半导体装置的制造方法及冲洗液制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种半导体装置的制造方法及该制造方法中使用的冲洗液，上述半导体装置的制造方法依次包括以下工序：密封组合物赋予工序，对半导体基板的表面的至少一部分赋予半导体用密封组合物而形成半导体用密封层，上述半导体用密封组合物含有具有阳离子性官能团且重均分子量为2000～600000的树脂，并且钠及钾的含量分别以元素基准计为10质量ppb以下；以及洗涤工序，利用25℃时的pH值为6以下的冲洗液，将半导体基板的形成有上述半导体用密封层的面进行洗涤。

【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半导体装置的制造方法及冲洗液。
技术介绍
在微细化发展的半导体装置的领域中，作为半导体的层间绝缘层，正在研究各种具有多孔结构的低介电常数的材料(以下有时称为“low-k材料”)。在这种具有多孔结构的半导体层间绝缘层中，如果为了进一步降低介电常数而增大空隙率，则作为配线材料而嵌埋的铜等金属成分容易进入至半导体层间绝缘层中的细孔中，有时介电常数上升，或产生泄漏电流。另一方面，已知以下技术:在使用了多孔低介电常数材料的半导体装置的制造方法中，通过在蚀刻后的湿式洗涤中使用胶束(micell)状的表面活性剂，从而将通过蚀刻所形成的沟槽的侧壁面的细孔密封(例如参照专利文献I)。另外，已知以下技术:在low-k材料具有疏水性的表面的情况下,通过对该表面赋予聚乙烯醇系两亲性聚合物，从而控制材料的亲水性、疏水性(例如参照专利文献2)。进而，已知一种含有阳离子性聚合物及表面活性剂的半导体研磨用组合物(例如参照专利文献3)。另外，在使用了多孔低介电常数材料的半导体装置的制造方法中，在将通过蚀刻所形成的沟槽的侧壁面等的细孔密封时，在基板的表面具有多孔层间绝缘层并且具有以铜等形成的配线的情况下，用于密封的材料(密封组合物)会附着于配线上。如果使附着于这些电路材料(配线)并且无助于细孔的密封的多余的密封组合物残留而制作半导体装置，则有可能引起电路的动作不良、腐蚀，因此需要将多余的密封组合物去除。因此，谋求一种在使密封细孔的材料残留的状态下将配线上的多余的密封组合物迅速洗涤的方法(以下有时称为“冲洗方法”)、冲洗液(以下有时称为“洗涤剂”)。另外，存在于半导体基板表面的未形成电路的周缘部、未形成上述绝缘膜的背面等的并非半导体电路的构成要素的多余材料有可能在上述半导体制造工序中剥离，污染半导体基板，因此需要通过背部冲洗、边缘冲洗等方法来洗涤。因此，谋求一种将形成在半导体装置中的膜迅速洗涤的方法。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特表2009-503879号公报专利文献2:国际公开第09/012184号小册子专利文献3:日本特开2006-352042号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题然而，专利文献I所记载的技术中，有时未形成胶束结构的表面活性剂进入至沟槽的侧壁面的细孔中而相对介电常数上升。另外，有时由于胶束而使层间绝缘层与配线材料的密合性下降。另外，专利文献2所记载的技术中，由于聚乙烯醇系两亲性聚合物间的氢键而容易形成蓬松的层，有时会产生由此导致的相对介电常数的上升、层间绝缘层与配线材料的密合性的下降。另外，有时无法一边维持将多孔层间绝缘层密封的有效的材料一边将附着于配线上的多余的密封组合物迅速洗涤(冲洗)，制造效率下降。另外，有时无法将附着于半导体基板的周缘部、背面等的多余的材料迅速洗涤(冲洗)，制造效率下降。本专利技术的课题在于提供一种半导体装置的制造方法，其使用可形成薄的密封层、且多孔层间绝缘层的细孔的被覆性优异的半导体用密封组合物，并且将配线上、半导体基板的周缘部、背面的密封组合物容易地去除，抑制由配线部分、半导体基板的周缘部、背面的多余的半导体用密封组合物导致的污染。进而，本专利技术的课题在于提供一种上述半导体装置的制造方法中使用的冲洗液。本专利技术者们进行了深入研究，结果发现，通过使用含有特定树脂的半导体用密封组合物及特定冲洗液的制造方法可解决上述课题，从而完成了专利技术。即，本专利技术提供以下手段。〈I)一种半导体装置的制造方法，依次包括以下工序:密封组合物赋予工序，对半导体基板的表面的至少一部分赋予半导体用密封组合物而形成半导体用密封层，上述半导体用密封组合物含有具有阳离子性官能团且重均分子量为2000 600000的树脂,并且钠及钾的含量分别以元素基准计为10质量ppb以下；以及洗涤工序，利用25°C时的pH值为6以下的冲洗液，将半导体基板的形成有上述半导体用密封层的面进行洗涤。〈2〉如〈I〉所述的半导体装置的制造方法，其中上述具有阳离子性官能团且重均分子量为2000 600000的树脂的阳离子性官能团当量为43 430。〈3〉如〈I〉或〈2〉所述的半导体装置的制造方法，其中上述具有阳离子性官能团且重均分子量为2000 600000的树脂为聚乙烯亚胺或聚乙烯亚胺衍生物。(4)如〈I〉 〈3〉中任一项所述的半导体装置的制造方法，其中在上述半导体基板的表面的至少一部分上形成有多孔层间绝缘层。〈5〉如〈4〉所述的半导体装置的制造方法，其中上述半导体密封层形成在上述多孔层间绝缘层上，多孔层间绝缘层具有宽度为IOnm 32nm的凹状的沟槽，上述密封组合物赋予工序是使上述半导体用密封组合物与上述多孔层间绝缘层的至少上述凹状的沟槽的侧面接触。(6)如〈4〉或〈5〉所述的半导体装置的制造方法，其中上述多孔层间绝缘层含有多孔二氧化娃，在其表面上具有来源于上述多孔二氧化娃的娃烧醇残基。〈7〉如〈I〉 〈6〉中任一项所述的半导体装置的制造方法，其中上述冲洗液含有选自由水、甲醇、乙醇、丙醇、丁醇及丙二醇单甲醚乙酸酯所组成的组中的至少一种溶剂。〈8〉如〈I〉 〈7〉中任一项所述的半导体装置的制造方法，其中上述冲洗液含有选自由草酸、甲酸、柠檬酸、对甲苯磺酸、甲磺酸、盐酸、硝酸所组成的组中的至少一种酸。〈9〉如〈I〉 〈8〉中任一项所述的半导体装置的制造方法，其中上述半导体基板的形成有上述半导体用密封层的面包含半导体电路非形成面。〈10〉如〈9〉所述的半导体装置的制造方法，其中洗涤上述半导体电路非形成面的冲洗液的25°C时的pH值为2以下。〈11〉如〈I〉 〈8〉中任一项所述的半导体装置的制造方法，其中上述半导体基板的表面在至少一部分具备具有多孔层间绝缘层及含铜的配线材料的电路面，上述洗涤工序为将上述配线材料上的密封层去除洗涤的电路面洗涤工序。〈12〉如〈11〉所述的半导体装置的制造方法，其中洗涤上述半导体电路面的冲洗液的25°C时的pH值为I以上。〈13〉如〈I〉 〈12〉中任一项所述的半导体装置的制造方法，其中上述阳离子性官能团为选自伯氨基及仲氨基中的至少一种。(14)如〈I〉 〈13〉中任一项所述的半导体装置的制造方法，还包括表面周缘部洗涤工序:对半导体基板的形成有半导体用密封层的表面的周缘部喷附上述冲洗液进行洗涤。(15)如〈I〉 〈14〉中任一项所述的半导体装置的制造方法，其中上述冲洗液含有选自由过氧化氢及硝酸所组成的组中的至少一种树脂分解剂。(16)如〈I〉 〈15〉中任一项所述的半导体装置的制造方法，其中上述电路面洗涤工序是在非氧化性气氛下进行洗涤。〈17〉如〈I〉 〈16〉中任一项所述的半导体装置的制造方法，其中上述冲洗液不含氧化性化合物。〈18〉如〈I〉 〈17〉中任一项所述的半导体装置的制造方法，其中上述半导体基板具有来源于形成在基板表面的自然氧化膜的硅烷醇残基。〈19〉一种冲洗液，其是用于将半导体电路面的金属配线或半导体基板上的、来源于具有阳离子性官能团且重均分子量为2000 600000的树脂的半导体用密封层去除的冲洗液，所述冲洗液的25°C时的pH值为6以下。〈20〉如〈19〉所述的冲洗液，其中上述具有阳离子性官能团且重均分子量为2000 600000的树脂的阳离子性官能团当量为43 430，上述阳离子性官本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.09.10 JP 2010-203068;2010.11.26 JP 2010-263881.一种半导体装置的制造方法，依次包括以下工序: 密封组合物赋予工序，对半导体基板的表面的至少一部分赋予半导体用密封组合物而形成半导体用密封层，所述半导体用密封组合物含有具有阳离子性官能团且重均分子量为2000 600000的树脂，并且钠及钾的含量分别以元素基准计为10质量ppb以下；以及洗涤工序，利用25°C时的pH值为6以下的冲洗液，将半导体基板的形成有所述半导体用密封层的面进行洗涤。2.如权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其中所述具有阳离子性官能团且重均分子量为2000 600000的树脂的阳离子性官能团当量为43 430。3.如权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其中所述具有阳离子性官能团且重均分子量为2000 600000的树脂为聚乙烯亚胺或聚乙烯亚胺衍生物。4.如权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其中在所述半导体基板的表面的至少一部分上形成有多孔层间绝缘层。5.如权利要求4所述的半导体装置的制造方法，其中所述半导体密封层形成在所述多孔层间绝缘层上，所述多孔层间绝缘层具有宽度为IOnm 32nm的凹状的沟槽，所述密封组合物赋予工序是使所述半导体用密封组合物与所述多孔层间绝缘层的至少所述凹状的沟槽的侧面接触。6.如权利要求4所述的半导体装置的制造方法，其中所述多孔层间绝缘层含有多孔二氧化娃，在其表面上具有来源于所述多孔二氧化娃的娃烧醇残基。7.如权利要求1所述的半导体装置的制...

【专利技术属性】
技术研发人员：小野升子，高村一夫，田中博文，
申请(专利权)人：三井化学株式会社，
类型：
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