半導体デバイスを製造する方法およびその方法で使用するための装置
本発明は、基板（１）および少なくとも１つの半導体要素を含んだ半導体本体（１１）を有した半導体デバイス（１０）の製造方法に関する。その方法では、要素の形成後、少なくとも１つの電気的絶縁層（２）または電気的導体層（３）を含んだ層構造が形成され、開口部が、パターン形成されたフォトレジスト層（４）およびエッチング・プロセスの助けによって層構造中に形成され、残渣が、エッチング・プロセス中に半導体本体（１１）の表面上に形成され、エッチング・プロセス後に、フォトレジスト層（４）が、酸素含有化合物を使用する処理によって灰にされ、その後、表面が、酸を水で希釈した溶液を含んだ洗浄剤を、室温より高い温度に加熱して使用する洗浄作業を受け、それによって形成された残渣が除去される。本発明によれば、硫酸が、洗浄剤用の酸として選択される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板、および少なくとも１つの活性半導体要素を含んだ半導体本体を有した半導体デバイスを製造する方法に関する。この方法では、半導体要素が形成された後、少なくとも１つの電気的絶縁層、または１つの電気的伝導性層を含んだ階層化された構造が設けられ、パターン形成されたフォトレジスト層およびエッチング・プロセスによって、開口部が階層化構造中に形成され、エッチング・プロセス中に残渣が半導体本体の表面で形成され、エッチング・プロセス後に、酸素含有化合物を使用する処理によってフォトレジスト層は灰化され、その後、表面は、酸を水で希釈した溶液を含んだ洗浄剤を、室温より高い温度に加熱して使用することによって洗浄され、その結果、形成された残渣は表面から除去される。開口部は、たとえばいわゆるバイアとして、またはボンド・パッドへの開口部として絶縁層中に形成することができる。開口部の形成には、金属層など加えられた伝導性層の一部分の除去を含むこともでき、そのケースでは、伝導性層の残された部分が、たとえば接続用導体を形成する。そのような方法は、使用される洗浄剤が、比較的安価で、使用するのに安全であり、それを処分するとき、環境に対する負担が少ないという利点を有する。
【０００２】
本発明は、さらに、そのような方法で使用するための装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
導入部で言及したタイプの方法は、公開番号が米国特許第6,136,767号で２０００年１０月２４日公開された米国特許明細書から知ることができる。前記の文書では、方法についての説明がされており、そこでは、金属が充填されたバイアなどの電気的接続領域の形成後、エッチング・プロセス中に使用されたフォトレジスト層が、たとえば酸素処理を使用する灰化する手段によって除去される。しかし、この処理の後、不要な有機性または無機性の残渣が、半導体本体の表面上に取り残される。前記特許明細書では、酢酸および燐酸の水で希釈した溶液を含有した洗浄剤を使用することによって表面を洗浄することが、提案されている。前記明細書によれば、燐酸は、無機性残渣を除去するのに優れて適しており、酢酸は、特に有機性残渣を除去するのに適している。通常、適切な濃度は、両方の酸について約５容量％である。洗浄作業中の適切な作業温度は、約３０〜４５℃である。この方法は、特に製造プロセスのいわゆるＢＥＯＬ（ラインの最終段階）フェーズに適し、そこでは、半導体要素は、いわゆるＩＣのために実際には通常多数のトランジスタの形を取り、半導体要素が１つまたは複数の電気的絶縁用の無機性層、および一般には金属の１つまたは複数の伝導性層の階層化構造によって、半導体本体中に形成された後、いわゆるボンド・パッドなどの接続用導体または接続用領域が、形成される。
【０００４】
この知られた方法の欠点は、特に大規模な量産のケースでは、依然として比較的高価であり環境に対してある負担を課することにある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、本発明の目的は、残渣除去に特に効果的であり、安価であることに加えて、環境に殆どどのような負担も課さない方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
これを達成するために、導入部で言及したタイプの方法は、本発明によって、硫酸が洗浄剤中の酸として選ばれたことを特徴とする。
【０００７】
驚くべきことに、水で硫酸を希釈した溶液は、温度を高めると、一方では、エッチング中に形成され、レジスト層を灰化した後、表面に残っている残渣を極めて効果的に除去し、他方では、アルミニウム、アルミニウム合金やチタン（窒化物）など、接続用領域中の導体として使用される大部分の金属が、このプロセス中で実質的に影響を受けないままであることが分っている。これは、１９９７年１２月３１日公開の国際公開第97/50019号のＰＣＴ特許明細書（１ページ参照）に、反対に、硫酸などの濃縮された酸は、水分濃度が低い場合、金属に対して腐食性でないので、硫酸またはその混合液は、濃縮された形でＢＥＯＬフェーズのために適しているということが主張されている点で、とりわけ驚くべきことである。しかし、本発明による方法では、使用される溶液は、水で極めて希釈された硫酸の溶液である。適切であると判明した濃度は、０．０１重量％から１０重量％の範囲内にある。良好な結果が、０．５〜５重量％の範囲内で、たとえば２．５重量％の濃度で得られる。硫酸の単位堆積当り重量が、約２ｇ／ｃｍ３なので、これは、約１％容量濃度に対応する。このことは、本発明による方法が、極めて少ない量の硫酸だけを使用して十分に良好な結果が得られるので、特に安価であり、環境にやさしいことを意味する。本方法の結果として生成された廃棄物は、好ましくは同じ量のカルシウム・イオンを加えることによって容易に不純物を除去することができる。というのは、硫酸カルシウムが、実質的に不溶性であり、その後沈殿するからである。次いで、簡単な濾過プロセスが、形成された硫酸カルシウムと水分とを分離するのに十分である。酢酸を使用する知られた方法では、これは、可能でない。というのは、酢酸の無機塩だけがよく水に溶けるからである。水酸化カルシウムが、カルシウム・イオン源として使用された場合、簡単な方法で同時に酸価をほぼ中性の値にさせることが、さらに可能である。
【０００８】
本発明は、シリコン酸化物、窒化ケイ素、シリコンオキシナイトライドなどの無機性誘電体が、ＨＦを例外として鉱酸に優れて耐性があるという認識にもさらに基づく。しかし、有機性誘電体が製造される半導体デバイス中に存在する場合も、本発明による方法は、有利に適用することができる。
【０００９】
したがって、本発明による方法の好ましい実施形態では、硫酸および（脱塩された）水だけを使用する洗浄剤が使用される。硫酸および脱塩水に加えて過酸化水素を含む洗浄剤に関して、そのような洗浄剤は、いわゆるライナおよび反射防止膜の少なくとも一方として使用されることがしばしばあるＴｉおよびＴｉＮの少なくとも一方の層を実質的に腐食しない利点を有する。これらの目的のために、ＴｉおよびＴｉＮの少なくとも一方の層は、相互接続層として働くアルミニウムまたはアルミニウム合金の層の下およびその上の少なくとも一方に、配置することができる。あるいは、またはそれに加えて、ＴｉおよびＴｉＮの少なくとも一方の層は、バイアまたはプラグとして働くアルミニウムまたはアルミニウム合金の層の周りに、配置することができる。ＴｉおよびＴｉＮの少なくとも一方のこれらの層の何れかの層が腐食されると、電気デバイスが機能不全になり、したがって歩留まりを低下させることになり得る。
【００１０】
硫酸および脱塩水に加えて過酸化水素を含む洗浄剤に対して、硫酸および脱塩水に加えて過酸化水素を含まない洗浄剤についての他の利点は、後者が比較的厚い残渣の層を除去することが可能であることである。
【００１１】
他の好都合な実施形態では、硫酸および水の濃度が低いことに加えて、好ましくはさらに比較的低い重量濃度で燐酸も含んだ洗浄剤が使用される。状況に応じて、これは、費用価格ならびに環境への負担が低いままで、結局、上記のカルシウム・イオンによる処理で、燐酸イオンも、硫酸カルシウムのように（実質的に）水に溶けない燐酸カルシウムの形で沈殿し、より良好な結果を得ることが可能になる。適切であると明らかにされた燐酸濃度は、０．０１〜５重量％の範囲内にあり、好ましいのは０．１〜１重量％の範囲内にあることである。燐酸の単位堆積当り重量も約２ｇ／ｃｍ３なので、これは、容積濃度が極めて低いことを意味する。
【００１２】
本発明による方法では、洗浄プロセスが、室温、すなわち、２０℃〜６０℃の範囲内の温度で実施されることが好ましい。極めて良好な結果が、３０〜４５℃の範囲の温度を使用して得られている。適切な処理時間は、２〜３０分の範囲内にあり、形成された接続用領域の性質に依存する。すなわち、処理時間は、金属トラックには２〜５分の範囲が好ましく、バイアには１０〜３０分の範囲、いわゆるボンド・パッドには２〜１５分の範囲である。
【００１３】
他の都合のよい実施形態では、硫酸ベースの、または硫酸および燐酸ベースの洗浄剤を使用する洗浄ステップの後、洗浄剤が、熱い脱塩水を使用して処理される。レジスト層が灰化された後に残された残渣も、脱塩水によってその水が十分熱ければ、大部分は除去することができることが分っている。いくつかのケースでは、硫酸を除くことができる。この目的に適すると明らかにされた温度は、６０〜９０℃の範囲内、好ましくは７０〜７５℃の範囲内にある。前記方法の組み合わせによって、必要な全洗浄時間は、幾分短縮することができる。脱塩水を使用するすすぎ洗いは、それ自体知られており、通常適用されるが、使用される脱塩水は、室温である。硫酸、あるいは硫酸および燐酸を使用する処理も、温度を上げて行わなければならないので、前記熱い脱塩水によるすすぎ洗いは、エネルギーの観点から容易に実施することができる。さらに、前記すすぎ洗い作業は、追加のステップを意味しない。というのは、洗浄作業後の冷たい脱塩水によるすすぎ洗いが、すでに習慣になっているからである。
【００１４】
本発明による方法の特に魅力的な変更形態では、洗浄剤を使用する前記洗浄ステップの後に、脱塩水を使用するすすぎ洗いステップが続き、このシーケンスは、洗浄ステップおよびすすぎ洗いステップを含み、何回か繰り返される。すすぎ洗いステップには、周囲温度の脱塩水を使用することが好ましい。洗浄・すすぎ洗いのシーケンスが繰り返される回数は、２〜４の範囲で選ぶことが好ましい。驚くべきことに、そのような方法が、一方では優れた洗浄結果をもたらし、他方ではそれがかかる全時間を極めて短くすることができることが分っている。たとえば、４５℃に加熱された希硫酸を使用する洗浄ステップは、３０〜６０秒間、好ましくは３０秒間実施され、その後に、室温の脱塩水を使用する２０秒間のすすぎ洗いステップが続き、前記洗浄・すすぎ洗いのサイクルが２〜４回、いくつかのケースでは５回またはそれ以上、たとえば７回まで繰り返された場合、前記の点で極めて適切であると証明されている。４回後の結果が満足できない場合、希硫酸を使用する洗浄ステップの持続時間を長くする、および洗浄剤の温度を高める、少なくともその一方を行うことが有利になり得る。他のケースは、４５℃に加熱された希硫酸を使用する清浄ステップが、６０秒から２４０秒間、１２０秒間などで実施される。
【００１５】
エッチング・プロセス中に形成される灰残渣の生成と、洗浄剤を使用する洗浄との間の時間が、４８時間より短く、２４時間またはそれより短い時間などであることが好ましい。灰残渣になった後は、剥離性、すなわち除去の容易さが変わり得るという洞察を、本発明者等は得ている。後の灰残渣が比較的湿った大気に曝されるとき、この変化があると特に断言することができる。
【００１６】
本発明による方法は、電気的接続部がタングステン充填のバイアとして形成された半導体デバイスを洗浄するのに極めて適することが分っている。そのバイアは、アルミニウム含有導体トラックと、上側で接触し、タングステンの一部分は、覆われずに残される。驚くべきことに、タングステンも洗浄剤に曝されるそのようなケースでは、前記タングステンは、実質的に腐食されないことが分っている。言い換えると、タングステン腐食として知られた現象が、防止される。これは、特に重要な利点である。というのは、寸法がますます小さくなりつつある今日のＩＣ（集積回路）プロセスでは、タングステン充填バイア上に導体トラックを、導体トラックが完全に前記タングステンを覆うように配置することが、実質的に不可能になっているからである。
【００１７】
本発明のこれらおよび他の態様は、本明細書に述べる実施形態から明らかになり、それを参照して説明する。
【００１８】
図面は、尺度通りには製図されておらず、厚さ方向の寸法などいくつかの寸法は、明確さのため誇張されている。異なる図面では、対応する領域または部分が、可能な場合はいつでも同じ参照番号で示される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１〜３は、本発明による方法を使用する製造の連続した段階中の、ＩＣなどの半導体デバイスの厚さ方向に直角である概略断面図である。デバイス１０（図１参照）は、基板１および半導体本体１１を含み、それらは、別々に図示していないが、たとえばシリコンから製造される。半導体本体１１では、たとえば１つまたは複数のエピタキシャル・シリコン層中に、トランジスタなどの多数の半導体要素が、普通の方法で形成されることが好ましい。次いで、半導体本体１１の表面上に、たとえば二酸化ケイ素の絶縁層２が、たとえば熱酸化またはＣＶＤ（化学気相堆積）プロセスによって設けられる。その後、前記絶縁層には、Ｔｉ、ＴｉＮ、ＴｉＷ、またはその組み合わせの薄い層によって覆われてもよく、そうでなくともよいアルミニウム（またはアルミニウム銅合金）の層３が、たとえば気相堆積またはスパッタリングによって設けられる。前記層３には、フォトリソグラフィによってパターン形成されたフォトレジスト層４を使用して、所望のパターンが設けられる。パターンの外側では（図２参照）、アルミニウム層３が、たとえばプラズマ・エッチングによって除去される。その結果、残渣６が、半導体本体１１の表面において形成される。その後、フォトレジスト層４が、たとえば酸素プラズマによって灰にされる。前記プロセスでは、フォトレジスト層は、大部分が除去されるが、エッチング中に形成された有機性および無機性の残渣６の少なくとも一方が、半導体本体１１の表面上に取り残される。形成された残渣６は、アルミニウム層３の側面部のみならず前記層３の上側（の一部分）も覆うことがある。
【００２０】
本発明によれば、これらの残渣６が、この実施例では、脱塩水中に２．５重量％の硫酸を含んだ洗浄剤を使用して、除去される。洗浄ステップは、静的なバスを有したいわゆるウェット・ベンチ装置中で、４５℃で２分間実施される。ＳＥＭ（２次電子放出）記録によって、洗浄ステップ後、殆どどんな残渣も、半導体本体１１の表面上に取り残されていないことが示されている（図３参照）。これらの結果は、比較のために、カテコール・ベースまたはヒドロキシルアミン・ベースの市販の洗浄剤を使用して実施された洗浄ステップの結果に匹敵するか、またはそれよりも良好でさえある。他の実施形態では、５重量％の硫酸および０．５重量％の燐酸を含んだ洗浄剤が、使用された。このケースでも、温度が４５℃であり、一方処理時間が２分であった。図１に示したパターン形成されたアルミニウムは、たとえば導体トラックとすることができる。言及した結果は、導体トラックに関するものである。匹敵する結果が、ボンド・パッドの処理中で得られる。そのケースでは、パターン形成されたアルミニウム（銅）３には、いわゆる傷防止物が、図示していないが窒化シリコン層の形で設けられる。前記窒化シリコン層には、開口部が、レジスト・パターンを使用して、やはり図示していないが設けられ、その後、すなわちレジストが灰化された後、不純物除去ステップが、上記に述べたように実施される。処理時間は、希硫酸溶液にはウェット・ベンチ中で約５から１５分であり、いわゆるスプレイ・ツール中で約８分であり、硫酸および燐酸の希釈混合液には、処理時間は、約５分であった。全てのケースでは、存在するアルミニウムまたはアルミニウム銅が、洗浄ステップの後、腐食されない、または少なくとも殆ど腐食されず、それは、限界寸法が損なわれないままであったことを意味する。
【００２１】
図４〜６は、本発明による方法の変更形態を使用する製造の連続した段階中のＩＣなどの半導体デバイス１０の厚さ方向に直角である概略断面図である。図４に、ＩＣの製造中に使用されるいわゆるバイアが、いわゆるマルチレベル相互接続技術を使用して形成されるＩＣを示す。この変更形態では、たとえば第１の絶縁層２が、半導体本体１１上に形成され、たとえばＡｌ、Ａｌ（Ｃｕ）やＷの第１の金属層３が、前記絶縁層上に形成される。たとえばＴｉの第２の金属層３Ａが、前記第１の金属層上に設けられる。第２の絶縁層２Ａが、前記第２の金属層上に設けられる。次に、レジスト層４が、フォトリソグラフィによってパターン形成され、前記レジスト層４は、形成されるバイアの位置において、開口部を有する。その後（図５参照）、絶縁層２Ａが局部的に除去され、レジスト層４がマスクとして働くエッチング・プロセスによって、開口部５が形成される。その結果、開口部５の側面部を覆う残渣６が、形成される。その後、レジスト層４が灰にされ、以前に形成された残渣６が、絶縁層２Ａの一部分をここでやはり覆うこともある。次に、第１の実施例に関して上記に述べたような洗浄ステップが実施される。処理時間は、希硫酸溶液、ならびに希釈された硫酸および燐酸の溶液には、約１５分であった。スプレイ・ツールでは、処理時間は、たとえば５分まで短縮することができる。処理温度は、このケースでも、両方の溶液について４５℃であった。このケースでも（図６参照）、残渣が完全に除去されていることが分かる。次に、図示していないが金属プラグでバイア５を充填することによって、製造が継続され、それは、やはり図示していないが他の導体層との電気的接続部を生成することが可能であり、それは、後の段階で設けられる。
【００２２】
図７〜９は、本発明による方法の他の変更形態を使用する製造の連続した段階中のＩＣなどの半導体デバイスの厚さ方向に直角である概略断面図である。実際、この変更形態は、図４〜６に関して議論したような製造中の他の段階を構成する。開口部５が形成された後（図７参照）、その壁が、たとえばチタンまたは窒化チタンの層３Ａのバリアで覆われ、開口部５は、タングステン３Ｂで充填され、バイアが形成される。次に、アルミニウムまたはアルミニウム銅の層３Ｃが、加えられてレジスト・パターン４で覆われる。その後（図８参照）、アルミニウム層３Ｃは、プラズマ・エッチング・プロセスによって局部的に除去される。その結果、残渣６が形成され、それは、その後にレジスト層４が灰化された後、やはりアルミニウム層３上に部分的に存在することがある。この実施例のＩＣ１０の最小寸法が、約０．３５μｍであるので、パターン形成されたアルミニウム３Ｃでタングステン・プラグ３Ｂを完全に覆うことは、実際上容易には可能でない。
【００２３】
レジスト・パターン４が灰化された後、アルミニウム導体トラックの形成後の洗浄について上記の洗浄ステップに類似した洗浄ステップが、再び実施される。このケースでも（図９参照）、レジスト４が灰化された後に取り残された残渣６の除去に関し、アルミニウムまたはアルミニウム銅が腐食されないことに関しても、優れた結果が得られる。驚くべきことに、この実施例では、洗浄ステップに曝されたタングステン・プラグ３Ｂも、実質的に腐食されないままであることが判明しており、そのことは、市販の洗浄剤を使用した場合、そうならない。言い換えると、タングステン腐食が、防止される。
【００２４】
上記に述べた全ての状況において、洗浄ステップは、熱い、すなわち６０〜９０℃の脱塩水による洗浄・すすぎ洗いステップと有利に組み合わせることができる。その場合、酸洗浄作業の処理時間は、上記に述べた時間より短縮できることが実際上しばしばである。たとえば７０〜７５℃の脱塩水を使用することによって、良好な結果が得られる。与えた実施例では、ＩＣの製造がもちろん普通の方法で継続される。ボンド・パッドの形成は、本明細書の上記に述べたように、最後の段階に対応することがしばしばある。個々の半導体本体１０は、一般に同時に多数が製造され、その場合のこぎり切断などの分離技術を使用して得られ、その後それらは、最終アセンブリに適する。
【００２５】
上記で述べた全ての状況では、洗浄ステップ、その後に、好ましくは周囲温度の脱塩水を使用するすすぎ洗いステップが続き、それを何回か繰り返すことができるのも有利であることに留意されたい。たとえば、４５℃に加熱された希硫酸を使用する洗浄ステップが、３０〜６０秒間、好ましくは３０秒間実施され、その後に室温の脱塩水を２０秒間使用するすすぎ洗いステップが続くサイクルを２から４回繰り返した場合、極めて適していると分っている。これは、比較的短い全処理時間で極めて良好に、洗浄することができることになる。
【００２６】
本発明は、本明細書に述べられた実施例に限定されず、本発明の範囲内で多数の変更形態および変更形態が、当業者に可能である。たとえば、本方法は、いわゆるスプレイ・ツールに特に有利に適用することができることに留意されたい。前記スプレイ・ツールでは、洗浄ステップが、比較的迅速に実施される。そのような装置は、「酸」洗浄ステップが、熱い脱塩水を使用する洗浄ステップと組み合わされる変更形態にも特に適している。
【００２７】
実施例中で使用された材料以外の材料を本発明の範囲内で適用することができることに、さらに留意されたい。上記に述べたまたは他の材料に、配向成長、ＣＶＤ（化学気相堆積）、スパッタリング、および蒸気堆積などの様々な堆積技術を適用することも可能である。ドライ・エッチング法の代わりに、ウェット化学エッチング技術を使用してもよく、その反対でもよい。本発明による方法が、ＩＣの製造に特に適するが、それは、個別半導体デバイスの製造中に適用することも有利である。
【００２８】
図１０に、本発明による方法で使用される装置１００を示し、その装置は、たとえば硫酸の９８％水溶液などの濃縮された硫酸を有したリザーバ１０１と、脱塩水の給水器１０２とを含む。たとえば低流量ピックアップ計量器などの混合ユニット１０３が、リザーバ１０１および給水器１０２に接続され、リザーバ１０１から供給される硫酸と給水器１０２から供給される脱塩水との混合を可能にする。それによって得られる洗浄剤は、ウェット・ベンチ・ツールまたはスプレイ・ツールでもよい洗浄ステーション１０４へ送られる。作業の際、洗浄ステーション１０４は、半導体本体１１および混合ユニット１０３から供給される洗浄剤を受け取る。洗浄ステーション１０４は、半導体本体１１を洗浄剤と接触させ、それによって半導体本体１１が洗浄されるように、構成される。
【００２９】
実施例では、混合ユニット１０３は、硫酸と脱塩水を排他的に混合するように構成される。混合ユニット１０３は、脱塩水と硫酸を０．０１〜１０重量％の範囲で、好ましくは０．５〜５重量％の範囲で混合することが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明による方法を使用する製造の連続した段階中のＩＣなどの半導体デバイスの厚さ方向に直角である概略断面図である。
【図２】本発明による方法を使用する製造の連続した段階中のＩＣなどの半導体デバイスの厚さ方向に直角である概略断面図である。
【図３】本発明による方法を使用する製造の連続した段階中のＩＣなどの半導体デバイスの厚さ方向に直角である概略断面図である。
【図４】本発明による方法の変更形態を使用する製造の連続した段階中のＩＣなどの半導体デバイスの厚さ方向に直角である概略断面図である。
【図５】本発明による方法の変更形態を使用する製造の連続した段階中のＩＣなどの半導体デバイスの厚さ方向に直角である概略断面図である。
【図６】本発明による方法の変更形態を使用する製造の連続した段階中のＩＣなどの半導体デバイスの厚さ方向に直角である概略断面図である。
【図７】本発明による方法の他の変更形態を使用する製造の連続した段階中のＩＣなどの半導体デバイスの厚さ方向に直角である概略断面図である。
【図８】本発明による方法の他の変更形態を使用する製造の連続した段階中のＩＣなどの半導体デバイスの厚さ方向に直角である概略断面図である。
【図９】本発明による方法の他の変更形態を使用する製造の連続した段階中のＩＣなどの半導体デバイスの厚さ方向に直角である概略断面図である。
【図１０】本発明による装置の概略図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板、および少なくとも１つの活性半導体要素を含んだ半導体本体を有した半導体デバイスを製造する方法に関する。この方法では、半導体要素が形成された後、少なくとも１つの電気的絶縁層、または１つの電気的伝導性層を含んだ階層化された構造が設けられ、パターン形成されたフォトレジスト層およびエッチング・プロセスによって、開口部が階層化構造中に形成され、エッチング・プロセス中に残渣が半導体本体の表面で形成され、エッチング・プロセス後に、酸素含有化合物を使用する処理によってフォトレジスト層は灰化され、その後、表面は、酸を水で希釈した溶液を含んだ洗浄剤を、室温より高い温度に加熱して使用することによって洗浄され、その結果、形成された残渣は表面から除去される。開口部は、たとえばいわゆるバイアとして、またはボンド・パッドへの開口部として絶縁層中に形成することができる。開口部の形成には、金属層など加えられた伝導性層の一部分の除去を含むこともでき、そのケースでは、伝導性層の残された部分が、たとえば接続用導体を形成する。そのような方法は、使用される洗浄剤が、比較的安価で、使用するのに安全であり、それを処分するとき、環境に対する負担が少ないという利点を有する。
【０００２】
本発明は、さらに、そのような方法で使用するための装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
導入部で言及したタイプの方法は、公開番号が米国特許第6,136,767号で２０００年１０月２４日公開された米国特許明細書から知ることができる。前記の文書では、方法についての説明がされており、そこでは、金属が充填されたバイアなどの電気的接続領域の形成後、エッチング・プロセス中に使用されたフォトレジスト層が、たとえば酸素処理を使用する灰化する手段によって除去される。しかし、この処理の後、不要な有機性または無機性の残渣が、半導体本体の表面上に取り残される。前記特許明細書では、酢酸および燐酸の水で希釈した溶液を含有した洗浄剤を使用することによって表面を洗浄することが、提案されている。前記明細書によれば、燐酸は、無機性残渣を除去するのに優れて適しており、酢酸は、特に有機性残渣を除去するのに適している。通常、適切な濃度は、両方の酸について約５容量％である。洗浄作業中の適切な作業温度は、約３０〜４５℃である。この方法は、特に製造プロセスのいわゆるＢＥＯＬ（ラインの最終段階）フェーズに適し、そこでは、半導体要素は、いわゆるＩＣのために実際には通常多数のトランジスタの形を取り、半導体要素が１つまたは複数の電気的絶縁用の無機性層、および一般には金属の１つまたは複数の伝導性層の階層化構造によって、半導体本体中に形成された後、いわゆるボンド・パッドなどの接続用導体または接続用領域が、形成される。
【０００４】
この知られた方法の欠点は、特に大規模な量産のケースでは、依然として比較的高価であり環境に対してある負担を課することにある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、本発明の目的は、残渣除去に特に効果的であり、安価であることに加えて、環境に殆どどのような負担も課さない方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
これを達成するために、導入部で言及したタイプの方法は、本発明によって、硫酸が洗浄剤中の酸として選ばれたことを特徴とする。
【０００７】
驚くべきことに、水で硫酸を希釈した溶液は、温度を高めると、一方では、エッチング中に形成され、レジスト層を灰化した後、表面に残っている残渣を極めて効果的に除去し、他方では、アルミニウム、アルミニウム合金やチタン（窒化物）など、接続用領域中の導体として使用される大部分の金属が、このプロセス中で実質的に影響を受けないままであることが分っている。これは、１９９７年１２月３１日公開の国際公開第97/50019号のＰＣＴ特許明細書（１ページ参照）に、反対に、硫酸などの濃縮された酸は、水分濃度が低い場合、金属に対して腐食性でないので、硫酸またはその混合液は、濃縮された形でＢＥＯＬフェーズのために適しているということが主張されている点で、とりわけ驚くべきことである。しかし、本発明による方法では、使用される溶液は、水で極めて希釈された硫酸の溶液である。適切であると判明した濃度は、０．０１重量％から１０重量％の範囲内にある。良好な結果が、０．５〜５重量％の範囲内で、たとえば２．５重量％の濃度で得られる。硫酸の単位堆積当り重量が、約２ｇ／ｃｍ３なので、これは、約１％容量濃度に対応する。このことは、本発明による方法が、極めて少ない量の硫酸だけを使用して十分に良好な結果が得られるので、特に安価であり、環境にやさしいことを意味する。本方法の結果として生成された廃棄物は、好ましくは同じ量のカルシウム・イオンを加えることによって容易に不純物を除去することができる。というのは、硫酸カルシウムが、実質的に不溶性であり、その後沈殿するからである。次いで、簡単な濾過プロセスが、形成された硫酸カルシウムと水分とを分離するのに十分である。酢酸を使用する知られた方法では、これは、可能でない。というのは、酢酸の無機塩だけがよく水に溶けるからである。水酸化カルシウムが、カルシウム・イオン源として使用された場合、簡単な方法で同時に酸価をほぼ中性の値にさせることが、さらに可能である。
【０００８】
本発明は、シリコン酸化物、窒化ケイ素、シリコンオキシナイトライドなどの無機性誘電体が、ＨＦを例外として鉱酸に優れて耐性があるという認識にもさらに基づく。しかし、有機性誘電体が製造される半導体デバイス中に存在する場合も、本発明による方法は、有利に適用することができる。
【０００９】
したがって、本発明による方法の好ましい実施形態では、硫酸および（脱塩された）水だけを使用する洗浄剤が使用される。硫酸および脱塩水に加えて過酸化水素を含む洗浄剤に関して、そのような洗浄剤は、いわゆるライナおよび反射防止膜の少なくとも一方として使用されることがしばしばあるＴｉおよびＴｉＮの少なくとも一方の層を実質的に腐食しない利点を有する。これらの目的のために、ＴｉおよびＴｉＮの少なくとも一方の層は、相互接続層として働くアルミニウムまたはアルミニウム合金の層の下およびその上の少なくとも一方に、配置することができる。あるいは、またはそれに加えて、ＴｉおよびＴｉＮの少なくとも一方の層は、バイアまたはプラグとして働くアルミニウムまたはアルミニウム合金の層の周りに、配置することができる。ＴｉおよびＴｉＮの少なくとも一方のこれらの層の何れかの層が腐食されると、電気デバイスが機能不全になり、したがって歩留まりを低下させることになり得る。
【００１０】
硫酸および脱塩水に加えて過酸化水素を含む洗浄剤に対して、硫酸および脱塩水に加えて過酸化水素を含まない洗浄剤についての他の利点は、後者が比較的厚い残渣の層を除去することが可能であることである。
【００１１】
他の好都合な実施形態では、硫酸および水の濃度が低いことに加えて、好ましくはさらに比較的低い重量濃度で燐酸も含んだ洗浄剤が使用される。状況に応じて、これは、費用価格ならびに環境への負担が低いままで、結局、上記のカルシウム・イオンによる処理で、燐酸イオンも、硫酸カルシウムのように（実質的に）水に溶けない燐酸カルシウムの形で沈殿し、より良好な結果を得ることが可能になる。適切であると明らかにされた燐酸濃度は、０．０１〜５重量％の範囲内にあり、好ましいのは０．１〜１重量％の範囲内にあることである。燐酸の単位堆積当り重量も約２ｇ／ｃｍ３なので、これは、容積濃度が極めて低いことを意味する。
【００１２】
本発明による方法では、洗浄プロセスが、室温、すなわち、２０℃〜６０℃の範囲内の温度で実施されることが好ましい。極めて良好な結果が、３０〜４５℃の範囲の温度を使用して得られている。適切な処理時間は、２〜３０分の範囲内にあり、形成された接続用領域の性質に依存する。すなわち、処理時間は、金属トラックには２〜５分の範囲が好ましく、バイアには１０〜３０分の範囲、いわゆるボンド・パッドには２〜１５分の範囲である。
【００１３】
他の都合のよい実施形態では、硫酸ベースの、または硫酸および燐酸ベースの洗浄剤を使用する洗浄ステップの後、洗浄剤が、熱い脱塩水を使用して処理される。レジスト層が灰化された後に残された残渣も、脱塩水によってその水が十分熱ければ、大部分は除去することができることが分っている。いくつかのケースでは、硫酸を除くことができる。この目的に適すると明らかにされた温度は、６０〜９０℃の範囲内、好ましくは７０〜７５℃の範囲内にある。前記方法の組み合わせによって、必要な全洗浄時間は、幾分短縮することができる。脱塩水を使用するすすぎ洗いは、それ自体知られており、通常適用されるが、使用される脱塩水は、室温である。硫酸、あるいは硫酸および燐酸を使用する処理も、温度を上げて行わなければならないので、前記熱い脱塩水によるすすぎ洗いは、エネルギーの観点から容易に実施することができる。さらに、前記すすぎ洗い作業は、追加のステップを意味しない。というのは、洗浄作業後の冷たい脱塩水によるすすぎ洗いが、すでに習慣になっているからである。
【００１４】
本発明による方法の特に魅力的な変更形態では、洗浄剤を使用する前記洗浄ステップの後に、脱塩水を使用するすすぎ洗いステップが続き、このシーケンスは、洗浄ステップおよびすすぎ洗いステップを含み、何回か繰り返される。すすぎ洗いステップには、周囲温度の脱塩水を使用することが好ましい。洗浄・すすぎ洗いのシーケンスが繰り返される回数は、２〜４の範囲で選ぶことが好ましい。驚くべきことに、そのような方法が、一方では優れた洗浄結果をもたらし、他方ではそれがかかる全時間を極めて短くすることができることが分っている。たとえば、４５℃に加熱された希硫酸を使用する洗浄ステップは、３０〜６０秒間、好ましくは３０秒間実施され、その後に、室温の脱塩水を使用する２０秒間のすすぎ洗いステップが続き、前記洗浄・すすぎ洗いのサイクルが２〜４回、いくつかのケースでは５回またはそれ以上、たとえば７回まで繰り返された場合、前記の点で極めて適切であると証明されている。４回後の結果が満足できない場合、希硫酸を使用する洗浄ステップの持続時間を長くする、および洗浄剤の温度を高める、少なくともその一方を行うことが有利になり得る。他のケースは、４５℃に加熱された希硫酸を使用する清浄ステップが、６０秒から２４０秒間、１２０秒間などで実施される。
【００１５】
エッチング・プロセス中に形成される灰残渣の生成と、洗浄剤を使用する洗浄との間の時間が、４８時間より短く、２４時間またはそれより短い時間などであることが好ましい。灰残渣になった後は、剥離性、すなわち除去の容易さが変わり得るという洞察を、本発明者等は得ている。後の灰残渣が比較的湿った大気に曝されるとき、この変化があると特に断言することができる。
【００１６】
本発明による方法は、電気的接続部がタングステン充填のバイアとして形成された半導体デバイスを洗浄するのに極めて適することが分っている。そのバイアは、アルミニウム含有導体トラックと、上側で接触し、タングステンの一部分は、覆われずに残される。驚くべきことに、タングステンも洗浄剤に曝されるそのようなケースでは、前記タングステンは、実質的に腐食されないことが分っている。言い換えると、タングステン腐食として知られた現象が、防止される。これは、特に重要な利点である。というのは、寸法がますます小さくなりつつある今日のＩＣ（集積回路）プロセスでは、タングステン充填バイア上に導体トラックを、導体トラックが完全に前記タングステンを覆うように配置することが、実質的に不可能になっているからである。
【００１７】
本発明のこれらおよび他の態様は、本明細書に述べる実施形態から明らかになり、それを参照して説明する。
【００１８】
図面は、尺度通りには製図されておらず、厚さ方向の寸法などいくつかの寸法は、明確さのため誇張されている。異なる図面では、対応する領域または部分が、可能な場合はいつでも同じ参照番号で示される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１〜３は、本発明による方法を使用する製造の連続した段階中の、ＩＣなどの半導体デバイスの厚さ方向に直角である概略断面図である。デバイス１０（図１参照）は、基板１および半導体本体１１を含み、それらは、別々に図示していないが、たとえばシリコンから製造される。半導体本体１１では、たとえば１つまたは複数のエピタキシャル・シリコン層中に、トランジスタなどの多数の半導体要素が、普通の方法で形成されることが好ましい。次いで、半導体本体１１の表面上に、たとえば二酸化ケイ素の絶縁層２が、たとえば熱酸化またはＣＶＤ（化学気相堆積）プロセスによって設けられる。その後、前記絶縁層には、Ｔｉ、ＴｉＮ、ＴｉＷ、またはその組み合わせの薄い層によって覆われてもよく、そうでなくともよいアルミニウム（またはアルミニウム銅合金）の層３が、たとえば気相堆積またはスパッタリングによって設けられる。前記層３には、フォトリソグラフィによってパターン形成されたフォトレジスト層４を使用して、所望のパターンが設けられる。パターンの外側では（図２参照）、アルミニウム層３が、たとえばプラズマ・エッチングによって除去される。その結果、残渣６が、半導体本体１１の表面において形成される。その後、フォトレジスト層４が、たとえば酸素プラズマによって灰にされる。前記プロセスでは、フォトレジスト層は、大部分が除去されるが、エッチング中に形成された有機性および無機性の残渣６の少なくとも一方が、半導体本体１１の表面上に取り残される。形成された残渣６は、アルミニウム層３の側面部のみならず前記層３の上側（の一部分）も覆うことがある。
【００２０】
本発明によれば、これらの残渣６が、この実施例では、脱塩水中に２．５重量％の硫酸を含んだ洗浄剤を使用して、除去される。洗浄ステップは、静的なバスを有したいわゆるウェット・ベンチ装置中で、４５℃で２分間実施される。ＳＥＭ（２次電子放出）記録によって、洗浄ステップ後、殆どどんな残渣も、半導体本体１１の表面上に取り残されていないことが示されている（図３参照）。これらの結果は、比較のために、カテコール・ベースまたはヒドロキシルアミン・ベースの市販の洗浄剤を使用して実施された洗浄ステップの結果に匹敵するか、またはそれよりも良好でさえある。他の実施形態では、５重量％の硫酸および０．５重量％の燐酸を含んだ洗浄剤が、使用された。このケースでも、温度が４５℃であり、一方処理時間が２分であった。図１に示したパターン形成されたアルミニウムは、たとえば導体トラックとすることができる。言及した結果は、導体トラックに関するものである。匹敵する結果が、ボンド・パッドの処理中で得られる。そのケースでは、パターン形成されたアルミニウム（銅）３には、いわゆる傷防止物が、図示していないが窒化シリコン層の形で設けられる。前記窒化シリコン層には、開口部が、レジスト・パターンを使用して、やはり図示していないが設けられ、その後、すなわちレジストが灰化された後、不純物除去ステップが、上記に述べたように実施される。処理時間は、希硫酸溶液にはウェット・ベンチ中で約５から１５分であり、いわゆるスプレイ・ツール中で約８分であり、硫酸および燐酸の希釈混合液には、処理時間は、約５分であった。全てのケースでは、存在するアルミニウムまたはアルミニウム銅が、洗浄ステップの後、腐食されない、または少なくとも殆ど腐食されず、それは、限界寸法が損なわれないままであったことを意味する。
【００２１】
図４〜６は、本発明による方法の変更形態を使用する製造の連続した段階中のＩＣなどの半導体デバイス１０の厚さ方向に直角である概略断面図である。図４に、ＩＣの製造中に使用されるいわゆるバイアが、いわゆるマルチレベル相互接続技術を使用して形成されるＩＣを示す。この変更形態では、たとえば第１の絶縁層２が、半導体本体１１上に形成され、たとえばＡｌ、Ａｌ（Ｃｕ）やＷの第１の金属層３が、前記絶縁層上に形成される。たとえばＴｉの第２の金属層３Ａが、前記第１の金属層上に設けられる。第２の絶縁層２Ａが、前記第２の金属層上に設けられる。次に、レジスト層４が、フォトリソグラフィによってパターン形成され、前記レジスト層４は、形成されるバイアの位置において、開口部を有する。その後（図５参照）、絶縁層２Ａが局部的に除去され、レジスト層４がマスクとして働くエッチング・プロセスによって、開口部５が形成される。その結果、開口部５の側面部を覆う残渣６が、形成される。その後、レジスト層４が灰にされ、以前に形成された残渣６が、絶縁層２Ａの一部分をここでやはり覆うこともある。次に、第１の実施例に関して上記に述べたような洗浄ステップが実施される。処理時間は、希硫酸溶液、ならびに希釈された硫酸および燐酸の溶液には、約１５分であった。スプレイ・ツールでは、処理時間は、たとえば５分まで短縮することができる。処理温度は、このケースでも、両方の溶液について４５℃であった。このケースでも（図６参照）、残渣が完全に除去されていることが分かる。次に、図示していないが金属プラグでバイア５を充填することによって、製造が継続され、それは、やはり図示していないが他の導体層との電気的接続部を生成することが可能であり、それは、後の段階で設けられる。
【００２２】
図７〜９は、本発明による方法の他の変更形態を使用する製造の連続した段階中のＩＣなどの半導体デバイスの厚さ方向に直角である概略断面図である。実際、この変更形態は、図４〜６に関して議論したような製造中の他の段階を構成する。開口部５が形成された後（図７参照）、その壁が、たとえばチタンまたは窒化チタンの層３Ａのバリアで覆われ、開口部５は、タングステン３Ｂで充填され、バイアが形成される。次に、アルミニウムまたはアルミニウム銅の層３Ｃが、加えられてレジスト・パターン４で覆われる。その後（図８参照）、アルミニウム層３Ｃは、プラズマ・エッチング・プロセスによって局部的に除去される。その結果、残渣６が形成され、それは、その後にレジスト層４が灰化された後、やはりアルミニウム層３上に部分的に存在することがある。この実施例のＩＣ１０の最小寸法が、約０．３５μｍであるので、パターン形成されたアルミニウム３Ｃでタングステン・プラグ３Ｂを完全に覆うことは、実際上容易には可能でない。
【００２３】
レジスト・パターン４が灰化された後、アルミニウム導体トラックの形成後の洗浄について上記の洗浄ステップに類似した洗浄ステップが、再び実施される。このケースでも（図９参照）、レジスト４が灰化された後に取り残された残渣６の除去に関し、アルミニウムまたはアルミニウム銅が腐食されないことに関しても、優れた結果が得られる。驚くべきことに、この実施例では、洗浄ステップに曝されたタングステン・プラグ３Ｂも、実質的に腐食されないままであることが判明しており、そのことは、市販の洗浄剤を使用した場合、そうならない。言い換えると、タングステン腐食が、防止される。
【００２４】
上記に述べた全ての状況において、洗浄ステップは、熱い、すなわち６０〜９０℃の脱塩水による洗浄・すすぎ洗いステップと有利に組み合わせることができる。その場合、酸洗浄作業の処理時間は、上記に述べた時間より短縮できることが実際上しばしばである。たとえば７０〜７５℃の脱塩水を使用することによって、良好な結果が得られる。与えた実施例では、ＩＣの製造がもちろん普通の方法で継続される。ボンド・パッドの形成は、本明細書の上記に述べたように、最後の段階に対応することがしばしばある。個々の半導体本体１０は、一般に同時に多数が製造され、その場合のこぎり切断などの分離技術を使用して得られ、その後それらは、最終アセンブリに適する。
【００２５】
上記で述べた全ての状況では、洗浄ステップ、その後に、好ましくは周囲温度の脱塩水を使用するすすぎ洗いステップが続き、それを何回か繰り返すことができるのも有利であることに留意されたい。たとえば、４５℃に加熱された希硫酸を使用する洗浄ステップが、３０〜６０秒間、好ましくは３０秒間実施され、その後に室温の脱塩水を２０秒間使用するすすぎ洗いステップが続くサイクルを２から４回繰り返した場合、極めて適していると分っている。これは、比較的短い全処理時間で極めて良好に、洗浄することができることになる。
【００２６】
本発明は、本明細書に述べられた実施例に限定されず、本発明の範囲内で多数の変更形態および変更形態が、当業者に可能である。たとえば、本方法は、いわゆるスプレイ・ツールに特に有利に適用することができることに留意されたい。前記スプレイ・ツールでは、洗浄ステップが、比較的迅速に実施される。そのような装置は、「酸」洗浄ステップが、熱い脱塩水を使用する洗浄ステップと組み合わされる変更形態にも特に適している。
【００２７】
実施例中で使用された材料以外の材料を本発明の範囲内で適用することができることに、さらに留意されたい。上記に述べたまたは他の材料に、配向成長、ＣＶＤ（化学気相堆積）、スパッタリング、および蒸気堆積などの様々な堆積技術を適用することも可能である。ドライ・エッチング法の代わりに、ウェット化学エッチング技術を使用してもよく、その反対でもよい。本発明による方法が、ＩＣの製造に特に適するが、それは、個別半導体デバイスの製造中に適用することも有利である。
【００２８】
図１０に、本発明による方法で使用される装置１００を示し、その装置は、たとえば硫酸の９８％水溶液などの濃縮された硫酸を有したリザーバ１０１と、脱塩水の給水器１０２とを含む。たとえば低流量ピックアップ計量器などの混合ユニット１０３が、リザーバ１０１および給水器１０２に接続され、リザーバ１０１から供給される硫酸と給水器１０２から供給される脱塩水との混合を可能にする。それによって得られる洗浄剤は、ウェット・ベンチ・ツールまたはスプレイ・ツールでもよい洗浄ステーション１０４へ送られる。作業の際、洗浄ステーション１０４は、半導体本体１１および混合ユニット１０３から供給される洗浄剤を受け取る。洗浄ステーション１０４は、半導体本体１１を洗浄剤と接触させ、それによって半導体本体１１が洗浄されるように、構成される。
【００２９】
実施例では、混合ユニット１０３は、硫酸と脱塩水を排他的に混合するように構成される。混合ユニット１０３は、脱塩水と硫酸を０．０１〜１０重量％の範囲で、好ましくは０．５〜５重量％の範囲で混合することが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明による方法を使用する製造の連続した段階中のＩＣなどの半導体デバイスの厚さ方向に直角である概略断面図である。
【図２】本発明による方法を使用する製造の連続した段階中のＩＣなどの半導体デバイスの厚さ方向に直角である概略断面図である。
【図３】本発明による方法を使用する製造の連続した段階中のＩＣなどの半導体デバイスの厚さ方向に直角である概略断面図である。
【図４】本発明による方法の変更形態を使用する製造の連続した段階中のＩＣなどの半導体デバイスの厚さ方向に直角である概略断面図である。
【図５】本発明による方法の変更形態を使用する製造の連続した段階中のＩＣなどの半導体デバイスの厚さ方向に直角である概略断面図である。
【図６】本発明による方法の変更形態を使用する製造の連続した段階中のＩＣなどの半導体デバイスの厚さ方向に直角である概略断面図である。
【図７】本発明による方法の他の変更形態を使用する製造の連続した段階中のＩＣなどの半導体デバイスの厚さ方向に直角である概略断面図である。
【図８】本発明による方法の他の変更形態を使用する製造の連続した段階中のＩＣなどの半導体デバイスの厚さ方向に直角である概略断面図である。
【図９】本発明による方法の他の変更形態を使用する製造の連続した段階中のＩＣなどの半導体デバイスの厚さ方向に直角である概略断面図である。
【図１０】本発明による装置の概略図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板、および少なくとも１つの活性半導体要素を含んだ半導体本体を有した半導体デバイスを製造する方法において、
前記半導体要素が形成された後、少なくとも１つの電気的絶縁層、または１つの電気的伝導性層を含んだ階層化された構造が設けられ、
開口部が、パターン形成されたフォトレジスト層およびエッチング・プロセスによって、前記階層化された構造中に形成され、
残渣が、前記エッチング・プロセス中に前記半導体本体の表面で形成され、
前記エッチング・プロセスの後、前記フォトレジスト層が、酸素含有化合物を使用する処理によって、灰にされ、
その後、前記半導体本体の表面が、水で酸を希釈した溶液を含んだ洗浄剤を、室温より高い温度に加熱して使用することによって、洗浄され、
その結果、形成された前記残渣が、前記表面から除去される、方法であって、
硫酸が、前記洗浄剤中の前記酸として選択されることを特徴とする
方法。
【請求項２】
排他的に硫酸および脱塩水の溶液が、前記酸の前記希釈溶液として選択されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
硫酸および燐酸の脱塩水溶液が、前記酸の前記希釈溶液として選択されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記燐酸濃度が、０．０１から５重量％の範囲、好ましくは０．１から１重量％の範囲に選択されることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記硫酸濃度が、０．０１から１０重量％の範囲、好ましくは０．５から５重量％の範囲に選択されることを特徴とする、前記請求項の何れかに記載の方法。
【請求項６】
前記温度が、２０から６０℃の範囲内、好ましくは３０から４５℃の範囲内で選択されることを特徴とする、前記請求項の何れかに記載の方法。
【請求項７】
前記洗浄作業が、２から３０分間実施されることを特徴とする、前記請求項の何れかに記載の方法。
【請求項８】
前記洗浄剤を使用する前記洗浄するステップの後、脱塩水を使用するすすぎ洗いするステップが実施され、
洗浄した後すすぎ洗いするそのようなサイクルが、その後何回か繰り返されることを特徴とする、前記請求項の何れかに記載の方法。
【請求項９】
洗浄するステップの後すすぎ洗いするステップが実施される前記サイクルが、２から４回繰り返されることを特徴とする、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記洗浄プロセスが、熱い、すなわち６０から９０℃、好ましくは７０から７５℃の脱塩水を使用して前記半導体本体をすすぎ洗いすることによって終了されることを特徴とする、前記請求項の何れかに記載の方法。
【請求項１１】
前記洗浄するステップが、スプレイ・ツール中で実施されることを特徴とする、前記請求項の何れかに記載の方法。
【請求項１２】
前記階層化された構造が、少なくとも１つの電気的絶縁層および少なくとも１つの金属層から構成され、
前記半導体要素の電気的接続部が、前記金属層によって形成されることを特徴とする、前記請求項の何れかに記載の方法。
【請求項１３】
アルミニウム含有またはアルミニウム銅含有の導体トラックに、その上部が接触するタングステン充填バイアとして、前記タングステンの一部分が前記導体トラックによって覆われずに、前記電気的接続部が形成されることを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記請求項の何れかに記載の方法で使用するための装置であって、
濃縮硫酸を有したリザーバと、
脱塩水の給水器と、
前記リザーバから供給される硫酸と前記給水器から供給される脱塩水とを混合し、それによって前記洗浄剤を得るための混合ユニットと、
前記半導体本体および前記洗浄剤を受け取り、前記半導体本体を前記洗浄剤に接触させるように構成された洗浄ステーションと
を含む装置。
【請求項１５】
前記混合ユニットが、脱塩水と硫酸を０．０１から１０重量％の範囲、好ましくは０．５から５重量％の範囲で混合するように構成される、請求項１４に記載の装置。
【請求項１】
基板、および少なくとも１つの活性半導体要素を含んだ半導体本体を有した半導体デバイスを製造する方法において、
前記半導体要素が形成された後、少なくとも１つの電気的絶縁層、または１つの電気的伝導性層を含んだ階層化された構造が設けられ、
開口部が、パターン形成されたフォトレジスト層およびエッチング・プロセスによって、前記階層化された構造中に形成され、
残渣が、前記エッチング・プロセス中に前記半導体本体の表面で形成され、
前記エッチング・プロセスの後、前記フォトレジスト層が、酸素含有化合物を使用する処理によって、灰にされ、
その後、前記半導体本体の表面が、水で酸を希釈した溶液を含んだ洗浄剤を、室温より高い温度に加熱して使用することによって、洗浄され、
その結果、形成された前記残渣が、前記表面から除去される、方法であって、
硫酸が、前記洗浄剤中の前記酸として選択されることを特徴とする
方法。
【請求項２】
排他的に硫酸および脱塩水の溶液が、前記酸の前記希釈溶液として選択されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
硫酸および燐酸の脱塩水溶液が、前記酸の前記希釈溶液として選択されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記燐酸濃度が、０．０１から５重量％の範囲、好ましくは０．１から１重量％の範囲に選択されることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記硫酸濃度が、０．０１から１０重量％の範囲、好ましくは０．５から５重量％の範囲に選択されることを特徴とする、前記請求項の何れかに記載の方法。
【請求項６】
前記温度が、２０から６０℃の範囲内、好ましくは３０から４５℃の範囲内で選択されることを特徴とする、前記請求項の何れかに記載の方法。
【請求項７】
前記洗浄作業が、２から３０分間実施されることを特徴とする、前記請求項の何れかに記載の方法。
【請求項８】
前記洗浄剤を使用する前記洗浄するステップの後、脱塩水を使用するすすぎ洗いするステップが実施され、
洗浄した後すすぎ洗いするそのようなサイクルが、その後何回か繰り返されることを特徴とする、前記請求項の何れかに記載の方法。
【請求項９】
洗浄するステップの後すすぎ洗いするステップが実施される前記サイクルが、２から４回繰り返されることを特徴とする、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記洗浄プロセスが、熱い、すなわち６０から９０℃、好ましくは７０から７５℃の脱塩水を使用して前記半導体本体をすすぎ洗いすることによって終了されることを特徴とする、前記請求項の何れかに記載の方法。
【請求項１１】
前記洗浄するステップが、スプレイ・ツール中で実施されることを特徴とする、前記請求項の何れかに記載の方法。
【請求項１２】
前記階層化された構造が、少なくとも１つの電気的絶縁層および少なくとも１つの金属層から構成され、
前記半導体要素の電気的接続部が、前記金属層によって形成されることを特徴とする、前記請求項の何れかに記載の方法。
【請求項１３】
アルミニウム含有またはアルミニウム銅含有の導体トラックに、その上部が接触するタングステン充填バイアとして、前記タングステンの一部分が前記導体トラックによって覆われずに、前記電気的接続部が形成されることを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記請求項の何れかに記載の方法で使用するための装置であって、
濃縮硫酸を有したリザーバと、
脱塩水の給水器と、
前記リザーバから供給される硫酸と前記給水器から供給される脱塩水とを混合し、それによって前記洗浄剤を得るための混合ユニットと、
前記半導体本体および前記洗浄剤を受け取り、前記半導体本体を前記洗浄剤に接触させるように構成された洗浄ステーションと
を含む装置。
【請求項１５】
前記混合ユニットが、脱塩水と硫酸を０．０１から１０重量％の範囲、好ましくは０．５から５重量％の範囲で混合するように構成される、請求項１４に記載の装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公表番号】特表２００７−５１９２２２（Ｐ２００７−５１９２２２Ａ）
【公表日】平成１９年７月１２日（２００７．７．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５２００７３（Ｐ２００６−５２００７３）
【出願日】平成１６年７月８日（２００４．７．８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＢ２００４／０５１１６６
【国際公開番号】ＷＯ２００５／００６４１０
【国際公開日】平成１７年１月２０日（２００５．１．２０）
【出願人】（５９００００２４８）コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ (12,071)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１９年７月１２日（２００７．７．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年７月８日（２００４．７．８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＢ２００４／０５１１６６
【国際公開番号】ＷＯ２００５／００６４１０
【国際公開日】平成１７年１月２０日（２００５．１．２０）
【出願人】（５９００００２４８）コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ (12,071)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]