DE69724892T2

DE69724892T2 - Reinigungsflüssigkeit für die Herstellung von Halbleiter-Anordnungen und Verfahren zur Herstellung von Halbleiter-Anordnungen unter Verwendung derselben

Info

Publication number: DE69724892T2
Application number: DE69724892T
Authority: DE
Inventors: Yoshimi Kodaira-shi Torii; Shunji Kodaira-shi Sasabe; Masayuki Kodaira-shi Kojima; Kazuhisa Kodaira-shi Usuami; Takafumi 2326 Tokunaga; Kazusato 2326 Hara; Yoshikazu 2326 Ohira; Tsuyoshi Matsui; Hideto Gotoh; Tetsuo Niigata-Shi Aoyama; Ryuji Niigata-shi Hasemi; Hidetoshi Niigata-shi Ikeda; Fukusaburo 22 Ishihara; Ryuji 22 Sotoaka
Original assignee: Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Current assignee: Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Priority date: 1996-08-09
Filing date: 1997-07-30
Publication date: 2004-05-13
Anticipated expiration: 2017-07-31
Also published as: DE69724892D1; EP0827188B1; SG60096A1; KR100450559B1; US5972862A; KR19980018433A; EP0827188A2; TW358960B; EP0827188A3; JPH1055993A

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Reinigungsflüssigkeit, die eine extrem niedrige Korrosivität gegenüber Materialien wie metallischen Filmen und SOG (Spin-On-Glass)-Filmen aufweist und ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung mit hoher Qualität und hoher Zuverlässigkeit, wobei die Reinigungsflüssigkeit in geeigneter Weise beispielsweise zum Entfernen eines abgelagerten Polymeren im Falle des Trockenätzens in einem Halbleitervorrichtungs-Herstellungsverfahren unter Verwendung von Silizium verwendet wird, insbesondere (1) zur Entfernung eines abgelagerten Polymeren (Ablagerungs-Schutzfilm), der im Inneren oder um eine Bohrung herum gebildet ist und anhaftet (Verbindungsöffnung, die in einen Isolationsfilm als Verbindung zwischen einer metallischen elektroleitfähigen Filmschicht, die zur Verdrahtung in einer unteren Schicht eines Isolationsfilms gebildet ist, und einer metallischen elektroleitfähigen Filmschicht, die in der oberen Schicht des vorstehenden Isolationsfilms gebildet ist, wobei die Bohrung insbesondere in der Isolationsschicht (interlaminarer Isolationsfilm) ausgebildet ist; und (2) zur Entfernung eines abgelagerten Polymeren, das nach der Verdrahtung einer metallischen elektroleitfähigen Schicht an der Seitenwand usw. gebildet wird und daran haftet.
2. Beschreibung des Stands der Technik
Im allgemeinen wurde bisher bei der Herstellung einer Halbleitervorrichtung wie LC und LSI Lithographie verwendet. Im Fall der Herstellung einer Halbleitervorrichtung durch Lithographie werden eine Reihe von Schritten der Bildung eines Isolationsfilms wie eines Siliziumoxid-Films auf einem Substrat wie einem Silizium-Wafer und eines elektroleitfähigen Films wie eines metallischen Films zur Verdrahtung als elektrische Leitung; gleichmäßiges Auftragen eines Photoresists auf dessen Oberfläche zur Bereitstellung einer lichtempfindlichen Schicht; Anwendung von selektiver Belichtung und Entwicklungsbehandlung zur Ausbildung eines gewünschten Resistmusters; Durchführen einer selektiven Ätzbehandlung mit den dünnen Filmen der unteren Schicht, Verwendung des Resists als Maske zur Bildung eines Stromkreismusters; und dann vollständige Entfernung des resultierenden Resistmusters angewendet.
Aufgrund des kürzlichen Fortschritts bei der starken Integration von Halbleitervorrichtungen ist eine Musterausbildung mit einer Genauigkeit von einem halben Mikron bis zu einem viertel Mikron erforderlich. Daher wird mit dem Fortschritt einer solchen feinen Bearbeitung in der oben erwähnten selektiven Ätzbehandlung das Trockenätzen vorherrschend, und die Entfernung des Resistmusters wird zunehmend durch eine Veraschungsbehandlung mit Sauerstoffplasma durchgeführt.
In einer solchen Trockenätzbehandlung ist jedoch die Bildung eines Ablagerungspolymeren aufgrund von Trockenätzgas, Resist, bearbeitetem Film und ähnlichem in der Umgebung des gebildeten Musters bekannt. Ein solches Ablagerungspolymer verursacht solche ungünstigen Situationen wie hohen elektrischen Widerstand und Kurzschlüsse, wenn es im Inneren von und um Bohrungen herum zurückbleibt. Dementsprechend ist es äußerst wichtig, das Ablagerungspolymer zu entfernen, um eine Halbleitervorrichtung hoher Qualität zu erhalten.
Die Entfernung einer kleinen Menge des Ablagerungspolymeren kann durch kombinierte Verwendung einer Veraschungsbehandlung und eines organischen Lösungsmittels wie eines alkalischen oder sauren Lösungsmittels zum Abschälen des Resists erzielt werden. Die Entfernung einer großen Menge davon kann durch eine Reinigungsbehandlung durch Verwendung einer Behandlungsflüssigkeit, die Salzsäure enthält oder die Salzsäure und Ammoniumfluorid enthält, erzielt werden.
Eine solche Behandlungsmethode durch Verwendung einer Fluor-Verbindung ist nützlich im Fall der Verwendung eines extrem korrosionsbeständigen Isolierungsfilms aus Siliziumoxid wie eines CVD (chemische Dampfabscheidung)-Siliziumoxids oder eines thermischen Siliziumoxids und eines relativ korrosionsbeständigen metallischen Films aus Wolfram, Titan, einer Legierung davon, Titan/Wolfram-Legierung, Titannitrid oder ähnlichem als unterer Schichtfilm des Isolationsfilms, in dem Bohrungen gebildet werden, Jedoch verursacht die vorstehende Behandlungsmethode, wenn sie bei einem Isolationsfilm aus SOG-Siliziumoxid oder einem metallischen Film aus Aluminium oder einer aluminiumhaltigen Legierung angewendet wird, Verbindungsfehler des metallischen Films durch die Bohrungen aufgrund der oben genannten Fluor-Verbindung, welche den Isolationsfilm oder den metallischen Film korrodiert und löst, wodurch die elektrische Zuverlässigkeit komplett verloren geht.
In dem Fall, in dem Aluminium oder eine aluminiumhaltige Legierung einem Trockenätzen zur Bildung der metallischen Verdrahtung unterzogen wird, wird das Ablagerungspolymer an der Seitenwand einer Verdrahtungsschicht gebildet und haftet daran. Ein solches Polymer ist extrem schwierig zu entfernen, und daneben wird eine Säure durch das Phänomen gebildet, dass Radikale und Ionen in einem Reaktionsgas, die in das Ablagerungspolymer eindringen, nach dem Ende der Ätzbehandlung in der Luft bleiben und mit der feuchten Luft reagieren. Dementsprechend werden die Verdrahtungsmaterialien dadurch korrodiert, was in einem Anstieg des elektrischen Wiederstands und Drahtbruch resultiert und daher einen ernsthaften negativen Einfluss ausübt.
Als Verfahren zur Verhinderung einer solchen Korrosion der Verdrahtungsmaterialien wird beispielsweise eine Methode in die Praxis umgesetzt, bei der die Radikale und Ionen durch Durchführung einer Langzeit-Reinigungsbehandlung mit ultrareinem Wasser nach dem Trockenätzen weggewaschen werden. In dieser Methode ist es jedoch extrem schwierig, die Radikale und Ionen vollständig aus dem Ablagerungspolymer zu entfernen, das an den Seitenwänden gebildet wird und dort haftet, und daher besteht immer die Gefahr der Verursachung einer Korrosion an den Verdrahtungsmaterialien. Es ist daher unabdingbar, das Ablagerungspolymer vollständig zu entfernen, um die Korrosion zu verhindern.
Zusätzlich ist es schwierig, das gebildete Ablagerungspolymer im Fall der Trockenätzbehandlung bei Schichten aus Titan oder Wolfram zu entfernen, Obwohl ein solches Ablagerungspolymer durch eine Reinigungsbehandlung durch Verwendung einer Reinigungsflüssigkeit, welche Fluorwasserstoffsäure enthält oder Fluorwasserstoffsäure und Ammoniumfluorid enthält, entfernt werden kann, weist eine metallische Schicht aus Wolfram, Titan, einer Legierung davon, Titan/Wolfram-Legierung, Titannitrid oder ähnlichem eine mäßige Korrosionsbeständigkeit gegen eine Fluor-Verbindung auf, jedoch keine vollständige Korrosionsbeständigkeit, wodurch die Gefahr verursacht wird, dass die elektrische Zuverlässigkeit durch Musterablösung und ähnliches verloren geht, Wenn das Ablagerungspolymer unentfernt verbleibt, verursacht es Kontakt benachbarter Verdrahtungen durch den akkumulierten Druck des Films im nächsten Schritt, was Kurzschlüsse und Abnormalitäten der Verdrahtung hervorruft.
Dokument EP-A-0 662 705 offenbart ein Verfahren zur Entfernung des Ablagerungspolymeren unter Verwendung einer Lösung von Fluorid und quaternärem Ammoniumsalz, die in einem organischen Lösungsmittel gelöst sind.
Zusammenfassung der Erfindung
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist unter solchen Umständen die Bereitstellung einer Reinigungsflüssigkeit, die beim Isolationsfilm und metallischen Film für die Herstellung einer Halbleitervorrichtung keine Korrosion verursacht, und eines Verfahrens zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung mit hoher Qualität und hoher Zuverlässigkeit, wobei die Reinigungsflüssigkeit ein Ablagerungspolymer leicht entfernen kann, das im Fall des Trockenätzens in einem Halbleitervorrichtungs-Herstellungsverfahren gebildet wird, insbesondere ein Ablagerungspolymer, das um eine Bohrung herum oder darin gebildet wird und anhaftet; und ein Ablagerungspolymer, das an der Seitenwand nach der Verdrahtung einer metallischen elektroleitfähigen Schicht gebildet wird und daran haftet.
Als Ergebnis intensiver Untersuchungen und Forschungen, die von den Erfindern zur Lösung der oben genannten Aufgabe durchgeführt wurden, wurde gefunden, dass das im Fall des Trockenätzens gebildete Ablagerungspolymer leicht ohne Korrosion der Isolationsfilme und metallischen Filme entfernt werden kann durch Verwendung einer wässrigen Lösung als Reinigungsflüssigkeit, die eine fluorhaltige Verbindung; ein wasserlösliches oder wassermischbares organisches Lösungsmittel; eine anorganische Säure oder eine organische Säure; und ein spezifisches quaternäres Ammoniumsalz enthält.
Da es möglich wurde, ein Ablagerungspolymer leicht zu entfernen, das im Inneren oder um eine Bohrung herum gebildet wurde und dort haftet, wobei dieses Polymer bisher schwierig zu entfernen war, sowie ein Ablagerungspolymer, das nach der Verdrahtung einer metallischen elektroleitfähigen Schicht gebildet wurde und daran haftet, wird die Umgebung einer Bohrung von Verschmutzungen befreit und wird im bohrungsbildenden Schritt gereinigt, wodurch eine ausreichende Verbindung der metallischen Verdrahtung ermöglicht wird. Gleichzeitig wurde gefunden, dass, da das Ablagerungspolymer an der Seitenwand einer metallischen elektroleitfähigen Schicht im metallverdrahtungsbildenden Schritt entfernt werden kann, es möglich ist, die Bildung einer korrosionsfreien Verdrahtung zu gewährleisten und eine Halbleitervorrichtung mit hoher Qualität und hoher Zuverlässigkeit zu erhalten. Die vorliegende Erfindung wurde auf der Basis der vorstehenden Befunde und Informationen vervollständigt.
Genauer stellt die vorliegende Erfindung bereit

(1) eine Reinigungsflüssigkeit wie in Anspruch 1 definiert;
(2) ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung, welches die Schritte Bildung eines vorherbestimmten Resistmusters auf einem Halbleitersubstrat, das auf der Oberfläche mit einer Isolationsfilmschicht versehen ist; Bildung einer Bohrung durch Trockenätzen unter Verwendung des Resistmusters als Maske; dann Entfernung des Resistmusters durch Durchführung einer Veraschungsbehandlung mit Hilfe von Sauerstoffplasma oder einer Nassbehandlung mit Resist-Stripper und anschließenden Durchführung einer Reinigungsbehandlung durch Verwendung der in Anspruch 1 definierten Reinigungsflüssigkeit umfasst;
und (3) ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung, welches die Schritte Ausbildung eines vorherbestimmten Resistmusters auf einem Halbleitersubstrat, das auf der Oberfläche eine metallische elektroleitfähige Filmschicht aufweist; Ausbildung einer metallischen Verdrahtung durch Trockenätzen unter Verwendung des Resistmusters als Maske; dann Entfernen des Resistmusters durch Durchführung einer Veraschungsbehandlung mit Hilfe von Sauerstoffplasma oder einer Nassbehandlung durch Resist-Stripper; und anschließend Durchführung einer Reinigungsbehandlung durch Verwendung der in Anspruch 1 definierten Reinigungsflüssigkeit umfasst.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine erläuternde Zeichnung, die das Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung aus Beispiel 1 zeigt,
2 ist eine erläuternde Zeichnung, die das Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung aus Beispiel 7 zeigt,
3 ist eine erläuternde Zeichnung, die das Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung aus Beispiel 9 zeigt,

Symbole

1: Al-Si-Cu-Legierungsschicht
2: TiN-Schicht
3: CVD-Siliziumoxid-Film
4: Resist-Schicht
5: Ablagerungspolymer
11: CVD-Siliziumoxid-Film
12: Zinn-Schicht
13: Gesputterte Wolfram-Schicht
14: CVD-Wolfram-Schicht
15: Zinn-Schicht
16: Resist-Schicht
17: Ablagerungspolymer
21: CVD-Siliziumoxid-Film
22: Gesputterte Wolfram-Schicht
23: CVD-Wolfram-Schicht
24: Al-Si-Cu-Legierungs-Schicht
25: TiN-Schicht
26: Resist-Schicht
27: Ablagerungspolymer

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
Eine fluorhaltige Verbindung wird als Komponente (A) in den erfindungsgemäßen Reinigungsflüssigkeiten verwendet, wobei die Verbindung beispielhaft dargestellt wird durch Fluorwasserstoffsäure, Ammoniumfluorid, Ammoniumhydrogenfluorid und Ammoniumborfluorid.
Die fluorhaltige Verbindung als Komponente (A) der erfindungsgemäßen Reinigungsflüssigkeiten kann allein oder in Kombination mit mindestens einer weiteren verwendet werden. Der Gehalt daran ist nicht besonders beschränkt, sondern wird in geeigneter Weise entsprechend der Situation ausgewählt, üblicherweise im Bereich von 0,1 bis 15 Gew.-%.
Ein Gehalt von weniger als 0,1 Gew.-% ist ungünstig wegen der niedrigen Entfernungsrate des Ablagerungspolymeren, während ein Gehalt von mehr als 15 Gew.-% in einer Tendenz zur Korrosion des Verdrahtungsmaterial resultiert. Ausgehend von einem Gleichgewicht zwischen der Entfernungsrate des Ablagerungspolymeren und der Korrosionsunterdrückung im Verdrahtungsmaterial liegt der Gehalt bevorzugt im Bereich von 0,5 bis 10 Gew.-%.
Ein wasserlösliches oder wassermischbares organisches Lösungsmittel wird jeweils als Komponente (B) in den erfindungsgemäßen Reinigungsflüssigkeiten verwendet. Beispiele für ein solches organisches Lösungsmittel schließen Amide wie Formamid; N-Methylformamid; N,N-Dimethylformamid; N,N-Dimethylacetamid; und N-Methylpyrrolidon, Lactone wie γ-Butyrolacton, Alkohole wie Methanol; Ethanol; Isopropanol; und Ethylenglykol, Ester wie Methylacetat, Ethylacetat, Butylacetat; Methyllactat und Ethyllactat; Glykole wie Ethylenglykolmonobutylether, Diethylenglykolmonomethylether und Diethylenglykolmonoethylether und Schwefel-Verbindungen wie Dimethylsulfoxid und Sulfolan ein.
Das organische Lösungsmittel als Komponente (B) in den erfindungsgemäßen Reinigungsflüssigkeiten kann allein oder in Kombination mit mindestens einem weiteren verwendet werden. Der Gehalt daran ist nicht besonders beschränkt, sondern wird in geeigneter Weise entsprechend der Situation ausgewählt, üblicherweise im Bereich von 1 bis 80 Gew.-%. Ein Gehalt davon von weniger als 1% verursacht leichtes Auftreten der Korrosion des Verdrahtungsmaterials und die Gefahr der Verschlechterung der Bearbeitbarkeit aufgrund einer unvernünftig erhöhten Viskosität der Reinigungsflüssigkeit, während ein Gehalt von weniger als 80 Gew.-% in einer Tendenz zur Erniedrigung der Entfernungsrate des Ablagerungspolymeren resultiert. Ausgehend von den Aspekten Korrosionsunterdrückung des Verdrahtungsmaterials, Viskosität der Flüssigkeit und Entfernungsrate des Ablagerungspolymeren liegt der Gehalt bevorzugt im Bereich von 5 bis 70 Gew.-%.
Eine anorganische Säure und/oder eine organische Säure werden jeweils als Komponente (C) in den erfindungsgemäßen Reinigungsflüssigkeiten verwendet. Beispiele für eine solche anorganische Säure schließen Borsäure, Phosphorsäure, phosphorige Säure, hypophosphorige Säure, Polyphosphorsäure, Schwefelsäure, Sulfat, Chlorsäure, chlorige Säure, hypochlorige Säure, Bromsäure, bromige Säure, hypobromige Säure, Iodsäure, iodige Säure, hypoiodige Säure, Salpetersäure und salpetrige Säure ein. Von diesen Verbindungen werden Borsäure oder Phosphorsäure bevorzugt verwendet. Beispiele für eine solche organische Säure schließen Ameisensäure, Essigsäure, Propionsäure, Buttersäure, Isobuttersäure, Valeriansäure, Isovaleriansäure, Heptansäure, Laurinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure, Acrylsäure, Krotonsäure, Methacrylsäure, Oxalsäure, Malonsäure, Maleinsäure, Bernsteinsäure, Adipinsäure, Azelainsäure, Sebacinsäure, Benzoesäure, Toluidinsäure, Phthalsäure, Trimellithsäure, Pyromellithsäure, Benzolsulfonsäure, Toluolsulfonsäure und Salicylsäure ein.
Die anorganische Säure und/oder organische Säure als Komponente (C) in den erfindungsgemäßen Reinigungsflüssigkeiten kann allein oder in Kombination mit mindestens einer weiteren verwendet werden. Der Gehalt daran ist nicht speziell beschränkt, sondern wird in geeigneter Weise entsprechend der Situation ausgewählt, üblicherweise im Bereich von 0,1 bis 5 Gew.-%. Ein Gehalt davon von weniger als 0,01 Gew.-% ist wegen der niedrigen Entfernungsrate des Ablagerungspolymeren ungünstig, während ein Gehalt von mehr als 5 Gew.-% in einer Tendenz zur Korrosion des Verdrahtungsmaterials resultiert. Ausgehend von den Aspekten Entfernungsrate des Ablagerungspolymeren und Korrosionsunterdrückung des Verdrahtungsmaterials liegt der Gehalt daran bevorzugt im Bereich von 0,05 bis 3 Gew.-%.
In der erfindungsgemäßen Reinigungsflüssigkeit wird als Komponente (D) ein durch die allgemeine Formel (I) dargestelltes quaternäres Ammoniumsalz verwendet [(R¹)₃N-R²]⁺ _aX^a– (I)
In der allgemeinen Formel (I) ist R¹ eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, kann verzweigt oder linear sein und wird beispielhaft verdeutlicht durch Methylgruppe, Ethylgruppe, n-Propylgruppe, Isopropylgruppe, n-Butylgruppe, Isobutylgruppe, sek-Butylgruppe und tert.-Butylgruppe. Drei R¹ können gleich oder verschieden voneinander sein. R² ist eine Alkylgruppe oder Hydroxyalkylgruppe mit jeweils 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, kann linear oder verzweigt sein und wird beispielhaft verdeutlich durch diejenigen, die R¹ beispielhaft verdeutlichen. Beispiele für die Hydroxyalkylgruppe schließen 2-Hydroxyethylgruppe, 2-Hydroxypropylgruppe, 3-Hydroxypropylgruppe, 2-Hydroxybutylgruppe, 3-Hydroxybutylgruppe und 4-Hydroxybutylgruppe ein. X^a– ist ein anorganisches oder organisches Anion, bei dem a die Valenz des Anions ist. Beispiele für das anorganische Anion schließen Halogenion, Sulfation, Nitration, Carbonation, Bicarbonation, Phosphation und Boration ein. Beispiele für das organische Ion schließen Formiation, Acetation, Propionation, Butyration, Oxalation, Malonation, Maleation, Fumaration, Zitrakonation, Benzoation, Toluation, Phthalation, Acrylation und Methylsulfation ein.
Beispiele für das durch die allgemeine Formel (I) dargestellte quaternäre Ammoniumsalz schließen Tetramethylammoniumbicarbonat, Tetramethylammoniumcarbonat, Tetramethylammoniumformiat, Tetramethylammoniumacetat, Tetramethylammoniumpropionat, Tetramethylammoniumbutyrat, Tetramethylammoniumoxalat, Tetramethylammoniummalonat, Tetramethylammoniummaleat, Tetramethylammoniumfumarat, Tetramethylammoniumzitrakonat, Tetramethylammoniumbenzoat, Tetramethylammoniumtoluat, Tetramethylammoniumphthalat, Tetramethylammoniumacrylat, Trimethyl(2-hydroxyethyl)ammoniumbicarbonat, Trimethyl(2-hydroxyethyl)ammoniumcarbonat, Trimethyl(2-hydroxyethyl)ammoniumformiat, Trimethyl(2-hydroxyethyl)ammoniumacetat, Trimethyl(2-hydroxyethyl)ammoniumbenzoat, Trimethyl(2-hydroxyethyl)ammoniumphthalat, Tetraethylammoniumbicarbonat, Tetraethylammoniumcarbonat, Tetraethylammoniumformiat, Tetraethylammoniumacetat, Tetrapropylammoniumformiat, Tetrapropylammoniumacetat, Tetrabutylammoniumformiat, Tetrabutylammoniumacetat, Tetramethylammoniumborat, Tetramethylammoniumphosphat, Tetramethylammoniumsulfat, Trimethyl(2-hydroxyethyl)ammoniumborat, Trimethyl(2-hydroxyethyl)ammoniumphosphat und Trimethyl(2-hydroxyethyl)ammoniumsulfat ein.
Die quaternäre Ammoniumsalz als Komponente (D) in der erfindungsgemäßen Reinigungsflüssigkeit kann allein oder in Kombination mit mindestens einem weiteren verwendet werden. Der Gehalt daran ist nicht speziell beschränkt, sondern wird in geeigneter Weise entsprechend der Situation ausgewählt, üblicherweise im Bereich von 1 bis 50 Gew.-% bezogen auf die Reinigungsflüssigkeit. Ein Gehalt davon von weniger als 1 Gew.-% verursacht eine große Wahrscheinlichkeit, dass Korrosion des Verdrahtungsmaterials eintritt, während ein Gehalt von mehr als 50 Gew.-% in einer Tendenz zur Erniedrigung der Entfernungsrate des Ablagerungspolymeren resultiert. Ausgehend vom Gleichgewicht zwischen der Korrosionsunterdrückung des Verdrahtungsmaterials und der Entfernungsrate des Ablagerungspolymeren liegt der Gehalt bevorzugt im Bereich von 3 bis 40 Gew.-%.
In den erfindungsgemäßen Reinigungsflüssigkeiten kann je nach Wunsch ein oberflächenaktiver Stoff als Komponente (E) zur Erhöhung der Entfernungsrate des Ablagerungspolymeren enthalten sein. Beispiele für einen solchen oberflächenaktiven Stoff schließen anionische oberflächenaktive Stoffe wie Alkylschwefelsäureester, Polyoxyethylenalkylschwefelsäureester, Alkylarylschwefelsäureester, Alkylbenzolsulfonsäuresalz, Alkylnaphthalinsulfonsäuresalz, Alkylphosphorsäuresalz und Polyoxyethylenalkylphosphorsäuresalz; kationische oberflächenaktive Stoffe wie Alkylaminsalz, quaternäres Ammoniumsalz und Aminoxid; amphotere oberflächenaktive Stoffe wie Alkylbetain und substituiertes Imidazoliniumbetain; nicht-ionische oberflächenaktive Stoffe wie Poly(oxyethylen)alkylamin, Poly(oxyethylen)fettsäureester, Glycerinfettsäureester, Poly(oxyethylen)sorbitolfettsäureester, Poly(oxyethylen)sorbitanfettsäureester, Poly(oxyethylen)/Poly(oxypropylen)blockcopolymer, Polyoxyethylenderivat, Poly(oxyethylen)arylether, Poly(oxyethylen)alkylether, acetylenischer Alkohol, Alkylpoly(oxyethylen)phosphorsäureester, Arylpoly(oxyethylen)phosphorsäureester und Fettsäurealkanolamid; oberflächenaktive Stoffe auf Fluorverbindungsbasis wie Perfluoralkylsulfonsäuresalz, Perfluoralkylkohlensäuresalz, quaternäres Perfluoralkylammoniumsalz und Perfluoralkylpoly(oxyethylen)ethanol; und silikonische oberflächenaktive Stoffe wie Alkylenoxidketten-haltige ortho-Siliziumsäurealkylester und Alkylenoxidketten-haltige Polykieselsäureester ein.
Der oberflächenaktive Stoff in den erfindungsgemäßen Reinigungsflüssigkeiten kann allein oder in Kombination mit mindestens einem weiteren verwendet werden. Der Gehalt daran ist nicht besonders beschränkt, sondern wird in geeigneter Weise entsprechend der Situation ausgewählt, üblicherweise im Bereich von 0,001 bis 1 Gew.-%. Ein Gehalt davon von weniger als 0,001 Gew.-% verursacht die Gefahr, dass der Effekt der Erhöhung der Entfernungsrate des Ablagerungspolymeren nicht ausreichend erzielt wird, während ein Gehalt von weniger als 1 Gew.-% wirtschaftliche Nachteile in der Weise verursacht, dass die Wirkung der Erhöhung der Entfernungsrate des Ablagerungspolymeren im Verhältnis zur Zugabemenge nicht erkennbar ist. Ausgehend von den Aspekten Wirkung auf die Erhöhung der Entfernungsrate des Ablagerungspolymeren und ökonomische Effizienz liegt der Gehalt bevorzugt im Bereich von 0,01 bis 0,5 Gew.-%.
Die so zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung gemäß der Erfindung erhaltene Reinigungsflüssigkeit kann leicht das im Fall des Trockenätzens gebildete Ablagerungspolymer ohne Korrosion der metallischen Filme im Herstellungsverfahren der Halbleitervorrichtung entfernen. Insbesondere wird es in geeigneter Weise zur Entfernung von Schutzablagerungsfilmen verwendet, die an den Seitenwänden einer Isolierungsschicht für Bohrungen haften, und zum Reinigen des unteren Teils von Verbindungsöffnungen, genauso wie zur Entfernung von Schutzablagerungsfilmen, die an den Seitenwänden einer metallischen elektroleitfähigen Schicht bei fertiggestellten Verdrahtungen haften, verwendet. Im folgenden wird eine Beschreibung des Verfahrens zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung gemäß der Erfindung gegeben.
Das erfindungsgemäße Verfahren schließt zwei Modi ein. Der erste Modus umfasst die Schritte Ausbilden eines vorherbestimmten Resistmusters auf einem Halbleitersubstrat, das auf seiner Oberfläche eine Isolationsfilmschicht aufweist; Ausbilden einer Bohrung durch Trockenätzen unter Verwendung des Resistmusters als Maske; dann Entfernen des Resistmusters durch Durchführung einer Veraschungsbehandlung mit Hilfe von Sauerstoffplasma oder einer Nassbehandlung durch Resiststripper; und anschließend Durchführung einer Reinigungsbehandlung durch Verwendung der vorstehend angegebenen Reinigungsflüssigkeit. Der zweite Modus umfasst die Schritte Ausbilden eines vorherbestimmten Resistmusters auf einem Halbleitersubstrat, das auf seiner Oberfläche eine metallische elektroleitfähige Filmschicht aufweist; Ausbilden einer metallischen Verdrahtung durch Trockenätzen unter Verwendung des Resistmusters als Maske; dann Entfernung des Resistmusters durch Durchführung einer Veraschungsbehandlung mit Hilfe von Sauerstoffplasma oder einer Nassbehandlung durch Resist-Stripper; und dann Durchführung einer Reinigungsbehandlung durch Verwendung der vorstehenden Reinigungsflüssigkeit.
Mindestens eine Isolationsfilmschicht, metallische elektroleitfähige Filmschicht, Reflexionsverhinderungsfilmschicht und ähnliches kann je nach Bedarf zwischen der oben erwähnten Isolationsfilmschicht oder metallischen elektroleitfähigen Filmschicht und dem Substrat vorgesehen werden. Zusätzlich kann eine reflexionsverhindernde Filmschicht je nach Bedarf auf der oberen metallischen elektroleitfähigen Filmschicht vorgesehen werden.
Als im erfindungsgemäßen Verfahren zu verwendendes Substrat wird bevorzugt ein Substrat verwendet, das bisher üblicherweise bei der Herstellung von Halbleitervorrichtungen verwendet wurde, beispielsweise ein Silizium-Wafer. Der Isolationsfilm ist nicht besonders beschränkt, sondern wird beispielhaft verdeutlicht durch diejenigen, die bisher üblicherweise bei der Herstellung von Halbleitervorrichtungen verwendet wurden, z. B. Siliziumoxid-Film, Siliziumnitrid-Film und Aluminiumoxid-Film. Von diesen ist Siliziumoxid-Film bevorzugt. Der Siliziumoxid-Film kann, wenn er direkt auf einem Silizium-Wafer ausgebildet wird, durch Erhitzen des Silizium-Wafers auf eine hohe Temperatur in einer Atmosphäre von Sauerstoffgas gebildet werden. Der Siliziumoxid-Film kann durch chemische Dampfabscheidung (CVD)-Methode gebildet werden, und kann in diesem Fall zum Zweck der Diffusion mit einer kleinen Menge an Verunreinigungen gemischt werden. Der Siliziumoxid-Film, der durch eine CVD-Methode gebildet wird, wird manchmal CVD-Siliziumoxid-Film genannt, und der CVD-Siliziumoxid-Film, der mit einer kleinen Menge Verunreinigungen zur Diffusion gemischt wurde, wird manchmal dotierter CVD-Siliziumoxid-Film genannt, während der CVD-Siliziumoxid-Film, der nicht damit gemischt wird, manchmal nicht-dotierter CVD-Siliziumoxid-Film genannt wird.
Andererseits ist der metallische elektroleitfähige Film nicht besonders beschränkt, sondern wird zur Verwendung aus denen ausgewählt, die bisher üblicherweise bei der Herstellung von Halbleitervorrichtungen verwendet wurden, z. B. ein Wolfram, eine Wolframlegierung, Titan, eine Titanlegierung, eine Titan/Wolframlegierung, Titannitrid, Aluminium oder ähnliches umfassender Film. Die vorstehende metallische elektroleitfähige Filmschicht kann durch Vakuumabscheidungsmethode, Sputtering-Methode, CVD-Methode oder ähnliches gebildet werden. Als reflexionsverhindernde Filmschicht wird beispielsweise ein Titannitridfilm verwendet. Die metallischen elektroleitfähigen Filme, die durch die Sputtering-Methode und CVD-Methode gebildet werden, werden manchmal z. B. gesputterter Wolfram-Film bzw. CVD-Wolfram-Film genannt.
Im Fall der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zunächst ein vorherbestimmtes Resistmuster auf der Isolationsfilmschicht oder der metallischen elektroleitfähigen Schicht ausgebildet. Es sind verschiedene Verfahren zur Ausbildung von Resistmustern verfügbar, aus denen eine geeignete Methode entsprechend der Situation ausgewählt wird, z. B. eine Methode, die die Schritte Auftragen der Schicht mit einer Lösung eines Photoresist vom negativen Typ oder vom positiven Typ mit Hilfe eines Spinners und Trocknen zur Bildung einer Resistschicht darauf; dann Bestrahlen der Schicht mit aktiven Strahlen wie Ultraviolettstrahlen oder Fern-Ultraviolettstrahlen durch eine vorherbestimmte Maske mit einer Reduktions-Projektions-Belichtungseinheit usw. oder Bestrahlen mit Excimer-Laserstrahlen oder Röntgenstrahlen durch eine Maske, oder Bestrahlen während Scannen mit Elektronenstrahlen; und anschließende Durchführung einer Entwicklungsbehandlung durch Verwendung einer geeigneten Entwicklungslösung umfasst.
Anschließend wird unter Verwendung des so gebildeten Resistmusters als Maske ein Trockenätzen durchgeführt. Eine Vielzahl von Trockenätzmethoden sind verfügbar, von denen eine Plasma-Ätzmethode als typische Methode genannt wird. Beim Plasmaätzen wird üblicherweise Fluor oder eine Fluorverbindungsgas wie Tetrafluormethan als Ätzgas verwendet. Der Typ des Ätzgases und die Ätzbedingungen werden jedoch in geeigneter Weise entsprechend dem Ziel des Ätzens ausgewählt. Durch diese Trockenätzbehandlung wird in dem vorstehenden ersten Modus eine Bohrung gebildet, und im zweiten Modus eine metallische Verdrahtung gebildet.
Bei der Trockenätzbehandlung wird ein den Ätzgasen, dem Resist und dem bearbeiteten Film zuzuschreibendes Ablagerungspolymer gebildet und haftet im Inneren oder am Rand der Bohrung oder den Seitenwänden der metallischen elektroleitfähigen Filmschicht nach Ausbildung der Verdrahtung auf der Schicht.
Im nachfolgenden Schritt der Entfernung des Resistmusters wird ein Veraschungsverfahren mit Sauerstoffplasma oder ein Nassverfahren mit Resist-Stripper im erfindungsgemäßen Verfahren angewendet, was wirtschaftlich vorteilhaft ist, da sowohl die Trockenätz- als auch die Veraschungsbehandlung mit derselben Apparatur in die Praxis umgesetzt werden können, lediglich durch Veränderung des Gastyps, wenn Plasmaätzen beim Trockenätzen angewendet wird. Darüber hinaus erleichtert Fluor oder ein Fluorverbindungsgas in einem Volumen von 5 bis 20% bei Zugabe zu Sauerstoffgas in der Veraschungsbehandlung mit Sauerstoffplasma deutlich die Entfernung des Ablagerungspolymeren im nachfolgenden Reinigungsbehandlungsschritt. Das Fluorverbindungsgas wird beispielhaft verdeutlicht durch CF₄, CHF₃, SF₆, NF₃ und C₂F₆. Die Veraschungsbehandlungs-Temperatur ist 15 bis 80°C während einer Langzeitbehandlung von 2 bis 5 Minuten, jedoch aus betrieblichen Gründen 150 bis 180°C während einer Kurzzeitbehandlung von 2 bis 5 Sekunden. Eine unvernünftig niedrige Temperatur verursacht die Gefahr des nicht ausreichenden Fortschreitens der Veraschungsbehandlung, während eine unvernünftig hohe Temperatur manchmal Korrosion der metallischen Verdrahtung wie Wolfram-Verdrahtung hervorruft.
Anschließend wird die so mit Sauerstoffplasma oder mit Resist-Stripper in einer Nassbehandlung veraschungsbehandelte Vorrichtung einer Reinigungsbehandlung durch Verwendung der erfindungsgemäßen Reinigungsflüssigkeit zur Entfernung des im Fall der Trockenätzbehandlung gebildeten Ablagerungspolymeren unterzogen. Die Reinigungs-Temperatur und Reinigungsdauer werden jeweils in geeigneter Weise entsprechend dem Zustand des Ablagerungspolymeren, der Art des Verdrahtungsmaterials und ähnlichem ausgewählt. Die Reinigungs-Temperatur beträgt üblicherweise 10 bis 30°C und ist damit ausreichend, kann jedoch im Fall einer übermäßig niedrigen Entfernungsrate des Ablagerungspolymeren auf 60°C erhöht werden. Die Reinigungszeit beträgt üblicherweise 1 bis 30 Minuten. Als Reinigungssystem kann chargenweises Eintauchen, Sprühreinigen durch Fließbandsystem und Atomisierungsreinigen angewendet werden.
Durch die oben beschriebene Reinigungsbehandlung wurde es möglich, ein im Inneren und am Rand einer Bohrung gebildetes Ablagerungspolymer, das dort haftet, einfach zu entfernen, wobei dieses Polymer bisher schwierig zu entfernen war, und weiter ein Ablagerungspolymer zu entfernen, das an den Seitenwänden usw. nach der Verdrahtung einer metallischen elektroleitfähigen Filmschicht gebildet wurde und dort haftet, ohne Korrosion der metallischen elektroleitfähigen Filmschicht zu verursachen.
Nach der Reinigungsbehandlung wird eine Reinigungsbehandlung mit reinem Wasser durch das obige System durchgeführt, gefolgt von Trocknungsbehandlung.
Im Fall des ersten Modus wird die vorherbestimmte Halbleitervorrichtung durch Verbinden, durch die so gereinigte Bohrung, der zum Verdrahten gebildeten metallischen elektroleitfähigen Filmschicht auf einer unteren Schicht aus einem Isolationsfilm mit der metallischen elektroleitfähigen Filmschicht erhalten, die auf der oberen Schicht aus dem Isolationsfilm ausgebildet ist. Im Fall des zweiten Modus wird die vorherbestimmte Halbleitervorrichtung erhalten durch Bilden von Zwischenschicht-Isolationsfilmen und Vervollständigung der metallischen Verdrahtung nach der Reinigung zum Verdrahten des metallischen elektroleitfähigen Films.
Entsprechend der erfindungsgemäßen Reinigungsflüssigkeit zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung wurde es möglich, ein Ablagerungspolymer leicht zu entfernen, welches im Fall des Trockenätzens in einem Halbleitervorrichtungs-Herstellungsverfahren gebildet wird, insbesondere eines Ablagerungspolymeren, das im Inneren und der Umgebung einer Bohrung gebildet wird und dort haftet und eines Ablagerungspolymeren, das an den Seitenwänden usw. nach der Verdrahtung einer metallischen elektroleitfähigen Filmschicht gebildet wird und dort haftet, ohne das Korrosion des metallischen Films verursacht wird.
Entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung ist die unmittelbare Umgebung einer Bohrung, die insbesondere in der Isolationsschicht, einschließlich einer SOG-Schicht gebildet wurde, von Verschmutzungen befreit und daher gereinigt, da ein Ablagerungspolymer mit Sicherheit in dem bohrungsbildenden Schritt entfernt wird, was daher ausreichend die Verbindung metallischer Verdrahtungen und die Ausbildung einer Halbleitervorrichtung mit hoher Qualität und hoher Zuverlässigkeit ermöglicht. Beim Ausbildungsschritt für die metallische Verdrahtung kann ein Ablagerungspolymer auf den Seitenwänden der elektroleitfähigen Filme, das bisher schwierig zu entfernen war, leicht entfernt werden, was daher eine korrosionsfreie und saubere Verdrahtung und die Ausbildung einer Halbleitervorrichtung mit hoher Qualität und hoher Zuverlässigkeit ermöglicht.
Im folgenden wird die vorliegende Erfindung in größerem Detail unter Bezug auf Arbeitsbeispiele beschrieben, die jedoch die vorliegende Erfindung keinesfalls darauf beschränken sollen.
Beispiel 1
1 ist eine erläuternde Zeichnung, die das Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung in diesem Beispiel zeigt.
(1) Ausbildung einer Bohrung
Wie in 1(a) gezeigt, wurden auf einem oberflächenoxidierten Silizium-Wafer schrittweise eine Al-Si-Cu-Legierungsschicht 1 mit 0,5 μm Dicke; eine TiN-Schicht 2 in 0,05 μm (500 Å) Dicke als Reflexionsverhinderungsschicht; und eine Isolationsfilmschicht 3, umfassend einen CVD-Siliziumoxid-Film in 0,8 μm Dicke ausgebildet, der einen dotierten CVD-Siliziumoxid-Film und einen nicht-dotierten CVD-Siliziumoxid-Film umfasst.
(2) Ausbildung des Resistmusters
Auf der Isolationsfilmschicht 3 in (1), umfassend einen CVD-Siliziumoxid-Film wurde eine positive Resistschicht 4 in 1,0 μm Dicke aufgebracht, wie in 1(b) gezeigt. Dann wurden die Schichten selektiv zur Belichtung mit i-Strahlen durch eine vorherbestimmte Maske mit Hilfe der Projektionsmethode bestrahlt, bei 110°C während 90 Sekunden wärmebehandelt, einer Entwicklungsbehandlung mit 2,38%iger wässriger Lösung von Tetramethylammoniumhydroxid (TMAH) unterzogen, mit Wasser gewaschen und getrocknet, um ein in 1(c) gezeigtes Resistmuster mit einer Öffnung auszubilden.
(3) Trockenätzbehandlung
Unter Verwendung des in (2) erhaltenen Resistmusters als Maske wurde die Isolationsfilmschicht einer Trockenätzbehandlung unter den folgenden Bedingungen zur Ausbildung einer Bohrung, wie in 1(d) gezeigt, unterzogen.
Trockenätzbedingungen:
RIE vom Parallel-Flachplattentyp, Behandlungsdruck 100 Pa (750 m Torr), HF (Hochfrequenz) Strom 300 W, Mischgas aus CHF₃, CF₄ und Ar, Behandlungszeit 152 Sekunden.
(4) Veraschungsbehandlung mit Sauerstoffplasma
Das Resistmuster wurde nach der Trockenätzbehandlung in (3) durch Veraschungsbehandlung bei 170°C während 180 Sekunden durch Verwendung von Sauerstoff entfernt. Wie aus 1(e) entnommen werden kann, die den Zustand nach der Veraschungsbehandlung zeigt, ist ein Ablagerungspolymer 5 erkennbar, das an den Seitenwänden des CVD-Siliziumoxid-Films haftet.
(5) Reinigungsbehandlung
Die einer Veraschungsbehandlung in (4) mit Sauerstoffplasma unterzogene Vorrichtung wurde einer Reinigungsbehandlung bei 23°C während 3 Minuten durch Verwendung einer Reinigungsflüssigkeit unterzogen, die aus 8 Gew.-% Ammoniumfluorid, 1 Gew.-% Propionsäure, 5 Gew.-% Tetramethylammoniumformiat, 40 Gew.-% Dimethylformamid (DMF), 0,1 Gew.-% nicht-ionischer oberflächenaktiver Stoff EP-120 A [Poly(oxyethylen)phenylester, hergestellt von Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.] und 45,9 Gew.-% Wasser bestand, gefolgt von Waschen mit Wasser und Trocknen. Der Zustand wird in 1(f) gezeigt.
Aus 1(f) kann entnommen werden, dass das an der Seitenwand des CVD-Siliziumoxid-Films anhaftende Ablagerungspolymer vollständig entfernt und die Seitenwand gereinigt wurde.
(6) Binden des metallischen Films
Schließlich wurde eine Al-Si-Cu-Schicht eines unteren metallischen Films durch die gereinigte Bohrung in (5) an eine Al-Si-Cu-Schicht eines oberen metallischen Films zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung gebunden.
Beispiele 2 bis 4, Referenzbeispiel und Vergleichsbeispiel
Die einer Veraschungsbehandlung mit Sauerstoffplasma in Beispiel 1-(4) unterzogene Vorrichtung wurde einer Reinigungsbehandlung unter Verwendung einer Reinigungsflüssigkeit unterzogen, deren chemische Zusammensetzung in Tabelle 1 angegeben ist, unter den ebenfalls in Tabelle 1 angegebenen Bedingungen, gefolgt von Waschen mit Wasser und Trocknen. Dann wurde eine Beurteilung der Entfernbarkeit des Ablagerungspolymeren und der Korrosionsunterdrückung in Übereinstimmung mit den folgenden Kriterien durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben.
⌾: Ablagerungspolymer vollständig entfernt, oder Korrosion vollständig unterdrückt
Δ: Leichtes Restablagerungspolymer beobachtet, oder leichte Korrosionsunterdrückung beobachtet
X: Restablagerungspolymer beobachtet, oder keine Korrosionsunterdrückung beobachtet.
Beispiel 5
Das Verfahren aus Beispiel 1 wurde wiederholt mit der Ausnahme, dass eine Wolfram-Schicht und eine TiN-Schicht anstelle der Al-Si-Cu-Schicht verwendet wurden. Die Ergebnisse waren dieselben wie in Beispiel 1.
Beispiel 6
Die Verfahren aus Beispielen 1 bis 4 wurden jeweils wiederholt mit der Ausnahme, dass die Veraschungsbehandlung mit Sauerstoffplasma durch eine Veraschungsbehandlung mit Sauerstoffplasma bei 170°C während 180 Sekunden als erster Schritt, gefolgt von Veraschungsbehandlung mit Plasma mit dem Mischgas aus 10 Vol.-% CF₄ und dem Rest Sauerstoff bei 170°C während 2,5 Sekunden durchgeführt wurde. Wie bei Beispiel 1 wurde das Ablagerungspolymer im Reinigungsschritt vollständig entfernt, und der Ort, an dem das Polymer gehaftet hatte, wurde gereinigt.
Beispiel 7
2 ist eine erläuternde Zeichnung, die das Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung in diesem Beispiel zeigt.
(1) Bildung einer metallischen elektroleitfähigen Filmschicht
Wie in 2(a) gezeigt, wurden auf einem CVD-Siliziumoxid-Film 11 auf der oberen Seite eines Silikon-Wafers schrittweise eine TiN-Schicht 12 in 50 nm (500 Å) Dicke, eine gesputterte Wolfram-Schicht 13 in 150 nm (1500 Å) Dicke, eine CVD-Wolfram-Schicht 14 in 150 nm (1500 Å) Dicke, und eine TiN-Schicht 15 in 50 nm (500 Å) Dicke als Reflexionsverhinderungsschicht ausgebildet.
(2) Bildung des Resistmusters
Auf der TiN-Schicht 15 im obigen (1) wurde eine positive Resistschicht 16 in 1,0 μm Dicke wie in 2(b) gezeigt aufgebracht. Dann wurden die Schichten selektiv zur Belichtung mit i-Strahlen durch eine vorherbestimmte Maske mit Hilfe der Projektionsmethode bestrahlt, bei 110°C während 90 Sekunden wärmebehandelt, einer Entwicklungsbehandlung mit 2,38%iger wässriger Lösung von Tetramethylammoniumhydroxid (TMAH) unterzogen, mit Wasser gewaschen und getrocknet und ergaben ein Resistmuster wie in 2(c) gezeigt.
(3) Trockenätzbehandlung
Durch Verwendung des in (2) erhaltenen Resistmusters als Maske wurde die elektroleitfähige Schicht einer Trockenätzbehandlung unter den folgenden Bedingungen zur Bildung einer metallischen Verdrahtung wie in 2(d) gezeigt, unterzogen.
Trockenätzbedingungen:
ECR (Electron Cynchroton Resonance)

➀ Behandlungsdruck 1,33 Pa (10 m Torr) (μ wave incidence current), μ-Wellenstrom; 300 mA, HF-Strom; 25 W; Cl₂; Behandlungszeit; 10 Sekunden.
➁ Behandlungsdruck 1,33 Pa (10 m Torr), μ-Wellenstrom; 350 mA, HF-Strom; 20 W, Mischgas; (Cl₂/SF₆), Behandlungszeit; 25 Sekunden.
➂ Behandlungsdruck 1,33 Pa (1 0 m Torr), μ-Wellenstrom; 350 mA, HF-Strom; 50 W, Cl₂, Behandlungszeit; 25 Sekunden.

(4) Veraschungsbehandlung mit Sauerstoffplasma
Das Resistmuster nach Trockenätzbehandlung in (3) wurde durch Veraschungsbehandlung bei 170°C während 180 Sekunden durch Verwendung von Sauerstoff entfernt. Wie aus 2(e) entnommen werden kann, die den Zustand nach der Veraschungsbehandlung zeigt, war ein Ablagerungspolymer am Isolationsfilm erkennbar, das an der Seitenwand des CVD-Siliziumoxid-Films haftete.
(5) Reinigungsbehandlung
Die oben in (4) der Veraschungsbehandlung mit Sauerstoffplasma unterzogene Vorrichtung wurde einer Reinigungsbehandlung auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 (5) unterzogen, gefolgt von Waschen mit Wasser und Trocknen. Der Zustand ist in 2(f) gezeigt.
Es kann aus 2(f) entnommen werden, dass das Ablagerungspolymer 17, das an der Seitenwand des elektroleitfähigen Films haftet, vollständig entfernt wurde und die Seitenwand gereinigt wurde.
(6) Bildung eines Zwischenschicht-Isolationsfilms
Schließlich wurde ein Zwischenschicht-Isolationsfilm gebildet und die metallische Verdrahtung wurde beendet, um die angestrebte Halbleitervorrichtung herzustellen.
Beispiel 8
Das Verfahren aus Beispielen 7-(4) wurde wiederholt mit der Ausnahme, dass die Veraschungsbehandlung mit Sauerstoffplasma durch Veraschungsbehandlung mit Sauerstoffplasma bei 170°C während 180 Sekunden als erster Schritt, gefolgt von Veraschungsbehandlung mit Plasma mit einem Mischgas aus 10 Vol.-% CF₄ und dem Rest Sauerstoff bei 170°C während 2,5 Sekunden durchgeführt wurde. Wie im Beispiel wurde das Ablagerungspolymer im Reinigungsschritt vollständig entfernt, und der Ort, an dem das Polymer haftete, wurde gereinigt.
Beispiel 9
3 ist eine erläuternde Zeichnung, die das Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung in diesem Beispiel zeigt.
(1) Bildung der metallischen elektroleitfähigen Filmschicht
Wie in 3(a) gezeigt, wurden auf einem CVD-Siliziumoxid-Film 21 auf der oberen Seite eines Silikon-Wafers schrittweise eine gesputterte Wolframschicht 22 in 50 nm (500 Å) Dicke, eine CVD-Wolframschicht 23 in 100 nm (1000 Å) Dicke, eine Al-Si-Cu-Legierungsschicht 24 in 500 nm (5000 Å) Dicke und eine TiN-Schicht 25 in 50 nm (500 Å) Dicke als Reflexionsverhinderungsschicht gebildet.
(2) Bildung des Resistmusters
Auf der TiN-Schicht 25 im obigen (1) wurde eine positive Resistschicht 26 in 1,6 μm Dicke wie in 3(b) gezeigt, aufgebracht. Dann wurden die Schichten selektiv zur Belichtung mit i-Strahlen durch eine vorherbestimmte Maske mit Hilfe der Projektionsmethode bestrahlt, bei 110°C während 90 Sekunden wärmebehandelt, einer Entwicklungsbehandlung mit 2,38%iger wässriger Lösung von Tetramethylammoniumhydroxid (TMAH) unterzogen, mit Wasser gewaschen und getrocknet und ergaben das in 3(c) gezeigte Resistmuster.
(3) Trockenätzbehandlung
Durch Verwendung des im (2) erhaltenen Resistmusters als Maske wurde die elektroleitfähige Schicht einer Trockenätzbehandlung unter den folgenden Bedingungen zur Ausbildung der in 3(d) gezeigten metallischen Verdrahtung unterzogen.
Trockenätzbedingungen:
ECR (Electron Cynchroton Resonance)

➀ Behandlungsdruck; 1,06 Pa (8 m Torr), μ-Wellenstrom; 250 mA, HF-Strom; 20 W; Mischgas; (BCl₃/SF₆), Behandlungszeit; 9 Sekunden.
➁ Behandlungsdruck 1,06 Pa (8 m Torr), μ-Wellenstrom; 320 mA, HF-Strom; 60 W, Mischgas; (BCl₃/Cl₂), Behandlungszeit; 30 Sekunden.
➂ Behandlungsdruck 1,06 Pa (8 m Torr), μ-Wellenstrom; 250 mA, HF-Strom; 20 W, Mischgas; (BCl₃/SF₆); Behandlungszeit; 25 Sekunden.

(4) Veraschungsbehandlung mit Sauerstoffplasma
Das Resistmuster nach der Trockenätzbehandlung in (3) wurde durch Veraschungsbehandlung bei 170°C während 180 Sekunden durch Verwendung von Sauerstoff entfernt. Wie aus 3(e) entnommen werden kann, die den Zustand nach der Veraschungsbehandlung zeigt, wurde ein Ablagerungspolymer 27, das an der Seitenwand des metallischen elektroleitfähigen Films haftete, entfernt.
(5) Reinigungsbehandlung
Die oben in (4) einer Veraschungsbehandlung mit Sauerstoffplasma unterzogene Vorrichtung wurde einer Reinigungsbehandlung auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1-(5) unterzogen, gefolgt von Waschen mit Wasser und Trocknen. Der Zustand ist in 3(f) gezeigt.
Es kann aus 3(f) entnommen werden, dass das an der Seitenwand des elektroleitfähigen Films haftende Ablagerungspolymer 27 vollständig entfernt wurde und die Seitenwand gereinigt wurde.
(6) Bildung eines Zwischenschicht-Isolierungsfilms
Schließlich wurde ein Zwischenschicht-Isolierungsfilm gebildet, und die metallische Verdrahtung wurde beendet, um die angestrebte Halbleitervorrichtung herzustellen.
Beispiel 10
Das Verfahren aus Beispiel 9-(4) wurde wiederholt mit der Ausnahme, dass die Veraschungsbehandlung mit Sauerstoffplasma durch Veraschungsbehandlung mit Sauerstoffplasma bei 170°C während 180 Sekunden als erster Schritt, gefolgt von Veraschungsbehandlung mit Sauerstoffplasma mit dem Mischgas aus 10 Vol.-% CF₄ und dem Rest Sauerstoff bei 170°C während 2,5 Sekunden durchgeführt wurde. Wie im Fall von Beispiel 1 wurde das Ablagerungspolymer im Reinigungsschritt vollständig entfernt, und der Ort, an dem das Polymer haftete, wurde gereinigt.

Claims

Reinigungsflüssigkeit zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung in Form einer wässrigen Lösung, welche umfasst 0,1 bis 15 Gew.-% einer (A) fluorhaltigen Verbindung, die ausgewählt wird aus der Fluorwasserstoffsäure, Ammoniumfluorid, Ammoniumhydrogenfluorid und Ammoniumborfluorid bestehenden Gruppe, 1 bis 80 Gew.-% eines (B) wasserlöslichen oder wassermischbaren organischen Lösungsmittels, das ausgewählt wird aus der aus Amiden, Lactonen, Alkohohlen, Estern, Glykolen und Schwefel-Verbindungen bestehenden Gruppe, 0,01 bis 5 Gew.-% einer (C) anorganischen Säure und/oder organischen Säure, wobei die anorganische Säure ausgewählt wird aus der aus Borsäure, Phosphorsäure, phosphoriger Säure, hypophosphoriger Säure, Polyphosphorsäure, Schwefelsäure, Sulfat, Chlorsäure, chloriger Säure, hypochloriger Säure, Bromsäure, bromiger Säure, hypobromiger Säure, Iodsäure, iodiger Säure, hypoiodiger Säure, Salpetersäure und salpetriger Säure und 1 bis 50 Gew.-% eines (D) quaternären Ammoniumsalzes, das durch die allgemeine Formel (I) dargestellt wird [(R¹)₃N-R²]⁺ _aX^a– (I)wobei R¹ eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen ist, wobei drei R¹ gleich oder verschieden sein können, R² eine Alkylgruppe oder Hydroxyalkylgruppe ist, die jeweils 1 bis 4 Kohlenstoffatome aufweist, und X^a– ein anorganisches oder organisches Anion ist, bei dem a die Valenz des Anions ist, mit Ausnahme der Kombination von (A) einem Salz von Fluorwasserstoffsäure, (B) einem wasserlöslichen organischen Lösungsmittel, (C) einer carboxylgruppenhaltigen Verbindung und (D) einem metallfreien quaternären Ammoniumsalz und Wasser, wobei die Kombination einen pH von 5 bis 8 aufweist.
Reinigungsflüssigkeit zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, welche darüber hinaus einen (E) oberflächenaktiven Stoff umfasst.
Reinigungsflüssigkeit zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die anorganische Säure Borsäure oder Phosphorsäure ist.
Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung, umfassend die Schritte Ausbilden eines vorherbestimmten Resistmusters auf einem Halbleitersubstrat, das auf seiner Oberfläche eine isolierende Filmschicht aufweist; Ausbilden einer Bohrung durch Trockenätzen unter Verwendung des Resistmusters als Maske; dann Entfernung des Resistmusters durch Durchführung einer Veraschungsbehandlung mit Hilfe von Sauerstoffplasma oder einer Nassbehandlung durch einen Resist-Stripper; und danach Durchführung einer Reinigungsbehandlung durch Verwendung der in Anspruch 1 oder 2 definierten Reinigungsflüssigkeit.
Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Reinigungsbehandlung zur Entfernung eines abgelagerten Polymeren durchgeführt wird, das sich gebildet hat und im Inneren und an der Peripherie einer Bohrung haftet.
Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Bohrung in einer isolierenden Schicht einschließlich einer Spin-on-Glass-Schicht gebildet wird.
Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung, umfassend die Schritte Ausbilden eines vorherbestimmten Resistmusters auf einem Halbleitersubstrat, welches an seiner Oberfläche mit einer metallischen elektroleitfähigen Filmschicht versehen ist; Ausbilden einer metallischen Verdrahtung durch Trockenätzen unter Verwendung des Resistmusters als Maske; dann Entfernung des Resistmusters durch Durchführung einer Veraschungsbehandlung mit Hilfe von Sauerstoffplasma oder einer Nassbehandlung durch Resist-Stripper; und anschließend Durchführung einer Reinigungsbehandlung durch Verwendung der in Anspruch 1 oder 2 definierten Reinigungsflüssigkeit.
Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung nach Anspruch 7, wobei die metallische elektroleitfähige Filmschicht mindestens einen Bestandteil umfasst, der ausgewählt wird aus der aus Wolfram, einer Wolfram-Legierung, Titan, einer Titanlegierung, einer Titan/Wolfram-Legierung, Titannitrid, Aluminium und einer Aluminium-Legierung bestehenden Gruppe.
Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Reinigungsbehandlung zur Entfernung eines abgeschiedenen Polymeren durchgeführt wird, das sich ausgebildet hat und an der Seitenwand der elektroleitfähigen Filmschicht haftet.
Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung nach Anspruch 4 oder 7, wobei die Veraschungsbehandlung mit Hilfe von Sauerstoffplasma durch Zugabe von Fluorgas oder einem Fluorverbindungs-Gas zum Sauerstoff durchgeführt wird.