JP5498768B2 - リソグラフィー用洗浄液及び配線形成方法 - Google Patents
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Description
また、4級アンモニウム水酸化物を主成分とし、さらに全量に対して1質量%以下の水酸化カリウムを添加したリソグラフィー用洗浄液も提案されている(特許文献3を参照)。このように水酸化カリウムを添加したリソグラフィー用洗浄液は、銅やILD材料といった易腐食性材料を腐食することなく、除去性能をより高い水準に保つことができるものであった。
本発明に係るリソグラフィー用洗浄液は、4級アンモニウム水酸化物と、水溶性有機溶剤と、水と、無機塩基と、防食剤とを含有する。以下、本発明を詳細に説明するが、各材料については特に断らない限りは市販のものを用いることができる。
4級アンモニウム水酸化物としては、下記一般式(2)で表される化合物が好ましい。
水溶性有機溶剤としては、当該分野で慣用される化合物を用いることができる。水溶性有機溶剤は、アルカノールアミン系水溶性有機溶剤とそれ以外の水溶性有機溶剤とに大別され、適宜選択して用いることができる。
水の含有量は、リソグラフィー用洗浄液全量に対し、10〜80質量%であることが好ましく、15〜70質量%であることがより好ましい。このような含有量とすることにより、銅、ILD材料等の腐食を抑えながら、レジスト膜、犠牲膜、さらにはエッチング工程において生じた金属配線層や低誘電体層由来の残渣物を効果的に除去することができる。
無機塩基としては、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化ルビジウム等のアルカリ金属の水酸化物が好ましく、水酸化カリウムがより好ましい。無機塩基の含有量は、リソグラフィー用洗浄液全量に対し、0.1質量ppm〜1質量%であることが好ましく、1質量ppm〜0.5質量%であることがより好ましい。このような含有量とすることにより、銅、ILD材料等の腐食を抑えながら、犠牲膜に対する除去性能を高めることができる。
防食剤としては、下記一般式(1)で表される化合物が用いられる。
本発明に係るリソグラフィー用洗浄液は、必要に応じて界面活性剤を含有していてもよい。このような界面活性剤としては、アセチレンアルコール系界面活性剤等を好ましく用いることができる。界面活性剤の含有量は、リソグラフィー用洗浄液全量に対し、0.5質量%未満であることが好ましい。
本発明に係る配線形成方法は、レジスト膜を用いて半導体多層積層体の誘電体層に形成したエッチング空間に金属を埋め込むことによって金属配線層を形成する、ダマシン法を用いた配線形成方法において、上記エッチング空間の形成後に、本発明に係るリソグラフィー用洗浄液を用いて少なくとも上記レジスト膜を除去するものである。
ダマシン法を用いた配線形成方法は、より具体的には、半導体多層積層体の低誘電体層上に形成したレジストパターンをマスクとして、上記低誘電体層をエッチング処理してエッチング空間を形成し、このエッチング空間に金属を埋め込むことによって金属配線を形成するものである。なお、エッチング空間には、一時的に犠牲膜が埋め込まれる場合がある。
下記表1に示す組成及び配合量に基づき、リソグラフィー用洗浄液を調製した。なお、各試薬については、特に記載の無いものに関しては、一般に市販されている試薬を用いた。また、表中の数値は、特に断りの無い限り、質量%の単位で示されるものである。
TEAH : テトラエチルアンモニウム水酸化物
EMI : 2−エチル−4−メチルイミダゾール
BMI : 2−n−ブチル−4−メチルイミダゾール
PMI : 2−フェニル−4−メチルイミダゾール
MEI : 2−メチル−4−エチルイミダゾール
BTA : ベンゾトリアゾール
1,2DMI : 1,2−ジメチルイミダゾール
NMI : N−メチルイミダゾール
2MPA : 2−メルカプトプロピオン酸
EDG : ジエチレングリコールモノエチルエーテル
DMSO : ジメチルスルホキシド
タングステン層が形成された基板上に、第1層としてSiCからなるバリア層を、第2層としてLow−k材からなる低誘電体層(誘電体層はCVD蒸着膜)を形成し、その上にArFレジスト材料「TArF−P6111」(東京応化工業社製)を用いてレジスト膜を形成した。そして、リソグラフィー法によりレジストパターン形成し、そのレジストパターンをマスクとして低誘電体層をエッチングし、バリア層に連通するビアホールを形成した。
一方、比較例1では防食剤が存在しないため、タングステンに腐食が発生していた。また、防食材としてベンゾトリアゾール、1,2−ジメチルイミダゾール、N−メチルイミダゾール、2−メルカプトプロピオン酸を含有する比較例2〜5のリソグラフィー用洗浄液を用いた場合には、タングステンに対する腐食抑制効果がなく、タングステンに腐食が発生していた。
Claims (3)
- 前記防食剤の含有量が0.1〜10.0質量%である請求項1記載のリソグラフィー用洗浄液。
- レジスト膜を用いて半導体多層積層体の誘電体層に形成したエッチング空間に金属を埋め込むことによって金属配線層を形成する配線形成方法において、
前記半導体多層積層体はタングステンプラグが形成された層を含み、該タングステンプラグが形成された層上の誘電体層にエッチング空間が形成されており、
前記エッチング空間の形成後に、リソグラフィー用洗浄液を用いて少なくとも前記レジスト膜を除去する工程を含み、
前記リソグラフィー用洗浄液が、4級アンモニウム水酸化物と、水溶性有機溶剤と、水と、無機塩基と、下記一般式(1)で表される防食剤とを含有する配線形成方法。
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