JP5741589B2 - 微細構造体のパターン倒壊抑制用処理液及びこれを用いた微細構造体の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、このような状況下になされたもので、半導体装置やマイクロマシンといった酸化珪素からなる微細構造体のパターン倒壊を抑制しうる処理液及びこれを用いた微細構造体の製造方法を提供することを目的とするものである。
本発明は、かかる知見に基づいて完成したものである。すなわち、本発明の要旨は下記のとおりである。
2.フルオロアルキル基を有するアンモニウムハライド、フルオロアルキル基を有するベタイン化合物、およびフルオロアルキル基を有するアミンオキシド化合物の含有量が10ppm〜30%である第1項に記載のパターン倒壊抑制用処理液。
3.フルオロアルキル基が炭素数1〜6のパーフルオロアルキル基である第1項または第2項に記載のパターン倒壊抑制用処理液。
4.ウェットエッチングまたはドライエッチングの後の洗浄工程において、フルオロアルキル基を有するアンモニウムハライド、フルオロアルキル基を有するベタイン化合物、およびフルオロアルキル基を有するアミンオキシド化合物の中から選ばれる少なくとも一種と水を含む微細構造体のパターン倒壊抑制用処理液を用いることを特徴とする酸化珪素からなる微細構造体の製造方法。
5.微細構造体が、半導体装置又はマイクロマシンである第4項に記載の微細構造体の製造方法。
本発明の処理液(パターン倒壊抑制用処理液)は、酸化珪素からなる微細構造体のパターン倒壊抑制に用いられ、フルオロアルキル基を有するアンモニウムハライド、フルオロアルキル基を有するベタイン化合物、およびフルオロアルキル基を有するアミンオキシド化合物の中から少なくとも一つと水を含む微細構造体の処理液である。
ここで、「酸化珪素からなる微細構造体」とは、処理液により処理される部分が酸化珪素からなる微細構造体をいう。
さらに、本発明で使用されるフルオロアルキル基は、アルキル基の1の炭素に少なくとも1つのフッ素が結合したアルキル基であり、炭素数1〜6のパーフルオロアルキル基が好適に使用される。実用性を考慮すると、炭素数6のパーフルオロアルキル基が最適である。
フルオロアルキル基を有するベタイン化合物としては、製品名フタージェント400S(株式会社ネオス)、製品名サーフロンS−131(AGCセイミケミカル株式会社)、製品名サーフロンS−132(AGCセイミケミカル株式会社)、製品名サーフロンS−231(AGCセイミケミカル株式会社)などが挙げられ、特にサーフロンS−231(AGCセイミケミカル株式会社)が好ましい。
フルオロアルキル基を有するアミンオキシド化合物としては、製品名サーフロンS−141(AGCセイミケミカル株式会社)、製品名サーフロンS−241(AGCセイミケミカル株式会社)が挙げられ、特に製品名サーフロンS−241(AGCセイミケミカル株式会社)が好ましい。
なお、微細構造体は、TEOS(テトラエトキシオルソシラン酸化膜)やSiOC系低誘電率膜(AppliedMaterials社製Black Diamond2(商品名)、ASM International社製Aurora2.7やAurora2.4(商品名))などの絶縁膜種の上にパターニングされる場合や、微細構造の一部に絶縁膜種が含まれる場合がある。
本発明の酸化珪素からなる微細構造体の製造方法は、ウェットエッチング又はドライエッチングの後の洗浄工程において、上記した本発明の処理液を用いることを特徴とするものである。より具体的には、該洗浄工程において、好ましくは微細構造体のパターンと本発明の処理液とを浸漬、スプレー吐出、噴霧などにより接触させた後、水で該処理液を置換してから乾燥させる。ここで微細構造体のパターンと本発明の処理液とを浸漬により接触させる場合、浸漬時間は10秒〜30分が好ましく、より好ましくは15秒〜20分、さらに好ましくは20秒〜15分、特に好ましくは30秒〜10分であり、温度条件は10〜80℃が好ましく、より好ましくは15〜60℃、さらに好ましくは25〜50℃、特に好ましくは25〜40℃である。また、微細構造体のパターンと本発明の処理液との接触の前に、あらかじめ水で洗浄を行ってもよい。このように、微細構造体のパターンと本発明の処理液とを接触させることにより、該パターンの表面上を疎水化することにより、該パターンの倒壊を抑制することが可能となる。
表1に示される配合組成(質量%)に従い、微細構造体のパターン倒壊抑制用処理液を調合した。
*2:「サーフロンS−231(商品名)」;AGCセイミケミカル株式会社製パーフルオロアルキルベタイン(アルキル基の炭素数:6)、比重1.00(25℃)、粘度9.1mPa・s(25℃)、pH6.3〜8.3、表面張力17.5mN/m(0.1%水溶液、25℃)、引火点(タグ密閉式)17℃
*3:「サーフロンS−241(商品名)」;AGCセイミケミカル株式会社製パーフルオロアルキルアミンオキシド(アルキル基の炭素数:6)、比重1.04(25℃)、粘度9.9mPa・s(25℃)、pH7.8〜9.8、表面張力16.2mN/m(0.1%水溶液、25℃)、引火点(タグ密閉式)20℃
図1(a)に示すように、シリコン基板104上に窒化珪素103(厚さ:100nm)及び酸化珪素102(厚さ:1200nm)を成膜した後、フォトレジスト101を形成した。該フォトレジスト101を露光、現像することにより、図1(b)に示す筒状(煙突状)フォトレジスト105(φ125nm、円と円との距離:50nm)を形成した。次に、該フォトレジスト105をマスクとしてドライエッチングにより酸化珪素102に図1(c)に示す円筒106を、窒化珪素103の層までエッチングして形成した。その際、円筒の内側と外側にエッチング残渣107が生成された。次いで、フォトレジスト105をアッシングにより除去し、図1(d)に示す酸化珪素102に窒化珪素103の層に達した円筒106を持つ構造体を得た。得られた構造体のエッチング残渣107を0.1重量%フッ酸水溶液により除去(25℃、30秒の浸漬処理)した後、純水、処理液1〜9(表1、30℃、10分の浸漬処理)及び純水の順で接液処理し、乾燥を行い、図1(e)を得た。
ここで、パターンの倒壊は、「FE−SEM S−5500(型番)」:日立ハイテクノロジーズ社製を用いて観察し、倒壊抑制率はパターン全本数中の倒壊しなかったパターンの割合を算出して求めた数値であり、該倒壊抑制率が50%以上であれば合格と判断した。各例において使用した処理液、処理方法及び倒壊抑制率の結果を表3に示す。
実施例1において、図1(d)に示される構造体のエッチング残渣107を0.1重量%フッ酸水溶液により除去(25℃、30秒の浸漬処理)した後、純水のみで処理した以外は、実施例1と同様に実施した。得られた構造体のパターンの50%以上は、図1(f)に示されるような倒壊をおこしていた(倒壊抑制率は50%未満となる)。比較例1において使用した処理液、処理方法及び倒壊抑制率の結果を表3に示す。
実施例1において、図1(d)に示される構造体のエッチング残渣107を0.1重量%フッ酸水溶液により除去し純水で処理した後、処理液1の代わりに表2に示す比較液2〜11で処理する以外は、実施例1と同様に実施した。得られた構造体のパターンの50%以上は、図1(f)に示されるような倒壊をおこしていた。各比較例2〜11において使用した処理液、処理方法及び倒壊抑制率の結果を表3に示す。
*2:「サーフロンS−111(商品名、AGCセイミケミカル(株)製)、比重1.0(20℃)、引火点(タグ密閉式)18℃」;0.01%水溶液
*3:「サーフロンS−242(商品名、AGCセイミケミカル(株)製)、表面張力18.1mN/m(0.1%水溶液、25℃)、引火点(クリーブランド開放式)247℃」;0.01%水溶液
*4:「サーフィノール420(商品名、日信化学工業株式会社製)、エチレンオキサイド含有量20%」;0.01%水溶液
*5:「サーフィノール104(商品名、日信化学工業株式会社製)」;0.01%水溶液
*6:「カチオーゲンTML(商品名、第一工業製薬株式会社製)」;0.01%水溶液*7:「エパン420(商品名、第一工業製薬株式会社製)、疎水基(ポリオキシプロピ
レン)平均分子量1200、ポリオキシエチレン含有率20%」;0.01%水溶液
102.酸化珪素
103.窒化珪素
104.シリコン基板
105.円状フォトレジスト
106.円筒(酸化珪素)
107.エッチング残渣
Claims (4)
- 酸化珪素からなる微細構造体のパターン倒壊抑制用処理液であって、フルオロアルキル基を有するアンモニウムハライド、およびフルオロアルキル基を有するアミンオキシド化合物(ただし、スルホニル基を有するアミンオキシド化合物およびパーフルオロアルキルアンモニウムヨウ化物は除く)の中から選ばれる少なくとも一種と水を含む微細構造体のパターン倒壊抑制用処理液。
- フルオロアルキル基が炭素数1〜6のパーフルオロアルキル基である請求項1に記載のパターン倒壊抑制用処理液。
- ウェットエッチングまたはドライエッチングの後の洗浄工程において、フルオロアルキル基を有するアンモニウムハライド、およびフルオロアルキル基を有するアミンオキシド化合物(ただし、スルホニル基を有するアミンオキシド化合物およびパーフルオロアルキルアンモニウムヨウ化物は除く)の中から選ばれる少なくとも一種と水を含む微細構造体のパターン倒壊抑制用処理液を用いることを特徴とする酸化珪素からなる微細構造体の製造方法。
- 微細構造体が、半導体装置又はマイクロマシンである請求項3に記載の微細構造体の製造方法。
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