JP2004247416A

JP2004247416A - 洗浄用処理液および電子デバイスの製造方法

Info

Publication number: JP2004247416A
Application number: JP2003034015A
Authority: JP
Inventors: Ikuo Uematsu; 育生植松; Naoya Hayamizu; 直哉速水
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2003-02-12
Filing date: 2003-02-12
Publication date: 2004-09-02

Abstract

【課題】リアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）を用いてアルミニウムのような金属からなる配線の形成後、またはＣＭＰによる埋込み配線の形成後において、それら配線の細り等を招くことなく、前記配線の表面等に付着された金属残渣物、酸化物、レジストに由来するポリマーおよび変質層を容易に除去することが可能な洗浄用処理液を提供する。
【解決手段】有機溶剤、フッ化物含有化合物および酸化剤を含むことを特徴とする。
【選択図】なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、洗浄用処理液および電子デバイスの製造方法に関し、詳しくは半導体装置、液晶表示装置の製造におけるリアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）後等の処理工程に用いられる洗浄用処理液およびその処理工程を改良した電子デバイスの製造方法に係る。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、半導体装置では、金属配線としてアルミニウムまたは銅が用いられる。アルミニウム配線は、デバイスに印加される電流がアルミニウム原子の移動を引き起こす、いわゆるエレクトロマイグレーションを生じる。このエレクトロマイグレーションを防止するために配線として少量の銅を添加したアルミニウム合金が用いられている。
【０００３】
また、前記配線はコンタクトホールでの電気的スパイクの発生を最小にするためにアルミニウムに少量のシリコンまたはチタン添加したアルミニウム合金が用いられている。
【０００４】
ところで、前記半導体装置における金属配線は次のような種々の工程により形成されている。
【０００５】
１）まず、半導体基板上の絶縁膜にアルミニウムを含む金属層を形成する。つづいて、前記金属層にレジスト膜を被覆し、このレジスト膜を露光、現像処理する、いわゆる写真蝕刻してレジストパターンを形成する。このレジストパターンをマスクとして前記金属層の露出部分をリアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）により選択的に除去してアルミニウムを含む配線を形成する。この後、残存するレジストパターンを剥離、除去する。
【０００６】
前記１）の方法によるアルミニウムを含む金属層をレジストパターンおよびＲＩＥを用いて選択的にエッチングして金属配線を形成した後において、前記金属配線の表面および側壁に金属、レジストに由来するポリマーおよび変質層などの残渣物が付着される。このような残渣物は、半導体装置の信頼性を低下させる。このため、従来では金属配線の形成後にヒドロキシルアミンのようなアルカリ水溶液でその表面等を処理して、前記残渣物を除去することが行われている。
【０００７】
しかしながら、前記配線は両性のアルミニウムを含むため、ヒドロキシルアミンのようなアルカリ水溶液下でエッチングされて、例えば配線が細って抵抗値が増大する等の問題を生じる。
【０００８】
２）まず、半導体基板上の第１層絶縁膜にアルミニウムを含む金属層を形成し、この金属層にレジスト膜を被覆し、このレジスト膜を写真蝕刻してレジストパターンを形成する。このレジストパターンをマスクとして前記金属層の露出部分をＲＩＥにより選択的に除去して第１層配線を形成する。つづいて、前記レジストパターンを剥離、除去した後、前記第１層配線を含む前記第１層絶縁膜に第２層絶縁膜を形成する。ひきつづき、前記第２層絶縁膜上にレジスト膜を被覆し、このレジスト膜を写真蝕刻してビアホール形成予定部が開口されたレジストパターンを形成し、このレジストパターンをマスクとして前記第２層絶縁膜の露出部分をＲＩＥにより選択的に除去してボアホールを開口する。このビアホールを含む第２層絶縁膜上に導電性バリア膜、タングステンのような金属膜を堆積して少なくとも前記ビアホール内面に導電性バリア膜を形成するとともに、この導電性バリア膜が形成されたビアホール内を前記金属膜で埋め込む。この後、前記金属膜、導電性バリア膜を化学機械研磨（ｃｈｅｍｉｃａｌｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｏｌｉｓｈｉｎｇ；ＣＭＰ）処理を施して前記第２層絶縁膜に前記第１層配線と接続されるビアフィルを形成する。
【０００９】
次いで、前記ビアフィルを含む前記第２層絶縁膜上に金属層を形成し、この金属層にレジスト膜を被覆する。このレジスト膜を写真蝕刻してレジストパターンし、このレジストパターンをマスクとして前記金属層の露出部分をリアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）により選択的に除去することにより第２層配線を形成する。
【００１０】
前記２）の方法による第２層絶縁膜をレジストパターンおよびＲＩＥを用いて選択的にエッチングしてビアホールを形成した後において、ビアホールの内面にレジストに由来するポリマーおよびレジストと絶縁膜の材料に由来する変質層などの残渣物が付着される。これらの残渣物が残った状態で、ビアホール内面に導電性バリア膜を形成すると、この後のビアホール内への金属膜の埋め込み過程で前記導電性バリア膜が剥離して、そのバリア機能が阻害される。このため、従来ではヒドロキシルアミンのようなアルカリ水溶液でビアホール内面を処理して、前記残渣物を除去することが行われている。
【００１１】
しかしながら、ビアホール底部から露出された前記第１層配線は両性のアルミニウムを含むため、ヒドロキシルアミンのようなアルカリ水溶液下でエッチングされる。その結果、例えば第１層配線の厚さが減少して抵抗値が増大したり、極端な場合には第１層配線が消失、断線したりする等の問題を生じる。
【００１２】
また、前記２）の方法による第２層の金属層をレジストパターンおよびＲＩＥを用いて選択的にエッチングして第２層配線を形成した後において、前記第２層配線の表面および側壁に金属、レジストに由来するポリマーおよび変質層などの残渣物が付着される。この残渣物は、半導体装置の信頼性を低下させる。このため、従来では第２層配線の形成後にヒドロキシルアミンのようなアルカリ水溶液でその第２層配線表面を処理して、前記残渣物を除去することが行われている。
【００１３】
しかしながら、半導体装置の高集積化に伴って前記第２層配線の幅が微細化されると、前記ビアフィルは第２層配線とのコンタクト部において前記第２層配線で覆われずに露出する。このため、前記ビアフィルがタングステンを主体とする材料を有する場合、ヒドロキシルアミンのようなアルカリ水溶液での第２層配線の処理時にそのアルカリ水溶液が前記タングステン（Ｗ）を主体とする材料からなるビアフィルにも接触して溶解するという問題を生じる。このタングステンの溶解は、主に前記コンタクト部における前記アルカリ水溶液の存在下での第２層配線（例えばＡｌ）とタングステンとの間の大きなイオン化傾向差（電位差）に起因するものである。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、リアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）を用いてアルミニウムのような金属からなる配線の形成後、またはＣＭＰによる埋込み配線の形成後において、それら配線の細り等を招くことなく、前記配線の表面等に付着された金属残渣物、酸化物、レジストに由来するポリマーおよび変質層を容易に除去することが可能な洗浄用処理液を提供しようとするものである。
【００１５】
本発明は、リアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）を用いてアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる配線を形成した後の洗浄工程において、その配線の細り等を招くことなく、前記配線の表面および側壁に付着された金属残渣物、レジストに由来するポリマーおよび変質層を除去することが可能な電子デバイスの製造方法を提供しようとするものである。
【００１６】
本発明は、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる下地の配線と接続するためのビアフィルのビアホールをＲＩＥを用いて絶縁膜に形成した後の洗浄工程において、その下地配線の厚さ減少等を招くことなく、前記ビアホール内面に付着されたレジストに由来するポリマーおよび変質層を除去することが可能な電子デバイスの製造方法を提供しようとするものである。
【００１７】
本発明は、タングステンを主体とするビアフィルが形成された絶縁膜にＲＩＥを用いて前記ビアフィルとのコンタクト部でそれが露出される微細な配線を形成した後の洗浄工程において、前記露出したビアフィルのタングステンの溶解等を招くことなく、前記配線の表面および側壁に付着された金属残渣物、レジストに由来するポリマーおよび変質層を除去することが可能な電子デバイスの製造方法を提供しようとするものである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る洗浄用処理液は、有機溶剤、フッ化物含有化合物および酸化剤を含むことを特徴とするものである。
【００１９】
本発明に係る洗浄用処理液において、前記有機溶剤はアミド類、ラクトン類、アルコール類、ケトン類、エーテル類、エステル類または飽和炭化水素であることが好ましい。
【００２０】
本発明に係る洗浄用処理液において、前記フッ素含有化合物はフッ化水素酸またはフッ化アンモニウムであることが好ましい。前記フッ化水素酸またはフッ化アンモニウムの濃度は、５×１０^−５ｍｏｌ／Ｌ〜５×１０^−１ｍｏｌ／Ｌであることが好ましい。
【００２１】
本発明に係る洗浄用処理液において、前記酸化剤はペルオキソ一硫酸、ペルオキソ一硫酸アンモニウム、ペルオキソ一硫酸ナトリウム、ペルオキソ一硫酸カリウム、ペルオキソ二硫酸、ペルオキソ二硫酸アンモニウム、ペルオキソ二硫酸ナトリウム、ペルオキソ二硫酸カリウムペルオキソクロム酸およびその塩、ペルオキソ錯体、ペルオキソ硝酸およびその塩、ペルオキソ炭酸およびその塩、ペルオキソチタン酸およびその塩、ペルオキソリン酸およびその塩、ペルオキソホウ酸およびその塩、過マンガン酸およびその塩、硝酸および硝酸塩、亜硝酸および亜硝酸塩、モリブデン酸およびモリブデン酸塩、クロム酸またニクロム酸およびそれらの塩、チタン酸およびその塩、オゾンから選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。
【００２２】
本発明に係る洗浄用処理液において、さらにｐＨ調整剤を含むことを許容する。このｐＨ調整剤は、硫酸、塩酸、酢酸、燐酸、シュウ酸、クエン酸またはこれらの塩であることが好ましい。
【００２３】
本発明に係る洗浄用処理液において、さらに防蝕剤を含むことを許容する。この防蝕剤は、有機窒素、アミン基、Ｓ、ＯＨ、ＣＯ等の極性基を一つあるいは二つ以上有する化合物、もしくはキレートを生成する物質であることが好ましい。また、前記防蝕剤はキノリンエチオダイド、オルトおよびパラ−トリルチオ尿素、プロピルサルファイド、ジアミルアミン、ホルムアルデヒド、パラ−チオクレゾール、ベンゾトリアゾール、ポリビニルピロリドン、安息香酸およびその塩、桂皮酸およびその塩、ポリりん酸およびその塩であることが好ましい。
【００２４】
本発明に係る電子デバイスの製造方法は、基板上の絶縁膜表面にアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる配線材料層を形成する工程と、
前記配線材料層をレジストパターンをマスクとしてリアクティブイオンエッチングによりパターニングして配線を形成する工程と、
前記洗浄用処理液により前記配線を含む絶縁膜表面を処理する工程と
を含むことを特徴とするものである。
【００２５】
本発明に係る別の電子デバイスの製造方法は、基板上の第１層絶縁膜表面にアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる第１層配線を形成する工程と、
前記第１層配線を含む前記第１層絶縁膜に第２層絶縁膜を形成した後、この第２層絶縁膜をレジストパターンをマスクとしてリアクティブイオンエッチングにより前記第１層配線表面に達するビアホールを開口する工程と、
前記洗浄用処理液により前記ビアホールを含む第２層絶縁膜表面を処理する工程と、
少なくとも前記ビアホール内面に導電性バリア層を形成する工程と、
前記バリア層が内面に形成された前記ビアホール内を含む第２層絶縁膜表面に導電材料膜を形成する工程と、
前記導電材料膜および導電性バリア層を化学機械研磨により除去してビアフィルを形成する工程と
を含むことを特徴とするものである。
【００２６】
本発明に係るさらに別の電子デバイスの製造方法は、基板上の絶縁膜にタングステンを主体とするビアフィルを形成する工程と、
前記ビアフィルを含む前記絶縁膜に配線材料層を形成する工程と、
前記配線材料層をレジストパターンをマスクとしてリアクティブイオンエッチングによりパターニングして前記ビアフィルとのコンタクト部においてそれより幅の狭い配線を形成する工程と、
前記洗浄用処理液により前記配線を含む絶縁膜表面を処理する工程と
を含むことを特徴とするものである。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００２８】
＜第１実施形態＞
本発明の洗浄用処理液は、有機溶剤、フッ化物含有化合物および酸化剤を含有する。
【００２９】
本発明の洗浄用処理液における各成分の作用等を以下に説明する。
【００３０】
１）有機溶剤
この有機溶剤は、配合される前記フッ化物含有化合物（例えばフッ化水素酸）の解離を防止する。すなわち、フッ化水素酸は水の存在下で下記数１の式（１）、（２）のように解離する。ただし、この解離反応は、平衡反応である。
【００３１】
【数１】

【００３２】
前記式（１）の解離前のＨＦは、金属、酸化物に対するエッチング作用が弱いものの、前記（２）式のＨＦ_２ ⁻は金属、酸化物に対するエッチング作用が強い。このため、前記ＨＦ_２ ⁻が洗浄用処理液中に多量に存在すると、洗浄される金属配線、ＳｉＯ_２のような絶縁膜をエッチングする。
【００３３】
このようなことから、洗浄用処理液の溶剤として有機溶剤を用いて洗浄用処理液中に前記フッ化水素酸の解離を招く水を排除して洗浄用処理液中に前記金属、酸化物に対するエッチング作用が強いＨＦ_２ ⁻が存在するのを回避する。
【００３４】
前記有機溶剤は、例えばアミド類、ラクトン類、アルコール類、ケトン類、エーテル類、エステル類などの極性有機溶媒、または飽和炭化水素などの無極性有機溶媒を挙げることができる。特に、水のリンス時に容易に洗い流せる水溶性で、かつ金属酸化物に対して除去作用を示す極性有機溶剤が好ましい。具体的にはイソプロピルアルコール、酢酸エチル等を挙げることができる。
【００３５】
２）フッ素含有化合物
このフッ素含有化合物は、エッチング残渣である金属、酸化物を除去する作用を有する。
【００３６】
ただし、フッ素含有化合物［例えばフッ化水素酸（ＨＦ）］は前記１）項で説明したように有機溶剤に配合されることによって、前記（１）、（２）式のように解離を防いで、金属、酸化物に対してエッチング作用の強いＨＦ_２ ⁻の生成が防止される。このため、金属、酸化物に対するエッチング作用が弱い（緩慢な）ＨＦの状態に止まる。
【００３７】
前記フッ素含有化合物としては、例えばフッ化水素酸、フッ化水素酸アンモニウム等を挙げることができる。
【００３８】
前記フッ素含有化合物は、前記洗浄用処理液中に５×１０^−６モル／Ｌ〜５×１０^−１モル／Ｌ含有されることことが好ましい。前記フッ素含有化合物の量を５×１０^−６モル／Ｌ未満にすると、エッチング残渣である金属、酸化物を除去することが困難になる虞がある。一方、前記フッ素含有化合物の量が５×１０^−１モル／Ｌを超えると、そのフッ素含有化合物によるエッチング作用が大きくなって、絶縁膜のエッチング除去、配線のエッチング、細りを生じる虞がある。より好ましい前記洗浄用処理液中のフッ素含有化合物の含有量は１×１０^−４モル／Ｌ〜１×１０^−２モル／Ｌである。
【００３９】
３）酸化剤
この酸化剤は、エッチング残渣であるレジストに由来するポリマーおよび変質物などの有機物を分解除去するとともに、アルミニウムのような金属からなる配線をフッ素含有化合物によるエッチングから保護する作用を有する。
【００４０】
前記酸化剤としては、例えばペルオキソ一硫酸、ペルオキソ一硫酸アンモニウム、ペルオキソ一硫酸ナトリウム、ペルオキソ一硫酸カリウム、ペルオキソ二硫酸、ペルオキソ二硫酸アンモニウム、ペルオキソ二硫酸ナトリウム、ペルオキソ二硫酸カリウムペルオキソクロム酸およびその塩、ペルオキソ錯体、ペルオキソ硝酸およびその塩、ペルオキソ炭酸およびその塩、ペルオキソチタン酸およびその塩、ペルオキソリン酸およびその塩、ペルオキソホウ酸およびその塩、過マンガン酸およびその塩、硝酸および硝酸塩、亜硝酸および亜硝酸塩、モリブデン酸およびモリブデン酸塩、クロム酸またニクロム酸およびそれらの塩、チタン酸およびその塩、オゾンから選ばれる少なくとも１種を用いることができる。中でもペルオキソ一硫酸、ペルオキソ一硫酸アンモニウム、ペルオキソ二硫酸、ペルオキソ二硫酸アンモニウムが好ましい。
【００４１】
前記酸化剤は、前記洗浄用処理液中に０．０１モル／Ｌ〜２０モル／Ｌ含有されることが好ましい。
【００４２】
前記酸化剤の量を０．０１モル／Ｌ未満にすると、有機物の分解除去およびエッチングの保護作用を図ることが困難になる虞がある。一方、前記酸化剤の量が２０モル／Ｌを超えると配線表面の酸化が過度に進行して表面の導電性を損なう虞がある。より好ましい前記洗浄用処理液中の酸化剤の含有量は０．１モル／Ｌ〜０．５モル／Ｌである。
【００４３】
本発明の洗浄用処理液は、さらに以下に説明するｐＨ調整用の酸および防蝕剤を含有することを許容する。
【００４４】
４）ｐＨ調整用の酸
このｐＨ調整用の酸は、本発明の洗浄用処理液で例えば半導体装置のような電子デバイスを処理した後に水（例えば純水）でリンス処理する際、前記フッ素含有化合物［例えばフッ化水素酸（ＨＦ）］の解離に伴って金属、酸化物に対するエッチング作用の強いＨＦ_２ ⁻が生成されるのを抑制する作用を有する。
【００４５】
すなわち、前記リンス処理により洗浄用処理液に水が混入されると、前述した式（１）、（２）のようにＨＦが水の存在したで解離して金属、酸化物に対してエッチング作用の強いＨＦ_２ ⁻が生成され、リンス処理の初期、つまり洗浄用処理液が水で洗い流されるまでの期間、に金属、酸化物がエッチングされる。
【００４６】
このようなことから、前記ｐＨ調整用の酸を配合して洗浄用処理液を強酸性にすることによって、リンス処理に水が混入された洗浄用処理液中の水素イオン（Ｈ^＋）濃度を高くして前記式（１）のＨＦの平衡反応を左側にシフト、つまりＨＦが多くなるようにシフトさせ、結果的に前記式（２）の平衡反応を右側にシフトするのを抑えて、水溶液中に生成されるＨＦ_２ ⁻量を抑えて適正化することが可能になる。
【００４７】
前記ｐＨ調整用の酸としては、硫酸、塩酸、酢酸、燐酸、シュウ酸、クエン酸またはこれらの塩を用いることができる。特に、硫酸が好ましい。
【００４８】
前記ｐＨ調整用の酸は、前記洗浄用処理液にそのｐＨ値が−１〜３、より好ましくはｐＨ値が０〜１になるように配合することが望ましい。
【００４９】
５）防蝕剤
この防蝕剤は、本発明の洗浄用処理液で例えば半導体装置のような電子デバイスを処理した後に水（例えば純水）でリンス処理する際、前述したようにフッ素含有化合物［例えばフッ化水素酸（ＨＦ）］の解離に伴って生成される金属、酸化物に対するエッチング作用の強いＨＦ_２ ⁻から金属、酸化物を保護する作用を有する。
【００５０】
前記防蝕剤は、有機窒素、アミン基、Ｓ、ＯＨ、ＣＯ等の極性基を一つあるいは二つ以上有する化合物、もしくはキレートを生成する物質が挙げられる。具体的には、前記防蝕剤としてはキノリンエチオダイド、オルトおよびパラ−トリルチオ尿素、プロピルサルファイド、ジアミルアミン、ホルムアルデヒド、パラ−チオクレゾール、ベンゾトリアゾール、ポリビニルピロリドン、安息香酸およびその塩、桂皮酸およびその塩、ポリりん酸およびその塩等を挙げることができる。
【００５１】
本発明に係る洗浄用処理液は、２０〜３５℃の液温で使用することが好ましい。
【００５２】
本発明に係る洗浄用処理液は、Ａｌを基準にしてＷまたはＴｉ，ＴｉＮに対するイオン化傾向差（電位差）を小さくする作用を有する。
【００５３】
以上、第１実施形態によれば半導体装置のような電子デバイスの製造での洗浄工程等への適用において、アルミニウムのような金属からなる配線のエッチングによる細り等を招くことなく、前記配線の表面等に付着された金属、金属酸化物、レジストに由来するポリマーおよび変質物などの残渣物を除去し得る洗浄用処理液を提供できる。
【００５４】
すなわち、本発明に係る洗浄用処理液は有機溶剤、フッ化物含有化合物および酸化剤を含むため、半導体装置のような電子デバイスの製造での洗浄工程に適用すると、前記有機溶剤の洗浄作用により金属酸化物を除去することができ、かつ前記酸化剤の酸化作用によりレジストに由来するポリマーおよび変質物を除去することができる。
【００５５】
また、前記洗浄用処理液中のフッ素含有化合物（例えばフッ化水素酸）によって、前記配線の表面等に付着された残渣物である金属、金属酸化物を除去することができる。このとき、前記洗浄用処理液の溶剤として有機溶剤を用いて水フリーにすることによって、前記式（１）、（２）に示す水の存在下で生じるフッ化物含有化合物（例えばフッ化水素酸）の解離を防止することができる。その結果、前記洗浄用処理液中のフッ素含有化合物（例えばフッ化水素酸）からのエッチング力の強いＨＦ_２ ⁻の生成を防ぐことができるため、エッチング力が緩慢なＨＦのみにより例えば金属からなる配線、酸化物からなる絶縁膜のエッチングを抑えつつ、金属残渣物を効率よく除去することができる。
【００５６】
前記洗浄用処理液による処理時において、アルミニウムのような金属からなる配線もその処理液に曝され、同処理液中のフッ素含有化合物（例えばフッ化水素酸）によるエッチング作用を受ける。このとき、酸化剤の酸化作用により前記配線表面等が前記フッ化水素酸から保護されるとともに、前述したようにフッ化水素酸からの解離によるエッチング力の強いＨＦ_２ ⁻の生成を防いでエッチング力の緩慢なＨＦに止めるため、前記配線がエッチングされて細る等の不都合さを解消することができる。
【００５７】
特に、５×１０^−６モル／Ｌ〜５×１０^−１モル／Ｌのフッ素含有化合物および０．０１モル／Ｌ〜２０モル／Ｌの酸化剤を含む洗浄用処理液は、前記配線をエッチングすることなく、前記配線の表面等に付着された金属、金属酸化物等の残渣物をより確実に除去することができる。
【００５８】
さらに、ｐＨ調整用の酸を配合した洗浄用処理液によれば例えば半導体装置のような電子デバイスを処理した後に水（例えば純水）でリンス処理する際、前記フッ素含有化合物［例えばフッ化水素酸（ＨＦ）］の解離に伴って金属、酸化物に対するエッチング作用の強いＨＦ_２ ⁻が生成されるのを抑制できる。その結果、金属からなる配線がエッチングされることなく、前記洗浄用処理液を洗い流すことが可能になる。
【００５９】
さらに、防蝕剤を配合した洗浄用処理液によれば例えば半導体装置のような電子デバイスを処理した後に水（例えば純水）でリンス処理する際、前述したようにフッ素含有化合物［例えばフッ化水素酸（ＨＦ）］の解離に伴って生成される金属、酸化物に対するエッチング作用の強いＨＦ_２ ⁻から金属、酸化物を保護することができる。その結果、金属からなる配線がエッチングされることなく、前記洗浄用処理液を洗い流すことが可能になる。
【００６０】
さらに、ｐＨ調整用の酸および防蝕剤を配合した洗浄用処理液によれば金属からなる配線のエッチングをより確実に防止しつつ、前記洗浄用処理液を洗い流すことが可能になる。
【００６１】
＜第２実施形態＞
（第１工程）
基板上の絶縁膜にアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる配線材料層を形成する。
【００６２】
前記基板としては、例えば製造する電子デバイスが半導体装置である場合、シリコンのような半導体基板、製造する電子デバイスが液晶表示装置である場合、ガラス基板を用いることができる。
【００６３】
前記絶縁膜としては、例えばシリコン酸化膜、ボロン添加ガラス膜（ＢＰＳＧ膜）、リン添加ガラス膜（ＰＳＧ膜）等を用いることができる。また、前記絶縁膜としては、例えばＳｉＯＦ、有機スピンオングラス、ポリイミド、フッ素添加ポリイミド、ポリテトラフルオロエチレン、フッ化ポリアリルエーテル、フッ素添加パレリン等の比誘電率が３．５以下の絶縁材料からなる膜を用いることができる。
【００６４】
前記アルミニウム合金としては、例えばＡｌ−Ｓｉ合金，Ａｌ−Ｃｕ合金，Ａｌ−Ｃｕ−Ｓｉ合金等を用いることができる。
【００６５】
（第２工程）
前記配線材料層上にレジスト膜を被覆し、このレジスト膜を露光、現像処理する、いわゆる写真蝕刻してレジストパターンを形成する。つづいて、このレジストパターンをマスクとして前記配線材料層の露出部分を例えば塩素系、フッ素系の反応ガスを用いるリアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）により選択的に除去してアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる配線を形成する。この後、残存するレジストパターンを例えばアッシング処理等により剥離、除去する。
【００６６】
（第３工程）
第１実施形態で説明した洗浄用処理液により前記配線を含む絶縁膜表面を処理する。
【００６７】
なお、前述した第２実施形態の電子デバイスの製造において、前記洗浄用処理液での処理後、さらに水、例えば純水でリンス処理することを許容する。
【００６８】
以上、第２実施形態によれば基板上の絶縁膜表面にアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる配線材料層を形成し、この配線材料層をレジストパターンおよびリアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）を用いてパターニングして配線を形成した後、第１実施形態で説明した洗浄用処理液で処理することによって、前記アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる配線のエッチングによる細り等を招くことなく、ＲＩＥにおいて前記配線の表面および側壁に付着された金属、レジストに由来するポリマーおよび変質層などの残渣物を除去することができる。
【００６９】
すなわち、洗浄用処理液による処理時において有機溶剤の洗浄作用により金属酸化物を除去することができ、かつ酸化剤の酸化作用によりレジストに由来するポリマーおよび変質層を除去することができる。
【００７０】
また、前記洗浄用処理液中のフッ素含有化合物（例えばフッ化水素酸）によって、前記アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる配線の表面、側壁に付着された残渣物である金属、金属酸化物を除去することができる。このとき、前記洗浄用処理液の溶剤として有機溶剤を用いて水フリーにすることによって、前記式（１）、（２）に示す水の存在下で生じるフッ化物含有化合物（例えばフッ化水素酸）の解離を防止することができる。その結果、前記洗浄用処理液中のフッ素含有化合物（例えばフッ化水素酸）からのエッチング力の強いＨＦ_２ ⁻の生成を防ぐことができるため、エッチング力が緩慢なＨＦのみによりアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる配線、酸化物からなる絶縁膜のエッチングを抑えつつ、金属残渣物を効率よく除去することができる。
【００７１】
前記洗浄用処理液による処理時において、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる配線もその処理液に曝され、同洗浄用処理液中のフッ素含有化合物（例えばフッ化水素酸）によるエッチング作用を受ける。このとき、酸化剤の酸化作用により前記アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる配線表面および側壁が前記フッ化水素酸から保護されるとともに、前述したようにフッ化水素酸からの解離によるエッチング力の強いＨＦ_２ ⁻の生成を防いでエッチング力の緩慢なＨＦに止めるため、前記配線がエッチングされて細る等の不都合さを解消することができる。
【００７２】
なお、前記酸化剤による酸化作用を受けた前記アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる配線は、その表面等において十分に高い電気導電性を示す。
【００７３】
したがって、第２実施形態によれば第１実施形態で説明した洗浄用処理液で配線形成後に処理すことによって、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる配線のエッチングによる細り等を招くことなく、ＲＩＥにおいて前記配線の表面および側壁に付着された金属、金属酸化物、レジストに由来するポリマーおよび変質層などの残渣物を除去することができる。
【００７４】
特に、５×１０^−６モル／Ｌ〜５×１０^−１モル／Ｌのフッ素含有化合物および０．０１モル／Ｌ〜２０モル／Ｌの酸化剤を含む洗浄用処理液で処理することによって、前記配線をエッチングすることなく、前記配線の表面および側壁に付着された残渣物をより確実に除去することができる。
【００７５】
その結果、前記配線が設計した抵抗値に維持され、かつ信頼性が向上された電子デバイスを製造することができる。
【００７６】
また、ｐＨ調整用の酸、防蝕剤から選ばれる少なくとも１つの成分をさらに配合した洗浄用処理液で処理した後、例えば純水のような水でリンス処理を施すことによって、前記配線がエッチングされることなく前記洗浄用処理液を前記絶縁膜表面から洗い流すことができる。
【００７７】
すなわち、従来のヒドロキシアミン水溶液のようなアルカリ水溶液でアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる配線を処理した後、純水によりリンス処理すると、アルカリ水溶液が純水で希釈される過程で前記配線のエッチングが急激に進行する。これに対し、本発明で使用する洗浄用処理液は前記リンス処理時における水の混入過程で前記配線がエッチングされるのを防止できる。
【００７８】
＜第３実施形態＞
（第１工程）
基板上の第１層絶縁膜表面にアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる配線材料層を形成する。つづいて、この配線材料層にレジスト膜を被覆し、このレジスト膜を写真蝕刻してレジストパターンを形成する。このレジストパターンをマスクとして前記配線材料層の露出部分をエッチングにより選択的に除去することにより第１層配線を形成する。
【００７９】
前記基板、前記絶縁膜および前記アルミニウム合金としては、第２実施形態で説明したのと同様なものを用いることができる。
【００８０】
（第２工程）
前記レジストパターンを例えばアッシング処理等により剥離、除去した後、前記第１層配線を含む前記第１層絶縁膜上に第２層絶縁膜を形成する。ひきつづき、第２層絶縁膜上にレジスト膜を被覆し、このレジスト膜を写真蝕刻してビアホール形成予定部が開口されたレジストパターンを形成し、このレジストパターンをマスクとして前記第２層絶縁膜の露出部分をリアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）により選択的に除去してビアホールを開口する。
【００８１】
前記絶縁膜としては、第２実施形態で説明したのと同様なものを用いることができる。
【００８２】
（第３工程）
第１実施形態で説明した洗浄用処理液により前記ビアホールを含む前記第２層絶縁膜表面を処理する。
【００８３】
（第４工程）
前記ビアホールを含む第２層絶縁膜上に導電性バリア膜、金属膜を堆積して少なくとも前記ビアホール内面に導電性バリア膜を形成するとともに、この導電性バリア膜が形成されたビアホール内を前記金属膜を埋め込む。この後、前記金属膜、導電性バリア膜を化学機械研磨（ＣＭＰ）処理を施して前記第２層絶縁膜に前記第１層配線と接続されるビアフィルを形成する。
【００８４】
前記導電性バリア膜は、例えばＴａ，ＴａＮ、Ｔｉ，ＴｉＮから選ばれる１層または２層以上から作られる。
【００８５】
前記金属膜としては、例えばタングステン膜、Ｃｕ膜、Ｃｕ−Ｓｉ合金、Ｃｕ−Ａｌ合金、Ｃｕ−Ｓｉ−Ａｌ合金、Ｃｕ−Ａｇ合金などのＣｕ合金膜等を用いることができる。
【００８６】
なお、前述した第３実施形態の電子デバイスの製造において、前記洗浄用処理液での処理後、さらに水、例えば純水でリンス処理することを許容する。
【００８７】
以上、第３実施形態によれば基板上の第１層絶縁膜表面にアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる第１層配線を形成し、この第１層配線を含む前記第１層絶縁膜に第２層絶縁膜を形成し、さらにこの第２層絶縁膜をレジストパターンをマスクとしてリアクティブイオンエッチングにより前記第１層配線表面に達するビアホールを開口した後、ペルオキソ硫酸塩、フッ素含有化合物およびｐＨ調整用の酸を含み、ｐＨ値が−１〜３である洗浄用処理液で処理することによって、前記ビアホール底部から露出したアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる第１層配線の厚さ減少等を招くことなく、ＲＩＥにおいて前記ビアホール内面に付着されたレジストに由来するポリマーおよびレジストと絶縁膜の材料に由来する変質層などの残渣物を除去することができる。
【００８８】
すなわち、洗浄用処理液による処理時において酸化剤の酸化作用とフッ素含有化合物（例えばフッ化水素酸）とによって、前記ビアホール内面に付着されたレジストに由来するポリマーおよびレジストと絶縁膜の材料に由来する変質層などの残渣物を除去することができる。このとき、前記洗浄用処理液の溶剤として有機溶剤を用いて水フリーにすることによって、前記式（１）、（２）に示す水の存在下で生じるフッ化物含有化合物（例えばフッ化水素酸）の解離を防止することができる。その結果、前記洗浄用処理液中のフッ素含有化合物（例えばフッ化水素酸）からのエッチング力の強いＨＦ_２ ⁻の生成を防ぐことができるため、エッチング力が緩慢なＨＦのみにより例えば酸化物からなる第２層絶縁膜のエッチングを抑えつつ、微細な前記ビアホール内面に付着した残渣物を効率よく除去することができる。
【００８９】
前記洗浄用処理液による処理時において、前記ビアホールから露出するアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる第１層配線もその処理液に曝され、同洗浄用処理液中のフッ素含有化合物（例えばフッ化水素酸）によるエッチング作用を受ける。このとき、酸化剤の酸化作用により前記アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる配線表面および側壁が前記フッ化水素酸から保護されるとともに、前述したようにフッ化水素酸からの解離によるエッチング力の強いＨＦ_２ ⁻の生成を防いでエッチング力の緩慢なＨＦに止めるため、前記配線がエッチングされて細る等の不都合さを解消することができる。
【００９０】
したがって、第３実施形態によれば前記組成を有する洗浄用処理液で前記ビアホールを開口した後に処理することによって、前記ビアホール底部から露出したアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる第１層配線のエッチングによる厚さ減少等を招くことなく、ＲＩＥにおいて前記ビアホール内面に付着された残渣物を除去することができる。
【００９１】
特に、５×１０^−６モル／Ｌ〜５×１０^−１モル／Ｌのフッ素含有化合物および０．０１モル／Ｌ〜２０モル／Ｌの酸化剤を含む洗浄用処理液で処理することによって、前記ビアホールから露出した第１層配線をエッチングすることなく、前記ビアホール内面に付着された残渣物をより確実に除去することができる。
【００９２】
このような内面が清浄化されたビアホールを含む第２層絶縁膜上に導電性バリア膜を堆積し、金属膜を埋め込む際、前記導電性バリア膜が剥離されるのを防止することができる。その結果、前記金属膜、導電性バリア膜を化学機械研磨（ＣＭＰ）処理を施すことによって、前記第２層絶縁膜に前記第１層配線と接続される信頼性の高いビアフィルを有する電子デバイスを製造することができる。
【００９３】
また、前記酸化剤による酸化作用を受けた前記アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる第１層配線は、ビアホールから露出した表面において十分に高い電気導電性を示すため、前記ビアフィルの形成後においてこのビアフィルと良好にオーミックコンタクトを取ることができる。
【００９４】
また、ｐＨ調整用の酸、防蝕剤から選ばれる少なくとも１つの成分をさらに配合した洗浄用処理液で処理した後、例えば純水のような水でリンス処理を施すことによって、前記ビアホールから露出する第１層配線がその水溶液の希釈過程でエッチングされることなく前記洗浄用処理液を前記第２層絶縁膜表面から洗い流すことができる。
【００９５】
＜第４実施形態＞
（第１工程）
基板上の絶縁膜にレジスト膜を被覆し、このレジスト膜を写真蝕刻してビアホール形成予定部が開口されたレジストパターンを形成し、このレジストパターンをマスクとして前記絶縁膜の露出部分をエッチングにより選択的に除去してボアホールを開口する。つづいて、前記ビアホールを含む絶縁膜上に導電性バリア膜、タングステン膜を堆積して少なくとも前記ビアホール内面に導電性バリア膜を形成するとともに、この導電性バリア膜が形成されたビアホール内を前記タングステン膜を埋め込む。この後、前記タングステン膜、導電性バリア膜を化学機械研磨（ＣＭＰ）処理を施して前記絶縁膜にビアフィルを形成する。
【００９６】
前記基板および前記絶縁膜としては、第２実施形態で説明したのと同様なものを用いることができる。
【００９７】
前記導電性バリア膜としては、第３実施形態で説明したのと同様なものを用いることができる。
【００９８】
前記ビアフィルは、基板（半導体基板）のソース領域、ドレイン領域のような拡散層に対応する絶縁膜に形成しても、第１層、第２層の配線間、または第２層、第３層の配線間に位置する絶縁膜に形成してもよい。
【００９９】
（第２工程）
前記ビアフィルを含む前記絶縁膜に配線材料層を形成した後、この配線材料層をレジストパターンをマスクとしてリアクティブイオンエッチングによりパターニングして前記ビアフィルとのコンタクト部においてそれより幅の狭い配線を形成する。この後、前記レジストパターンを例えばアッシング処理等により剥離、除去する。
【０１００】
前記配線材料層としては、例えばアルミニウムまたはアルミニウム合金、Ｔｉ，ＴｉＮ，Ｍｏ，Ｍｏ合金、Ｗ，Ｗ合金等から作られる。
【０１０１】
（第３工程）
第１実施形態で説明した洗浄用処理液により前記配線を含む絶縁膜表面を処理する。
【０１０２】
なお、前述した第４実施形態の電子デバイスの製造において、前記洗浄用処理液での処理後、さらに水、例えば純水でリンス処理することを許容する。
【０１０３】
以上、第４実施形態によれば基板上の絶縁膜にタングステンを主体とするビアフィルを形成し、このビアフィルを含む前記絶縁膜に配線材料層を形成し、さらにこの配線材料層をレジストパターンをマスクとしてリアクティブイオンエッチングによりパターニングして前記ビアフィルとのコンタクト部においてそれより幅の狭い配線を形成した後、第１実施形態で説明した洗浄用処理液により前記配線を含む絶縁膜表面を処理することによって、前記配線から露出するビアフィルのタングステンが溶解されることなく、ＲＩＥにおいて前記配線の表面および側壁に付着された金属、レジストに由来するポリマーおよび変質層などの残渣物を除去することができる。
【０１０４】
すなわち、洗浄用処理液による処理時において有機溶剤の洗浄作用により金属酸化物を除去することができ、かつ酸化剤の酸化作用によりレジストに由来するポリマーおよび変質層を除去することができる。
【０１０５】
また、前記洗浄用処理液中のフッ素含有化合物（例えばフッ化水素酸）によって、前記配線の表面および側壁に付着された金属残渣物を除去することができる。このとき、前記洗浄用処理液の溶剤として有機溶剤を用いて水フリーにすることによって、前記式（１）、（２）に示す水の存在下で生じるフッ化物含有化合物（例えばフッ化水素酸）の解離を防止することができる。その結果、前記洗浄用処理液中のフッ素含有化合物（例えばフッ化水素酸）からのエッチング力の強いＨＦ_２ ⁻の生成を防ぐことができるため、エッチング力が緩慢なＨＦのみにより例えば酸化物からなる絶縁膜のエッチングを抑えつつ、残渣物である金属を効率よく除去することができる。
【０１０６】
前記洗浄用処理液による処理時において、露出するビアフィルのタングステン（Ｗ）もその処理液に曝される。前記洗浄用処理液は、既述したようにＡｌを基準にしてＷまたはＴｉ，ＴｉＮに対するイオン化傾向差（電位差）を小さくする作用を有するため、露出した前記ビアフィルのＷが配線（例えばＡｌ系配線）とのコンタクト部において溶解する等の不都合さを解消することができる。
【０１０７】
したがって、第４実施形態によれば第１実施形態で説明した洗浄用処理液で配線形成後に処理することによって、前記配線から露出するビアフィルのタングステンが溶解されることなく、ＲＩＥにおいて前記配線の表面および側壁に付着された金属、レジストに由来するポリマーおよび変質層などの残渣物を除去することができる。
【０１０８】
特に、５×１０^−６モル／Ｌ〜５×１０^−１モル／Ｌのフッ素含有化合物および０．０１モル／Ｌ〜２０モル／Ｌの酸化剤を含む洗浄用処理液で処理することによって、前記配線から露出するビアフィルのタングステンの溶解をより確実に防止できるとともに、前記配線の表面および側壁に付着された残渣物を除去することができる。
【０１０９】
その結果、前記ビアフィルに対して前記配線が良好に接続され、かつ信頼性が向上された電子デバイスを製造することができる。
【０１１０】
また、ｐＨ調整用の酸、防蝕剤から選ばれる少なくとも１つの成分をさらに配合した洗浄用処理液で処理した後、例えば純水のような水でリンス処理を施すことによって、その処理液に水が混入する過程でイオン傾向差が大きくならないため、前記配線が露出するビアフィルのタングステンが溶解されることなく、前記洗浄用処理液を前記絶縁膜表面から洗い流すことができる。
【０１１１】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。
【０１１２】
（実施例１）
まず、図１の（ａ）に示すようにソース領域、ドレイン領域のような拡散層（図示せず）が形成されたシリコン基板１上に例えばＳｉＯ_２からなる絶縁膜２をＣＶＤ法により形成した後、Ａｌ−Ｃｕ合金からなる配線材料層３を形成した。つづいて、図１の（ｂ）に示すように前記配線材料層３上にレジスト膜を被覆し、このレジスト膜を露光、現像処理する、いわゆる写真蝕刻してレジストパターン４を形成した。ひきつづき、図１の（ｃ）に示すようにこのレジストパターン４をマスクとして前記配線材料層３の露出部分を例えばフッ素系の反応ガスを用いるリアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）により選択的に除去してＡｌ−Ｓｉからなる配線５を形成した。
【０１１３】
次いで、前記レジストパターン４を除去した。この時、図２に示すように前記配線５の表面および側壁に金属、レジストに由来するポリマーおよび変質層などの残渣物６が付着された。つづいて、イソプロピルアルコール（有機溶剤）、０．２モル／Ｌの過硫酸アンモニウム（酸化剤）、０．０２モル／Ｌのフッ化水素酸および硫酸（ｐＨ調整用の酸）を含み、ｐＨ値が０．２０の洗浄用処理液で前記配線５を含む前記絶縁膜２を処理した。
【０１１４】
このような洗浄用処理液での処理により図３に示すように前記配線５の表面および側壁の残査物６が除去された。また、前記配線５はエッチングによる孔明き、細りが全く認められなかった。
【０１１５】
また、前記洗浄用処理液で処理した後、さらに純水でリンス処理を施したが、Ａｌ−Ｃｕ合金からなる配線５がエッチングされることなく前記洗浄用処理液を前記絶縁膜２表面から洗い流すことができた。
【０１１６】
この後、常法に従って半導体装置を製造した。
【０１１７】
（比較例１）
洗浄用処理液の代わりに１０ｗｔ％のヒドロキシアミン水溶液を用いて実施例１と同様に配線を含む絶縁膜を処理した。その結果、前記配線の表面および側壁の残査物を除去できたものの、Ａｌ−Ｃｕ合金の配線がヒドロキシアミン水溶液でエッチングされて細ってしまった。
【０１１８】
また、ヒドロキシアミン水溶液での処理後、さらに純水でリンス処理を施してヒドロキシアミン水溶液を洗い流したところ、前記Ａｌ−Ｃｕ合金からなる配線のエッチングがさらに急激に進行した。
【０１１９】
（実施例２）
まず、図４の（ａ）に示すようにソース領域、ドレイン領域のような拡散層（図示せず）が形成されたシリコン基板１１上に例えばＳｉＯ_２からなる第１層絶縁膜１２をＣＶＤ法により形成した後、Ａｌ−Ｃｕ合金からなる配線材料層を形成した。つづいて、この配線材料層にレジスト膜を被覆し、このレジスト膜を写真蝕刻してレジストパターンを形成した後、このレジストパターンをマスクとして前記配線材料層の露出部分をエッチングにより選択的に除去することにより第１層配線１３を形成した。前記レジストパターンを剥離、除去した後、前記第１層配線１３を含む前記第１層絶縁膜１２上にＳｉＯ_２からなる第２層絶縁膜１４をＣＶＤ法により形成した。
【０１２０】
次いで、図４の（ｂ）に示すように前記第２層絶縁膜１４上にレジスト膜を被覆し、このレジスト膜を写真蝕刻してビアホール形成予定部が開口されたレジストパターン１５を形成し、このレジストパターンをマスクとして前記第２層絶縁膜１４の露出部分を例えばフッ素系の反応ガスを用いるＲＩＥにより選択的に除去してビアホール１６を開口した。つづいて、前記レジストパターン１５を除去した。このとき、図４の（Ｃ）に示すように前記ビアホール１６内面にレジストに由来するポリマーおよびレジストと絶縁膜の材料に由来する変質層などの残渣物１７が付着された。
【０１２１】
次いで、イソプロピルアルコール（有機溶剤）、０．２モル／Ｌの過硫酸アンモニウム（酸化剤）、０．０２モル／Ｌのフッ化水素酸および硫酸（ｐＨ調整用の酸）を含み、ｐＨ値が０．２０の洗浄用処理液で前記ビアホール１６を含む前記第２層絶縁膜１４を処理した。このような洗浄用処理液での処理により図５の（ｄ）に示すように前記ビアホール１６内面に付着された残査物１７が除去された。また、前記ビアホール１６から露出するＡｌ−Ｃｕ合金からなる第１層配線１３のエッチングによる膜厚減少は全く認められなかった。つづいて、純水でリンス処理を施した。このとき、Ａｌ−Ｃｕ合金からなる第１層配線１３がエッチングされることなく前記洗浄用処理液を前記第２層絶縁膜１４表面から洗い流すことができた。
【０１２２】
次いで、図５の（ｅ）に示すように前記ビアホール１６を含む第２層絶縁膜１４上に導電性バリア膜であるＴｉ膜およびタングスタン膜を堆積して前記ビアホール１６内面にＴｉ膜１８を形成するとともに、このＴｉ膜１８が形成されたビアホール１６内を前記タングステン膜１９で埋め込んだ。この後、前記タングステン膜１９、Ｔｉ膜１８を化学機械研磨（ＣＭＰ）処理を施すことにより図５の（ｆ）に示すように前記第２層絶縁膜１４に前記第１層配線１３と接続されるビアフィル２０を形成した。
【０１２３】
形成されたビアフィル２０は、Ｔｉ膜１８の部分的な剥離がなく、第１層配線１３と低抵抗接続されていた。
【０１２４】
この後、常法に従って半導体装置を製造した。
【０１２５】
（比較例２）
洗浄用処理液の代わりに１０ｗｔ％のヒドロキシアミン水溶液を用いて実施例２と同様にビアホールを含む第２層絶縁膜を処理した。その結果、前記ビアホール内面に付着した残査物を除去できたものの、前記ビアホールから露出したＡｌ−Ｃｕ合金の第１層配線がヒドロキシアミン水溶液でエッチングされて膜厚減少が生じた。また、ヒドロキシアミン水溶液での処理後、さらに純水でリンス処理を施してヒドロキシアミン水溶液を洗い流したところ、前記Ａｌ−Ｃｕ合金からなる第１層配線のエッチングがさらに急激に進行した。
【０１２６】
（実施例３）
まず、図６の（ａ）に示すようにソース領域、ドレイン領域のような拡散層（図示せず）が形成されたシリコン基板２１上に例えばＳｉＯ_２からなる第１層絶縁膜２２をＣＶＤ法により形成した後、例えばＡｌ−Ｃｕ合金からなる配線材料層を形成した。つづいて、この配線材料層にレジスト膜を被覆し、このレジスト膜を写真蝕刻してレジストパターンを形成した後、このレジストパターンをマスクとして前記配線材料層の露出部分をエッチングにより選択的に除去することにより第１層配線２３を形成した。前記レジストパターンを剥離、除去した後、前記第１層配線２３を含む前記第１層絶縁膜２２上にＳｉＯ_２からなる第２層絶縁膜２４をＣＶＤ法により形成した。ひきつづき、前記第２層絶縁膜２４上にレジスト膜を被覆し、このレジスト膜を写真蝕刻してビアホール形成予定部が開口されたレジストパターンを形成し、このレジストパターンをマスクとして前記第２層絶縁膜２４の露出部分を例えばフッ素系の反応ガスを用いるＲＩＥにより選択的に除去してビアホール２５を開口した。
【０１２７】
次いで、図６の（ｂ）に示すように前記ビアホール２５を含む第２層絶縁膜２４上に導電性バリア膜であるＴｉ膜およびタングスタン膜を堆積して前記ビアホール２５内面にＴｉ膜２６を形成するとともに、このＴｉ膜２６が形成されたビアホール２５内を前記タングステン膜２７で埋め込んだ。この後、前記タングステン膜２７、Ｔｉ膜２６を化学機械研磨（ＣＭＰ）処理を施すことにより、図６の（ｃ）に示すように前記第２層絶縁膜２４に前記第１層配線２３と接続されるビアフィル２８を形成した。
【０１２８】
次いで、図７の（ｄ）に示すように前記ビアフィル２８を含む前記第２層絶縁膜２４上に例えばＡｌ−Ｃｕ合金からなる配線材料層２９を形成した。つづいて、図７の（ｅ）に示すようにこの配線材料層２９上にレジスト膜を被覆し、このレジスト膜を写真蝕刻してレジストパターン３０を形成した後、このレジストパターン３０をマスクとして前記配線材料層２９の露出部分を例えばフッ素系の反応ガスを用いるＲＩＥにより選択的に除去し、さらに図７の（ｆ）および図８に示すようにレジストパターン３０を剥離、除去することにより前記ビアフィル２８とのコンタクト部においてそのビアフィル２８より幅の狭い第２層配線３１を形成した。つまり、前記ビアフィル２８は前記第２層配線３１とのコンタクト部においてその配線３１の両側から露出した。この時、前記第２層配線３１の表面および側壁に金属、レジストに由来するポリマーおよび変質層の残渣物（図示せず）が付着された。
【０１２９】
次いで、イソプロピルアルコール（有機溶剤）、０．２モル／Ｌの過硫酸アンモニウム（酸化剤）、０．０２モル／Ｌのフッ化水素酸および硫酸（ｐＨ調整用の酸）を含み、ｐＨ値が０．２０の洗浄用処理液で前記第２層配線３１を含む前記第２層絶縁膜２４を処理した。なお、この洗浄用処理液はイオン化傾向に相関するＡｌ−Ｗ間の電位差が０．２Ｖ、Ａｌ−Ｔｉ間の電位差が０．３５Ｖを示した。
【０１３０】
このような洗浄用処理液での処理により前記第２層配線３１の表面および側壁の残査物が除去された。また、前記第２層配線３１両側から露出した前記ビアフィル２８のタングステンは前記洗浄用処理液との接触による溶解は全く認められなかった。さらに、Ａｌ−Ｃｕ合金からなる第２層配線３１も洗浄用処理液との接触による孔明き、細りは全く認められなかった。
【０１３１】
また、前記洗浄用処理液で処理した後、さらに純水でリンス処理を施したが、露出した前記ビアフィル２８のタングステンが溶解されることなく前記洗浄用処理液を前記第２層絶縁膜２４表面から洗い流すことができた。
【０１３２】
この後、常法に従って半導体装置を製造した。
【０１３３】
（比較例３）
洗浄用処理液の代わりに１０ｗｔ％のヒドロキシアミン水溶液を用いて実施例３と同様に第２層配線および露出したビアフィルを含む第２層絶縁膜を処理した。その結果、前記第２層配線の表面および側壁の残査物を除去できたものの、前記第２層配線両側から露出したビアフィルのタングステンがヒドロキシアミン水溶液との接触で溶解され、Ａｌ−Ｃｕ合金の第２層配線もエッチングされて細ってしまった。
【０１３４】
また、ヒドロキシアミン水溶液での処理後、さらに純水でリンス処理を施してヒドロキシアミン水溶液を洗い流したところ、前記露出したビアフィルのタングステンの溶解、Ａｌ−Ｃｕ合金からなる第２層配線のエッチングがさらに急激に進行した。
【０１３５】
（実施例４）
まず、ガラス基板４１上に基板温度４２０℃の条件下で減圧ＣＶＤ法により厚さ５０ｎｍの非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）薄膜を堆積した。つづいて、ＴＦＴの閾値制御を目的として前記ａ−Ｓｉ膜に不純物（例えばボロン）をドーピングした。ひきつづき、ボロンドープａ−Ｓｉ膜にエキシマレーザアニールを施して結晶化させることによりボロンドープ多結晶シリコン（ｐ−Ｓｉ）薄膜とした。なお、このエキシマレーザアニールに代えてランプアニールを施してもよい。前記ｐ−Ｓｉ薄膜表面にレジスト膜を被覆し、このレジスト膜を写真蝕刻することによりレジストパターン（図示せず）を形成した。このレジストパターンをマスクとしてＣＦ_４およびＯ_２ガスを用いたＣＤＥ（ＣｈｅｍｉｃａｌＤｒｙＥｔｃｈｉｎｇ）により前記ｐ−Ｓｉ薄膜を選択的に除去することにより島状のｐ−Ｓｉ薄膜４２を形成した。前記レジストパターンを灰化して除去した後、島状のｐ−Ｓｉ薄膜２２を含むガラス基板２１上にＴＥＯＳを原料ガスとして用いた減圧プラズマＣＶＤ法により厚さ２００ｎｍのゲート絶縁膜としてのＳｉＯ_２薄膜４３を堆積した。ひきつづき、このＳｉＯ_２薄膜４３上にＭｏＷ膜４４を成膜した。このＭｏＷ膜４４上にレジスト膜を被覆し、このレジスト膜を写真蝕刻することにより図９の（ａ）に示すようにレジストパターン４５を形成した。
【０１３６】
次いで、図９の（ｂ）に示すように前記レジストパターン４５をマスクとして前記ＭｏＷ膜４４を例えば酸素およびフッ素系の反応ガスを用いるＲＩＥにより選択的に除去してゲート電極４６を形成した。
【０１３７】
次いで、前記レジストパターン４５を剥離、除去した。この時、前記ゲート電極４６の表面および側壁に金属、レジストに由来するポリマーおよび変質層の残渣物（図示せず）が付着された。つづいて、イソプロピルアルコール（有機溶剤）、０．２モル／Ｌの過硫酸アンモニウム（酸化剤）、０．０２モル／Ｌのフッ化水素酸および硫酸（ｐＨ調整用の酸）を含み、ｐＨ値が０．２０の洗浄用処理液で前記ゲート電極４６を含む前記ＳｉＯ_２薄膜４３を処理した。このような洗浄用処理液での処理により図９の（Ｃ）に示すように前記ゲート電極４６の表面および側壁の残査物が除去された。また、前記エッチング残渣除去用水溶液で処理した後、さらに純水でリンス処理を施したが、ＭｏＷからなるゲート電極４６が溶解されることなく前記洗浄用処理液を前記第２層絶縁膜２４表面から洗い流すことができた。この後、ゲート電極４６をマスクとして不純物、例えばリンを前記島状のｐ−Ｓｉ薄膜４２に選択的にドーピングして島状のｐ−Ｓｉ薄膜２２にｎ^＋型のソース、ドレイン領域４７，４８およびｐ型チャンネル領域４９を形成した。
【０１３８】
次いで、図９の（ｄ）に示すように全面に減圧ＣＶＤ法により層間絶縁膜としてのＳｉＯ_２膜５０を堆積した。つづいて、前記ＳｉＯ_２膜５０上にレジスト膜を被覆し、このレジスト膜を写真蝕刻することによりコンタクトホール予定部が開口されたレジストパターン５１を形成した。ひきつづき、このレジストパターン５１をマスクとして前記ＳｉＯ_２膜５０およびＳｉＯ_２薄膜４３を例えばフッ素系の反応ガスを用いるＲＩＥにより選択的に除去することにより、図１０の（ｅ）に示すように底部が前記ソース、ドレイン領域４７，４８にそれぞれ達するコンタクトホール５２を開口した。
【０１３９】
次いで、前記レジストパターン５１を剥離、除去した。この時、コンタクトホール５２の内側壁にレジストに由来するポリマーおよび変質層の残渣物（図示せず）が付着された。つづいて、イソプロピルアルコール（有機溶剤）、０．２モル／Ｌの過硫酸アンモニウム（酸化剤）、０．０２モル／Ｌのフッ化水素酸および硫酸（ｐＨ調整用の酸）を含み、ｐＨ値が０．２０の洗浄用処理液で前記コンタクトホール５２を含む前記ＳｉＯ_２膜５０を処理した。このような洗浄用処理液での処理により前記コンタクトホール５２の内側壁の残査物が除去された。また、前記洗浄用処理液で処理した後、さらに純水でリンス処理を施すことにより、前記洗浄用処理液を前記ＳｉＯ_２膜５０表面から洗い流すことができた。この後、図１０の（ｆ）に示すように前記コンタクトホール５２を含む前記ＳｉＯ_２膜５０表面にＡｌ膜５３を蒸着した。
【０１４０】
次いで、前記Ａｌ膜５３上にレジスト膜を被覆し、このレジスト膜を写真蝕刻することによりレジストパターン５４を形成した。つづいて、このレジストパターン５４をマスクとして前記Ａｌ膜５３を例えば塩素系の反応ガスを用いるＲＩＥにより選択的に除去することにより、図１０の（ｇ）に示すように前記ソース、ドレイン領域４７，４８に前記コンタクトホール５２を通して接続されるソース、ドレインの電極５５、５６を形成した。
【０１４１】
次いで、前記レジストパターン５４を剥離、除去した。この時、前記ソース、ドレインの電極５５、５６の表面および側壁に金属、レジストに由来するポリマーおよび変質層の残渣物（図示せず）が付着された。つづいて、イソプロピルアルコール（有機溶剤）、０．２モル／Ｌの過硫酸アンモニウム（酸化剤）、０．０２モル／Ｌのフッ化水素酸および硫酸（ｐＨ調整用の酸）を含み、ｐＨ値が０．２０の洗浄用処理液で前記ソース、ドレインの電極５５、５６を含む前記ＳｉＯ_２膜５０を処理した。このような洗浄用処理液での処理により前記前記ソース、ドレインの電極５５、５６の表面および側壁の残査物が除去された。また、前記洗浄用処理液で処理した後、さらに純水でリンス処理を施したが、Ａｌからなるソース、ドレインの電極５５、５６が溶解されることなく前記エッチング残渣除去用水溶液を前記ＳｉＯ_２膜５０表面から洗い流すことができた。この後、図１０の（ｈ）に示すように前記ソース、ドレインの電極５５、５６を含む前記ＳｉＯ_２膜５０上に窒化シリコンのようなパッシベーション膜５７を成膜した。
【０１４２】
この後、常法に従って薄膜トランジスタを有する液晶表示装置を製造した。
【０１４３】
このような本実施例４によれば、リアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）を用いてＭｏＷからなるゲート電極４６、およびアルミニウムからなるソース、ドレインの電極５５、５６を形成した後処理において、そのゲート電極４６、およびソース、ドレインの電極５５、５６のエッチングによる細り等を招くことなく、前記ゲート電極４６およびソース、ドレインの電極５５、５６の表面および側壁に付着された金属残渣物、レジストに由来するポリマーおよび変質層を除去した信頼性の高い液晶表示装置を製造することができる。
【０１４４】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、リアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）を用いてアルミニウムのような金属からなる配線の形成後、またはＣＭＰによる埋込み配線の形成後において、それら配線の細り等を招くことなく、前記配線の表面等に付着された金属残渣物、酸化物、レジストに由来するポリマーおよび変質層を容易に除去することが可能な洗浄用処理液を提供することができる。
【０１４５】
本発明によれば、リアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）を用いてアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる配線を形成した後の洗浄工程において、その配線の細り等を招くことなく、前記配線の表面および側壁に付着された金属残渣物、レジストに由来するポリマーおよび変質層を除去することが可能な高信頼性の電子デバイスの製造方法を提供することができる。
【０１４６】
本発明によれば、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる下地の配線と接続するためのビアフィルのビアホールをＲＩＥを用いて絶縁膜に形成した後の洗浄工程において、その下地配線の厚さ減少等を招くことなく、前記ビアホール内面に付着されたレジストに由来するポリマーおよび変質層を除去することが可能な高信頼性の電子デバイスの製造方法を提供することができる。
【０１４７】
本発明によれば、タングステンを主体とするビアフィルが形成された絶縁膜にＲＩＥを用いて前記ビアフィルとのコンタクト部でそれが露出される微細な配線を形成した後の洗浄工程において、前記露出したビアフィルのタングステンの溶解等を招くことなく、前記配線の表面および側壁に付着された金属残渣物、レジストに由来するポリマーおよび変質層を除去することが可能な高信頼性の電子デバイスの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１における半導体装置の製造工程を示す断面図。
【図２】本発明の実施例１における半導体装置の製造工程でのレジストパターンを剥離、除去した後のＡｌ−Ｃｕ合金の配線を示す斜視図。
【図３】本発明の実施例１における半導体装置の製造工程でのレジストパターンを剥離、除去し、洗浄用処理液で処理した後のＡｌ−Ｃｕ合金の配線を示す斜視図。
【図４】本発明の実施例２における半導体装置の製造工程を示す断面図。
【図５】本発明の実施例２における半導体装置の製造工程を示す断面図。
【図６】本発明の実施例３における半導体装置の製造工程を示す断面図。
【図７】本発明の実施例３における半導体装置の製造工程を示す断面図。
【図８】図７の（ｆ）の第２層絶縁膜表面のビアフィルおよび第２層配線を示す拡大平面図。
【図９】本発明の実施例４における液晶表示装置の製造工程を示す断面図。
【図１０】本発明の実施例４における液晶装置の製造工程を示す断面図。
【符号の説明】
１、１１，２１…シリコン基板、２…絶縁膜、３、２９…配線材料層、４，１５，３０，４５，５１，５４…レジストパターン、５…配線、６、１７…残渣物、１２、２２…第１層絶縁膜、１３、２３…第１層配線、１４，２４…第２層絶縁膜、１６，２５…ビアホール、１８、２６…Ｔｉ膜、１９，２７…タングステン膜、２０，２８…ビアフィル、３１…第２層配線、４１…ガラス基板、４２…島状のｐ−Ｓｉ薄膜、４３…ＳｉＯ_２薄膜（ゲート絶縁膜）、４６…ゲート電極、４７…ソース領域、４８…ドレイン領域、５５…ソース電極、５６…ドレイン電極。

Claims

有機溶剤、フッ化物含有化合物および酸化剤を含むことを特徴とする洗浄用処理液。
前記有機溶剤は、水溶性であることを特徴とする請求項１記載の洗浄用処理液。
さらにｐＨ調整剤を含むことを特徴とする請求項１記載の洗浄用処理液。
さらに防蝕剤を含むことを特徴とする請求項１記載の洗浄用処理液。
基板上の絶縁膜表面にアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる配線材料層を形成する工程と、
前記配線材料層をレジストパターンをマスクとしてリアクティブイオンエッチングによりパターニングして配線を形成する工程と、
請求項１〜４記載の洗浄用処理液により前記配線を含む絶縁膜表面を処理する工程と
を含むことを特徴とする電子デバイスの製造方法。
基板上の第１層絶縁膜表面にアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる第１層配線を形成する工程と、
前記第１層配線を含む前記第１層絶縁膜に第２層絶縁膜を形成した後、この第２層絶縁膜をレジストパターンをマスクとしてリアクティブイオンエッチングにより前記第１層配線表面に達するビアホールを開口する工程と、
請求項１〜４記載の洗浄用処理液により前記ビアホールを含む第２層絶縁膜表面を処理する工程と、
少なくとも前記ビアホール内面に導電性バリア層を形成する工程と、
前記バリア層が内面に形成された前記ビアホール内を含む第２層絶縁膜表面に導電材料膜を形成する工程と、
前記導電材料膜および導電性バリア層を化学機械研磨により除去してビアフィルを形成する工程と
を含むことを特徴とする電子デバイスの製造方法。
基板上の絶縁膜にタングステンを主体とするビアフィルを形成する工程と、
前記ビアフィルを含む前記絶縁膜に配線材料層を形成する工程と、
前記配線材料層をレジストパターンをマスクとしてリアクティブイオンエッチングによりパターニングして前記ビアフィルとのコンタクト部においてそれより幅の狭い配線を形成する工程と、
請求項１〜４記載の洗浄用処理液により前記配線を含む絶縁膜表面を処理する工程と
を含むことを特徴とする電子デバイスの製造方法。
請求項１〜４記載の洗浄用処理液での処理後、さらに純水でリンス処理することを特徴とする請求項５ないし７いずれか記載の電子デバイスの製造方法。