CN1291787A - 半导体装置用清洗剂和半导体装置的制造方法 - Google Patents

半导体装置用清洗剂和半导体装置的制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN1291787A
CN1291787A CN00133357A CN00133357A CN1291787A CN 1291787 A CN1291787 A CN 1291787A CN 00133357 A CN00133357 A CN 00133357A CN 00133357 A CN00133357 A CN 00133357A CN 1291787 A CN1291787 A CN 1291787A
Authority
CN
China
Prior art keywords
mentioned
semiconductor device
cleaning agent
feature
record
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN00133357A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1145203C (zh
Inventor
菅野至
横井直树
森田博之
一木直树
根津秀明
高岛正之
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Sumitomo Chemical Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp, Sumitomo Chemical Co Ltd filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Publication of CN1291787A publication Critical patent/CN1291787A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1145203C publication Critical patent/CN1145203C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02041—Cleaning
    • H01L21/02057—Cleaning during device manufacture
    • H01L21/02068—Cleaning during device manufacture during, before or after processing of conductive layers, e.g. polysilicon or amorphous silicon layers
    • H01L21/02071—Cleaning during device manufacture during, before or after processing of conductive layers, e.g. polysilicon or amorphous silicon layers the processing being a delineation, e.g. RIE, of conductive layers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K13/00—Etching, surface-brightening or pickling compositions
    • C09K13/02—Etching, surface-brightening or pickling compositions containing an alkali metal hydroxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D1/00—Detergent compositions based essentially on surface-active compounds; Use of these compounds as a detergent
    • C11D1/38—Cationic compounds
    • C11D1/42—Amino alcohols or amino ethers
    • C11D1/44—Ethers of polyoxyalkylenes with amino alcohols; Condensation products of epoxyalkanes with amines
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D1/00—Detergent compositions based essentially on surface-active compounds; Use of these compounds as a detergent
    • C11D1/66—Non-ionic compounds
    • C11D1/722—Ethers of polyoxyalkylene glycols having mixed oxyalkylene groups; Polyalkoxylated fatty alcohols or polyalkoxylated alkylaryl alcohols with mixed oxyalkylele groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D3/00—Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
    • C11D3/02—Inorganic compounds ; Elemental compounds
    • C11D3/04—Water-soluble compounds
    • C11D3/044—Hydroxides or bases
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3105—After-treatment
    • H01L21/311—Etching the insulating layers by chemical or physical means
    • H01L21/31105—Etching inorganic layers
    • H01L21/31111—Etching inorganic layers by chemical means
    • H01L21/31116—Etching inorganic layers by chemical means by dry-etching
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D2111/00—Cleaning compositions characterised by the objects to be cleaned; Cleaning compositions characterised by non-standard cleaning or washing processes
    • C11D2111/10—Objects to be cleaned
    • C11D2111/14—Hard surfaces
    • C11D2111/22—Electronic devices, e.g. PCBs or semiconductors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02041—Cleaning
    • H01L21/02043—Cleaning before device manufacture, i.e. Begin-Of-Line process
    • H01L21/02052—Wet cleaning only

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Detergent Compositions (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

本发明的主要目的是提供一种不产生布线和埋入导电层的断路的改进的清洗剂。该半导体装置用清洗剂含有氢氧化物、水和用下述一般式(1)/或一般式(2)表示的化合物。HO－((EOx－(PO)y)z－H…(1),R－[((EO)x－(PO)y)z－H]m…(2)。

Description

半导体装置用清洗剂和半导体装置的制造方法
本发明涉及一种截先剂，更确切地说，涉及对进行了干刻蚀处理的半导体衬底进行清洗的清洗剂。本发明涉及包括使用这种清洗剂对结束于刻蚀处理的半导体衬底进行清洗的工序的半导体装置的制造方法。
在半导体集成电路中，为了获得器件的高速化、高性能化、而大力推广图形微细化。不仅仅是对器件性能产生影响的晶体管部分，即使在电容器和多层布线工序中也谋求微细化。
为了通过将抗蚀剂用于掩蔽的干刻蚀形成微细图形，必须使抗蚀剂图形微细化和要求各向异性更高的干刻蚀。结果，在用于去除干刻蚀中使用的抗蚀剂灰化之后，在微细图形上附着的抗蚀剂残渣物变多，使用以前的清洗液难以除去。
通过图形的微细化，即使对于器件合格率影响很大的粒子，其对象粒径也变小，但必须去除更细小的粒子。
当前在去除抗蚀剂残渣物和去除粒子中，广泛使用氨和过氧化氢水的混合液(以下称APM)。APM是碱性清洗液，对于硅氧化物等器件材料进行轻微刻蚀，具有去除抗蚀剂残渣物和粒子的效果。在碱性水溶液中，硅衬底和粒子由于都带负电，所以粒子难以附着在衬底上，这在各学会等文献中有所报导，我们认为这种现象就是说明APM具有高清洗效果的理由。
在0．15μm以下设计规格的器件中，在栅电极和位线等的布线中，使用了低电阻材料的钨或钨合金等金属材料。钨和氮化钨等的合金具有利用与APM中所含的过氧化氢水发生的反应而溶解的性质。因此，在这些材料曝露时，不能使用APM。为了避免这种情况，在采用不含过氧化氢水的氨和水的混合液(稀释氨水)作为清洗液时，虽然可抑制钨的溶解，但是，半导体衬底的硅、布线材料或电容器的电极材料中所用的多晶硅或非晶硅等硅材料，都会因与氨反应而溶解。
除了上述氨水之外，作为碱性清洗液，虽然有氢氧化四甲基铵(TMAH)的水溶液(一般用作显影液)和含有有机胺的水溶性有机溶剂等，但哪一种都溶解硅，而且清洗性能差。
因此，现状是，在钨和氮化钨等的合金和硅同时处于曝露状态下，还没有去除抗蚀剂残渣物和粒子的适宜清洗液。
以下就具有钨和硅同时曝露的工序的、过去半导体装置制造方法中的几点问题作一讲述。
图2是使用以往的清洗剂形成的半导体装置的剖视图。在半导体衬底1的主表面上设有分隔绝缘各元件区域的分隔绝缘膜2。在半导体衬底1上，通过栅绝缘膜3形成由多晶硅4和钨(或钨合金)5构成层叠状的栅电极6。在半导体衬底1上设有层间绝缘膜7，复盖住栅电极6。在层间绝缘膜7中形成露出半导体衬底1表面的接触孔7a和到达栅电极6表面上的接触孔7b，在各接触孔7a、7b中埋入由钨形成的埋入导电层8。在层间绝缘膜7上设有由钨或钨合金形成的位线9，与埋入导电层8连接。在层间绝缘膜7上设有层间绝缘膜10和11，复盖住位线9。形成露出半导体衬底1表面的接触孔12a，贯通层间绝缘膜11、10、7。设置由钨形成的埋入导电层12，覆盖在接触孔12a的侧壁面和底面上。另外，这种埋入导电层12，本应该完全埋入在接触孔12a中，但是，采用过去的技术，是不可能做到完全埋入的。
在层间绝缘膜11上设置由铝或铝合金形成的铝布线层13，与埋入导电层12连接。图2所示的以往的半导体装置，由经图3～图15所示的工序形成。
以下就图2所示以往的半导体装置制造方法中的几点问题进行说明。
第1个问题
在以往的半导体装置中，作为电极材料，使用的是钨或钨合金，用这种材料制成的栅电极，一般叫作金属栅，另外，作为更早的电极材料，使用的是硅化钨(WSi)。
参照图3，在半导体衬底1上形成隔离绝缘膜2，接着，对半导体衬底1的表面进行氧化，形成栅绝缘膜3，在栅绝缘膜3上依次形成电极材料的多晶硅膜4和钨膜5，再在其上形成抗蚀剂图形14。
参照图4，将抗蚀剂图形14作为掩模，对钨膜5和多晶硅膜4进行反应性离子刻蚀(干刻蚀)，形成栅电极6。
参照图4和图5，通过含氧气体的等离子体处理(叫作灰化)，以去除抗蚀剂图形14。这时，在栅电极6的侧壁上附着向上延伸的抗蚀剂残渣15。
参照图5和图6，通过用清洗剂进行处理，可去除抗蚀剂残渣15。作为清洗剂，可使用氨和水的混合液(稀释氨水)。在稀释氨水中，虽然钨的溶解性很小，但由于多晶硅与氨反应而溶解。因此，构成栅电极6的多晶硅膜4在横向上受到刻蚀，使栅电极6的宽度变得窄。结果带来的问题是造成晶体管的电性能恶化。在将APM用作清洗剂时，虽然对多晶硅膜4不产生刻蚀，但钨膜5会进行急剧溶解。因此，作为现实问题，只能不使用APM。
另外，在该老技术中，虽然举出了使用抗蚀剂掩模的干刻蚀的情况，但是，即使将氮化硅膜用作掩模，也会产生同样的问题。
第2个问题
以下对具有钨和硅同时曝露工序的以往的半导体装置制造方法中的第2个问题进行说明。
参照图7，在半导体衬底1上形成栅电极6，在其上形成层间绝缘膜7。再在层间绝缘膜7上形成抗蚀剂图形14。
参照图8，将抗蚀剂图形14作掩模，使层间绝缘膜7进行反应性离子刻蚀(干刻蚀)，在层间绝缘膜7中形成接触孔16。
参照图8和图9，通过含氧气体的等离子体处理，除去抗蚀剂图形14。这时，如图所示向上延伸的抗蚀剂残渣15附着在接触孔16的侧壁上。
参照图9和图10，利用清洗剂处理去除抗蚀剂残渣15。清洗剂是稀释氨水。当使用这种清洗剂时，虽然钨膜5的溶解性很小，但是，半导体衬底1的硅在各个方向上受到刻蚀，在接触孔16的底上形成凹陷17。当形成这种凹陷17时，参照图2，导致埋入导电层8不能完全埋入在接触孔16内，在位线9和栅电极6之间发生断路，在半导体衬底1和位线9之间也发生断路。而且即使不产生断路，也会发生电阻上升的问题。将APM用作清洗剂时，虽然半导体衬底1不发生刻蚀，但钨膜5却急剧溶解。因此，现实中无法使用APM。
在这种老技术中，虽然举出使用抗蚀剂掩模进行干刻蚀的情况，但是，即使使用氮化硅膜作掩模，也会产生同样的问题。
第3个问题
以下讲述现有技术中的第3个问题。
参照图11，在半导体衬底1上依次形成栅电极6，埋入导电层8和位线9。再在其上形成层间绝缘膜10、11。在层间绝缘膜11上形成抗蚀剂图形14。
参照图12，将抗蚀剂图形14作掩模，通过反应性离子刻蚀(干刻蚀)形成接触孔18。
参照图12和图13，通过含氧气体的等离子体处理，除去抗蚀剂图形14，这时，在接触孔18的侧壁上附着着垂直向上延伸的抗蚀剂残渣15。
参照图13和图14，通过用清洗剂处理，除去抗蚀剂残渣15。
伴随着半导体装置的高集成化，微细化，为了衬底表面的平坦化，复合了不同种类的绝缘膜来使用。作为绝缘膜，有热氧化硅膜、由CVD形成的氧化硅膜、含B和P的BPSG膜等。
本实例中，层间绝缘膜7、层间绝缘膜10和层间绝缘膜11分别采用不同的材料。例如，层间绝缘膜7用TEOS形成，层间绝缘膜10用BPSG形成，层间绝缘膜11用TEOS形成。在接触孔的形成中，由于在此部分没有钨曝露，作为清洗剂可使用APM。APM对硅氧化膜具有溶解性，所以按照其种类不同，溶解量(刻蚀量)也不同。与构成层间绝缘膜7和层间绝缘膜11的TEOS膜相比，对于构成层间绝缘膜10的BPSG膜，APM的刻蚀量大。因此，如图示，在接触孔18的壁面上，层间绝缘膜10在横向上刻蚀，在接触孔18的侧壁面上产生凹凸状。
参照图14和图15，在这种状态下，利用CVD法形成钨膜，通过干刻蚀的刻蚀，或化学机械研磨(CMP)，在接触孔18内形成由钨构成的埋入导电层12。这时，由于在接触孔18的侧壁上存在凹凸状，钨不能完全埋入在接触孔18内，产生如图所示的空洞，根据情况，导致中间产生断路。
结果，参照图2，其上形成的铝布线层13和半导体衬底1不连接。或者，即使不产生断路，仍会产生铝布线层13和半导体衬底1之间电阻升高的问题。
在用APM的清洗中，存在的问题是，接触孔18的直径增大，根据情况，又会引起与在接触孔侧面配置的布线等发生短路的问题。
除了APM外，即使使用稀氨水，对去除抗蚀剂也有效果。然而，由于稀氨水刻蚀半导体衬底，所以不能用。
在本实例中，虽然对设想和半导体衬底的接触做了说明，但，设想和栅电极、位线等其他部分的接触，也会产生同样的问题。
正如以上做的说明那样，在以前的清洗剂和以前的半导体装置制造方法中，存在溶解钨或氮化钨等合金或硅的问题。也存在对不同的氧化膜产生不同刻蚀量的问题。结果导致产生布线和埋入导电层的断路，或电阻升高，半导体装置特性恶化的问题。
所以，本发明的目的是提供一种改进的清洗剂，不使布线和埋入导电层产生断路。
本发明的另一目的是提供一种改进的清洗剂，不会使布线和埋入层的电阻升高。
本发明的又一目的是提供一种改进的半导体装置制造方法，不使布线和埋入层产生断路。
本发明的再一个目的是提供一种改进的半导体装置制造方法，不使布线和埋入层的电阻升高。
本发明的第1方面中的清洗剂含有氢氧化物、水、下述式(1)和／或式(2)表示的化合物。
HO-((EO)x-(PO)y)z-H   (1)
(EO表示氧乙烯基，PO表示氧丙烯基。x和y表示满足x／(x+y)=0．05～0．4的整数。z表示正整数。)
R-[((EO)x-(PO)y)z-H]m    (2)
(EO、PO、x、y、z的定义与式(1)中的定义相同。R表示醇或胺的、除去了氢氧基或氨基的氢原子的残基、m表示1以上的整数)。
所谓氧乙烯基，以-CH2-CH2-O-表示、所谓氧丙烯基，以-CH(CH3)-CH2-O-或-CH2-CH(CH3)-O-表示。
x／(x+y)的值低于0．05时，配制清洗液时的溶解性不好，而大于0．4时，液体的消泡性不好。
在式(1)和式(2)中以((EO)x-(PO)Y)Z表示的部分可以是嵌段共聚物、或是无规共聚物、或者是带嵌段性的无规共聚物，这些中最好的是嵌段共聚物。
作为构成上述R的醇类，例如有2乙基已醇、月桂醇、鲸蜡醇、油醇、硬脂酰醇、十三基醇、油醇、牛脂醇、和棕榈油醇等1价醇和、乙二醇、丙二醇、1，3-丙二醇、1，2-丁二醇、1，3-丁二醇、2，3-丁二醇、1，4-丁二醇、2-甲基-1，2-丙二醇、2-甲基-1，3-丙二醇、甘油、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、季戊四醇、山梨糖醇、等多价醇。作为胺类，有甲二胺、乙二胺、丙二胺等。
使用本发明的第1方面中的清洗剂，钨或氮化钨等合金、硅、和绝缘膜几乎都不溶解，而且，不同绝缘膜的刻蚀量也一样。结果获得栅电极宽度不变窄等效果。
本发明的第2方面中的清洗剂中，上述氢氧化物是氨氧化铵。
根据本发明，作为氢氧化物，由于使用了氢氧化铵，所以溶液中的杂质很少，在半导体衬底表面上不会残留杂质。
本发明的第3方面中的清洗剂中，上述氢氧化物可从氢氧化四甲胺、钾的氢氧化物和钠的氢氧化物中选择。
本发明的第4方面中的清洗剂，上述清洗剂中所含氢氧化物的浓度，较好为0．01～31重量％，更好为0．1～3重量％，关于氢氧化物的浓度，若使用过低浓度得不到理想的清洗效果，浓度过高，对硅的刻蚀量很大，因此，最好为0．01～31重量％。
本发明的第5方面中的清洗剂中，以上述式(1)、和／或(2)中表示的化合物中的氧丙烯基总计量的平均分子量为500～5000。
平均分子量过小时，清洗效果不充分，另一方面，平均分子量过大时，调整时的溶解性不理想。
本发明的第6方面中的清洗剂中，以上述式(1)和／或(2)表示的化合物与上述氢氧化物的重量比为(0．3×104～1)∶1。
聚合物的比率过小时，对硅的刻蚀量增大，另一方面，聚合物的比率过大时，消泡性不充分。
本发明的第7方面中的清洗剂中，上述清洗剂的pH在8以上。
本发明的第8方面中的清洗剂中，还含1重量％以下的过氧化氢。
过氧化氢的含量过多时，对钨的刻蚀量增大，若过氧化氢的含量在1重量％以下，则钨的刻蚀量可降低到没有问题的水平，而且，通过混合过氧化氢，可获得进一步降低硅刻蚀量的效果。
在本发明的第9方面中的半导体装置的制造方法中，首先准备结束了干刻蚀处理的半导体衬底。对上述半导体衬底的表面，用含有氢氧化物、水和以下述式(1)和／或(2)表示的化合物的清洗剂进行清洗。HO-(EO)x-(PO)y)z-H    (1)
(EO表示氧乙烯基，PO表示氧丙烯基。x和y表示满足x／(x+y)=0．05～0．4的整数。z表示正整数。)
R-[((EO)x-(PO)y)z-H]m    (2)
(EO、PO、x、y、 z的定义与式(1)中的定义相同。R表示醇或胺的除去了羟基或氨基的氢原子的残基、m表示1以上的整数)。
使用以前的清洗剂，构成栅电极的多晶硅膜在横向上受到刻蚀，引起栅电极的宽度变窄，以及晶体管的电特性恶化这样的问题。通过使用上述清洗剂，由于多晶硅膜不受刻蚀，所以栅电极的宽度也不会变窄。
在本发明的第10方面中的半导体装置的制造方法中，上述第1工序包括方面进行上述干刻蚀的工序和对上述抗蚀剂图形进行灰化去除的工序。
根据本发明，附着在微细图形上的抗蚀剂残渣物可得到有效地去除。
在本发明的第11方面中的半导体装置的制造方法中，上述第1工序包括利用上述干刻蚀使上述半导体衬底上露出含钨的金属膜和／或硅材料的工序。
根据本发明，在钨或氮化钨等合金与硅同时曝露的状态下，可有效地去除抗蚀剂残渣物和粒子。
在本发明的第12方面中的半导体装置的制造方法中，上述第1工序包括通过在上述半导体衬底上使用抗蚀剂图形的上述干刻蚀形成含多晶硅和钨的布线图形的工序和去除上述抗蚀剂图形的工序。
根据本发明，构成栅电极的多晶硅膜在横向上不会受刻蚀。因此，栅电极的宽度不会变窄。
在本发明的第13方面中的半导体装置的制造方法中，上述第1工序包括在上述半导体衬底上形成含钨布线图形的工序、在上述布线图形上形成绝缘膜的工序、在上述绝缘膜上通过使用抗蚀剂图形的上述干刻蚀形成接触孔的工序和去除上述抗蚀剂图形的工序。
根据本发明，在接触孔的底部没有形成凹陷。因此，能在接触孔内完全地埋入埋入导电层。
在本发明的第14方面中的半导体装置的制造方法中，上述第1工序包括在上述半导体衬底上至少形成2种氧化硅类绝缘膜的工序和对上述2种氧化硅类绝缘膜进行干刻蚀的工序。
根据本发明，在接触孔的侧壁面上不形成凹凸状。因此，钨等完全埋入接触孔内。
在本发明的第15方面中的半导体装置制造方法中，上述清洗是将上述清洗剂的液温度设定在20～65℃，把上述半导体衬底放入上述清洗剂中进行浸渍来进行的。
液温度低于20℃时，去除抗蚀剂残渣的能力降低，在65℃以上时，对硅和绝缘膜的溶解性增大，因此，最好在液温度为20～65℃的范围内进行浸渍。
在本发明的第16方面中的半导体装置的制造方法中，上述清洗是将上述清洗剂的液温度设定在20～65℃，通过将上述清洗剂喷淋到上述半导体衬底上来进行清洗的。
当液温度低于20℃时，去除抗蚀剂残渣的能力降低，在65℃以上时，由于对硅和绝缘膜的溶解性增大，所以进行喷淋清洗法时，液温度最好为20～65℃。
在本发明的第17方面中的半导体装置的制造方法中，将超声波入射到上述半导体衬底上来进行上述清洗。
在以去除粒子等为目的时，当清洗处理中含并使用超声波等物理清洗时，可进一步提高清洗效果。
图1是利用本发明的实施形态的清洗剂制造的半导体装置的剖视图。
图2是利用以往的制造方法形成的半导体装置的剖视图。
图3是在以往的半导体装置的制造方法中的第1工序中的半导体装置剖视图。
图4是在以往的半导体装置的制造方法的顺序的第2工序中的半导体装置剖视图。
图5是在以往的半导体装置的制造方法的顺序的第3工序中的半导体装置剖视图。
图6是在以往的半导体装置的制造方法的顺序的第4工序中的半导体装置剖视图。
图7是在以往的半导体装置的制造方法的顺序的第5工序中的半导体装置剖视图。
图8是在以往的半导体装置的制造方法的顺序的第6工序中的半导体装置剖视图。
图9是在以往的半导体装置的制造方法的顺序的第7工序中的半导体装置剖视图。
图10是在以往的半导体装置的制造方法的顺序的第8工序中的半导体装置剖视图。
图11是在以往的半导体装置的制造方法的顺序的第9工序中的半导体装置剖视图。
图12是在以往的半导体装置的制造方法的顺序的第10工序中的半导体装置剖视图。
图13是在以往的半导体装置的制造方法的顺序的第11工序中的半导体装置剖视图。
图14是在以往的半导体装置的制造方法的顺序的第12工序中的半导体装置剖视图。
图15是在以往的半导体装置的制造方法的顺序的第13工序中的半导体装置剖视图。
以下根据附图对本发明实施形态进行说明。
图1是利用本发明实施形态的清洗剂制造的半导体装置的剖视图。除以下几点，由于与在以往的制造方法中形成的图2所示半导体装置相同，所以对相同或相当部分付以相同的参照编号，不再重复说明。
本发明和技术的不同点，参照图1，由于多晶硅膜4没有刻蚀，所以栅电极的宽度不会变窄。
在接触孔8的底部不会因刻蚀产生凹隔。
进而，在接触孔12的侧壁上不会产生凹凸，而且，埋入导电层12能完全埋入接触孔12内。
以下根据本发明的实施例进一步详细说明本发明，但本发明不受这些实施例限定。
实施例1，2，3和比较例1
作为被清洗剂，在硅衬底上形成1000_的二氧化硅膜后，将形成2800_厚的多晶硅膜样品用作试验片。将该试验片在恒温浴中，保持45℃的表1记载的清洗剂中浸渍60分钟，通过测定浸渍前后的多晶硅膜的厚度，研究清洗剂对多晶硅的刻蚀速度，结果示于表1。
表1
清洗液组成
实施例1 氢氧化铵：0.3重量％アデカL31*：2.5ppm 3.0_/分
实施例2 氢氧化铵：0.3重量％アデカTR702**：2.5ppm 1.0_/分
实施例3 氢氧化铵：0.3重量％NFB2040***：2.5ppm 2.0_/分
比较例1 氢氧化铵：0.3重量％ 35_/分
*アデカL31(旭电化工业株式会社制)：一般式(1)中的x／(x+y)为0．1，氧丙烯基总量的平均分子量为950的化合物。
**アデカTR31(旭电化工业株式会社制)：一般式(2)中的x／(x+y)为0．2，氧丙烯基总量的平均分子量为2500-3000，R是乙二胺的化合物。
***NFB2040(青木油脂工业株式会社制)：一般式(2)中的x／(x+y)为0．35，氧丙烯基总量的平均分子量为850，R为2-乙基已醇的化合物。
在测定多晶硅膜厚度中，使用ナノメ ト リクス社制的ナノスペックAFT。
使用在实施例1，2，3中所示组成的清洗剂，可以抑制多晶硅膜的刻蚀。
实施例4
在实施例4中对栅电极的形成过程中的本清洗剂的应用例进行叙述。
首先，经由和图3、图4中所示相同的工序，接着，参照图5和图6，用本发明中的清洗剂去除附着在栅电极6的上面和侧面的抗蚀剂残渣15。本清洗剂对钨或氮化钨等合金、硅、绝缘膜几乎没有溶解性，而且，不同绝缘膜的刻蚀量也相同。用以前的清洗剂，构成栅电极6的多晶硅膜4在横向上被刻蚀，栅电极6的宽度变窄，而且引起晶体管电特性恶化的问题。然而，使用本清洗剂，参照图1，由于多晶硅膜4不受刻蚀，所以栅电极的宽度也不变窄。
本清洗剂的氢氧化物是氢氧化铵、氢氧化四甲基铵、钾的氢氧化物或钠的氢氧化物中的任一种。当考虑到溶液中的杂质时，在半导体用途中，实际最适用的是氢氧化铵。
实施例5
以下对形成与栅电极连接的接触孔和与半导体衬底1连接的接触孔的本发明的实施例进行说明。
首先，经由和图7和图8中所示现有的工序相同的工序。
在图9的状态中，利用实施例1中记载的本清洗剂的处理来去除附着在接触孔16侧面上的抗蚀剂残渣15。由于本清洗剂对钨或氮化钨等合金和硅几乎不溶解，故如图10所示，不会产生用以往的清洗剂引起的在半导体衬底1上因刻蚀形成的凹隔。结果，参照图1，通过埋入导电层8，能实现位线9与栅电极6及半导体体衬底1与位线9之间的正常连接，获得稳定的电特性。
实施例6
本实施例涉及与半导体衬底连接的接触孔的形成。
首先，经由和图11和图12中所示的现有工序相同的工序。
在图13的状态下，通过利用实施例1记载的本清洗剂进行处理来去除附着在接触孔18上面和侧面上的抗蚀剂残渣15。由于本清洗剂对硅和绝缘膜几乎没有溶解性，如图14所示，不会产生因用老清洗剂引起的因刻蚀引起的层间绝缘膜10的凹凸。结果，参照图1，通过埋入导电层12，铝布线层13与半导体衬底1之间正常地连接，获得稳定的电特性。
使用现有的清洗剂，会使接触孔18的整个直径变宽，根据情况又会引起配置在接触孔侧面的布线等短路。而利用本清洗剂，由于绝缘膜的刻蚀量很小，所以能抑制接触孔18整个孔径的扩大。
现在公开的实施形态仅仅是示例性的，而不是限制性的。本发明的范围不应仅限于上述所作的说明，而是应该包括权利要求示出的、在与权利要求范围内均等的意义和范围内的所有变更。

Claims (15)

1．一种半导体装置用的清洗剂，特征是：含有氢氧化物、水和下述一般式(1)和／或一般式(2)表示的化合物。HO-((EO)x-(PO)y)z-H    (1)
(EO表示氧乙烯基，PO表示氧丙烯基。x和y表示满足x／(x+y)=0．05～0．4的整数。z表示正整数。)
R-[((EO)x-(PO)y)z-H]m    (2)
(EO、PO、x、y、z的定义与式(1)中的定义相同。R表示醇或胺的除去了氢氧基或氨基中的氢原子的残基、m表示1以上的整数)。
2．根据权利要求1记载的半导体装置用清洗剂，特征是：上述氢氧化物包括氢氧化铵。
3．根据权利要求1记载的半导体装置用清洗剂，特征是：上述氢氧化物从氢氧化四甲基铵、钾的氢氧化物和钠的氢氧化物中选出。
4．根据权利要求1记载的半导体装置用清洗剂，特征是：上述清洗剂中所含上述氢氧化物浓度为0．01～31重量％。
5．根据权利要求1中记载的半导体装置用清洗剂，特征是：在式(1)或(2)表示的化合物中，氧丙烯基总量的平均分子量为500～5000。
6．根据权利要求1中记载的半导体装置用清洗剂，特征是：一般式(1)和／或式(2)表示的化合物与氢氧化物的重量比为(0．3×10-4～1)∶1。
7．根据权利要求1中记载的半导体装置用清洗剂，特征是：上述清洗剂的pH在8以上。
8．根据权利要求1记载的半导体装置用清洗剂，特征是：还含有1重量％以下的过氧化氢。
9．一种半导体装置的制造方法，特征是：包括准备结束了干刻蚀处理的半导体衬底1的第1工序以及对上述半导体衬底1的表面用含有氢氧化物、水和下述一般式(1)和／或一般式(2)表示的化合物的清洗剂进行清洗的第2工序。HO-((EO)x-(PO)y)z-H    (1)
(EO表示氧乙烯基，PO表示氧丙烯基。x和y表示满足x／(x+y)=0．05～0．4的整数。z表示正整数。)
R-[((EO)x-(PO)y)z-H]m       (2)
(EO、PO、x、y、 z的定义与式(1)中的定义相同。R表示醇或胺的除去了氢氧基或氨基的氢原子的残基、m表示1以上的整数)。
10．根据权利要求9中记载的半导体装置制造方法，特征是：上述第1工序包括使用抗蚀剂图形进行干刻蚀的工序和对上述抗蚀剂图形灰化去除的工序。
11．根据权利要求9中记载的半导体装置制造方法，特征是：上述第1工序包括在上述半导体衬底1上通过上述干刻蚀使含钨的金属膜5和／或硅材料曝露的工序。
12．根据权利要求9中记载的半导体装置制造方法，特征是：上述第1工序包括在上述半导体衬底1上通过使用抗蚀剂图形14的干刻蚀形成含多晶硅和钨的布线图形6的工序和去除上述抗蚀剂图形14的工序。
13．根据权利要求9中记载的半导体装置制造方法，特征是：上述第1工序包括在上述半导体衬底1上形成含钨的布线图形6的工序、在上述布线图形6上形成绝缘膜7的工序、在上述绝缘膜7中通过使用抗蚀剂图形14的干刻蚀形成接触孔16的工序和去除上述抗蚀剂图形14的工序。
14．权利要求9中记载的半导体装置制造方法，特征是：上述第1工序包括在上述半导体衬底1上形成至少2种氧化硅类绝缘膜11的工序和对上述2种氧化硅类绝缘膜11进行上述干刻蚀的工序。
15．权利要求9中记载的半导体装置制造方法，特征是：上述清洗是将上述清洗剂的液温度设定在20～65℃并通过将上述半导体衬底1浸渍在上述清洗剂中来进行的。
CNB001333577A 1999-10-06 2000-10-05 半导体装置用清洗剂和半导体装置的制造方法 Expired - Fee Related CN1145203C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP285515/1999 1999-10-06
JP28551599A JP2001107081A (ja) 1999-10-06 1999-10-06 半導体装置用洗浄剤および半導体装置の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1291787A true CN1291787A (zh) 2001-04-18
CN1145203C CN1145203C (zh) 2004-04-07

Family

ID=17692539

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB001333577A Expired - Fee Related CN1145203C (zh) 1999-10-06 2000-10-05 半导体装置用清洗剂和半导体装置的制造方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US6730239B1 (zh)
JP (1) JP2001107081A (zh)
KR (1) KR100393362B1 (zh)
CN (1) CN1145203C (zh)
TW (1) TW464930B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107164109A (zh) * 2017-03-31 2017-09-15 吴江创源新材料科技有限公司 一种蓝宝石晶片退火前清洗液及其制备方法和清洗工艺

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200842970A (en) * 2007-04-26 2008-11-01 Mallinckrodt Baker Inc Polysilicon planarization solution for planarizing low temperature poly-silicon thin filim panels
JP5731295B2 (ja) * 2011-06-27 2015-06-10 富士フイルム株式会社 キャパシタ構造の形成方法及びこれに用いられるシリコンエッチング液
BR112018006311B1 (pt) 2015-10-07 2021-12-21 Elementis Specialties, Inc. Agente umectante, e, método para despumar e/ou evitar a espumação de meios líquidos
US11009795B2 (en) * 2016-03-30 2021-05-18 Nissan Chemical Corporation Aqueous solution for resist pattern coating and pattern forming methods using the same

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60223120A (ja) 1984-04-20 1985-11-07 Hitachi Ltd 現像液
JP3169024B2 (ja) 1991-07-12 2001-05-21 三菱瓦斯化学株式会社 シリコンウエハーおよび半導体素子洗浄液
JP2579401B2 (ja) 1992-03-27 1997-02-05 多摩化学工業株式会社 洗浄剤組成物
US5715173A (en) * 1994-06-27 1998-02-03 Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd. Concentration controlling method and a substate treating apparatus utilizing same
US5614027A (en) * 1994-09-23 1997-03-25 Church & Dwight Co., Inc. Metal cleaner with novel anti-corrosion system
JP3523955B2 (ja) * 1996-02-13 2004-04-26 ライオン株式会社 洗浄剤組成物及びそれを用いた洗浄方法
US5814588A (en) * 1996-03-19 1998-09-29 Church & Dwight Co., Inc. Aqueous alkali cleaning compositions
JP3880018B2 (ja) 1997-05-16 2007-02-14 ローム・アンド・ハース電子材料株式会社 フォトレジスト用現像液
JP3730752B2 (ja) * 1997-06-20 2006-01-05 花王株式会社 液体洗浄剤組成物
JPH1124285A (ja) 1997-06-27 1999-01-29 Kurarianto Japan Kk レジスト用現像液
JPH11145095A (ja) 1997-11-05 1999-05-28 Sumitomo Chem Co Ltd 電子部品用洗浄液
JP2000200766A (ja) * 1998-11-02 2000-07-18 Sumitomo Chem Co Ltd 電子部品用洗浄液
TWI243204B (en) * 2000-02-04 2005-11-11 Sumitomo Chemical Co Electronic parts cleaning solution

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107164109A (zh) * 2017-03-31 2017-09-15 吴江创源新材料科技有限公司 一种蓝宝石晶片退火前清洗液及其制备方法和清洗工艺

Also Published As

Publication number Publication date
KR100393362B1 (ko) 2003-08-09
US6730239B1 (en) 2004-05-04
CN1145203C (zh) 2004-04-07
TW464930B (en) 2001-11-21
JP2001107081A (ja) 2001-04-17
KR20010040000A (ko) 2001-05-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1279604C (zh) 半导体装置及其制造方法、电路基板以及电子仪器
CN1279586C (zh) 制造半导体器件的方法和用于清洗衬底的设备
CN1177355C (zh) 用于清洗晶片的清洗水和清洗晶片的方法
CN1269193C (zh) 半导体器件及其制造方法
CN1244719C (zh) 含有1,3－二羰基化合物的半导体去膜组合物
CN1275319C (zh) 制造半导体装置的方法
KR100655647B1 (ko) 반도체 기판용 세정액 조성물, 이의 제조 방법, 이를이용한 반도체 기판의 세정 방법 및 반도체 장치의 제조방법
CN1218222C (zh) 用于清洁半导体设备上有机残余物和等离子蚀刻残余物的组合物
CN1160773C (zh) 半导体器件的制造方法
CN1641854A (zh) 制造半导体器件的方法
CN1767171A (zh) 刻蚀停止结构及制造方法，以及半导体器件及制造方法
CN1875464A (zh) 含有不饱和二羧酸和亚乙基脲的半导体用洗涤液组合物和洗涤方法
CN1288589A (zh) 新型清洗剂以及使用它的清洗方法
CN1492486A (zh) 蚀刻方法
CN1690865A (zh) 光致抗蚀剂剥离剂
CN1741263A (zh) 制造半导体器件的方法以及一种半导体衬底
CN100343975C (zh) 半导体装置的制造方法
CN1444259A (zh) 半导体器件的制造方法
CN1967388A (zh) 用于去除光刻胶的组合物及利用该组合物形成图案的方法
CN1118095C (zh) 利用化学机械抛光工艺的半导体器件制造方法
CN1387238A (zh) 半导体装置的制造方法
CN1145203C (zh) 半导体装置用清洗剂和半导体装置的制造方法
CN1612336A (zh) 半导体装置及其制造方法
CN1429873A (zh) 用于金属的化学机械抛光浆液及利用该浆液制备半导体装置的金属线接触插头的方法
CN1263094C (zh) 半导体器件的制造方法

Legal Events

Date Code Title Description
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C06 Publication
PB01 Publication
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C19 Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee