專利名稱：用于抑制金屬微細結(jié)構(gòu)體的圖案倒塌的處理液和使用其的金屬微細結(jié)構(gòu)體的制造方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及用于抑制金屬微細結(jié)構(gòu)體的圖案倒塌的處理液以及使用該處理液的金屬微細結(jié)構(gòu)體的制造方法。
背景技術(shù)：
以往，作為在半導體器件、電路基板等廣泛的領域中使用的具有微細結(jié)構(gòu)的元件的形成和加工方法，使用了光刻技術(shù)。該領域中，伴隨著要求性能的高度化，半導體器件等的小型化、高集成化或高速化顯著發(fā)展，照相平版印刷中使用的抗蝕圖案日趨微細化，另外深寬比日趨增加。但是，隨著這樣微細化等的發(fā)展，抗蝕圖案的倒塌成為很大的問題。已知抗蝕圖案的倒塌是如下產(chǎn)生的從該抗蝕圖案使將抗蝕圖案顯影后的濕處理(主要是用于沖洗顯影液的沖洗處理)中使用的處理液干燥時，起因于該處理液的表面張力引起的應力發(fā)揮作用，由此產(chǎn)生抗蝕圖案的倒塌。因此，為了解決抗蝕圖案的倒塌，提出了下述方法通過使用了非離子型表面活性劑或醇系溶劑可溶性化合物等的低表面張力的液體替代洗滌液，并進行干燥的方法(例如，參照專利文獻I和2)，使抗蝕圖案的表面疏水化的方法(例如，參照專利文獻3)等。然而，使用光刻技術(shù)形成的金屬、金屬氮化物或金屬氧化物等所構(gòu)成的微細結(jié)構(gòu)體(以下稱為金屬微細結(jié)構(gòu)體。另外，包含金屬、含硅金屬、金屬氮化物或金屬氧化物在內(nèi)簡稱為金屬。)中，形成結(jié)構(gòu)體的金屬自身的強度比抗蝕圖案自身的強度高或比抗蝕圖案與基材的接合強度高，因此與抗蝕圖案相比，難以發(fā)生該結(jié)構(gòu)體圖案的倒塌。但是，隨著半導體裝置或微機械的小型化、高集成化、高速化進一步發(fā)展，由于該結(jié)構(gòu)體的圖案的微細化、以及深寬比的增加，該結(jié)構(gòu)體的圖案的倒塌逐漸成為很大的問題。由于為有機物的抗蝕圖案與金屬微細結(jié)構(gòu)體的表面狀態(tài)完全不同，因此與上述抗蝕圖案的倒塌的情況不同，尚未發(fā)現(xiàn)有效的對策，因而在半導體裝置或微機械的小型化、高集成化或高速化時，出現(xiàn)了進行不發(fā)生圖案倒塌那樣的圖案設計等顯著抑制圖案設計的自由的狀況?，F(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻專利文獻I :日本特開2004-184648號公報專利文獻2 日本特開2005-309260號公報專利文獻3 :日本特開2006-163314號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題如上所述，在半導體裝置、微機械等金屬微細結(jié)構(gòu)體的領域中，實際情況是尚未知道抑制圖案倒塌的有效技術(shù)。本發(fā)明是在該狀況下進行的，其目的在于提供一種能夠抑制半導體裝置或微機械等金屬微細結(jié)構(gòu)體的圖案倒塌的處理液和使用該處理液的金屬微細結(jié)構(gòu)體的制造方法。用于解決問題的方案本發(fā)明人為了實現(xiàn)上述目的進行了反復深入的研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過一種含有具有烴基且包含氧亞乙基結(jié)構(gòu)的圖案倒塌抑制劑的處理液，可以達成上述目的。所述烴基包含可以一部分或全部被氟取代的烷基和烯基的任一種。本發(fā)明是基于相關(guān)見解完成的發(fā)明。即本發(fā)明的要旨如下所述。
[I] 一種用于抑制金屬微細結(jié)構(gòu)體的圖案倒塌的處理液，其含有具有烴基且包含氧亞乙基結(jié)構(gòu)的圖案倒塌抑制劑，所述烴基包含可以一部分或全部被氟取代的烷基和烯基的任一種。[2]根據(jù)[I]所述的用于抑制金屬微細結(jié)構(gòu)體的圖案倒塌的處理液，其中，所述圖案倒塌抑制劑選自由烴基烷醇酰胺、聚氧亞乙基烴基胺和全氟烷基聚氧亞乙基乙醇組成的組中的一種以上。[3]根據(jù)[2]所述的處理液，其中，所述烴基烷醇酰胺以下述通式⑴表示，
CH2CH2OH R1CON^…⑴
CH2CH2OH[式中，R1表示碳原子數(shù)2 24的烷基或烯基。][4]根據(jù)[2]所述的處理液，其中，所述聚氧亞乙基烴基胺以下述通式(2)表示，
(CH2CH2O)nH R2-N〈·-■ (2)
(CH2CH2O)mH[式中，R2表示碳原子數(shù)2 24的烷基或烯基，其中，n、m表示O 20的整數(shù)，η、m可以相同也可以不同，其中m+n為I以上。][5]根據(jù)[2]所述的處理液，其中，所述全氟烷基聚氧亞乙基乙醇以下述通式(3)表不，CF3 (CF2)n(CH2CH2O)mCH2CH20H ... (3)[式中，n、m表示I 20的整數(shù)，n、m可以相同也可以不同。][6]根據(jù)[I] [5]中任一項所述的處理液，其還含有水。[7]根據(jù)[2] [6]中任一項所述的處理液，其中，從由所述烴基烷醇酰胺、聚氧亞乙基烴基胺、全氟烷基聚氧亞乙基乙醇組成的組中選出的I種以上的含量為IOppm 10%。[8]根據(jù)[I] [7]中任一項所述的處理液，其中，所述金屬微細結(jié)構(gòu)體的一部分或全部是使用選自氮化鈦、鈦、釕、氧化釕、氧化招、氧化鉿、娃酸鉿、氮氧娃鉿、鉬、鉭、氧化鉭、氮化鉭、硅化鎳、鎳硅鍺及鎳鍺中的至少一種材料形成的。[9] 一種金屬微細結(jié)構(gòu)體的制造方法，其特征在于，在濕式蝕刻或干式蝕刻之后的洗滌工序中使用[I] [8]中任一項所述的處理液。[10]根據(jù)[9]所述的金屬微細結(jié)構(gòu)體的制造方法，其中，所述金屬微細結(jié)構(gòu)體的一部分或全部是使用選自氮化鈦、鈦、釕、氧化釕、氧化鋁、氧化鉿、硅酸鉿、氮氧硅鉿、鉬、鉭、氧化鉭、氮化鉭、硅化鎳、鎳硅鍺及鎳鍺中的至少一種材料形成的。
[11]根據(jù)[9]或[10]所述的金屬微細結(jié)構(gòu)體的制造方法，其中，所述金屬微細結(jié)構(gòu)體為半導體裝置或微機械發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，可以提供一種能夠抑制半導體裝置或微機械等金屬微細結(jié)構(gòu)體的圖案倒塌的處理液和使用該處理液的金屬微細結(jié)構(gòu)體的制造方法。


圖I是由實施例I 8和比較例I 20制作的金屬微細結(jié)構(gòu)體的各制作階段的截面示意圖。圖2是由實施例9 24和比較例21 60制作的金屬微細結(jié)構(gòu)體的各制作階段的截面示意圖。附圖標記說明101.光致抗蝕劑102.氧化硅103.氮化硅104.硅基板105.圓狀開口部106.圓筒狀孔107.金屬(氮化鈦或鉭)108.金屬(氮化鈦或鉭)的圓筒201.氧化硅層202.多晶硅203.光致抗蝕劑204.棱柱狀開口部205.棱柱狀孔 205206.金屬(鈦、氧化招、氧化鉿或釕)棱柱207.金屬(鈦、氧化鋁、氧化鉿或釕)層208.光致抗蝕劑209.長方形型光掩模210.金屬(鈦、氧化鋁、氧化鉿或釕)板211.橋梁結(jié)構(gòu)體
具體實施例方式用于抑制金屬微細結(jié)構(gòu)體的圖案倒塌的處理液含有具有烴基且包含氧亞乙基結(jié)構(gòu)的圖案倒塌抑制劑，所述烴基包含可以一部分或全部被氟取代的烷基和烯基的任一種。認為該圖案倒塌抑制劑中的氧亞乙基結(jié)構(gòu)部吸附到金屬微細結(jié)構(gòu)體的圖案中使用的金屬材料上，從這里伸出的烴基顯示出疏水性，因此使該圖案表面疏水化?？烧J為其結(jié)果是，使起因于處理液的表面張力的應力的發(fā)生降低，可以抑制半導體器件、微機械等金屬微細結(jié)構(gòu)體的圖案倒塌。
需要說明的是，本發(fā)明中疏水化是指通過本發(fā)明的處理液進行了處理的金屬的表面與水的接觸角為70°以上。此外，本發(fā)明中“氧亞乙基結(jié)構(gòu)”是指“-CH2CH20_”的結(jié)構(gòu)。作為本發(fā)明的處理液中使用的圖案倒塌抑制劑，優(yōu)選為選自由烴基烷醇酰胺、聚氧亞乙基烴基胺和全氟烷基聚氧亞乙基乙醇組成的組中的一種以上。作為烴基烷醇酰胺，優(yōu)選下述通式(I)表示的物質(zhì)。
權(quán)利要求
1.一種用于抑制金屬微細結(jié)構(gòu)體的圖案倒塌的處理液，其含有具有烴基且包含氧亞乙基結(jié)構(gòu)的圖案倒塌抑制劑，所述烴基包含可以一部分或全部被氟取代的烷基和烯基的任一種。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于抑制金屬微細結(jié)構(gòu)體的圖案倒塌的處理液，其中，所述圖案倒塌抑制劑選自由烴基烷醇酰胺、聚氧亞乙基烴基胺和全氟烷基聚氧亞乙基乙醇組成的組中的一種以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的處理液，其中，所述烴基烷醇酰胺以下述通式(I)表示，
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的處理液，其中，所述聚氧亞乙基烴基胺以下述通式(2)表示，
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的處理液，其中，所述全氟烷基聚氧亞乙基乙醇以下述通式(3)表不，CF3 (CF2)n(CH2CH2O)mCH2CH20H ... (3) 式(3)中，n、m表示I 20的整數(shù)，n、m可以相同也可以不同。
6.根據(jù)權(quán)利要求I 5中任一項所述的處理液,其還含有水。
7.根據(jù)權(quán)利要求2 6中任一項所述的處理液，其中，選自由所述烴基烷醇酰胺、聚氧亞乙基烴基胺、全氟烷基聚氧亞乙基乙醇組成的組中的I種以上物質(zhì)的含量為IOppm 10%。
8.根據(jù)權(quán)利要求I 7中任一項所述的處理液，其中，所述金屬微細結(jié)構(gòu)體的一部分或全部是使用選自氮化鈦、鈦、釕、氧化釕、氧化招、氧化鉿、娃酸鉿、氮氧娃鉿、鉬、鉭、氧化鉭、氮化鉭、娃化鎳、鎳娃鍺及鎳鍺中的至少一種材料形成的。
9.一種金屬微細結(jié)構(gòu)體的制造方法，其特征在于，在濕式蝕刻或干式蝕刻之后的洗滌工序中使用權(quán)利要求I 8中任一項所述的處理液。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的金屬微細結(jié)構(gòu)體的制造方法，其中，所述金屬微細結(jié)構(gòu)體的一部分或全部是使用選自氮化鈦、鈦、釕、氧化釕、氧化鋁、氧化鉿、硅酸鉿、氮氧硅鉿、鉬、鉭、氧化鉭、氮化鉭、硅化鎳、鎳硅鍺及鎳鍺中的至少一種材料形成的。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的金屬微細結(jié)構(gòu)體的制造方法，其中，所述金屬微細結(jié)構(gòu)體為半導體裝置或微機械。
全文摘要
一種用于抑制金屬微細結(jié)構(gòu)體的圖案倒塌的處理液，以及使用該處理液的金屬微細結(jié)構(gòu)體的制造方法，所述處理液含有具有烴基且包含氧亞乙基結(jié)構(gòu)的圖案倒塌抑制劑，所述烴基包含可以一部分或全部被氟取代的烷基和烯基的任一種。
文檔編號H01L21/304GK102640264SQ20108004754
公開日2012年8月15日 申請日期2010年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月23日
發(fā)明者大戶秀, 山田健二, 松永裕嗣 申請人:三菱瓦斯化學株式會社