[发明专利]抑制了包含钨的材料的损伤的半导体元件的清洗液、及使用其的半导体元件的清洗方法

说明书

根据本发明，可以提供一种去除半导体元件表面上的光致抗蚀剂的清洗液，所述半导体元件具有低介电常数膜(Low‑k膜)和包含10原子％以上的钨的材料，所述清洗液包含碱土金属化合物0.001～5质量％、无机碱和/或有机碱0.1～30质量％、以及水。

技术领域

本发明涉及：在具有低介电常数膜和包含钨的材料的半导体元件的制造工序中抑制低介电常数膜和包含钨的材料的损伤、去除半导体元件表面上的光致抗蚀剂的清洗液、和使用其的清洗方法。

背景技术

经过高集成化的半导体元件的制造通常如下：在硅晶圆等元件上形成作为导电用布线原材料的金属膜等导电薄膜、用于进行导电薄膜间的绝缘的层间绝缘膜，然后在其表面上均匀地涂布光致抗蚀剂而设置光敏层，并对其实施选择性地曝光、显影处理，制作期望的抗蚀图案。接着，以该抗蚀图案作为掩模，对层间绝缘膜实施干刻蚀处理，从而在该薄膜上形成期望的图案。接着，一般采用的是，将光致抗蚀剂利用基于氧等离子体的灰化、或使用了清洗液的清洗而完全去除之类的一系列工序。

近年来，设计规则的微细化推进，信号传导延迟逐渐支配高速度演算处理的限度。因此，导电用布线原材料从铝向电阻更低的铜转移，层间绝缘膜从硅氧化膜向低介电常数膜(相对介电常数小于3的膜。以下，称为“Low-k膜”)的转移正在推进。随着布线的微细化推进，对于进行与基板的连接的接触插塞，使用耐热性高的包含钨的材料。另外，随着设计规则的微细化，晶体管的栅极的构成从氧化硅和多晶硅的组合逐渐变更为高介电常数材料和金属的组合。作为该金属，有时使用包含钨的材料。另外，铝布线中，对于接合不同的层的布线的接触插塞，可以使用包含钨的材料。

在制造使用了包含钨的材料的半导体元件的工序中，利用氧等离子体去除光致抗蚀剂的情况下，发生Low-k膜被暴露于氧等离子体等而受到损伤、电特性明显劣化的问题。另外，包含钨的材料被暴露于氧等离子体等而受到损伤，在之后的制造工序发生不良情况。因此，在使用Low-k膜和包含钨的材料的半导体元件的制造中，要求抑制Low-k膜和包含钨的材料的损伤的同时，与氧等离子体工序同等程度地去除光致抗蚀剂。

利用清洗液的处理中，已知通过使用碱性的清洗液可以去除光致抗蚀剂。然而，若碱性的清洗液与包含钨的材料接液，则有时导致包含钨的材料激烈地受到损伤。另一方面，还提出了可以有效地去除光致抗蚀剂、对包含钨的材料的损伤被减少的碱性的清洗液(专利文献1、4、8、9)，但这些不能抑制Low-k膜的损伤。由以上，期望可以有效地去除光致抗蚀剂、包含钨的材料和Low-k膜不受到损伤的碱性的清洗液。

专利文献1中，提出了利用包含氢氧化钾、季铵氢氧化物、有机溶剂、吡唑和水的清洗液的布线形成方法。然而，就该清洗液而言，可以去除光致抗蚀剂、并且抑制包含钨的材料的损伤，但无法抑制Low-k膜的损伤，因此不能在本目的中使用(参照比较例6、7)。

专利文献2中，提出了利用包含氟化合物、金属腐蚀抑制剂、钝化剂和水的清洗液的布线形成方法。然而，就该清洗液而言，可以抑制包含钨的材料的损伤，但是无法去除光致抗蚀剂以及无法抑制Low-k膜的损伤，因此不能在本目的中使用(参照比较例8)。

专利文献3中，提出了利用包含氟化铵、葡萄糖酸和水的清洗液的布线形成方法。然而，就该清洗液而言，可以抑制包含钨的材料的损伤，但无法去除光致抗蚀剂以及无法抑制Low-k膜的损伤，因此不能在本目的中使用(参照比较例9)。

专利文献4中，提出了利用包含磷酸、盐酸、胺、丙氨酸型表面活性剂和水的清洗液的布线形成方法。然而，就该清洗液而言，可以去除光致抗蚀剂、并且可以抑制包含钨的材料的损伤，但无法抑制Low-k膜的损伤，因此不能在本目的中使用(参照比较例10、11)。

专利文献5中，提出了利用包含过氧化氢、三唑类和水的清洗液的布线形成方法。然而，就该清洗液而言，可以抑制Low-k膜的损伤，但无法去除光致抗蚀剂以及无法抑制包含钨的材料的损伤，因此不能在本目的中使用(参照比较例12)。