專利名稱：清洗液及使用該清洗液的半導(dǎo)體裝置的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及清洗液及使用該清洗液的半導(dǎo)體裝置的制造方法，特別涉及這樣一種清洗液及使用了該清洗液的半導(dǎo)體裝置的制造方法，該清洗液實(shí)質(zhì)上不使布線層和埋入膜溶解，而能夠可靠地除去在將抗蝕劑圖形作為掩模的反應(yīng)性離子刻蝕(干刻蝕)之后殘留在半導(dǎo)體襯底上的抗蝕劑殘?jiān)?br> 在半導(dǎo)體裝置中，為了謀求器件的高速和高性能，正在向器件微型化方向發(fā)展。不僅對(duì)影響器件性能的晶體管等的元件部分，而且對(duì)布線結(jié)構(gòu)也要追求微型化。
為了利用將抗蝕劑圖形作為掩模的干刻蝕形成微細(xì)圖形，必須使抗蝕劑圖形微細(xì)化和使用各向異性較強(qiáng)的干刻蝕。結(jié)果，在于刻蝕和除去抗蝕劑圖形之后，在微細(xì)圖形上附著很多抗蝕劑殘?jiān)ｋm然該抗蝕劑殘?jiān)梢杂们逑匆撼?，但過去的清洗液很難除去該抗蝕劑殘?jiān)?br> 此外，如后面所述那樣，當(dāng)埋入與布線層連接的連接孔的埋入膜的上表面的一部分露出來時(shí)，過去的清洗液會(huì)溶解埋入膜。下面，舉3個(gè)例子說明具有布線層的半導(dǎo)體裝置的制造方法。
首先，作為第1現(xiàn)有技術(shù)，說明具有鋁布線層的半導(dǎo)體裝置的制造方法。參照?qǐng)D26，經(jīng)氧化硅膜等基底層間絕緣膜104在硅襯底102上形成包含鋁合金等的第1布線層106。再在基底層間絕緣膜104上形成層間絕緣膜108，覆蓋該第1布線層106。在該層間絕緣膜108中形成露出第1布線層106的表面的連接孔110。在該連接孔110內(nèi)，經(jīng)包含鈦合金等的下層金屬膜112形成包含鎢的埋入金屬膜114。
在下層金屬膜112和埋入金屬膜114上形成包含鋁合金等的中間層金屬膜(未圖示)。在該中間金屬膜上形成包含鈦合金等的上層金屬膜(未圖示)。在該上層金屬膜上形成抗蝕劑圖形122。將該抗蝕劑圖形122作為掩模，對(duì)上層金屬膜、中間層金屬膜和下層金屬膜進(jìn)行反應(yīng)性離子刻蝕，形成第2布線層120。第2布線層120由上層金屬膜118、中間層金屬膜116和下層金屬膜112構(gòu)成。
其次，參照?qǐng)D27，使含氧氣體變成等離子體，并將半導(dǎo)體襯底102暴露在該等離子體氣體環(huán)境中，由此，除去抗蝕劑圖形122。在除去抗蝕劑圖形122之后的第2布線層120等的表面附著抗蝕劑殘?jiān)?未圖示)。該抗蝕劑殘?jiān)梢杂靡?guī)定的清洗液除去。因此，在半導(dǎo)體裝置中，可以得到具有第1布線層106和第2布線層120的多層線路結(jié)構(gòu)。第1布線層106和第2布線層120通過在層間絕緣膜108中形成的含鎢的埋入金屬膜114進(jìn)行電連接。
其次，作為第2現(xiàn)有技術(shù)，說明具有例如位線的半導(dǎo)體裝置的制造方法。
首先參照?qǐng)D28，在硅襯底102上形成由氧化硅膜形成的層間絕緣膜126。在該層間絕緣膜126中形成露出硅襯底102表面的位線接觸孔128。在該位線接觸孔128中形成含多晶硅的埋入膜130。在層間絕緣膜126和埋入膜130上形成含鈦合金或鎢合金的下層金屬膜(未圖示)。
在該下層金屬膜上形成含鎢等的上層金屬膜(未圖示)。在上層金屬膜上形成抗蝕劑圖形136。將該抗蝕劑圖形136作為掩模，對(duì)上層金屬膜和下層金屬膜進(jìn)行反應(yīng)性離子刻蝕，由此，形成位線135。位線135由上層金屬膜134和下層金屬膜132構(gòu)成。
其次，參照?qǐng)D29，使含氧氣體變成等離子體，并將半導(dǎo)體襯底102暴露在該等離子體氣體環(huán)境中，由此，除去抗蝕劑圖形136。在除去抗蝕劑圖形136之后的位線135等的表面附著抗蝕劑殘?jiān)?未圖示)。該抗蝕劑殘?jiān)梢杂靡?guī)定的清洗液除去。因此，在半導(dǎo)體裝置中，可以得到具有位線135的結(jié)構(gòu)。位線135通過在層間絕緣膜126中形成的含多晶硅的埋入膜130與其它元件(未圖示)等進(jìn)行電連接。
其次，作為第3現(xiàn)有技術(shù)，說明具有銅布線的半導(dǎo)體裝置的制造方法。這里說明的由銅布線構(gòu)成的多層線路結(jié)構(gòu)稱之為雙鑲嵌(dualdamascene)。
首先參照?qǐng)D30，經(jīng)由氧化硅膜等形成的基底層間絕緣膜138在硅襯底102上形成層間絕緣膜140，在該層間絕緣膜140中形成第1布線槽142。經(jīng)包含鈦合金等的第1下層金屬膜144在該第1布線槽142中形成包含銅的第1布線層146。
在該第1布線層146和層間絕緣膜140上形成層間絕緣膜148。在該層間絕緣膜148上形成抗蝕劑圖形152。將該抗蝕劑圖形152作為掩模，對(duì)層間絕緣膜148進(jìn)行反應(yīng)性離子刻蝕，形成露出第1布線層146的表面的連接孔150。
其次，參照?qǐng)D31，使含氧氣體變成等離子體，并將半導(dǎo)體襯底102暴露在該等離子體氣體環(huán)境中，由此，除去抗蝕劑圖形152。在除去抗蝕劑圖形152之后的在連接孔150的側(cè)面和底面露出的第1布線層146的表面上附著抗蝕劑殘?jiān)?未圖示)。該抗蝕劑殘?jiān)梢杂靡?guī)定的清洗液除去。然后，在層間絕緣膜148上形成規(guī)定的布線槽(未圖示)，同時(shí)，在該布線槽和連接孔150上埋入銅膜(未圖示)后形成第2布線層(未圖示)。因此，在半導(dǎo)體裝置中，可以得到具有由銅布線形成的第1布線層和第2布線層的多層線路結(jié)構(gòu)。
但是，在上述第1～第3的現(xiàn)有技術(shù)中，分別存在以下問題。首先，說明第1現(xiàn)有技術(shù)存在的問題。
為了適應(yīng)器件的微型化，將布線層的寬度縮小到與連接孔的開口尺寸相同的量級(jí)。另一方面，在半導(dǎo)體襯底上形成的元件和對(duì)各元件進(jìn)行電連接的布線層的加工精度因光刻工藝和刻蝕工藝而異。
結(jié)果，有時(shí)會(huì)如圖32所示那樣，第2布線層120與埋入連接孔110中的埋入金屬114的上表面不能完全接觸，處于與連接孔110相互錯(cuò)開的狀態(tài)。這樣形成的布線結(jié)構(gòu)稱之為無邊界(borderless)布線。再有，若象這樣，當(dāng)在連接孔的上表面形成的布線層與連接孔錯(cuò)開時(shí)，無邊界布線有時(shí)會(huì)使布線層上形成的連接孔與布線層相互錯(cuò)開。
在圖32所示的無邊界布線的情況下，埋入連接孔110中的埋入金屬114的上表面的一部分會(huì)露出來。而且，如圖33所示，在除去抗蝕劑圖形122之后的第2布線層120和露出的埋入金屬114的表面會(huì)附著抗蝕劑殘?jiān)?22a?？刮g劑殘?jiān)?22a含有反應(yīng)性離子刻蝕時(shí)產(chǎn)生的反應(yīng)生成物。
抗蝕劑殘?jiān)?22a可以象前述那樣用規(guī)定的清洗液除去。作為這樣的清洗液的一個(gè)例子，可以舉出胺系列有機(jī)清洗液。該清洗液是以羥氨和乙醇胺等烷醇胺為主要成分的有機(jī)溶劑。該清洗液的特征是對(duì)抗蝕劑的溶解力很高，對(duì)鋁和鈦等金屬具有若干腐蝕作用。
胺與水混合時(shí)顯示強(qiáng)堿性，清洗液的pH值多數(shù)在10以上。在該清洗液中鎢單體幾乎不被腐蝕，例如，在溫度60℃的清洗液中浸泡30分鐘，鎢的腐蝕量在30埃以下。
但是，如圖33所示，當(dāng)在埋入金屬114的上表面的一部分露出來的狀態(tài)下進(jìn)行抗蝕劑殘?jiān)某r(shí)，因電化學(xué)反應(yīng)含鎢埋入金屬膜114加速溶解，如圖34所示，埋入金屬膜114被挖去一大部分。結(jié)果，第1布線層106與埋入金屬膜114的接觸電阻增大或斷線，存在電接觸不良的問題。
再有，該電化學(xué)反應(yīng)起因于清洗液的強(qiáng)堿性，而且，由于在除去抗蝕劑時(shí)硅襯底102暴露在等離子體氣體的環(huán)境中，所以第2布線層120積蓄電荷，從而引起電化學(xué)反應(yīng)。
其次，作為清洗液的另一個(gè)例子，可以舉出特公昭59-5670號(hào)公報(bào)中記載的清洗液。該清洗液是無機(jī)清洗液，是以縮合銨為主要成分的包含尿素或其變態(tài)成分的水溶性清洗液。該清洗液的pH值根據(jù)尿素的添加量而多少有些變化，但通常在6.5到7.5之間，清洗液是中性的。該清洗液具有對(duì)金屬表面的清洗效果好而且對(duì)金屬的腐蝕小的特征。進(jìn)而，該清洗液在易處理和不產(chǎn)生公害等作業(yè)安全性和無公害等方面是很優(yōu)秀的。
但是，當(dāng)使用該清洗液除去抗蝕劑殘?jiān)?22a時(shí)，確認(rèn)其和胺系列有機(jī)清洗液一樣，含鎢埋入金屬膜114會(huì)溶解在清洗液中。再有，因該清洗液是中性的，埋入金屬膜的溶解量比使用胺系列有機(jī)清洗液時(shí)的少。
其次，作為清洗液的又一個(gè)例子，可以舉出中性有機(jī)清洗液和中性無機(jī)清洗液。但是，當(dāng)使用這些清洗液除去抗蝕劑殘?jiān)?22a時(shí)，同樣確認(rèn)含鎢埋入金屬膜114會(huì)溶解在清洗液中。
如上所述，在第1現(xiàn)有技術(shù)中，當(dāng)使用以往的清洗液除去抗蝕劑殘?jiān)?22a時(shí)，在因無邊界布線而使埋入金屬膜114的上表面的一部分露出來的情況下，因電化學(xué)反應(yīng)會(huì)加速含鎢埋入金屬膜114的溶解。結(jié)果，第1布線層106與埋入金屬膜114的接觸電阻增大或斷線，存在電接觸不良的問題。
其次，說明第2現(xiàn)有技術(shù)存在的問題。如圖35所示，當(dāng)位線135是無邊界布線時(shí)，埋入位線連接孔128中的含多晶硅的埋入膜130的上表面的一部分露出。而且如圖36所示，在除去抗蝕劑圖形136之后的位線135和露出的埋入膜130的表面附著抗蝕劑殘?jiān)?36a。該抗蝕劑殘?jiān)?36a可以用規(guī)定的清洗液除去。
現(xiàn)有位線的布線材料使用了多晶硅膜或鎢合金膜。這時(shí)，作為用來除去抗蝕劑殘?jiān)那逑匆?，使用了硫酸和過氧化氫水的混合液(SPM)以及氨和過氧化氫水的混合液(APM)。但是為了使布線電阻降低，作為布線材料，發(fā)展到使用鈦或鈦合金等低電阻金屬。
但是，如圖36所示，當(dāng)使用SPM或APM除去附著在具有含鈦合金的下層金屬膜132和含鎢的上層金屬膜134的位線135上的抗蝕劑殘?jiān)鼤r(shí)，鈦合金和鎢會(huì)溶解在過氧化氫水中。因此，不能使用迄今一直使用的SPM、APM。
因此，作為SPM、APM的替代清洗液，可以舉出氨水溶液。對(duì)于氨水溶液，已確認(rèn)雖然它對(duì)位線135的鎢和鈦合金的腐蝕量少，但不能充分除去抗蝕劑殘?jiān)?36a。
此外，因氨水溶液具有溶解硅的性質(zhì)，故埋入位線接觸孔128中的含多晶硅的埋入膜130便溶解在氨水溶液中，如圖37所示，埋入膜130被挖去一大塊。結(jié)果，位線135與埋入膜130的接觸電阻增大或斷線，產(chǎn)生電接觸不良的問題。
其次，作為清洗液的另一個(gè)例子，可以舉出上述胺系列有機(jī)清洗液。包含有機(jī)溶劑的清洗液在制造方法上金屬雜質(zhì)的含有量較多。具體地說，對(duì)于SPM和APM等無機(jī)溶液，鈉(Na)和鐵(Fe)等金屬雜質(zhì)在1ppb以下，而對(duì)于胺系列有機(jī)清洗液，則含有數(shù)十至數(shù)百ppb的金屬雜質(zhì)。
象第1現(xiàn)有技術(shù)那樣，在鋁布線形成工藝中，當(dāng)使用胺系列有機(jī)清洗液時(shí)，即使金屬雜質(zhì)附著在布線等表面，因由鈦合金形成的下層金屬膜112的作用，金屬雜質(zhì)不容易擴(kuò)散到位于下方的晶體管等元件中。
另一方面，當(dāng)在形成位線的工藝中使用了胺系列清洗液時(shí)，因位線的位置離晶體管比離鋁布線近，故附著的金屬雜質(zhì)容易到達(dá)晶體管等元件中，存在元件特性變差的問題。因此，不能使用胺系列清洗液來除去附著在位線135等上抗蝕劑殘?jiān)?36a。
其次作為清洗液的又一個(gè)例子，可以舉出上述專利公報(bào)(昭59-5670號(hào))中記載的清洗液。但是已確認(rèn)，當(dāng)使用該清洗液除去抗蝕劑殘?jiān)?36a時(shí)，清洗效果差，很難除去抗蝕劑殘?jiān)?36a。
如上所述，在第2現(xiàn)有技術(shù)中，若要使用現(xiàn)有的清洗液除去抗蝕劑殘?jiān)?36a，在無邊界布線的情況下，含多晶硅的埋入膜130會(huì)溶解在清洗液中。結(jié)果，位線135與埋入膜130的接觸電阻增大或斷線。此外，因清洗液的種類的緣故，不能充分除去抗蝕劑殘?jiān)?36a。
其次說明第3現(xiàn)有技術(shù)存在的問題。如圖38所示，在層間絕緣膜148中除去用來形成連接孔150的抗蝕劑圖形152之后，在連接孔150的側(cè)面和底面露出的第1布線層146的表面上附著抗蝕劑殘?jiān)?52a。該抗蝕劑殘?jiān)?52a也用規(guī)定的清洗液除去。
作為這樣的清洗液的一個(gè)例子，可以舉出上述胺系列有機(jī)清洗液。但是，如圖39所示，已確認(rèn)對(duì)于該胺系列有機(jī)清洗液，在連接孔150的底面露出的第1布線層146的表面會(huì)溶解在清洗液中。
此外，為了形成第2布線層(未圖示)，在層間絕緣膜148中形成第2布線槽。可以確認(rèn)，在除去該工序的抗蝕劑殘?jiān)鼤r(shí)，因清洗液侵入連接孔150而在底面露出的第1布線層146的表面進(jìn)而溶解在清洗液中。
結(jié)果，如圖40所示，第1布線層146被挖去，第2布線層160與第1布線層146的接觸電阻增大甚至斷線，第1布線層146和第2布線層160不能進(jìn)行良好的電接觸。
其次作為清洗液的又一個(gè)例子，可以舉出上述專利公報(bào)(昭59-5670號(hào))中記載的清洗液。但是已確認(rèn)，當(dāng)使用該清洗液除去抗蝕劑殘?jiān)鼤r(shí)，不能充分除去抗蝕劑殘?jiān)?52a。
如上所述，在第3現(xiàn)有技術(shù)中，若要使用現(xiàn)有的清洗液除去抗蝕劑殘?jiān)?52a，第1布線層就會(huì)溶解在清洗液中。此外，還不能充分除去抗蝕劑殘?jiān)?52a，這取決于清洗液的種類。
如以上說明的那樣，在第1、第2的現(xiàn)有技術(shù)中，當(dāng)除去抗蝕劑殘?jiān)鼤r(shí)，因現(xiàn)有的的清洗液的緣故，在因無邊界布線使埋入連接孔中的埋入膜的上表面的一部分露出的情況下，該露出表面有時(shí)會(huì)溶解在清洗液中。此外，在第3現(xiàn)有技術(shù)中，在半導(dǎo)體襯底102上形成的布線層有時(shí)會(huì)溶解在現(xiàn)有的清洗液中。
結(jié)果，會(huì)產(chǎn)生布線層與埋入膜的接觸電阻增大甚至斷線等，造成電接觸不良。此外，因清洗液之故，不能充分除去抗蝕劑殘?jiān)?br> 本發(fā)明是為了解決上述課題而提出的，一個(gè)目的是為了提供這樣一種清洗液，在無邊界布線的情況下，也不會(huì)實(shí)質(zhì)性地溶解埋入膜和布線層的導(dǎo)電層，能可靠地除去抗蝕劑殘?jiān)Ａ硪粋€(gè)目的是為了提供一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，該方法具有使用這樣的清洗液除去抗蝕劑殘?jiān)臍堅(jiān)スば颉?br> 本發(fā)明第1方面的清洗液是水溶性清洗液，包含作為主要成分的縮合磷酸銨、作為輔助劑的尿素或尿素的變態(tài)成分和酸。而且氫離子濃度在10-4mol/l以上。
若按照該清洗液，氫離子濃度在10-4mol/l以上，即，清洗液的pH值在4以下。因此，能夠可靠地除去附著在從半導(dǎo)體襯底露出的導(dǎo)電層的表面上的抗蝕劑殘?jiān)逑匆簩?duì)該導(dǎo)電層沒有實(shí)質(zhì)性的溶解。
氫離子濃度最好在10-2mol/l以下。
這時(shí)，清洗液的pH值在2以上。當(dāng)從半導(dǎo)體襯底露出的導(dǎo)電層包含鋁或鋁合金時(shí)，當(dāng)清洗液的pH值小于2時(shí)，該導(dǎo)電層變得容易溶解。因此，希望清洗液的pH值大于2小于4。
酸最好是磷酸或正磷酸。
這時(shí)，酸是作為調(diào)整清洗液的pH值的調(diào)整劑而添加進(jìn)去的。該酸也可以是硝酸或硫酸等，但從清洗效果和對(duì)從半導(dǎo)體襯底上露出的導(dǎo)電層的溶解性的方面來看，最好是磷酸或正磷酸。
此外，縮合磷酸銨的聚合度最好是2以上150以下。
這是因?yàn)?，?dāng)縮合磷酸銨的聚合度超過150時(shí)，即使液溫高于90℃，縮合磷酸銨也不溶解而成為漿狀物，清洗效果差。而當(dāng)聚合度小于2時(shí)，在從半導(dǎo)體襯底露出的導(dǎo)電層包含鋁或鋁合金的情況下，鋁等較容易溶解。
尿素的變態(tài)成分最好是縮二脲或二縮三脲(triuret)。
它們通過縮合磷酸銨起緩沖劑的作用，抑制從半導(dǎo)體襯底露出的導(dǎo)電層的溶解。
縮合磷酸銨與尿素或尿素變態(tài)成分的重量比最好是1∶1～10∶1。
這是因?yàn)?，?dāng)尿素或尿素變態(tài)成分添加得多而超過1∶1時(shí)，清洗效果差。而當(dāng)尿素或尿素變態(tài)成分添加得少而少于10∶1時(shí)，縮合磷酸銨對(duì)從半導(dǎo)體襯底上露出的導(dǎo)電層的溶解的抑制效果變差，導(dǎo)電層較容易溶解。
縮合磷酸銨的濃度相對(duì)于清洗液的總重量百分比最好在1％以上40％以下。
這是因?yàn)?，?dāng)縮合磷酸銨的濃度小于1％的重量時(shí)，抗蝕劑殘?jiān)某バЧ?。而要使縮合磷酸銨的濃度大于40％的重量，制造上很困難。
清洗液最好進(jìn)而包含界面活性劑。
在從半導(dǎo)體襯底露出的導(dǎo)電層包含鋁或鋁合金的情況下，通過添加界面活性劑，能夠降低清洗液對(duì)鋁或鋁合金的熔解。此外，當(dāng)導(dǎo)電層包含鎢時(shí)，也可以利用界面活性劑來抑制其溶解。
本發(fā)明另一方面的半導(dǎo)體裝置的制造方法具有殘?jiān)スば?。在該殘?jiān)スば蛑?，使用包含作為主要成分的縮合磷酸銨、作為輔助劑的尿素或尿素的變態(tài)成分和酸且氫離子濃度在10-4mol/l以上的清洗液除去殘留在至少從半導(dǎo)體襯底露出的導(dǎo)電層的表面上的光致抗蝕劑殘?jiān)?br> 若按照該方法，由于清洗液的氫離子濃度在10-4mol/l以上，即清洗液的pH值在4以下，所以能可靠地除去抗蝕劑殘?jiān)逑匆簩?duì)導(dǎo)電層沒有實(shí)質(zhì)性的溶解。
作為從半導(dǎo)體襯底露出的導(dǎo)電層，具體地說，最好包含鎢、鎢合金、鋁、鋁合金、銅和銅合金。
上述方法在殘?jiān)スば蛑白詈冒ㄔ诎雽?dǎo)體襯底上形成導(dǎo)電層的工序；在半導(dǎo)體襯底上形成絕緣膜將該導(dǎo)電層覆蓋的工序；在絕緣膜上形成抗蝕劑圖形的工序；將該抗蝕劑圖形作為掩模對(duì)絕緣膜進(jìn)行刻蝕、由此形成從導(dǎo)電層表面露出的連接孔的工序；和除去抗蝕劑圖形的工序，殘?jiān)スば蚓o接在除去抗蝕劑圖形的工序之后進(jìn)行。
這時(shí)，附著在從連接孔的側(cè)面和底面露出的導(dǎo)電層的表面上的抗蝕劑殘?jiān)軌蚩煽康爻?，而清洗液?duì)該導(dǎo)電層沒有實(shí)質(zhì)性的溶解。
上述方法在殘?jiān)スば蛑白詈冒ㄔ诎雽?dǎo)體襯底上形成絕緣膜的工序；在該絕緣膜上形成開口部的工序；形成埋入導(dǎo)電體將該開口部填埋的工序；在絕緣膜上形成成為布線層的層的工序；在成為布線層的層上形成抗蝕劑圖形的工序；將抗蝕劑圖形作為掩模對(duì)成為布線層的層進(jìn)行刻蝕形成與埋入導(dǎo)電體連接的布線層的工序；和除去抗蝕劑圖形的工序，該殘?jiān)スば蚓o接在除去抗蝕劑圖形的工序之后進(jìn)行，導(dǎo)電層包括布線層和埋入導(dǎo)電體。
這時(shí)，即使布線層成為無邊界布線，埋入導(dǎo)電體的上表面的一部分露出，也能可靠地除去抗蝕劑殘?jiān)逑匆憾鴮?duì)該布線層和埋入導(dǎo)電體沒有實(shí)質(zhì)性的溶解。結(jié)果，能夠防止布線層與埋入導(dǎo)電體的接觸電阻的增大或斷線。
埋入導(dǎo)電體最好包含鎢，布線層最好包含鋁或鋁合金。
這時(shí)，能夠可靠地除去抗蝕劑殘?jiān)逑匆簩?duì)鎢、鋁或鋁合金沒有實(shí)質(zhì)性的溶解。結(jié)果，能夠防止布線層與埋入導(dǎo)電體的接觸電阻的增大或斷線。
清洗液的氫離子濃度最好在10-2mol/l以下。
當(dāng)導(dǎo)電層包含鋁或鋁合金時(shí)，由于清洗液的氫離子濃度在10-2mol/l以下，即清洗液的pH值在2以上(4以下)，所以能夠抑制清洗液對(duì)鋁或鋁合金的溶解。
進(jìn)而，由于清洗液包含界面活性劑，所以能夠抑制清洗液對(duì)鋁或鋁合金的溶解。
當(dāng)導(dǎo)電層包含鋁或鋁合金時(shí)，希望清洗液的溫度在20℃以上65℃以下。這是因?yàn)椋?dāng)清洗液的溫度低于20℃時(shí)，抗蝕劑殘?jiān)某ツ芰档停硪环矫?，?dāng)清洗液的溫度高于65℃時(shí)，鋁或鋁合金容易溶解在清洗液中。
此外，當(dāng)導(dǎo)電層不包含鋁或鋁合金時(shí)，清洗液的溫度在40℃以上100℃以下。
這是因?yàn)椋?dāng)清洗液的溫度低于40℃時(shí)，抗蝕劑殘?jiān)某ツ芰档?，另一方面，?dāng)清洗液的溫度高于100℃時(shí)，清洗液蒸發(fā)快，不能使用。
在殘?jiān)スば蛑?，希望將半?dǎo)體襯底浸漬在清洗液中，或者將清洗液噴灑到半導(dǎo)體襯底上。


圖1是表示本發(fā)明實(shí)施例1的半導(dǎo)體裝置的制造方法的一個(gè)工序的截面圖。
圖2是表示在實(shí)施例1中的圖1所示的工序之后進(jìn)行的工序的截面圖。
圖3是表示在實(shí)施例1中的圖2所示的工序之后進(jìn)行的工序的截面圖。
圖4是表示在實(shí)施例1中的圖3所示的工序之后進(jìn)行的工序的截面圖。
圖5是表示在實(shí)施例1中的圖4所示的工序之后進(jìn)行的工序的截面圖。
圖6是表示在實(shí)施例1中的圖5所示的工序之后進(jìn)行的工序的截面圖。
圖7是表示在實(shí)施例1中的圖6所示的工序之后進(jìn)行的工序的截面圖。
圖8是表示在實(shí)施例1中的圖7所示的工序之后進(jìn)行的工序的截面圖。
圖9是表示在鎢—水系中以pH值和氧化還原電位為基礎(chǔ)的平衡狀態(tài)的圖。
圖10是表示本發(fā)明實(shí)施例2的半導(dǎo)體裝置的制造方法的一個(gè)工序的截面圖。
圖11是表示在實(shí)施例2中的圖10所示的工序之后進(jìn)行的工序的截面圖。
圖12是表示在實(shí)施例2中的圖11所示的工序之后進(jìn)行的工序的截面圖。
圖13是表示在實(shí)施例2中的圖12所示的工序之后進(jìn)行的工序的截面圖。
圖14是表示在實(shí)施例2中的圖13所示的工序之后進(jìn)行的工序的截面圖。
圖15是表示在實(shí)施例2中的圖14所示的工序之后進(jìn)行的工序的截面圖。
圖16是表示本發(fā)明實(shí)施例3的半導(dǎo)體裝置的制造方法的一個(gè)工序的截面圖。
圖17是表示在實(shí)施例3中的圖16所示的工序之后進(jìn)行的工序的截面圖。
圖18是表示在實(shí)施例3中的圖17所示的工序之后進(jìn)行的工序的截面圖。
圖19是表示在實(shí)施例3中的圖18所示的工序之后進(jìn)行的工序的截面圖。
圖20是表示在實(shí)施例3中的圖19所示的工序之后進(jìn)行的工序的截面圖。
圖21是表示在實(shí)施例3中的圖20所示的工序之后進(jìn)行的工序的截面圖。
圖22是表示在實(shí)施例3中的圖21所示的工序之后進(jìn)行的工序的截面圖。
圖23是表示在實(shí)施例3中的圖22所示的工序之后進(jìn)行的工序的截面圖。
圖24是表示在實(shí)施例3中的圖23所示的工序之后進(jìn)行的工序的截面圖。
圖25是表示在實(shí)施例3中的圖24所示的工序之后進(jìn)行的工序的截面圖。
圖26是表示第1現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體裝置的制造方法的一個(gè)工序的截面圖。
圖27是表示圖26所示的工序之后進(jìn)行的工序的截面圖。
圖28是表示第2現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體裝置的制造方法的一個(gè)工序的截面圖。
圖29是表示圖28所示的工序之后進(jìn)行的工序的截面圖。
圖30是表示第3現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體裝置的制造方法的一個(gè)工序的截面圖。
圖31是表示圖30所示的工序之后進(jìn)行的工序的截面圖。
圖32是表示用來說明第1現(xiàn)有技術(shù)的問題的半導(dǎo)體裝置的制造方法的一個(gè)工序的截面圖。
圖33是表示圖32所示的工序之后進(jìn)行的工序的截面圖。
圖34是表示圖33所示的工序之后進(jìn)行的工序的截面圖。
圖35是表示用來說明第2現(xiàn)有技術(shù)的問題的半導(dǎo)體裝置的制造方法的一個(gè)工序的截面圖。
圖36是表示圖35所示的工序之后進(jìn)行的工序的截面圖。
圖37是表示圖36所示的工序之后進(jìn)行的工序的截面圖。
圖38是表示用來說明第3現(xiàn)有技術(shù)的問題的半導(dǎo)體裝置的制造方法的一個(gè)工序的截面圖。
圖39是表示圖38所示的工序之后進(jìn)行的工序的截面圖。
圖40是表示圖39所示的工序之后進(jìn)行的工序的截面圖。
實(shí)施例1說明本發(fā)明實(shí)施例1的清洗液和使用該清洗液的半導(dǎo)體裝置的制造方法。首先參照?qǐng)D1，利用CVD法等在硅襯底2上形成由氧化硅膜形成的基底層間絕緣膜4。利用例如濺射法在該基底層間絕緣膜4上形成成為第1布線層的含鋁或鋁合金的金屬膜(未圖示)。在該金屬膜上形成抗蝕劑圖形(未圖示)。將該抗蝕劑圖形作為掩模對(duì)金屬膜進(jìn)行反應(yīng)性離子刻蝕(干刻蝕)，由此，形成第1布線層6。然后除去抗蝕劑圖形。
其次，參照?qǐng)D2，利用CVD法等在基底層間絕緣膜4上形成由氧化硅膜形成的層間絕緣膜8，將該第1布線層6覆蓋。
其次，參照?qǐng)D3，在層間絕緣膜8上形成抗蝕劑圖形(未圖示)。將該抗蝕劑圖形作為掩模對(duì)層間絕緣膜8進(jìn)行反應(yīng)性離子刻蝕，由此，形成從第1布線層6的表面露出的連接孔10。然后除去抗蝕劑圖形。
其次，參照?qǐng)D4，利用濺射法在層間絕緣膜8上形成包含例如象氮化鈦那樣的鈦合金等的下層金屬膜12，將露出的第1布線層6的表面和連接孔10覆蓋。其次，利用CVD法在下層金屬膜12上形成鎢膜(未圖示)，并埋入連接孔10中。通過對(duì)該鎢膜進(jìn)行全面的回刻(etchback)，只在連接孔10內(nèi)留下鎢膜，從而形成埋入金屬膜14。
其次，參照?qǐng)D5，利用例如濺射法形成含鋁或鋁合金的中間層金屬膜16，將基底金屬膜12和埋入金屬膜14覆蓋。利用濺射法在該中間層金屬膜16上形成含鈦合金的的上層金屬膜18。其次，參照?qǐng)D6，在上層金屬膜8上形成抗蝕劑圖形22。將該抗蝕劑圖形22作為掩模對(duì)上層金屬膜18、中間層金屬膜16和下層金屬膜12進(jìn)行反應(yīng)性離子刻蝕，從而露出層間絕緣膜8的表面。由此，形成由上層金屬膜18、中間層金屬膜16和下層金屬膜12構(gòu)成的第2布線層20。
再有，假定在該工序中因形成抗蝕劑圖形22時(shí)的錯(cuò)位而使第2布線層20成為無邊界布線。因此，露出埋入金屬膜14上表面的一部分。
其次，參照?qǐng)D7，使含氧氣體變成等離子體，通過將硅襯底2暴露在該等離子體氣體中來除去抗蝕劑22。在除去抗蝕劑22之后的第2布線層20的表面和埋入金屬膜14的表面上附著抗蝕劑殘?jiān)?2a。
其次，使用包含作為主要成分的縮合磷酸銨、作為輔助劑的尿素或尿素的變態(tài)成分和酸且氫離子濃度在10-4mol/l以上、即pH值在4以下的清洗液除去該抗蝕劑殘?jiān)?2a。
若使用該清洗液，如后面詳細(xì)說明的那樣，因清洗液的pH值在4以下，故能夠可靠地除去抗蝕劑殘?jiān)?2a，而清洗液對(duì)含鎢埋入金屬膜14沒有實(shí)質(zhì)性的溶解。因清洗液的pH值大于2小于4，故能夠可靠地除去抗蝕劑殘?jiān)?2a，而清洗液對(duì)含鋁或鋁合金等的第2布線層20沒有實(shí)質(zhì)性的溶解。
因此，如圖8所示，能夠得到在半導(dǎo)體裝置中具有第1布線層6和第2布線層20的多層布線結(jié)構(gòu)。
如上所述，在圖7所示的抗蝕劑殘?jiān)?2a的除去工序中，本清洗液對(duì)露出的含鎢埋入金屬膜14沒有實(shí)質(zhì)性的溶解。下面，詳細(xì)說明這一點(diǎn)。
圖9是示出W-H2O系水溶液中的鎢和水的反應(yīng)以及根據(jù)pH和氧化還原電位示出各種化合物的穩(wěn)定區(qū)的圖(1998 IEEE InternationalReliability Physics Symposium Proceedings 36th Annual)。
考慮清洗液和埋入金屬的情況，特別是圖9縱軸的氧化還原電位與埋入金屬膜14的電位大致對(duì)應(yīng)的情況。該埋入金屬膜14的電位是因?yàn)槁冻龅穆袢虢饘倌?4的表面暴露在含氧等離子體氣氛中而產(chǎn)生的電位。
較具體地說明產(chǎn)生該電位的機(jī)制。首先，在除去抗蝕劑圖形22時(shí)，因除去抗蝕劑圖形22而露出的第2布線層20和埋入金屬膜14的表面暴露在含氧等離子體氣氛中。該等離子體氣氛中存在氧原子團(tuán)。因氧原子團(tuán)具有非常高的反應(yīng)性而且氧是強(qiáng)陰電性原子，故當(dāng)氧原子團(tuán)一旦與第2布線層20的表面接觸，氧原子團(tuán)很容易從第2布線層20奪取電子。結(jié)果，第2布線層帶正電。這樣一來，在與該第2布線層20連接的埋入金屬膜14上會(huì)產(chǎn)生正電位。以下，將該氧化還原電位簡單地稱作電位。
因此，若參照?qǐng)D9，當(dāng)清洗液的pH值在4以上的區(qū)域、而且電位在正的區(qū)域時(shí)，鎢以WO4-2的形式溶解在清洗液中。另一方面，即使電位在正的區(qū)域，當(dāng)清洗液的pH值在4以下的區(qū)域時(shí)，在鎢的表面形成所謂的WO2、WO3、W2O3的氧化物(非導(dǎo)體)，鎢不溶解。此外，當(dāng)電位在負(fù)的比較低的區(qū)域時(shí)，在清洗液中鎢在鎢的狀態(tài)下不溶解，與pH值無關(guān)。
因此，因本清洗液的pH值在4以下，即使埋入金屬膜14帶正電，清洗液對(duì)含鎢埋入金屬膜也沒有實(shí)質(zhì)性的的溶解。
另一方面，為比較起見，說明使用第1現(xiàn)有技術(shù)的清洗液的情況。例如，胺系有機(jī)清洗液的pH值在10以上。此外，以縮合磷酸銨為主要成分的無機(jī)清洗液的pH值是6.5～7.5。這些清洗液的pH值比4大。因此，如圖9所示，當(dāng)在pH值比4大且電位為正的區(qū)域時(shí)，含鎢埋入金屬膜會(huì)溶解在現(xiàn)有的清洗液中。
第2布線層20包含鋁或鋁合金。因本清洗液的pH值小于2時(shí)鋁容易溶解，故希望本清洗液的pH值大于2小于4。
作為調(diào)整本清洗液的pH值的調(diào)整劑而添加的酸可以是硫酸或硝酸等，但從清洗效果和布線材料的溶解性的觀點(diǎn)出發(fā)，希望是磷酸，最好是正磷酸。
包含在本清洗液中的縮合磷酸銨的聚合度希望在2以上150以下。這是因?yàn)?，?dāng)縮合磷酸銨的聚合度大于150時(shí)，即使是溫度90℃以上的液溫，縮合磷酸銨也不溶解而呈漿狀，清洗效果降低。
另一方面，當(dāng)聚合度小于2時(shí)，形成第2布線層20的鋁或鋁合金較容易溶解。
作為輔助劑添加的尿素變態(tài)成分，希望是縮二脲(BiuretH2NCONHCONH2)或二縮三脲(TriuretH2NCONHCONHCONH2)。再有，這里所說的輔助劑是指具有利用縮合磷酸銨來抑制形成布線層的布線材料溶解于清洗液的作用的物質(zhì)。
縮合磷酸銨與尿素及其變態(tài)成分的比例希望其重量比是1∶1～10∶1。這是因?yàn)?，?dāng)尿素及其變態(tài)成分添加得多重量比以致超過1∶1時(shí)，清洗效果差。
另一方面，當(dāng)尿素及其變態(tài)成分添加得少重量比少于10∶1時(shí)，作為輔助劑的效果降低，形成布線層的布線材料較容易溶解于清洗液。
此外，縮合磷酸銨的濃度其相對(duì)清洗液的全部重量的百分比希望在1％以上40％以下。這是因?yàn)?，?dāng)縮合磷酸銨的濃度低于1％重量比時(shí)，抗蝕劑殘?jiān)バЧ睢?br> 另一方面，當(dāng)縮合磷酸銨的濃度其重量比高于40％時(shí)，制造上有困難。
此外，如上所述，因第2布線層包含鋁等，通過對(duì)本清洗液添加界面活性劑，更能夠抑制清洗液對(duì)該鋁等的溶解。此外，通過添加活性劑，可以提高抗蝕劑殘?jiān)某バЧ?，同時(shí)，能夠抑制含鎢埋入金屬膜14的溶解。
再有，考慮到當(dāng)本清洗液添加的界面活性劑的量太多時(shí)則界面活性劑不能充分溶解，存在廢液處理等環(huán)境問題，所以界面活性劑的濃度最好在500ppm以下。
此外，作為使用本清洗液的抗蝕劑殘?jiān)シ椒?，可以通過將硅襯底2浸漬在本清洗液中或者將本清洗液噴灑在硅襯底2上來除去抗蝕劑殘?jiān)?2a。
進(jìn)而，作為這時(shí)的本清洗液的溫度，最好在20℃以上65℃以下。這是因?yàn)椋?dāng)清洗液的溫度低于20℃時(shí)，抗蝕劑殘?jiān)?2a的除去效果差，另一方面，當(dāng)清洗液的溫度高于65℃時(shí)，包含鋁或鋁合金的第2布線層20較容易溶解于清洗液。
如上所述，在除去抗蝕劑殘?jiān)墓ば蛑?，若使用本清洗液，即使產(chǎn)生無邊界布線而使埋入金屬膜14的表面露出一部分，清洗液對(duì)該埋入金屬膜14和第2布線層20也沒有實(shí)質(zhì)性的溶解。結(jié)果，能夠防止第2布線層20與埋入金屬膜14的接觸電阻的增大或斷線。
再有，對(duì)于本實(shí)施例，已就使用本清洗液除去圖7所示的工序的抗蝕劑殘?jiān)那闆r進(jìn)行了說明。但是，除此之外，在圖3所示的工序中，當(dāng)在除去用來形成連接孔10的抗蝕劑圖形之后除去附著在連接孔10的側(cè)面和在底面露出的第1布線層6的表面上的抗蝕劑殘?jiān)鼤r(shí)，也可以使用本清洗液。
這時(shí)，也能夠可靠地除去抗蝕劑殘?jiān)?，而本清洗液?duì)從連接孔底部露出的包含鋁等的第1布線層6也沒有實(shí)質(zhì)性的溶解。
實(shí)施例2說明本發(fā)明實(shí)施例2的清洗液和使用了該清洗液的半導(dǎo)體裝置的制造方法。再有，因本實(shí)施例的清洗液和實(shí)施例中說明了的清洗液一樣，故省略其詳細(xì)說明。
首先，參照?qǐng)D10，利用CVD法在硅襯底2上形成由氧化硅膜等形成的層間絕緣膜26。在該層間絕緣膜26上形成抗蝕劑圖形(未圖示)。將該抗蝕劑圖形作為掩模對(duì)層間絕緣膜26進(jìn)行反應(yīng)性離子刻蝕，由此，形成露出硅襯底102表面的位線接觸孔28。。
其次，參照?qǐng)D11，利用CVD法在層間絕緣膜26上形成多晶硅膜(未圖示)將位線接觸孔28覆蓋。通過對(duì)該多晶硅膜進(jìn)行全面的回刻，只在位線接觸孔28內(nèi)留下多晶硅膜，從而形成埋入膜30。
其次，參照?qǐng)D12，利用濺射法形成包含例如象氮化鈦那樣的鈦合金或鎢合金等的下層金屬膜32，將層間絕緣膜26和埋入膜30覆蓋。利用濺射法在該下層金屬膜32上形成含鎢等的上層金屬膜34。
其次，參照?qǐng)D13，在上層金屬膜34上形成抗蝕劑圖形36。將該抗蝕劑圖形36作為掩模對(duì)上層金屬膜34和下層金屬膜32進(jìn)行反應(yīng)性離子刻蝕，從而露出層間絕緣膜26的表面。由此，形成位線35。
再有，假定在該工序中因形成抗蝕劑圖形36時(shí)的錯(cuò)位而使位線35成為無邊界布線。因此，露出埋入膜30上表面的一部分。
其次，參照?qǐng)D14，使含氧氣體變成等離子體，通過將硅襯底2暴露在該等離子體氣體中來除去抗蝕劑36。在除去抗蝕劑36之后的位線35的表面和露出的埋入膜30的表面上附著抗蝕劑殘?jiān)?6a。
使用本清洗液除去該抗蝕劑殘?jiān)?6a?？梢源_認(rèn)，若使用該清洗液，即使因無邊界布線而使埋入膜30的上表面露出一部分也能夠可靠地除去抗蝕劑殘?jiān)?，而清洗液?duì)由多晶硅形成的埋入膜30沒有實(shí)質(zhì)性的溶解。
因此，如圖15所示，能夠防止位線35與埋入膜30接觸電阻的增大或斷線，而清洗液對(duì)埋入膜30沒有實(shí)質(zhì)性的溶解。
在實(shí)施例1中，第2布線層20的布線材料包含鋁或鋁合金，而在本實(shí)施例中，位線35的布線材料包含鎢或鈦合金。因此，抗蝕劑殘?jiān)?6a與實(shí)施例1的抗蝕劑殘?jiān)?2a中所包含的成分各不相同。
結(jié)果，了解到清洗液的下限溫度比實(shí)施例1的清洗液的下限溫度高，即，若不在40℃以上，就不能充分除去抗蝕劑殘?jiān)?。另一方面，還知道當(dāng)清洗液的溫度比100℃高時(shí)，清洗液的蒸發(fā)快，實(shí)際使用困難。
因此，這時(shí)，除去抗蝕劑殘?jiān)?6a時(shí)的清洗液溫度最好在40℃以上100℃以下。
如上所述，在除去抗蝕劑殘?jiān)ば蛑?，通過使用本清洗液，即使位線35成為無邊界布線且埋入膜30的一部分表面露出，也能夠可靠地除去抗蝕劑殘?jiān)?6a而清洗液對(duì)埋入膜30和位線35沒有實(shí)質(zhì)性的溶解。結(jié)果，能夠防止位線35與埋入膜30的接觸電阻的增大或斷線。
再有，在本實(shí)施例中，說明了使用本清洗液除去形成位線35時(shí)附著的抗蝕劑殘?jiān)墓ば?。除此之外，例如，在除去形成晶體管傳輸門時(shí)附著的抗蝕劑殘?jiān)墓ば蛑幸部梢允褂帽厩逑匆骸榱私档筒季€電阻，傳輸門和位線一樣使用鎢。因此，在除去抗蝕劑殘?jiān)鼤r(shí)，露出鎢和多晶硅。
通過使用本清洗液，能夠可靠地除去抗蝕劑殘?jiān)?6a，而清洗液對(duì)包含鎢和多晶硅的傳輸門沒有實(shí)質(zhì)性的溶解。
此外，例如，在動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器中，為了使存儲(chǔ)單元區(qū)域內(nèi)的晶體管和電容與在外圍電路區(qū)域內(nèi)形成的元件實(shí)現(xiàn)電連接，有在襯底上形成的層間絕緣膜中形成接觸孔的工序，使該接觸孔分別從位線、傳輸門、硅襯底和電容器的單元板(cell plate)的表面同時(shí)露出。
在該工序中，在各接觸孔的底部露出包含鎢的位線和傳輸門的表面，并露出包含硅的單元板和硅襯底的表面。而且，在該接觸孔形成后，表面上附著抗蝕劑殘?jiān)?br> 在除去該抗蝕劑殘?jiān)鼤r(shí)，通過使用本清洗液，能夠可靠地除去抗蝕劑殘?jiān)逑匆簩?duì)包含鎢的位線、傳輸門、包含硅的單元板和硅襯底沒有實(shí)質(zhì)性的溶解。
實(shí)施例3說明本發(fā)明實(shí)施例3的清洗液和使用了該清洗液的半導(dǎo)體裝置的制造方法。再有，因本實(shí)施例的清洗液與在實(shí)施例1中已說明過的清洗液一樣，故省略其說明。
首先，參照?qǐng)D16，利用CVD法在硅襯底2上形成由氧化硅膜等形成的基底層間絕緣膜38。進(jìn)而，利用CVD法等在該在層間絕緣膜38上形成層間絕緣膜40。在該層間絕緣膜40上形成抗蝕劑圖形(未圖示)。將該抗蝕劑圖形作為掩模對(duì)層間絕緣膜40進(jìn)行反應(yīng)性離子刻蝕，由此，形成第1布線槽42。
其次，參照?qǐng)D17，利用例如濺射法在第1布線槽42的表面和層間絕緣膜40上形成包含鈦合金的第1下層金屬膜(未圖示)。接著，利用電鍍法或?yàn)R射法形成包含銅的金屬膜(未圖示)。然后，通過對(duì)金屬膜和第1下層金屬膜進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨(CMP)，在第1布線槽內(nèi)形成第1下層金屬膜44和第1布線層46。
其次，參照?qǐng)D18，利用CVD法在第1布線層46和層間絕緣膜40上形成層間絕緣膜48。在該層間絕緣膜48上形成抗蝕劑圖形52。將該抗蝕劑圖形52作為掩模對(duì)層間絕緣膜48進(jìn)行反應(yīng)性離子刻蝕，從而形成從第1布線層46的表面露出的連接孔50。
其次，參照?qǐng)D19，使含氧氣體變成等離子體，通過將硅襯底2暴露在該等離子體氣體中來除去抗蝕劑52。在除去抗蝕劑52之后的連接孔50的側(cè)面和露出的第1布線層46的表面上附著抗蝕劑殘?jiān)?2a。
其次，參照?qǐng)D20，使用本清洗液除去該抗蝕劑殘?jiān)?2a?？梢源_認(rèn)，若使用該清洗液，能夠可靠地除去抗蝕劑殘?jiān)?2a，而清洗液對(duì)從連接孔50的底部露出的第1布線層46的表面沒有實(shí)質(zhì)性的溶解。
其次，參照?qǐng)D21，在層間絕緣膜48上形成抗蝕劑圖形54。將該抗蝕劑圖形54作為掩模對(duì)層間絕緣膜48進(jìn)行反應(yīng)性離子刻蝕，由此，形成第2布線槽56。其次，參照?qǐng)D22，使含氧氣體變成等離子體，通過將硅襯底2暴露在該等離子體氣體中來除去抗蝕劑54。在除去抗蝕劑52之后的第2布線槽56的側(cè)面附著抗蝕劑殘?jiān)?4a。
其次，參照?qǐng)D23，使用本清洗液除去該抗蝕劑殘?jiān)?4a?？梢源_認(rèn)，若將本清洗液灌入連接孔50內(nèi)，能夠可靠地除去抗蝕劑殘?jiān)?4a，而清洗液對(duì)從連接孔50的底部露出的第1布線層46的表面沒有實(shí)質(zhì)性的溶解。
其次，參照?qǐng)D24，利用濺射法等在第2布線槽56的表面、連接孔50的表面、露出的第2布線層46的表面和層間絕緣膜48的上表面形成包含鈦合金的第2下層金屬膜58。接著，利用電鍍法或?yàn)R射法等在該第2下層金屬膜58上形成包含銅的金屬膜。
其次，參照?qǐng)D25，通過對(duì)金屬膜和第2下層金屬膜58進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨(CMP)，在第2布線槽56內(nèi)形成第2布線層60。
因此，在半導(dǎo)體裝置中，可以得到具有稱之為雙鑲嵌(dualdamascene)的銅布線的布線結(jié)構(gòu)。
如上所述，可以確認(rèn)，在除去在圖19所示的工序中產(chǎn)生的抗蝕劑殘?jiān)?2a和圖22所示的工序中產(chǎn)生的抗蝕劑殘?jiān)?4a時(shí)，通過使用本清洗液，能夠可靠地除去抗蝕劑殘?jiān)?2a、54a，而清洗液對(duì)從連接孔50的底部露出的第1布線層46的表面沒有實(shí)質(zhì)性的溶解。因此，能夠防止第1布線層46與第2布線層60的接觸電阻的增大或斷線。
再有，在本實(shí)施例中，使用本清洗液以除去在連接孔50或第2布線槽56形成時(shí)產(chǎn)生的抗蝕劑殘?jiān)?2a、54a。除此之外，如圖17所示，也可以在利用化學(xué)機(jī)械研磨形成第1布線層46之后將該清洗液作為清洗其表面的清洗液來使用。特別是在該工序中，露出了作為第1布線層46的布線材料的銅和作為第1下層金屬膜44的材料的鈦合金等。
通過使用本清洗液，可以不溶解這樣一些金屬而能夠有效地除去因化學(xué)機(jī)械研磨所產(chǎn)生的污染物。此外，在進(jìn)行了形成第2布線層60時(shí)的化學(xué)機(jī)械研磨之后同樣可以使用本清洗液。
這次所公開的實(shí)施例在所有方面都只是一種例示，本發(fā)明并不局限于此。本發(fā)明的范圍不是上述已說明的內(nèi)容，而是權(quán)利要求書所表示的范圍，與權(quán)利要求的范圍均等的內(nèi)容和范圍內(nèi)的一切變更均包含在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種清洗液，包含作為主要成分的縮合磷酸銨、作為輔助劑的尿素或尿素的變態(tài)成分和酸，其特征在于氫離子濃度在10-4mol/l以上。
2.如權(quán)利要求1所述的清洗液，其特征在于上述氫離子濃度在10-2mol/l以下。
3.如權(quán)利要求1所述的清洗液，其特征在于上述酸是磷酸或正磷酸。
4.如權(quán)利要求1所述的清洗液，其特征在于上述縮合磷酸銨的聚合度在2以上150以下。
5.如權(quán)利要求1所述的清洗液，其特征在于上述尿素的變態(tài)成分是縮二脲或二縮三脲(triuret)。
6.如權(quán)利要求1所述的清洗液，其特征在于上述縮合磷酸銨與上述尿素或尿素變態(tài)成分的重量比為1∶1～10∶1。
7.如權(quán)利要求1所述的清洗液，其特征在于上述縮合磷酸銨的濃度相對(duì)于清洗液的總重量的百分比在1％以上40％以下。
8.一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于具有殘?jiān)スば?，在該殘?jiān)スば蛑?，使用包含作為主要成分的縮合磷酸銨、作為輔助劑的尿素或尿素的變態(tài)成分和酸且氫離子濃度在10-4mol/l以上的清洗液除去殘留在至少在半導(dǎo)體襯底(2)上露出的導(dǎo)電層(14、20、30、35、46)的表面上的抗蝕劑殘?jiān)?22a、36a、52a、54a)。
9.如權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于上述導(dǎo)電層包含鎢或鎢合金(14)。
10.如權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于上述導(dǎo)電層包含鋁或鋁合金(20)。
11.如權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于上述導(dǎo)電層包含銅或銅合金(46)。
12.如權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于在殘?jiān)スば蛑?，具有在半?dǎo)體襯底(2)上形成上述導(dǎo)電層(46)的工序；在上述半導(dǎo)體襯底(2)上形成絕緣膜(48)以便將上述導(dǎo)電層(46)覆蓋的工序；在上述絕緣膜(48)上形成抗蝕劑圖形(52)的工序；將上述抗蝕劑圖形(52)作為掩模對(duì)上述絕緣膜(48)進(jìn)行刻蝕、由此形成露出上述導(dǎo)電層(46)的表面的連接孔(50)的工序；以及除去上述抗蝕劑圖形(52)的工序，上述殘?jiān)スば蚓o接在除去上述抗蝕劑圖形(52)的工序之后進(jìn)行。
13.如權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，是從屬權(quán)利要求8的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于在殘?jiān)スば蛑?，具有在半?dǎo)體襯底(2)上形成絕緣膜(8)的工序；在上述絕緣膜(8)中形成開口部(10)的工序；形成埋入導(dǎo)電體(14)以便將上述開口部(10)填埋的工序；在上述絕緣膜(8)上形成成為布線層(20)的層的工序；在成為上述布線層(20)的層上形成抗蝕劑圖形(22)的工序；將上述抗蝕劑圖形(22)作為掩模對(duì)成為上述布線層(20)的層進(jìn)行刻蝕以形成與上述埋入導(dǎo)電體(14)連接的布線層(20)的工序；以及除去上述抗蝕劑圖形(22)的工序，上述殘?jiān)スば蚓o接在除去上述抗蝕劑圖形(22)的工序之后進(jìn)行，上述導(dǎo)電層(20、14)包括上述布線層(20)和上述埋入導(dǎo)電體(14)。
14.如權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于上述埋入導(dǎo)電體包含鎢(14)，上述布線層包含鋁或鋁合金(16)。
15.如權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于上述清洗液的氫離子濃度在10-2mol/l以下。
全文摘要
使用包含作為主要成分的縮合磷酸銨、作為輔助劑的尿素或尿素的變態(tài)成分和酸且氫離子濃度在10
文檔編號(hào)H01L21/02GK1271767SQ0010699
公開日2000年11月1日 申請(qǐng)日期2000年4月27日 優(yōu)先權(quán)日1999年4月28日
發(fā)明者菅野至, 村中誠志, 山本博正 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社, 岸本產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社