JP2002246366A - コンタクトホールエッチングの後洗浄法 - Google Patents

コンタクトホールエッチングの後洗浄法

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JP2002246366A
JP2002246366A JP2001032724A JP2001032724A JP2002246366A JP 2002246366 A JP2002246366 A JP 2002246366A JP 2001032724 A JP2001032724 A JP 2001032724A JP 2001032724 A JP2001032724 A JP 2001032724A JP 2002246366 A JP2002246366 A JP 2002246366A
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cleaning
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photoresist
layer
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Ruu Funyue
ルゥ フンユエ
Chan Hon-Ron
チャン ホン−ロン
Riu Fan-Fei
リウ ファン−フェイ
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ウェット洗浄の代わりにドライ洗浄を用いる
コンタクトエッチングの後洗浄法を提供する。 【解決手段】 タングステン金属層と該金属層表面に形
成される酸化層と該酸化層表面に形成されるフォトレジ
スト層とを備えると共に、前記フォトレジスト層と前記
酸化層を貫通し前記タングステン金属層表面の所定のエ
リアを露出させるコンタクトホールを有するウェハーの
洗浄方法であって、先ず前記フォトレジスト層を除去す
るためのフォトレジスト除去段階を行い、この後高分子
の残留物を除去し且つ水溶性を有する化合物を形成する
ためにドライ洗浄を施す段階を行い、最後ウェハーを純
水の中に浸し前記水溶性の化合物を溶解するための水洗
浄段階を行う。結果、コンタクトホール内の残留物は完
全に除去される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はウェハーの洗浄方法
に関わり、特にコンタクトホールエッチングの後洗浄
(post clean)法に関する。
【0002】
【従来の技術】常に配線微細化や高集積度を追求してい
る半導体製造において、微粒(ゴミ)は製品の良品率に
与える影響が非常に大きいものである。特に金属層間の
コンタクトホールの製造工程に際して、コンタクトホー
ル内に残留する残留物が完全に除去されないと金属層間
における電気的接続の品質に相当な悪影響を与えること
に違いない。
【0003】図1は周知のコンタクトホールの構成を示
す断面図、 図2は従来のコンタクトエッチングの後洗
浄法のフローチャートである。図1に示すように、ウェ
ハー10は基板12と基板12表面に形成される金属層
14と該金属層14表面に形成される酸化層16と該酸
化層16表面に形成されるフォトレジスト層18からな
る。エッチング法で形成(定義)されるコンタクトホー
ル20はフォトレジスト層18と酸化層16を貫通し金
属層14表面の所定のエリアを露出させるようになる。
該コンタクトホールを形成してから後洗浄が行われる。
該後洗浄法は図2に示すようにフォトレジスト除去段階
22とウェット洗浄段階24と水洗浄段階26からな
る。
【0004】フォトレジスト除去段階22はプラズマ反
応器内においてドライエッチング法でフォトレジスト層
18を除去する、即ち、フォトレジスト層18内の炭化
水素と酸素プラズマとの反応を介しフォトレジスト層1
8をエッチングして剥離するものである。該反応中生成
されるCO、CO2、H2Oは真空システムによる吸引で排出さ
れる。
【0005】しかしながら、該フォトレジスト18の除
去に際して生成される高分子の残留物は大量にコンタク
トホール20内に堆積してしまうことがある。このた
め、ウェット洗浄法で該高分子の残留物を完全に除去す
るためのウェット洗浄段階24を行う必要がある。従来
のウェット洗浄法は、適当な時間や温度及び濃度等の条
件においてウェハー10を所定のエッチング溶液、例え
ばACT(米国ACT社製の塩基性化合物で、商品名はACT935
である)またはEKC(米国EKC社製の塩基性化合物で、商
品名はEKCである)等の塩基性溶液に浸し、高分子の残
留物とエッチング溶液との反応を介してその残留物をエ
ッチング即ち除去するものである。
【0006】最後の水洗浄段階26は水洗でウェハー1
0の周縁部に残留されるエッチング溶液を確実に除去す
るためのものである。この場合、残留のエッチング溶液
を完全に除去するために、ウェハー10を純水の中に浸
す前にウェハー10を90°回転させる必要がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ウェッ
ト洗浄を用いる従来の後洗浄法は所定の化学薬剤を必要
とするが、このような化学薬剤は値段が非常に高いばか
りか資源も欠乏である。このため、従来の後方法によれ
ば、量産コストの低減を図ることができない。一方、ウ
ェハー10をエッチング溶液の中に浸す場合、エッチン
グ溶液は完全に高分子の残留物と反応するまで時間が掛
かる。このため、コンタクトエッチングの後洗浄法の実
施時間は長くなる。
【0008】前記のような問題点を解決するため、本発
明の目的は従来のウェット洗浄の代わりにドライ洗浄を
用いるコンタクトエッチングの後洗浄法を提供すること
にある。
【0009】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明はタングステン金属層と該タングステン金属層
表面に形成される酸化層と該酸化層表面に形成されるフ
ォトレジスト層とを備えると共に、前記フォトレジスト
層と前記酸化層を貫通し前記タングステン金属層表面の
所定のエリアを露出させるコンタクトホールを有するウ
ェハーの洗浄方法であって、先ず前記フォトレジスト層
を除去するためのフォトレジスト除去段階を行い、その
後高分子の残留物を除去し且つ水溶性を有する化合物を
形成するためにドライ洗浄を施す段階を行い、最後ウェ
ハーを純水の中に浸し前記水溶性の化合物を溶解するた
めの水洗浄段階を行う。結果、コンタクトホール内の残
留物は完全に除去される。
【0010】
【発明の実施の形態】前記の目的を達成して従来の欠点
を除去するための課題を実行する本発明の実施例の構成
とその作用を添付図面に基づき詳細に説明する。
【0011】図3乃至図6は本発明の実施例のコンタク
トホールエッチングの後洗浄法を示す図、図7は本発明
の実施例のコンタクトエッチングの後洗浄法のフローチ
ャートである。
【0012】本発明はコンタクトエッチングの後洗浄工
程に適するウェハーの洗浄方法を提供するものである。
図3に示すように、ウェハー30は基板32と基板32
表面に形成されるタングステン金属層34と該タングス
テン金属層34表面に形成される酸化層38と該酸化層
38表面に形成されるフォトレジスト層40及びコンタ
クトホール42を有する。コンタクトホール42はエッ
チング法で形成されるものである。該エッチング法はタ
ングステン金属層34をエッチングストップ層としフォ
トレジスト層40と酸化層38を貫通しタングステン金
属層34表面の所定のエリアを露出させるようにエッチ
ングを行うものである。また、前記酸化層38の形成
(堆積)に際して反応ガスはTEOSとする。
【0013】図7に示すように本発明の後洗浄法はフォ
トレジスト除去段階44とドライ洗浄段階46と水洗浄
段階48とからなる。
【0014】最初のフォトレジスト除去段階44はプラ
ズマ反応器内においてドライエッチングでフォトレジス
ト層40を除去、即ち、フォトレジスト層40内の炭化
水素と酸素プラズマとの反応を介しフォトレジスト層4
0をエッチングして剥離するものである。図4に示すよ
うに、該フォトレジスト層40を除去する際高分子の残
留物50が大量に生成されコンタクトホール42内に残
留してしまう。
【0015】その次に施されるドライ洗浄段階46はド
ライエッチング法でこのような高分子の残留物を除去す
るためのものである。該段階の実施条件は10−20秒間、
200−300℃、圧力500mT、マイクロ波約800W、RF約800−
100Wである。本発明のドライ洗浄段階においてはCF4
びN2H2を主な反応ガスとすると共に不活性ガス、N2、H2
等による反応ガスを組み込むのは肝要である。ここで、
CF4ガスと反応ガス全体との比は1/2−1/6、CF4ガスの流
量は40−200sccm、N2H2ガスの流量は100−500sccmであ
り得る。このように、高分子の残留物50を除去すると
同時に、CF4はWOxと反応しWF6、WFx、CO、CO2等の揮発
性ガスを生成することができる。一方、N2H2はWと反応
し例えばH 2O4W、H 4H2、H2N2O2、NH3等による水溶性の
残留物52(図5)を生成することができる。生成され
るガスは真空システムによる吸引で排出される。
【0016】最後、水溶性の残留物52を除去するため
に水洗浄段階48を行う。これはウェハー30を直接純
水の中に浸し水溶性の残留物52を純水の中に直接溶解
させるものである。これにより、図6に示すようにコン
タクトホール42内の全ての残留物は完全に除去され
る。
【0017】本発明は前記実施例の如く提示されている
が、これは本発明を限定するものではなく、当業者は本
発明の要旨と範囲内において変形と修正をすることがで
きる。
【0018】
【発明の効果】従来の後洗浄法と比較すると、本発明の
後洗浄法は値段の非常に高い且つ稀有なACTやEKC等の塩
基性溶液を使用することがなく、ドライ洗浄で高分子の
残留物50を除去することができるため、生産コストを
大幅に降下することができる。また、ドライ洗浄を用い
ることにより高分子の残留物50の除去は迅速的となる
し、水洗浄の場合ウェハー10を90°回転させること
もなくなるため、後洗浄法の実施時間はかなり短縮され
る。更に、本発明の方法によれば、レジスト除去段階と
ドライ洗浄段階は同様な環境(in-situ)において行わ
れるため、プラズマ反応器の作動条件を調整することだ
けで順次にフォトレジスト層40と高分子の残留物50
を除去することができる。これによりコンタクトホール
エッチングの後洗浄法の実施は一層便利になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】周知のコンタクトホールの構成を示す断面図で
ある。
【図2】従来のコンタクトエッチングの後洗浄法のフロ
ーチャートである。
【図3】本発明の実施例のコンタクトホールエッチング
の後洗浄法(フォトレジスト除去段階実施前の状態)を
示す断面図である。
【図4】図3に示すコンタクトホールエッチングの後洗
浄法(フォトレジスト除去段階実施後の状態)を示す断
面図である。
【図5】図3に示すコンタクトホールエッチングの後洗
浄法(ドライ洗浄段階実施後の状態)を示す断面図であ
る。
【図6】図3に示すコンタクトホールエッチングの後洗
浄法(水洗浄段階実施後の状態)を示す断面図である。
【図7】本発明の実施例のコンタクトエッチングの後洗
浄法のフローチャートである。
【符号の説明】
30 ウェハー 32 基板 34 タングステン金属層 38 酸化層 40 フォトレジスト層 42 コンタクトホール 44 フォトレジスト除去段階 46 ドライ洗浄段階 48 水洗浄段階 50 高分子の残留物 52 水溶性の残留物
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 21/768 H01L 21/90 A (72)発明者 ホン−ロン チャン 台湾,シンチュ・シティ,ギン−クオ・ロ ード,セクション 3,ナンバー 67,12 F−1 (72)発明者 ファン−フェイ リウ 台湾,シン−チュ・カウンティ,チウン− リン・カントリー,ウェン−サン・ロー ド,ナンバー 363 Fターム(参考) 5F004 AA14 DA00 DA01 DA24 DA25 EA13 EB01 FA08 5F033 KK19 QQ07 QQ09 QQ11 QQ15 QQ24 QQ92 QQ96 RR03 SS04 XX09 5F043 AA02 CC16 GG02

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 タングステン金属層と該タングステン金
    属層表面に形成される酸化層と該酸化層表面に形成され
    るフォトレジスト層とを備えると共に、前記フォトレジ
    スト層と前記酸化層を貫通し前記タングステン金属層表
    面の所定のエリアを露出させるコンタクトホールを有す
    るウェハーの洗浄方法において、 (a)前記フォトレジスト層を除去するためのフォトレ
    ジスト除去段階と、 (b)CF4及びN2H2を反応ガスとしドライ洗浄を施すド
    ライ洗浄段階と、 (c)水洗浄段階とからなることを特徴とするコンタク
    トホールエッチングの後洗浄法。
  2. 【請求項2】 前記ドライ洗浄段階に用いられるCF4
    スの流量は40−200sccmであることを特徴とする請求項
    1に記載のコンタクトホールエッチングの後洗浄法。
  3. 【請求項3】 前記ドライ洗浄段階に用いられるN2H2
    スの流量は100−500sccmであることを特徴とする請求項
    1に記載のコンタクトホールエッチングの後洗浄法。
  4. 【請求項4】 前記ドライ洗浄段階に用いられるCF4
    スと反応ガス全体との比は1/2−1/6であることを特徴と
    する請求項1または2に記載のコンタクトホールエッチ
    ングの後洗浄法。
  5. 【請求項5】 前記ドライ洗浄段階に用いられる反応ガ
    スには更に不活性ガスが含まれることを特徴とする請求
    項1乃至4のいずれかに記載のコンタクトホールエッチ
    ングの後洗浄法。
  6. 【請求項6】 前記ドライ洗浄段階において二種の電力
    を用いることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに
    記載のコンタクトホールエッチングの後洗浄法。
  7. 【請求項7】 前記ドライ洗浄段階において同時にRF電
    力とマイクロ波電力を用いることを特徴とする請求項6
    に記載のコンタクトホールエッチングの後洗浄法。
  8. 【請求項8】 RF電力は80−120ワットであることを特
    徴とする請求項7に記載のコンタクトホールエッチング
    の後洗浄法。
  9. 【請求項9】 マイクロ波電力は700−900ワットである
    ことを特徴とする請求項7または8に記載のコンタクト
    ホールエッチングの後洗浄法。
  10. 【請求項10】 前記水洗浄段階は前記ウェハーを純水
    の中に浸すことで行うことを特徴とする請求項1乃至9
    のいずれかに記載のコンタクトホールエッチングの後洗
    浄法。
  11. 【請求項11】 前記酸化層の形成に際して反応ガスは
    TEOSとすることを特徴とする請求項1乃至10のいずれ
    かに記載のコンタクトホールエッチングの後洗浄法。
  12. 【請求項12】 前記レジスト除去段階はドライエッチ
    ングを施す段階であることを特徴とする請求項1乃至1
    1のいずれかに記載のコンタクトホールエッチングの後
    洗浄法。
  13. 【請求項13】 前記レジスト除去段階とドライ洗浄段
    階は同様な環境において行われることを特徴とする請求
    項1乃至12のいずれかに記載のコンタクトホールエッ
    チングの後洗浄法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100432894B1 (ko) * 2001-12-11 2004-05-22 동부전자 주식회사 반도체 소자의 금속 배선 형성 방법
WO2009008958A3 (en) * 2007-07-11 2009-04-16 Lam Res Corp Method of post etch polymer residue removal
CN112320753A (zh) * 2020-10-29 2021-02-05 武汉高芯科技有限公司 一种mems晶圆清洗方法

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