(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
強誘電体メモリ−の製造工程で、強誘電体薄膜のドライエッチング時に生成するフォトレジスト残渣を除去するのに使用する、シュウ酸とポリオキシエチレンアルキルエ−テル硫酸塩および/またはポリオキシエチレンアルキルフェニルエ−テル硫酸塩を含有する水溶液からなるフォトレジスト剥離剤組成物。
【請求項２】
強誘電体薄膜材料が、チタンジルコン酸鉛またはタンタル酸ストロンチウムビスマスである請求項1記載のフォトレジスト剥離剤組成物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する分野】
本発明は、強誘電体メモリ−の製造工程の中で使用される強誘電体材料のドライエッチング時に発生するフォトレジスト残渣の除去に使用されるフォトレジス
ト剥離剤組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
強誘電体メモリ−は高速性、低消費電力、高集積性、耐書き換え特性に優れた不揮発メモリ−であり、ＩＣカ−ド用チップへの応用等に大きな期待が集まっている。
不揮発性メモリ−としては概存のＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリ−に比べ、書き換え速度は105倍以上高速で、消費電力も小さく、書き添え耐性も107倍以上優れている。また、ＲＡＭとしてはＤＲＡＭと同程度の高速性、高集積性を有し、不揮発性を兼ね備える為ＲＯＭやバッテリ−との併用の必要がなくなる。そのため強誘電体メモリ−は概存半導体の大部分を置き換える可能性を持っているといえる。
強誘電体メモリ−とは、簡単にいえば、ＤＲＡＭのキャパシタ部分を強誘電体薄膜で置き換え、記憶機能を持たせたものである。こうした強誘電体材料として、たとえばチタンジルコン酸鉛（以下、「ＰＺＴ」という）あるいはタンタル酸ストロンチウムビスマス（以下、「ＳＢＴ」という）等がある。こうした強誘電材料からなる薄膜を応用したキャパシタを作製するプロセスとしては、イリジウムおよびイリジウム化合物等の下部電極を形成し、さらに、下部電極上に、ＰＺＴやＳＢＴの強誘電体材料からなる薄膜を形成し、さらに、イリジウムおよびイリジウム化合物等からなる上部電極を形成する。
上記、イリジウムおよびイリジウム化合物等の電極材料および強誘電材料の加工には、ドライエッチングが使用される。ドライエッチングは半導体回路素子の製造工程において、配線材料や絶縁膜等の回路形成に用いられ、ドライエッチングプロセスは基板上に、スパッタやＣＶＤ等により配線材料や絶縁膜等を成膜し、さらに、膜上に、フォトレジストを塗布、露光、現像によりパタ−ンを形成し、次に、核フォトレジストをマスクとして反応性ガスを用いたドライエッチングにより、絶縁膜や配線パタ−ンを形成するプロセスである。このパタ−ン化の後、アッシングを行い、マスクとして用いたフォトレジストを灰化除去後に、さらに、残留しているレジスト残渣を剥離液により除去するプロセスが一般的である。
この様なドライエッチングにより発生するレジスト残渣は通常、フォトレジストからなる側壁保護膜を形成しながら行う必要があるため、フォトレジストがドライエッチング中に物理的、化学的にダメ−ジを受け、さらに、配線材料、ドライエッチングガス等との反応物を形成するために、通常のフォトレジストと比較して極めて剥離されにくくなる。
上記の様な、ドライエッチング時に発生するフォトレジスト残渣を剥離する為に、フッ素化合物を含有するもの（特開平７−２０１７９４号公報）、第四級アンモニウム水酸化合物を含有するもの（特開平８−２６２７４６号公報）等が提案されているが、いずれもＰＺＴやＳＢＴ等の強誘電体材料のドライエッチング後のフォトレジスト残渣には、不完全であり、強誘電体材料や他の配線材料、絶縁膜へのアタックがなく、フォトレジスト残渣が完全に剥離出来る剥離液が要望されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は強誘電体メモリ−の製造工程において、強誘電体薄膜のドライエッチング後のフォトレジスト残渣に対し、その除去性に優れ、かつ強誘電体材料や他の配線材料、絶縁膜等への、腐食性がなく、安全で簡便な剥離剤組成物を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上記課題を解決すべく鋭意研究を行った結果、シュウ酸とポリオキシエチレンアルキルエ−テル硫酸塩および/またはポリオキシエチレンアルキルフェニルエ−テル硫酸塩を含有する水溶液からなる剥離剤が、強誘電体薄膜のドライエッチング後のフォトレジスト残渣の除去性に優れ、かつ種々の配線材料や絶縁膜に対して腐食性がなく、優れた特性が有ることを見いだし、本発明を完成するに至った。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明に使用されるシュウ酸の濃度は０．１〜１５重量％の範囲で使用される。０．１重量％よりも低い濃度では、フォトレジスト残渣の除去性が遅くなり、１５重量％以上では、強誘電体材料、その他の配線材料等を腐食するなど好ましくない。
また、本発明に使用されるポリオキシエチレンアルキルエ−テル硫酸塩は、一般式RO（CH2CH2O）nSO3M（R は、炭素数６〜２２のアルキル基、nは、１〜５００の整数、Mは、アンモニア、有機アミン、第四級アンモニウムまたはアルカリ金属を示す。）で表される。具体的には、商品名として、エマ−ル２０Ｃ（花王製）、ハイテノ−ル３２５D、ハイテノ-ルN-０５、N-０８、N-１２（第一工業製薬製）、アルスコ−プAP-３０、アルスコ−プLE-２４０（東邦化学製）、サンノ−ル６０５N（ライオン製）等が好適に使用される。
また、本発明に使用されるポリオキシエチレンアルキルフェニルエ−テル硫酸塩は、下記一般式（１）で表される。
【０００６】
【化１】
0004623254.tif 000002
（Rは、炭素数４〜２０のアルキル基、nは１〜５００の整数、Mはアンモニア、有機アミン、第四級アンモニウムまたはアルカリ金属を示す。）
具体的には、商品名として、ハイテノ−ルN-０５、ハイテノ−ルN-０８、ハイテノ−ルN-１２（第一工業製薬製）、エマ−ルNC-３５（花王製）等が好適に使用される。
上記ポリオキシエチレンアルキルエ−テル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエ−テル硫酸塩は単独でも、二種以上組み合わせて使用しても良く、０．０００１〜２重量％の濃度で使用されるが、好ましい濃度は、０.００１〜２重量％である。
上記ポリオキシエチレンアルキルエ−テル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエ−テル硫酸塩の濃度が０.０００１重量％以下であると、エッチング時のフォトレジスト残渣が、残存し、２重量％以上では、フォトレジスト残渣の除去性が向上せず得策ではない。  本発明の、使用濃度は、常温から９０℃までであり、使用時間は、１〜３０分程度である。
【０００７】
本発の適用対象とするフォトレジスト残渣は、強誘電薄膜、他の配線材料、絶縁膜材料等をドライエッチングを行ったもの、さらにアッシング処理を行ったものなどに適用できるが、アッシング処理を行ったフォトレジスト残渣の除去に好適である。すなわち、本発明は、ＳＢＴ、ＰＺＴの強誘電体材料の他、Ａｌ-Ｓｉ-Ｃｕ、Ａｌ-Ｃ等の配線材料、さらには、イリジウム、酸化イリジウム、ルテニウム、酸化ルテニウム等の配線材料等のフォトレジスト残渣に好適に使用できる。
【０００８】
【実施例】
次に実施例および比較例により本発明を更に具体的に説明する。
【０００９】
実施例１
図１は、シリコンウエハ-の表面２上に、下部電極３であるイリジウムを成膜し、さらに、下部電極上にＳＢＴ４を成膜し、次いでレジストをマスクとし、ドライエッチングを行い、更にアッシングを行った後、電子顕微鏡（SEM）で観察した状態図である。図１に示す如くＳＢＴの側壁のフォトレジスト残渣５と、上部のフォトレジスト残渣６が確認された。
図１に示す基板を用いて、３重量％のシュウ酸と０.０１重量％のポリオキシエチレンアルキルフェニルエ−テル硫酸塩（商品名：ハイテノ-ルＮ-０８、第一工業製薬製）を含有する水溶液である剥離剤中に、５０℃、１０分間浸漬した後に、水でリンス後、乾燥しＳＥＭ観察を行った。
その結果、図２に示す如くＳＢＴの上部、側壁にはフォトレジスト残渣は全く認められなく、完全に除去された。
【００１０】
実施例２〜７、比較例１〜２
実施例１で使用した基板を用いて、表１に示した組成の剥離剤で処理を行って、ＳＥＭ観察を行った。
ＳＥＭ観察の判断基準は下記の通りである。
◎：フォトレジスト残渣は、完全に除去された。
△：フォトレジスト残渣は、一部残存が認められた。
×：フォトレジスト残渣は、大部分が残存していた。
【００１１】
比較例３
実施例１と同一の基板を用いて、フッ化アンモニウム１．０重量％、ジメチルスルホキシド７０重量％、残部が水である剥離剤を使用して、２３℃、１０分間浸漬を行った。水でリンス後、乾燥しＳＥＭ観察を行ったが、ＳＢＴの上部と側壁にフォトレジストの一部が残存していた。
【００１２】
比較例４
実施例１と同一の基板を用いて、テトラメチルアンモニウム水酸化物０．５重量、ソルビト−ル３．０重量％、残部が水である剥離剤を使用して、２３℃、１０分間浸漬を行った。水でリンス後、乾燥しＳＥＭ観察を行ったが、ＳＢＴの上部、側壁のフォトレジスト残渣はほとんど残存していた。
【００１３】
【表１】
0004623254.tif 000003
【００１４】
【発明の効果】
本発明のシュウ酸とポリオキシエチレンアルキルエ−テル硫酸塩および/またはポリオキシエチレンアルキルフェニルエ−テル硫酸塩を含有する水溶液からなる剥離剤を使用することにより、強誘電体薄膜のドライエッチング後のフォトレジスト残渣を完全に除去できる。
【００１５】
【図面の簡単な説明】
【図１】シリコンウエハ−上に、下部電極を成膜し、さらに、下部電極上にＳＢＴを成膜し、次いでレジストをマスクとし、ドライエッチングを行い、更にアッシングを行った後の状態図である。
【図２】図１に示す基板を、３重量％のシュウ酸と０.０１重量％のポリオキシエチレンアルキルフェニルエ−テル硫酸塩（商品名：ハイテノ-ルＮ-０８、第一工業製薬製）を含有する水溶液である剥離剤中に、５０℃、１０分間浸漬した後に、水でリンス後、乾燥した後の状態図である。
【符号の説明】
１：Ｓi  ２：SiO2  ３：下部電極  ４：タンタル酸ストロンチウムビスマス  ５：側壁のフォトレジスト残渣  ６：上部のフォトレジスト残渣
【図１】
0004623254.tif 000004
【図２】
0004623254.tif 000005