JP2923908B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
方法に関し、特に、モノエタノールアミンを主成分とす
る処理液のように水分と反応するとアルカリ溶液となる
剥離液を用いてシリコン基板を処理する工程を有する半
導体装置の製造方法に関する。
方法に関し、特に、モノエタノールアミンを主成分とす
る処理液のように水分と反応するとアルカリ溶液となる
剥離液を用いてシリコン基板を処理する工程を有する半
導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置の製造工程においては、フォ
トレジスト膜をマスクとしたエッチング工程やイオン注
入工程が繰り返し行われ、これらの工程の終了後不要と
なったフォトレジスト膜は半導体基板上から除去され
る。フォトレジストの除去には酸素プラズマを用いるこ
とが一般的であったが、半導体集積回路の微細化、高密
度化が進むに連れてモノエタノールアミン（Ｃ2 Ｈ7 Ｎ
Ｏ）を主成分とするアミン系等の剥離液が採用されるこ
とが多くなってきている。
トレジスト膜をマスクとしたエッチング工程やイオン注
入工程が繰り返し行われ、これらの工程の終了後不要と
なったフォトレジスト膜は半導体基板上から除去され
る。フォトレジストの除去には酸素プラズマを用いるこ
とが一般的であったが、半導体集積回路の微細化、高密
度化が進むに連れてモノエタノールアミン（Ｃ2 Ｈ7 Ｎ
Ｏ）を主成分とするアミン系等の剥離液が採用されるこ
とが多くなってきている。
【０００３】半導体装置の高集積化により、配線の微細
化および多層化が進み、そのため層間絶縁膜に設けたス
ルーホールも微細化されてきている。そして、スルーホ
ールの径は小さくなってもその深さは殆ど変化しないた
め、アスペクト比は増大し続けている。而して、従来よ
りスルーホールの開口にはドライエッチング技術が採用
されており、このドライエッチング時にはスルーホール
開口部に反応生成物が付着する。この反応生成物がスル
ーホール内壁に被着した状態では、微細化されたスルー
ホールにおいては、スパッタリング法によるアルミニウ
ム合金の被着性が悪くなり、スルーホール内での断線を
招き信頼性を悪化させる。
化および多層化が進み、そのため層間絶縁膜に設けたス
ルーホールも微細化されてきている。そして、スルーホ
ールの径は小さくなってもその深さは殆ど変化しないた
め、アスペクト比は増大し続けている。而して、従来よ
りスルーホールの開口にはドライエッチング技術が採用
されており、このドライエッチング時にはスルーホール
開口部に反応生成物が付着する。この反応生成物がスル
ーホール内壁に被着した状態では、微細化されたスルー
ホールにおいては、スパッタリング法によるアルミニウ
ム合金の被着性が悪くなり、スルーホール内での断線を
招き信頼性を悪化させる。
【０００４】そこで、スルーホール内部に付着している
反応生成物を効率よく除去する方法としてモノエタノー
ルアミン（Ｃ2 Ｈ7 ＮＯ）を主成分とするアミン系処理
液により除去する方法が用いられるようになってきてい
る。このアミン系処理液は、フォトレジストを剥離する
機能をも有しているため、この液で処理することによ
り、前述した反応生成物の除去とフォトレジストの除去
とを同時に行うことができる。反応生成物の付着が問題
とならないエッチングや反応生成物が発生しないエッチ
ングでは、レジスト剥離に必ずしもモノエタノールアミ
ンのような剥離液を使う必要はないが、処理液管理上の
問題から他のエッチング工程後のレジスト剥離において
もこの剥離液が用いられている。
反応生成物を効率よく除去する方法としてモノエタノー
ルアミン（Ｃ2 Ｈ7 ＮＯ）を主成分とするアミン系処理
液により除去する方法が用いられるようになってきてい
る。このアミン系処理液は、フォトレジストを剥離する
機能をも有しているため、この液で処理することによ
り、前述した反応生成物の除去とフォトレジストの除去
とを同時に行うことができる。反応生成物の付着が問題
とならないエッチングや反応生成物が発生しないエッチ
ングでは、レジスト剥離に必ずしもモノエタノールアミ
ンのような剥離液を使う必要はないが、処理液管理上の
問題から他のエッチング工程後のレジスト剥離において
もこの剥離液が用いられている。
【０００５】図３（ａ）〜（ｃ）は、フォトレジスト膜
の剥離工程を含む従来の半導体装置の製造方法を示す工
程順の断面図である。まず、図３（ａ）に示すように、
シリコン基板１上にシリコン酸化膜２を形成し、その上
にフォトリソグラフィ法により所定のパターンのフォト
レジスト膜３を形成する。次に、図３（ｂ）に示すよう
に、フォトレジスト膜３をマスクとして、シリコンに対
する選択性の高いウェットエッチング液、例えばフッ化
水素とフッ化アンモンの混合溶液を用いてシリコン酸化
膜をエッチングする。次いで、純水にて洗浄し、遠心脱
水法等により乾燥する。次に、図３（ｃ）に示すよう
に、エッチングの際にマスクとして用いたフォトレジス
ト３をモノエタノールアミンを主成分とするアミン系剥
離液を用いて除去する。
の剥離工程を含む従来の半導体装置の製造方法を示す工
程順の断面図である。まず、図３（ａ）に示すように、
シリコン基板１上にシリコン酸化膜２を形成し、その上
にフォトリソグラフィ法により所定のパターンのフォト
レジスト膜３を形成する。次に、図３（ｂ）に示すよう
に、フォトレジスト膜３をマスクとして、シリコンに対
する選択性の高いウェットエッチング液、例えばフッ化
水素とフッ化アンモンの混合溶液を用いてシリコン酸化
膜をエッチングする。次いで、純水にて洗浄し、遠心脱
水法等により乾燥する。次に、図３（ｃ）に示すよう
に、エッチングの際にマスクとして用いたフォトレジス
ト３をモノエタノールアミンを主成分とするアミン系剥
離液を用いて除去する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の製造方
法により製作した半導体装置では、他の方法によりフォ
トレジストを剥離した場合に比較して暗電流が大きくな
ることが判明した。これにより増加する暗電流は、従来
の半導体装置ではそれほど問題とはならないが、微細化
されかつ高性能化された半導体装置では問題となる。こ
の暗電流の発生原因について追究した結果、剥離液が乾
燥処理により除去しきれなかった水分と反応してアルカ
リ溶液となりこれが露出しているシリコン基板表面をエ
ッチングするためであるとする結論に至った。従来は、
エッチング処理、洗浄処理の終了後、スピンドライヤに
より乾燥を行っていたので、乾燥は十分と考えられてい
たが、実際には除去しきれずに残る水分がありさらに遠
心脱水の際に再付着する水滴があるため、乾燥処理を行
った後にもウェハ１の表裏面には、図３（ｂ）に示され
るように、残留水分４が残る。これが剥離液であるモノ
エタノールアミンと次のように反応して、アルカリ性溶
液となる。Ｃ2 Ｈ7 ＮＯ＋２Ｈ2 Ｏ→Ｃ2 Ｈ5 ＯＨ＋Ｎ
Ｈ4 + ＋ＯＨ- ＋１／２Ｏ2そのため、露出しているシ
リコンがエッチングされ、図３（ｃ）に示されるよう
に、ウェハの表裏面に凹凸が形成される。そのため、暗
電流が増加しまた信頼性の低下を招く。さらにウェハ裏
面がエッチングされることにより、ゲッタリング効果が
低下する。図４は、ウェハの、モノエタノールアミンの
ように水分と反応するとアルカリ溶液となる剥離液への
浸漬時間と基板表面の凹凸発生率との関係を示すグラフ
である。従来法によれば、浸漬時間５分経過後にはほぼ
全数に凹凸が発生する。したがって、本発明の解決すべ
き課題は、モノエタノールアミンのように水分と反応す
るとアルカリ溶液となる剥離液で処理を行ってもウェハ
表裏面がエッチングされることのないようにして、暗電
流が低く信頼性の高い半導体装置を提供しうるようにす
ることである。
法により製作した半導体装置では、他の方法によりフォ
トレジストを剥離した場合に比較して暗電流が大きくな
ることが判明した。これにより増加する暗電流は、従来
の半導体装置ではそれほど問題とはならないが、微細化
されかつ高性能化された半導体装置では問題となる。こ
の暗電流の発生原因について追究した結果、剥離液が乾
燥処理により除去しきれなかった水分と反応してアルカ
リ溶液となりこれが露出しているシリコン基板表面をエ
ッチングするためであるとする結論に至った。従来は、
エッチング処理、洗浄処理の終了後、スピンドライヤに
より乾燥を行っていたので、乾燥は十分と考えられてい
たが、実際には除去しきれずに残る水分がありさらに遠
心脱水の際に再付着する水滴があるため、乾燥処理を行
った後にもウェハ１の表裏面には、図３（ｂ）に示され
るように、残留水分４が残る。これが剥離液であるモノ
エタノールアミンと次のように反応して、アルカリ性溶
液となる。Ｃ2 Ｈ7 ＮＯ＋２Ｈ2 Ｏ→Ｃ2 Ｈ5 ＯＨ＋Ｎ
Ｈ4 + ＋ＯＨ- ＋１／２Ｏ2そのため、露出しているシ
リコンがエッチングされ、図３（ｃ）に示されるよう
に、ウェハの表裏面に凹凸が形成される。そのため、暗
電流が増加しまた信頼性の低下を招く。さらにウェハ裏
面がエッチングされることにより、ゲッタリング効果が
低下する。図４は、ウェハの、モノエタノールアミンの
ように水分と反応するとアルカリ溶液となる剥離液への
浸漬時間と基板表面の凹凸発生率との関係を示すグラフ
である。従来法によれば、浸漬時間５分経過後にはほぼ
全数に凹凸が発生する。したがって、本発明の解決すべ
き課題は、モノエタノールアミンのように水分と反応す
るとアルカリ溶液となる剥離液で処理を行ってもウェハ
表裏面がエッチングされることのないようにして、暗電
流が低く信頼性の高い半導体装置を提供しうるようにす
ることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題は、ウェット処
理に続く乾燥処理後に、水分の完全除去処理を行い、そ
の後にモノエタノールアミンのように水分と反応してア
ルカリ溶液となる処理液にて処理を行なうようにするこ
とにより解決することができる。
理に続く乾燥処理後に、水分の完全除去処理を行い、そ
の後にモノエタノールアミンのように水分と反応してア
ルカリ溶液となる処理液にて処理を行なうようにするこ
とにより解決することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明による半導体装置の製造方
法は、 （１）半導体基板に対し水を含む液にて処理を行う工程
と、 （２）前記半導体基板に対し乾燥処理を行う工程と、 （３）前記乾燥処理により前記半導体基板から除去しき
れなかった水分を除去する工程と、 （４）水分と反応するとアルカリ溶液となり前記半導体
基板表面をエッチングする処理液により、水分の残留し
ていない前記半導体基板の処理を行う工程と、を含むこ
とを特徴としている。
法は、 （１）半導体基板に対し水を含む液にて処理を行う工程
と、 （２）前記半導体基板に対し乾燥処理を行う工程と、 （３）前記乾燥処理により前記半導体基板から除去しき
れなかった水分を除去する工程と、 （４）水分と反応するとアルカリ溶液となり前記半導体
基板表面をエッチングする処理液により、水分の残留し
ていない前記半導体基板の処理を行う工程と、を含むこ
とを特徴としている。
【０００９】より詳しくは、前記第（１）の工程が、フ
ォトレジスト膜をマスクとしてウェットエッチングを行
うサブ工程と、これに続く純水によりリンス処理を行う
サブ工程と、を有しており、前記第（４）の工程におい
てフォトレジスト膜を剥離することを特徴としている。
そして、好ましくは、前記第（３）の工程が、熱処理ま
たは酸素プラズマ処理により行われる。
ォトレジスト膜をマスクとしてウェットエッチングを行
うサブ工程と、これに続く純水によりリンス処理を行う
サブ工程と、を有しており、前記第（４）の工程におい
てフォトレジスト膜を剥離することを特徴としている。
そして、好ましくは、前記第（３）の工程が、熱処理ま
たは酸素プラズマ処理により行われる。
【００１０】 ［作用］ この発明の半導体装置の製造方法においては、ウェハ上
に形成された酸化膜などにウェットエッチング処理を施
してパターンニングした後、ウェットエッチング処理液
を純水によりリンスし、ウェハ乾燥を行い、さらにこの
乾燥処理の際に除去しきれずにシリコンウェハの表面お
よび裏面に残留、付着している水分を熱処理などにより
除去する。これにより、次の水分と反応するとアルカリ
溶液となる剥離液による処理工程においてこの剥離液と
水とが反応してアルカリ性を呈することを防止すること
ができ、シリコン基板の腐食を防止することができる。
に形成された酸化膜などにウェットエッチング処理を施
してパターンニングした後、ウェットエッチング処理液
を純水によりリンスし、ウェハ乾燥を行い、さらにこの
乾燥処理の際に除去しきれずにシリコンウェハの表面お
よび裏面に残留、付着している水分を熱処理などにより
除去する。これにより、次の水分と反応するとアルカリ
溶液となる剥離液による処理工程においてこの剥離液と
水とが反応してアルカリ性を呈することを防止すること
ができ、シリコン基板の腐食を防止することができる。
【００１１】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て詳細に説明する。 ［第１の実施例］ 図１（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１の実施例を説明す
るための主要工程におけるウェハの断面図である。ま
ず、図１（ａ）に示すように、シリコン基板１に９００
℃のウェット熱酸化を行い、１０００Åの膜厚のシリコ
ン酸化膜２を形成する。その後、ポジ型のフォトレジス
トをスピン塗布し、露光・現像を行って所定のパターン
のフォトレジスト膜３を形成する。次に、図１（ｂ）に
示すように、フォトレジスト膜３をマスクとしてシリコ
ン酸化膜２を、シリコンに対する選択性の高いバッファ
ードフッ酸（ＢＨＦ）でエッチングする。続いて、純水
によりリンスし、スピンドライヤ（遠心脱水機）を用い
て乾燥処理を行う。そのとき、シリコン基板１の表面お
よび裏面には遠心脱水装置では十分に除去しきれない水
分もしくは遠心脱水装置内で再付着した水分がシリコン
基板１の表面および裏面に残留水分４として残ってい
る。
て詳細に説明する。 ［第１の実施例］ 図１（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１の実施例を説明す
るための主要工程におけるウェハの断面図である。ま
ず、図１（ａ）に示すように、シリコン基板１に９００
℃のウェット熱酸化を行い、１０００Åの膜厚のシリコ
ン酸化膜２を形成する。その後、ポジ型のフォトレジス
トをスピン塗布し、露光・現像を行って所定のパターン
のフォトレジスト膜３を形成する。次に、図１（ｂ）に
示すように、フォトレジスト膜３をマスクとしてシリコ
ン酸化膜２を、シリコンに対する選択性の高いバッファ
ードフッ酸（ＢＨＦ）でエッチングする。続いて、純水
によりリンスし、スピンドライヤ（遠心脱水機）を用い
て乾燥処理を行う。そのとき、シリコン基板１の表面お
よび裏面には遠心脱水装置では十分に除去しきれない水
分もしくは遠心脱水装置内で再付着した水分がシリコン
基板１の表面および裏面に残留水分４として残ってい
る。
【００１２】次に、図１（ｃ）に示すように、熱処理に
よりシリコン基板１の表面および裏面の残留水分４を除
去する。熱処理は、大気中で１００℃〜１３０℃の温度
で１５分〜３０分間行う。これにより、フォトレジスト
に溶出および変形などの影響を与えることなく、かつ完
全に水分を除去することができる。次に、図１（ｃ）に
示すように、モノエタノールアミンを主成分とする剥離
液による処理を行って、マスクとして用いたフォトレジ
スト膜３を除去する。このとき、シリコン基板１の表面
および裏面に水分が残留していないため、シリコン基板
が腐食されることはない。図４に、本実施例でのアミン
系剥離液へのシリコン基板の浸漬時間と凹凸の発生率と
の関係を示す。
よりシリコン基板１の表面および裏面の残留水分４を除
去する。熱処理は、大気中で１００℃〜１３０℃の温度
で１５分〜３０分間行う。これにより、フォトレジスト
に溶出および変形などの影響を与えることなく、かつ完
全に水分を除去することができる。次に、図１（ｃ）に
示すように、モノエタノールアミンを主成分とする剥離
液による処理を行って、マスクとして用いたフォトレジ
スト膜３を除去する。このとき、シリコン基板１の表面
および裏面に水分が残留していないため、シリコン基板
が腐食されることはない。図４に、本実施例でのアミン
系剥離液へのシリコン基板の浸漬時間と凹凸の発生率と
の関係を示す。
【００１３】 ［第２の実施例］ 上記実施例では、熱処理を大気中にて行っていたが、本
実施例においては、窒素ガスを吹き付けつつ熱処理を行
う。すなわち、図１（ａ）、（ｂ）の処理を行った後、
図１（ｃ）に示す工程において、１００℃〜１３０℃の
温度で３分〜１０分窒素ガスを吹き付ける。本実施例に
よれば、第１の実施例と同様の効果が期待できるほか、
熱処理時間を短縮することができるとともに窒素ガスに
よりウェハ表面のパーティクルを同時に除去することが
できる。
実施例においては、窒素ガスを吹き付けつつ熱処理を行
う。すなわち、図１（ａ）、（ｂ）の処理を行った後、
図１（ｃ）に示す工程において、１００℃〜１３０℃の
温度で３分〜１０分窒素ガスを吹き付ける。本実施例に
よれば、第１の実施例と同様の効果が期待できるほか、
熱処理時間を短縮することができるとともに窒素ガスに
よりウェハ表面のパーティクルを同時に除去することが
できる。
【００１４】 ［第３の実施例］ 図２（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第３の実施例を説明す
るための工程順の断面図である。本実施例においても、
図１（ｂ）に示す工程までは、第１の実施例と同様の工
程を経る。図１（ｂ）の工程の終了した状態を図２
（ａ）に示す。次に、図２（ｂ）に示すように、シリコ
ン基板１の表面および裏面に対し、酸素ガスのみを使用
した低パワーのプラズマ処理を行うことで、シリコンウ
ェハに電気的ダメージを与えることなく残留水分４を除
去する。この酸素プラズマを用いた処理により、フォト
レジストの一部はアッシング除去される。次に、図２
（ｃ）に示すように、モノエタノールアミンを主成分と
するアミン系剥離液を用いてフォトレジスト膜３を除去
する。本実施例によれば、アミン系剥離液を用いた処理
の時間を短縮することが可能になる。
るための工程順の断面図である。本実施例においても、
図１（ｂ）に示す工程までは、第１の実施例と同様の工
程を経る。図１（ｂ）の工程の終了した状態を図２
（ａ）に示す。次に、図２（ｂ）に示すように、シリコ
ン基板１の表面および裏面に対し、酸素ガスのみを使用
した低パワーのプラズマ処理を行うことで、シリコンウ
ェハに電気的ダメージを与えることなく残留水分４を除
去する。この酸素プラズマを用いた処理により、フォト
レジストの一部はアッシング除去される。次に、図２
（ｃ）に示すように、モノエタノールアミンを主成分と
するアミン系剥離液を用いてフォトレジスト膜３を除去
する。本実施例によれば、アミン系剥離液を用いた処理
の時間を短縮することが可能になる。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体装
置の製造方法は，、ウェット処理に引き続く乾燥処理の
後、水分除去処理を行い、その後に水分と反応するとア
ルカリ性となる処理液にて処理を行うものであるので、
本発明によれば、剥離液が水と反応してアルカリ溶液と
なることを防止することができる。したがって、本発明
によれば、図４に示すように、水分と反応するとアルカ
リ性となる剥離液への浸漬処理時間に影響されずに、シ
リコン基板の腐食を抑制することが可能となり、暗電流
を低減して信頼性を向上させることができるとともにゲ
ッタリングの効果を減殺しないようにすることができ
る。
置の製造方法は，、ウェット処理に引き続く乾燥処理の
後、水分除去処理を行い、その後に水分と反応するとア
ルカリ性となる処理液にて処理を行うものであるので、
本発明によれば、剥離液が水と反応してアルカリ溶液と
なることを防止することができる。したがって、本発明
によれば、図４に示すように、水分と反応するとアルカ
リ性となる剥離液への浸漬処理時間に影響されずに、シ
リコン基板の腐食を抑制することが可能となり、暗電流
を低減して信頼性を向上させることができるとともにゲ
ッタリングの効果を減殺しないようにすることができ
る。
【図１】本発明の第１の実施例を説明するための工程順
の断面図。
の断面図。
【図２】本発明の第３の実施例を説明するための工程順
の断面図。
の断面図。
【図３】従来例を説明するための工程順の断面図。
【図４】本発明の効果および従来例の問題点を説明する
ためのグラフ。
ためのグラフ。
【符号の説明】 １ シリコン基板 ２ シリコン酸化膜 ３ フォトレジスト膜 ４ 残留水分
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 21/306 H01L 21/3065 H01L 21/027 H01L 21/304 G03F 7/42
Claims (5)
- 【請求項１】 （１）半導体基板に対し水を含む液にて
処理を行う工程と、 （２）前記半導体基板に対し乾燥処理を行う工程と、 （３）前記乾燥処理により前記半導体基板から除去しき
れなかった水分を除去する工程と、 （４）水分と反応するとアルカリ溶液になり前記半導体
基板表面をエッチングする処理液により、水分の残留し
ていない前記半導体基板の処理を行う工程と、を含むこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項２】 前記第（３）の工程が、熱処理または酸
素プラズマ処理により行われる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。 - 【請求項３】 前記処理液がモノエタノールアミンを主
成分とする処理液であることを特徴とする請求項１また
は２記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項４】 前記第（２）の工程が、遠心脱水処理を
行う工程であることを特徴とする請求項１、２または３
記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項５】 前記第（１）の工程が、フォトレジスト
膜をマスクとしてウェットエッチングを行うサブ工程
と、これに続く純水によりリンス処理を行うサブ工程
と、を有しており、前記第（４）の工程が、前記処理液
にて前記フォトレジスト膜を剥離する工程であることを
特徴とする請求項１、２、３または４記載の半導体装置
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16704996A JP2923908B2 (ja) | 1996-06-27 | 1996-06-27 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16704996A JP2923908B2 (ja) | 1996-06-27 | 1996-06-27 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1012590A JPH1012590A (ja) | 1998-01-16 |
| JP2923908B2 true JP2923908B2 (ja) | 1999-07-26 |
Family
ID=15842455
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16704996A Expired - Lifetime JP2923908B2 (ja) | 1996-06-27 | 1996-06-27 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2923908B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005159293A (ja) | 2003-09-18 | 2005-06-16 | Nec Kagoshima Ltd | 基板処理装置及び処理方法 |
| JP4905145B2 (ja) * | 2007-01-19 | 2012-03-28 | セイコーエプソン株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
-
1996
- 1996-06-27 JP JP16704996A patent/JP2923908B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1012590A (ja) | 1998-01-16 |
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