JP2001520267A - 半導体基板からの残留物をストリッピングするためのホウ酸アンモニウム含有組成物 - Google Patents
半導体基板からの残留物をストリッピングするためのホウ酸アンモニウム含有組成物Info
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Abstract
(57)【要約】
本発明は、ハロゲンベースのプラズマ金属エッチング、これに続く酸素プラズマ灰化から生じるウェーハ残留物をストリッピングするための処方物を包含する。この処方物は、以下の一般的成分を含む（パーセントは重量比である）：有機アミンまたはアミンの混合物１５〜６０％、水２０〜６０％、四ホウ酸アンモニウムまたは五ホウ酸アンモニウム９〜２０％、必要に応じて極性有機溶媒０〜１５％。
Description
【０００１】 （発明の背景） （発明の分野） 本発明は、一般に半導体ウェーハ製造に使用される化学的処方物に関し、特に
ホウ酸アンモニウム化合物を含み、レジストプラズマ灰化工程に続いてウェーハ
から残留物を除去することに利用される化学的処方物に関する。
ホウ酸アンモニウム化合物を含み、レジストプラズマ灰化工程に続いてウェーハ
から残留物を除去することに利用される化学的処方物に関する。
【０００２】 （従来技術の説明） 従来の技術は、フォトレジスト灰化工程に続いて残留物を除去しそしてウェー
ハを洗浄するための種々の化学的処方物の利用を教唆する。一般に、これらの従
来技術の化学的処方物は、望まれない無機性残留物の除去を補助するために強酸
または強塩基のような強烈な試薬を含む。しかしながら、そのような強烈な試薬
は、ウェーハ上に残る金属または絶縁体層の望まれないさらなる除去を引き起こ
し得、従って多くの場合望ましくない。それゆえ、レジスト灰化工程に続いて残
留物を効率良く除去し、ウェーハ上に残らなければならないデリケートな構造を
攻撃せずそして潜在的に品質低下させない、化学的処方物が必要である。
ハを洗浄するための種々の化学的処方物の利用を教唆する。一般に、これらの従
来技術の化学的処方物は、望まれない無機性残留物の除去を補助するために強酸
または強塩基のような強烈な試薬を含む。しかしながら、そのような強烈な試薬
は、ウェーハ上に残る金属または絶縁体層の望まれないさらなる除去を引き起こ
し得、従って多くの場合望ましくない。それゆえ、レジスト灰化工程に続いて残
留物を効率良く除去し、ウェーハ上に残らなければならないデリケートな構造を
攻撃せずそして潜在的に品質低下させない、化学的処方物が必要である。
【０００３】 （発明の要旨） 本発明は、ハロゲンベースのプラズマ金属エッチング、これに続いた酸素プラ
ズマ灰化から生じるウェーハ残留物をストリッピングするための処方物を包含す
る。この処方物は、以下の一般的成分を含む（パーセントは重量比である）： 有機アミンまたはアミンの混合物 １５〜６０％ 水 ２０〜６０％ 四ホウ酸アンモニウムまたは五ホウ酸アンモニウム ９〜２０％ 必要に応じて極性有機溶媒 ０〜１５％。
ズマ灰化から生じるウェーハ残留物をストリッピングするための処方物を包含す
る。この処方物は、以下の一般的成分を含む（パーセントは重量比である）： 有機アミンまたはアミンの混合物 １５〜６０％ 水 ２０〜６０％ 四ホウ酸アンモニウムまたは五ホウ酸アンモニウム ９〜２０％ 必要に応じて極性有機溶媒 ０〜１５％。
【０００４】 好ましいアミンは： モノエタノールアミン（ＭＥＡ） ペンタメチルジエチレントリアミン（ＰＭＤＥＴＡ） トリエタノールアミン（ＴＥＡ） である。
【０００５】 好ましい処方物は： １つ以上の好ましいアミン ３５〜５７％ 四ホウ酸アンモニウム １０〜２０％ 水 ２８〜４９％ Ｎ−メチルピロリドン ０〜１５％ を含む。
【０００６】 好ましい処方物の例は： ＴＥＡ ３５．２％ 四ホウ酸アンモニウム １１．４％ 水 ３９％ Ｎ−メチルピロリドン １４．３％ および ＭＥＡ ３５％ 四ホウ酸アンモニウム ２０％ 水 ４５％ である。
【０００７】 本発明の利点は、プラズマ灰化工程に続いて無機残留物を効率良く除去するこ
とである。
とである。
【０００８】 本発明の別の利点は、プラスマ灰化に続いて金属ハロゲン化物および金属酸化
物残留物を効率良く除去することである。
物残留物を効率良く除去することである。
【０００９】 本発明のさらなる利点は、強酸または強塩基を含むことなく、プラスマ灰化に
続いて半導体ウェーハから無機残留物を効率良く除去することである。
続いて半導体ウェーハから無機残留物を効率良く除去することである。
【００１０】 本発明のこれらのおよび他の特徴および利点は、以下の好ましい実施態様の詳
細な説明を検討することにより当業者に理解される。
細な説明を検討することにより当業者に理解される。
【００１１】 （好ましい実施態様の詳細な説明） 半導体ウェーハの製造における典型的な工程は、金属層またはその上に形成さ
れたパターン化レジスト層を有する絶縁層の形成を含む。そのようなウェーハは
次いで、（ハロゲンベースのプラズマのような）プラズマに曝され、露出された
金属または絶縁体を除去し得る。その後、（典型的には、酸素ベースのプラズマ
を使用して）プラズマ灰化工程が実施され、ここで残るレジストがウェーハから
除去される。その結果が、パターン化金属層またはパターン化絶縁体層である。
れたパターン化レジスト層を有する絶縁層の形成を含む。そのようなウェーハは
次いで、（ハロゲンベースのプラズマのような）プラズマに曝され、露出された
金属または絶縁体を除去し得る。その後、（典型的には、酸素ベースのプラズマ
を使用して）プラズマ灰化工程が実施され、ここで残るレジストがウェーハから
除去される。その結果が、パターン化金属層またはパターン化絶縁体層である。
【００１２】 これら一連の工程は一般に、さらなる製造工程の前にウェーハから除去されな
くてはならない残留物を発生する。プラズマ灰化工程に続く残留物は、主に金属
ハロゲン化物および金属酸化物のような無機化合物から成っている。
くてはならない残留物を発生する。プラズマ灰化工程に続く残留物は、主に金属
ハロゲン化物および金属酸化物のような無機化合物から成っている。
【００１３】 現在、種々の化学的処方物が無機化合物残留物を除去するために使用されてい
る。これらの処方物は、一般に、レジストプラズマ灰化技術の導入の前に使用さ
れていた古い半導体製造湿式化学的レジスト除去プロセスの名残である。従って
従来の処方物は、典型的には残留物を除去するために強酸または強塩基を含む。
本発明は、無機化合物残留物を除去するための化学的処方物を包含し、この処方
物は従来技術の処方物の強酸または強塩基を含まない。
る。これらの処方物は、一般に、レジストプラズマ灰化技術の導入の前に使用さ
れていた古い半導体製造湿式化学的レジスト除去プロセスの名残である。従って
従来の処方物は、典型的には残留物を除去するために強酸または強塩基を含む。
本発明は、無機化合物残留物を除去するための化学的処方物を包含し、この処方
物は従来技術の処方物の強酸または強塩基を含まない。
【００１４】 本発明は、高密度プラズマ金属エッチング、これに続いたプラズマ灰化から生
じるウェーハ残留物をストリッピングするための新規な処方物を含む。この処方
物は、主要な成分としてアミンおよびホウ酸アンモニウムおよび水または他の溶
媒を含む。
じるウェーハ残留物をストリッピングするための新規な処方物を含む。この処方
物は、主要な成分としてアミンおよびホウ酸アンモニウムおよび水または他の溶
媒を含む。
【００１５】 好ましい処方物は、以下の一般成分（パーセントは重量比である）： 有機アミンまたはアミンの混合物 １５〜６０％ 水 ２０〜６０％ 四ホウ酸アンモニウムまたは五ホウ酸アンモニウム ９〜２０％ 必要に応じて極性有機溶媒 ０〜１５％ を利用する。
【００１６】 好ましいアミンは： モノエタノールアミン（ＭＥＡ） ペンタメチルジエチレントリアミン（ＰＭＤＥＴＡ） トリエタノールアミン（ＴＥＡ） である。
【００１７】 有効な他のアミンは： Ｎ−メチルジエタノールアミン ジグリコールアミン ジエチルエタノールアミン ヒドロキシエチルモルホリン である。
【００１８】 好ましい処方物は： １つ以上の好ましいアミン ３５〜５７％ 四ホウ酸アンモニウム １０〜２０％ 水 ２８〜４９％ Ｎ−メチルピロリドン ０〜１５％ を含む。
【００１９】 アミンと組み合わせて金属キレート剤としてホウ酸塩を利用することは、本発
明の独特な特徴である。これらの処方物は、良好なストリッピング性能、および
アミンと他のキレート剤を含有する伝統的な処方物よりかなり低い腐食性を提供
する。ホウ酸塩／アミンの組み合わせが実用的なストリッパーとして利用されて
いるということは公知ではない。
明の独特な特徴である。これらの処方物は、良好なストリッピング性能、および
アミンと他のキレート剤を含有する伝統的な処方物よりかなり低い腐食性を提供
する。ホウ酸塩／アミンの組み合わせが実用的なストリッパーとして利用されて
いるということは公知ではない。
【００２０】 好ましい処方物の例は： ＴＥＡ ３５．２％ 四ホウ酸アンモニウム １１．４％ 水 ３９％ Ｎ−メチルピロリドン １４．３％ および ＭＥＡ ３５％ 四ホウ酸アンモニウム ２０％ 水 ４５％ である。
【００２１】 本発明者らは、他の密接に関連した成分が、好ましい処方物として利用された
ものに匹敵し得る性能を示すと期待されるということを予測する。
ものに匹敵し得る性能を示すと期待されるということを予測する。
【００２２】 これらは以下を含む： Ａ． 他の有機アミンが適切であると予測される。
【００２３】 Ｂ． 他の極性有機溶媒が適切であると予測される。
【００２４】 Ｃ． 界面活性剤、安定化剤、腐食インヒビター、緩衝化剤および共溶媒のよ
うな成分を必要に応じて含めることが当業者には明白な添加であるいうことが、
また予測される。
うな成分を必要に応じて含めることが当業者には明白な添加であるいうことが、
また予測される。
【００２５】 本発明の処方物は、塩素またはフッ素含有プラズマ、これに続いた酸素プラズ
マ灰化でエッチングされるウェーハに特に有用である。このタイプの加工により
生成する残留物は、典型的には酸化アルミニウムおよび酸化チタンのような無機
物質を含むが、これらに限らない。有効な装置の性能に必要とされる金属および
チタン窒化物機能の腐食を引き起こすことなく、これらの残留物を完全に溶解す
ることはしばしば困難である。
マ灰化でエッチングされるウェーハに特に有用である。このタイプの加工により
生成する残留物は、典型的には酸化アルミニウムおよび酸化チタンのような無機
物質を含むが、これらに限らない。有効な装置の性能に必要とされる金属および
チタン窒化物機能の腐食を引き起こすことなく、これらの残留物を完全に溶解す
ることはしばしば困難である。
【００２６】 （実施例） バイアス（ｖｉａｓ）を含有する工業的に生産される２つのタイプのウェーハ
を、本発明の処方物を使用して評価した。各々の場合、プラズマエッチングおよ
び灰化に続いて、残留物は処方浴中、５０度〜６０度で３０分間ウェーハを浸し
、続いて脱イオン水で洗浄し、そして窒素ガス気流で乾燥することにより除去し
た。本発明者らは、この処方物がまた自動スプレー装置でウェーハをスプレーし
続いて水でリンスして適用し得るということを期待する。
を、本発明の処方物を使用して評価した。各々の場合、プラズマエッチングおよ
び灰化に続いて、残留物は処方浴中、５０度〜６０度で３０分間ウェーハを浸し
、続いて脱イオン水で洗浄し、そして窒素ガス気流で乾燥することにより除去し
た。本発明者らは、この処方物がまた自動スプレー装置でウェーハをスプレーし
続いて水でリンスして適用し得るということを期待する。
【００２７】 （実施例１） １．６ミクロンの直径、窒化チタン上層（４０ｎｍの厚さ）、酸化ケイ素の第
２層（１．３ミクロンの厚さ）およびアルミニウム／銅合金の下層からなる３層
のバイアスを有するウェーハ。基板は酸化ケイ素であった。
２層（１．３ミクロンの厚さ）およびアルミニウム／銅合金の下層からなる３層
のバイアスを有するウェーハ。基板は酸化ケイ素であった。
【００２８】 試験された処方物の例は： ＴＥＡ ３５．２％ 四ホウ酸アンモニウム １１．４％ 水 ３９％ Ｎ−メチルピロリドン １４．３％ および ＭＥＡ ３５％ 四ホウ酸アンモニウム ２０％ 水 ４５％ である。
【００２９】 （実施例２） １ミクロンの直径、酸化ケイ素上層（７０００オングストロームの厚さ）、窒
化チタンの第２層（１２００オングストロームの厚さ）およびアルミニウムの下
層からなる３層のバイアスを有するウェーハ。基板は酸化ケイ素であった。
化チタンの第２層（１２００オングストロームの厚さ）およびアルミニウムの下
層からなる３層のバイアスを有するウェーハ。基板は酸化ケイ素であった。
【００３０】 試験された処方物の例は： ＴＥＡ ３５．２％ 四ホウ酸アンモニウム １１．４％ 水 ３９％ Ｎ−メチルピロリドン １４．３％ および ＭＥＡ ３５％ 四ホウ酸アンモニウム ２０％ 水 ４５％ である。
【００３１】 本発明の処方物は、相対的なストリッピング効率および腐食性について評価し
た。ストリッピング効率および低腐食性の両方に基づいた全体的な性能において
これらの好ましい処方物が最も良いスコアとなり、これらはほぼ同等である。
た。ストリッピング効率および低腐食性の両方に基づいた全体的な性能において
これらの好ましい処方物が最も良いスコアとなり、これらはほぼ同等である。
【００３２】 本発明は、特定の好ましい実施態様と関連して示されそして記載されるが、本
発明の他のおよびさらなる変化および改変は、本発明を理解した後に当業者に明
らかになることが理解されるべきである。従って、以下の特許請求の範囲は、そ
のような変化および改変を全て包含し、本発明の真の精神および範囲内に入るも
のと意図される。
発明の他のおよびさらなる変化および改変は、本発明を理解した後に当業者に明
らかになることが理解されるべきである。従って、以下の特許請求の範囲は、そ
のような変化および改変を全て包含し、本発明の真の精神および範囲内に入るも
のと意図される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/306 Ｇ０３Ｆ 7/38 ５０１ // Ｇ０３Ｆ 7/38 ５０１ Ｈ０１Ｌ 21/306 Ｄ (72)発明者 グアン， ジョージ アメリカ合衆国 カリフォルニア 95117, サン ノゼ， ムアパーク アベニュー ナンバー58 3900 Ｆターム(参考） 2H096 AA00 AA25 JA04 LA06 LA07 LA30 4H003 BA12 BA20 DA15 EA18 EB13 EB14 ED02 ED31 FA15 FA29 5F043 BB27 BB28 CC16 DD12 DD15 GG10
Claims (26)
- 【請求項１】 プラズマ後灰化半導体製造に使用する半導体ウェーハ洗浄処
方物であって、以下の重量パーセント範囲で示された成分を含む、処方物： 少なくとも一つの有機アミン １５〜６０％ 水 ２０〜６０％ ホウ酸アンモニウム化合物 ９〜２０％。 - 【請求項２】 前記ホウ酸アンモニウム化合物が四ホウ酸アンモニウムおよ
び五ホウ酸アンモニウムから成る群から選択される、請求項１に記載の洗浄処方
物。 - 【請求項３】 ０〜１５％の重量パーセント範囲を有する極性有機溶媒をさ
らに含む、請求項１に記載の洗浄処方物。 - 【請求項４】 ０〜１５％の重量パーセント範囲を有する極性有機溶媒をさ
らに含む、請求項２に記載の洗浄処方物。 - 【請求項５】 請求項１に記載の洗浄処方物であって、前記有機アミンが以
下から成る群から選択される、処方物： モノエタノールアミン（ＭＥＡ） ペンタメチルジエチレントリアミン（ＰＭＤＥＴＡ） トリエタノールアミン（ＴＥＡ）。 - 【請求項６】 請求項２に記載の洗浄処方物であって、前記有機アミンが以
下から成る群から選択される、処方物： モノエタノールアミン（ＭＥＡ） ペンタメチルジエチレントリアミン（ＰＭＤＥＴＡ） トリエタノールアミン（ＴＥＡ）。 - 【請求項７】 請求項３に記載の洗浄処方物であって、前記有機アミンが以
下から成る群から選択される、処方物： モノエタノールアミン（ＭＥＡ） ペンタメチルジエチレントリアミン（ＰＭＤＥＴＡ） トリエタノールアミン（ＴＥＡ）。 - 【請求項８】 請求項２に記載の洗浄処方物であって、前記有機アミンが以
下から成る群から選択される、処方物： Ｎ−メチルジエタノールアミン ジグリコールアミン ジエチルエタノールアミン ヒドロキシエチルモルホリン。 - 【請求項９】 界面活性剤、安定化剤、腐食インヒビター、緩衝化剤および
共溶媒から成る群から選択される１つ以上の化合物をさらに含む、請求項１に記
載の洗浄処方物。 - 【請求項１０】 プラズマ後灰化半導体製造に使用する半導体ウェーハ洗浄
処方物であって、以下の重量パーセント範囲で示された成分を含む、処方物： ＴＥＡ ３５．２％ 四ホウ酸アンモニウム １１．４％ 水 ３９％ Ｎ−メチルピロリドン １４．３％。 - 【請求項１１】 界面活性剤、安定化剤、腐食インヒビター、緩衝化剤およ
び共溶媒から成る群から選択される１つ以上の成分をさらに含む、請求項１０に
記載の洗浄処方物。 - 【請求項１２】 プラズマ灰後化半導体製造に使用する半導体ウェーハ洗浄
処方物であって、以下の重量パーセント範囲で示された成分を含む、処方物： ＭＥＡ ３５％ 四ホウ酸アンモニウム ２０％ 水 ４５％ - 【請求項１３】 界面活性剤、安定化剤、腐食インヒビター、緩衝化剤およ
び共溶媒から成る群から選択される１つ以上の成分をさらに含む、請求項１２に
記載の洗浄処方物。 - 【請求項１４】 半導体ウェーハを製造するための方法であって、以下： 該ウェーハの表面から金属層をプラズマエッチングする工程； 該金属エッチング工程に続いて該ウェーハの該表面からレジストをプラズマ灰
化する工程； 以下の重量パーセント範囲で示された成分を含む化学的処方物を使用して、次
工程で該ウェーハを洗浄する工程； 少なくとも一つの有機アミン １５〜６０％ 水 ２０〜６０％ ホウ酸アンモニウム化合物 ９〜２０％ を包含するステップを含む、方法。 - 【請求項１５】 前記ホウ酸アンモニウム化合物が四ホウ酸アンモニウム
および五ホウ酸アンモニウムから成る群から選択される、請求項１４に記載の方
法。 - 【請求項１６】 ０〜１５％の重量パーセント範囲を有する極性有機溶媒
をさらに含む、請求項１４に記載の方法。 - 【請求項１７】 ０〜１５％の重量パーセント範囲を有する極性有機溶媒
をさらに含む、請求項１５に記載の方法。 - 【請求項１８】 請求項１４に記載の方法であって、前記有機アミンが以
下から成る群から選択される、方法： モノエタノールアミン（ＭＥＡ） ペンタメチルジエチレントリアミン（ＰＭＤＥＴＡ） トリエタノールアミン（ＴＥＡ）。 - 【請求項１９】 請求項１５に記載の方法であって、前記有機アミンが以
下から成る群から選択される、方法： モノエタノールアミン（ＭＥＡ） ペンタメチルジエチレントリアミン（ＰＭＤＥＴＡ） トリエタノールアミン（ＴＥＡ）。 - 【請求項２０】 請求項１６に記載の方法であって、前記有機アミンが以
下から成る群から選択される、方法： モノエタノールアミン（ＭＥＡ） ペンタメチルジエチレントリアミン（ＰＭＤＥＴＡ） トリエタノールアミン（ＴＥＡ）。 - 【請求項２１】 請求項１５に記載の方法であって、前記有機アミンが以
下から成る群から選択される、方法： Ｎ−メチルジエタノールアミン ジグリコールアミン ジエチルエタノールアミン ヒドロキシエチルモルホリン。 - 【請求項２２】 界面活性剤、安定化剤、腐食インヒビター、緩衝化剤およ
び共溶媒から成る群から選択される１つ以上の化合物をさらに含む、請求項１４
に記載の方法。 - 【請求項２３】 半導体ウェーハを製造するための方法であって、以下： 該ウェーハの表面から金属層をプラズマエッチングする工程； 該金属エッチング工程に続いて該ウェーハの該表面からレジストをプラズマ灰
化する工程； 以下の重量パーセント範囲で示された成分を含む化学的処方物を使用して、次
工程で該ウェーハを洗浄する工程； ＴＥＡ ３５．２％ 四ホウ酸アンモニウム １１．４％ 水 ３９％ Ｎ−メチルピロリドン １４．３％ を包含するステップを含む、方法。 - 【請求項２４】 前記処方物が界面活性剤、安定化剤、腐食インヒビター、
緩衝化剤および共溶媒から成る群から選択される１つ以上の成分をさらに含む、
請求項２３に記載の方法。 - 【請求項２５】 半導体ウェーハを製造するための方法であって、以下： 該ウェーハの表面から金属層をプラズマエッチングする工程； 該金属エッチング工程に続いて該ウェーハの該表面からレジストをプラズマ灰
化する工程； 以下の重量パーセント範囲で示された成分を含む化学的処方物を使用して、次
工程で該ウェーハを洗浄する工程； ＭＥＡ ３５％ 四ホウ酸アンモニウム ２０％ 水 ４５％ を包含するステップを含む、方法。 - 【請求項２６】 前記処方物１９が界面活性剤、安定化剤、腐食インヒビタ
ー、緩衝化剤および共溶媒から成る群から選択された１つ以上の成分をさらに含
む、請求項２５に記載の方法。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US6285697P | 1997-10-14 | 1997-10-14 | |
| US60/062,856 | 1997-10-14 | ||
| PCT/US1998/021807 WO1999019447A1 (en) | 1997-10-14 | 1998-10-14 | Ammonium borate containing compositions for stripping residues from semiconductor substrates |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001520267A true JP2001520267A (ja) | 2001-10-30 |
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|---|---|---|---|
| JP2000516001A Withdrawn JP2001520267A (ja) | 1997-10-14 | 1998-10-14 | 半導体基板からの残留物をストリッピングするためのホウ酸アンモニウム含有組成物 |
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|---|---|
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| JP (1) | JP2001520267A (ja) |
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| KR20010113396A (ko) * | 2000-06-19 | 2001-12-28 | 주식회사 동진쎄미켐 | 암모늄 플로라이드를 함유하는 포토레지스트 리무버 조성물 |
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| US8263539B2 (en) | 2005-10-28 | 2012-09-11 | Dynaloy, Llc | Dynamic multi-purpose composition for the removal of photoresists and methods for its use |
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- 1998-10-14 WO PCT/US1998/021807 patent/WO1999019447A1/en not_active Application Discontinuation
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- 1998-10-14 EP EP98953564A patent/EP1044251A4/en not_active Withdrawn
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