JPH08153710A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPH08153710A
JPH08153710A JP6296413A JP29641394A JPH08153710A JP H08153710 A JPH08153710 A JP H08153710A JP 6296413 A JP6296413 A JP 6296413A JP 29641394 A JP29641394 A JP 29641394A JP H08153710 A JPH08153710 A JP H08153710A
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JP
Japan
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film
resist pattern
semiconductor device
manufacturing
etching
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JP6296413A
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English (en)
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Yuji Fukazawa
雄二 深澤
Kazuhiko Takase
和彦 高瀬
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02041Cleaning
    • H01L21/02057Cleaning during device manufacture
    • H01L21/02068Cleaning during device manufacture during, before or after processing of conductive layers, e.g. polysilicon or amorphous silicon layers
    • H01L21/02071Cleaning during device manufacture during, before or after processing of conductive layers, e.g. polysilicon or amorphous silicon layers the processing being a delineation, e.g. RIE, of conductive layers

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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】ドライエッチング時に被エッチング材に付着す
るポリマ等を容易に除去する方法を提供する。 【構成】被エッチング材をレジストパタ−ンをマスクに
用いてプラズマエッチングし、上記レジストパタ−ンを
2プラズマアッシングにより除去し、基板表面を純水
リンスする。その後、基板を40℃以上に加熱した状態
で、基板表面をHF蒸気に晒し、続いて、基板表面を純
水リンスする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造方法に
関し、特にレジストをマスクにしたドライエッチングの
残渣物を除去する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体装置を製造するには多様なプロセ
スが必要であり、その一つとしてドライエッチングがあ
る。そのドライエッチング、例えばプラズマエッチング
または反応性イオンエッチング(RIE)は、パタ−ン
を形成する上で欠かせないものである。
【0003】以下、半導体基板上にAl配線層を形成す
る場合を例にドライエッチングプロセスを説明する。ま
ず、半導体基板上の絶縁膜上にAl膜を形成する。Al
膜上にレジストパタ−ンを形成し、そのレジストパタ−
ンをマスクに用いて、Al膜を選択的にプラズマエッチ
ングし、Al配線パタ−ンを形成する。エッチングガス
としてハロゲン系ガスを用いる。なおエッチング時に、
レジストパタ−ン及びAl配線層の側壁部分に反応生成
物であるポリマ(フェンス)が付着する。
【0004】次いで、O2プラズマアッシングによりレ
ジストパタ−ンを除去する。しかしながら、レジストパ
タ−ンはハロゲン系ガスのプラズマが照射されており、
アッシング処理により完全に除去することは難しい。ま
た、アッシッグ処理ではポリマは除去できない。そのた
め、アミン系の有機溶剤を用いて表面を洗浄して、ポリ
マ及びレジストパタ−ン残渣を除去する。その後、アミ
ン系のCl,F等がイオン化してAlを腐食する(コロ
−ジョン)のを防ぐため、イソプロピルアルコ−ル(I
PA)等を用いてリンスを行う。更に、純水リンスを行
う。その後、Al配線層を被覆するSiO2膜を形成す
る。
【0005】このようにプラズマエッチング後、実際に
はO2プラズマアッシング、有機溶剤処理、IPAリン
ス、純水リンスのシ−ケンスで処理をしている。それら
の処理は複雑かつ時間を要する。また、有機溶剤は繰り
返し使用すると残渣除去能力が低下するため、頻繁に液
交換をしなければならず、使用量が増加する。更に、有
機溶剤及びIPAは環境保全また安全面上好ましくない
物質であり、できる限り使用しないことが望ましい。ま
た、他の問題としては、O2プラズマアッシング時に下
地にNaのような不純物が打ち込まれることがあり、こ
のような不純物は除去できない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、レジス
トをエッチングマスクに用いたドライエッチングでは、
エッチング時に発生するポリマ及びアッシング後のレジ
スト残渣を完全に除去するために、有機溶剤処理やIP
Aリンス等の複雑な処理を必要である。それ故に、本発
明はドライエッチング後の残渣を容易に除去する方法を
提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明による半導体装置
の製造方法は、半導体基板上に設けられた第1の被膜上
にレジストパタ−ンを形成する工程と、上記レジストパ
タ−ンをマスクに用いて上記第1の被膜を選択的にドラ
イエッチングする工程と、上記レジストパタ−ンをアッ
シングにより除去する工程と、上記半導体基板を40℃
以上に加熱すると共に上記第1の被膜の表面をHF蒸気
に晒す工程と、上記第1の被膜上に第2の被膜を形成す
る工程とを含む。
【0008】
【作用】上記半導体装置の製造方法によれば、上記第1
の被膜にエッチング時に付着する不所望なエッチング生
成物(ポリマ)やレジストパタ−ン残渣を、上記HF蒸
気と反応させることにより、上記第1の被膜及びその下
地膜にダメ−ジを与えることなく除去することができ
る。
【0009】
【実施例】まず、半導体装置の製造方法の概略を図1よ
り説明する。同図(a)に示されるように、被エッチン
グ材をレジストパタ−ンをマスクに用いてプラズマエッ
チングし、上記レジストパタ−ンをO2プラズマアッシ
ングにより除去し、基板表面を純水リンスする。その
後、基板を40℃以上に加熱した状態で、基板表面をH
F蒸気に晒し、続いて、基板表面を純水リンスする。最
後に、SiO2を基板表面に堆積してもよい。
【0010】このような方法を行うクラスタ−ツ−ルの
一例として、同図(b)に示されるように、ロ−ド,ア
ンロ−ダ−ステ−ジ11、プラズマエッチングチャンバ
12、O2プラズマエッチングチャンバ13、純水リン
スチャンバ14、HFベ−パ−チャンバ15、SiO2
デポチャンバ16、ハンドラ−チャンバ17とからなる
クラスタツ−ルがある。
【0011】以下、上記方法を具体的に説明する。本発
明による第1の実施例を図2を参照して説明する。本実
施例は、Al配線パタ−ンを形成する例である。半導体
基板21上の下地膜、例えば酸化膜22上にAl膜を形
成する。該Al膜上にレジストを塗布し、該レジストに
露光及び現像処理を施して、レジストパタ−ンを形成す
る。該レジストパタ−ンをマスクに用いて、上記Al膜
を塩素ガス等のハロゲン系のガスにより選択的にプラズ
マエッチングする。
【0012】次いで、レジストパタ−ンをO2プラズマ
アッシングにより除去して、Al配線パタ−ン23を形
成する。この段階はAl配線パタ−ン23の上部及び側
壁にポリマ24、更にハロゲンガスが付着した状態であ
る(同図(a))。
【0013】その後、Al配線パタ−ン23の表面を純
水リンスする。それにより、Al配線パタ−ン23に付
着した上記ハロゲンガスを除去する。しかる後、基板を
40℃以上に加熱した状態で、HF蒸気(共沸HFから
の蒸気)を基板表面に供給する。約1分間の処理後、純
水リンスを施し、乾燥する。その結果、Al配線パタ−
ン23に付着したポリマ24と共にレジストパタ−ン残
渣が除去される(同図(b))。このとき、HF蒸気は
ポリマ24との反応し、Alとは反応しない。尚、基板
の温度が低いとHF蒸気とAlの反応が発生し、Al配
線パタ−ン23が腐食されるため、基板を40℃以上に
加熱することが必要である。その後、Al配線パタ−ン
23の保護膜として,基板表面にTEOS酸化膜21を
形成する(同図(c))。
【0014】このような方法によれば、異物(ポリマ、
残渣等)の存在しない配線加工が可能となり、半導体装
置の信頼性を向上させることができる。更に、上述した
一連の工程を基板が大気に接触することなく行うと、各
工程間で大気中からのイオン(Cl,F,…)の吸着を
抑えることができるので、より信頼性を高めることがで
きる。
【0015】次に、本発明による第2の実施例を図3を
参照して説明する。本実施例は、Al配線パタ−ン間の
コンタクトを形成する場合のコンタクトホ−ルを形成す
る例である。尚、第1の実施例と異なるところのみを説
明する。
【0016】半導体基板21上に設けられたAl配線パ
タ−ン23を含む全面に絶縁膜26を形成する。その上
にレジストパタ−ンを形成し、該レジストパタ−ンをマ
スクに絶縁膜26を選択的にプラズマエッチングし、コ
ンタクトホ−ルを形成する。その後、O2プラズマアッ
シングにより、上記レジストパタ−ンを除去する。この
段階は、上記コンタクトホ−ルの壁面及び露出したAl
配線パタ−ン23にポリマ24及びレジストパタ−ン残
渣が付着した状態である(同図(a))。
【0017】次いで、表面を純水リンスしてハロゲンガ
スを除去する。その後、基板を40℃以上に加熱した状
態で、HF蒸気(共沸HFからの蒸気)を基板表面に約
1分間供給後、純水リンスを施し、乾燥する。その結
果、上記コンタクトホ−ルに付着しているポリマ24及
びレジストパタ−ン残渣を除去する。その後、上記コン
タクトホ−ルを埋め込むようにAl膜27を形成する
(同図(b))。
【0018】このように、コンタクトホ−ルを形成する
際には、コンタクトホ−ルの側壁あるいは露出するAl
配線パタ−ン上にポリマ等が付着する。このポリマは上
記配線加工と同様に除去が困難であるが、HF蒸気によ
って下地のAl配線パタ−ンにダメ−ジを与えることな
く除去可能である。尚、第1及び第2実施例の配線パタ
−ンとしてAlを用いているが、他にTi,Cu,M
o,W,Si等を主体とした配線パタ−ンでも同様であ
る。
【0019】
【発明の効果】本発明によれば、プラズマエッチングの
際に被エッチング材に付着するポリマ等を有機溶剤処理
及びIPAリンス等の複雑な処理を必要とせず、容易に
除去することができる。ポリマは腐食等の原因となる
が、本発明ではHF蒸気によりポリマを除去するため半
導体装置の信頼性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は本発明による半導体装置の製造方法の
フロ−図、(b)はツ−ルクラスタを示す図。
【図2】本発明による第1の実施例を示す工程断面図。
【図3】本発明による第1の実施例を示す工程断面図。
【符号の説明】
11…ロ−ド,アンロ−ダ−ステ−ジ、12…プラズマ
エッチングチャンバ、13…O2プラズマエッチングチ
ャンバ、14…純水リンスチャンバ、15…HFベ−パ
−チャンバ、16…SiO2デポチャンバ、17…ハン
ドラ−チャンバ、21…半導体基板、22…絶縁膜、2
3…Al配線パタ−ン、24…ポリマ、25…TEOS
酸化膜、26…絶縁膜、27…Al膜。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板上に設けられた第1の被膜上
    にレジストパタ−ンを形成する工程と、上記レジストパ
    タ−ンをマスクに用いて上記第1の被膜を選択的にドラ
    イエッチングする工程と、上記レジストパタ−ンをアッ
    シングにより除去する工程と、上記半導体基板を40℃
    以上に加熱すると共に上記第1の被膜の表面をHF蒸気
    に晒す工程と、上記第1の被膜上に第2の被膜を形成す
    る工程とを具備することを特徴とする半導体装置の製造
    方法。
  2. 【請求項2】 上記第1の被膜はAl,W,Ti,M
    o,Cu,Siのうち少なくともいずれか1つを含むこ
    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】 上記第1の被膜は絶縁膜であることを特
    徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方法。
  4. 【請求項4】 上記ドライエッチングする工程から上記
    第2の被膜を形成する工程まで大気に接触することなく
    行う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。
  5. 【請求項5】 上記ドライエッチングの際に上記第1の
    被膜の表面に付着した不所望な反応生成物を上記HF蒸
    気により除去す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。
JP6296413A 1994-11-30 1994-11-30 半導体装置の製造方法 Pending JPH08153710A (ja)

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