JP2003151914A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レジスト硬化層の飛散を防止してデバイスの
歩留まりの向上、アッシングチャンバーのメンテナンス
の向上を図る。 【解決手段】 レジストマスクとしてのフォトレジスト
１２を用いて半導体基板１１上に選択的にイオン注入を
行う工程と、イオン注入後に、注入パターンの反転マス
クにより写真製版を行ってレジスト１４を形成し、イオ
ン注入した部分を覆う工程と、エッチングを行ってイオ
ン注入により形成されたレジスト硬化層１３を除去する
工程と、レジスト硬化層１３を除去した後アッシングを
行う工程とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体装置およ
びその製造方法に関し、特に、半導体ウエハプロセスに
おけるフォトレジストアッシングに関する。

【０００２】

【従来の技術】通常、イオン注入工程においては、特定
の領域のみに注入するためにレジストマスクを使用す
る。このとき、フォトレジストの表面にレジスト硬化層
（変質層）が形成される。この層は、フォトレジスト中
の水素Ｈや酸素Ｏが注入により除去され、残った炭素Ｃ
がダイヤモンド構造を形成したものと言われている。そ
の後、フォトレジストを除去するためにアッシングを行
うが、その際レジスト硬化層を除去するまでに時間がか
かるためウエハ温度が上昇し、フォトレジストの溶剤成
分が気化してガスが発生する。レジスト硬化層がこの圧
力に耐え切れなくなって破裂し、破片が飛散（ｐｏｐｐ
ｉｎｇ）する。

【０００３】図３は、従来の半導体装置の製造方法によ
る製造工程を示す断面図である。イオン注入に際して
は、特定の注入したい領域のみ選択的に注入を行うため
に、レジストマスクを使用する。図３（ａ）は半導体基
板１上にレジストマスクとしてのフォトレジスト２を形
成した段階を示している。このフォトレジスト２の形成
された半導体基板１上にイオン注入を行った場合、図３
（ｂ）に示すように、フォトレジスト２の表面にレジス
ト硬化層３が形成される。このレジスト硬化層３は、フ
ォトレジスト２中の水素Ｈや酸素Ｏなどの成分が注入に
よって除去され、残った炭素Ｃがダイヤモンド的な構造
を形成したものと言われている。なお、レジスト硬化層
３はフォトレジスト２の側面にも形成される。これはフ
オトレジスト２が若干テーパー形状になるためと考えら
れる。

【０００４】その後、アッシングによってフォトレジス
ト２を除去するが、その際、レジスト硬化層３が硬く除
去性が悪いため、レジスト硬化層３を除去するまでに時
間がかかる。そのためウエハ温度が上昇し、フォトレジ
スト２の溶剤成分が気化してガスが発生する。レジスト
硬化層３がこの圧力に耐え切れなくなって破裂し、図３
（ｃ）に示すように、破片４が飛散する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述のよう
な従来の半導体装置の製造方法は、フォトレジストを除
去するためのアッシングを行う際に、レジスト硬化層が
破裂し、その破片が飛散するので、こうした破片が欠片
となってデバイスの歩留まりを下げる大きな要因とな
り、また、ひどい場合にはアッシングチャンバーが汚染
され、チャンバーメンテナンスが必要となる等の問題点
があった。

【０００６】この発明は、上記のような問題点を解決す
るためになされたものであり、レジスト硬化層の飛散を
防止してデバイスの歩留まりの向上、アッシングチャン
バーのメンテナンスの向上を図ることができる半導体装
置およびその製造方法を提供することを目的とするのも
のである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る半
導体装置の製造方法は、レジストマスクを用いて半導体
基板上に選択的にイオン注入を行う工程と、上記イオン
注入後に、注入パターンの反転マスクにより写真製版を
行ってレジストを形成し、上記イオン注入した部分を覆
う工程と、エッチングを行って上記イオン注入により形
成されたレジスト硬化層を除去する工程と、上記レジス
ト硬化層を除去した後アッシングを行う工程とを備えた
ものである。

【０００８】請求項２の発明に係る半導体装置の製造方
法は、上記反転マスクにより写真製版を行う際に、露光
量を調整するようにしたものである。

【０００９】請求項３の発明に係る半導体装置の製造方
法は、レジストマスクを用いて半導体基板上に選択的に
イオン注入を行う工程と、上記イオン注入後に、レジス
トを再度塗布し、全面露光することによってレジストを
形成し、上記イオン注入した部分を覆う工程と、エッチ
ングを行って上記イオン注入により形成されたレジスト
硬化層を除去する工程と、上記レジスト硬化層を除去し
た後アッシングを行う工程とを備えたものである。

【００１０】請求項４の発明に係る半導体装置の製造方
法は、上記全面露光の際に、上記レジストの量を少なく
調整するようにしたものである。

【００１１】請求項５の発明に係る半導体装置は、上記
請求項１〜４のいずれかに記載の半導体装置の製造方法
により製造した半導体装置である。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施の形態
を、図に基づいて説明する。 実施の形態１．図１は、この発明の実施の形態１による
製造工程を示す断面図である。図において、１１は半導
体基板、１２はフォトレジスト、１３はレジスト硬化
層、１４は反転マスクにより形成されたレジストであ
る。

【００１３】次に、図１（ａ）〜（ｂ）を参照して、こ
の発明の実施の形態１における各製造工程について説明
する。まず、図１（ａ）では、レジストマスクを用いて
半導体基板上に選択的にイオン注入を行った場合、つま
り、半導体基板１１上にフォトレジスト１２を形成し、
このフォトレジスト１２をレジストマスクとして半導体
基板１１の特定の領域にイオン注入を行った場合に、フ
ォトレジスト１２の表面にレジスト硬化層１３が形成さ
れた段階を示している。そして、本実施の形態では、イ
オン注入後、注入パターンの反転マスクにより写真製版
を行う。すなわち、イオン注入の際フォトレジスト１２
に覆われていなかった部分に、図１（ａ）に示すよう
に、反転マスクにより形成されたレジスト１４を形成
し、実質的にイオン注入された部分を被覆する。このと
き、反転マスクと注入用マスクの境界に間隙が形成され
ないよう、反転マスクの写真製版を行うときに露光量を
調整する。

【００１４】その後、図１（ｂ）に示すように、エッチ
ングを行ってレジスト硬化層１３を除去する。このエッ
チングにより、レジスト硬化層１３と共にフォトレジス
ト１２もエッチングされるが、半導体基板１１までエッ
チングが到達しないよう途中で止める。その後フォトレ
ジスト１２を除去するためにアッシングを行う。このア
ッシングに際しては、この場合、レジスト硬化層１３の
上部が全て除去されているため、レジスト硬化層１３の
飛散は起こらない。

【００１５】このようにして、本実施の形態では、フォ
トレジストを除去するためのアッシングの際に、レジス
ト硬化層の上部が全て除去されているため、レジスト硬
化層の飛散は起こらず、その破片による欠片の発生を抑
制してデバイスの歩留まりを向上できる。また、レジス
ト硬化層の飛散によりアッシングチャンバーが汚染され
ることもないので、アッシングチャンバーのウエットク
リーニング回数を削減でき、チャンバーメンテナンスを
向上できる。

【００１６】実施の形態２．図２は、この発明の実施の
形態２による半導体装置の製造方法を示す製造工程図で
ある。なお、図において、図１と対応する部分には同一
符号を付し、その説明を省略する。図において、１５は
塗布、全面露光により形成されたレジストである。

【００１７】次に、図２（ａ）〜（ｂ）を参照して、こ
の発明の実施の形態２における各製造工程について説明
する。本実施の形態でも、上記実施の形態と同様に、図
２（ａ）では、半導体基板１１上にフォトレジスト１２
を形成し、このフォトレジスト１２をレジストマスクと
して半導体基板１１の特定の領域にイオン注入を行った
場合に、フォトレジスト１２の表面にレジスト硬化層１
３が形成された段階を示している。そして、本実施の形
態では、イオン注入後、図２（ａ）に示すように、レジ
スト１５を再度塗布し、全面露光する。このとき、レジ
スト１５の量を少なく調整することにより、パターンの
あるところ以外にレジスト１５が溜まるようになる。パ
ターンのある部分にも若干は塗布される。

【００１８】その後、図２（ｂ）に示すように、エッチ
ングを行ってレジスト硬化層１３を除去する。このエッ
チングにより、レジスト硬化層１３と共にフォトレジス
ト１２もエッチングされるが、半導体基板１１までエッ
チングが到達しないよう途中で止める。その後フォトレ
ジスト１２を除去するためにアッシングを行う。このア
ッシングに際しては、レジスト硬化層１３の上部が全て
除去されているため、レジスト硬化層１３の飛散は起こ
らない。

【００１９】このように、本実施の形態でも、アッシン
グの際に、レジスト硬化層の上部が全て除去されている
ため、レジスト硬化層の飛散は起こらず、その破片によ
る欠片の発生を抑制してデバイスの歩留まりを向上でき
る。また、レジスト硬化層の飛散によりアッシングチャ
ンバーが汚染されることもないので、アッシングチャン
バーのウエットクリーニング回数を削減でき、チャンバ
ーメンテナンスを向上できる。

【００２０】

【発明の効果】以上、説明したように、請求項１の発明
によれば、レジストマスクを用いて半導体基板上に選択
的にイオン注入を行う工程と、上記イオン注入後に、注
入パターンの反転マスクにより写真製版を行ってレジス
トを形成し、上記イオン注入した部分を覆う工程と、エ
ッチングを行って上記イオン注入により形成されたレジ
スト硬化層を除去する工程と、上記レジスト硬化層を除
去した後アッシングを行う工程とを備えたので、レジス
ト硬化層の飛散を防止してデバイスの歩留まりの向上お
よびアッシングチャンバーのメンテナンスの向上を図る
ことができ、生産効率の向上に寄与できるという効果が
ある。

【００２１】また、請求項２の発明によれば、上記反転
マスクにより写真製版を行う際に、露光量を調整するよ
うにしたので、反転マスクと注入用マスクの境界に間隙
が形成されないようにでき、デバイスの歩留まりの向上
等に寄与できるという効果がある。

【００２２】また、請求項３の発明によれば、ジストマ
スクを用いて半導体基板上に選択的にイオン注入を行う
工程と、上記イオン注入後に、レジストを再度塗布し、
全面露光することによってレジストを形成し、上記イオ
ン注入した部分を覆う工程と、エッチングを行って上記
イオン注入により形成されたレジスト硬化層を除去する
工程と、上記レジスト硬化層を除去した後アッシングを
行う工程とを備えたので、レジスト硬化層の飛散を防止
してデバイスの歩留まりの向上およびアッシングチャン
バーのメンテナンスの向上を図ることができ、生産効率
の向上に寄与できるという効果がある。

【００２３】また、請求項４の発明によれば、上記全面
露光の際に、上記レジストの量を少なく調整するように
したので、パターンのあるところ以外にレジストが溜ま
り、パターンのある部分にも若干はレジスト塗布するこ
とができ、デバイスの歩留まりの向上等に寄与できると
いう効果がある。

【００２４】さらに、請求項５の発明によれば、上記請
求項１〜４のいずれかに記載の半導体装置の製造方法に
より製造した半導体装置であるので、品質の優れた半導
体装置が得られるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１による製造工程を示
す断面図である。

【図２】 この発明の実施の形態２による製造工程を示
す断面図である。

【図３】 従来の半導体装置の製造方法による製造工程
を示す断面図である。

【符号の説明】

１１ 基板、 １２ フォトレジスト、 １３ レジス
ト硬化層、 １４，１５ レジスト。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レジストマスクを用いて半導体基板上に
   選択的にイオン注入を行う工程と、 上記イオン注入後に、注入パターンの反転マスクにより
   写真製版を行ってレジストを形成し、上記イオン注入し
   た部分を覆う工程と、 エッチングを行って上記イオン注入により形成されたレ
   ジスト硬化層を除去する工程と、 上記レジスト硬化層を除去した後アッシングを行う工程
   とを備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
2. 【請求項２】 上記反転マスクにより写真製版を行う際
   に、露光量を調整するようにしたことを特徴とする請求
   項１記載の半導体装置の製造方法。
3. 【請求項３】 レジストマスクを用いて半導体基板上に
   選択的にイオン注入を行う工程と、 上記イオン注入後に、レジストを再度塗布し、全面露光
   することによってレジストを形成し、上記イオン注入し
   た部分を覆う工程と、 エッチングを行って上記イオン注入により形成されたレ
   ジスト硬化層を除去する工程と、 上記レジスト硬化層を除去した後アッシングを行う工程
   とを備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
4. 【請求項４】 上記全面露光の際に、上記レジストの量
   を少なく調整するようにしたことを特徴とする請求項３
   記載半導体装置の製造方法。
5. 【請求項５】 上記請求項１〜４のいずれかに記載の半
   導体装置の製造方法により製造した半導体装置。