[发明专利]含有次氯酸根离子的半导体晶圆的处理液

说明书

本发明的课题在于提供一种用于去除附着于半导体晶圆的端面部、背面部的钌和钨的处理液以及清洗方法。本发明的技术方案是一种处理液，其是用于清洗半导体晶圆的处理液，所述处理液含有(A)次氯酸根离子和(C)溶剂，所述处理液的25℃下的pH大于7且小于12.0。本发明提供一种通过使该处理液与具有钌或者钨的半导体晶圆接触来从半导体晶圆中去除钌、钨从而清洗半导体晶圆的方法。

技术领域

本发明涉及一种在半导体元件的制造工序中使用的、清洗半导体晶圆的端面部、背面部的新型处理液。

背景技术

近年来，半导体元件的设计规则(design rule)的微细化不断发展，对半导体元件制造工序中的杂质管理的要求越来越严格。在半导体元件的制造工序中产生的杂质按每个制造工序而不同。因此，按每个制造工序来确定污染源，进而对成为该污染源的杂质的浓度进行管理是重要的。特别是，金属、金属氧化物等杂质滞留在制造装置内，因此不将金属、金属氧化物带入下一工序是重要的。

另外，近年来，为了提高半导体元件的制造效率，使用了超过300mm的大口径的半导体晶圆。在大口径的半导体晶圆中，不供电子设备制作的端面部、背面部的面积大于小口径的半导体晶圆。因此，在形成金属布线的工序、形成阻挡金属的工序中，不仅在形成半导体元件的半导体晶圆表面的元件形成部容易附着金属布线材料、阻挡金属材料(以下，有时也统称为“金属材料等”)，而且在端面部、背面部等也容易附着。其结果是，随着半导体晶圆的口径增大，附着于晶圆的端面部、背面部的多余的金属材料等的量增加。

附着于半导体晶圆的端面部、背面部的多余的金属材料等在作为金属布线、阻挡金属形成后的工序的通过氧进行的灰化工序、通过等离子体进行的干法蚀刻工序中，以金属或金属氧化物的颗粒的形式污染制造装置内。之后，有时颗粒会附着并污染被搬入制造装置内的其他晶圆。该污染被称为交叉污染。为了抑制交叉污染，附着于晶圆的端面部、背面部的金属材料等需要在带入下一工序之前去除。

在这些金属材料等中，以铂、钌为代表的贵金属类和钨在元件形成工序中使用较多。已知这些金属在之后的蚀刻工序、清洗工序中难以被氧化，此外溶解也困难，难以去除，以杂质的形式持续存在。因此，优选的是，相比于其他金属材料，优先将这些贵金属类和钨从半导体晶圆中去除。特别是，对于钌而言，从与在布线材料中使用了铜的情况相比能降低电阻值的理由考虑，多用作半导体元件的设计规则为10nm以下的布线材料，因此期望快速地从不需要的部位去除。另外，钨或者钨合金多用作栅电极、布线、通孔等的材料，但由于通过CVD(Chemical Vapor Deposition：化学气相沉积)、溅射等而成膜，因此也附着于所期望的部位以外。因此，与钌同样地，钨也被期望快速地从不需要的部位去除。

对于这样的贵金属类、钨而言，一般地，提出了通过强力的氧化剂进行氧化并以溶解于水中的化合物的形式去除的方法。例如，作为贵金属类的清洗液，在专利文献1中提出了在硝酸铈(IV)铵中进一步添加硝酸等强酸对钌进行氧化来去除的清洗方法。

另外，在专利文献2中，作为对附着于半导体晶圆的端面部的钌进行处理的方法，已知用氧化还原电位比标准氢电极电位大300mV以上的具有氧化性的液体进行清洗的方法。需要说明的是，该液体具体而言是pH为12以上的次氯酸钠水溶液或次氯酸铵。

而且，在专利文献3中，作为钌膜的蚀刻方法，使用了次氯酸钠水溶液或原高碘酸水溶液。并且，在该方法中，为了防止铜布线的腐蚀，一边供给苯并三唑一边对钌进行蚀刻。

另外，除了贵金属类的去除以外，在设备基板(半导体晶圆)的清洗中，作为能防止布线、绝缘膜、电容膜等设备材料的腐蚀和溶解，并且防止水印(watermark)的产生，不会使材料的特性劣化，并有效地去除基板上的颗粒等污染的清洗液，在专利文献4的实施例5中提出了含有次氯酸的pH7的清洗液。

在专利文献5中，作为用于从微电子基板中清洗掉光致抗蚀剂(photoresist)或残渣的清洗组合物的氧化剂，提出了使用了次氯酸四甲基铵的清洗组合物。