DE69834931T2 - Verfahren zum entfernen von rückständen von einem halbleitersubstrat - Google Patents

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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfernen von Rückständen von einem Substrat durch Behandeln dieses Substrates mit einer Spüllösung, die Wasser und mindestens ein ausgewähltes wasserlösliches Korrosionsschutzmittel umfasst. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zum Entfernen einer Photoresist-Schicht und von Photoresist-Stripper-Rückständen und/oder Photoresist-Rückständen nach dem Ätzen von einem Halbleitersubstrat, umfassend die Schritte Entfernen der Photoresist-Schicht von dem Substrat, vorzugsweise mit einer Entfernerlösung, und dann Entfernen der Rückstände von dem Substrat mit einer Spüllösung, die Wasser und mindestens ein ausgewähltes wasserlösliches Korrosionsschutzmittel umfasst.
  • 2. Kurze Beschreibung des Standes der Technik.
  • Halbleiterkomponenten und integrierte Schaltkreise werden gewöhnlich mittels photolithographischer Verfahren hergestellt. Diese Verfahren beinhalten zuerst die Beschichtung der Halbleitersubstrate mit Photoresist (positiv oder negativ), so dass eine Photoresist-Schicht darauf erhalten wird, gefolgt von der bildweisen Belichtung und anschließenden Entwicklung, so dass man eine strukturierte Photoresist-Schicht auf dem Substrat erhält. Diese mit einer Struktur versehene Schicht wirkt als Maske für die eigentlichen Substratstrukturgebungsverfahren, wie Ätzen, Dotieren, Beschichten mit Metallen oder anderen Halbleitermaterialien oder anderen Isoliermaterialien.
  • Nach diesen Substratstrukturierungsschritten muss die strukturierte Photoresist-Struktur oder -Schicht von dem Substrat entfernt werden. In der Verfangenheit wurden Gemische polarer organischer Lösungsmittel mit anderen Verbindungen, wie Alkanolaminen, zum Strippen der Photoresist-Schicht von den Substraten verwendet. Diese Lösungen sind im Stand der Technik als Photoresist-Stripperlösungen allgemein bekannt. Diese Stripperlösungen sind zwar im Allgemeinen effizient, jedoch kann in einigen Fällen eine kleine Menge Photoresist-Rückstand und Stripperlösung auf der Oberfläche des Substrates nach dem Stripp-Vorgang verbleiben.
  • Alternativ und derzeit stärker bevorzugt wird eine Sauerstoffgas-Plasmaveraschung zum Entfernen der Photoresist-Schicht eingesetzt. Diese Plasmabehandlung brennt die Photoresist-Schicht; jedoch kann in einigen Bedingungen eine kleine Menge Photoresist-Rückstand, Rückstand nach dem Ätzen und Reinigerlösung auf der Oberfläche des Substrates verbleiben.
  • Andere Verfahren zum Entfernen der strukturierten Photoresist-Schicht umfassen mechanische Maßnahmen, wie Schrubben mit einer Flüssigkeit oder einem Gasstrahlstrom, kryogene Behandlung mit flüssigem Stickstoff, Argon, oder superkritischen Flüssigkeiten, oder durch Ablösen der Schicht mit einer klebstoffbeschichteten Papier, das oben auf die Photoresist-Schicht geklebt wird.
  • Wurde eine flüssige Photoresist-Stripperlösung oder ein Sauerstoffgas-Plasmaveraschungsschritt zum Entfernen der strukturierten Photoresist-Schicht verwendet, war es üblich, einen anschließenden Flüssig-Spülschritt durchzuführen. Diese Spülbehandlung beinhaltete gewöhnlich das Spülen des Substrates mit einem organischen Lösungsmittel (beispielsweise meist Isopropylalkohol), gefolgt von einem zweiten Spülschritt mit deionisiertem Wasser. Neben Isopropylalkohol werden spezifische Lehren alternativer organischer Lösungsmittel-Spüllösungen in den US-Patenten Nr. 4 786 578 (Neisius et al.) (eine organische Base, wie Triethanolamin in Kombination mit einem nichtionischen oberflächenaktiven Mittel); 4 824 762 (Kobayashi et al.,) (eine Etherverbindung, wie Dipropylenglycolmonomethylether und gegebenenfalls eine Aminverbindung, wie Monoethanolamin); und 5 174 816 (Aoyama et al.) (eine wässrige Lösung eines quartären Ammoniumhydroxids in Kombination mit Zucker oder einem Zuckeralkohol) beschrieben. Aber die Verwendung solcher Spülmittel, die organisches Lösungsmittel enthalten, sind nicht notwendigerweise wünschenswert, da sie den Photoresist-Entfernungsschritt komplexer machen und zusätzlichen Lösungsmittel-Abfall erzeugen.
  • Neben den Photoresist-Rückständen, die durch die Flüssigkeitsstripp-Schriite oder durch die Sauerstoff Plasmaveraschungsschritte oder dergleichen erzeugt werden, können andere Rückstände während der Plasmaätzschritte entstehen, die zusammen mit photolithographischen Verfahren verwendet werden. Wie beispielsweise in US-Patent Nr. 5 174 816 (Aoyama et al.) erläutert, können Metallhalogenide, wie Aluminiumchloride, als Nachätzrückstände entstehen: Solche Metallhalogenide können eine Korrosion der Substrate verursachen, wenn sie mit Wasser zusammen kommen.
  • Zudem können während der anisotropen Plasmaätzverfahren für Kontaktlöcher, Metallleiterstrukturen und Passivierungsöffnungen, Nachätz-Rückstände entstehen, welche sind im Stand der Technik als Seitenwand-Polymerrückstände bekannt. Nach der Sauerstoffplasmaveraschung der Photoresist-Schicht werden diese Seitenwand-Polymerrückstände zu Metalloxiden. Eine unvollständige Entfernung dieser Rückstände stört die Strukturbegrenzung und/oder die vollständige Füllung der Kontaktlöcher.
  • Es wurde eine neue Produktklasse mit der Bezeichnung "Reiniger-Lösung" zum Entfernen dieser Nachätzrückstände, insbesondere derjenigen vom Metalloxid-Typ, entwickelt. Diese Reiniger werden gewöhnlich als wässrige Lösungen von Aminen oder Ammoniumsalzen beschrieben, die ein oder mehrere Korrosionsschutzmittel enthalten. Siehe US-Patent Nr. 5 612 304 (Honda et al.). Darüber hinaus greifen alkalische wässrige Entwickler, wie diejenigen, die Tetramethylammoniumhydroxid (TMAH) enthalten, bekanntlich Aluminium an. Somit können Rückstände des Aluminiumoxid-Typs mit TMAH weg geätzt werden. Andere Arten von Rückständen nach dem Ätzen, beispielsweise Metallfluoride, wie AlF3, können nicht jedoch so leicht mit TMAH ohne Metallschicht-Korrosion entfernt werden. TMAH ist auch bei Rückständen aus Polysiliciumplasmaätzverfahren ineffizient.
  • Die Seitenwandrückstände des Metalloxid-Typs können auch entfernt werden mit: (1) einem Gemisch aus Flusssäure und Ethylenglycolether und Wasser oder (2) einem Gemisch aus Salpetersäure, Essigsäure und Flusssäure. Diese Lösungen erfordern jedoch eine sorgfältige Verfahrenssteuerung, so dass ein übermäßiger Angriff der entscheidenden Metall- und Oxidschichten verhindert wird. Bei einigen Gerätestrukturen sind diese Lösungen aufgrund ihrer nicht-selektiven Angriffsmechanismen nicht geeignet. Zudem beschrieb Wai, M. Lee bei Interconnects, Contact Metallization and Multilevel Metallization Symposium (183. Spring Meeting of The Electrochemical Society) in Honolulu, HI, 16. bis 21. Mai 1993, dass eine Stripper-Zusammensetzung auf der Basis eines hydroxylaminhaltigen Amin/Wassers einige Arten von Seitenwandrückständen entfernen kann. Das US Patent 5 336 371 entfernt Photoresist-Stripper durch Spülen mit fließendem Wasser, in das Kohlendioxid eingeperlt wird.
  • Es gibt jedoch noch einen Bedarf an besseren Spüllösungen, die entweder nach den flüssigen Stripperlösungen oder den neuen flüssigen Reinigerlösungen (oder beiden) oder nach einem trockenen Sauerstoff-Gasplasma-Veraschungsvorgang, der die Korrosion verhindert oder hemmt, die von der Reaktion des Wassers mit den vorstehend genannten Typen von Rückständen verursacht wird, verwendet werden können und dennoch keine organischen Lösungsmittel enthalten, die spezielle Entsorgungsschritte erfordern. Man nimmt an, dass die vorliegende Erfindung eine Lösung für diesen Bedarf bietet.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Folglich betrifft eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Entfernen eines Photoresist-Stripperrückstands und/oder Photoresist-Resist-Nachätz-Rückständen von einem Substrat, das diese Reste trägt, und Kombinationen davon, wobei das Verfahren das Behandeln des rückstandshaltigen Substrates mit einer Spüllösung, umfassend Wasser und einer die Korrosion wirksam bekämpfende Menge von mindestens einem wasserlöslichen Korrosionsschutzmittel, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einer wasserlöslichen organischen Säure, oder Kombinationen davon, umfasst.
  • Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfernen einer mit einer Leiterstruktur versehenen Photoresist-Schicht und von Rückständen, die Photoresist-Stripperrückstände, Rückstände nach dem Ätzen, Entfernerlösungsrückstände und Kombinationen davon umfassen, von einem Substrat, auf dem sich eine mit einer Leiterstruktur versehene Photoresist-Schicht befindet und das einem Ätzschritt unterworfen worden ist, umfassend die Schritte:
    • (1) Entfernen der mit einer Leiterstruktur versehenen Photoresist-Schicht von dem Substrat;
    • (2) Behandeln des Substrates mit einer Entfernerlösung, und dann
    • (3) Spülen des Substrates mit einer nicht-korrosiven Spüllösung, umfassend Wasser und eine effiziente korrosionshemmende Menge von mindestens einem wasserlöslichen Korrosionsschutzmittel, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus mindestens einer wasserlöslichen organischen Säure oder Kombinationen davon.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Der Begriff "Photoresist-Rückstände, wie er hier verwendet wird, betrifft eine beliebige Menge einer Photoresist-Schicht, entweder mit einer Leiterstruktur versehen oder nicht, und entweder positiv oder negativ, sowie beliebige Mengen von Zersetzungsprodukten der Photoresist-Schicht, die auf dem Substrat zurückbleibt. Der Begriff "Nachätz-Rückstände", wie er hier verwendet wird, betrifft eine beliebige Menge Rückstand, die auf dem Substrat nach dem Plasmaätzvorgang verbleibt. Solche Rückstände umfassen Seitenwand-Polymerrückstände, wie Metalloxid-Rückstände, Metallhalogenid-Rückstände, fluorierte Kohlenwasserstoff-Polymere und dergleichen. Der Begriff "Entfernerlösungsrückstände", wie er hier verwendet wird, betrifft beliebige Mengen einer Entfernerlösung, die auf einer Substratoberfläche nach dem Aufgingen der Entfernerlösung auf das Substrat verbleiben. Der Begriff "Entfernerlösung", wie er hier verwendet wird, umfasst Photoresist-Stripperlösungen und Reinigerlösungen zum Entfernen von Nachätz-Rückständen (beispielsweise Seitenwand-Polymerrückständen) von den Substraten. Der Begriff "Substrat" steht für ein beliebiges Substrat, auf dem eine Photoresist-Schicht und Entfernerlösungen aufgetragen sind, vorzugsweise auf ein Halbleitersubstrat.
  • Der Begriff "Photoresist-Strippen", wie er hier verwendet wird, betrifft chemische Schritte oder Verfahren, die Photoresist oder ein anderes ähnliches organisches Polymermaterial aus einem Halbleitersubstrat entfernen. Der Begriff "Plasmaätz-Rückstandsreinigung" betrifft chemische Schritte oder Verfahren, die restliche Materialien (die gelegentlich auch als Seitenwandpolymere bezeichnet werden) von einem Halbleitersubstrat, das einem Plasmaätzen unterworfen wurde, entfernen. Gewöhnlich kann sowohl Photoresist-Strippen als auch Plasmaätz-Rückstandsreinigung Lösungsmittelrückstände auf der Halbleiteroberfläche hinterlassen, die bei Kontakt mit Wasser zur Korrosion der Metallschicht des Halbleitersubstrates führen, wenn sie nicht vollständig durch einen nachfolgenden Spülschritt entfernt werden. Der Begriff "nicht-korrosiv", wie hier definiert betrifft die Unterdrückung jeglicher chemischer Wirkung, die allmählich ein Substrat verschleißt. Der Begriff "wasserlösliche organische Säure", wie hier verwendet, betrifft solche organische Säuren, die in Wasser im Wesentlichen gelöst sind.
  • Der Begriff "wirksame korrosionshemmende Menge", wie er hier verwendet wird, betrifft eine beliebige Menge des beanspruchten wasserlöslichen Korrosionsschutzmittels, die die Korrosion des Substrates reduziert oder verhindert. Diese Menge kann aufgrund möglicher Variationen der Parameter des Verfahrens variieren. Einige dieser Parameter können den Typ des Substrates, die verwendeten spezifischen Korrosionsschutzmittel, die vorhandenen spezifischen Korrosionsrückstände, die Geometrie und die Größe des vor Korrosion zu schützenden Substrates, die Fließgeschwindigkeit der Rückstände, Temperatur, Druck und dergleichen umfassen. Der Begriff "wasserlösliches Korrosionsschutzmittelr" betrifft solche Korrosionsschutzmittel, die im wesentlichen in Wasser bei einer Konzentration einer "wirksamen korrosionshemmenden Menge" bei Umgebungstemperaturen gelöst sind.
  • Wie vorstehend erwähnt beinhaltet das erfindungsgemäße Verfahren das Behandeln eines Rückstand-tragenden Substrates mit einer Spüllösung, die Wasser und eine wirksame korrosionshemmende Menge von mindestens einem wasserlöslichen Korrosionsschutzmittel umfasst. Diese Behandlung erfolgt vorzugsweise nach einem Entfernungsschritt, wobei eine mit einer Leiterstruktur versehene Photoresist-Schicht von dem Substrat entfernt wird. Dieser Entfernungsschritt kann ein beliebiger geeigneter Flüssig-Photoresist-Stripperschritt, ein Sauerstoff-Gasplasma-Veraschungsvorgang, oder andere herkömmliche Schritte zum Entfernen der mit einer Leiterstruktur versehenen Photoresist-Schicht sein, die man im Stand der Technik kennt. Der vorläufige Entfernungsschritt kann auch ein Plasmaätz-Rückstandsreinigungsschritt oder eine Kombination aus Photoresist-Stripper- und Plasmaätzrückstandsreinigungsschritten sein.
  • Solche Entfernungsschritte können durch beliebige Verfahren des Standes der Technik der Halbleiterherstellung durchgeführt werden. Das Photoresist-Strippen umfasst gewöhnlich das Entfernen von Photoresist durch ein chemisches Stripping-Mittel, wie es oben erörtert ist. Plasmaätzrückstandsreinigung erfolgt dagegen durch Veraschen des aufgebrachten Photoresists mit einem energiereichen Plasma, so dass Plasmaätznebenprodukte erzeugt werden, wie beispielsweise Oxide oder Halogenide von Aluminium, Titan, Kupfer oder verwandten Metallen, wie AlCl3, AlF3, Al2O3, SiF4, SiO2 und dergleichen, und durch Reinigen des resultierenden Rückstands mit einer Reinigungs-Zusammensetzung, wie oben beschrieben. Als Alternative kann eine Kombination aus Photoresist-Strippen und Plasmaätzrückstandsreinigung zum Entfernen des Photoresists verwendet werden.
  • Der Spülschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zum Spülen des Substrates frei von Photoresist-Stripper oder Plasmaätzrückstandsreiniger verwendet, der auf der Oberfläche des Substrates verbleibt, so dass die Korrosion des Substrates minimiert wird. Die in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Spül-Zusammensetzung ist eine nicht-korrosive Spül-Zusammensetzung, umfassend (1) Wasser und (2) ein oder mehrere wasserlösliche Korrosionsschutzmittel.
  • Wasserlösliche Korrosionsschutzmittel die sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eignen, umfassen mindestens eine wasserlösliche organische Säure, wie Ameisensäwe, Essigsäure, Propionsäure, Valeriansäwe, Isovaleriansäwe, Oxalsäwe, Malonsäure, Bernsteinsäure, Butandiolsäure, Glutarsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Phthalsäure, 1,2,3-Benzoltricarbonsäure, Glycolsäure, Milchsäure (2-Hydroxypropionsäure), Citronensäure, Salicylsäure, Weinsäure und Gluconsäure. Milchsäure, Weinsäure, Essigsäure, Gluconsäure, und Phthalsäure sind besonders bevorzugt.
  • Es wurde ebenfalls entdeckt, dass diese bestimmten wasserlöslichen Korrosionsschutzmittelverbindungen effizient die Korrosion hemmen können, ohne dass das Substrat geschädigt wird. Man nimmt beispielsweise an, dass Korrosionsschutzmittel mit Hydroxylgruppen über Koordinationsbindung zwischen den Hydroxylgruppen und den Metallatomen an den Substraten binden können. Dies schützt das Substrat vor Korrosion.
  • Die Mengen der Inhaltsstoffe in der Spül-Zusammensetzung sind 99,95 bis 93% Wasser und 0,05 bis 7% Korrosionsschutzmittel, die jeweils auf dem Gesamtgewicht der Spül-Zusammensetzung beruhen. Die am stärksten bevorzugte Menge der Inhaltsstoffe in der Spül-Zusammensetzung sind 99,9 bis 97% Wasser und 0,1 bis 3% Korrosionsschutzmittel, wobei alle Prozentsätze auf dem Gesamtgewicht der Spül-Zusammensetzung beruhen.
  • Verschiedene andere Inhaltsstoffe, die dem Fachmann bekannt sind, können gegebenenfalls in der Spül-Zusammensetzung enthalten sein, beispielsweise Farbstoffe oder Färbemittel, Netzmittel, oberflächenaktive Mittel, Antischäummittel usw. Eine geeignete Familie von oberflächenaktiven Mitteln mit der Bezeichnung "SURFYNOL" der 400-Reihe von oberflächenaktiven Mitteln (beispielsweise SURFYNOL 420 (ethoxylierte Tetramethyldecindiole)) sind kommerziell erhältlich von Air Products Inc. Die Verwendung einer wasserlöslichen organischen Säure mit einem wasserlöslichen oberflächenaktiven Mittel in einer Spül-Lösungs-Zusammensetzung ist offenbart und beansprucht in der US-Patent-Anmeldung, Docket-Nr. 101726-100, des Zessionars, eingereicht am gleichen Tag wie diese Anmeldung, veröffentlicht als WO 99/15609). Die Menge jeder dieser wahlfreien Inhaltsstoffe ist etwa 0,0001 bis 0,1 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Spül-Zusammensetzung.
  • Die Herstellung der Spül-Zusammensetzung erfolgt durch Lösen oder Mischen der ausgewählten Korrosionsschutzkomponente(n) mit deionisiertem (DI) Wasser, gegebenenfalls unter leichtem Erhitzen, so dass die Lösung bewerkstelligt wird. Die resultierende Lösung kann gegebenenfalls filtriert werden, damit ungelöste Partikel entfernt werden, die das Substrat beeinträchtigen können.
  • Die beschriebene nicht-korrosive Spül-Zusammensetzung wird als Ersatz für herkömmliche organische Lösungsmittel verwendet, wie Isopropylalkohol, die in Spülschritten nach dem Photoresist-Strippen oder Plasmaätz-Rückstandsreinigen eingesetzt werden. Das allgemeine Verfahren zum Herstellen eine Halbleitersubstrates gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren ist wie folgt:
  • Ein Substrat, wie ein Silicium-Wafer, auf dem ein dünner Oxidfilm gebildet ist, wird gleichförmig mit einer Photoresist-Zusammensetzung in der Form einer Lösung beschichtet, gefolgt von Trocknen, so dass eine photoempfindliche Schicht erhalten wird, die dann mit einer Leiterstruktur versehen wird, durch strukturweises Belichten, Entwicklungsbehandlung, und Nachbelichtungs-Backen, so dass eine mit einer Leiterstruktur versehene Photoresist-Schicht erhalten wird. Der Oxidfilm auf dem Oberflächensubstrat wird selektiv mit der strukturierten Photoresist-Schicht als Maske geätzt, und dann wird die strukturierte Photoresist-Schicht vollständig von der Substratoberfläche durch chemisches Strippen oder Plasmaätzen weggelöst. Jeder verbleibende chemische Stripper- oder Plasmaätz-Rückstand wird durch einen Spülschritt entfernt, wobei die erfindungsgemäßen Zusammensetzung verwendet wird.
  • Die tatsächlichen Bedingungen der Spülung (d.h. Temperatur, Zeit und dergleichen) können über weite Bereiche variieren und hängen gewöhnlich ab von der Beschaffenheit und der Menge des Photoresist-Strippers oder Plasmaätzrückstandsreinigers, sowie anderen Faktoren, die dem Fachmann geläufig sind. Im allgemeinen sind jedoch Temperaturen, die von etwa 5°C bis etwa 40°C reichen, für einen Zeitraum von etwa 5 sec bis etwa 15 min üblich.
  • Eine Vielfalt der Maßnahmen kann beim Kontaktieren gestrippter oder gereinigter Substrate mit der Spül-Zusammensetzung in der Praxis des erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzt werden. Das gestrippte oder gereinigte Substrat kann beispielsweise in ein Spülbad getaucht werden, oder die Spül-Zusammensetzung kann über die Oberfläche des gestrippten oder gereinigten Substrat gesprüht werden, wie es dem Fachmann-geläufig ist. Man möchte zwar nicht an eine bestimmte Theorie gebunden sein, jedoch nimmt man an, dass die erfindungsgemäße Zusammensetzung eine höhere Korrosionsschutzmittel-Konzentration bereitstellt, als verlässlich zum Stripper zugegeben werden kann. Die Konzentration an Korrosionsschutzmittel in der Spül-Zusammensetzung reduziert die Korrosion des Substrates durch jeglichen verbleibenden Photoresist-Stripper – oder Plasmaätzrückstandsreiniger vor der Spülung mit deionisiertem Wasser.
  • Die erfindungsgemäße Spül-Zusammensetzung entfernt effizient eine große Reihe von Stripp- oder Reinigungslösungen von Substraten. Beispielhafte Strippen- oder Reinigungsformulierungen umfassen MICROSTRIP 2001, erhältlich von Olin Microelectronic Materials Division der Firma Olin Corporation, EKC 265, EKC 270, EKC 311; EKC 830, die jeweils von EKC-Technology, Inc. erhältlich sind; ACT 935, erhältlich von Ashland Chemical und PR-2000, erhältlich von Baker Chemical. All diese Materialien sind effiziente Strippen oder Plasmaätzrückstandsreiniger für organische Polymermaterialien, wie positiv und negativ arbeitende g/i-Linien- und Tief-UV-Resiste, Elektronenstrahl-Resiste, Röntgenstrahlresiste, Ionenstrahlresiste, sowie organische dielektrische Materialien, wie Polyimid-Harze usw.
  • Die nicht-korrosive Spül-Zusammensetzung kann zum Entfernen der Strippen-Formulierungen verwendet werden, die auf eines der herkömmlichen Substrate aufgebracht sind, die dem Fachmann geläufig sind, wie Silicium, Siliciumdioxid, Siliciumnitrid, Polysilicium, Aluminiumlegierungen, Kupfer, Kupferlegierungen, Polyimide, und so weiter.
  • Die folgende Beispiele und das Vergleichsbeispiel werden zur besseren Veranschaulichung der vorliegenden Erfindung bereitgestellt. Sämtliche Teile und Prozentangaben beziehen sich auf das Gewicht und sämtliche Temperaturen sind, wenn nicht anders angegeben, in °C.
  • Beispiel 1
  • Silicium-Wafer mit einer Mehrfachschicht aus Al-Si-Cu/SiO2/Si wurden hergestellt durch Plasmaabscheidungsverfahren und dann oben beschichtet mit OiR-32 positivem Photoresist (PR), erhältlich von Olin Micoelectronic Materials, East Providence, RI, welches ein Novolak und einen Naphthochinondiazid-Sensibilisator umfasst. Das Photoresist wurde bei einer Filmdicke von etwa 1,0 Mikron durch ein Spinbeschichtungsverfahren aufgebracht. Ein Mikrostrukturierung wurde photolithographisch auf die PR-Schicht aufgebracht, gefolgt von Strukturübertragung auf die Metallschicht durch Plasmaätzen mit einer vorgestrukturierten PR-Maske und CHF3-Gas. Die Wafer wurden dann einem Sauerstoffveraschen unterworfen, und die obere Schicht des Photoresists wurde entfernt. Die Plasmaätzrückstände, die im Inneren der Kontaktlöcher verblieben, wurden durch Elektronenspektroskopie charakterisiert, und sie enthielten Befunden zufolge Al2O3 als Hauptkomponente.
  • Die so erhaltenen Wafer wurden in eine kommerziell erhältliche Stripperlösung aus EKC 265 (EKC Inc.) getaucht, die 30 min bei 65°C unter vorsichtigem Schütteln gehalten wurde. Die Wafer wurden aus dem Stripperlösungsbad entnommen und in eine wässrige Lösung von Hydroxylammoniumnitrat (HAN, 0,1 Gew.% -nA beansprucht) getaucht, die bei Raumtemperatur für 60 sec unter vorsichtigem Rühren gehalten wurde. Die Wafer wurden aus dem HAN-Bad entfernt und mit deionisiertem (DI)-Wasser für 5 min gespült, und mit einem sanften Stickstoffgasstrom getrocknet.
  • Die Waferoberfläche wurde unter einem Rasterelektronenmikroskop (REM) untersucht, um die Rückstandsreinigung und die Metallkorrosion des Substrates zu beobachten. Die REM-Ergebnisse zeigten, dass die Rückstände vollständig entfernt wurden und die Metallschicht nicht korrodiert wurde.
  • Beispiel 2
  • Das in Beispiel 1 veranschaulichte Verfahren wurde durchgeführt, außer dass eine Nach-Strip-Spüllösung verwendet wurde, die hergestellt wurde durch Lösen von 0,1 g Milchsäure in 99,9 g Wasser. Diese Lösung hatte einen pH-Wert von 2,9 bei 25°C.
  • Die Waferoberfläche wurde unter einem Rasterelektronenmikroskop (REM) untersucht, um die Rückstandsreinigung und die Metallkorrosion des Substrates zu beobachten. Die REM- Ergebnisse zeigten, dass die Rückstände vollständig entfernt wurden und die Metallschicht nicht korrodiert wurde.
  • Beispiel 3
  • Das in Beispiel 1 veranschaulichte Verfahren wurde nochmals durchgeführt, außer dass eine Nach-Strip-Spüllösung verwendet wurde, die hergestellt wurde aus 99,94 g Wasser und 0,06 g Essigsäure. Diese Lösung hatte einen pH-Wert von 3,4 bei 25°C.
  • Die Waferoberfläche wurde unter einem Rasterelektronenmikroskop (REM) untersucht, um die Rückstandsreinigung und die Metallkorrosion des Substrates zu beobachten. Die REM-Ergebnisse zeigten, dass die Rückstände vollständig entfernt wurden und die Metallschicht nicht korrodiert wurde.
  • Vergleichsbeispiel
  • Die gleichen Wafer, hergestellt im vorhergehenden Beispiel, wurden identisch verarbeitet, außer dass zwei Spülschritte mit deionisiertem Wasser nach dem Photoresist-Stripperschritt anstelle eines Nachstripp-Spülschrittes und ein anschließender Spülschritt mit DI-Wasser durchgeführt wurde.
  • Die REM-Ergebnisse zeigten, dass die Rückstände vollständig entfernt wurden. Die Substratschicht, insbesondere die TiN-Schicht, wurde jedoch schwer korrodiert.

Claims (9)

  1. Verfahren zur Entfernung von Rückständen von einem Substrat, das Photoresist-Stripper-Rückstände und/oder Rückstände nach dem Photoresist-Ätzen trägt, umfassend das Behandeln des den Rückstand tragenden Substrats mit einer Spüllösung, die 99,95 bis 93 Gew.-% Wasser und 0,05 bis 7 Gew.-% mindestens eines wasserlöslichen Korrosionsschutzmittels umfasst, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus mindestens einer wasserlöslichen organischen Säure besteht, die aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Ameisensäwe, Essigsäure, Propionsäure, Valeriansäure, Isovaleriansäure, Oxalsäure, Malonsäure, Bernsteinsäure, Butandiolsäure, Glutarsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Phthalsäure, 1,2,3-Benzoltricarbonsäure, Glycolsäure, Milchsäure (2-Hydroxypropionsäure), Citronensäure, Salicylsäure, Weinsäure und Gluconsäure und Kombinationen davon, wobei die Gewichtsprozente sich auf das Gesamtgewicht der Spüllösung beziehen.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Substrat ferner Rückstände von Entfernerlösung trägt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die wasserlösliche organische Säure aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Milchsäure, Weinsäure, Essigsäure, Gluconsäure und Phthalsäure besteht.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die nicht-korrosive Spülzusammensetzung 99,9 bis 97 Gew.-% Wasser und 0,1 bis 3 Gew.-% wasserlösliches Korrosionsschutzmittel, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Spüllösung, umfasst.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche zum Entfernen einer mit einem Leiterstruktur versehenen Photoresist-Schicht und von Rückständen, die Photoresist-Rückstände, Rückstände nach dem Ätzen, Rückstände von Entfernerlösung und Kombinationen davon umfasst, von einem Substrat, auf dem sich eine mit einem Leiterstruktur versehene Photoresist-Schicht befindet und das einem Ätzbetrieb unterworfen worden ist, umfassend die folgenden Schritte: (1) Entfernen der mit einem Leiterstruktur versehenen Photoresist-Schicht von dem Substrat, (2) Behandeln des Substrats mit einer Entfernerlösung und (3) Spülen des Substrats mit der nicht-korrosiven Spüllösung.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Entfernungsschritte (1) und (2) jeweils einen Photoresist-Stripping-Schritt mit einer Flüssigkeit umfassen.
  7. Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Entfernungsschritt (1) einen Veraschungsschritt mit Sauerstoffgasplasma umfasst.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei die Schritte (1) und (2) gleichzeitig durchgeführt werden.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei Schritt (2) ein Reinigungsschritt nach dem Ätzen ist.
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