaltene Wolfram-Korrosionsverhüter enthält mindestens zwei verschiedene Verbindungen, ausgewählt aus einer Gruppe von Verbindungen (C1), oder enthält mindestens eine Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe von Verbindungen (C1) und mindestens eine Verbindung, ausgewählt aus einer Gruppe von Verbindungen (C2), und weist folglich eine Funktion zum Verhindern von Wolfram-Korrosion auf.
  • Beispiele von in die Gruppe von Verbindungen (C1) eingeschlossenen Verbindungen (hierin anschließend wird jede der Verbindungen manchmal als ”die Komponente (C1) bezeichnet ”) schließen Alkylamine und Salze davon, Fluoralkylamine und Salze davon, Alkylaminoxide, Fluoralkylaminoxide, Alkylbetaine, Fluoralkylbetaine, quaternäres Alkylammonium und Salze davon, quaternäres Fluoralkylammonium und Salze davon, quaternäre Alkylpyridiniumsalze, quaternäre Fluoralkylpyridiniumsalze, quaternäre Alkylbipyridiniumsalze, quaternäre Fluoralkylbipyridiniumsalze, quaternäre Alkylimidazoliumsalze und quaternäre Fluoralkylimidazoliumsalze ein.
  • Die Alkylamine oder Fluoralkylamine (C1) werden vorzugsweise durch nachstehende allgemeine Formel (1) wiedergegeben:
    Figure DE112015000506T5_0019
    worin: R1 eine Alkylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen oder eine Alkenylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen wiedergibt, und ein Teil oder alle an die Alkylgruppe oder Alkenylgruppe gebundenen Wasserstoffatome gegen ein Fluoratom substituiert sein können; und R2 und R3 ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen wiedergeben, und ein Teil oder alle von Wasserstoffatomen, gebunden an die Alkylgruppe mit einem Fluoratom, substituiert sein können.
  • Die Alkylaminsalze oder Fluoralkylaminsalze (C1) sind mindestens eine Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydrochloriden, Nitraten, Acetaten, Methansulfonaten, Chloraten, Perchloraten, Hydrofluoriden, Hydrobromaten, Hydrojodiden, Hydrogensulfaten, Sulfaten, Hydrogencarbonaten, Carbonaten, Dihydrogenphosphaten, Hydrogenphosphaten und Phosphaten.
  • Spezielle Beispiele der Alkylamine und Salze davon oder Fluoralkylamine und Salze davon schließen Octylamin, Decylamin, Dodecylamin, Tetradecylamin, Hexadecylamin, Octadecylammin, Dodecylaminhydrochlorid, Perfluordodecylamin, Dioctylamin, Didecylamin, Didodecylamin, Trioctylamin, Tridecylamin, Tridodecylamin, Octyldimethylamin, Decyldimethylamin und Dodecyldimethylamin ein. Unter ihnen sind Dodecylamin, Tetradecylamin und Hexadecylamin bevorzugt.
  • Die Alkylaminoxide oder Fluoralkylaminoxide (C1) werden vorzugsweise durch nachstehende allgemeine Formel (2) wiedergegeben:
    Figure DE112015000506T5_0020
    worin: R1 eine Alkylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen oder eine Alkenylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen wiedergibt, und ein Teil oder alle an die Alkylgruppe oder Alkenylgruppe gebundenen Wasserstoffatome gegen ein Fluoratom substituiert sein können; und R2 und R3 ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen wiedergeben, und ein Teil oder alle an die Alkylgruppe gebundenen Wasserstoffatome gegen ein Fluoratom substituiert sein können.
  • Spezielle Beispiele der Alkylaminoxide oder Fluoralkylaminoxide schließen N-Decyl-N,N-dimethylaminoxid, N-Dodecyl-N,N-dimethylaminoxid, N-Tetradecyl-N,N-dimethylaminoxid, N-Hexadecyl-N,N-dimethylaminoxid, Surflon S-241 (Handelsname, Perfluoralkylaminoxid, hergestellt von AGC Seimi Chemical Co., Ltd.) und AMOGEN (Handelsname, Alkylaminoxid, hergestellt von DKS Co. Ltd.) ein. Unter ihnen ist Surflon S-241 bevorzugt.
  • Die Alkylbetaine oder Fluoralkylbetaine (C1) werden vorzugsweise durch nachstehende allgemeine Formel (3) oder (4) wiedergegeben:
    Figure DE112015000506T5_0021
    worin: R1 eine Alkylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen oder eine Alkenylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen wiedergibt, und ein Teil oder alle an die Alkylgruppe oder Alkenylgruppe gebundenen Wasserstoffatome gegen ein Fluoratom substituiert sein können; und R2 und R3 ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen wiedergeben, und ein Teil oder alle an die Alkylgruppe gebundenen Wasserstoffatome gegen ein Fluoratom substituiert sein können;
    Figure DE112015000506T5_0022
    worin: R1 eine Alkylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen oder eine Alkenylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen wiedergibt, und ein Teil oder alle an die Alkylgruppe oder Alkenylgruppe gebundenen Wasserstoffatome gegen ein Fluoratom substituiert sein können; und R2 und R3 ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen wiedergeben, und ein Teil oder alle an die Alkylgruppe gebundenen Wasserstoffatome gegen ein Fluoratom substituiert sein können.
  • Spezielle Beispiele der Alkylbetaine oder Fluoralkylbetaine schließen Dodecyldimethylaminoessigsäurebetain, Perfluordodecyldimethylaminoessigsäurebetain, Dodecyldimethylaminosulfobetain, Perfluordodecyldimethylaminosulfobetain und AMPHITOL (Handelsname, Alkylbetain, hergestellt von DKS Co. Ltd.) ein. Unter ihnen sind AMPHITOL 20YB und AMPHITOL 24B bevorzugt.
  • Das quaternäre Alkylammonium und Salze davon oder quaternäre Fluoralkylammonium und Salze davon (C1) werden vorzugsweise durch nachstehende allgemeine Formel (5), (6) oder (7) wiedergegeben:
    Figure DE112015000506T5_0023
    worin: R1 eine Alkylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen oder eine Alkenylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen wiedergibt, und ein Teil oder alle an die Alkylgruppe oder Alkenylgruppe gebundenen Wasserstoffatome gegen ein Fluoratom substituiert sein können; und R2, R3 und R4 ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, eine Phenylgruppe oder eine Benzylgruppe wiedergeben, und ein Teil oder alle an die Alkylgruppe gebundenen Wasserstoffatome gegen ein Fluoratom substituiert sein können;
    Figure DE112015000506T5_0024
    worin: R1 eine Alkylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen oder eine Alkenylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen wiedergibt, und ein Teil oder alle an die Alkylgruppe oder Alkenylgruppe gebundenen Wasserstoffatome gegen ein Fluoratom substituiert sein können; R2, R3 und R4 ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, eine Phenylgruppe oder eine Benzylgruppe wiedergeben, und ein Teil oder alle an die Alkylgruppe gebundenen Wasserstoffatome gegen ein Fluoratom substituiert sein können; und X ein Halogenatom: F, Cl, Br oder I wiedergibt;
    Figure DE112015000506T5_0025
    worin: R1 eine Alkylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen oder eine Alkenylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen wiedergibt, und ein Teil oder alle an die Alkylgruppe oder Alkenylgruppe gebundenen Wasserstoffatome gegen ein Fluoratom substituiert sein können; und R2, R3 und R4 ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, eine Phenylgruppe oder eine Benzylgruppe wiedergeben, und ein Teil oder alle an die Alkylgruppe gebundenen Wasserstoffatome gegen ein Fluoratom substituiert sein können.
  • Spezielle Beispiele von dem quaternären Alkylammonium und Salzen davon oder quaternären Fluoralkylammonium und Salzen davon schließen Dodecyltrimethylammoniumhydroxid, Tetradecyltrimethylammoniumhydroxid, Hexadecyltrimethylammoniumhydroxid, Benzyldimethyldecylammoniumhydroxid, Benzyldimethyldodecylammoniumhydroxid, Benzyldimethyltetradecylammoniumhydroxid, Benzyldimethylhexadecylammoniumhydroxid, Dodecyltrimethylammoniumhydroxid, Tetradecyltrimethylammoniumhydroxid, Hexadecyltrimethylammoniumhydroxid, Dodecyltrimethylammoniumchlorid, Tetradecyltrimethylammoniumchlorid, Hexadecyltrimethylammoniumchlorid, Benzyldimethyldecylammoniumchlorid, Benzyldimethyldodecylammoniumchlorid, Benzyldimethyitetradecylammoniumchiorid, Benzyldimethylhexadecylammoniumchlorid, ETHOQUAD (Handelsname, Polyoxyethylen-Additions-quaternäres Ammoniumchlorid, hergestellt von Lion Corporation), und FLUORAD FC-135 (Handelsname, perquaternäres Fluoralkylammoniumjodid, hergestellt von Sumitomo 3M Ltd.), QUARTAMIN (Handelsname, quaternäres Alkylammoniumchlorid, hergestellt von Kao Corporation), CATIOGEN (Handelsname, quaternäres Alkylammoniumethylsulfat, hergestellt von DKS Co. Ltd.), usw. ein. Unter ihnen sind Dodecyltrimethylammoniumchlorid, Hexadecyltrimethylammoniumchlorid und FLUORAD FC-135 bevorzugt.
  • Die quaternären Alkylpyridiniumsalze oder quaternären Fluoralkylpyridiniumsalze (C1) werden vorzugsweise durch nachstehende allgemeine Formel (8) wiedergegeben:
    Figure DE112015000506T5_0026
    worin: R1 eine Alkylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen oder eine Alkenylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen wiedergibt, und ein Teil oder alle an die Alkylgruppe oder Alkenylgruppe gebundenen Wasserstoffatome gegen ein Fluoratom substituiert sein können; R2, R3, R4, R5 und R6 ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen wiedergeben, und ein Teil oder alle an die Alkylgruppe gebundenen Wasserstoffatome gegen ein Fluoratom substituiert sein können; und X ein Halogenatom: F, Cl, Br oder I wiedergibt.
  • Spezielle Beispiele der quaternären Alkylpyridiniumsalze oder quaternären Fluoralkylpyridiniumsalze (C1) schließen 1-Decylpyridiniumchlorid, 1-Dodecylpyridiniumchlorid, 1-Tetradecylpyridiniumchlorid, 1-Hexadecylpyridiniumchlorid und 1-Hexadecyl-4-methylpyridiniumchlorid ein. Unter ihnen sind 1-Dodecylpyridiniumchlorid und 1-Hexadecyl-4-methylpyridiniumchlorid bevorzugt.
  • Die quaternären Alkylbipyridiniumsalze oder quaternären Fluoralkylbipyridiniumsalze (C1) werden vorzugsweise durch nachstehende allgemeine Formel (9) wiedergegeben:
    Figure DE112015000506T5_0027
    worin: R1 und R2 eine Alkylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen oder eine Alkenylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen wiedergeben, und ein Teil oder alle an die Alkylgruppe oder Alkenylgruppe gebundenen Wasserstoffatome gegen ein Fluoratom substituiert sein können; R3 bis R10 ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen wiedergeben, und ein Teil oder alle an die Alkylgruppe gebundenen Wasserstoffatome gegen ein Fluoratom substituiert sein können; und X ein Halogenatom: F, Cl, Br oder I wiedergibt.
  • Spezielle Beispiele der quaternären Alkylbipyridiniumsalze oder quaternären Fluoralkylbipyridiniumsalze schließen 1,1'-Di-n-octyl-4,4'-bipyridiniumdibromid, 1-Methyl-1'-tetradecyl-4,4'-bipyridiniumdibromid und 1,1'-Di-n-perfluoroctyl-4,4'-bipyridiniumdibromid ein. Unter ihnen ist 1,1'-Di-n-octyl-4,4'-bipyridiniumdibromid bevorzugt.
  • Die quaternären Alkylimidazoliumsalze oder quaternären Fluoralkylimidazoliumsalze (C1) werden vorzugsweise durch nachstehende allgemeine Formel (10) oder (11) wiedergegeben:
    Figure DE112015000506T5_0028
    worin: R1 eine Alkylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen oder eine Alkenylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen wiedergibt, und ein Teil oder alle an die Alkylgruppe oder Alkenylgruppe gebundenen Wasserstoffatome gegen ein Fluoratom substituiert sein können; R2 eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen wiedergibt; R3 bis R5 ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen wiedergeben, und ein Teil oder alle an die Alkylgruppe gebundenen Wasserstoffatome gegen ein Fluoratom substituiert sein können; und X ein Halogenatom: F, Cl, Br oder I wiedergibt;
    Figure DE112015000506T5_0029
    worin: R1 und R2 eine Alkylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen oder eine Alkenylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen wiedergeben, und ein Teil oder alle an die Alkylgruppe oder Alkenylgruppe gebundenen Wasserstoffatome gegen ein Fluoratom substituiert sein können; R3 bis R5 ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen wiedergeben, und ein Teil oder alle an die Alkylgruppe gebundenen Wasserstoffatome gegen ein Fluoratom substituiert sein können; und X ein Halogenatom: F, Cl, Br oder I wiedergibt.
  • Spezielle Beispiele der quaternären Alkylimidazoliumsalze oder quaternären Fluoralkylimidazoliumsalze schließen 1-Octyl-3-methylimidazoliumchlorid, 1-Decyl-3-methylimidazoliumchlorid, 1-Dodecyl-3-methylimidazoliumchlorid, 1-Tetradecyl-3-methylimidazoliumchlorid, 1-Hexadecyl-3-methylimidazoliumchlorid, 1-Octadecyl-3-methylimidazoliumchlorid, 1,3-Didecyl-2-methylimidazoliumchlorid und 1-Perfluoroctylimidazoliumchlorid ein. Unter ihnen sind 1-Dodecyl-3-methylimidazoliumchlorid, 1-Tetradecyl-3-methylimidazoliumchlorid, 1-Hexadecyl-3-methylimidazoliumchlorid, 1-Octadecyl-3-methylimidazoliumchlorid und 1,3-Didecyl-2-methylimidazoliumchlorid bevorzugt.
  • Beispiele von in die Gruppe von Verbindungen (C2) eingeschlossenen Verbindungen (hierin anschließend wird jede der Verbindungen manchmal als ”die Komponente (C2)” bezeichnet) schließen Polyoxyalkylenalkylamine, Polyoxyalkylenfluoralkylamine, Polyoxyalkylenalkylether, Polyoxyalkylenfluoralkylether, Polyoxyalkylenalkylphosphate, Polyoxyalkylenfluoralkylphosphate, Polyoxyalkylenalkylethersulfate, Polyoxyalkylenfluoralkylethersulfate, Alkyldiphenylethersulfonate und Fluoralkyldiphenylethersulfonate ein.
  • Die Polyoxyalkylenalkylamine oder Polyoxyalkylenfluoralkylamine (C2) werden vorzugsweise durch nachstehende allgemeine Formel (12) wiedergegeben:
    Figure DE112015000506T5_0030
    worin: R1 eine Alkylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen oder eine Alkenylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen wiedergibt, und ein Teil oder alle an die Alkylgruppe oder Alkenylgruppe gebundenen Wasserstoffatome gegen ein Fluoratom substituiert sein können; R2 und R3 eine Alkandiylgruppe mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen wiedergeben; und m und n eine ganze Zahl von 2 bis 20 wiedergeben, und m und n gleich oder verschieden sein können.
  • Spezielle Beispiele der Polyoxyalkylenalkylamine oder Polyoxyalkylenfluoralkylamine schließen Nymeen (Handelsname, Polyoxyethylenalkylamin, hergestellt von Nippon Oil & Fats Co., Ltd.) und NOIGEN (Handelsname, Polyoxyethylenalkylamin, hergestellt von DKS Co. Ltd.) ein. Unter ihnen sind Nymeen F-215, NOIGEN ET-189 und NOIGEN XL-140 bevorzugt.
  • Die Polyoxyalkylenalkylether oder Polyoxyalkylenfluoralkylether (C2) werden vorzugsweise durch nachstehende allgemeine Formel (13) wiedergegeben:
    Figure DE112015000506T5_0031
    worin: R1 eine Alkylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen oder eine Alkenylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen wiedergibt, und ein Teil oder alle an die Alkylgruppe oder Alkenylgruppe gebundenen Wasserstoffatome gegen ein Fluoratom substituiert sein können; R2 eine Alkandiylgruppe mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen wiedergibt; und n eine ganze Zahl von 2 bis 20 wiedergibt.
  • Spezielle Beispiele der Polyoxyalkylenalkylether oder Polyoxyalkylenfluoralkylether schließen Newcol (Handelsname, nichtionisches Tensid Alkylether-Typ, hergestellt von Nippon Nyukazai Co., Ltd.), Ftergent (Handelsname, Polyoxyethylenperfluoralkylether, hergestellt von Neos Company Limited) und ANTI-FROTH (Handelsname, spezielles nichtionisches Tensid, hergestellt von DKS Co. Ltd.) ein. Unter ihnen sind Newcol 2308-LY, ANTI-FROTH M-9, Ftergent 222F, Ftergent 250 und Ftergent 251 bevorzugt.
  • Die Polyoxyalkylenalkylphosphate oder Polyoxyalkylenfluoralkylphosphate (C2) werden vorzugsweise durch nachstehende allgemeine Formel (14) oder (15) wiedergegeben:
    Figure DE112015000506T5_0032
    worin: R1 eine Alkylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen oder eine Alkenylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen wiedergibt, und ein Teil oder alle an die Alkylgruppe oder Alkenylgruppe gebundenen Wasserstoffatome gegen ein Fluoratom substituiert sein können; R2 eine Alkandiylgruppe mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen wiedergibt; und n eine ganze Zahl von 2 bis 20 wiedergibt;
    Figure DE112015000506T5_0033
    worin: R1 und R2 eine Alkylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen oder eine Alkenylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen wiedergeben, und ein Teil oder alle an die Alkylgruppe oder Alkenylgruppe gebundenen Wasserstoffatome gegen ein Fluoratom substituiert sein können; R3 und R4 eine Alkandiylgruppe mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen wiedergeben; und m und n eine ganze Zahl von 2 bis 20 wiedergeben, und m und n gleich oder verschieden sein können.
  • Spezielle Beispiele der Polyoxyalkylenalkylphosphate oder Polyoxyalkylenfluoralkylphosphate schließen Phosphanol (Handelsname, Polyoxyethylenphosphat, hergestellt von TOHO Chemical Industry Co., Ltd.) ein. Unter ihnen sind Phosphanol RA-600, Phosphanol RS-710, Phosphanol RL-310, Phosphanol ED-230, Phosphanol iD10-P, Phosphanol ML-240 und Phosphanol OF-100 bevorzugt.
  • Die Polyoxyalkylenalkylethersulfate oder Polyoxyalkylenfluoralkylethersulfate (C2) werden vorzugsweise durch nachstehende allgemeine Formel (16) wiedergegeben:
    Figure DE112015000506T5_0034
    worin: R1 eine Alkylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen, eine Alkenylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen, eine Phenylgruppe oder eine Benzylgruppe wiedergibt, und ein Teil oder alle an die Alkylgruppe oder Alkenylgruppe gebundenen Wasserstoffatome gegen ein Fluoratom substituiert sein können; R2 eine Alkandiylgruppe mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen wiedergibt; n eine ganze Zahl von 2 bis 20 wiedergibt; und M Natrium (Na), Kalium (K) oder Ammonium (NH4) wiedergibt.
  • Spezielle Beispiele der Polyoxyalkylenalkylethersulfate oder Polyoxyalkylenfluoralkylethersulfate schließen HITENOL (Handelsname, Polyoxyethylenalkylethersulfonsäure, hergestellt von DKS Co. Ltd.) ein. Unter ihnen sind HITENOL NF-08, HITENOL NF-13 und HITENOL NF-17 bevorzugt.
  • Die Alkyldiphenylethersulfonate oder Fluoralkyldiphenylethersulfonate (C2) werden vorzugsweise durch nachstehende allgemeine Formel (17) wiedergegeben:
    Figure DE112015000506T5_0035
    worin: R1 eine Alkylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen oder eine Alkenylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen wiedergibt, und ein Teil oder alle an die Alkylgruppe oder Alkenylgruppe gebundenen Wasserstoffatome gegen ein Fluoratom substituiert sein können; und M Natrium (Na), Kalium (K) oder Ammonium (NH4) wiedergibt.
  • Spezielle Beispiele der Alkyldiphenylethersulfonate oder Fluoralkyldiphenylethersulfonate schließen PELEX (Handelsname, Alkyldiphenyletherdisulfonat, hergestellt von Kao Corporation) ein. Unter ihnen sind PELEX SS-H und PELEX SS-L bevorzugt.
  • Der Gehalt des Wolfram-Korrosionsverhüters (Komponente (C)) in der flüssigen Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise 0,002 bis 2 Masse-%, bevorzugter 0,004 bis 1,0 Masse-% und besonders bevorzugt 0,01 bis 0,4 Masse-%. Wenn der Gehalt der Komponente (C) in der flüssigen Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung in dem vorstehend beschriebenen Bereich liegt, können ausreichende Eigenschaften zum Verhindern von Wolfram-Korrosion erhalten werden. Wenn die Konzentration des Wolfram-Korrosionsverhüters weniger als 0,002 Gew.-% ist, können keine ausreichenden Eigenschaften zum Verhindern von Korrosion erhalten werden, und wenn die Konzentration mehr als 2 Masse-% beträgt, ist es unwirtschaftlich und unpraktisch.
  • Der Gehalt der Komponente (C1), die der Wolfram-Korrosionsverhüter in der flüssigen Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung ist, ist vorzugsweise 0,001 bis 1 Masse-%, bevorzugter 0,002 bis 0,5 Masse-% und besonders bevorzugt 0,005 bis 0,2 Masse-%. Wenn der Gehalt der Komponente (C1) in der flüssigen Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung in dem vorstehend beschriebenen Bereich liegt, können ausreichende Eigenschaften zum Verhindern von Wolfram-Korrosion erhalten werden. Wenn die Konzentration des Wolfram-Korrosionsverhüters weniger als 0,001 Gew.-% ist, können keine ausreichenden Eigenschaften zum Verhindern von Korrosion erhalten werden, und wenn die Konzentration mehr als 1 Masse-% beträgt, ist es unwirtschaftlich und unpraktisch.
  • Der Gehalt der Komponente (C2), die der Wolfram-Korrosionsverhüter in der flüssigen Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung ist, ist vorzugsweise 0,001 bis 1 Masse-%, bevorzugter 0,001 bis 0,5 Masse-% und besonders bevorzugt 0,005 bis 0,2 Masse-%. Wenn der Gehalt der Komponente (C2) in der flüssigen Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung in dem vorstehend beschriebenen Bereich liegt, können ausreichende Eigenschaften zum Verhindern von Wolfram-Korrosion erhalten werden. Wenn die Konzentration des Wolfram-Korrosionsverhüters weniger als 0,001 Gew.-% ist, können keine ausreichenden Eigenschaften zum Verhindern von Korrosion erhalten werden, und wenn die Konzentration mehr als 1 Masse-% beträgt, ist es unwirtschaftlich und unpraktisch.
  • pH-Einsteller (D)
  • Der pH-Wert der flüssigen Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise 0 bis 4, bevorzugter 0,5 bis 3,5, und besonders bevorzugt 1 bis 3.
  • The pH-Einsteller (manchmal als ”die Komponente (D)” bezeichnet) zum Einstellen des pH-Werts ist nicht besonders begrenzt, so lange wie er den pH einstellen kann, und Beispiele davon schließen Mineralsäuren und organische Säuren, wie Salzsäure, Salpetersäure, Schwefelsäure, Phosphorsäure, Perchlorsäure und Essigsäure, und anorganische und organische Basen-Verbindungen, wie Ammoniak, Kaliumhydroxid, Natriumhydroxid und Tetramethylammoniumhydroxid, ein. Diese Säuren oder Basen-Verbindungen können einzeln verwendet werden, oder zwei oder mehrere von ihnen können in Kombination verwendet werden. Unter ihnen sind Salpetersäure, Schwefelsäure, Phosphorsäure, Essigsäure, Ammoniak, Kaliumhydroxid und Tetramethylammoniumhydroxid besonders bevorzugt.
  • Der Gehalt des pH-Einstellers in der flüssigen Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung wird geeigneterweise basierend auf dem Gehalt der anderen Komponenten bestimmt, so dass ein gewünschter pH-Wert von der flüssigen Zusammensetzung erhalten werden kann.
  • Zusätzlich zu der vorstehend beschriebenen Komponente (A), Komponente (B), Komponente (C) und pH-Einsteller, der nach Bedarf enthalten ist, kann die flüssige Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung Wasser und andere diverse Wasserlösliche organische Lösungsmittel und Additive, die gewöhnlich in flüssigen Zusammensetzungen zum Reinigen in einem Bereich verwendet werden, in welchem die Wirkungen der flüssigen Zusammensetzung nicht vermindert sind, enthalten. Zum Beispiel ist hinsichtlich Wasser, Wasser bevorzugt, aus welchem Metallionen, organische Verunreinigungen, Teilchen, usw. durch beliebiges von Destillation, Ionenaustausch-Behandlung, Filtern, verschiedene Adsorptions-Behandlungen, usw. entfernt wurde. Bevorzugter ist reines Wasser und besonders bevorzugte ist ultrareines Wasser.
  • Das Wasser-lösliche organische Lösungsmittel ist nicht besonders begrenzt, so lange wie die Wirkungen der flüssigen Zusammensetzung nicht vermindert werden. Zum Beispiel können Ethylenglycole, wie Diethylenglycolmonomethylether, Diethylenglycolmonoethylether, Diethylenglycolmonobutylether und Dipropylenglycolmonomethylether; Alkohole, wie Methanol, Ethanol, 1-Propanol, 2-Propanol, 1-Butanol und t-Butanol; Ethylenglycol, Propylenglycol, Glycerin, usw. geeigneterweise verwendet werden.
  • <Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements>
  • Das Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements, in welchem Titannitrid von einem Substrat ohne Korrodieren von Wolfram oder einem Zwischenschicht-Dielektrikum mit niederem k-Wert, das auch in dem Substrat enthalten ist, entfernt wird, umfassend Bringen des Substrats, das Titannitrid, Wolfram und das Zwischenschicht-Dielektrikum mit niederem k-Wert enthält, in Kontakt mit der vorstehend beschriebenen flüssigen Zusammensetzung. Gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung kann Titannitrid von dem Substrat ohne Korrodieren von Wolfram oder dem Zwischenschicht-Dielektrikum mit niederem k-Wert, das auch in dem Substrat enthalten ist, entfernt werden.
  • Das Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements gemäß der vorliegenden Erfindung richtet sich an ein Substrat, das Titannitrid, Wolfram und ein Zwischenschicht-Dielektrikum mit niederem k-Wert enthält. Hinsichtlich eines zu reinigenden Produkts, zum Beispiel einer Wolfram-Schaltung, werden ein Zwischenschicht-Dielektrikum mit niederem k-Wert, eine Titannitrid-Hardmask und ein Photoresist auf ein Substrat, wie ein Siliziumwafer, laminiert, dann wird die selektive Expositions/Entwicklungs-Behandlung auf den Photoresist angewendet, um ein Photoresistmuster zu bilden, und dann wird die Trocken-Ätz-Behandlung auf die Titannitrid-Hardmask und das Zwischenschicht-Dielektrikum mit niederem k-Wert angewendet unter Verwendung des Resistmusters als Maske und der Photoresist wird entfernt, wobei dabei das zu reinigende Produkt erhalten wird.
  • Das Verfahren zum Bringen das zu reinigende Produkt in Kontakt mit der flüssigen Zusammensetzung ist nicht besonders begrenzt. Zum Beispiel ist es möglich, ein Verfahren zum Bringen eines Zielprodukts in Kontakt mit einer flüssigen Zusammensetzung mit Hilfe von Tropfen der flüssigen Zusammensetzung (Ein-Wafer-Schleuder-Vorgang), Sprühen oder dergleichen, ein Verfahren zum Eintauchen eines zu ätzenden Produkts in eine flüssige Zusammensetzung, und dergleichen anzuwenden. In der vorliegenden Erfindung kann Reinigen durch ein beliebiges von solchen Verfahren ausgeführt werden.
  • <Verfahren zum Reinigen eines Halbleiterbauelements>
  • Die Temperatur zur Verwendung der flüssigen Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise 10 bis 70°C und besonders bevorzugt 20 bis 60°C. Wenn die Temperatur der flüssigen Zusammensetzung 10°C oder höher ist, kann ausgezeichnete Produktionseffizienz erhalten werden, weil eine gute Ätzrate erhalten wird. Wenn die Temperatur inzwischen 70°C oder geringer ist, wird eine Änderung der Zusammensetzung der Flüssigkeit unterdrückt und konstante Ätz-Bedingungen können gehalten werden. Obwohl die Ätzrate durch Ansteigen der Temperatur der flüssigen Zusammensetzung erhöht ist, kann eine optimale Behandlungs-Temperatur geeigneterweise unter Berücksichtigung der Unterdrückung der Änderung der Zusammensetzung der flüssigen Zusammensetzung und dergleichen bestimmt werden.
  • BEISPIELE
  • Hierin anschließend wird die vorliegende Erfindung basierend auf Beispielen genauer beschrieben, aber der Umfang der vorliegenden Erfindung wird durch die Beispiele nicht begrenzt.
  • <Bewertung der Entfernbarkeit von Titannitrid und der Eigenschaften zum Verhindern von Korrosion von Wolfram und dem Zwischenschicht-Dielektrikum mit niederem k-Wert>
  • Entfernbarkeit von Titannitrid, Eigenschaften zum Verhindern von Wolfram-Korrosion und Eigenschaften zum Verhindern von Korrosion des Zwischenschicht-Dielektrikums mit niederem k-Wert wurden durch SEM-Beobachtung bewertet. Die Querschnitts-Oberfläche von einem Substrat nach Kontakt mit einer flüssigen Zusammensetzung, erhalten in jedem der Beispiele und Vergleichs-Beispiele, wurde bei einer Beschleunigungsspannung von 2 kV und einem Emissionsstrom von 7 μA unter Verwendung eines Rasterelektronenmikroskops (”SU9000 (Modellnummer)”; Hitachi Hoch-Tech Fielding Corporation) beobachtet. Basierend auf erhaltenen SEM-Bildern wurde die Entfernbarkeit von einer Titannitrid-Hardmask, Eigenschaften zum Verhindern von Korrosion einer Wolfram-Schaltung und Eigenschaften zum Verhindern von Korrosion von einem Zwischenschicht-Dielektrikum mit niederem k-Wert bewertet.
  • In jedem Fall wurden E und G als annehmbar betrachtet.
  • Einschätzung:
  • I. Entfernbarkeit von Titannitrid-Hardmask 1
    • E: Die Titannitrid-Hardmask wurde vollständig entfernt.
    • G: Die Titannitrid-Hardmask wurde fast entfernt.
    • P: Die Titannitrid-Hardmask wurde nicht entfernt.
  • II. Eigenschaften zum Verhindern von Korrosion der Wolfram-Schaltung 2
    • E: Die Wolfram-Schaltung zeigte keine Änderung, verglichen mit jener vor dem Reinigen.
    • G: Es gab einen etwas rauen Teil auf der Oberfläche der Wolfram-Schaltung.
    • P: Korrosion der Wolfram-Schaltung wurde beobachtet.
  • III. Eigenschaften zum Verhindern von Korrosion des Zwischenschicht-Dielektrikums mit niederem k-Wert 3
    • E: Das Zwischenschicht-Dielektrikum mit niederem k-Wert zeigte keine Änderung, verglichen mit jenem vor dem Reinigen.
    • G: Es gab einen leicht konkaven Teil auf der Oberfläche des Zwischenschicht-Dielektrikums mit niederem k-Wert.
    • P: Korrosion des Zwischenschicht-Dielektrikums mit niederem k-Wert wurde beobachtet.
  • Beispiel 1
  • 8,53 kg reines Wasser, 1,0 kg 0,02 Mol/l Kaliumpermanganat-Lösung (hergestellt von Wako Pure Chemical Industries, Ltd., Spezialqualität, Molekulargewicht: 158,03) als die Komponente (A), 0,0375 kg 40 Masse-% Lösung von Ammoniumfluorid (hergestellt von Morita Chemical Industries Co., Ltd., Halbleiter-Qualität, Molekulargewicht: 37,04) als die Komponente (B), 0,0033 kg Surflon S-241 (30 Masse-% Produkt, Handelsname, Perfluoralkylaminoxid, hergestellt von AGC Seimi Chemical Co., Ltd.) als die Komponente (C1), 0,001 kg Phosphanol RS-710 (Handelsname, Polyoxyethylenphosphat, hergestellt von TOHO Chemical Industry Co., Ltd.) als die Komponente (C2) und 0,426 kg 47 Masse-% Schwefelsäure (hergestellt von Wako Pure Chemical Industries, Ltd., Spezialqualität, Molekulargewicht: 98,08) als die Komponente (D) wurden in einen Polypropylen-Behälter (Volumen: 10 l) gegeben. Das Gemisch wurde gerührt, Auflösung der Komponenten wurde bestätigt und so wurde eine flüssige Zusammensetzung hergestellt. Der pH-Wert der erhaltenen flüssigen Zusammensetzung war 1,4 (Tabelle 1).
  • Ein Halbleiterbauelement mit einem Schaltungsaufbau, dessen Querschnitts-Oberfläche wie in 1 gezeigt ist, wurde in die flüssige in der vorstehend beschriebenen Weise erhaltene Zusammensetzung bei 50°C für 5 Minuten getaucht, dann mit ultrareinem Wasser gespült und mit einem trockenen Stickstoffgasstrahl getrocknet. Das Substrat, das Titannitrid, Wolfram und ein Zwischenschicht-Dielektrikum mit niederem k-Wert enthält, wurde nach Unterziehen einer Reinigungsbehandlung geschnitten und die Querschnitts-Oberfläche des Substrats wurde durch SEM beobachtet, um die Entfernbarkeit der Titannitrid-Hardmask 1 und Eigenschaften zum Verhindern von Korrosion der Wolfram-Schaltung 2 und des Zwischenschicht-Dielektrikums mit niederem k-Wert 3 zu bewerten. Titannitrid wurde vollständig entfernt und Korrosion von Wolfram und Korrosion des Zwischenschicht-Dielektrikums mit niederem k-Wert wurden nicht beobachtet (Tabelle 1).
  • Beispiele 2–41
  • Die Reinigungsbehandlung wurde in einer Weise ähnlich zu jener in Beispiel 1 ausgeführt, mit der Ausnahme, dass flüssige Zusammensetzungen zu vermischenden Mengen, gezeigt in Tabellen 1 bis 7, hergestellt wurden. Die Bewertungs-Ergebnisse werden in Tabellen 1 bis 7 gezeigt. Die Querschnitts-Oberfläche des Substrats nach der Reinigungsbehandlung wurde durch SEM beobachtet. Hinsichtlich aller entsprechenden Substrate nach Unterziehen der Reinigungsbehandlung mit den entsprechenden flüssigen Zusammensetzungen wurde Titannitrid vollständig entfernt und Korrosion von Wolfram und Korrosion des Zwischenschicht-Dielektrikums mit niederem k-Wert wurden nicht beobachtet.
  • Vergleichs-Beispiele 1–10
  • Die Reinigungsbehandlung wurde in einer Weise ähnlich zu jener in Beispiel 1 ausgeführt, mit der Ausnahme, dass flüssige Zusammensetzungen zu vermischenden Mengen, gezeigt in Tabellen 8 bis 9, hergestellt wurden. Die Bewertungs-Ergebnisse werden in Tabellen 8 bis 9 gezeigt. Die Querschnitts-Oberfläche des Substrats nach Unterziehen der Reinigungsbehandlung wurde durch SEM beobachtet. Es gab keine flüssige Zusammensetzung, welche allen von Entfernbarkeit von Titannitrid, Eigenschaften zum Verhindern von Korrosion von Wolfram und Eigenschaften zum Verhindern von Korrosion des Zwischenschicht-Dielektrikums mit niederem k-Wert genügte.
  • Vergleichs-Beispiel 11
  • Die Reinigungsbehandlung wurde in einer Weise ähnlich zu jener in Beispiel 1 ausgeführt, mit der Ausnahme, dass Ammoniumjodat als ein Oxidationsmittel, Hexafluorokieselsäure als ein Ätz-Mittel und 5-Phenyl-1H-tetrazol und Myristyltrimethylammoniumbromid als Korrosionsverhüter zu vermischenden Mengen, gezeigt in Tabelle 10, gemischt wurden. Die Bewertungs-Ergebnisse werden in Tabelle 10 gezeigt. Wenn die Querschnitts-Oberfläche des Substrats nach Unterziehen der Reinigungsbehandlung durch SEM beobachtet wurde, war die Entfernbarkeit von Titannitrid unzureichend. Tabelle 1
    Zusammensetzung von flüssiger Zusammensetzung Komponente A: Kaliumpermanganat (Masse-%) Komponente B: Ammoniumfluorid (Masse-%) Komponente C: C1/C2 (Masse-%) Komponente D: Schwefelsäure (Masse-%) pH-Wert von flüssiger Zusammensetzung I II III
    Beispiel 1 0,032 0,15 (C1) Surflon S-241: 0,01 2,0 1,4 E E E
    (C2) Phosphanol RS-710: 0,01
    Beispiel 2 0,032 0,15 (C1) Surflon S-241: 0,01 2,0 1,4 E E E
    (C2) Phosphanol RA-600: 0,01
    Beispiel 3 0,032 0,15 (C1) Surflon S-241: 0,01 2,0 1,4 E E E
    (C2) Ftergent 250: 0,01
    Beispiel 4 0,032 0,15 (C1) Surflon S-241: 0,01 2,0 1,4 E E E
    (C2) Ftergent 251: 0,01
    Beispiel 5 0,032 0,15 (C1) Surflon S-241: 0,01 2,0 1,4 E E E
    (C2) Ftergent 222F: 0,01
    Beispiel 6 0,032 0,15 (C1) Surflon S-241: 0,01 2,0 1,4 E E E
    (C2) NOIGEN ET-189: 0,01
    Beispiel 7 0,032 0,15 (C1) Surflon S-241: 0,01 2,0 1,4 E E E
    (C2) NOIGEN XL-100: 0,01
    Beispiel 8 0,032 0,15 (C1) Surflon S-241: 0,01 2,0 1,4 E E E
    (C2) Nymeen F-215: 0,01
    Beispiel 9 0,032 0,15 (C1) Surflon S-241: 0,01 2,0 1,4 E E E
    (C2) Newcol 2308-LY: 0,01
    Beispiel 10 0,032 0,15 (C1) Surflon S-241: 0,01 2,0 1,4 E E E
    (C2) HITENOL NF-13: 0,01
    Beispiel 11 0,032 0,15 (C1) Surflon S-241: 0,01 2,0 1,4 E E E
    (C2) PELEX SS-H: 0,01
    Surflon S-241 (hergestellt von AGC Seimi Chemical Co., Ltd.) ... Perfluoralkylaminoxid
    Phosphanol RS-710 (hergestellt von TOHO Chemical Industry Co., Ltd.) ... Polyoxyethylenalkylphosphat
    Ftergent 250 (hergestellt von Neos Company Limited)... Polyoxyethylen (n = 22) perfluoralkylether
    Ftergent 251 (hergestellt von Neos Company Limited) ... Polyoxyethylen (n = 8) perfluoralkylether
    Ftergent 222F (hergestellt von Neos Company Limited) ... Polyoxyethylen (n = 22) perfluoralkylether
    NOIGEN ET-189 (hergestellt von DKS Co. Ltd.) ... Polyoxyethylen (n = 18) oleylcetylether
    NOIGEN XL-100 (hergestellt von DKS Co. Ltd.) ... Polyoxyalkylen verzweigter Decylether
    Nymeen F-215 (hergestellt von Nippon Oil & Fats Co., Ltd.) ... Polyoxyethylencocoalkylamin
    Newcol 2308-LY (hergestellt von Nippon Nyukazai Co., Ltd.) ... Polyoxyalkylenether
    HITENOL NF-13 (hergestellt von DKS Co. Ltd.) ... Polyoxyethylen styroliertes Phenyletherammoniumsulfat
    PELEX SS-H (hergestellt von Kao Corporation) ... Dodecyldiphenyletherdinatriumsulfonat
    Tabelle 2
    Zusammensetzung von flüssiger Zusammensetzung Komponente A: Kaliumpermanganat (Masse-%) Komponente B: Ammoniumfluorid Komponente C: C1/C2 (Masse-%) Komponente D: Schwefelsäure (Masse-%) pH-Wert von flüssiger Zusammensetzung I II III
    (Masse-%)
    Beispiel 12 0,032 0,15 (C1)1-Dodecylamin: 0,01 2,0 1,4 E E E
    (C2) Phosphanol RS-710: 0,01
    Beispiel 13 0,032 0,15 (C1) Dodecyltrimethylammoniumchlorid: 0,01 2,0 1,4 E E E
    (C2) Phosphanol RS-710: 0,01
    Beispiel 14 0,032 0,15 (C1) Hexadecyltrimethylammoniumhydroxid: 0,01 2,0 1,4 E E E
    (C2) Phosphanol RS-710: 0,01
    Beispiel 15 0,032 0,15 (C1) 1-Dodecylpyridiniumchlorid: 0,01 2,0 1,4 E E E
    (C2) Phosphanol RS-710: 0,01
    Beispiel 16 0,032 0,15 (C1) 1-Hexadecylpyridiniumchlorid: 0,01 2,0 1,4 E E E
    (C2) Phosphanol RS-710: 0,01
    Beispiel 17 0,032 0,15 (C1) 1-Dodecyl-3-methylimidazoliumchlorid: 0,01 2,0 1,4 E E E
    (C2) Phosphanol RS-710: 0,01
    Beispiel 18 0,032 0,15 (C1) Surflon S-231: 0,01 2,0 1,4 E E E
    (C2) Phosphanol RS-710: 0,01
    Beispiel 19 0,032 0,15 (C1) AMOGEN AOL: 0,01 2,0 1,4 E E E
    (C2) Phosphanol RS-710: 0,01
    Beispiel 20 0,016 0,15 (C1) AMPHITOL 24B: 0.005 2,0 1,4 E E E
    (C2) Phosphanol RS-710: 0,005
    Surflon S-231 (hergestellt von AGC Seimi Chemical Co., Ltd.) ... Perfluoralkyltrialkylammoniumsalz
    AMOGEN AOL (hergestellt von DKS Co. Ltd.) ... Lauryldimethylaminoxid
    AMPHITOL 24B (hergestellt von DKS Co. Ltd.) ... Laurylbetain Tabelle 3
    Zusammensetzung von flüssiger Zusammensetzung Komponente A: Kaliumpermanganat (Masse-%) Komponente B: Ammoniumfluorid (Masse-%) Komponente C: C1/C2 (Masse-%) Komponente D: Schwefelsäure (Masse-%) pH-Wert von flüssiger Zusammensetzung I II III
    Beispiel 21 0,032 0,15 (C1) Dodecyltrimethylammoniumchlorid: 0,01 (C2) Nymeen F-215: 0,01 2,0 1,4 E E E
    Beispiel 22 0,032 0,15 (C1) 1-Dodecyl-3-methylimidazoliumchlorid: 0,01 (C2) Ftergent 250: 0,01 2,0 1,4 E E E
    Zusammensetzung von flüssiger Zusammensetzung Komponente A: Kaliumpermanganat (Masse-%) Komponente B: Ammoniumfluorid (Masse-%) Komponente C: C1/C2 (Masse-%) Komponente D: Schwefelsäure (Masse-%) pH-Wert von flüssiger Zusammensetzung I II III
    Beispiel 23 0,032 0,15 (C1) Surflon S-241: 0,01 (C1) QUARTAMIN 24P: 0,01 2,0 1,4 E E E
    Beispiel 24 0,016 0,15 (C1) Surflon S-241: 0,01 (C1) QUARTAMIN 86W: 0,01 2,0 1,4 E E E
    QUARTAMIN 24P (hergestellt von Kao Corporation)
    ... Lauryltrimethylammoniumchlorid
    QUARTAMIN 86W (hergestellt von Kao Corporation)
    ... Stearyltrimethylammoniumchlorid Tabelle 4
    Zusammensetzung von flüssiger Zusammensetzung Komponente A: Kaliumpermanganat (Masse-%) Komponente B: Ammoniumfluorid (Masse-%) Komponente C: C1/C2 (Masse-%) Komponente D: Schwefelsäure (Masse-%) pH-Wert von flüssiger Zusammensetzung I II III
    Beispiel 25 0,064 0,15 (C1) Surflon S-241: 0,01 (C2) Phosphanol RS-710: 0,01 2,0 1,4 E E E
    Beispiel 26 0,016 0,15 (C1) Surflon S-241: 0,01 (C2) Phosphanol RS-710: 0,01 2,0 1,4 E E E
    Beispiel 27 0,008 0,15 (C1) Surflon S-241: 0,01 (C2) Phosphanol RS-710: 0,01 2,0 1,4 E E E
    Beispiel 28 0,032 0,1 (C1) Surflon S-241: 0,01 (C2) Phosphanol RS-710: 0,01 2,0 0,9 E E E
    Beispiel 29 0,032 0,25 (C1) Surflon S-241: 0,01 (C2) Phosphanol RS-710: 0,01 2,0 1,8 E E E
    Beispiel 30 0,032 0,15 (C1) Surflon S-241: 0,01 (C2) Phosphanol RS-710: 0,01 0,2 3,2 E E E
    Beispiel 31 0,032 0,15 (C1) Surflon S-241: 0,01 (C2) Phosphanol RS-710: 0,01 10 0,8 E E E
    Tabelle 5
    Zusammensetzung von flüssiger Zusammensetzung Komponente A: Kaliumpermanganat (Masse-%) Komponente B: Ammoniumfluorid (Masse-%) Komponente C: C1/C2 (Masse-%) Komponente D: Schwefelsäure (Masse-%) pH-Wert von flüssiger Zusammensetzung I II III
    Beispiel 32 0,032 0,15 (C1) Surflon S-241: 0,005 (C2) Phosphanol RS-710: 0,01 2,0 1,4 E E E
    Beispiel 33 0,032 0,15 (C1) Surflon S-241: 0,01 (C2) Phosphanol RS-710: 0,005 2,0 1,4 E E E
    Beispiel 34 0,032 0,15 (C1) Surflon S-241: 0,0075 (C2) Phosphanol RS-710: 0,01 2,0 1,4 E E E
    Beispiel 35 0,032 0,15 (C1) Surflon S-241: 0,01 (C2) Phosphanol RS-710: 0,0075 2,0 1,4 E E E
    Tabelle 6
    Zusammensetzung von flüssiger Zusammensetzung Komponente A: Kaliumpermanganat (Masse-%) Komponente B: Ammoniumfluorid (Masse-%) Komponente C: C1/C2 (Masse-%) Komponente D: Schwefelsäure (Masse-%) pH-Wert von flüssiger Zusammensetzung I II III
    Beispiel 36 0,032 Fluorowasserstoffsäure: 0,08 C1) Surflon S-241: 0,01 (C2) Phosphanol RS-710: 0,01 0 3,1 E E E
    Beispiel 37 0,032 Tetramethylammoniumfluorid: 0,38 (C1) Surflon S-241: 0,01 (C2) Phosphanol RS-710: 0,01 2,0 1,4 E E E
    Beispiel 38 0,032 Ammoniumhexafluorosilikat: 1,0 (C1) Surflon S-241: 0,01 (C2) Phosphanol RS-710: 0,01 2,0 1,3 E E E
    Beispiel 39 0,032 Ammoniumtetrafluoroborat: 1,0 (C1) Surflon S-241: 0,01 (C2) Phosphanol RS-710: 0,01 2,0 1,1 E E E
    Tabelle 7
    Zusammensetzung von flüssiger Zusammensetzung Komponente A: Kaliumpermanganat (Masse-%) Komponente B: Ammoniumfluorid (Masse-%) Komponente C: C1/C2 (Masse-%) Komponente D: Schwefelsäure (Masse-%) pH-Wert von flüssiger Zusammensetzung I II III
    Beispiel 40 1,0 0,15 (C1) Surflon S-241: 0,01 (C2) Phosphanol RS-710: 0,01 2,0 1,6 E E E
    Beispiel 41 5,0 0,15 (C1) Surflon S-241: 0,01 (C2) Phosphanol RS-710: 0,01 2,0 1,6 E E E
    Tabelle 8
    Zusammensetzung von flüssiger Zusammensetzung Komponente A: Kaliumpermanganat (Masse-%) Komponente B: Ammoniumfluorid (Masse-%) Komponente C: (Masse-%) Komponente D: Schwefelsäure (Masse-%) pH-Wert von flüssiger Zusammensetzung I II III
    Vergleichs-Beispiel 1 0,032 0,15 (C1) 1-Dodecylpyridiniumchlorid: 0,01 2,0 1,4 E P E
    Vergleichs-Beispiel 2 0,032 0,15 (C2) Phosphanol RS-710: 0,01 2,0 1,4 E P E
    Vergleichs-Beispiel 3 0,032 0,15 (C2) Nymeen F-215: 0,01 (C2) Phosphanol RS-710: 0,01 2,0 1,4 E P E
    Vergleichs-Beispiel 4 0,032 0,15 (C1) Surflon S-241: 0,01 Polyethylenglycol (mittleres Molekulargewicht 400): 0,01 2,0 1,4 E P E
    Vergleichs-Beispiel 5 0,2 0,15 (C1) Surflon S-241:0,01 (C2) Phosphanol RS-710: 0,01 2,0 1,6 E P E
    Vergleichs-Beispiel 6 0,032 1,5 (C1) Surflon S-241: 0,01 (C2) Phosphanol RS-710: 0,01 2,0 3,1 E P P
    Vergleichs-Beispiel 7 0 0,15 (C1) Surflon S-241: 0,01 (C2) Phosphanol RS-710: 0,01 2,0 1,4 P E E
    Vergleichs-Beispiel 8 0,032 0 (C1) Surflon S-241: 0,01 (C2) Phosphanol RS-710: 0,01 2,0 0,8 P E E
    Vergleichs-Beispiel 9 0,032 0,15 (C1) Surflon S-241:0,01 (C2) Phosphanol RS-710: 0,01 0 6,1 P E E
    Tabelle 9
    Zusammensetzung von flüssiger Zusammensetzung Wasserstoffperoxid (Masse-%) Benzyltrimethylammoniumhydroxid (Masse-%) 1-Hexadecyl-3-methylimidazoliumchlorid (Masse-%) pH-Wert von flüssiger Zusammensetzung I II III
    Vergleichs-Beispiel 10 17 0,43 0,01 8,0 E P E
    Tabelle 10
    Zusammensetzung von flüssiger Zusammensetzung Ammoniumjodat (Masse-%) Hexafluorokieselsäure (Masse-%) 5-Phenyl-1H-tetrazol (Masse-%) Myristyltrimethylimidazoliumchlorid (Masse-%) pH-Wert von flüssiger Zusammensetzung I II III
    Vergleichs-Beispiel 11 0,005 0,4 0,03 0,1 2,4 P E E
  • Wie aus den vorstehend beschriebenen Bewertungs-Ergebnissen deutlich wird, entfernten alle flüssigen Zusammensetzungen der Beispiele Titannitrid und Wolfram und das Zwischenschicht-Dielektrikum mit niederem k-Wert wurden dabei nicht korrodiert.
  • INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
  • Die flüssige Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann geeignet zum Reinigen eines Substrats, das Titannitrid, Wolfram und ein Zwischenschicht-Dielektrikum mit niederem k-Wert enthält, verwendet werden und kann Titannitrid bei einer guten Geschwindigkeit ohne Korrodieren von Wolfram oder dem Zwischenschicht-Dielektrikum mit niederem k-Wert entfernen, wodurch hohe Produktivität erzielt wird.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Titannitrid
    2
    Zwischenschicht-Dielektrikum mit niederem k-Wert
    3
    Wolfram

Claims (21)

  1. Flüssige Zusammensetzung, welche Titannitrid von einem Substrat ohne Korrodieren von Wolfram oder einem Zwischenschicht-Dielektrikum mit niederem k-Wert, das auch auf dem Substrat vorliegt, entfernt, wobei die flüssige Zusammensetzung einen pH von 0 bis 4 aufweist und umfasst: mindestens ein Oxidationsmittel (A), ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Kaliumpermanganat, Ammoniumperoxodisulfat, Kaliumperoxodisulfat und Natriumperoxodisulfat; eine Fluor-Verbindung (B); und einen Wolfram-Korrosionsverhüter (C), wobei der Wolfram-Korrosionsverhüter (C) entweder mindestens zwei verschiedene Verbindungen, ausgewählt aus einer Gruppe von Verbindungen (C1), bestehend aus Alkylaminen und Salzen davon, Fluoralkylaminen und Salzen davon, Alkylaminoxiden, Fluoralkylaminoxiden, Alkylbetainen, Fluoralkylbetainen, quaternärem Alkylammonium und Salzen davon, quaternärem Fluoralkylammonium und Salzen davon, quaternären Alkylpyridiniumsalzen, quaternären Fluoralkylpyridiniumsalzen, quaternären Alkylbipyridiniumsalzen, quaternären Fluoralkylbipyridiniumsalzen, quaternären Alkylimidazoliumsalzen und quaternären Fluoralkylimid-azoliumsalzen, enthält oder mindestens eine Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe von Verbindungen (C1) und mindestens eine Verbindung, ausgewählt aus einer Gruppe von Verbindungen (C2), bestehend aus Polyoxyalkylenalkylaminen, Polyoxyalkylenfluoralkylaminen, Polyoxy-alkylenalkylethern, Polyoxyalkylenfluoralkylethern, Polyoxyalkylen-alkylphosphaten, Polyoxyalkylenfluoralkylphosphaten, Polyoxyalkylenalkyl-ethersulfaten, Polyoxyalkylenfluoralkylethersulfaten, Alkyldiphenylether-sulfonaten und Fluoralkyldiphenylethersulfonaten, enthält und wobei die Konzentration von Kaliumpermanganat in dem Oxidationsmittel (A) 0,001 bis 0,1 Masse-% ist, und wobei die Konzentration der Fluor-Verbindung (B) 0,01 bis 1 Masse-% ist.
  2. Flüssige Zusammensetzung nach Anspruch 1, welche kein Wasserstoffperoxid enthält.
  3. Flüssige Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Fluor-Verbindung (B) mindestens eine Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Fluorwasserstoffsäure, Ammoniumfluorid, saurem Ammoniumfluorid, Tetramethylammoniumfluorid, Kaliumfluorid, Hexafluorokieselsäure und Tetrafluoroborsäure, ist.
  4. Flüssige Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Alkylamine oder Fluoralkylamine in der Gruppe von Verbindungen (C1) durch nachstehende allgemeine Formel (1) wiedergegeben werden:
    Figure DE112015000506T5_0036
    worin: R1 eine Alkylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen oder eine Alkenylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen wiedergibt, und ein Teil oder alle an die Alkylgruppe oder Alkenylgruppe gebundenen Wasserstoffatome gegen ein Fluoratom substituiert sein können; und R2 und R3 ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen wiedergeben, und ein Teil oder alle an die Alkylgruppe gebundenen Wasserstoffatome gegen ein Fluoratom substituiert sein können.
  5. Flüssige Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Alkylaminsalze oder Fluoralkylaminsalze in der Gruppe von Verbindungen (C1) mindestens eine Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydrochloriden, Nitraten, Acetaten, Methansulfonaten, Chloraten, Perchloraten, Hydrofluoriden, Hydrobromaten, Hydrojodiden, Hydrogensulfaten, Sulfaten, Hydrogencarbonaten, Carbonaten, Dihydrogenphosphaten, Hydrogenphosphaten und Phosphaten, sind.
  6. Flüssige Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Alkylaminoxide oder Fluoralkylaminoxide in der Gruppe von Verbindungen (C1) durch nachstehende allgemeine Formel (2) wiedergegeben werden:
    Figure DE112015000506T5_0037
    worin: R1 eine Alkylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen oder eine Alkenylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen wiedergibt, und ein Teil oder alle an die Alkylgruppe oder Alkenylgruppe gebundenen Wasserstoffatome gegen ein Fluoratom substituiert sein können; und R2 und R3 ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen wiedergeben, und ein Teil oder alle an die Alkylgruppe gebundenen Wasserstoffatome gegen ein Fluoratom substituiert sein können.
  7. Flüssige Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Alkylbetaine oder Fluoralkylbetaine in der Gruppe von Verbindungen (C1) durch nachstehende allgemeine Formel (3) oder (4) wiedergegeben werden:
    Figure DE112015000506T5_0038
    worin: R1 eine Alkylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen oder eine Alkenylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen wiedergibt, und ein Teil oder alle an die Alkylgruppe oder Alkenylgruppe gebundenen Wasserstoffatome gegen ein Fluoratom substituiert sein können; und R2 und R3 ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen wiedergeben, und ein Teil oder alle an die Alkylgruppe gebundenen Wasserstoffatome gegen ein Fluoratom substituiert sein können;
    Figure DE112015000506T5_0039
    worin: R1 eine Alkylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen oder eine Alkenylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen wiedergibt, und ein Teil oder alle an die Alkylgruppe oder Alkenylgruppe gebundenen Wasserstoffatome gegen ein Fluoratom substituiert sein können; und R2 und R3 ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen wiedergeben, und ein Teil oder alle an die Alkylgruppe gebundenen Wasserstoffatome gegen ein Fluoratom substituiert sein können.
  8. Flüssige Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das quaternäre Alkylammonium und Salze davon oder quaternäre Fluoralkylammonium und Salze davon in der Gruppe von Verbindungen (C1) durch nachstehende allgemeine Formel (5), (6) oder (7) wiedergegeben werden:
    Figure DE112015000506T5_0040
    worin: R1 eine Alkylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen oder eine Alkenylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen wiedergibt, und ein Teil oder alle an die Alkylgruppe oder Alkenylgruppe gebundenen Wasserstoffatome gegen ein Fluoratom substituiert sein können; und R2, R3 und R4 ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, eine Phenylgruppe oder eine Benzylgruppe wiedergeben, und ein Teil oder alle an die Alkylgruppe gebundenen Wasserstoffatome gegen ein Fluoratom substituiert sein können;
    Figure DE112015000506T5_0041
    worin: R1 eine Alkylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen oder eine Alkenylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen wiedergibt, und ein Teil oder alle an die Alkylgruppe oder Alkenylgruppe gebundenen Wasserstoffatome gegen ein Fluoratom substituiert sein können; R2, R3 und R4 ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, eine Phenylgruppe oder eine Benzylgruppe wiedergeben, und ein Teil oder alle an die Alkylgruppe gebundenen Wasserstoffatome gegen ein Fluoratom substituiert sein können; und X ein Halogenatom: F, Cl, Br oder I wiedergibt;
    Figure DE112015000506T5_0042
    worin: R1 eine Alkylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen oder eine Alkenylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen wiedergibt, und ein Teil oder alle an die Alkylgruppe oder Alkenylgruppe gebundenen Wasserstoffatome gegen ein Fluoratom substituiert sein können; und R2, R3 und R4 ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, eine Phenylgruppe oder eine Benzylgruppe wiedergeben, und ein Teil oder alle an die Alkylgruppe gebundenen Wasserstoffatome gegen ein Fluoratom substituiert sein können.
  9. Flüssige Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die quaternären Alkylpyridiniumsalze oder quaternären Fluoralkylpyridiniumsalze in der Gruppe von Verbindungen (C1) durch nachstehende allgemeine Formel (8) wiedergegeben werden:
    Figure DE112015000506T5_0043
    worin: R1 eine Alkylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen oder eine Alkenylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen wiedergibt, und ein Teil oder alle an die Alkylgruppe oder Alkenylgruppe gebundenen Wasserstoffatome gegen ein Fluoratom substituiert sein können; R2, R3, R4, R5 und R6 ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen wiedergeben, und ein Teil oder alle an die Alkylgruppe gebundenen Wasserstoffatome gegen ein Fluoratom substituiert sein können; und X ein Halogenatom: F, Cl, Br oder I wiedergibt.
  10. Flüssige Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die quaternären Alkylbipyridiniumsalze oder quaternären Fluoralkylbipyridiniumsalze in der Gruppe von Verbindungen (C1) durch nachstehende allgemeine Formel (9) wiedergegeben werden:
    Figure DE112015000506T5_0044
    worin: R1 und R2 eine Alkylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen oder eine Alkenylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen wiedergeben, und ein Teil oder alle an die Alkylgruppe oder Alkenylgruppe gebundenen Wasserstoffatome gegen ein Fluoratom substituiert sein können; R3 bis R10 ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen wiedergeben, und ein Teil oder alle an die Alkylgruppe gebundenen Wasserstoffatome gegen ein Fluoratom substituiert sein können; und X ein Halogenatom: F, Cl, Br oder I wiedergibt.
  11. Flüssige Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die quaternären Alkylimidazoliumsalze oder quaternären Fluoralkylimidazoliumsalze in der Gruppe von Verbindungen (C1) durch nachstehende allgemeine Formel (10) oder (11) wiedergegeben werden:
    Figure DE112015000506T5_0045
    worin: R1 eine Alkylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen oder eine Alkenylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen wiedergibt, und ein Teil oder alle an die Alkylgruppe oder Alkenylgruppe gebundenen Wasserstoffatome gegen ein Fluoratom substituiert sein können; R2 eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen wiedergibt, und ein Teil oder alle an die Alkylgruppe gebundenen Wasserstoffatome gegen ein Fluoratom substituiert sein können; R3 bis R5 ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen wiedergeben, und ein Teil oder alle an die Alkylgruppe gebundenen Wasserstoffatome gegen ein Fluoratom substituiert sein können; und X ein Halogenatom: F, Cl, Br oder I wiedergibt;
    Figure DE112015000506T5_0046
    worin: R1 und R2 eine Alkylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen oder eine Alkenylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen wiedergeben, und ein Teil oder alle an die Alkylgruppe oder Alkenylgruppe gebundenen Wasserstoffatome gegen ein Fluoratom substituiert sein können; R3 bis R5 ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen wiedergeben, und ein Teil oder alle an die Alkylgruppe gebundenen Wasserstoffatome gegen ein Fluoratom substituiert sein können; und X ein Halogenatom: F, Cl, Br oder I wiedergibt.
  12. Flüssige Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Polyoxyalkylenalkylamine oder Polyoxyalkylenfluoralkylamine in der Gruppe von Verbindungen (C2) durch nachstehende allgemeine Formel (12) wiedergegeben werden:
    Figure DE112015000506T5_0047
    worin: R1 eine Alkylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen oder eine Alkenylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen wiedergibt, und ein Teil oder alle an die Alkylgruppe oder Alkenylgruppe gebundenen Wasserstoffatome gegen ein Fluoratom substituiert sein können; R2 und R3 eine Alkandiylgruppe mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen wiedergeben; und m und n eine ganze Zahl von 2 bis 20 wiedergeben, und m und n gleich oder verschieden sein können.
  13. Flüssige Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Polyoxyalkylenalkylether oder Polyoxyalkylenfluoralkylether in der Gruppe von Verbindungen (C2) durch nachstehende allgemeine Formel (13) wiedergegeben werden:
    Figure DE112015000506T5_0048
    worin: R1 eine Alkylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen oder eine Alkenylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen wiedergibt, und ein Teil oder alle an die Alkylgruppe oder Alkenylgruppe gebundenen Wasserstoffatome gegen ein Fluoratom substituiert sein können; R2 eine Alkandiylgruppe mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen wiedergibt; und n eine ganze Zahl von 2 bis 20 wiedergibt.
  14. Flüssige Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Polyoxyalkylenalkylphosphate oder Polyoxyalkylenfluoralkylphosphate in der Gruppe von Verbindungen (C2) durch nachstehende allgemeine Formel (14) oder (15) wiedergegeben werden:
    Figure DE112015000506T5_0049
    worin: R1 eine Alkylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen oder eine Alkenylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen wiedergibt, und ein Teil oder alle an die Alkylgruppe oder Alkenylgruppe gebundenen Wasserstoffatome gegen ein Fluoratom substituiert sein können; R2 eine Alkandiylgruppe mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen wiedergibt; und n eine ganze Zahl von 2 bis 20 wiedergibt;
    Figure DE112015000506T5_0050
    worin: R1 und R2 eine Alkylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen oder eine Alkenylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen wiedergeben, und ein Teil oder alle an die Alkylgruppe oder Alkenylgruppe gebundenen Wasserstoffatome gegen ein Fluoratom substituiert sein können; R3 und R4 eine Alkandiylgruppe mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen wiedergeben; und m und n eine ganze Zahl von 2 bis 20 wiedergeben, und m und n gleich oder verschieden sein können.
  15. Flüssige Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Polyoxyalkylenalkylethersulfate oder Polyoxyalkylenfluoralkylethersulfate in der Gruppe von Verbindungen (C2) durch nachstehende allgemeine Formel (16) wiedergegeben werden:
    Figure DE112015000506T5_0051
    worin: R1 eine Alkylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen, eine Alkenylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen, eine Phenylgruppe oder eine Benzylgruppe wiedergibt, und ein Teil oder alle an die Alkylgruppe oder Alkenylgruppe gebundenen Wasserstoffatome gegen ein Fluoratom substituiert sein können; R2 eine Alkandiylgruppe mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen wiedergibt; n eine Zahl von 2 bis 20 wiedergibt; und M Natrium (Na), Kalium (K) oder Ammonium (NH4) wiedergibt.
  16. Flüssige Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Alkyldiphenylethersulfonate oder Fluoralkyldiphenylethersulfonate in der Gruppe von Verbindungen (C2) durch nachstehende allgemeine Formel (17) wiedergegeben werden:
    Figure DE112015000506T5_0052
    worin: R1 eine Alkylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen oder eine Alkenylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen wiedergibt, und ein Teil oder alle an die Alkylgruppe oder Alkenylgruppe gebundenen Wasserstoffatome gegen ein Fluoratom substituiert sein können; und M Natrium (Na), Kalium (K) oder Ammonium (NH4) wiedergibt.
  17. Flüssige Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Konzentration von Ammoniumperoxodisulfat, Kaliumperoxodisulfat oder Natriumperoxodisulfat in dem Oxidationsmittel (A) 0,1 bis 20 Masse-% ist.
  18. Flüssige Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Konzentration von dem Wolfram-Korrosionsverhüter (C) 0,002 bis 2 Masse-% ist.
  19. Flüssige Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Konzentration von der Verbindung C1 0,001 bis 1 Masse-% ist und die Konzentration von der Verbindung 02 0,001 bis 1 Masse-% ist.
  20. Verfahren zum Reinigen eines Halbleiterbauelements unter Verwendung der flüssigen Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 19.
  21. Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements, in welchem Titannitrid von einem Substrat ohne Korrodieren von Wolfram oder einem Zwischenschicht-Dielektrikum mit niederem k-Wert, das auch auf dem Substrat vorliegt, entfernt wird, wobei das Verfahren Bringen des Substrats, das Titannitrid, Wolfram und das Zwischenschicht-Dielektrikum mit niederem k-Wert aufweist, in Kontakt mit der flüssigen Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 19 umfasst.
DE112015000506.4T 2014-01-27 2015-01-23 Flüssige Zusammensetzung zum Entfernen von Titannitrid, Halbleiterelement-Reinigungs-Verfahren unter Verwendung desselben und Halbleiterelement-Herstellungs-Verfahren Pending DE112015000506T5 (de)

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