[发明专利]光刻用洗涤液以及配线形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及光刻(lithography)用洗涤液，更详细而言，涉及不腐蚀低电介体材料等易腐蚀性材料、能够有效除去光刻胶膜及下层防反射膜的光刻用洗涤液。本发明还涉及使用了上述光刻用洗涤液的配线形成方法。

背景技术

半导体装置是在硅片等基板上对金属配线层、低介电体层、绝缘层等进行层压而形成的装置，采用将光刻胶图案作为掩膜来进行蚀刻处理的光刻法，对上述各层进行加工从而制出该半导体装置。

使用洗涤液来除去上述光刻法中所使用的光刻胶膜、暂时层压膜(亦称牺牲膜(犠牲膜))、还有蚀刻工序中产生的的金属配线层以及来自于低介电体层的残余物，以避免其成为半导体装置的阻碍、并且避免其成为下一工序的阻碍。

此外，近年来随着半导体装置的高密度化、高集成化，采用镶嵌法(damascene)的配线形成方法一直被采用。在该配线形成方法中，采用易发生腐蚀的铜作为构成半导体装置的金属配线层的金属配线材料，即，而且，关于构成低介电体层的低电介体材料(亦称ILD材料)，随着向低介电常数化的发展，逐渐采用易发生腐蚀的ILD材料。因此，需要开发一种在进行基板的洗涤时不会腐蚀这些易腐蚀性材料的洗涤液。

另外，在采用镶嵌法的配线形成方法中，蚀刻处理时作为牺牲膜而使用的材料与ILD材料的结构酷似，因此需要开发一种洗涤液不会对如此酷似的材料中的一种材料(ILD材料)产生腐蚀而使其保留，同时能够有效除去另一种材料(牺牲膜)的洗涤液。

还有，由于在以往的铝配线形成方法中经过氧等离子灰化(oxygen plasma ashing)处理工序来进行药水洗涤处理，因此不要求洗涤液具有很强的洗涤能力，但在具有ILD材料等易腐蚀性材料的基板的洗涤中无法采用这种氧等离子灰化处理。因此，需要开发一种具有强洗涤能力的洗涤液，即，即使不经过氧等离子灰化处理工序也能够完全除去上述各种残余物。

以往，作为在这样的半导体装置制造工序中所使用的光刻用洗涤液，曾提出含有季铵氢氧化物、水溶性有机溶剂、水、以及防腐剂的洗涤液(例如参照专利文献1、2)。与之前的洗涤液相比，这种光刻用洗涤液对各种残余物的除去性能得到了很大的改善，并且对易腐蚀性材料的防腐效果优异。

此外，有文献提出含有季铵氢氧化物、水溶性有机溶剂、水、以及防腐剂、且进一步添加相对于总量为1质量％以下的氢氧化钾的光刻用洗涤液(参照专利文献3)。这种添加了氢氧化钾的光刻用洗涤液不会腐蚀ILD材料等易腐蚀性材料，并且能够将除去性能保持在更高的标准。

[专利文献]

专利文献1：日本特开2002-357908号公报

专利文献2：日本特开2004-103771号公报

专利文献3：日本特表2006-527783号公报。

发明内容

可是，例如在以光刻胶图案为掩膜来在低介电体层上进行蚀刻处理的情况下，有时会在光刻胶膜的下层形成下层防反射膜(BARC)。此时，为了避免妨碍下一工序，有必要在蚀刻工序后用洗涤液除去光刻胶膜及下层防反射膜。但是，难以将因蚀刻而变质的光刻胶膜及交联密度高的下层防反射膜除去，另一方面，构成低介电体层的ILD材料为易发生腐蚀的材料。因此，使用上述各专利文献所述的光刻用洗涤液，难以在抑制ILD材料的腐蚀的同时有效除去光刻胶膜及下层防反射膜。

本发明是鉴于上述实际情况而完成的，其目的在于提供一种对ILD材料的防腐效果优异、且对光刻胶膜及下层防反射膜的除去性能也优异的光刻用洗涤液，以及提供一种使用该光刻用洗涤液的配线形成方法。

本发明人等为解决上述课题进行了反复深入的研究。结果发现通过使光刻用洗涤液中所含有的水溶性有机溶剂为特定的组成可以解决上述课题，从而完成本发明。具体而言，本发明提供以下内容。

本发明的第一实施方式为一种光刻用洗涤液，其含有季铵氢氧化物、水溶性有机溶剂、水、和无机碱的，上述水溶性有机溶剂含有偶极矩为3.0D以上的高极性溶剂、乙二醇醚类溶剂、和多元醇，相对于总量，上述高极性溶剂和上述乙二醇醚类溶剂的总含量为30质量％以上。

本发明的第二形态为一种配线形成方法，其是通过在蚀刻空间内埋置金属来形成金属配线层的配线形成方法，该蚀刻空间是使用光刻胶膜在半导体多层层压体的介电体层上形成的，在上述蚀刻空间形成后，采用本发明的光刻用洗涤液来至少除去上述光刻胶膜。

根据本发明，可以提供一种光刻用洗涤液、以及一种使用该光刻用洗涤液的配线形成方法，该光刻用洗涤液对ILD材料的防腐效果优异，并且对光刻胶膜以及下层防反射膜的除去性能优异。

具体实施方式