JPH02246332A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［概要］ 半導体基板表面を清浄に保つための半導体装置の製造方
法に関し、 ウェハーに付着したサブミクロン以上の異物を除去する
手段を提供することを目的とし、サブミクロン以上の異
物が付着している基板に樹脂膜を被着形成し、異物を樹
脂膜に付着もしくはつつみ込んだ後に、アルカリ性溶液
によって樹脂膜を、異物を付着又はつつみ込んだ状態で
半導体基板より剥離する工程を有する構成とする。

［産業上の利用分野］ 本発明ぽ、半導体基板表面を清浄に保つための半導体装
置の製造方法に関する。

近年の半導体集積回路は、サブミクロン（０，８〜０．
６μ）レベルまでｗ、ｍ化されている。半導体装置では
最小線幅の１／１０程度のゴミ等が歩留りに影響するた
め、半導体装置の素子がサブミクロンレベルに、ｖＩＫ
細になってくると、０．１μｎｌ程度の異物を制御・抑
制する必要がある。従来の半導体基板を清浄化するため
に行なわれていた方法は物理的方法と化学的方法に大別
され、前者には、（イ〉ブラシスクラバー、（ロ）高圧
ブロー　（ハ）超音波、及び（ニ）研摩などの方法があ
り、後者には、（ホ）水洗、（へ）エツチング（薬品）
、（ト）酸化・還元、（チ）灰化、（す）溶解などの方
法がある。これらの方法の特長と問題点について考察す
ると、（イ）のブラシスクラバー法と（ロ）の高圧ブロ
ー法では表面沈着物が除去されるが、表面に物理的もし
くは化学的に吸着されている吸着物は除去されない。

（ハ）の超音波除去方法では表面沈着物は除去されるが
、超音波により結晶の表面がダメージを受け、点欠陥な
どの欠陥が生じる。（ニ）の研摩法では、沈着物のみな
らず吸着物も除去されるが素子形成後に研摩を行なうこ
とはできない、（ホ）の水洗法は溶解性のある無機物質
の除去には有効であるが、半導体基板を汚染させている
異物除去にはほとんど効果がない、（へ）のエツチング
法は、基板表面を溶解することにより基板表面部ととも
に異物を除去することができるが、基板表面を粗してし
よう、（ト）の酸化・還元法は、揮化し易い物質に異物
を変化させることによりその除去を目指すものであるが
、異物除去の効果はほとんどない、（チ）灰化法と（す
）溶解法は有機物の除去には有効であるが無ｆｉ物の除
去には効果がないなどの一長一短がある。

以上のように、どの方法ら万能と言えないので１発生ず
る可能性が最も高い異物の種類を想定し、除去法を二、
三組み合わせて異物を除去しているのが現状であった。

このように、−旦基板等に付着した異物を除去すること
は難しいために、従来、清浄化の基本は、まず微粒子を
発生させないことであり、次に付着させないことであり
、第三に取り除くことであると言われ；５〜１０μｍの
大粒子を対象にした清浄化手法は数多くあるが、これら
の手法では０．１μｍオーダーの微粒子の清浄化ζ土期
待されないと考えられていたのである（ＶＬＳＩ製造技
術、日経ＢＰ社、１９８９年１月１４日発行、１版１刷
、第２６９頁）。

特に、フォト・レジスト上には、ドライエツチングや、
イオン注入の際に、エツチング装置やイオン注入装置の
可動部、基板保持部などで擦れなどによって異物が発生
し易く、かくして付着・吸着した異物及び、レジスト自
体に含まれる異物が、レジスト溶解中に薦品中に溶出し
て、半導体基板表面に再付着していた。これを回避する
ために、溶解除去中に薬品をフィルタリングしたり、上
記洗浄方法を各種組合わせ除去していたが、完全に除去
することは難しかった。

［発明が解決しようとする課題］ 従来はサブミクロンの微粒子、ゴミ等の異物がウェハー
に付着した場合有効な除去手段がなかった０例えばレジ
ストの溶解除去中に再付着した異物は、その後に形成す
る、パターンや膜に欠陥を発生させてしまうという問題
を生じていた。よって、異物が再付着しないようなレジ
スト除去方法が望まれていた。

本発明はウェハーに付着したＩｔ紺な異物を除去する手
段を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明の第１は、基板上に付着した異物をおおうように
樹脂膜を被着形成し、しかる後、アルカリ性溶液で処理
することにより、前記異物が樹脂膜に付着した状態で、
前記樹脂膜を剥離する工程を有する半導体装置の製造方
法であり、その第２は基板上に形成した第１の樹脂膜の
上に付着した異物をおおうように第２の樹脂膜を被着形
成し、しかる後、アルカリ性溶液で処理することにより
、前記異物が第１の樹脂膜と第２の樹脂膜とにつつみ込
まれた状態で、前記第１の樹脂膜と第２の樹脂膜を剥離
する工程を有する半導体装置の製造方法である。

第１図（Ａ）〜（Ｃ）は本発明の原理をイオン注入時に
ウェハー表面に付着した異物を除去する例について、説
明する図面である０図面において、１は半導体基板、２
は５ｉ０２などの絶縁膜、３はレジストパターンであり
、第１図（Ａ）ではこのレジストパターン３をマスクと
して不純物イオンが半導体基板１に注入されている。４
は異物であって、ウェハーのハンドリング中にウェハー
表面に付着する９本発明によると、レジストパターン３
（以下、第１のレジスト３と言う）の上に第２のレジス
ト５を任意の厚さに塗布する（第１図）。

その後、アンモニア／過酸化水素水／水の混合液などの
アルカリ性溶液によって、ウェハーを処理すると、異物
４が第１、第２のレジストに包みこまれたまま除去でき
、これらのレジスト３．５がはがれ落ちる。この際、第
２のレジスト５は平坦なウェハー上ではレジスト３と接
着したまま１枚の膜となってはがれ落ちる０段差が多く
かつ／あるいは段差の高低差が大きいウェハーでは段差
のところで第２のレジスト５が分断されはがれ落ちるが
、このレジスト５はアルカリ性溶液によって溶解するの
ではなく、絶縁Ｍ２との界面でウェハーからはがれ落ち
る。もしレジスト５がアルカリ性溶液によって溶解する
と、異物４が該溶液中に浮遊してウェハーに再付着する
おそれがあるが、アルカリ性溶液はレジスト３，５は膜
もしくは片状に剥離するので再付着のおそれはない０本
発明法によれば、第１のレジスト３と第２のレジスト５
の間の異物４のみならず、半導体基板１上の異物４も、
第２レジスト（５）中にとり込まれたまま除去できる。

」ユ述のように本方法によってレジスト上の異物と、基
板の異物を、レジストにつつみ込んだままはぎ収るので
、異物の再付着を起こすことなくレジスト除去が可能と
なる。この際、アルカリ性溶液は、毎分数Å以下の極め
て遅いエツチング速度でしかＳＬ、ＳｉＯ□等をエツチ
ングしないので、その使用によるウェハー表面の荒れ等
は問題にならない。

第１のレジスト３と第２のレジスト５は異種材料でも上
記した異物の除去はできるが、レジスト間の界面に反応
物質が生成され、アルカリ性溶液処理中にレジスト３と
５の界面で剥離が起こるおそれがあるので、同種のレジ
ストが好ましい。

第１の発明は上述したように基板上に付着した異物をお
おうように樹脂膜を被着形成し、しかる後、アルカリ性
溶液で処理することにより、前記異物が樹脂膜に付着し
た状態で、前記樹脂膜を剥離するものである。

第２の発明は基板上に形成した第１の樹脂膜３の上に付
着した異物をおおうように第２の樹脂ｒＰＡ５を被着形
成し、しかる後、アルカリ性溶液で処理することにより
、異物が第１の樹脂膜３と第２の樹脂膜５とにつつみ込
まれた状態で第１の樹脂ｆｉ３と第２の樹脂膜５を剥離
するものである。

［作用］ 以下、本発明の作用を、実験における処理手順を示す第
２図および異物除去能力を示す第３図を参照として説明
する。第２図に示すように、先ず、ウェハー上の異物個
数を測定し、その後第１のレジスト３と第２のレジスト
５の間に異物をはさみ込んだ状態で、アルカリ性溶液処
理を行なった（第１の発明の具体例）、なお、半導体基
板としては６インチウェハーを使用し、アルカリ性溶液
処理としては、従来Ｓｔ基板は表面の洗浄、浄化に使用
されている通称ＲＣＡ洗浄方法を使用した。別法（第２
の発明の具体例）では第１のレジスト３上に異物４が付
着しているウェハーをアルカリ性溶液処理しな、アルカ
リ溶液処理後、水洗、乾燥を行ない異物個数を測定した
。その結果を異物の寸法別に整理して、第３図に示す、
この図のカバーレジスト無のデータより、ＲＣＡ洗浄（
アルカリ性溶液）は０．２μｍ以上の異物除去効果をも
つことが分かる。また、レジスト間に異物をはさみ込み
除去する方法ではＲＣＡ洗浄だけのときより約１／１０
異物個数が少なくなっていることが分かる。

したがって、異物個数が少ない時はアルカリ性溶液処理
のみを行ない、また多い時はレジスト間に異物をはさみ
込みアルカリ性溶液処理を行なうなど、画処理を使い分
けることができる。

［実施例］ 以下１図面を参照として本発明の詳細な説明する。

実施例１（第４図−ドライエツチングプロセス）第４図
（Ａ、）において、第１のレジスト３をマスクにしてポ
リシリコンロを除去するとき、ウェハー上に付着した異
物４を除去するために、第４図（Ｂ）において厚み１〜
５μｍ第２のレジスト５をウェハー全面に塗布し、膜の
固さがある程度のものになるように乾燥、加熱硬化を行
ない、次にＮＨ４ＯＨ／Ｈ２０□系液（容量比１．５：
１：４）又はＫ　ＯＨ／　Ｈｚ　Ｏ基液により第４図（
Ｃ）に示したように第１、第２のレジスト３．５を、異
物４を取り込んだ状態５〜１ｏ分間処理して剥離する。

なお、上記のレジストの膜厚、液の組成、処理時間は以
下の実施例でも同様である。

実施例２（第５図−イオン注入プロセス）第５図（Ａ）
において、ポリシリコンロ゛の周りは第１のレジスト３
によりマスクし、ポリシリコンロの周りにのみ不純物イ
オンを注入する工程において、ウェハーに付着した異物
４を除去するために、第５図（Ｂ）において第２のレジ
スト５を塗布し、第５図（Ｃ）において第１、第２のレ
ジスト３，５を剥離する。

実施例３（第６図、エビ成長前処理） エピタキシャル成長の前処理として、ｓ１ウェハー等の
片側表面酸化膜をフッ酸エツチング等で除去することが
必要であるが、この時マスクとして使用されたレジスト
３（第６図（Ａ）、（Ｂ）を従来は硫酸もしくは酸素プ
ラズマで除去していた。しかし、硫酸中に浮遊したゴミ
や、酸素プラズマ発生機の石英チャンバーのかけら等が
ウェハー上に付着する問題があった。なお、硫酸自体は
使用前の新品でもかなり汚染されており、ゴミを溶かす
能力がないために、使用中にゴミが硫酸中に蓄積するの
で、レジスト３の除去中に５’ｌ！物の付着が起こる。

よって、本発明法のアルカリ性溶液によるレジスト剥離
を第６図（Ｃ）に図解するように行なうと、レジスト除
去に伴うゴミの付着がなくしがもフッ酸処理によりレジ
スト３に付着した異物４もレジストとともに除去するこ
とができる。

さらに、第２のレジストを上記レジスト３上に塗布して
これらのレジストをまとめて剥離することもできる。

実施例４（第７図、第８図−ウニバートリミング）例え
ば６インチのＳ　ｉ　ｙ７：ｒ、バーを４インチにトリ
ミングする際にＳｌの破片に付着して異物となる０本発
明法によると、表面が酸化膜で覆われているウェハーｌ
の片面に第１のレジスト３（第７図（Ａ））を塗布する
９次に、回転台７上にウェハーを載せ、周縁をカッター
で除去する（第７図（Ｂ））、この際、異物４がウェハ
ーの上下面に付着する。そこで、（第７図（Ｃ））に示
すように、第１のレジスト３の上に第２のレジスト５を
塗布し、次にアルカリ性溶液処理（第７図（Ｄ））をら
行なうと、レジスト間に異物をはさみ込んだ状態で第１
、第２のレジスト３．５は剥離され、同時に表出した絶
縁膜上に付着した異物４も絶縁Ｊ］１２から離脱する。

第８図（Ａ＞、（Ｅｌ）はそれぞれ第７図（Ｃ）、（Ｄ
）に対応し、第２のレジスト５をさらに塗布して、アル
カリ性溶液処理を行なう工程を示す。

実施例５（第９図−アイソレーション）第９図（Ａ＞に
おいて、埋没層１°と接続するトレンチ１″を異方性エ
ツチングで形成し、ポリシリコンロを全面に堆積する。

その後、ＫＯＨ−１０％の溶液と、Ａｌ２Ｏ３≦０．０
５％を含む研摩布でエツチングとポリッシュを行ない、
表面のポリシリコンロを除去する（第９図（Ｂ））。

続いて、第９図（Ｂ）にて第１のレジスト３を塗布し、
第９図（Ｃ）にてアルカリ性溶液処理を行なう。

［発明の効果］ 以上説明した様に、本発明によれば、レジストを異物を
つつみ込んではがれ落とすことにより、除去した異物が
半導体基板に再付着することがないので、清浄な基板表
面を維持できるので、パターン不良や、欠陥の発生がな
くなるため素子の信顆性向上、歩留向上が計れると共に
、処理は一回の浄化処理で完了するため、従来浄化処理
を組合わせた場合と比べ処理時間が短くなり、高スルー
プツト化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）〜（Ｃ）は本発明の原理説明図、第２図は
実験手順のフローチャート、 第３図は異物除去効果を示す図、 第４図（Ａ）〜＜Ｃ＞はドライエッチングブロセスの実
施例を示す工程図、 第５図（Ａ）〜（Ｃ）はイオン注入プロセスの実施例を
示す工程図、 第６図（Ａ）〜（Ｃ）はエピタキシャル成長前処理の実
施例を示す工程図、 第７図（Ａ）〜（Ｄ）及び第８図（Ａ）、（Ｂ）はウェ
ハートリミングの実施例を示す工程図、 第９図（Ａ）〜（Ｄ）はトレンチ分離の実施例工程図で
ある。 １−半導体基板、２−絶縁膜、３−第１のレジスト、４
−異物、５−第２のレジスト特許出願人　　　富士通株
式会社 レソ゛スヒ求り離 第１図（Ｃ） イオン荘入工程 第１図（Ａ） レブストナ苧 第１図（Ｂ） 寅験手１１項フＤ−千↑−１− 第２図 ｎノ昏ルしヌヒ 有 彊 有 黒 再 黙 有 豊 異物除去効果 第３図 しし゛スヒチＪＷ 第４図（Ｃ） 第 図（Ａ） レジストξ布 第４図（Ｂ） イオン在入 第５図（Ａ） 第 図（８） レブスＦ−景弓離 第５図（Ｃ） 第 図（Ａ） ウエハーヒリミ′／７゛ 第７図（Ｂ） 第 図（Ａ） δψイヒ７ｈ笑除ｉ大 第６図（Ｂ） レソ“スヒ剥離 第６図（Ｃ） し；Ｊ゛スト塗 吊７図（Ｃ） ヱＶカリ性；容４夜た理 第７図（Ｄ） レレ゛スヒｆ存 第８図（Ａ） ヱノν力り°ｊ・生石シ炙りと理 第８図（Ｂ） ヒレレ士理込と 第９図（Ａ） Ｅｆ　　　厚 第９図　（Ｂ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基板上に付着した異物をおおうように樹脂膜を被着
   形成し、しかる後、アルカリ性溶液で処理することによ
   り、前記異物が樹脂膜に付着した状態で、前記樹脂膜を
   剥離する工程を有することを特徴とする半導体装置の製
   造方法。 ２、基板上に形成した第１の樹脂膜の上に付着した異物
   をおおうように第２の樹脂膜を被着形成し、しかる後、
   アルカリ性溶液で処理することにより、前記異物が第１
   の樹脂膜と第２の樹脂膜とにつつみ込まれた状態で、前
   記第１の樹脂膜と第２の樹脂膜を剥離する工程を有する
   ことを特徴とする半導体装置の製造方法。