光致抗蚀剂残渣除去液组合物制造技术

本发明专利技术提供一种光致抗蚀剂残渣除去液组合物，其在半导体电路元件的制造过程中，对干蚀刻后残留的光致抗蚀剂残渣的除去性优良，且可以不腐蚀配线材料和不对阻挡层金属、层间绝缘膜材料产生损伤地进行光致抗蚀剂残渣的除去。该光致抗蚀剂残渣除去液组合物含有：一种或两种以上氟化合物、和从乙醛酸、抗坏血酸、葡萄糖、果糖、乳糖和甘露糖组成的组中选择的一种或两种以上，但是该组合物不包括氟化铵、极性有机溶剂、水和抗坏血酸所组成的组合物。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种光致抗蚀剂残渣除去液组合物，更具体地说，涉及一种用于去除在半导体电路元件的制造过程中层间绝缘材料和配线材料、电容器、电极材料的干蚀刻后的光致抗蚀剂残渣的光致抗蚀剂残渣除去液组合物。
技术介绍
干蚀刻是在半导体电路元件的制造过程中用于形成层间绝缘膜材料、配线材料等的图案的最重要的技术。干蚀刻是通过溅射涂布、化学气相沉积(CVD)、电解电镀、旋转涂布等在成膜成层间绝缘材膜材料、配线材料等的基板上涂布光致抗蚀剂，通过曝光、显影形成图案，接着以该光致抗蚀剂作为掩模，通过采用反应性气体的干蚀刻形成层间绝缘膜和配线图案的技术。该干蚀刻后的基板通常进行灰化处理(ashing；即用灰磨光、抛光)，灰化除去用作掩模的光致抗蚀剂后，通过光致抗蚀剂剥离液除去作为仍然残留的一部分残渣物的光致抗蚀剂的残渣等。此处所说的光致抗蚀剂残渣包括，在灰化处理后在基板表面上残留的作为不完全灰化物的光致抗蚀剂残渣、在配线及通孔侧面上残留的侧壁保护膜(也称作为兔耳)、以及在通孔侧面、底面残留的有机金属聚合物、金属氧化物所有这些。干蚀刻后残留的光致抗蚀剂残渣用以前通常使用的有机溶剂和烷醇胺组合而成的光致抗蚀剂剥离液是不能完全地去除(例如特开平5-281753号公报；美国专利第5480585号)。其原因被认为是灰化后的光致抗蚀剂残渣的一部分是与配线材料等被蚀刻材料同时无机化。于是，作为干蚀刻后残留的光致抗蚀剂残渣的除去技术，已提出了含有氟系化合物的光致抗蚀剂残渣除去液(特开平7-201794号公报；欧洲专利公开第662705号)、含有羟基胺的光致抗蚀剂残渣除去液(美国专利第5334332号)等。但是，这些光致抗蚀剂残渣除去液是通过异丙醇等有机溶剂进行漂洗但要避免不腐蚀配线材料，和为了完全地除去光致抗蚀剂残渣，需要在高温下处理。另外，因为光致抗蚀剂残渣同配线材料的组成是类似的，所以在通过光致抗蚀剂残渣除去液进行基板处理时会发生腐蚀配线材料的问题。所以，又提出了如下的除去液含有山梨糖醇等糖醇作为配线材料等的腐蚀防止剂的(特开平8-262746；美国专利第5567574)，添加抗坏血酸并且使除去液的PH不足5的(特开2001-005200)。但是，这些光致抗蚀剂残渣除去液是以50％以上的比率含有有机化合物，对环境造成的负担大，是不理想的。另一方面，近年来随着半导体电路元件的微细化、高性能化，开始采用新的配线材料和层间绝缘材料，与此同时，仅仅照样使用以前可以使用的光致抗蚀剂残渣除去液受到了限制。例如由于半导体电路元件的微细化、高速化的要求，以减低配线电阻为目的，研讨了铜配线的导入，通过金属镶嵌方法(damascene process)形成铜配线成为可能。金属镶嵌方法是在层间绝缘膜上作为沟形成配线图案，采用溅射和电解电镀埋入铜之后，采用化学机械研磨(CMP)等除去不要的覆盖铜，形成配线图案的方法。对于作为该新的配线材料的铜配线材料的抗蚀剂剥离液而言，含有三唑化合物作为铜的腐蚀防止剂的(特开2001-22095、特开2001-22096、特开2000-162788)，与上述同样，需要加温的处理和异丙醇等的漂洗，还具有含有有机溶剂的问题。另外还有，含有苯并三唑衍生物作为铜的腐蚀防止剂的抗蚀剂用剥离液组合物(特开2001-83712)，这也是含有水溶性有机溶剂的，也存在前述的问题。另外，三唑化合物和苯并三唑衍生物还存在生分解性差，对废液处理的负荷大的问题。而且因为三唑化合物、苯并三唑衍生物对水的溶解性是低的，水漂洗后在晶片表面上残留了这些腐蚀防止剂，有时产生对后续步骤造成不良影响的问题。另一方面，由于近年来同样地要求半导体电路元件的微细化、高速化，以减低配线间容量为目的，研讨了导入低介电常数层间绝缘膜(所谓的low-k膜)。通常地，low-k膜有以芳香族芳香基化合物为代表的有机膜、以氢倍半硅氧烷(HSQ)和甲基氢倍半硅氧烷(MSQ)为代表的硅氧烷膜、多孔质二氧化硅膜等。在采用这样的配线材料和层间绝缘膜材料制造半导体电路元件的场合，形成连接下部的铜配线和上部的配线的通孔(viahole)和上部配线沟时，进行层间绝缘膜材料或各种low-k膜的干蚀刻，但是这时，使用以前的配线材料和层间绝缘膜材料形成具有不同组成的光致抗蚀剂残渣。另外，铜或各种low-k膜与以前可使用的配线材料和层间绝缘膜材料相比，耐药品性差，在除去在干蚀刻后残留的光致抗蚀剂残渣时，不能照样使用以前的铝配线用光致抗蚀剂残渣除去液。例如，上述的光致抗蚀剂残渣除去液中含有的烷醇胺、季胺化合物引起耐腐蚀性差的铜的腐蚀，而且烷醇胺、季胺化合物还引起各种low-k膜的膜减损、结构变化、介电常数变化、机械强度变化等。中性、酸性液相比于碱性液对low-k膜的损伤是小的，所以认为其有望作为光致抗蚀剂残渣的除去成分。作为中性、酸性的光致抗蚀剂残渣的除去液，采用氟化铵的除去液是已公开在前述的特开2001-005200等中。但是，该除去液主要是以铝配线材料作为目标，以致于有时对硅氧烷膜、多孔质二氧化硅膜等含有硅的low-k膜明显地有蚀刻作用。还提出了采用有机酸的除去液(特开平11-316464、US6231677B1)。但是采用有机酸的除去液有时不能充分地除去在蚀刻后的基板上残留的光致抗蚀剂残渣。还有，采用有机酸的除去液使得铜与Ta、TaN等阻挡层金属的界面附近的铜产生的微小的腐蚀缺陷，随着元器件的微细化，这种缺陷明显化，产生对器件的可靠性造成影响的问题。这种腐蚀缺陷被称为侧缝，参见图1。这样，适用于现有的配线材料和层间绝缘材料的光致抗蚀剂残渣的除去液有各种各样的，但现状是，对于采用新材料的半导体基板，还没有得到同时满足上述需要的光致抗蚀剂残渣除去组合物。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种光致抗蚀剂残渣除去组合物，对在半导体电路元件的制造过程中干蚀刻后残留的光致抗蚀剂残渣的除去性优良，且对新的配线材料和层间绝缘膜等不会造成损伤。即具体地说，本专利技术的目的是一种光致抗蚀剂残渣除去组合物，其抑制作为铜与Ta、TaN等阻挡层金属的界面附近的铜的微小腐蚀缺陷的侧缝产生、铜或铜合金的腐蚀和各种low-k膜的膜减损、结构变化、介电常数变化、机械强度变化，且光致抗蚀剂残渣除去性优良。本专利技术者们为解决上述课题进行反复锐意研究的过程中发现，通过采用对铜的腐蚀性小的氟化合物作为光致抗蚀剂残渣除去成分，组合特定的化合物作为防止腐蚀的主要成分，不仅不腐蚀配线材料和low-k膜，而且出乎意料地，还可抑制侧缝的发生，至此完成了本专利技术，参见图2。也就是说，本专利技术涉及一种光致抗蚀剂残渣除去液组合物，其含有一种或两种以上氟化合物、和从乙醛酸、抗坏血酸、葡萄糖、果糖、乳糖和甘露糖组成的组中选择的一种或两种以上，但是该组合物不包括氟化铵、极性有机溶剂、水和抗坏血酸所组成的组合物。再者，本专利技术所涉及的所述光致抗蚀剂残渣除去液组合物中，氟化合物是氟化铵。又，本专利技术所涉及的所述光致抗蚀剂残渣除去液组合物，其特征在于，乙醛酸、抗坏血酸、葡萄糖、果糖、乳糖和甘露糖的使用浓度相对于整个组合物总量是0.01～5.0重量％。再者，本专利技术所涉及的所述光致抗蚀剂残渣除去液组合物还含有表面活性剂。又，本专利技术所涉及的所述光致抗蚀剂残渣除去液组合物，其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光致抗蚀剂残渣除去液组合物，其含有：一种或两种以上氟化合物、和从乙醛酸、抗坏血酸、葡萄糖、果糖、乳糖和甘露糖组成的组中选择的一种或两种以上，但是该组合物不包括氟化铵、极性有机溶剂、水和抗坏血酸所组成的组合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：大和田拓央，石川典夫，青木秀充，中别府健一，笠间佳子，
申请(专利权)人：关东化学株式会社，恩益禧电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]