DE10331033A1 - Herstellungsverfahren einer Halbleitervorrichtung und Reinigungszusammensetzung dafür - Google Patents

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Abstract

Eine Reinigungszusammensetzung zum Entfernen von Resists enthält ein Salz von Fluorwasserstoffsäure und eine Base ohne Metall (A-Komponente), ein wasserlösliches organisches Lösungsmittel (B1-Komponente), mindestens eine Säure, die aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus organischer Säure und anorganischer Säure besteht (C-Komponente), Wasser (D-Komponente) und optional ein Ammoniumsalz (E1-Komponente). Die Wasserstoffionenkonzentration (pH) beträgt 4 bis 8. Somit wird bei dem Herstellungsprozess einer Halbleitervorrichtung wie ein Kupferzwischenverbindungsprozess die Entfernungseffektivität eines Resistrestes (6) und anderer Ätzreste (8) nach Ätzen oder Aschen verbessert, und auch der Korrosionswiderstand von Kupfer und einem Isolierfilm (4) wird verbessert.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Herstellungsverfahren einer Halbleitervorrichtung und eine Reinigungszusammensetzung dafür. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Reinigungszusammensetzung zum Abziehen und Entfernen eines Resistfilmes, von Resistresten und anderen Reaktionsresten mit einem Ätzgas (d.h. Ätzreste), die auf einem Halbleitersubstrat nach Trockenätzen in einem Schritt des Bildens einer Metallzwischenverbindung mit Kupfer als Hauptkomponente verbleiben, und ein Herstellungsverfahren einer Halleitervorrichtung, die diese Reinigungszusammensetzung benutzt.
  • Allgemein wird in einem Herstellungsprozess hochintegrierter Halbleiterelemente ein Resistfilm zuerst auf einem Zwischenver bindungsmaterial, wie ein Metallfilm, der eine Zwischenverbindung für elektrische Leitung wird, und ein Zwischenschichtisolierfilmmaterial, das Isolierung zwischen Zwischenverbindungen sicherstellt, aufgebracht. Ein gewünschtes Resistmuster wird durch Photolithographie gebildet, und Trockenätzen wird unter Benutzung des Resistfilmes als Maske durchgeführt, und dann wird der verbleibende Resistfilm entfernt. Zum Entfernen des Resistfilmes ist es üblich, eine Nassbehandlung nach Plasmaveraschen zum Abstreifen und Entfernen der Resistreste, die auf dem Zwischenverbindungsmaterial und dem Zwischenschichtisoliermaterial verbleiben, durchzuführen, indem eine Reinigungszusammensetzung benutzt wird. Mit einem Zwischenverbindungsmaterial auf Aluminiumbasis, das herkömmlicherweise benutzt wurde, enthalten Beispiele für die Reinigungszusammensetzung: Reinigungszusammensetzungen auf Fluorverbindungsbasis (japanische Patentoffenlegungsschrift JP 7-201 794 A, JP 8-202 052 A, JP 11-271 985 A), eine Reinigungskompensation, die Hydroxylamin enthält (US-Patent 5 334 332) und eine Reinigungszusammensetzung, die quaternäres Ammoniumhydroxid enthält (japanische Patentoffenlegungsschrift JP 7-247 498 A).
  • Mit der Ankunft des Verkleinerns und Beschleunigens von Halbleiterelementen in den letzten Jahren hat sich jedoch der Herstellungsprozess der Halbleitervorrichtungen deutlich geändert. Z.B. zum Erfüllen der Anforderung zum Beschleunigen der Halbleiterelemente sind Aluminium oder Aluminiumlegierung, die herkömmlicherweise als das Zwischenverbindungsmaterial benutzt worden sind, durch Cu oder Cu-Legierungen mit einem niedrigeren elektrischen Widerstand als Al oder Al-Legierung ersetzt, und ein p-TEOS-(Tetraethylorthosilicat) Film oder ähnliches, die herkömmlicherweise als der Zwischenschichtisolierfilm benutzt worden sind, durch einen so genannten Film niedrigen k mit einer niedrigeren Dielektrizitätskonstante als der p-TEOS-Film ersetzt worden. Beispiele des Filmes niedrigen k, die gegenwärtig als viel versprechend betrachtet werden, enthalten: einen Film, der aus anorganischem Material, wie porösem Siliciumoxid oder ähnlichem, gebildet ist, einen Film, der aus einem organischen Material, wie Polyimid, Polyarylen oder ähnlichem, gebildet ist, und einen Film, der aus einer Mischung des oben erwähnten anorganischen und organischen Materiales gebildet ist.
  • Weiter ist mit der Ankunft des Verkleinerns ein i-Linienresist, das herkömmlicherweise in dem photolithographischen Prozess benutzt worden ist, durch chemisch verstärkte Excimerresists, wie KrF-Excimerresist, ArF-Excimerresist und ähnliches, ersetzt worden, und eine hocheffektive Reinigungszusammensetzung entsprechend dazu ist verlangt worden.
  • Probleme der herkömmlichen Reinigungszusammensetzung und des Herstellungsverfahrens einer Halbleitervorrichtung, die die gleiche benutzt, werden nun unter Bezugnahme auf 3A – 3K beschrieben.
  • Ein Element, wie ein Transistor (nicht gezeigt), wird auf einem Halbleitersubstrat gebildet. Bezug nehmend auf 3A wird eine erste Kupferzwischenverbindung 1 eines eingebetteten Typs in einem ersten Isolierfilm 2 unter Benutzung eines bekannten Damasceneprozesses gebildet. Ein Siliciumnitridfilm 3 als ein Schutzfilm der Kupferzwischenverbindung und ein Film niedrigen k 4 als ein Zwischenschichtisolierfilm einer niedrigen Dielectrizitätskonstante werden aufeinander folgend darauf gebildet, und ein Resistfilm 5, der mit einer vorgeschriebenen Form bemustert ist, wird darauf gebildet. Hier wird ein chemisch verstärktes Excimerresist entsprechend zu einer Belichtung mit einem KrF-Excimerlaser oder einer Belichtung mit einem ArF-Excimerlaser als Resistmaterial verwendet.
  • Als nächstes wird Bezug nehmend auf 3B der Film niedrigen k 4 trockengeätzt, indem der Resistfilm 5 als Maske benutzt wird, zum Freilegen des Siliciumnitridfilmes 3, so dass ein Durchgangsloch 21 gebildet wird. Zu dieser Zeit sammeln sich Reaktionsprodukte des Gases, das für das Trockenätzen benutzt wird, und des Filmes niedrigen k und der Resistfilm in dem Durchgangsloch 21 als Resistreste 6.
  • Als nächstes wird Bezug nehmend auf 3B und 3C der Resistfilm 5 durch Plasmaveraschung entfernt. Zu dieser Zeit wird ein modifizierter Film 7 an der Oberfläche des Filmes niedrigen k 4 gemäß der Reaktion von Wärme und Plasma während des Veraschens gebildet.
  • Als nächstes wird Bezug nehmend auf 3C und 3D der Resistrest 6 durch Bearbeiten mit einer herkömmlichen Reinigungszusammensetzung auf der Grundlage einer Fluorverbindung entfernt. Jeglicher verbleibender Resistrest würde eine lose elektrische Verbindung mit einer oberen Zwischenverbindung verursachen, die danach gebildet wird. Somit ist zum Sicherstellen des Entfernens des Resistrestes die Reinigungszusammensetzung benutzt worden, die wahrscheinlich selbst den Isolierfilm ätzt. Als Resultat sind die modifizierte Schicht 7 an der Oberfläche des Filmes niedrigen k als auch der Film niedrigen k 4 selbst geätzt, was in einem Durchgangsloch 21 eines vergrößerten internen Durchmessers resultiert.
  • Dann wird Bezug nehmend auf 3E ein Resistfilm 5, der zur Grabenbildung bemustert ist, auf dem Film niedrigen k 4 zum Bilden einer Zwischenverbindung bemustert, die durch das Durchgangsloch 21 zu verbinden ist.
  • Als nächstes wird Bezug nehmend auf 3F der Film niedrigen k 4, wobei der Resistfilm 5 als Maske benutzt wird, bis zu seiner mittleren Position zum Bilden eines Grabens 22 trockengeätzt. Zu dieser Zeit sammeln sich die Resistreste 6, die Reaktionsprodukte des Gases sind, das zum Trockenätzen benutzt wird, und der Film niedrigen k in dem Durchgangsloch 21 und dem Graben 22.
  • Als nächstes wird Bezug nehmend auf 3G und 3H der Resistrest 6 durch Bearbeiten mit einer herkömmlichen Reinigungszusammensetzung auf der Basis einer Fluorverbindung entfernt. Die herkömmliche Reinigungszusammensetzung entfernt den Resistrest und ätzt die modifizierte Schicht 7 an der Oberfläche des Filmes niedrigen k, so dass der Innendurchmesser des Durchgangsloches 21 vergrößert wird und die Breite des Grabens 22 zunimmt.
  • Als nächstes wird Bezug nehmend auf 3I der Siliciumnitridfilm 3 durch Trockenätzen zum Freilegen der ersten Kupferzwischenverbindung 1 entfernt. Zu dieser Zeit sammeln sich Ätzreste 8 in dem Durchgangsloch 21.
  • Als nächstes wird Bezug nehmend auf 3J die Oberfläche der Kupferzwischenverbindung mit der Reinigungszusammensetzung gereinigt. Bei der herkömmlichen Reinigungszusammensetzung auf der Grundlage einer Fluorverbindung würde die erste Kupferzwischenverbindung 1 korrodiert, wenn die Entfernungstätigkeit des Resistrestes und anderer Ätzreste verstärkt würde. Somit ist ein Kupferkorrosionsverhinderer, wie Benzotriazol (BTA), zum Verhindern der Korrosion der ersten Kupferzwischenverbindung hinzugefügt (japanische Patentoffenlegungsschrift JP 2001 83 712 A ). Bei solch einer Reinigungszusammensetzung gibt es jedoch ein Problem, dass der Kupferkorrosionsverhinderungseffekt verschlechtert würde, wenn versucht wird, weiter die Resistrestentfernungstätigkeit zu verbessern.
  • Als nächstes wird Bezug nehmend auf 3K Kupfer in das Durchgangsloch 21 und den Graben 22 durch Plattieren oder ähnlichem gefüllt. Eine zweite Kupferzwischenverbindung 10 wird dann durch CMP (chemisch mechanisches Polieren) gebildet. Wenn die erste Kupferzwischenverbindung 1 durch die herkömmliche Reinigungszusammensetzung korrodiert worden ist, kann jedoch die zweite Kupferzwischenverbindung 10 nicht das Durchgangsloch 21 vollständig füllen. In solch einem Fall wird der Übergangswiderstand zwischen der ersten Kupferzwischenverbindung und der zweiten Kupferzwischenverbindung 10 hoch, oder sie kann sogar unterbrochen werden.
  • Ein Abstand/Intervall 11 zwischen den Zwischenverbindungen ist eng oder schmal mit dem Voranschreiten der Verkleinerung der Elemente entworfen worden. Wenn die herkömmliche Reinigungszusammensetzung für den oben beschriebenen Prozess benutzt wird, wird die modifizierte Schicht 7 an der Oberfläche des Filmes niedrigen k als auch der Film niedrigen k 4 selbst zum weiteren Verschmälern des Abstandes 11 zwischen den Zwischenverbindungen geätzt. Dieses würde eine Verschlechterung der Eigenschaften, wie eine Abnahme der Treibergeschwindigkeit des Halbleiterelementes aufgrund einer vergrößerten elektrischen Kapazität zwischen den Zwischenverbindungen oder einen Defekt, wie einen Kurzschluss zwischen den Zwischenverbindungen, verursachen. Weiterhin würde mit der herkömmlichen Reinigungszusammensetzung eine Leistung, die vollständiges Entfernen des Resistrestes als auch eine Korrosionssteuerung der beiden Kupferfilme und des Filmes niedrigen k sichert, nicht erzielt werden.
    •
  • Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Reinigungszusammensetzung zum Entfernen von Resists vorzusehen, die unter sicheren und gemäßigten Bedingungen benutzt werden kann, wenn ein Resistfilm und ein Ätzrest nach Trockenätzen entfernt werden, und wenn ein Resistrest und ein Ätzrest nach Veraschen in einem Kupferzwischenverbindungsprozess entfernt werden, und die hervorragende Entfernungswirksamkeit davon und auch hervorragende Korrosionsverhinderungseffekte auf einem Kupfer- und Zwischenschichtisolierfilm zeigt, und es ist auch Aufgabe der Erfindung, ein Herstellungsverfahren einer Halblei tervorrichtung vorzusehen, bei der diese Reinigungszusammensetzung verwendet wird.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Reinigungszusammensetzung nach Anspruch 1.
  • Die Reinigungszusammensetzung zum Entfernen der Resists gemäß der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Salz einer Fluorwasserstoffsäure und eine Base, die kein Metall enthält (A-Komponente), ein wasserlösliches organisches Lösungsmittel (B1-Komponente), mindestens eine Säure, die aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus einer organischen Säure und einer anorganischen Säure besteht (C-Komponente), und Wasser (D-Komponente) enthält, wobei die Wasserstoffionenkonzentration (pH-Wert) 4 bis 8 ist.
  • Diese Aufgabe wird auch gelöst durch eine Reinigungszusammensetzung nach Anspruch 2.
  • Die Reinigungszusammensetzung zum Entfernen von Resists der vorliegenden Erfindung kann weiter ein Ammoniumsalz (E1-Komponente) zusätzlich zu den oben beschriebenen A-, B1-, Cund D-Komponenten enthalten.
  • Diese Aufgabe wird auch gelöst durch eine Reinigungszusammensetzung nach Anspruch 6.
  • Diese Reinigungszusammensetzung zum Entfernen von Resists gemäß der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Salz einer Fluorwasserstoffsäure und eine Base, die kein Metall enthält (A-Komponente), ein wasserlösliches organisches Lösungsmittel (B2-Komponente), Phosphonsäure (C1-Komponente), Wasser (D-Komponente) und eine Base, die kein Metall enthält (E-Komponente), enthält, wobei ihre Wasserstoffionenkonzentration (pH-Wert) 2 bis 8 ist.
  • Diese Aufgabe wird auch gelöst durch eine Reinigungszusammensetzung nach Anspruch 8.
  • Die Reinigungszusammensetzung zum Entfernen von Resists der vorliegenden Erfindung kann auch einen Cu-Korrosionsverhinderer (F-Komponente) zusätzlich zu den oben beschriebenen A-, B2-, C1-, D- und E-Komponenten enthalten.
  • Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Herstellungsverfahren nach Anspruch 10.
  • Das Herstellungsverfahren einer Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung enthält den Schritt des Bildens eines Metallfilmes, der Kupfer als seine Hauptkomponente enthält, auf einem Halbleitersubstrat, den Schritt des Bildens eines Isolierfilmes, wie eines Filmes niedrigen k, darauf, den Schritt des Bildens eines Resistfilmes darauf, den Schritt des Vorsehens eines Loches oder eines Grabens in dem Isolierfilm mittels Trockenätzen unter Benutzung des Resistfilmes als Maske, den Schritt des Entfernens des Resists durch Plasmabearbeitung oder Wärmebehandlung und den Schritt des Entfernens unter Benutzung der Reinigungszusammensetzung zum Entfernen von Resists, wie oben beschrieben wurde, des Resistrestes, der während der Reaktion zwischen dem Ätzgas und dem Resistfilm erzeugt ist, und des Isolierfilmes zu der Zeit des Trockenätzens.
  • Das in der vorliegenden Erfindung benutzte Ätzgas kann Fluorkohlenwasserstoff als seine Hauptkomponente enthalten, und der gemäß der Reaktion zwischen dem Ätzgas und dem Resistfilm erzeugte Resistrest und der Isolierfilm, wie der Film niedrigen k, kann einen Resistrest, einen Kohlenstoffrest und eine Zusammensetzung davon enthalten.
  • Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Herstellungsverfahren nach Anspruch 12.
  • Ein anderes Herstellungsverfahren einer Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung enthält den Schritt des Bildens eines Metallfilmes, der Kupfer als seine Hauptkomponente enthält, auf einem Halbleitersubstrat, den Schritt des Bildens eines Isolierfilmes, wie eines Filmes niedrigen k, darauf, den Schritt des Bildens eines Resistfilmes darauf, den Schritt des Vorsehens eines Loches oder eines Grabens in dem Isolierfilm durch Durchführen von Trockenätzen mit dem Resistfilm als Maske und den Schritt des Entfernens unter Benutzung der Reinigungszusammensetzung zum Entfernen von Resists, wie sie oben beschrieben wurde, des verbleibenden Resistfilmes und Resistrestes, die während der Reaktion zwischen dem Ätzgas und dem Resistfilm und dem Isolierfilm zu der Zeit des Trockenätzens erzeugt sind.
  • Als solches zeigt die Reinigungszusammensetzung zum Entfernen von Resists gemäß der vorliegenden Erfindung eine hervorragende Entfernungswirksamkeit des Resistrestes und hervorragende Korrosionsfestigkeitseffekte für den Kupferzwischenverbindungsfilm und den Isolierfilm. Folglich ist es möglich, während der Herstellung der Halbleitervorrichtung das Schmälerwerden eines Abstandes zwischen den Kupferzwischenverbindungen, die Verschlechterung der Eigenschaften, wie die Abnahme der Treibergeschwindigkeit, der Halbleiterelemente und einen Defekt, wie einen Kurzschluss zwischen den Zwischenverbindungen, zu verhindern.
  • Diese Aufgabe wird auch gelöst durch ein Herstellungsverfahren nach Anspruch 13.
  • Ein noch anderes Herstellungsverfahren einer Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung enthält den Schritt des Bildens eines Metallfilmes, der Kupfer als seine Hauptkomponente enthält, auf einem Halbleitersubstrat, den Schritt des Bildens eines Isolierfilmes darauf, den Schritt des Vorsehens eines Loches in dem Isolierfilm, das den Metallfilm erreicht, durch Trockenätzen und den Schritt des Entfernens unter Benutzung der Reinigungszusammensetzung zum Entfernen von Resists, wie oben beschrieben wurde, des Ätzrestes, der auf Grund der Reaktion zwischen dem Ätzgas und dem Isolierfilm während des Trockenätzens erzeugt ist.
  • Das in der vorliegenden Erfindung benutzte Ätzgas kann Fluorkohlenwasserstoff als seine Hauptkomponente enthalten, und somit ist die Hauptkomponente des Ätzrestes, der während der Reaktion zwischen dem Trockenätzgas und dem Isolierfilm oder dem Metallfilm, der Kupfer als seine Hauptkomponente enthält, ein Kohlenstoffrest. Die Reinigungszusammensetzung zum Entfernen von Resists gemäß der vorliegenden Erfindung kann nicht nur das Resist und den Resistrest sondern auch den Ätzrest entfernen, der nicht das Resist oder den Resistrest enthält.
  • Hierin bedeutet das Metall, das Kupfer als seine Hauptkomponente enthält, dass der Inhalt des Kupfers innerhalb des relevanten Materiales z.B. mindestens 90 Massen-% enthält.
    •
  • Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen: 1A bis 1K Querschnittsansichten, die aufeinanderfolgende Schritte in einer Ausführungsform eines Kupferzwischenverbindungsprozesses darstellen, der die Reinigungszusammensetzung der vorliegenden Erfindung verwendet;
  • 2A bis 2I Querschnittsansichten, die aufeinanderfolgende Schritte in einer anderen Ausführungsform des Kupferzwischenverbindungsprozesses darstellen, der die Reinigungszusammensetzung der vorliegenden Erfindung verwendet; und
  • 3A bis 3K Querschnittsansichten, die aufeinanderfolgende Schritte eines typischen Kupferzwischenverbindungsprozesses darstellen, der eine herkömmliche Reinigungszusammensetzung verwendet.
  • Erste Ausführungsform
  • Eine Reinigungszusammensetzung zum Entfernen von Resists (hier im folgenden auch als „Resistentfernungsreiniger" genannt) enthält ein Salz einer Fluorwasserstoffsäure (Flußsäure) und eine Base, die nicht ein Metall enthält (A-Komponente), ein wasserlösliches organisches Lösungsmittel (B1-Komponente), mindestens eine Säure, die aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus organischer Säure und anorganischer Säure besteht (C-Komponente), und Wasser (D-Komponente). Die Wasserstoffionenkonzentration (d.h. der pH-Wert) beträgt 4 bis 8.
  • Die A-Komponente ist das Salz der Fluorwasserstoffsäure und einer Base, die nicht ein Metall enthält. Als Base, die nicht ein Metall enthält, werden organische Aminoverbindungen, wie Hydroxyamine, primäre, sekundäre oder tertiäre Fettsäureamine, alicyclisches Amin, heterocyclisches Amin und aromatisches Amin, Ammoniak, niederquaternäre Ammoniumbase und andere, bevorzugt benutzt.
  • Die Hydroxyamine enthalten Hydroxylamin, N-Methylhydroxylamin, N,N-Dimethylhydroxylamin, N,N-Diethylhydroxylamin und andere.
  • Das primäre Fettsäureamin enthält Methylamin, Ethylamin, Propylamin, Butylamin, Monoethanolamin, Monoisopropanolamin, 2-(2-Aminoethylamino)ethanol und andere. Das sekundäre Fettsäureamin enthält Dimethylamin, Diethylamin, Dipropylamin, Dibutylamin, Diethanolamin, N-Methylethanolamin, N-Ethylethanolamin und andere. Das tertiäre Fettsäureamin enthält Trimethylamin, Triethylamin, Tripropylamin, Tributylamin, N,N-Dimethylethanolamin, N,N-Diethylethanolamin, N-Methyldiethanolamin, N-Ethyldiethanolamin, Triethanolamin und andere.
  • Das alicyclische Amin enthält Cyclohexylamin, Dicyclohexylamin und andere. Das heterocyclische Amin enthält Pyrrol, Pyrrolidin, Pyridin, Morpholin, Pyrazin, Piperidin, Oxazol, Thiazol und andere. Das aromatische Amin enthält Benzylamin, Dibenzylamin, N-Methylbenzylamin, N-Ethylbenzylamin und andere. Die niederquaternäre Ammoniumbase enthält Tetramethylammoniumhydroxid, (2-Hydroxyethyl)trimethylammoniumhydroxid und andere.
  • Bevorzugt sind unter den oben angegebenen Basen Ammonium, Monoethanolamin, Tetramethylammoniumhydroxid und andere, von denen Ammonium besonders bevorzugt ist.
  • Die oben beschriebene A-Komponente verbessert die Entfernungseffektivität des chemisch verstärkten Excimerresists nach Trockenätzen durch Reaktion mit einem Mittel zum Erzeugen von Säure mit Licht, das in dem chemisch verstärkten Excimerresist enthalten ist. Zusätzlich verbessert die A-Komponente bemerkenswert die Entfernungseffektivität des Resistrestes nach Veraschen durch Fördern des Aufspaltens der chemischen Bindungen mit dem Resistrest.
  • Weiterhin ist der Gehalt der A-Komponente von 0,01 Massen-% bis 1 Massen-% und bevorzugt von 0,05 Massen-% bis 0,5 Massen-%. Wenn er weniger als 0,01 Massen-% ist, wird die Abstreifeffektivität des Resistfilmes, des Resistrestes und des anderen Ätz restes verschlechtert. Wenn er 1 Massen-% überschreitet, wird die Korrosion der Kupferzwischenverbindung und des Zwischenschichtisolierfilmes, wie der Film niederen k, unerwünscht intensiv.
  • Die B1-Komponente ist ein wasserlösliches organisches Lösungsmittel. Obwohl es nicht speziell begrenzt ist, werden Amide, Alkohole mit mehreren Hydroxylgruppen und deren Derivate und andere bevorzugt benutzt. Die Amide enthalten Formamid, N-Methylformamid, N,N-Dimethylformamid, N-Ethylformamid, N,N-Diethylformamid, Acetamid, N-Methylacetamid, N,N-Dimethylacetamid, N-Ethylacetamid, N,N-Diethylacetamid und andere.
  • Der Alkohol mit mehreren Hydroxylgruppen oder seine Derivate enthalten Ethylenglycol, Ethylenglycolmonomethylether, Ethylenglycolmonoethylether, Ethylenglycolmonopropylether, Ethylenglycolmonobutylether, Ethylenglycolmonomethyletheracetat, Ethylenglycolmonoethyletheracetat, Ethylenglycolmonopropyletheracetat, Ethylenglycolmonobutyletheracetat, Diethylenglycol, Diethylenglycolmonomethylether, Diethylenglycolmonoethylether, Diethylenglycolmonopropylether, Diethylenglycolmonobutylether, Diethylenglycolmonomethyletheracetat, Diethylenglycolmonoethyletheracetat, Diethylenglycolmonopropyletheracetat, Diethylenglycolmonobutyletheracetat, Triethylenglycolmonomethylether, Propylenglycol, Propylenglycolmonomethylether, Propylenglycolmonoethylether, Propylenglycolmonopropylether, Propylenglycolmonobutylether, Dipropylenglycolmonomethylether, Dipropylenglycolmonoethylether, Dipropylenglycolmonopropylether, Dipropylenglycolmonobutylether, Dipropylenglycolmonomethyletheracetat, Dipropylenglycolmonoethyletheracetat, Dipropylenglycolmonopropyletheracetat, Dipropylenglycolmonobutyletheracetat, Diethylenglycoldimethylether, Diethylenglycoldiethylether, Diethylenglycoldipropylether, Diethylenglycoldibutylether, Dipropylenglycoldimethylether, Dipropylenglycoldi ethylether, Dipropylenglycoldipropylether, Dipropylenglycoldibutylether und andere.
  • Weiter ist es bevorzugt, eine Mischung der Amide und des Alkohols mit mehreren Hydroxylgruppen oder seiner Derivate zu benutzen, die oben als die B1-Komponente beschrieben sind. Obwohl das gemischte Massenverhältnis der Amide und des Alkohols mit mehreren Hydroxylgruppen oder seiner Derivate nicht speziell begrenzt ist, kann das folgende vom Standpunkt der Entfernungseffektivität des chemisch verstärkten Excimerresists nach dem Trockenätzen gesagt werden. Das heißt, wenn das KrF-Resist (Resist für den KrF-Excimerlaser) entfernt wird, ist es bevorzugt, da er im Wesentlichen aus Hydroxystyren eines Phenolgerüstes/ -netzes besteht, ein höheres Verhältnis der Amide zu haben, die darin hochlöslich sind. Wenn das ArF-Resist (Resist für den ArF-Excimerlaser), dessen Hauptgerüst/-rahmenwerk acrylisch ist, entfernt wird, ist es bevorzugt, ein höheres Verhältnis des Alkohols mit mehreren Polyhydroxylgruppen oder seiner Derivate zu haben, die hochlöslich darin sind. Der gleiche Gesichtspunkt ist auf den Resistrest nach Trockenätzen und Veraschen anwendbar. Mit anderen Worten, das gemischte Massenverhältnis der Amide und des Alkohols mit Polyhydroxylgruppen oder seiner Derivate kann gemäß der Art des zu benutzenden Resists vor dem Trockenätzen bestimmt werden.
  • Insbesondere ist es vorteilhaft, die Mischung von Amiden und Alkohol mit Polyhydroxylgruppen oder seinen Derivaten als die B1-Komponente in dem Fall zu benutzen, in dem das ArF-Resist und das KrF-Resist zusammen beim Herstellen von ein und derselben Halbleitervorrichtung verwendet werden. In solch einem Fall ist es besonders bevorzugt vom Stand der Löslichkeit der beiden Resists, dass das gemischte Massenverhältnis von Amiden in der B1-Komponente 0,3 bis 0,5 ist.
  • Der Inhalt der B1-Komponente ist bevorzugt von 50 Massen-% bis 98 Massen-% und bevorzugter von 60 Massen-% bis 95 Massen-%. Wenn es weniger als 50 Massen-% ist, würde die Entfernungseffektivität des Resistfilmes und des Resistrestes verschlechtert werden, und die Korrosion der Kupferzwischenverbindung würde intensiver werden. Wenn es andererseits 98 Massen-% überschreitet, würde die Entfernungseffektivität des Resistfilmes und des Resistrestes wieder unerwünschterweise abnehmen.
  • Als die C-Komponente der vorliegenden Erfindung wird mindestens eine Säure, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die organische Säure und anorganische Säure enthält. Die organische Säure enthält aliphatische Säuren, wie Ameisensäure, Essigsäure, Propionsäure, Buttersäure, Oxalsäure, Glycolsäure, Weinsäure und Citronensäure, und aromatische Säuren, wie Benzoesäure, Toluol-säure und Terephthalsäure und andere. Die anorganische Säure enthält Schwefelsäure, Salzsäure, Salpetersäure, Phosphorsäure und andere. Die C-Komponente wird zum Einstellen des pH (Wasserstoffionenkonzentration) des Resistentfernungsreinigers benutzt, und der hinzugefügte Betrag ist nicht besonders beschränkt.
  • Der pH des Resistentfernungsreinigers beträgt 4 bis 8, bevorzugt 5,5 bis 7,5 und bevorzugter 6,5 bis 7,5. Der pH der Reinigungszusammensetzung weist sehr wichtige Effekte auf. Wenn der pH weniger als 4 ist, würde der Metallfilm auf Kupferbasis stark korrodieren. Wenn der pH 8 überschreitet, würde die Entfernungseffektivität des Resistfilmes, des Resistrestes und anderer Ätzreste verschlechtert werden, und die Korrosion des Metallfilmes auf Kupferbasis und des Filmes niedrigen k würde unerwünscht voranschreiten.
  • Wasser wird als D-Komponente benutzt. Wasser dient zum Ionisieren des Salzes der Fluorwasserstoffsäure und der Base, die nicht Metall enthält, als die A-Komponente, zum Verbessern der Entfernungseffektivität des Resistrestes und anderer Ätzreste, und auch zum Anheben des Flammpunktes der Reinigungszusammensetzung zum Erleichtern der Handhabung davon.
  • Zweite Ausführungsform
  • Eine andere Reinigungszusammensetzung zum Entfernen von Resists enthält ein Salz einer Fluorwasserstoffsäure und eine Base, die nicht Metall enthält (A-Komponente), ein wasserlösliches organisches Lösungsmittel (B1-Komponente), mindestens eine Säure, die aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus organischer Säure und anorganischer Säure besteht (C-Komponente), Wasser (D-Komponente) und ein Ammoniumsalz (E1-Komponente). Sie weist eine Wasserstoffkonzentration (pH) von 4 bis 8 auf. Das heißt die vorliegende Ausführungsform enthält die E1-Komponente zusätzlich zu der A-, B-, C- und D-Komponente der Reinigungszusammensetzung zum Entfernen von Resists der ersten Ausführungsform, und der pH ist auf 4 bis 8 eingestellt.
  • Das Ammoniumsalz (E1-Komponente) dient zum Unterdrücken von Korrosion des Isolierfilmes. Der Gehalt der E1-Komponente ist bevorzugt 0,01 bis 5 Massen-% und bevorzugter 0,05 bis 3 Massen-%. Wenn es weniger als 0,01 Massen-% ist, würde die Korrosion des Isolierfilmes , wie TEOS, SiN, SiON, SiO2, intensiver werden. Wenn es 5 Massen-% überschreitet, würde die Entfernungseffektivität des Resistfilmes, des Resistrestes und anderer verschlechtert werden.
  • Als die E1-Komponente kann jedes Ammoniumsalz ohne Beschränkung benutzt werden. Es enthält: aliphatisches Monocarboxylsäureammoniumsalz, wie Ammoniumformeat, Ammoniumacetat, Ammoniumpropionat und Ammoniumbutyrat; aliphatisches Polycarboxylsäureammoniumsalz, wie Ammoniumglycolat, Ammoniumoxalat, Ammoniummalonat, Ammoniumsuccinat, Ammoniummoleat, Ammoniumglutanat und Ammoniumadipinat; Oxycarboxylsäureammoniumsalz, wie Ammoniumlac tat, Ammoniumgluconat, Ammoniumtartrat, Ammoniummalat und Ammoniumcitrat; und Aminophosphonsäureammoniumsalz, wie Ammoniumsulfamat.
  • Dritte Ausführungsform
  • Eine noch andere Reinigungszusammensetzung zum Entfernen von Resists enthält ein Salz der Fluorwasserstoffsäure und eine Base, die nicht ein Metall enthält (A-Komponente), ein wasserlösliches organisches Lösungsmittel (B2-Komponente), Phosphonsäure (C1-Komponente), Wasser (D-Komponente) und eine Base, die nicht ein Metall enthält (E-Komponente), und seine Wasserstoffionenkonzentration (pH) beträgt 2 bis 8. Das Hinzufügen der Phosphonsäure (C1-Komponente) und der Base, die nicht ein Metall enthält (E-Komponente), verbessert den Korrosionswiderstandseffekt des Metallfilmes auf Kupferbasis und ermöglicht somit die Benutzung des Resistentfernungsreinigers in einem weiteren pH-Bereich (pH: 2 bis 8).
  • Die A-Komponente der vorliegenden Erfindung ist das Salz der Hydrofluorsäure und eine Base, die nicht ein Metall enthält, von denen Einzelheiten in der obigen ersten Ausführungsform beschrieben worden sind.
  • Die B2-Komponente der vorliegenden Erfindung ist ein wasserlösliches organisches Lösungsmittel. Obwohl es nicht speziell begrenzt ist, werden Amide, Pyrrolidone, Alkylharnstoffe, Sulfoxide, Sulfone, Imidazolydinone, Alkohol mit Polyhydroxylgruppen oder seine Derivate, Lactone, Carboxylsäurederivate und andere bevorzugt benutzt.
  • Die Amide enthalten Formamid, N-Methylformamid, N,N-Dimethylformamid, N-Ethylformamid, N,N-Diethylformamid, Acetamid, N-Methylacetamid, N,N-Dimethylacetamid, N-Ethylacetamid, N,N-Diethylacetamid und andere. Die Pyrrolidone enthalten N-Methyl- 2-pyrrolidon, N-Ethyl-2-pyrrolidon, N-Cyclohexyl-2-pyrrolidon, N-Hydroxyethyl-2-pyrrolidon und andere. Die Alkylharnstoffe enthalten Tetramethylharnstoff, Tetraethylharnstoff und andere. Die Sulfoxide enthalten Dimethylsulfoxid, Diethylsulfoxid und andere. Die Sulfone enthalten Dimethylsulfon, Diethylsulfon, bis-(2-Hydroxyethyl)sulfon, Tetramethylensulfon und andere. Die Imidazolydinone enthalten 1,3-Dimethyl-2-imidazolydinon, 1,3-Diethyl-2-imidazolydinon und andere.
  • Der Alkohol mit mehreren Polyhydroxylgruppen oder seine Derivate enthalten Ethylenglycol, Ethylenglycolmonomethylether, Ethylenglycolmonoethylether, Ethylenglycolmonopropylether, Ethylenglycolmonobutylether, Ethylenglycolmonomethyletheracetat, Ethylenglycolmonoethyletheracetat, Ethylenglycolmonopropyletheracetat, Ethylenglycolmonobutyletheracetat, Diethylenglycol, Diethylenglycolmonomethylether, Diethylenglycolmonoethylether, Diethylenglycolmonopropylether, Diethylenglycolmonobutylether, Diethylenglycolmonomethyletheracetat, Diethylenglycolmonoethyletheracetat, Diethylenglycolmonopropyletheracetat, Diethylenglycolmonobutyletheracetat, Triethylenglycolmonomethylether, Propylenglycol, Propylenglycolmonomethylether, Propylenglycolmonoethylether, Propylenglycolmonopropylether, Propylenglycolmonobutylether, Dipropylenglycolmonomethylether, Dipropylenglycolmonoethylether, Dipropylenglycolmonopropylether, Dipropylenglycolmonobutylether, Dipropylenglycolmonomethyletheracetat, Dipropylenglycolmonoethyletheracetat, Diproplenglycolmonopropyletheracetat, Dipropylenglycolmonobutyletheracetat, Diethylenglycoldimethylether, Diethylenglycoldiethylether, Diethylenglycoldipropylether, Diethylenglycoldibutylether, Dipropylenglycoldimethylether, Dipropylenglycoldiethylether, Dipropylenglycoldipropylether, Dipropylenglycoldibutylether und andere.
  • Die Lactone enthalten γ-Butyrolacton, σ-Valerolacton und andere. Die Carboxylsäurederivate enthalten Methylacetat, Ethylacetat, Methyllactat, Ethyllactat und andere.
  • Es ist bevorzugt, eine Mischung einer Schwefel enthaltenden Verbindung, wie Sulfoxide oder Sulfone und den Alkohol mit mehreren Polyhydroxylgruppen oder seiner Derivate zu benutzen, die oben als die B2-Komponente, wie sie oben beschrieben sind. Obwohl das gemischte Massenverhältnis der Schwefel enthaltenden Verbindung und der Alkohol mit mehreren Polyhydroxylgruppen oder seine Derivate nicht speziell begrenzt sind, kann das Folgende vom Standpunkt der Entfernungseffektivität des chemisch verstärkten Excimerresists nach Trockenätzen gesagt werden. Das heißt, wenn das KrF-Resist entfernt ist, da sein Gerüst Polyhydroxystyren eines Phenolgerüstes ist, ist es bevorzugt, ein höheres Verhältnis der Schwefel enthaltenden Verbindung zu haben, das gut darin lösbar ist. Im Vergleich, wenn das ArF-Resist entfernt wird, dessen Hauptgerüst acrylisch ist, ist es bevorzugt, ein höheres Verhältnis von Alkohol mit Polyhydroxylgruppen oder seiner Derivate zu haben, die gut darin lösbar sind. Der gleiche Standpunkt gilt für den Resistrest nach Trockenätzen und Veraschen. Mit anderen Worten, das gemischte Massenverhältnis der Schwefel enthaltenden Verbindung und des Alkohols mit Polyhydroxylgruppen oder seiner Derivate kann gemäß der Art des zu benutzenden Resists vor dem Trockenätzen bestimmt werden.
  • Der Gehalt der B2-Komponente beträgt bevorzugt 50 Massen-% bis 95 Massen-% und bevorzugter von 55 Massen-% bis 90 Massen-%. Wenn er weniger als 50 Massen-% ist, würde die Entfernungseffektivität des Resistfilmes und des Resistrestes verschlechtert werden, und die Korrosion der Kupferzwischenverbindung würde intensiver werden. Wenn es andererseits 95 Massen-% überschreitet, würde wiederum die Entfernungseffektivität des Resistfil mes und des Resistrestes unerwünschterweise verschlechtert werden.
  • Die C1-Komponente ist die Phosphonsäure. Beispiele der benutzten Phosphonsäure enthalten: Diethylentriaminpenta(methylenphosphonsäure), Phenylphosphonsäure, Methylendiphosphonsäure, Ethylidendiphosphonsäure, 1-Hydroxylethyliden-1,1-diphosphonsäure, 1-Hydroxylpropyliden-1,1-diphosphonsäure, 1-Hydroxylbutyliden-1,1-diphosphonsäure, Ethylamino-bis(methylenphosphonsäure), Dodecylamino-bis(methylenphosphonsäure), Ethylendiaminbis(methylenphosphonsäure), Ethylendiamin-tetrakis(methylenphosphonsäure), Hexamethylendiamin-tetrakis(methylenphosphonsäure), Isopropylendiamin-bis(methylenphosphonsäure), Isopropylendiamin-tetra(methylenphosphonsäure), Nitrilo-tris(methylenphosphonsäure) und andere.
  • Die benutzte Phosphonsäure (C1-Komponente), wenn sie mit der Base benutzt wird, die nicht ein Metall enthält (E-Komponente), dient als Korrosionsverhinderer bei dem Metallfilm auf Kupferbasis als das Zwischenverbindungsmaterial oder den Isolierfilm, wie der Film niedrigen k und dient auch als pH-Einsteller. Hier beträgt der Gehalt der C1-Komponente bevorzugt von 0,1 Massen-% bis 20 Massen-% und bevorzugter von 0,5 Massen-% bis 15 MassenWenn er weniger als 0,1 Massen-% ist, würde die Wirkung des Korrosionsschutzes auf dem Metallfilm auf Kupferbasis oder dem Film niedrigen k verschlechtert werden. Wenn er 20 Massen-% überschreitet, würde die Entfernungseffektivität des Resistfilmes, des Resistrestes oder des Ätzrestes unerwünschterweise verschlechtert werden.
  • Das Wasser wird als die D-Komponente benutzt, von dem Einzelheiten bei der ersten Ausführungsform beschrieben worden sind.
  • Die E-Komponente ist die Base, die nicht ein Metall enthält. Obwohl die nicht ein Metall enthaltende Base, die benutzt wird, nicht speziell begrenzt ist, werden bevorzugt organische Aminverbindungen, wie Hydroxyamine, primäres, sekundäres oder tertiäres Fettsäureamin, alicyclisches Amin, heterocyclisches Amin und aromatisches Amin, Ammoniak, niederquaternäre Ammoniumbase und andere, bevorzugt benutzt.
  • Die Hydroxyamine enthalten Hydroxylamin, N-Methylhydroxylamin, N,N-Dimethylhydroxylamin, N,N-Diethylhydroxylamin und andere.
  • Das primäre Fettsäureamin enthält Methylamin, Ethylamin, Propylamin, Butylamin, Monoethanolamin, Monoisopropanolamin, 2-(2-Aminoethylamino)ethanol und andere. Das sekundäre Fettsäureamin enthält Dimethylamin, Diethylamin, Dipropylamin, Dibutylamin, Diethanolamin, N-Methylethanolamin, N-Ethylethanolamin und andere. Das tertiäre Fettsäureamin enthält Trimethylamin, Triethylamin, Tripropylamin, Tributylamin, N,N-Dimethylethanolamin, N,N-Diethylethanolamin, N-Methyldiethanolamin, N-Ethyldiethanolamin, Triethanolamin und andere.
  • Das alicyclische Amin enthält Cyclohexylamin, Dicyclohexylamin und andere. Das heterocyclische Amin enthält Pyrrol, Pyrrolidin, Pyridin, Morpholin, Pyrazin, Piperidin, Oxazol, Thiazol und andere. Das aromatische Amin enthält Benzylamin, Dibenzylamin, N-Methylbenzylamin, N-Ethylbenzylamin und andere. Die niederquaternäre Ammoniumbase enthält Tetramethylammoniumhydroxid, (2-Hydroxyethyl)trimethylammoniumhydroxid und andere.
  • Die Base, die nicht ein Metall enthält (E-Komponente), die hier benutzt wird, dient, wenn sie zusammen mit der Phosphonsäure (C1-Komponente) benutzt wird, als Korrosionsverhinderer für den Metallfilm auf Kupferbasis als das Zwischenverbindungsmaterial oder den Isolierfilm, wie der Film niedrigen k, und dient auch als pH-Einsteller. Hier ist der Inhalt der E-Komponente bevorzugt von 0,1 Massen-% bis 20 Massen-% und bevorzugter von 0,5 Massen-% bis 15 Massen-%. Wenn er weniger als 0,1 Massen-% ist, wird die Korrosion des Metallfilmes auf Kupferbasis und des Filmes niedrigen k sehr intensiv. Wenn er 20 Massen-% überschreitet, nimmt die Entfernungseffektivität des Resistfilmes, des Resistrestes und anderer Ätzreste unerwünschterweise ab.
  • Der pH des Resistentfernungsreinigers beträgt 2 bis 8 und bevorzugt 2,5 bis 7,5. Wenn der pH weniger als 2 ist, würde der Metallfilm auf Kupferbasis stark korrodiert werden. Wenn der pH 8 überschreitet, würde die Entfernungseffektivität des Resistfilmes, des Resistrestes und des anderen Ätzrestes verschlechtert, und die Korrosion des Metallfilmes auf Kupferbasis und des Filmes niedrigen k würde unerwünschterweise voranschreiten. Bei der vorliegenden Ausführungsform verbessert die Zugabe der Phosphonsäure (C1-Komponente) und der Base, die nicht ein Metall enthält (E-Komponente), den Korrosionswiderstandseffekt auf einem Metallfilm, und ermöglicht folglich die Benutzung des Resistentfernungsreinigers in einem weiteren pH-Bereich (pH: 2 bis 8) als der pH-Bereich (pH: 4 bis 8) des Resistentfernungsreinigers der ersten und der zweiten Ausführungsform.
  • Vierte Ausführungsform
  • Eine weitere Reinigungszusammensetzung zum Entfernen von Resists enthält ein Salz einer Fluorwasserstoffsäure und einer Base, die nicht ein Metall enthält (A-Komponente), ein wasserlösliches organisches Lösungsmittel (B2-Komponente), Phosphonsäure (C1-Komponente), Wasser (D-Komponente), eine Base, die nicht ein Metall enthält (E-Komponente) und einen Cu-Korrosionsverhinderer (F-Komponente), und seine Wasserstoffionenkonzentration (pH) beträgt 2 bis 8. Das heißt die vorliegende Ausführungsform enthält weiter die F-Komponente zusätzlich zu der A-, B2-, C1-, D- und E-Komponente des Resistentfernungsreinigers der dritten Ausführungsform, und der pH ist auf 2 bis 8 eingestellt.
  • Hier dient der Cu-Korrosionsverhinderer (F-Komponente) zum Unterdrücken der Korrosion eines Metallfilmes auf Kupferbasis, und sein Gehalt ist bevorzugt von 0,01 Massen-% bis 5 Massen-% und bevorzugter von 0,05 Massen-% bis 3 Massen-%. Wenn er kleiner als 0,01 Massen-% ist, würde die Korrosion des Metallfilmes auf Kupferbasis intensiv werden. Wenn er 5 Massen-% überschreitet, würde die Entfernungseffektivität des Resistfilmes, des Resistrestes und anderen verschlechtert werden.
  • Als die F-Komponente werden Triazole, aliphatische Carboxylsäuren, aromatische Carboxylsäuren oder Aminocarboxylsäuren bevorzugt benutzt, oder zwei oder mehr Arten davon können zusammen verwendet werden. Die Triazole enthalten Benzotriazol, o-Tolyl-triazol, m-Tolyltriazol, p-Tolyltriazol, Carboxybenzotriazol, 1-Hydroxybenzotriazol, Nitrobenzotriazol, Dihydroxypropylbenzotriazol und andere. Die aliphatischen Carboxylsäuren enthalten Oxalsäure, Malonsäure, Acrylsäure, Methacrylsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Bernsteinsäure, Itaconsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Lactinsäure, Malinsäure, Citronensäure, Weinsäure und andere. Die aromatischen Carboxylsäuren enthalten Benzoesäure, Phthalsäure, Trimellitsäure, Pyromellitsäure, 5-Sulfosalicylsäure, 2,4-Dihydroxybenzoesäure und andere. Die Aminocarboxylsäuren enthalten Glycin, Dihydroxyethylglycin, Alanin, Valin, Leucin, Asparagin, Glutamin, Aspartinsäure, Glutarinsäure, Lysin, Arginin, Iminodiacetsäure, Nitrilotriacetsäure, Ethylendiamintetraacetsäure, 1,2-Cyclohexadiamintetraacetsäure, Diethylentriaminpentaacetsäure und andere.
  • Als nächstes wird eine Ausführungsform des Herstellungsverfahrens einer Halbleitervorrichtung beschrieben, bei der ein Resistfilm, ein Resistrest und ein anderer Ätzrest entfernt werden unter Benutzung des Resistentfernungsreinigers gemäß der oben beschriebenen Ausführungsformen, wobei ein Kupferzwischenverbindungsprozess als ein Beispiel genommen wird.
  • Fünfte Ausführungsform
  • Hier im folgenden wird eine Ausführungsform des Kupferzwischenverbindungsprozesses unter Benutzung der Reinigungszusammensetzung der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 1A bis 1K beschrieben. Die in 1A bis 1C beschriebenen Schritte sind die gleichen, wie die in 3A bis 3C beschriebenen herkömmlichen Schritte. Danach wird unter Bezugnahme auf 1C und 1D das während der Bildung eines Viaholes/Vialoches/-Durchgangsloches 21 erzeugter Resistrest 6 entfernt, indem die Reinigungszusammensetzung der vorliegenden Erfindung benutzt wird. Hier wird die Ausdehnung des Innendurchmessers des Durchgangsloches 21 unterdrückt, da die Reinigungszusammensetzung kaum den Film niedrigen k 4 und seinen modifizierten Film 7 ätzt.
  • Die in 1E bis 1G gezeigten Schritte sind die gleichen, wie die in 3E bis 3G gezeigten herkömmlichen Schritte. Als nächstes wird Bezug nehmend auf 1G und 1H der während des Bildens des Grabens 22 erzeugte Resistrest entfernt, indem die Reinigungszusammensetzung der vorliegenden Erfindung benutzt wird. Hier werden wieder der Innendurchmesser des Durchgangsloches und die Breite des Grabens daran gehindert zuzunehmen, da die Reinigungszusammensetzung der vorliegenden Erfindung kaum den Film niedrigen k 4 und seinen modifizierten Film 7 ätzt.
  • Danach wird Bezug nehmend auf 1I der Siliciumnitridfilm 3 durch Trockenätzen zum Freilegen der ersten Kupferzwischenverbindung 1 entfernt. Zu dieser Zeit sammelt sich der Ätzrest 8, der gemäß der Reaktion des Ätzgases und des Siliciumnitrides erzeugt wird, auf der Oberfläche der. ersten Kupferzwischenverbindung 1. Als nächstes wird unter Bezugnahme auf 1I und 1J die Oberfläche der ersten Kupferzwischenverbindung gereinigt unter Benutzung der Reinigungszusammensetzung der vorliegenden Erfindung. Zu dieser Zeit korrodiert ungleich dem herkömmlichen Reinigungsvorgang die Reinigungszusammensetzung nicht die Oberfläche der ersten Kupferzwischenverbindung 1. Als nächstes wird Bezug nehmend auf 1J und 1K Kupfer in das Durchgangsloch 21 und den Graben 22 durch z.B. Rückflusssputtern oder MOCVD (metallorganische chemische Dampfabscheidung) gefüllt, die ein CVD (chemisches Dampfabscheiden) ist, das eine organische Metallverbindung verwendet. Ein unnötiger Teil davon wird durch CMP entfernt, so dass eine zweite Kupferzwischenverbindung 10 gebildet wird. Die Reinigungszusammensetzung der vorliegenden Erfindung bewirkt keine Korrosion der Oberfläche der ersten Kupferzwischenverbindung 1. Dieses sichert vorteilhafterweise einen Übergang zwischen der ersten Kupferzwischenverbindung 1 und der zweiten Kupferzwischenverbindung 10 ohne Problem eines erhöhten Übergangswiderstandes oder einer Trennung. Weiter wird der Abstand/das Intervall 11 zwischen den Kupferzwischenverbindungen daran gehindert, schmal/eng zu werden, da die Reinigungszusammensetzung der vorliegenden Erfindung kaum den Film niedrigen k 4 und seine modifizierte Schicht 7 ätzt. Folglich werden Probleme, wie die Verschlechterung der Eigenschaften der Halbleiterelemente und des Kurzschlusses zwischen den Zwischenverbindungen, vermieden.
  • Sechste Ausführungsform
  • Hierauf wird eine andere Ausführungsform des Kupferzwischenverbindungsprozesses unter Benutzung der Reinigungszusammensetzung der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 2A bis 2I beschrieben. Die in 2A und 2B gezeigten Schritte sind die gleichen, wie die in 3A und 3B gezeigten herkömmlichen Schritte. Bezug nehmend auf 2B und 2C werden nach Trockenätzen des Durchgangsloches 21 in einem Zustand, in dem der Resistfilm 5 belassen ist, wobei ein Plasmaveraschen nicht durchgeführt wird oder nur unzureichend durchgeführt ist, der Resistfilm 5 und der Resistrest 6 unter Benutzung der Reinigungszusammensetzung der vorliegenden Erfindung entfernt. Die vorliegende Ausführungsform ist vorteilhaft darin, dass eine modifizierte Schicht nicht auf der Oberfläche des Filmes niedrigen k 4 gebildet ist.
  • Die in 2D und 2E gezeigten Schritte sind die gleichen wie die in 3E und 3F gezeigten herkömmlichen Schritte. Bezug nehmend auf 2E und 2F werden nach Trockenätzen des Grabens in einem Zustand, in dem der Resistfilm 5 belassen ist, wobei Plasmaveraschen nicht durchgeführt ist oder unzureichend durchgeführt ist, der Resistfilm 5 und der Resistrest 6 entfernt unter Benutzung der Reinigungszusammensetzung der vorliegenden Erfindung. Hier wiederum ist eine modifizierte Schicht nicht auf der Oberfläche des Filmes niedrigen k 4 gebildet.
  • Danach wird Bezug nehmend auf 2G der Siliciumnitridfilm 3 durch Trockenätzen zum Freilegen der ersten Kupferzwischenverbindung 1 entfernt. Zu dieser Zeit sammelt sich der Ätzrest 8, der gemäß der Reaktion des Ätzgases und des Siliciumnitrids erzeugt wird, auf der Oberfläche der ersten Kupferzwischenverbindung 1.
  • Als nächstes wird Bezug nehmend auf 2G und 2H die Oberfläche der ersten Zwischenverbindung 1 mit der Reinigungszusammensetzung der vorliegenden Erfindung gereinigt. Ungleich der herkömmlichen Reinigungszusammensetzung korrodiert die Reinigungszusammensetzung der vorliegenden Erfindung hier nicht die Oberfläche der ersten Kupferzwischenverbindung 1. Als nächstes wird Bezug nehmend auf 2H und 2I Kupfer in das Durchgangsloch 21 und den Graben 22 gefüllt, und ein unnötiger Teil davon wird zum Bilden der zweiten Kupferzwischenverbindung 10 entfernt, wie oben beschrieben wurde. Die Reinigungszusammensetzung der vorliegenden Erfindung verursacht keine Korrosion der Oberfläche der ersten Kupferzwischenverbindung, und somit wird ein vorteilhafter Übergang zwischen der ersten und der zweiten Kupferzwischenverbindung 1 und 10 sichergestellt ohne Problem des zunehmenden Übergangswiderstandes oder einer Trennung. Weiter wird der Abstand/das Intervall 11 zwischen den Kupferzwischenverbindungen daran gehindert, schmal zu werden, da die Reinigungszusammensetzung der vorliegenden Erfindung kaum den Film niedrigen k 4 ätzt. Folglich sind die Probleme, wie Verschlechterung der Eigenschaften der Halbleiterelemente und des Kurzschlusses zwischen den Zwischenverbindungen, vermieden.
  • Hier im folgenden wird die vorliegende Erfindung im größeren Detail beschrieben.
  • Die Entfernungseffektivität des Resistrestes, der durch Trockenätzen erzeugt ist, die Entfernungseffektivität des Ätzrestes, der gemäß der Reaktion des Ätzgases mit dem anorganischen Film erzeugt ist, und die Korrosionsverhinderungseffekte auf dem Kupferfilm und dem Film niedrigen k des Resistentfernungsreinigers gemäß der vorliegenden Erfindung wurden wie folgt ausgewertet.
  • (1) Vorbereitung der Reinigungszusammensetzung zum Entfernen von Resists
  • Verschiedene Reinigungszusammensetzungen zum Entfernen von Resists wurden dargestellt. Die Resistentfernungsreiniger von Beispielen 1 bis 21 sind Beispiele des Resistentfernungsreinigers der ersten Ausführungsform. Ähnlich entsprechen jene Beispiele 22 bis 25 der zweiten Ausführungsform, jene von Beispielen 26 bis 56 entsprechen der dritten Ausführungsform und jene Beispiele 57 bis 61 entsprechen der vierten Ausführungsform.
  • Zum Darstellen des entsprechenden Resistentfernungsreinigers der ersten Ausführungsform wurden die A- und B1-Komponenten den vorgeschriebenen Massen-%, wie in Tabellen 1 bis 3 gezeigt ist, und 95 Massen-% des gesamten benötigten Betrages der D-Komponente (Wasser) miteinander gemischt. Salpetersäure und Propion säure als die C-Komponente wurden in kleinen Beträgen zu der Mischung zum Erzielen eines vorgeschriebenen pH hinzugefügt. Die D-Komponente wurde hinzugefügt zum Erzielen von 100 Massender Reinigungszusammensetzung. Jeder der Resistentfernungsreiniger der zweiten Ausführungsform wurde wie folgt dargestellt. Die A-, B1- und E1-Komponente des vorgeschriebenen Massen-%, wie in Tabelle 4 gezeigt ist, und 95 Massen-% des gesamten benötigten Betrages der D-Komponente wurden zusammen gemischt, wozu Salpetersäure und Propionsäure als die C-Komponente in kleinen Beträgen zum Erzielen eines vorgeschriebenen pH addiert wurden, und die D-Komponente wurde weiterhin zum Erzielen von 100 Massen-% der Reinigungszusammensetzung hinzugefügt. Der Betrag der C-Komponente, der hinzuzufügen ist, variiert mit den pH, der zu erzielen ist, von 0,3 Massen-% bis 3 Massen-%.
  • Jeder der Resistentfernungsreiniger der dritten Ausführungsform wurde dargestellt durch Hinzufügen der D-Komponente zu der A-, B2-, C1- und E-Komponente des vorgeschriebenen Massen-%, wie in Tabelle 5 bis 8 gezeigt ist, zum Erhalten von 100 Massen-% der Reinigungszusammensetzung, während der pH bestätigt wurde. Jeder der Resistentfernungsreiniger der vierten Ausführungsform wurde dargestellt durch Hinzufügen der D-Komponente zu der A-, B2-, C1-, E- und F-Komponente des vorgeschriebenen Massen-%, wie in Tabelle 9 gezeigt ist, zum Erzielen von 100 Massen-% der Reinigungszusammensetzung, während der pH bestätigt wurde.
  • (2) Entfernungseffektivität des Resistrestes
  • Bezug nehmend auf 1A wurde eine eingebettete erste Kupferzwischenverbindung 1 in dem Siliciumoxidfilm als erster Isolierfilm 2 unter Benutzung eines bekannten Damasceneprozesses gebildet. Ein Siliciumnitridfilm 3 einer Filmdicke von 60 nm als der Schutzfilm der ersten Kupferzwischenverbindung 1 und ein CVD-SiON-Film (Dielektrizitätskonstante: 2,8) einer Filmdicke von 600 nm als Film niedrigen k 4 wurden aufeinanderfolgend darauf gebildet. Ein bemusterter positiver Resistfilm 5 mit einer Filmdicke von 400 nm wurde weiter darauf gebildet. Hier wurde ein chemisch verstärktes ArF-Excimerresist mit einem Acrylharz PAR-101 (von Sumitomo Chemical Co., Ltd. hergestellt) als das ArF-Resist verwendet. Als KrF-Resist wurde das chemisch verstärkte KrF-Excimerresist mit Phenolharz SEPR-430 (von Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. hergestellt) verwendet.
  • Als nächstes wurde Bezug nehmend auf 1B der CVD-SiON-Film als Film niedrigen k 4 trockengeätzt unter Benutzung eines RIE mit paralleler Platte bei einem Bearbeitungsdruck von 10 Pa mit einer RF-Leistung von 300 W durch ein Mischgas aus Fluorkohlenwasserstoff und Ar zum bilden des Durchgangsloches 21 zum Freilegen des Siliciumnitridfilms 3 unterworfen. Zu dieser Zeit sammelte sich der Harzrest 6 in dem Durchgangsloch 21.
  • Als nächstes wurde Bezug nehmend auf 1C das Resistmuster nach Trockenätzen einem Veraschen durch Plasma unter Benutzung eines Sauerstoffgases bei Raumtemperatur während 90 Sekunden unterworfen. Zu dieser Zeit wurde die modifizierte Schicht 7 an der Oberfläche des Filmes niedrigen k 4 gebildet, und der Resistrest 6 sammelte sich auf seiner Oberfläche und in dem Durchgangsloch 21.
  • Als nächstes wurde ein Chip (einer Größe von 20 mm × 20 mm), an dem der obige Resistrest anhaftete, in 200 cm3 des Resistentfernungsreinigers mit einer Zusammensetzung, wie sie in Tabellen 1, 2, 4, 5, 6, 8 oder 9 gezeigt ist, bei einer Temperatur von 24°C während 30 Minuten eingetaucht. Er wurde nach dem Waschen mit Wasser getrocknet. Die Entfernungseffektivität des ArF-Resists und seines Resistrestes und die Entfernungseffektivität des KrF-Resists und seines Resistrestes zu der Zeit, als der Resistentfernungsreiniger der ersten Ausführungsform benutzt wurde, sind in Tabelle 1 bzw. Tabelle 2 gezeigt. Die Ent fernungseffektivität des ArF-Resists und seines Resistrestes zu der Zeit, zu der der Resistentfernungsreiniger der zweiten Ausführungsform benutzt wurde, ist in Tabelle 4 gezeigt. Weiter sind die Entfernungseffektivität des ArF-Resists und seines Resistrestes und die Entfernungseffektivität des KrF-Resists und seines Resistrestes zu der Zeit, zu der der Resistentfernungsreiniger der dritten Ausführungsform benutzt wurde, in Tabellen 5 und 8 bzw. Tabellen 6 und 8 gezeigt. Noch weiter sind die Entfernungseffektivität des ArF-Resists und seines Resistrestes und die Entfernungseffektivität des KrF-Resists und seines Resistrestes zu der Zeit, zu der der Resistentfernungsreiniger der vierten Ausführungsform benutzt wurde, in Tabelle 9 gezeigt. In jeder Tabelle zeigt OO und O an, dass der Resistrest nicht gefunden wurde (OO mit einem Oberflächenzustand besser als der von O), und x bezeichnet, dass Resistrest gefunden wurde.
  • Danach wurde Bezug nehmend auf 1E bis 1G der Graben 22 in dem Film niedrigen k 4 auf die gleiche Weise, wie oben beschrieben, gebildet, und Bezug nehmend auf 1G und 1H wurde der verbleibende Resistrest entfernt auf die gleiche Weise wie oben. Die Resistentfernungseffektivität zu dieser Zeit war die gleiche, wie in Tabellen 1, 2, 4, 5, 6, 8 oder 9.
  • (3) Entfernungseffektivität des Reaktionsrestes des Ätzgases und des anorganischen Filmes
  • Danach wurde Bezug nehmend auf 1I der Siliciumnitridfilm 3 trockengeätzt unter Benutzung des RIE mit paralleler Platte bei einem Bearbeitungsdruck von 10 Pa mit einer RF-Leistung von 300 W durch ein Mischgas aus Fluorkohlenwasserstoff und Ar zum Freilegen der ersten Kupferzwischenverbindung 1. Zu dieser Zeit sammelte sich der Ätzrest 8, der gemäß der Reaktion des Ätzgases mit dem Siliciumnitridfilm während des Trockenätzens er zeugt wurde, auf der Oberfläche der ersten Kupferzwischenverbindung.
  • Als nächstes wurde Bezug nehmend auf 1I und 1J der Ätzrest 8 entfernt unter Benutzung des Resistentfernungsreinigers mit der Zusammensetzung, wie sie in Tabellen , 7, 8 oder 9 gezeigt ist, auf die gleiche Weise wie in (2) oben. Das Resultat ist in der entsprechenden Tabelle gezeigt. OO, O und x in Tabellen 3, 7, 8 und 9 werden auf der gleichen Basis wie in Tabellen 1 und anderen benutzt.
  • Danach wurde Bezug nehmend auf 1K Kupfer in das Durchgangsloch 21 und den Graben 22 durch Elektroplattieren gefüllt, und ein unnötiger Teil davon wurde durch CMP entfernt. Die zweite Kupferzwischenverbindung 10 wurde somit gebildet.
  • (4) Korrosionswiderstand der Kupferzwischenverbindung
  • Zum Auswerten des Korrosionswiderstandes des Kupferzwischenverbindung wurde ein geätzter Betrag (oder eine Abnahme der Dicke) eines Kupferplattenchips (eine Größe von 20 mm × 20 mm mit einer Dicke von 500 nm), wenn er in den Resistentfernungsreiniger mit einer Zusammensetzung, wie sie in Tabelle 1 bis 9 gezeigt ist, bei 24°C während 30 Minuten eingetaucht wurde und nach Wasserwaschen getrocknet wurde, unter Benutzung einer Filmdickenmessvorrichtung gemessen, wobei eine fluoreszierende Röntgenstrahl-4-Probe verwendet wurde (erhältlich von Four Dimension, Inc.). In Tabellen 1 bis 9 bezeichnet OO, dass der geätzte Betrag weniger als 1 nm betrug, O bezeichnet, dass der geätzte Betrag weniger als 2 nm betrug, und x bezeichnet, dass der geätzte Betrag 2 nm oder größer war.
  • (5) Korrosionswiderstand des Filmes niedrigen k
  • Zum Auswerten des Korrosionswiderstandes des Filmes niedrigen k wurde ein geätzter Betrag (oder eine Abnahme in Dicke) eines CVD-SiON-Filmchips (einer Größe von 20 mm × 20 mm mit einer Dicke von 500 nm), wenn der Chip in den Resistentfernungsreiniger mit einer Zusammensetzung, wie sie in Tabellen 1 bis 9 gezeigt ist, bei 24°C während 30 Minuten eingetaucht wurde und nach Wasserwaschen getrocknet wurde, unter Benutzung einer Filmdickenmessvorrichtung eines optischen Interferenztyps, NanoSpec (von Nanometrics, Inc. erhältlich) gemessen. In Tabellen 1 bis 9 bezeichnet OO, dass der geätzte Betrag weniger als 1 nm betrug, O bezeichnet, dass der gleiche weniger als 2 nm war, und x bezeichnet, dass der gleiche mindestens 2 nm betrug.
  • In Tabellen 1 bis 9 stellt NH4F Ammoniumfluorid dar, DMAC stellt N,N-Dimethylacetamid dar, DGBE stellt Diethylenglycolmonobutylether dar, DMSO stellt Dimethylsulfoxid dar, DGME stellt Diethylenglycolmonomethylether dar, MDP stellt Methylendiphosphonsäure dar, DEEA stellt N,N-Diethylethanolamin dar, DMAC stellt N,N-Dimethylacetamid dar, PGME stellt Propylenglycolmonomethylether dar, PGBE stellt Propylenglycolmonobutylether dar, MEA stellt Monoethanolamin dar und BTA stellt Benzotriazol dar.
  • Figure 00330001
  • Die Resistentfernungsreiniger in den Beispielen 1 bis 8 enthalten alle die A-, B1-, C- und D-Komponente, und ihr pH-Bereich ist in dem Bereich von 4 bis 8. Somit zeigt jeder Reiniger eine hervorragende ArF-Resistentfernungseffektivität und hervorragende Korrosionsverhinderungseffekte auf dem Cu-Film und dem Film niedrigen k. Im Vergleich enthält das Vergleichsbeispiel 1 nicht die A-Komponente, so dass die ArF-Resistentfernungseffektivität schlecht wurde. Das Vergleichsbeispiel 2 weist einen pH kleiner als 4 auf, so dass die ArF-Resistentfernungseffektivität und der Korrosionswiderstand des Cu-Films verschlechtert wurden. Das Vergleichsbeispiel 3 weist einen pH auf, der 8 überschreitet, so dass der Korrosionswiderstand sowohl des Cu-Films als auch des Filmes niedrigen k verschlechtert wurde.
  • Es wurde aus Beispielen 3 und 5 bis 8 gefunden, dass das Acrylharz in großem Betrag enthaltende ArF-Resist und sein Rest effektiver entfernt wurden, wenn der Gehalt an Diethylenglycolmonobutylether innerhalb der B1-Komponente vergrößert wird.
  • Figure 00350001
  • Die Resistentfernungsreiniger in den Beispielen 9 bis 16 enthalten alle die A-, B1-, C- und D-Komponente, und ihr pH-Bereich ist in dem Bereich von 4 bis 8. Somit zeigt jeder Reiniger eine hervorragende KrF-Resistentfernungseffektivität und hervorragende Korrosionsverhinderungseffekte auf dem Cu-Film und dem Film niedrigen k. Im Vergleich enthält das Vergleichsbeispiel 4 nicht die A-Komponente, so dass sie eine schlechte KrF-Resistentfernungseffektivität zeigt. Das Vergleichsbeispiel 5 weist einen pH kleiner als 4 auf, so dass der Korrosionswiderstand des Cu-Filmes verschlechtert wurde. Das Vergleichsbeispiel 6 weist einen pH auf, der 8 überschreitet, so dass seine KrF-Resistentfernungseffektivität und die Korrosionsverhinderungseffekte auf dem Cu-Film und dem Film niedrigen k alle verschlechtert waren.
  • Es wurde aus Beispielen 1 und 13 bis 16 gefunden, dass das Phenolharz in großem Betrag enthaltende KrF-Resist und sein Rest effektiver entfernt werden können, wenn der Gehalt von N,N-Dimethylacetamid innerhalb der B1-Komponente vergrößert wird.
  • Figure 00370001
  • Die Resistentfernungsreiniger in den Beispielen 17 bis 21 enthalten alle die A-, B1-, C- und D-Komponente, und ihr pH ist in dem Bereich von 4 bis 8. Somit zeigt jeder Reiniger eine hervorragende Ätzrestentfernungseffektivität und hervorragende Korrosionsverhinderungseffekte auf dem Cu-Film und dem Film niedrigen k. Obwohl der Ätzrest nicht das Resist oder den Resistrest enthält, wie es oben war, enthält er einen großen Betrag von Kohlenstoffrest, der von dem Ätzgas herrührt, so dass der Resistentfernungsreiniger gemäß der vorliegenden Erfindung anwendbar ist.
  • Vergleichsbeispiel 7 enthält nicht die A-Komponente, so dass es eine schlechte Ätzrestentfernungseffektivität zeigt. Vergleichsbeispiel 8 weist seinen pH kleiner als 4 auf, so dass der Korrosionswiderstand des Cu-Filmes verschlechtert wurde. Vergleichsbeispiel 9 weist seinen pH größer als 8 auf, so dass der Korrosionswiderstand sowohl des Cu-Filmes als auch des Filmes niedrigen k verschlechtert wurde.
  • Figure 00390001
  • Die Resistentfernungsreiniger in den Beispielen 22 bis 25 enthalten alle die A-, B1-, C-, D- und E1-Komponente, und ihr pH ist in dem Bereich von 4 bis 8. Somit zeigt jeder Reiniger eine hervorragende ArF-Resistentfernungseffektivität und hervorragende Korrosionsverhinderungseffekte auf dem Cu-Film und dem Film niedrigen k. Es wurde auch gefunden, dass der Korrosionswiderstand des Filmes niedrigen k weiter verbessert wurde im Vergleich mit Beispielen 3 und 6, die nicht die E1-Komponente enthalten, obwohl sie in den Tabellen mit dem gleichen Symbol O bezeichnet sind. Solche Tendenz wurde nicht nur bei der Entfernungseffektivität des ArF-Resists und des Resistrestes gefunden, sondern auch bei der Entfernungseffektivität des KrF-Resists und seines Resistrestes.
  • Figure 00410001
  • Die Resistentfernungsreiniger in den Beispielen 26 bis 35 enthalten alle die A-, B2-, C1-, D- und E-Komponente, und ihr pH ist in dem Bereich von 2 bis 8. Somit zeigt jeder Reiniger eine hervorragende ArF-Resistentfernungseffektivität und hervorragende Korrosionsverhinderungseffekte auf dem Cu-Film und dem Film niedrigen k. Im Vergleich enthält das Vergleichsbeispiel 10 nicht die A-Komponente, so dass die ArF-Resistentfernungseffektivität schwach wurde. Das Vergleichsbeispiel 11 weist einen pH kleiner als 2 auf, so dass der Korrosionswiderstand des Cu-Filmes verschlechtert wurde. Das Vergleichsbeispiel 12 weist einen pH auf, der 8 überschreitet, so dass der Korrosionswiderstand sowohl des Cu-Films als auch des Filmes niedrigen k verschlechtert wurde.
  • Es wurde aus Beispielen 27 und 30 bis 33 gefunden, dass das Acrylharz in großem Betrag enthaltende ArF-Resist und sein Rest effektiver entfernt wurden, wenn der Gehalt an Diethylenglycolmonomethylether innerhalb der B2-Komponente vergrößert wird.
  • Figure 00430001
  • Die Resistentfernungsreiniger in den Beispielen 36 bis 45 enthalten alle die A-, B2-, C1-, D- und E-Komponente, und ihr pH ist in dem Bereich von 2 bis 8. Somit zeigt jeder Reiniger eine hervorragende KrF-Resistentfernungseffektivität und hervorragende Korrosionsverhinderungseffekte auf dem Cu-Film und dem Film niedrigen k. Im Vergleich enthält das Vergleichsbeispiel 13 nicht die A-Komponente, so dass es eine schlechte KrF- Resistentfernungseffektivität zeigt. Das Vergleichsbeispiel 14 weist einen pH kleiner als 2 auf, so dass der Korrosionswiderstand des Cu -Films verschlechtert wurde. Das Vergleichsbeispiel 15 weist einen pH auf, der 8 überschreitet, so dass seine KrF-Resistentfernungseffektivität und die Korrosionsverhinderungseffekte auf dem Cu-Film und dem Film niedrigen k alle verschlechtert wurden.
  • Es wurde aus Beispielen 37 und 40 bis 43 gefunden, dass das Phenolharz in großem Betrag enthaltende KrF-Resist und sein Rest effektiver entfernt werden können, wenn der Gehalt an Dimethylsulfoxid innerhalb der B2-Komponente vergrößert wird.
  • Figure 00450001
  • Die Resistentfernungsreiniger in den Beispielen 46 bis 50 enthalten alle die A-, B2-, C1-, D- und E-Komponente, und ihr pH ist in dem Bereich von 2 bis 8. Somit zeigt jeder Reiniger eine hervorragende Ätzrestentfernungseffektivität und hervorragende Korrosionsverhinderungseffekte auf dem Cu-Film und dem Film niedrigen k. Obwohl der Ätzrest nicht das Resist oder den Resistrest wie oben enthält, enthält er einen großen Betrag von. Kohlenstoffrest, der von dem Ätzgas herrührt, so dass der Resistentfernungsreiniger gemäß der vorliegenden Erfindung anwendbar ist. Das Vergleichsbeispiel 16 enthält nicht die A-Komponente, so dass es eine schlechte Ätzrestentfernungseffektivität zeigt. Das Vergleichsbeispiel 17 weist einen pH kleiner als 2 auf, so dass die Ätzrestentfernungseffektivität und der Korrosionswiderstand des Cu-Films verschlechtert wurden. Das Vergleichsbeispiel 18 weist einen pH auf, der 8 überschreitet, so dass der Korrosionswiderstand sowohl von dem Cu-Film als auch von dem Film niedrigen k verschlechtert wurde.
  • Figure 00470001
  • Die Resistentfernungsreiniger in den Beispielen 51 bis 56 enthalten alle die A-, B2-, C1-, D- und E-Komponente, und ihr pH ist in dem Bereich von 2 bis 8. Somit zeigt jeder Reiniger eine hervorragende Entfernungseffektivität des ArF-Resists, des KrF-Resists und des Ätzrestes und er zeigt auch hervorragende Korrosionsverhinderungseffekte auf dem Cu-Film und dem Film niedrigen k. Die relevanten Beispiele zeigen, dass eine Mischung von Schwefel enthaltender Verbindung (z.B. Dimethylsulfoxid) oder Aminen (z.B. N,N-Dimethylacetamid) und Alkohol mit mehreren Hydroxylgruppen oder sein Derivat (z.B. Diethylenglycolmonomethylether, Diethylenglycolmonobutylether) als die B2-Komponente bevorzugt ist.
  • Figure 00490001
  • Die Resistentfernungsreiniger in den Beispielen 57 bis 61 enthalten alle die A-, B2-, C1-, D-, E- und F-Komponente, und ihr pH ist in dem Bereich von 2 bis 8. Somit zeigt jeder Reiniger eine hervorragende Entfernungseffektivität des ArF-Resists, des KrF-Resists und des Ätzrestes und zeigt auch hervorragende Korrosionsverhinderungseffekte auf dem Cu-Film und dem Film niedrigen k. Obwohl der Ätzrest nicht das Resist oder den Resistrest enthält, wie oben, enthält er einen großen Betrag von Kohlenstoffrest, der von dem Ätzgas herrührt, so dass der Resistentfernungsreiniger gemäß der vorliegenden Erfindung anwendbar ist.
  • Das Vergleichsbeispiel 21 enthält nicht die A-Komponente, so dass es eine schlechte Entfernungseffektivität des ArF-Resists, des KrF-Resists und des Ätzrestes zeigt. Das Vergleichsbeispiel 22 weist einen pH weniger als 2 auf, so dass die Ätzrestentfernungseffektivität und der Korrosionswiderstand des Cu-Filmes verschlechtert wurden. Das Vergleichsbeispiel 23 weist einen pH auf, der 8 überschreitet, so dass die KrF-Resistentfernungseffektivität und Korrosionswiderstand von sowohl dem Cu-Film als auch dem Film niedrigen k verschlechtert wurden.

Claims (13)

  1. Reinigungszusammensetzung zum Entfernen von Resists, mit: einem Salz von Fluorwasserstoffsäure und einer Base, die nicht Metall enthält (A-Komponente); einem wasserlöslichen organischen Lösungsmittel (B1-Komponente) ; einer Säure, die aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus organischer Säure und anorganischer Säure besteht (C-Komponente); und Wasser (D-Komponente); und mit einer Wasserstoffionenkonzentration (pH) von 4 bis 8.
  2. Reinigungszusammensetzung zum Entfernen von Resists, mit: einem Salz von Fluorwasserstoffsäure und einer Base, die nicht Metall enthält (A-Komponente); einem wasserlöslichen organischen Lösungsmittel (B1-Komponente); mindestens einer Säure, die aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus organischer Säure und anorganischer Säure besteht (C-Komponente); Wasser (D-Komponente); und Ammoniumsalz (E1-Komponente); und mit einer Wasserstoffionenkonzentration (pH) von 4 bis 8.
  3. Reinigungszusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, bei der das wasserlösliche organische Lösungsmittel (die B1-Komponente) eine Mischung aus Amiden und Alkohol mit mehreren Hydroxylgruppen oder seines Derivates ist.
  4. Reinigungszusammensetzung nach. einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die Base, die nicht Metall enthält, zum Bilden des Salzes der Fluorwasserstoffsäure und eine Base, die nicht Metall enthält (die A-Komponente), mindestens eine Base ist, die aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus einer organischen Aminverbindung, Ammoniak und einer niederquaternären Ammoniumbase besteht.
  5. Reinigungszusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der der Gehalt des Salzes der Fluorwasserstoffsäure und eine Base, die nicht Metall enthält (die A-Komponente), 0,01 bis 1 Massen-% beträgt.
  6. Reinigungszusammensetzung zum Entfernen von Resists, mit: einem Salz von Fluorwasserstoffsäure und einer Base, die nicht Metall enthält (A-Komponente); einem wasserlöslichen organischen Lösungsmittel (B2-Komponente); Phosphonsäure (C1-Komponente); Wasser (D-Komponente); und einer Base, die nicht Metall enthält (E-Komponente); und mit einer Wasserstoffionenkonzentration (pH) von 2 bis 8.
  7. Reinigungszusammensetzung nach Anspruch 6, bei der das wasserlösliche organische Lösungsmittel (die B2-Komponente) eine Mischung aus einer Schwefel enthaltenden Verbindung und Alkohol mit mehreren Hydroxylgruppen oder seines Derivates ist.
  8. Reinigungszusammensetzung zum Entfernen von Resists, mit: einem Salz von Fluorwasserstoffsäure und einer Base, die nicht Metall enthält (A-Komponente); einem wasserlöslichen organischen Lösungsmittel (B2-Komponente); einer Phosphonsäure (C1-Komponente); Wasser (D-Komponente); einer Base, die nicht Metall enthält (E-Komponente); und einem Cu-Korrosionsverhinderer (F-Komponente); und mit einer Wasserstoffionenkonzentration (pH) von 2 bis 8.
  9. Reinigungszusammensetzung nach Anspruch 8, bei der der Cu-Korrosionsverhinderer (die F-Komponente) mindestens eine Art enthält, die aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus Triazol, aliphatischen Carboxylsäuren, aromatischen Carboxylsäuren und Aminocarboxylsäuren besteht.
  10. Herstellungsverfahren einer Halbleitervorrichtung, mit den Schritten: Bilden eines Metallfilmes (1) mit Kupfer als seiner Hauptkomponente auf einem Halbleitersubstrat; Bilden eines Isolierfilmes (4) darauf; Bilden eines Resistfilmes (5) darauf; Vorsehen eines Loches (21) oder eines Grabens (22) in dem Isolierfilm (4) durch Trockenätzen unter Benutzen des Resistfilmes (5) als Maske; Entfernen des Resists (5) durch Gasplasmabehandeln oder Wärmebehandlung; und Entfernen des verbleibenden Resistrestes (6) unter Benutzung der Reinigungszusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
  11. Herstellungsverfahren nach Anspruch 10, bei dem der als Maske bei dem Trockenätzen benutzte Resistfilm (5) ein chemisch verstärktes Excimerresist ist.
  12. Herstellungsverfahren einer Halbleitervorrichtung mit den Schritten: Bilden eines Metallfilmes (1) mit Kupfer als seiner Hauptkomponente auf einem Halbleitersubstrat; Bilden eines Isolierfilmes (4) darauf; Bilden eines Resistfilmes (5) darauf; Vorsehen eines Loches (21) oder eines Grabens (22) in dem Isolierfilm (4) durch Trockenätzen unter Benutzen des Resistfilmes (5) als Maske; und Entfernen des verbleibenden Resistfilmes (5) und des Resistrestes (6), die während des Trockenätzens erzeugt werden, unter Benutzung der Reinigungszusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
  13. Herstellungsverfahren einer Halbleitervorrichtung mit den Schritten: Bilden eines Metallfilmes (1) mit Kupfer als seiner Hauptkomponente auf einem Halbleitersubstrat; Bilden eines Isolierfilmes (4) darauf; Vorsehen eines Loches (21) in dem Isolierfilm (4), das den Metallfilm (1) erreicht, durch Trockenätzen; und Entfernen von Ätzrest (8), der während des Trockenätzens erzeugt wird, unter Benutzung der Reinigungszusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
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