[发明专利]卤素含氧酸溶液的制造方法和制造装置

说明书

一种卤素含氧酸溶液的制造方法和制造装置。针对卤素含氧酸溶液的制造，提供工业上有利的制造方法和制造装置。通过下述卤素含氧酸溶液的制造方法来解决，所述制造方法中，将有机碱溶液和卤素连续地供给至静态型混合器并进行混合，连续地获得所产生的卤素含氧酸。

技术领域

本发明涉及卤素含氧酸溶液、例如次氯酸烷基季铵溶液的制造方法。更具体而言，本发明提供在工业上有利制造保存稳定性优异的次氯酸烷基季铵溶液那样的卤素含氧酸溶液的装置、方法。

背景技术

近年来，半导体元件的设计规则日益微细化，对半导体元件制造工序中的杂质管理提出的要求变得更加严格。半导体元件的制造工序中产生的杂质因制造工序而异，因此，对每个制造工序确定污染源，进而对成为其污染源的杂质的浓度进行管理是重要的。

此外，为了提高半导体元件的制造效率而使用超过300毫米的大口径的半导体晶圆。对于大口径的半导体晶圆而言，与小口径的半导体晶圆相比，未被制成电子设备的端面部、背面部的面积更大。因此，在形成金属布线的工序、形成阻挡金属的工序中，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”)容易变得不仅附着于形成半导体元件的半导体晶圆表面部，还附着于端面部、背面部等。其结果，对于大口径的半导体晶圆而言，与小口径的晶圆相比，附着于端面部、背面部的多余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形成金属布线、阻挡金属后的工序即基于氧的灰化工序、基于等离子体的干式蚀刻工序中，作为金属或金属氧化物的颗粒而对制造装置内造成污染，成为交叉污染的原因。因此，需要在附着于端面部、背面部的金属材料等进入下一工序之前将其去除。

这些金属材料等之中，以铂和钌为代表的贵金属类在随后的蚀刻工序、清洗工序中难以被氧化、溶解、去除。因此，优选的是：与其它金属材料相比优先从半导体晶圆中去除这些贵金属类。尤其是，出于与布线材料使用铜的情况相比更能够降低电阻值的理由，作为半导体元件的设计规则为10nm以下的布线材料而常用钌，因此，期望将其尽快从无用的部位去除。

一般而言，作为半导体晶圆的清洗液，提出了利用氧化力高的次氯酸盐进行清洗的方法。具体而言，提出了使用次氯酸钠水溶液的方法(参照专利文献1、2)。

然而，使用次氯酸钠水溶液作为清洗液的方法中，该清洗液所含的钠离子必然变多。其结果，钠离子容易附着于半导体晶圆等，半导体的生产效率有可能降低。

与此相对，还进行了使用不以钠作为必须成分的次氯酸溶液(参照专利文献3)或次氯酸烷基季铵水溶液(参照专利文献4)的清洗液的开发。

然而，这些使用次氯酸的清洗液(参照专利文献3)用于清洗具备金属膜、金属氧化物膜的基板，并非特别用于去除贵金属。因此，不适于贵金属等金属/金属氧化物膜的清洗。

另一方面，专利文献4所记载的包含次氯酸四甲基铵水溶液的清洗液也是用于清洗光致抗蚀剂、残渣的清洗液，其不以包含钌的铜、铝的金属覆层作为清洗对象。具体而言，实施例中示出金属膜难以被蚀刻。专利文献5中，通过优化次氯酸烷基季铵溶液的pH而示出具有优异保存稳定性的蚀刻性能。

然而，专利文献4和5所记载的制造方法是通过对氢氧化四甲基铵溶液供给一定时间的氯气来制造次氯酸四甲基铵溶液的间歇反应。此外，专利文献4所记载的制造方法中记载了：为了生产160g次氯酸四甲基铵溶液，氯气的供给时间约为6分钟，反应器使用250ml的锥形瓶，作为工业制造方法，存在每单位容积的生产效率低的课题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002-161381号公报

专利文献2：日本特开2009-081247号公报

专利文献3：日本特开2003-119494号公报