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Dokumentenidentifikation DE102005004110A1 15.12.2005
Titel Korrosionshemmende Reinigungszusammensetzungen für Metallschichten und Muster an Halbleitersubstraten
Anmelder Samsung Electronics Co., Ltd., Suwon, Kyonggi, KR;
Techno Semichem. Co., Ltd., Seongnam, Kyonggi, KR
Erfinder Lee, Kwang-Wook, Sungnam, Kyonggi, KR;
Hwang, In-Seak, Suwon, Kyonggi, KR;
Lee, Keum-Joo, Hwasung, Kyonggi, KR;
Ko, Yong-Sun, Suwon, Kyonggi, KR;
Song, Chang-Lyong, Yongin, Kyonggi, KR;
Baek, Kui-Jong, Daejeon, KR;
Han, Woong, Gongju, Chungcheongnam, KR
Vertreter Kuhnen & Wacker Patent- und Rechtsanwaltsbüro, 85354 Freising
DE-Anmeldedatum 28.01.2005
DE-Aktenzeichen 102005004110
Offenlegungstag 15.12.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 15.12.2005
IPC-Hauptklasse H01L 21/321
IPC-Nebenklasse H01L 21/768   C11D 3/02   
Zusammenfassung Eine korrosionshemmende Reinigungszusammensetzung für ein Halbleiterwaferverarbeiten weist ein Wasserstoffperoxid mit einer Konzentration in einem Bereich von etwa 0,5 Gew.-% bis etwa 5 Gew.-%, Schwefelsäure mit einer Konzentration in einem Bereich von etwa 1 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-%, Wasserstofffluorid mit einer Konzentration in einem Bereich von etwa 0,01 Gew.-% bis etwa 1 Gew.-%, ein Azol mit einer Konzentration in einem Bereich von etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 5 Gew.-% und entionisiertes Wasser auf. Das Azol wirkt, um eine Korrosion einer gereinigten Metallschicht durch Bilden eines Chelats mit einer Oberfläche der Metallschicht während eines Reinigungsverfahrens zu hemmen.

Beschreibung[de]
GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verfahren zum Bilden von integrierten Schaltungen, und insbesondere auf Verfahren zum Reinigen und Polieren von Metallschichten an Substraten von integrierten Schaltungen.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Chips von integrierten Schaltungen verwenden häufig mehrere Ebenen von gemusterten Metallisierungen und leitfähige Stecker, um elektrische Verbindungen zwischen aktiven Vorrichtungen innerhalb eines Halbleitersubstrats vorzusehen. Um Verbindungen mit einem niedrigen Widerstand zu erreichen, werden Wolfram-Metallschichten abgeschieden und als Elektroden (z. B. als Gate-Elektroden), leitfähige Stecker und Metallverdrahtungsschichten gemustert bzw strukturiert. Das Verarbeiten von Wolfram-Schichten und anderen Metallschichten erfordert häufig die Verwendung von Reinigungszusammensetzungen, um Polymer und andere Reste von den Metallschichten zu entfernen. Solche Reste können nach herkömmlichen Verarbeitungsschritten, wie z.B. dem Resist-Veraschen, zurückbleiben. Die Verwendung von Reinigungszusammensetzungen, die Reste von Metallschichten entfernen, kann ungünstigerweise zu einer Metallschichtkorrosion durch chemische Ätzmittel führen.

Reinigungszusammensetzungen, die konfiguriert sind, um eine Metallkorrosion während des Halbleiterwaferverarbeitens zu hemmen, wurden entwickelt. Eine solche Reinigungszusammensetzung ist in dem US-Patent Nr. 6,117,795 an Pasch offenbart. Diese Reinigungszusammensetzung weist das Verwenden einer korrosionshemmenden Verbindung, wie z.B. einer Azolverbindung, während des Nachätzreinigens auf. Korrosionshemmende Verbindungen können ferner verwendet werden, um eine Korrosion von Metallmustern bzw. Metallstrukturen während des chemisch-mechanischen Polierens (CMP; CMP = Chemical-Mechanical Polishing) zu hemmen. Solche Verbindungen, die mindestens entweder Schwefel-aufweisende Verbindungen, Phosphor-aufweisende Verbindungen und Azole aufweisen, sind in den US-Patenten, Nrn. 6,068,879 und 6,383,414 an Pasch offenbart. Das US-Patent Nr. 6,482,750 an Yokoi offenbart ferner korrosionshemmende Verbindungen, die zum Verarbeiten von Wolfram-Metallschichten geeignet sind, und das US-Patent Nr. 6,194,366 an Naghshineh et al. offenbart korrosionshemmende Verbindungen, die zum Verarbeiten von Kupfer-aufweisenden Mikroelektroniksubstraten geeignet sind.

Ungeachtet dieser reinigenden und korrosionshemmenden Zusammensetzungen für das Halbleiterwaferverarbeiten besteht weiter ein Bedarf nach Zusammensetzungen mit verbesserten reinigenden und korrosionshemmenden Charakteristika.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung weisen korrosionshemmende Reinigungszusammensetzungen für das Halbleiterwaferverarbeiten auf. Diese Zusammensetzungen weisen eine wässrige Beimischung von mindestens entweder einem Metallätzmittel, ersten und zweiten unterschiedlichen Oxidätzmitteln, einem Azol oder Wasser auf. Das Azol wirkt als ein chelatbildendes Mittel, das sich mit den gereinigten Metallschichten bindet und eine Korrosion derselben hemmt. Das Azol kann aus einer Gruppe ausgewählt sein, die aus Triazol, Benzotriazol, Imidazol, Tetrazol, Thiazol, Oxazol und Pyrazol und Kombinationen derselben besteht. Das Azol ist insbesondere entweder Triazol, Benzotriazol oder Imidazol. Eine Menge des Azols in der wässrigen Beimischung ist in einem Bereich von etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 5 Gew.-%.

Bei zusätzlichen Ausführungsbeispielen der Erfindung ist das erste Oxidätzmittel eine Schwefelsäure, das zweite Oxidätzmittel ist ein Fluorid, und das Metallätzmittel ist Wasserstoffperoxid. Eine Menge des Metallätzmittels in der wässrigen Beimischung ist in einem Bereich von etwa 0,5 Gew.-% bis etwa 5 Gew.-%. Dieser Pegel des Metallätzmittels ist ausreichend, um eine gute Metall-Polymer-Entfernungsrate aufzuweisen, jedoch nicht zu hoch, um eine Metallschichtüberätzung zu liefern. Eine Menge der Schwefelsäure in der wässrigen Beimischung kann ferner in einem Bereich von etwa 1 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-% eingestellt sein, und eine Menge des Fluorids in der wässrigen Beimischung kann in einem Bereich von etwa 0,01 Gew.-% bis etwa 1 Gew.-% eingestellt sein.

Zusätzliche Ausführungsbeispiele der Erfindung weisen eine korrosionshemmende Reinigungslösung auf, die im Wesentlichen aus einem Metallätzmittel, einem ersten und einem zweiten Oxidätzmittel, einem Metall-chelatbildenden Mittel und Wasser besteht. Bei diesen Ausführungsbeispielen kann das Metallätzmittel Wasserstoffperoxid mit einer Konzentration in einem Bereich von etwa 0,5 Gew.-% bis etwa 5 Gew.-% sein, und das erste Oxidätzmittel kann Schwefelsäure mit einer Konzentration in einem Bereich von etwa 1 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-% sein. Das zweite Oxidätzmittel kann Wasserstofffluorid mit einer Konzentration in einem Bereich von etwa 0,01 Gew.-% bis etwa 1 Gew.-% sein, und das Metall-chelatbildende Mittel kann ein Azol mit einer Konzentration in einem Bereich von etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 5 Gew.-% sein.

Weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung weisen Verfahren zum Bilden von integrierten Schaltungen durch Bilden einer Gate-Oxidschicht an einem Substrat einer integrierten Schaltung und zum Bilden einer Wolfram-Metallschicht an der Gate-Oxidschicht auf. Die Wolfram-Metallschicht und die Gate-Oxidschicht werden gemustert, um eine Wolfram-basierte, isolierte Gate-Elektrode zu definieren. Die gemusterte Wolfram-Metallschicht wird einer Reinigungslösung ausgesetzt, die ein Metallätzmittel, mindestens ein erstes und ein zweites Oxidätzmittel, ein korrosionshemmendes Azol und entionisiertes Wasser aufweist. Das Metallätzmittel kann ein Peroxid sein, das erste Oxidätzmittel kann Schwefelsäure sein, und das zweite Oxidätzmittel kann Wasserstofffluorid sein. Verfahren zum Bilden von integrierten Schaltungen weisen ferner Verfahren zum Bilden von Speichervorrichtungen durch Bilden einer dielektrischen Zwischenschicht bzw. einer zwischengeschichteten dielektrischen Schicht an einem Substrat einer integrierten Schaltung und zum Bilden einer Verbindungsöffnung in der dielektrischen Zwischenschicht auf. Die Verbindungsöffnung wird mit einem leitfähigen Stecker gefüllt, und dann wird ein Bitleitungsknoten an dem leitfähigen Stecker gebildet. Der Bitleitungsknoten wird einer Reinigungslösung ausgesetzt, die ein Metallätzmittel, mindestens ein erstes und ein zweites Oxidätzmittel, ein korrosionshemmendes Azol und entionisiertes Wasser aufweist.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1A-1D sind Querschnittsansichten von Zwischenstrukturen, die Verfahren zum Reinigen von Metallschichten an Halbleitersubstraten gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung darstellen.

2A-2F sind Querschnittsansichten von Zwischenstrukturen, die Verfahren zum Reinigen von Metallschichten an Halbleitersubstraten gemäß zusätzlichen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung darstellen.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Die vorliegende Erfindung ist im Folgenden vollständiger hierin unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung gezeigt sind. Diese Erfindung kann jedoch in vielen unterschiedlichen Formen ausgeführt sein und sollte nicht als auf die Ausführungsbeispiele, die hierin bekannt gegeben sind, begrenzt aufgefasst werden; vielmehr sind diese Ausführungsbeispiele vorgesehen, so dass diese Offenbarung gründlich und vollständig ist und vollständig den Schutzbereich der Erfindung Fachleuten vermittelt. Gleiche Bezugsziffern beziehen sich durchgehend auf gleiche Elemente.

Verfahren zum Reinigen von Metallschichten an Halbleitersubstraten weisen das Reinigen von Wolfram-basierten Gate-Elektroden auf. Wie durch 1A dargestellt ist, weisen diese Verfahren das Bilden einer Gate-Oxidschicht 104 an einem Halbleitersubstrat 100, das mindestens eine aktive Halbleiterregion in demselben aufweist, auf. Diese aktive Region kann durch eine Mehrzahl von grabenbasierten Trennregionen 102 definiert sein, die unter Verwendung von herkömmlichen Flachgrabentrenn- (STI-; STI = Shallow Trench Isolation) Verfahren gebildet werden können. Eine Gate-Metallschicht 106 wird ferner an der Gate-Oxidschicht 104 gebildet. Diese Gate-Metallschicht 106 kann als eine Decken-Wolfram-Metallschicht unter Verwendung eines Abscheidungsverfahrens, wie z.B. einer chemischen Dampfabscheidung (CVD; CVD = Chemical Vapor Deposition), gebildet werden. Eine Schicht von elektrisch isolierendem Deckmaterial 108 (z.B. Photoresist) wird an der Gate-Metallschicht 106 abgeschieden. Wie durch 1B dargestellt, kann die Schicht aus Deckmaterial 108 photolithographisch (z.B. unter Verwendung einer Photoresistschicht (nicht gezeigt)) gemustert werden und dann als eine Ätzmaske verwendet werden, um eine Mehrzahl von Gate-Mustern 110 zu definieren. Jedes dieser Gate-Muster 110 ist als ein gemustertes Gate-Oxid 104a, eine gemusterte Metall-Gate-Elektrode 106a und eine gemusterte bzw. strukturierte Deckschicht 108a aufweisend dargestellt. Während dieser Schritte, die die Photoresist-Entfernung (z. B. durch ein Plasma-Veraschen) aufweisen, können sich Polymer und andere Reste 120 an den Seitenwänden der Gate-Muster 110 und an anderen freigelegten Oberflächen bilden. Wie vollständiger hierin beschrieben ist, können diese Reste 120 unter Verwendung einer Reinigungslösung entfernt werden, die eine Mehrzahl von Ätzmitteln und mindestens ein korrosionshemmendes Mittel, das wirkt, um die freigelegten Seitenwände der gemusterten Metall-Gate-Elektroden 106a zu schützen, aufweist. Wie durch 1C dargestellt ist, können die korrosionshemmenden Mittel 130 innerhalb der Reinigungslösung mit den freigelegten Seitenwänden der gemusterten Metall-Gate-Elektroden 106a ein Chelat bilden und dadurch eine chemische Reaktion zwischen den freigelegten bzw. ausgesetzten Seitenwänden und den Ätzmitteln innerhalb der Reinigungslösung hemmen. Dem Reinigungsschritt kann ein Spülschritt folgen, der irgendwelche verbleibenden Reste und hemmenden Mittel 130 von dem Substrat 100 entfernt. Elektrisch isolierende Seitenwand-Abstandshalter 112 können dann an den Gate-Mustern 110 gebildet werden, um dadurch eine Mehrzahl von isolierten Gate-Elektroden 114, wie durch 1D dargestellt, zu definieren. Diese Seitenwand-Abstandshalter 112 können durch Abscheiden und Zurückätzen einer elektrisch isolierenden Schicht unter Verwendung von herkömmlichen Verfahren gebildet werden.

Zusätzliche Verfahren zum Reinigen von Metallschichten an Halbleitersubstraten können ferner das Reinigen von Metall-basierten Bitleitungen in Halbleiterspeichervorrichtungen aufweisen. Wie durch 2a dargestellt ist, weisen diese Verfahren das Bilden einer dielektrischen Zwischenschicht 204 an einem Halbleitersubstrat 200 auf. Obwohl nicht gezeigt ist, kann die dielektrische Zwischenschicht 204 gebildet werden, nachdem die isolierten Gate-Elektroden 114 von 1D an dem Substrat 200 gebildet sind. Die dielektrische Zwischenschicht 204 wird dann gemustert, um eine Mehrzahl von Kontaktlöchern 206 zu definieren, die jeweilige Diffusionsregionen 202 (z.B. Source/Drain- und Kontaktregionen) innerhalb des Substrats 200 freilegen. Herkömmliche Verfahren können dann verwendet werden, um eine Barriere-Metallschicht 208 an der gemusterten dielektrischen Zwischenschicht 294 konform abzuscheiden. Diese Barriere-Metallschicht 208 kann beispielsweise eine Titanschicht (Ti), eine Titannitridschicht (TiN) oder eine Titan/Titannitrid-Verbundschicht sein. Eine elektrisch leitfähige Schicht (z.B. Aluminium (A1) oder Wolfram (W)) wird dann an der Barrieremetallschicht 208 abgeschieden. Diese elektrisch leitfähige Schicht wird bis zu einer ausreichenden Dicke abgeschieden, um die Kontaktlöcher 206 zu füllen. Ein chemisch-mechanischer Polier- (CMP-; CMP = Chemical-Mechanical Polishing) Schritt kann dann an der elektrisch leitfähigen Schicht durchgeführt werden, um dadurch eine Mehrzahl von leitfähigen Steckern 210 innerhalb der Kontaktfläche 206 zu definieren. Dieser CMP-Schritt kann die Verwendung einer schlammigen Zusammensetzung mit den korrosionshemmenden Charakteristika, die hierin hinsichtlich der Reinigungslösungen beschrieben sind, aufweisen. Wie durch 2C dargestellt ist, wird dieser Polierschritt für eine ausreichende Dauer durchgeführt, um eine planarisierte dielektrische Zwischenschicht 204 freizulegen. Bezug nehmend nun auf 2D kann eine Mehrzahl von Bitleitungsknoten 216 an jeweiligen der leitfähigen Stecker 210 gebildet werden. Diese Bitleitungsknoten 26 können durch aufeinander folgendes Abscheiden einer Bitleitungsmetallschicht 212 und einer Bitleitungsdeckschicht 214 an der dielektrischen Zwischenschicht 204 und dann Mustern bzw. Strukturieren dieser Schichten in getrennte Bitleitungsknoten 216 gebildet werden. Wie dargestellt ist, kann dieses Mustern zu der Bildung von einem Polymer und anderen Resten 220 an den freigelegten Oberflächen der gemusterten Schichten führen. Diese Reste 220 können unter Verwendung einer Reinigungslösung entfernt werden, die eine Mehrzahl von Ätzmitteln und mindestens ein korrosionshemmendes Mittel, das wirkt, um freigelegte Seitenwände der Bitleitungsknoten 216 zu schützen, aufweist. Wie durch 2E dargestellt ist, können die korrosionshemmenden Mittel 230 innerhalb der Reinigungslösung mit den freigelegten Seitenwänden der Bitleitungsknoten 216 ein Chelat bilden und dadurch eine chemische Reaktion zwischen diesen freigelegten Seitenwänden und Ätzmitteln innerhalb der Reinigungslösung hemmen. Wie durch 2F dargestellt ist, kann dem Reinigungsschritt ein Spülschritt folgen, der irgendwelche verbleibenden Reste 220 und hemmende Mittel 230 von dem Substrat 200 entfernt. Elektrisch isolierende Bitleitungs-Abstandshalter 218 können dann an den Bitleitungsknoten 216 gebildet werden, um dadurch eine Mehrzahl von isolierten Bitleitungen zu definieren. Diese Seitenwand-Abstandshalter 218 können durch Abscheiden und Zurückätzen einer elektrisch isolierenden dielektrischen Schicht (z.B. einer SiO2-Schicht) unter Verwendung von herkömmlichen Verfahren gebildet werden. Die im Vorhergehenden beschriebenen korrosionshemmenden Reinigungslösungen weisen eine wässrige Beimischung von mindestens entweder einem Metallätzmittel, ersten und zweiten unterschiedlichen Oxidätzmitteln, einem Azol oder entionisiertem Wasser auf. Das Azol wirkt als ein chelatbildendes Mittel, das sich mit der Korrosion der gereinigten Metallschichten (z.B. Wolfram-Metallschichten) bindet und dieselbe hemmt. Das Azol kann aus einer Gruppe, die aus Triazol, Benzotriazol, Imidazol, Tetrazol, Thiazol, Oxazol und Pyrazol und Kombinationen derselben besteht, ausgewählt sein. Das Azol ist vorzugsweise entweder Triazol, Benzotriazol oder Imidazol. Eine Menge des Azols in der wässrigen Beimischung ist in einem Bereich von etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 5 Gew.-%. Bei einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ist das erste Oxidätzmittel eine Schwefelsäure (H2SO4), und das zweite Oxidätzmittel ist ein Fluorid. Das Fluorid kann ein Wasserstofffluorid, ein Ammoniumfluorid, ein Tetramethylammoniumfluorid, ein Ammoniumwasserstofffluorid, eine Fluorborsäure und ein Tetramethylammonium-Tetrafluorborat sein. Das Metallätzmittel ist ein Peroxid. Das Peroxid kann ein Wasserstoffperoxid, Ozon, Peroxoschwefelsäure, Peroxoboratsäure, Peroxophosphorsäure, Peracetsäure, Perbenzoesäure und Perphthalsäure sein. Eine Menge des Metallätzmittels in der wässrigen Beimischung ist in einem Bereich von etwa 0,5 Gew.-% bis etwa 5 Gew.-%. Dieser Pegel des Metallätzmittels ist ausreichend, um eine gute Metall-Polymer-Entfernungsrate aufzuweisen, jedoch nicht zu hoch, um ein Metallschicht-Überätzen vorzusehen. Eine Menge der Schwefelsäure in der wässrigen Beimischung kann ferner in einem Bereich von etwa 1 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-% eingestellt sein, und eine Menge des Fluorids in der wässrigen Beimischung kann in einem Bereich von etwa 0,01 Gew.-% bis etwa 1 Gew.-% eingestellt sein. Tabelle 1 stellt die Zusammensetzungen in einer Mehrzahl von Beispielreinigungslösungen dar, die gleiche Mengen von Schwefelsäure (H2SO4), Wasserstoffperoxid (H2O2) und Wasserstofffluorid (HF) mit unterschiedlichen Mengen von entionisiertem Wasser (H2O) und unterschiedlichen Mengen von unterschiedlichen Azolverbindungen aufweisen. Die Beispiellösungen 1-5 weisen insbesondere Triazol auf, die Beispiele 6-10 weisen Benzotriazol auf und die Beispiellösungen 11-15 weisen Imidazol auf. Die Beispiellösungen 16-18 weisen Tetrazol, Thiazol bzw. Oxazol auf. Die Bestandteile einer Vergleichsreinigungslösung (Vergleich 1), die keine Azolverbindung aufweist, ist ebenfalls durch Tabelle 1 dargestellt.

TABELLE 1

Tabelle 2 stellt die BPSG-(Borophosphosilicatglas-)Ätzraten dar, die mit einer Mehrzahl der Reinigungslösungen, die durch Tabelle 1 dargestellt sind, erreicht werden. Tabelle 2 stellt insbesondere eine Höchstoxidätzrate für die Vergleichslösung (Vergleich 1) dar, die kein korrosionshemmendes Mittel enthält. Tabelle 2 stellt ferner dar, wie höhere Konzentrationen des korrosionshemmenden Mittels (Triazol, Benzotriazol und Imidazol) zu niedrigeren Oxidätzraten führen. Die Oxidätzrate unter Verwendung der 3. Beispiellösung (2 Gew.-% Triazol) ist beispielsweise kleiner als die Oxidätzrate der 1. Beispiellösung (0,1 Gew.-% Triazol); die Oxidätzrate für die B. Beispiellösung (2 Gew.-% Benzotriazol) ist kleiner als die Oxidätzrate für die 6. Beispiellösung (0,1 Gew.-% Benzotriazol); und die Oxidätzrate für die 13. Beispiellösung (2 Gew.-% Imidazol) ist kleiner als die Oxidätzrate für die 11. Beispiellösung (0,1 Gew.-% Imidazol).

TABELLE 2

Tabelle 3 stellt die Reinigungsfähigkeit einer Mehrzahl von Reinigungslösungen dar, die durch Tabelle 1 dargestellt sind. Tabelle 3 stellt insbesondere die bessere Reinigungsfähigkeit der Beispiellösungen 3, 8 und 13, die 2 Gew.-% einer jeweiligen Azolverbindung aufweisen, relativ zu den Beispiellösungen 1, 6 und 11, die lediglich 0,1 Gew.-% einer Azolverbindung aufweisen, dar. Die Tabelle 3 stellt ferner dar, dass eine schwache bzw. schlechte Reinigungsfähigkeit in der Vergleichslösung (Vergleich 1) vorhanden ist, die frei von einer Azolverbindung ist.

TABELLE 3

Die Tabelle 4 stellt die Wolfram-Ätzraten dar, die den Reinigungslösungen, die durch Tabelle 1 dargestellt sind, zugeordnet sind. Tabelle 4 stellt insbesondere dar, dass für eine gegebene der bevorzugtesten Azolverbindungen (Triazol, Benzotriazol und Imidazol) die Wolfram-Ätzrate (zu einem gewissen gesättigten Pegel) abnimmt, sowie die Menge der Azolverbindung zunimmt. Tabelle 4 stellt ferner eine höchste Wolfram-Ätzrate für die Vergleichslösung (Vergleich 1) dar, die frei von einer Azolverbindung ist.

TABELLE 4

Eine Analyse von zusätzlichen Beispiellösungen zeigt, dass das Verwenden von weniger als 0,01 Gew.-% des korrosionshemmenden Mittels (Azol) zu einer schlechten Korrosionshemmung führt, und dass sich ein Grad der Korrosionshemmung auf Pegeln größer als etwa 10 Gew.-% sättigt. Ein bevorzugterer Bereich des korrosionshemmenden Mittels erstreckt sich von etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 5 Gew.-%. Diese Analyse zeigt ferner, dass das Verwenden von weniger als 0,05 Gew.-% Peroxid zu einer schlechten Polymer-Entfernungsfähigkeit führt und dass das Verwenden von mehr als 10 Gew.-% Peroxid zu einer Metallschicht-Überätzung führt. Ein bevorzugterer Bereich für das Peroxid erstreckt sich von etwa 0,5 Gew.-% bis etwa 5 Gew.-%. Die Analyse zeigt ferner, dass das Verwenden von weniger als 0,001 Gew.-% Fluorid zu einer schlechten Oxid-Polymer-Entfernungsfähigkeit führt und dass das Verwenden von mehr als 2 Gew.-% Fluorid zu einer Oxidschicht-Überätzung und zu einem Abheben der Metallmuster führt. Ein bevorzugterer Bereich für das Fluorid erstreckt sich von etwa 0,01 Gew.-% bis etwa 1 Gew.-%.

In den Zeichnungen und der Beschreibung sind typische bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung offenbart, und obwohl spezifische Ausdrücke verwendet werden, werden dieselben lediglich in einem allgemeinen und beschreibenden Sinn und nicht zum Zweck der Begrenzung verwendet, wobei der Schutzbereich der Erfindung in den folgenden Ansprüchen bekannt gegeben ist.


Anspruch[de]
  1. Korrosionshemmende Reinigungszusammensetzung für ein Halbleiterwaferverarbeiten, die eine wässrige Beimischung von mindestens einem Metallätzmittel, einem ersten und einem zweiten Oxidätzmittel, einem Azol und Wasser aufweist.
  2. Reinigungszusammensetzung nach Anspruch 1, bei der das Azol aus einer Gruppe, die aus Triazol, Benzotriazol und Imidazol besteht, ausgewählt ist.
  3. Reinigungszusammensetzung nach Anspruch 1, bei der das erste Oxidätzmittel Schwefelsäure und das zweite Oxidätzmittel Fluorid ist.
  4. Reinigungszusammensetzung nach Anspruch 1, bei der das Metallätzmittel ein Peroxid ist.
  5. Reinigungszusammensetzung nach Anspruch 1, bei der das Metallätzmittel ein Peroxid ist, das erste Oxidätzmittel Schwefelsäure ist, das zweite Oxidätzmittel Fluorid ist und das Azol aus einer Gruppe, die aus Triazol, Benzotriazol und Imidazol besteht, ausgewählt ist.
  6. Reinigungszusammensetzung nach Anspruch 5, bei der eine Menge des Metallätzmittels in der wässrigen Beimischung in einem Bereich von etwa 0,5 Gew.-% bis etwa 5 Gew.-% ist, bei dem eine Menge der Schwefelsäure in der wässrigen Beimischung in einem Bereich von etwa 1 Gew.-% bis etwa 10 Gew.% ist, bei der eine Menge des Fluorids in der wässrigen Beimischung in einem Bereich von etwa 0,01 Gew.-% bis etwa 1 Gew.-% ist, und bei der eine Menge des Azols in der wässrigen Beimischung in einem Bereich von etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 5 Gew.-% ist.
  7. Korrosionshemmende Reinigungslösung für ein Halbleiterwaferverarbeiten, die im Wesentlichen ein Peroxid mit einer Konzentration in einem Bereich von etwa 0,5 Gew.-% bis etwa 5 Gew.-%, Schwefelsäure mit einer Konzentration in einem Bereich von etwa 1 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-%, ein Fluorid mit einer Konzentration in einem Bereich von etwa 0,01 Gew.-% bis etwa 1 Gew.-%, ein Azol mit einer Konzentration in einem Bereich von etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 5 Gew.-% und entionisiertes Wasser aufweist.
  8. Reinigungslösung nach Anspruch 7, bei der das Azol aus einer Gruppe, die aus Triazol, Benzotriazol, Imidazol, Tetrazol, Thiazol, Oxazol und Pyrazol und Kombinationen derselben besteht, ausgewählt ist.
  9. Reinigungslösung nach Anspruch 7, bei der die Fluoridverbindung Wasserstofffluorid ist.
  10. Reinigungslösung nach Anspruch 7, bei der das Peroxid Wasserstoffperoxid ist.
  11. Korrosionshemmende Reinigungslösung für ein Halbleiterwaferverarbeiten, die im Wesentlichen aus einem Metallätzmittel, einem ersten und einem zweiten Oxidätzmittel, einem Azol und Wasser besteht.
  12. Reinigungslösung nach Anspruch 11, bei der das Azol aus einer Gruppe, die aus Triazol, Benzotriazol und Imidazol besteht, ausgewählt ist.
  13. Reinigungslösung nach Anspruch 11, bei der das erste Oxidätzmittel Schwefelsäure und das zweite Oxidätzmittel Fluorid ist.
  14. Reinigungslösung nach Anspruch 11, bei der das Metallätzmittel ein Peroxid ist.
  15. Reinigungslösung nach Anspruch 11, bei der das Metallätzmittel ein Peroxid ist, das erste Oxidätzmittel Schwefelsäure ist, das zweite Oxidätzmittel Fluorid ist und das Azol aus einer Gruppe, die aus Triazol, Benzotriazol und Imidazol besteht, ausgewählt ist.
  16. Reinigungslösung nach Anspruch 15, bei der eine Menge des Metallätzmittels in der wässrigen Beimischung in einem Bereich von etwa 0,5 Gew.-% bis etwa 5 Gew.-% ist, bei der eine Menge der Schwefelsäure in der wässrigen Beimischung in einem Bereich von etwa 1 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-% ist, bei der eine Menge des Fluorids in der wässrigen Beimischung in einem Bereich von etwa 0,01 Gew.-% bis etwa 1 Gew.-% ist, und bei der eine Menge des Azols in der wässrigen Beimischung in einem Bereich von etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 5 Gew.-% ist.
  17. Korrosionshemmende Reinigungslösung für ein Halbleiterwaferverarbeiten, die im Wesentlichen aus Wasserstoffperoxid, Schwefelsäure, Wasserstofffluorid, einem Azol und Wasser besteht.
  18. Reinigungslösung nach Anspruch 11, bei der das Azol aus einer Gruppe, die aus Triazol, Benzotriazol und Imidazol besteht, ausgewählt ist.
  19. Korrosionshemmende Reinigungslösung für ein Halbleiterwaferverarbeiten, die im Wesentlichen aus Wasserstoffperoxid mit einer Konzentration in einem Bereich von etwa 0,5 Gew.-% bis etwa 5 Gew.-%, Schwefelsäure mit einer Konzentration in einem Bereich von etwa 1 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-%, Wasserstofffluorid mit einer Konzentration in einem Bereich von etwa 0,01 Gew.-% bis etwa 1 Gew.-%, einem Wolfram-chelatbildenden Mittel mit einer Konzentration in einem Bereich von etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 5 Gew.% und entionisiertem Wasser besteht.
  20. Verfahren zum Bilden einer integrierten Schaltung, mit folgenden Schritten:

    Bilden einer Gate-Oxidschicht an einem Substrat für eine integrierte Schaltung;

    Bilden einer Wolfram-Metallschicht an der Gate-Oxidschicht;

    Mustern der Wolfram-Metallschicht und der Gate-Oxidschicht, um eine Wolframbasierte isolierte Gate-Elektrode zu definieren; und

    Aussetzen der gemusterten Wolfram-Metallschicht gegenüber einer Reinigungslösung, die ein Metallätzmittel, mindestens ein erstes und ein zweites Oxidätzmittel, ein Azol und entionisiertes Wasser aufweist.
  21. Verfahren nach Anspruch 20, bei dem der Schritt des Aussetzens das Aussetzen der gemusterten Wolfram-Metallschicht gegenüber einer Reinigungslösung aufweist, die ein Metallätzmittel mit einer Konzentration in einem Bereich von etwa 0,5 Gew.-% bis etwa 5 Gew.-%, ein erstes Oxidätzmittel mit einer Konzentration in einem Bereich von etwa 1 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-%, ein zweites Oxidätzmittel mit einer Konzentration in einem Bereich von etwa 0,01 Gew.-% bis etwa 1 Gew.-%, ein Azol mit einer Konzentration in einem Bereich von etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 5 Gew.-% und entionisiertes Wasser aufweist.
  22. Verfahren nach Anspruch 21, bei dem das Metallätzmittel ein Peroxid, das erste Oxidätzmittel Schwefelsäure und das zweite Oxidätzmittel Fluorid ist.
  23. Verfahren nach Anspruch 20, bei dem der Schritt des Aussetzens das Aussetzen der gemusterten Wolfram-Metallschicht gegenüber einer Reinigungslösung aufweist, die im Wesentlichen aus einem Metallätzmittel mit einer Konzentration in einem Bereich von etwa 0,5 Gew.-% bis etwa 5 Gew.-%, einem ersten Oxidätzmittel mit einer Konzentration in einem Bereich von etwa 1 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-%, einem zweiten Oxidätzmittel mit einer Konzentration in einem Bereich von etwa 0,01 Gew.-% bis etwa 1 Gew.-%, einem Azol mit einer Konzentration in einem Bereich von etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 5 Gew.-% und entionisiertem Wasser besteht.
  24. Verfahren nach Anspruch 21, bei dem das Metallätzmittel Wasserstoffperoxid, das erste Oxidätzmittel Schwefelsäure und das zweite Oxidätzmittel Wasserstofffluorid ist.
  25. Verfahren nach Anspruch 23, bei dem das Metallätzmittel Wasserstoffperoxid, das erste Oxidätzmittel Schwefelsäure und das zweite Oxidätzmittel Wasserstofffluorid ist.
  26. Verfahren zum Bilden einer Speichervorrichtung, mit folgenden Schritten:

    Bilden einer dielektrischen Zwischenschicht an einem Substrat für eine integrierte Schaltung,

    Bilden einer Verbindungsöffnung in der dielektrischen Zwischenschicht;

    Füllen der Verbindungsöffnung mit einem leitfähigen Stecker;

    Bilden eines Bitleitungsknotens, der mit dem leitfähigen Stecker elektrisch gekoppelt ist;

    Aussetzen des Bitleitungsknotens gegenüber einer Reinigungslösung, die ein Metallätzmittel, mindestens ein erstes und ein zweites Oxidätzmittel, ein Azol und entionisiertes Wasser aufweist.
  27. Verfahren nach Anspruch 26, bei dem der Schritt des Aussetzens das Aussetzen der gemusterten Wolfram-Metallschicht gegenüber einer Reinigungslösung aufweist, die ein Metallätzmittel mit einer Konzentration in einem Bereich von etwa 0,5 Gew.-% bis etwa 5 Gew.-%, ein erstes Oxidätzmittel mit einer Konzentration in einem Bereich von etwa 1 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-%, ein zweites Oxidätzmittel mit einer Konzentration in einem Bereich von etwa 0,01 Gew.-% bis etwa 1 Gew.-%, ein Azol mit einer Konzentration in einem Bereich von etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 5 Gew.-% und entionisiertes Wasser aufweist.
  28. Verfahren nach Anspruch 27, bei dem das Metallätzmittel ein Peroxid, das erste Oxidätzmittel Schwefelsäure und das zweite Oxidätzmittel ein Fluorid ist.
  29. Verfahren nach Anspruch 26, bei dem der Schritt des Aussetzens das Aussetzen der gemusterten Wolfram-Metallschicht gegenüber einer Reinigungslösung aufweist, die im Wesentlichen aus einem Metallätzmittel mit einer Konzentration in einem Bereich von etwa 0,5 Gew.-% bis etwa 5 Gew.-%, einem ersten Oxidätzmittel mit einer Konzentration in einem Bereich von etwa 1 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-%, einem zweiten Oxidätzmittel mit einer Konzentration in einem Bereich von etwa 0,01 Gew.-% bis etwa 1 Gew.-%, einem Azol mit einer Konzentration in einem Bereich von etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 5 Gew.-% und entionisiertem Wasser besteht.
  30. Verfahren nach Anspruch 27, bei dem das Metallätzmittel Wasserstoffperoxid, das erste Oxidätzmittel Schwefelsäure und das zweite Oxidätzmittel Wasserstofffluorid ist.
  31. Verfahren nach Anspruch 29, bei dem das Metallätzmittel Wasserstoffperoxid, das erste Oxidätzmittel Schwefelsäure und das zweite Oxidätzmittel Wasserstofffluorid ist.
  32. Schlammige Vorläuferzusammensetzung für ein chemisch-mechanisches Polieren von Metallschichten an Halbleitersubstraten, mit:

    einer wässrigen Beimischung, die ein Metallätzmittel, ein erstes und ein zweites Oxidätzmittel, ein Azol und Wasser aufweist.
  33. Schlammige Vorläuferzusammensetzung nach Anspruch 32, bei der das Metallätzmittel ein Peroxid ist, das erste Oxidätzmittel Schwefelsäure ist, das zweite Oxidätzmittel Fluorid ist und das Azol aus einer Gruppe, die aus Triazol, Benzotriazol und Imidazol besteht, ausgewählt ist.
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