JP4226216B2 - 半導体基板用の剥離用組成物 - Google Patents

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Description

【０００１】
関連出願に対するクロス・リファレンス
この出願は、１９９８年５月１８日に出願された、米国仮出願第６０／０８５，８７９号に対する優先権を主張する。
【０００２】
発明の背景
発明の分野
本発明は概して、半導体ウエハの加工に用いられる化学調合物に関し、特に、少なくともホウ酸及び１つ以上の有機アミン及び水を含有し、それらを利用してレジストのプラズマアッシング工程の後にウエハから残留物を除去しする化学調合物に関する。
【０００３】
背景技術
先行技術は、フォトレジストアッシング工程の後に残留物を除去してウエハを洗浄するためにいろいろな化学調合物を利用することについて教示している。概して、これらの先行技術の化学調合物には、不要な無機残留物を除去するのを助ける強酸または強塩基などの強試薬などが含まれる。しかしながら、このような強試薬は、ウエハ上に残っている金属または絶縁層を更に不必要に除去することがあり、このため、多くの場合、望ましくない。従って、レジストのアッシング工程の後に残留物を効果的に除去する化学調合物であって、ウエハ上に残ることが意図される繊細な構造体に作用したり、可能性として劣化したりしない化学調合物が必要である。
【０００４】
発明の開示
本発明は、ハロゲンベースのプラズマ金属エッチングの後に酸素プラズマアッシングを行うことにより生じるウエハ残留物を剥離するための調合物を含む。前記調合物は、次の一般成分（重量％）を含有する。
ホウ酸 ２〜１７％
有機アミンまたはアミンの混合物 ３５〜７０％
水 ２０〜４５％
グリコール溶剤（任意） ０〜５％
キレート剤（任意） ０〜１７％
【０００５】
好ましいアミンは、
モノエタノールアミン（ＭＥＡ）
トリエタノールアミン（ＴＥＡ）、である。
【０００６】
本発明の利点は、それがプラズマアッシング工程の後に無機残留物を効果的に除去することである。
【０００７】
本発明の別の利点は、それがプラズマアッシングの後に金属ハロゲン化物及び金属酸化物残留物を効果的に除去することである。
【０００８】
本発明の更に別の利点は、それが、強酸または強塩基を含有することなくプラズマアッシングの後に半導体ウエハから無機残留物を効果的に除去することである。
【０００９】
本発明のこれら及び他の特徴及び利点は、好ましい実施態様の以下の詳細な説明を検討するとき、当業者には理解されよう。
【００１０】
発明を実施するための最良の形態
半導体ウエハの加工の代表的な工程は、パターニングされたレジスト層を表面に形成した金属化層または絶縁層の作製を必要とする。次に、このようなウエハをプラズマ（ハロゲンベースのプラズマなど）に暴露し、暴露された金属または絶縁体を除去することができる。その後、プラズマアッシング工程が（一般に、酸素ベースのプラズマを用いて）行われ、そこにおいて、残っているレジストをウエハから除去する。その結果、パターン化金属層またはパターン化絶縁体層が得られる。
【００１１】
この一連の工程は概して、更に別の加工工程の前にウエハから除去されなければならない残留物を結果として生じる。プラズマアッシング工程の後の残留物は主に、金属ハロゲン化物及び金属酸化物などの無機化合物で構成されている。
【００１２】
種々な化学調合物が現在、無機化合物の残留物を除去するために用いられている。これらの調合物は概して、レジストのプラズマアッシング技術を導入する前に用いられた半導体加工ウエットケミカルレジスト除去プロセスからの残存物である。このため前の調合物は一般に、残留物を除去するための強酸または強塩基を含有する。本発明は、先行技術の調合物の強酸または強塩基を含有しない、無機化合物の残留物を除去するための化学調合物を含む。
【００１３】
本発明は、高密度プラズマ金属エッチングの後にプラズマアッシングを行うことにより生じるウエハ残留物を剥離するための新規な調合物を含む。前記調合物は、主成分としてホウ酸、１つ以上のアミン及び水または他の溶剤を含有し、任意の成分としてグリコール溶剤及び／またはキレート剤を有する。
【００１４】
好ましい調合物は、次の一般成分（重量％）を利用する。
ホウ酸 ２〜１７％
有機アミンまたはアミンの混合物 ３５〜７０％
水 ２０〜４５％
グリコール溶剤（任意） ０〜５％
キレート剤（任意） ０〜１７％
【００１５】
好ましいアミンは、
モノエタノールアミン（ＭＥＡ）
トリエタノールアミン（ＴＥＡ）、である。
【００１６】
アミンと組み合わせたホウ酸の利用は、この発明の独自の特徴である。これらの調合物は、任意のキレート剤及び溶剤を添加することによって向上され得る良好な剥離性能を提供した。
【００１７】
前記のキレート剤は好ましくは、弱〜中程度の酸性であり、キレート剤中の２つの官能基が互いに接近しているようにカルボン酸、芳香族ヒドロキシル基、アミド、ケトン、及びアルデヒドなどの２つの官能基の組合せを含有する。
【００１８】
好ましいキレート剤は、
カテコール Ｃ６Ｈ４（ＯＨ）２
乳酸 ＣＨ３ＣＨ（ＯＨ）ＣＯ２Ｈ
【００１９】
他の許容範囲のキレート剤は、
アセトアセトアミド ＣＨ３ＣＯＣＨ２ＣＯＮＨ２
サリチルアルデヒド ２−（ＨＯ）Ｃ６Ｈ４ＣＨＯ
である。
【００２０】
好ましい調合物の例は、
ホウ酸 １７％
モノエタノールアミン ４５％
水 ３２％
カテコール ６％
【００２１】
ホウ酸 １５％
モノエタノールアミン ４３％
水 ３４．８％
乳酸 ６．２％
【００２２】
ホウ酸 １０％
トリエタノールアミン ３８％
水 ３５％
アセトアセトアミド １７％
【００２３】
ホウ酸 １５％
モノエタノールアミン ３５％
水 ３５％
サリチルアルデヒド １５％
【００２４】
ホウ酸 １５％
モノエタノールアミン ４０％
水 ４５％
【００２５】
ホウ酸 １２％
モノエタノールアミン ４５％
トリエタノールアミン １０％
水 ３３％
【００２６】
ホウ酸 １７％
モノエタノールアミン ４０％
水 ３８％
エチレングリコール ５％
【００２７】
本発明者は、他の同類の成分が、前記の好ましい調合物において利用された成分に匹敵する性能を示すと予想する。
【００２８】
これらは、以下のことを含む。
Ａ．他の有機アミンが適していると予想される。
【００２９】
Ｂ．他のグリコール溶剤が適していると予想される。
【００３０】
Ｃ．同様に弱〜中程度の酸性であり、請求されたキレート剤に構造的に似ている他のキレート剤もまた、適していると予想される。
【００３１】
Ｄ．界面活性剤、安定剤、腐蝕防止剤、緩衝剤、及び補助溶剤などの任意の成分を含有することが、当業者には明らかな付加物を形成することも予想される。
【００３２】
本発明の調合物は、塩素またはフッ素含有プラズマでエッチングした後、酸素プラズマアッシングを行ったウエハ上で特に有用である。このタイプの処理によって生じた残留物は一般に、酸化アルミニウム及び酸化チタンなどであるがこれらに制限されない無機物質を含有する。これらの残留物はしばしば、有効な装置性能のために必要とされる金属及び窒化チタンの腐蝕を引き起こすことなく完全に溶解するのが難しい。
【００３３】
実施例
バイアを備える商用に製造されたウエハの２つのタイプを本発明の調合物を用いて評価した。各々の場合において、プラズマエッチング及びアッシングの後、３０分間、５０℃〜６０℃の調合物の浴にウエハを浸漬し、その後、脱イオン水で洗浄し、窒素ガスの流れで乾燥することによって残留物をウエハから除去した。
【００３４】
実施例１
直径が１．６ミクロン、３層のバイアを有するウエハが、窒化チタンの上層（厚さ４０ｎｍ）、酸化ケイ素の第２層（厚さ１．３ミクロン）及びアルミニウム／銅の合金の下層で構成された。基板は酸化ケイ素であった。
【００３５】
実施例２
直径が１ミクロン、３層のバイアを有するウエハが、酸化ケイ素の上層（厚さ７０００オングストローム）、窒化チタンの第２層（厚さ１２００オングストローム）、及びアルミニウムの下層で構成された。基板は酸化ケイ素であった。
【００３６】
上に確認された好ましい調合物の全てを、実施例１及び実施例２の両方のウエハ上で試験した。上に記載した成分の範囲内にある他の調合物もまた試験した。
【００３７】
前記の調合物を、相対的な剥離効率及び腐蝕性について評価した。
好ましい調合物は最良の評価になり、剥離性能及び低腐蝕性の両方に基づいた全性能において、だいたい等しい。
【００３８】
本発明を特定の好ましい実施態様に対して示し、記載したが、本発明の他の更に別の変更及び修正は、本発明を理解した後に当業者には明白であると理解されるはずである。従って、以下のクレームは、本発明の真の精神及び範囲内にあるこのような全ての変更及び修正に及ぶものとする。

Claims (23)

  1. プラズマアッシング後の半導体加工に使用するための半導体ウエハ洗浄用調合物であって、
    以下の成分：
    ホウ酸 ２〜１７重量％、
    少なくとも１つのアミン ３５〜７０重量％、及び
    水 ２０〜４５重量％
    を含む半導体ウエハ洗浄用調合物。
  2. ０〜５重量％の範囲のグリコール溶剤を更に含有する、請求項１に記載の半導体ウエハ洗浄用調合物。
  3. ０〜１７重量％の範囲のキレート剤を更に含有する、請求項１又は２に記載の半導体ウエハ洗浄用調合物。
  4. 前記キレート剤が、アセトアセトアミドである、請求項３に記載の半導体ウエハ洗浄用調合物。
  5. 前記アミンが、
    モノエタノールアミン（ＭＥＡ）、及び
    トリエタノールアミン（ＴＥＡ）
    からなる群から選択される、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の半導体ウエハ洗浄用調合物。
  6. 前記アミンが、モノエタノールアミン（ＭＥＡ）である、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の半導体ウエハ洗浄用調合物。
  7. 前記アミンが、トリエタノールアミン（ＴＥＡ）である、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の半導体ウエハ洗浄用調合物。
  8. 前記キレート剤が、サリチルアルデヒドである、請求項３に記載の半導体ウエハ洗浄用調合物。
  9. 前記キレート剤が、カテコールである、請求項３に記載の半導体ウエハ洗浄用調合物。
  10. 前記キレート剤が、乳酸である、請求項３に記載の半導体ウエハ洗浄用調合物。
  11. 界面活性剤、安定剤、腐蝕防止剤、緩衝剤、及び補助溶剤からなる群から選択される化合物の１つ以上を更に含有する、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の半導体ウエハ洗浄用調合物。
  12. 強酸又は強塩基を含まない、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の半導体ウエハ洗浄用調合物。
  13. 前記グリコール溶剤がエチレングリコールである、請求項２に記載の半導体ウエハ洗浄用調合物。
  14. 前記ホウ酸を１０〜１７重量％で含む、請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の半導体ウエハ洗浄用調合物。
  15. ホウ酸 ２〜１７重量％、
    少なくとも１つのアミン ３５〜７０重量％、及び
    水 ２０〜４５重量％
    を含有する化学調合物を用いてウエハを洗浄することを含む、半導体ウエハの加工方法。
  16. ０〜５重量％の範囲のグリコール溶剤を更に含有する、請求項１５に記載の半導体ウエハの加工方法。
  17. ０〜１７重量％の範囲のキレート剤を更に含有する、請求項１５又は１６に記載の半導体ウエハの加工方法。
  18. 前記アミンが、
    モノエタノールアミン（ＭＥＡ）、及び
    トリエタノールアミン（ＴＥＡ）
    からなる群から選択される、請求項１５乃至１７のいずれか１項に記載の半導体ウエハの加工方法。
  19. 前記キレート剤が、
    カテコール、
    乳酸、
    アセトアセトアミド、及び
    サリチルアルデヒド
    からなる群から選択される、請求項１７に記載の半導体ウエハの加工方法。
  20. 前記化学調合物が、界面活性剤、安定剤、腐蝕防止剤、緩衝剤、及び補助溶剤からなる群から選択される化合物の１つ以上を更に含有する、請求項１５乃至１９のいずれか１項に記載の半導体ウエハの加工方法。
  21. 前記化学調合物が強酸又は強塩基を含まない、請求項１５乃至２０のいずれか１項に記載の半導体ウエハの加工方法。
  22. 半導体ウエハの加工方法であって、半導体ウエハの表面から金属化層をプラズマエッチングすること、及び
    金属エッチング工程の後に前記ウエハの前記表面からレジストをプラズマアッシングすること、
    を更に含む、請求項１５乃至２１のいずれか１項に記載の半導体ウエハの加工方法。
  23. 前記化学調合物が、前記ホウ酸を１０〜１７重量％で含む、請求項１５乃至２２のいずれか１項に記載の半導体ウエハの加工方法。
JP2000550002A 1998-05-18 1999-05-17 半導体基板用の剥離用組成物 Expired - Fee Related JP4226216B2 (ja)

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