DE10355319A1 - Photoresist-Entfernerzusammensetzungen - Google Patents

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Abstract

Eine Photoresistpolymer-Entfernerzusammensetzung zur Entfernung von Photoresist-Rückständen, die durch Ätz- oder Veraschungssubverfahren hervorgerufen werden. Die offenbarte Photoresistpolymer-Entfernerzusammensetzung umfasst: (a) 5% bis 15% Schwefelsäure, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, (b) 1% bis 5% Wasserstoffperoxid oder 0,0001% bis 0,05% Ozon, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, (c) 0,1% bis 5% Essigsäure, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, (d) 0,0001% bis 0,5% Ammoniumfluorid, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, und (e) eine restliche Menge Wasser.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Photoresistpolymer-Entfernerzusammensetzungen sind offenbart, die sich zur Entfernung von Photoresistrückständen eignen, die durch Ätz- oder Veraschungs-Subverfahren bei Photoresistmuster-Herstellungsverfahren während der Herstellung von Halbleitervorrichtungen hervorgerufen werden.
  • Bei einem herkömmlichen Herstellungsverfahren für Halbleitervorrichtungen wird ein Photoresistmuster auf einer leitenden Schicht hergestellt, die auf einem Halbleitersubstrat hergestellt wurde. Die leitende Schicht, deren Anteil nicht durch das Muster abgedeckt wird, wird unter Verwendung des Photoresistmusters als Maske geätzt, wobei ein Muster der leitenden Schicht hergestellt wird. Dieses Lithographieverfahren wird dann wiederholt, um die leitenden Muster herzustellen.
  • Das Photoresistmuster wird als Maske verwendet, und es sollte von der leitenden Schicht mit einem Photoresistentfernen in einem Ablöseverfahren entfernt werden, nachdem das Verfahren zur Herstellung des Musters der leitenden Schicht beendet ist. Es ist jedoch schwierig, Photoresistmaterial in dem anschließenden Ablöseverfahren zu entfernen, weil das Ätzverfahren zur Herstellung des Musters der leitenden Schicht mit einem Trockenätzverfahren durchgeführt wird, wenn hoch-integrierte Vorrichtungen hergestellt werden, und dadurch verschlechtert sich die physikalische Eigenschaft des Photoresists während des Trockenätzverfahrens.
  • Trockenätzverfahren haben Nassätzverfahren ersetzt, die flüssige Säurezusammensetzungen verwenden. Beim Trockenätzen wird eine Gas-Festphasen-Reaktion zwischen dem Plasmaätzgas und einer leitenden Schicht erzeugt. Weil scharfe Muster mit Trockenätzverfahren erhalten werden und sie leicht zu kontrollieren sind, sind Trockenätzverfahren gegenüber Nassätzverfahren bevorzugt.
  • Während des Trockenätzverfahrens verursachen jedoch Ionen und Radikale, die im Plasmaätzgas enthalten sind, eine komplizierte chemische Reaktion auf der Oberfläche eines Photoresistfilms, welche das Photoresistmaterial schnell härtet. Außerdem tritt ein "Luftblasenbildungs"-Phänomen auf, wodurch ein Rückstand des Photoresistmaterials erzeugt wird. Dadurch ist es schwierig, das Photoresistmaterial zu entfernen.
  • Insbesondere wenn das Trockenätzverfahren auf leitenden Metallschichten durchgeführt wird, wie Aluminiumfilmen, Aluminiumlegierungsfilmen und Titannitridfilmen, werden die Photoresistpolymere an den Seitenwänden der leitenden Metallschicht chemisch umgewandelt und gehärtet. Dadurch lassen sich die Photoresistpolymere sogar durch verschiedene Entfernen in einem Ablöseverfahren nicht leicht entfernen.
  • Die zurzeit erhältlichen Entfernerzusammensetzungen umfassen organische Aminverbindungen und verschiedene organische Lösungsmittel, die auch im Nassätzverfahren verwendet werden. Die erhältlichen Entfernerzusammensetzungen umfassen in der Regel Monoethanolamin.
  • Bei gegenwärtigen Herstellungsverfahren für Halbleitervorrichtungen entfernt jedoch der obige Entferner das Photoresistmaterial nicht vollständig, hauptsächlich weil das Photoresistmaterial bei hohen Temperaturen gebacken wurde, weil verschiedene Substrate, wie Siliciumwafer, bei einer hohen Temperatur im Bereich von 110 bis 140°C behandelt werden. Die Entfernerzusammensetzungen, die Wasser, Hydroxylamine oder Gemische davon enthalten, wurden zur Entfernung von Photoresistmaterialien entwickelt, die bei hohen Temperaturen gebacken werden.
  • Weil die Photoresistmaterialien bei Trockenätz- oder Veraschungsverfahren, die zur Herstellung von ultrahochintegrierten Schaltkreisen verwendet werden, Plasmagas ausgesetzt sind, entfernen die Entfernerzusammensetzungen Photoresistpolymere, die chemisch umgewandelt und gehärtet sind, nicht vollständig. Dadurch wird die Entwicklung von Photoresistentfernern zur Bewältigung des oben genannten Problems benötigt.
  • Ein mit dem Veraschungsverfahren behandeltes Halbleitersubstrat wird gewöhnlich bei einer hohen Temperatur von mehr als 200°C erhitzt. Hierbei sollte restliches Lösungsmittel in dem Photoresistmaterial verdampft und ausgetrieben werden. Eine gehärtete Schicht, die nach dem Veraschungsverfahren auf der Photoresistoberfläche verbleibt, verhindert jedoch das Austreiben der restlichen Lösungsmittel. Dadurch kann die Oberfläche des Photoresistfilms durch das restliche Lösungsmittel gebrochen oder gerissen werden, wenn der Innendruck des Photoresistfilms während des Veraschungsverfahrens ansteigt, was als "Luftblasenbildungs"-Phänomen bezeichnet wird.
  • Weil die durch das Luftblasenbildungsphänomen zertrümmerte gehärtete Schicht immer noch auf dem Photoresistmaterial verbleibt, ist es schwierig, das Photoresistmaterial mit üblichen Entfernern zu entfernen. Ein solches Photoresistmaterial wird in Rückstände und Teilchen umgewandelt, die zu Umweltschadstoffen führen können und eine Verringerung der Ausbeuterate bei der Herstellung von ultrahoch-integrierten Schaltkreisen verursachen. Wenn das Veraschungsverfahren vor dem Ablöseverfahren zur Entfernung des Photoresistmaterials durchgeführt wird, verschlechtert sich die Umwandlung der Photoresistschicht, was zu Mängeln während des Ablöseverfahrens führt.
  • Von verschiedenen Veraschungsverfahren zur effektiven Entfernung des oben beschriebenen umgewandelten und gehärteten Photoresistmaterials wird das Zweischritt-Veraschungsverfahren vorgeschlagen, wobei das übliche Veraschungsverfahren durchgeführt und dann erneut ein zweites Veraschungsverfahren durchgeführt wird (Fujimura, Digest of Papers 1989, 2. MicroProcess-Konferenz, Japan, S. 196-197, 1989). Weil diese Verfahren jedoch kompliziert sind und eine Ausrüstung für große Maßstäbe erfordern, verschlechtert sich ihre Produktionsausbeute.
  • Nur Ablöseverfahren unter Verwendung von Zusammensetzungen zur Entfernung von Photoresistpolymeren wurden verwendet. Von den Zusammensetzungen werden vor kurzem vorgeschlagene Photoresistentferner ausgiebig verwendet, die Hydroxylamin, Alkanolamin, Korrosionsinhibitor und Wasser umfassen, weil sie zur Entfernung von relativ umgewandeltem und gehärtetem Photoresistmaterial wirksamer sind. Die obigen Zusammensetzungen entfernen jedoch nicht vollständig Photoresistpolymere an Metallleitungen oder Seitenwänden von isolierenden Zwischenschicht-Filmen in einer Produktionsstrecke von Halbleitern, wie DRAMs von 256M oder mehr, wenn neue Metallfilme für Metallleitungen oder neue isolierende Materialien für isolierende Zwischenschicht-Filme eingesetzt werden. Dadurch wird auch ein Photoresistentferner zur Bewältigung des oben beschriebenen Problems benötigt.
    •
  • ZUSAMMENFASSUNG DER OFFENBARUNG
  • Folglich werden verbesserte Photoresistpolymer-Entfernerzusammensetzungen offenbart, die Photoresistpolymere wirksam entfernen, die sich an den Seitenwänden und Böden von unteren Filmen des Photoresists mittels Trockenätz- oder Veraschungsverfahren bei Verfahren zur Herstellung von Metallleitungen, Via-Lochmustern und anderen Mustern gebildet ha ben. Wenn die unteren Filme Metallfilme sind, minimieren die offenbarten Photoresistpolymer-Entfernerzusammensetzungen die Korrosion der Metallfilme.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine SEM- (Rasterelektronenmikroskop-) Photographie, die ein Photoresistmuster zeigt, das mit einem Trockenätzverfahren oder einem Veraschungsverfahren behandelt wurde.
  • 2 ist eine SEM-Photographie, welche die experimentellen Ergebnisse zeigt, wenn Photoresistpolymere bei Raumtemperatur unter Verwendung einer Photoresistpolymer-Entfernerzusammensetzung des Beispiels 1 gemäß dieser Offenbarung entfernt werden.
  • 3 ist eine SEM-Photographie, welche die experimentellen Ergebnisse zeigt, wenn Photoresistpolymere bei Raumtemperatur unter Verwendung einer Photoresistpolymer-Entfernerzusammensetzung des Vergleichsbeispiels 2 entfernt werden.
  • 4 ist eine SEM-Photographie, welche die experimentellen Ergebnisse der Metallfilmkorrosion bei Raumtemperatur unter Verwendung der Photoresistpolymer-Entfernerzusammensetzung des Beispiels 1 gemäß dieser Offenbarung zeigt.
  • 5 ist eine SEM-Photographie, welche die experimentellen Ergebnisse der Metallfilmkorrosion bei Raumtemperatur unter Verwendung einer Photoresistpolymer-Entfernerzusammensetzung des Vergleichsbeispiels 1 zeigt.
  • EINGEHENDE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGSGEMÄß BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Eine offenbarte Photoresistpolymer-Entfernerzusammensetzung, umfassend (a) Schwefelsäure, (b) Wasserstoffperoxid oder Ozon, (c) Essigsäure, (d) Ammoniumfluorid und (e) Wasser.
  • Eine Photoresistpolymer-Entfernerzusammensetzung umfasst (a) 5% bis 15% Schwefelsäure, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, (b) 1% bis 5% Wasserstoffperoxid oder 0,0001% bis 0,05% Ozon, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, (c) 0,1% bis 5% Essigsäure, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, (d) 0,0001% bis 0,5% Ammoniumfluorid, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, und (e) eine restliche Menge Wasser.
  • Die Schwefelsäure liegt vorzugsweise in einer Menge im Bereich von 5 bis 15 Gew.%, stärker bevorzugt von 7 bis 10 Gew.% vor. Die Photoresistpolymer-Detergency kann sich verschlechtern, wenn die Schwefelsäure in einer Menge unter 5 Gew.% vorhanden ist, während Metallfilme korrodiert werden können, wenn die Schwefelsäure in einer Menge von mehr als 15 Gew.% vorhanden ist.
  • Wasserstoffperoxid ist vorzugsweise in einer Menge im Bereich von 1 bis 5 Gew.%, stärker bevorzugt 2 bis 4 Gew.% vorhanden. Die Photoresistpolymer-Detergency wird verschlechtert, wenn das Wasserstoffperoxid in einer Menge von weniger als 1 Gew.% vorhanden ist, während sich die ökonomische Effizienz verschlechtert, wenn Wasserstoffperoxid in einer Menge von mehr als 5 Gew.% vorhanden ist. Wenn Ozon, das ein starkes Oxidationsmittel ist, verwendet wird, können Photoresistrückstände durch Ozon in einer kleinen Konzentration effizient entfernt werden. Ozon wird vorzugsweise in einer Menge im Bereich von 0,0001 bis 0,05 Gew.%, stärker bevorzugt von 0,0002 bis 0,001 Gew.% verwendet. Die Photoresistpolymer-Detergency der offenbarten Lösungen kann sich verschlechtern, wenn Ozon in einer Menge von weniger als 0,0001 Gew.% vorhanden ist, während sich die ökonomische Effizienz verschlechtert, wenn Ozon in einer Menge von mehr als 0,05 Gew.% vor handen ist. Wasserstoffperoxid und Ozon können selektiv verwendet werden.
  • Die Essigsäure ist vorzugsweise in einer Menge im Bereich von 0,1 bis 5 Gew.%, stärker bevorzugt von 0,5 bis 2 Gew.% vorhanden. Die Photoresistpolymer-Detergency kann sich verschlechtern, wenn die Essigsäure in einer Menge von weniger als 0,1 Gew.% vorhanden ist, während sich die Korrosion von Metallfilmen vertiefen kann, wenn die Essigsäure in einer Menge von mehr als 5 Gew.% vorhanden ist.
  • Ammoniumfluorid ist vorzugsweise in einer Menge im Bereich von 0,0001 bis 0,5 Gew.%, stärker bevorzugt von 0,01 bis 0,05 Gew.% vorhanden. Wenn Ammoniumfluorid in einer Menge von weniger als 0,0001 Gew.% vorhanden ist, ist es schwierig, umgewandelte Photoresistpolymere an den Seitenwänden und Böden von unteren Filmen aufgrund von Trockenätz- und Veraschungsverfahren bei einem Musterbildungsverfahren vollständig zu entfernen. Wenn Ammoniumfluorid in einer Menge von mehr als 0,5 Gew.% vorhanden ist, werden HSQ- (hydrogen silsesquioxane, Wasserstoffsilsesquioxan-) Filme, wie FOX- (Flowable-Oxide-) Filme, von gestapelten Filmen in Via-Lochmustern korrodiert.
  • Die offenbarte Photoresistpolymer-Entfernerzusammensetzung umfasst auch Wasser, das bevorzugt reines Wasser ist, das durch Ionenaustauscherharz filtriert wurde, und stärker bevorzugt ultrareines Wasser mit einem spezifischen Widerstand von 18 MΩ.
  • Es wird auch ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung bereitgestellt, wobei Photoresistpolymer-Rückstände unter Verwendung der offenbarten Entfernerzusammensetzung entfernt werden.
  • Das vorstehende Verfahren umfasst die Schritte:
    • (a) Herstellen eines Halbleitersubstrats, auf dem eine Unterlagsschicht gebildet wird;
    • (b) Herstellen eines Photoresistmusters auf der Unterlagsschicht;
    • (c) selektives Ätzen der Unterlagsschicht unter Verwendung des Photoresistmusters als Ätzmaske; und
    • (d) Reinigen der erhaltenen Struktur mit der offenbarten Entfernerzusammensetzung, um restliche Photoresistpolymere zu entfernen, wodurch das Muster der Unterlagsschicht gebildet wird.
  • Im obigen Verfahren ist die Unterlagsschicht ein Metallfilm oder ein isolierender Film. Hierbei ist der Metallfilm vorzugsweise aus der Gruppe ausgewählt, bestehend aus Aluminiumfilm, Aluminiumlegierungsfilm, Titanfilm, Titannitridfilm, Wolframfilm und Kombinationen davon. Im Fall von gestapelten Filmen ist ein gestapelter Film bevorzugt, der Titannitridfilm/Aluminiumfilm/Titanfilm vom unteren zum oberen Abschnitt umfasst. Wenn die Unterlagsschicht ein isolierender Film ist, ist der isolierende Film bevorzugt ein HSQ-Film. Gewöhnlich wird ein Metallfilm unter dem isolierenden Film hergestellt.
  • Jedes übliche Photoresistpolymer kann für die Polymere verwendet werden, die im obigen Photoresist enthalten sind. Das Ätzverfahren im Schritt (c) ist ein Trockenätzverfahren und kann außerdem ein Veraschungsverfahren umfassen, damit zuerst ein Photoresistmuster nach dem Trockenätzverfahren und vor Schritt (d) entfernt wird.
  • Das Photoresistmuster wird durch ein Photolithographieverfahren hergestellt. Hierbei kann eine Expositionslichtquelle ArF (193 nm), KrF (248 nm), F2 (157 nm), EUV (13 nm), E-Strahl-, Röntgen- oder Ionenstrahl sein. Nach und vor der Exposition wird ein Backverfahren durchgeführt.
  • Das Muster der Unterlagsschicht kann ein Isolationsfilm-Lochmuster oder ein Metallleitungs-/Zwischenraum-Muster sein.
  • Anstelle des Verfahrens zur Herstellung eines Photoresistmusters unter Verwendung einer Maske wird ein Trockenätzverfahren, wie ein Ätz-Back-Verfahren oder CMP (Chemisch-Mechanisches-Polier-) Verfahren durchgeführt, um den belichteten Photoresistfilm unter Verwendung der offenbarten Entfernerzusammensetzung zu reinigen.
  • Das Reinigungsverfahren des Schritts (d) kann unter Verwendung einer Einfach-Typ- oder Chargen-Typ-Ausrüstung erfolgen. Zwar kann der Reinigungszustand durch Zustände des zu entfernenden Photoresistmaterials unterschiedlich sein, aber das Photoresistmaterial wird unter Verwendung von Chemikalien bei Raumtemperatur oder unter 60°C für etwa 10 bis 60 Sekunden eingetaucht, um Photoresistpolymere vollständig zu entfernen.
  • Die offenbarte Photoresistpolymer-Entfernerzusammensetzung kann Photoresistpolymere, die sich an Seitenwänden und Böden der unteren Filme eines Photoresists aufgrund von Trockenätz- oder Veraschungsverfahren bei neueren Herstellungsverfahren für Halbleitervorrichtungen mit hochintegrierten Schaltkreisen zur Herstellung von Halbleitervorrichtungen gebildet haben, innerhalb eines kurzen Zeitraums leicht entfernen. Wenn der untere Film ein Aluminiumfilm, Aluminiumlegierungsfilm oder Wolframfilm ist, kann die Photoresistpolymer-Entfernerzusammensetzung Photoresistpolymere, die sich an den Seitenwänden des unteren Metallfilms gebildet haben, effizient entfernen.
  • Die offenbarte Entfernerzusammensetzung entfernt effizient Photoresistpolymere und minimiert die Korrosion von neuen unteren Metallfilmen, die aufgebracht werden, um eine Leitung von ultrahoch integrierten Schaltkreisen, wie DRAMs mit mehr als 256M, zu erhalten. Außerdem verhindert die offenbarte Entfernerzusammensetzung ein Angriffsphänomen auf HSQ-Film, wie FOX-Filme von gestapelten Filmen, beim Via-Lochmusterherstellungsverfahren.
  • Die offenbarten Photoresistpolymer-Entfernerzusammensetzungen werden anhand der folgenden Beispiele, die nicht beschränkend sein sollen, eingehender beschrieben.
    •
  • Beispiele 1-5 und Vergleichsbeispiele 1-3:
  • Herstellung einer Photoresistpolymer-Entfernerzusammensetzung
  • Jeder Inhaltsstoff wurde in den in der nachstehenden Tabelle 1 gezeigten Verhältnissen gemischt, um Photoresistpolymer-Entfernerzusammensetzungen der Beispiele 1-5 und der Vergleichsbeispiele 1-3 zu erhalten.
  • Tabelle 1
    Figure 00100001
  • Experimentelles Beispiel 1. Entfernung von Polymer
  • (1) Herstellung der Testprobe A
  • Auf einem 8-Inch-Siliciumwafer wurden ein Titannitridfilm, ein Aluminiumfilm und ein Titanfilm nacheinander vom unteren zum oberen Abschnitt mit 100 Å, 8000 Å bzw. 400 Å ab gelagert, eine herkömmliche Positiv-Typ-Resistzusammensetzung, die unter der Bezeichnung "DPR-i1000" von Dongjin Semichem Co. Ltd. vertrieben wird, wurde spinbeschichtet, um einen Resistfilm von 1,01 μm zu erhalten. Danach wurde der Resistfilm auf einer Heizplatte bei 110°C für 90 Sekunden gebacken. Eine Maske mit einem vorbestimmten Muster wurde auf dem Resistfilm positioniert und mit Ultraviolettstrahlen bestrahlt. Dann wurde der belichtete Resistfilm bei 21°C für 60 Sekunden durch TMAH-Entwicklungslösung mit 2,38 Gew.% entwickelt, wodurch ein Photoresistmuster hergestellt wurde. Eine Testprobe, auf der das Photoresistmuster hergestellt wurde, wurde bei 120°C für 100 Sekunden auf einer Heizplatte hartgebacken. Der Titannitridfilm, der Aluminiumfilm und der Titanfilm wurden unter Verwendung des Photoresistmusters als Maske und Cl2/BCl3-Mischgas als Ätzgas in Trockenätzausrüstung (Applied Multireal Co., Modell: DPS+) für EPD (Endpunktnachweis, end point detection) +45 Sekunden geätzt. Dann wurde das Veraschungsverfahren durchgeführt, um den größten Teil des Photoresistmaterials unter Verwendung von O2-Plasma zu entfernen, wobei Testprobe A erhalten wurde. 1 zeigt den Querschnitt von Testprobe A. Photoresistpolymere befinden sich immer noch an den Seitenwänden der Testprobe A.
  • (2) Entfernung von Photoresistpolymer
  • Die Testprobe A wurde in jeden Photoresistpolymer-Entferner der Beispiele 1-5 und Vergleichsbeispiele 1-3 bei Raumtemperatur eingetaucht. Die Testprobe A wurde mit ultrareinem Wasser gewaschen und mit Stickstoffgas dehydratisiert. Dann wurde mithilfe eines Rasterelektronenmikroskops (SEM, Hitachi Co. Ltd., Modell: S-5000) untersucht, ob Photoresistpolymer-Rückstände an den Seitenwänden des Musters und auf der Oberfläche des Leitungsmusters hafteten, um die Polymerentfernungsleistung zu bewerten. Die experimentellen Er gebnis sind in der folgenden Tabelle 1 und in den 2 und 3 gezeigt.
  • Tabelle 2
    Figure 00120001
  • Siehe Tabelle 2: Die Polymerentfernungsleistung der Beispiele 1-5 und des Vergleichsbeispiels 1 waren weit besser als diejenige der Vergleichsbeispiele 2 und 3.
  • 2 und 3 sind SEM-Photographien, welche die experimentellen Ergebnisse zeigen, wenn die Photoresistpolymere unter Verwendung der Photoresistpolymer-Entfernerzusammensetzungen von Beispiel 1 bzw. Vergleichsbeispiel 2 entfernt werden. Die Photoresistpolymere wurden unter Verwendung der Entfernerzusammensetzung von Beispiel 1 vollständig entfernt (siehe 2), während die Photoresistpolymere unter Verwendung der Entfernerzusammensetzung von Vergleichsbeispiel 2 nicht vollständig entfernt wurden (siehe 3).
  • Experimentelles Beispiel 2. Korrosion von Metallfilm
  • (1) Herstellung der Testprobe B
  • Das Verfahren des Beispiels 1 wurde wiederholt, um Testprobe B zu erhalten.
  • (2) Experiment zur Metallfilmkorrosion
  • Die Testprobe B wurde in jede Photoresistpolymer-Entfernerzusammensetzung der Beispiele 1-5 und der Vergleichsbeispiele 1-3 bei Raumtemperatur eingetaucht. Die Testprobe B wurde mit ultrareinem Wasser gewaschen und mit Stickstoffgas dehydratisiert. Dann wurde mittels SEM untersucht, ob ein Unterschnittphänomen im unteren Metallfilm auftrat, um den Grad der Korrosion des unteren Metallfilms zu zeigen.
  • Tabelle 3
    Figure 00130001
  • Wie in Tabelle 3 gezeigt, trat das Unterschnittphänomen im unteren Metallfilm nach 5minütigem Eintauchen in die Beispiele 1-5 nicht auf. Im Vergleichsbeispiel 1 trat jedoch das Unterschnittphänomen im unteren Metallfilm stark auf, sogar wenn die Testprobe B für 1 Minute eingetaucht wurde. Obwohl die experimentellen Ergebnisse der Metallfilmkorrosion in den Vergleichsbeispielen 2 und 3 positiv waren, wurden die meisten Photoresistpolymer-Rückstände an den Seitenwänden und der Oberfläche des Leitungsmusters nicht entfernt, wie in Tabelle 2 gezeigt ist. Folglich sind die Entfernerzusammensetzungen der Vergleichsbeispiel 2 und 3 nicht geeignet.
  • 4 und 5 sind SEM-Photographien, welche die experimentellen Ergebnisse der Metallfilmkorrosion bei Raumtemperatur unter Verwendung einer Photoresistpolymer-Entfernerzusammensetzung von Beispiel 1 bzw. Vergleichsbeispiel 1 zeigen. Das Unterschnittphänomen trat im unteren Metallfilm nicht auf, wenn die Entfernerzusammensetzung von Beispiel 1 verwendet wurde (siehe 4). Das Unterschnittphänomen trat jedoch im unteren Metallfilm stark auf, wenn die Entfernerzusammensetzung von Vergleichsbeispiel 1 verwendet wurde (siehe 5).
  • Experimentelles Beispiel 3.
  • Anwendung auf die Produktionsstrecke Die Bewertungsergebnisse einer offenbarten Entfernerzusammensetzung, die auf eine Produktionstrecke für Halbleitervorrichtungen angewendet wurde, sind in den folgenden Tabellen 4 (Lochmuster-Herstellungsverfahren) und 5 (Leitungsmuster-Herstellungsverfahren) gezeigt.
  • Tabelle 4
    Figure 00150001
  • Das eingehende, in Tabelle 4 beschriebene Verfahren erfolgt wie folgt.
  • (64MSD G/Verfahren 1-Nachreinigung)
  • (1) Ein Titanfilm und ein Titannitridfilm wurden auf einem Halbleitersubstrat mit 200 Å bzw. 800 Å hergestellt. (2) Ein Wolfram- (W-) Film wurde auf der erhaltenen Struktur mit 4000 Å hergestellt. (3) Der Wolframfilm wurde mithilfe eines Rückätzverfahrens in Trockenätzausrüstung unter Verwendung von SF6-Gas trockengeätzt. (4) Ein Titanfilm, ein Aluminium-Kupfer-Film und ein Titannitridfilm wurden auf der erhaltenen Struktur mit 100 Å, 8000 Å bzw. 400 Å hergestellt. (5) Ein Photoresistmuster wurde auf der so erhaltenen Struktur hergestellt. (6) Die Metallleitung wurde unter Verwendung des Photoresistmusters als Maske in Trockenätzausrüstung unter Verwendung von BCl3/Cl2-Gas trockengeätzt, und anschließend wurde der Photoresistfilm unter Verwendung von O2/CF4/H2O-Gas entfernt. (7) Der Wafer wurde mit der offenbarten Entfernerzusammensetzung bei 30°C für 30 Sekunden behandelt, während der Wafer mit Einfach-Typ-Nassreinigungsausrüstung bei 400 U/min (Umdrehungen pro Minute) rotiert wurde. Dann wurde der erhaltene Wafer 60 Sekunden mit ultrareinem Wasser gewaschen und unter Verwendung von Rotationstrockunung für 30 Sekunden bei 2900 U/min dehydratisiert. Die experimentellen Ergebnisse wurden in Tabelle 4 gezeigt.
  • (256M DDR(BC)/Verfahren 1-Nachreinigung)
  • (1) Ein Titanfilm und ein Titannitridfilm wurden auf einem Halbleitersubstrat mit 200 Å bzw. 100 Å hergestellt. (2) Ein Wolfram- (W-) Film wurde auf der erhaltenen Struktur mit 4000 Å hergestellt. (3) Ein Titanfilm, ein Aluminium-Kupfer-Film, ein Titanfilm und ein Titannitridfilm wurden auf der erhaltenen Struktur mit 100 Å, 4000 Å, 100 Å bzw. 750 Å hergestellt. (4) Ein Photoresistmuster wurde auf der so erhaltenen Struktur hergestellt. (5) Die Metallleitung wurde unter Verwendung des Photoresistmusters als Maske in Trockenätzaus rüstung unter Verwendung von BCl3/Cl2-Gas trockengeätzt, und anschließend wurde der Photoresistfilm unter Verwendung von O2/CF4/H2O-Gas entfernt. (6) Der Wafer wurde mit der offenbarten Entfernerzusammensetzung bei 30°C für 30 Sekunden behandelt, während der Wafer mit Einfach-Typ-Nassreinigungsausrüstung bei 400 U/min rotiert wurde. Dann wurde der erhaltene Wafer 60 Sekunden mit ultrareinem Wasser gewaschen und unter Verwendung von Rotationstrockunung für 30 Sekunden bei 2900 U/min dehydratisiert. Die experimentellen Ergebnisse wurden in Tabelle 4 gezeigt.
  • Tabelle 5
    Figure 00170001
  • Figure 00180001
  • Das eingehende, in Tabelle 5 beschriebene Verfahren erfolgt wie folgt.
  • (256M DDR(BC)/Verfahren 2-Nachreinigung)
  • (1) Ein Titanfilm und ein Titannitridfilm wurden auf einem Halbleitersubstrat mit 200 Å bzw. 800 Å hergestellt. (2) Ein Wolfram- (W-) Film wurde auf der erhaltenen Struktur mit 4000 Å hergestellt. (3) Der Wolframfilm wurde mithilfe eines Rückätzverfahrens in Trockenätzausrüstung unter Verwendung von SF6-Gas trockengeätzt. (4) Ein Titanfilm, ein Aluminium-Kupfer-Film und ein Titannitridfilm wurden auf der erhaltenen Struktur mit 100 Å, 8000 Å bzw. 400 Å hergestellt. (5) Ein Photoresistmuster wurde auf der so erhaltenen Struktur hergestellt. (6) Die Metallleitung wurde unter Verwendung des Photoresistmusters als Maske in Trockenätzausrüstung unter Verwendung von BCl3/Cl2-Gas trockengeätzt, und anschließend wurde der Photoresistfilm unter Verwendung von O2/CF4/H2O-Gas entfernt. (7) Der Wafer wurde mit der offenbarten Entfernerzusammensetzung bei 30°C für 30 Sekunden behandelt, während der Wafer mit Einfach-Typ-Nassreinigungsausrüstung bei 400 U/min (Umdrehungen pro Minute) rotiert wurde. Dann wurde der erhaltene Wafer 60 Sekunden mit ultrareinem Wasser gewaschen und unter Verwendung von Rotationstrockunung für 30 Sekunden bei 2900 U/min dehydratisiert. Die experimentellen Ergebnisse wurden in Tabelle 5 gezeigt.
  • (128M DDR(BC)/Verfahren 3-Nachreinigung)
  • (1) Ein Titanfilm und ein Titannitridfilm wurden auf einem Halbleitersubstrat mit 200 Å bzw. 100 Å hergestellt. (2) Ein Wolfram- (W-) Film wurde auf der erhaltenen Struktur mit 4000 Å hergestellt. (3) Ein Titanfilm, ein Aluminium-Kupfer-Film, ein Titanfilm und ein Titannitridfilm wurden auf der erhaltenen Struktur mit 100 Å, 4000 Å, 100 Å bzw. 750 Å hergestellt. (4) Ein Photoresistmuster wurde auf der so erhaltenen Struktur hergestellt. (5) Die Metallleitung wurde unter Verwendung des Photoresistmusters als Maske in Trockenätzausrüstung unter Verwendung von BCl3/Cl2-Gas trockengeätzt, und anschließend wurde der Photoresistfilm unter Verwendung von O2/CF4/H2O-Gas entfernt. (6) Der Wafer wurde mit der offenbarten Entfernerzusammensetzung bei 30°C für 30 Sekunden behandelt, während der Wafer mit Einfach-Typ-Nassreinigungsausrüstung bei 400 U/min rotiert wurde. Dann wurde der erhaltene Wafer 60 Sekunden mit ultrareinem Wasser gewaschen und unter Verwendung von Rotationstrockunung für 30 Sekunden bei 2900 U/min dehydratisiert. Die experimentellen Ergebnisse wurden in Tabelle 5 gezeigt.
  • Siehe Tabellen 4 und 5: Wenn die offenbarte Entfernerzusammensetzung auf die tatsächliche Produktionsstrecke angewendet wird, wird gezeigt, dass die Photoresistpolymere unter Verwendung der offenbarten Entfernerzusammensetzung vollständig entfernt werden. Außerdem werden keine Probleme, wie Korrosion, Angriff auf Seitenwände und Unterschnitt, die durch die verbleibenden Polymere nach der Reinigung verursacht werden, demonstriert.
  • Wie weiter oben erläutert, können die offenbarten Photoresistpolymer-Entfernerzusammensetzungen Photoresistpolymere, die sich an den Seitenwänden und Böden der unteren Filme des Photoresists aufgrund von Trockenätz- oder Veraschungsverfahren bei Verfahren zur Herstellung von Metallleitungen, Via-Lochmustern und anderen Mustern gebildet haben, innerhalb eines kurzen Zeitraums leicht entfernen. Wenn die unteren Filme Metallfilme sind, können die Photoresistpolymer-Entfernerzusammensetzungen die Korrosion der Metallfilme minimieren.

Claims (3)

  1. Photoresistpolymer-Entfernerzusammensetzung, umfassend: (a) 5% bis 15% Schwefelsäure, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung; (b) 1% bis 5% Wasserstoffperoxid oder 0,0001% bis 0,05% Ozon, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung; (c) 0,1% bis 5% Essigsäure, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung; (d) 0,0001% bis 0,5% Ammoniumfluorid, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung; und (e) eine restliche Menge Wasser.
  2. Photoresistpolymer-Entfernerzusammensetzung nach Anspruch 1, umfassend: (a) 7% bis 10% Schwefelsäure, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung; (b) 2% bis 4% Wasserstoffperoxid oder 0,0002% bis 0,001 Ozon, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung; (c) 0,5% bis 2% Essigsäure, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung; (d) 0,01 bis 0,05 Ammoniumfluorid, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung; und (e) eine restliche Menge Wasser.
  3. Photoresistpolymer-Entfernerzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Zusammensetzung ferner als Trockenätz-Reiniger gekennzeichnet ist.
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