JPH06120191A - 半導体装置の洗浄方法 - Google Patents
半導体装置の洗浄方法Info
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- JPH06120191A JPH06120191A JP12031493A JP12031493A JPH06120191A JP H06120191 A JPH06120191 A JP H06120191A JP 12031493 A JP12031493 A JP 12031493A JP 12031493 A JP12031493 A JP 12031493A JP H06120191 A JPH06120191 A JP H06120191A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 導電性物質による腐食を抑制することが可能
な半導体装置の洗浄方法を提供する。 【構成】 半導体装置の表面にレジストパターニングし
てドライエッチングを施した後アッシングする工程を経
てレジストのアッシング残渣を洗浄工程で除去してから
水洗する半導体装置の洗浄方法において、前記洗浄工程
と水洗工程との間に乾燥工程を挿入することにより、導
電性物質による腐食を抑制することができる。
な半導体装置の洗浄方法を提供する。 【構成】 半導体装置の表面にレジストパターニングし
てドライエッチングを施した後アッシングする工程を経
てレジストのアッシング残渣を洗浄工程で除去してから
水洗する半導体装置の洗浄方法において、前記洗浄工程
と水洗工程との間に乾燥工程を挿入することにより、導
電性物質による腐食を抑制することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の洗浄方法
に係り、特に洗浄時に電気化学的に発生する導電性物質
の腐食を抑制する洗浄方法に関する。
に係り、特に洗浄時に電気化学的に発生する導電性物質
の腐食を抑制する洗浄方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】通常の半導体装置（以下、単にウェーハ
という）の製造工程においては、その工程ごとに種々の
洗浄が施され、その後水洗−乾燥と一連の工程が続いて
行われる。ここで、配線の形成過程における洗浄方法を
例にして説明すると、一般的にウェーハの配線形成は、
図４に示すように、Al合金のスパッタリング、フォト工
程によるレジストのパターニング、ドライエッチングに
よる微細加工、酸素プラズマによるアッシングという工
程を経た後に、レジストのアッシング残渣を洗浄工程で
除去し、その後水洗してから乾燥する。特にこの洗浄工
程では、一般に発煙硝酸やアミン系の洗浄液により主と
して有機物質からなるアッシング残渣を除去する。この
洗浄工程の後は、ウェーハの表面を清浄化する必要か
ら、リンスや水洗工程が行われる。
という）の製造工程においては、その工程ごとに種々の
洗浄が施され、その後水洗−乾燥と一連の工程が続いて
行われる。ここで、配線の形成過程における洗浄方法を
例にして説明すると、一般的にウェーハの配線形成は、
図４に示すように、Al合金のスパッタリング、フォト工
程によるレジストのパターニング、ドライエッチングに
よる微細加工、酸素プラズマによるアッシングという工
程を経た後に、レジストのアッシング残渣を洗浄工程で
除去し、その後水洗してから乾燥する。特にこの洗浄工
程では、一般に発煙硝酸やアミン系の洗浄液により主と
して有機物質からなるアッシング残渣を除去する。この
洗浄工程の後は、ウェーハの表面を清浄化する必要か
ら、リンスや水洗工程が行われる。
【０００３】ところで、洗浄が発煙硝酸の場合は洗浄溶
液が高濃度のうちはよいが、直接の水洗により表面の硝
酸濃度が低下すると、酸化作用よりAlを腐食する作用が
強まり始める。また、アミン系の洗浄液では、直接水洗
するとアミンが水と反応して強アルカリになり、Alを腐
食し始める。これらの腐食を抑制するために、実際の洗
浄工程では洗浄後に直接水洗することを避け、イソプロ
ピルアルコールやジメチルスルホキシドなどでのリンス
工程を挿入するとか、水を混入してもAlを腐食すること
のない中性薬液を使用するなどの処置が講じられてい
る。
液が高濃度のうちはよいが、直接の水洗により表面の硝
酸濃度が低下すると、酸化作用よりAlを腐食する作用が
強まり始める。また、アミン系の洗浄液では、直接水洗
するとアミンが水と反応して強アルカリになり、Alを腐
食し始める。これらの腐食を抑制するために、実際の洗
浄工程では洗浄後に直接水洗することを避け、イソプロ
ピルアルコールやジメチルスルホキシドなどでのリンス
工程を挿入するとか、水を混入してもAlを腐食すること
のない中性薬液を使用するなどの処置が講じられてい
る。
【０００４】このような従来の洗浄方法では、洗浄効果
やパーティクルの付着低減、洗浄液の寿命の問題などか
ら複数の洗浄槽を用いて行われることが多い。また、ア
ミン系の洗浄液を用いる場合には、洗浄槽から水洗槽へ
の洗浄液の持ち込みによるウェーハ表面の液層のアルカ
リ化でAlが腐食され、配線抵抗の増大や第１のAl配線層
と第２のAl配線層のスルーホール抵抗の増大などの不良
現象を引き起こすため、洗浄工程と水洗工程との間にイ
ソプロピルアルコールやジメチルスルホキシドなどによ
るリンスを加えるとか、水と混合してもAlを腐食するこ
とのない中性の洗浄液を用いるようにしている。
やパーティクルの付着低減、洗浄液の寿命の問題などか
ら複数の洗浄槽を用いて行われることが多い。また、ア
ミン系の洗浄液を用いる場合には、洗浄槽から水洗槽へ
の洗浄液の持ち込みによるウェーハ表面の液層のアルカ
リ化でAlが腐食され、配線抵抗の増大や第１のAl配線層
と第２のAl配線層のスルーホール抵抗の増大などの不良
現象を引き起こすため、洗浄工程と水洗工程との間にイ
ソプロピルアルコールやジメチルスルホキシドなどによ
るリンスを加えるとか、水と混合してもAlを腐食するこ
とのない中性の洗浄液を用いるようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、アルコ
ールなどによるリンス工程を加えた場合にも、処理数の
増加とともにアルコール槽への洗浄液の持ち込み量も増
加し、腐食に起因する不良も増大し始めるという問題が
ある。しかも新液を用いた場合でもこれらのリンス工程
の挿入による腐食の抑制は完全ではないが、それはリン
ス槽から水洗槽にウェーハが移動する際、ウェーハの表
面の一部に洗浄液層が存在するからであると推測され
る。
ールなどによるリンス工程を加えた場合にも、処理数の
増加とともにアルコール槽への洗浄液の持ち込み量も増
加し、腐食に起因する不良も増大し始めるという問題が
ある。しかも新液を用いた場合でもこれらのリンス工程
の挿入による腐食の抑制は完全ではないが、それはリン
ス槽から水洗槽にウェーハが移動する際、ウェーハの表
面の一部に洗浄液層が存在するからであると推測され
る。
【０００６】一方、Alエッチング後のアッシング残渣に
は、有機物質のみでなく配線材料や下地酸化膜等の無機
物質をも含んでいるが、これら無機物質は通常の中性有
機溶剤では除去することが困難であるため、若干ながら
Alを溶解してしまうがより高い剥離効果を有する洗浄液
を使用せざるを得ないことになる。このため、ウェーハ
表面の洗浄液層は、主としてアルミからなる配線材料に
帰属するイオンにより電解液となっている。この時点で
の電解液濃度はほぼ均一であるが、リンス液槽あるいは
水洗槽に挿入される際には、電解液濃度に不均一性が生
じて、濃淡電池効果と配線材料の不均一性による局部電
池効果によるAl合金の腐食が進行しはじめる。
は、有機物質のみでなく配線材料や下地酸化膜等の無機
物質をも含んでいるが、これら無機物質は通常の中性有
機溶剤では除去することが困難であるため、若干ながら
Alを溶解してしまうがより高い剥離効果を有する洗浄液
を使用せざるを得ないことになる。このため、ウェーハ
表面の洗浄液層は、主としてアルミからなる配線材料に
帰属するイオンにより電解液となっている。この時点で
の電解液濃度はほぼ均一であるが、リンス液槽あるいは
水洗槽に挿入される際には、電解液濃度に不均一性が生
じて、濃淡電池効果と配線材料の不均一性による局部電
池効果によるAl合金の腐食が進行しはじめる。
【０００７】そして、実プロセスにおいては、第１のAl
配線層のエッチング後、第１のAl配線層と第２のAl配線
層間のスルーホールエッチ後などに洗浄工程が位置する
ため、配線抵抗やスルーホール抵抗の増大等の不良が深
刻となる。また、これらの問題を解決すべく腐食を生じ
ない中性の洗浄液を採用しようとすると、アッシング残
渣の剥離効果を犠牲にせざるを得ず、そのため不純物の
残留に起因する第１のAl配線層と第２のAl配線層間の層
間絶縁不良などの問題が生じてくる。
配線層のエッチング後、第１のAl配線層と第２のAl配線
層間のスルーホールエッチ後などに洗浄工程が位置する
ため、配線抵抗やスルーホール抵抗の増大等の不良が深
刻となる。また、これらの問題を解決すべく腐食を生じ
ない中性の洗浄液を採用しようとすると、アッシング残
渣の剥離効果を犠牲にせざるを得ず、そのため不純物の
残留に起因する第１のAl配線層と第２のAl配線層間の層
間絶縁不良などの問題が生じてくる。
【０００８】このような従来の問題を改善する手段とし
て、たとえば特開平３−180040号公報には、配線層をド
ライエッチングによりパターンエッチングした後、この
配線パターンを有機溶剤により洗浄する工程を含めるこ
とにより、残留塩素成分による配線パターンのアフター
コロージョンを阻止する半導体装置の製造方法が開示さ
れているが、この方法ではレジストを剥離するアッシン
グ工程が含まれていないため、ドライエッチング時にレ
ジスト側面や配線側面に生成するサイドウォールと呼ば
れる下地酸化膜のエッチング生成物を除去することがで
きず、その後残渣を除去するための有機溶剤による洗浄
後の水洗工程においてAl層を腐食するという悪影響が避
けられず、抜本的な解決策になっていないのである。
て、たとえば特開平３−180040号公報には、配線層をド
ライエッチングによりパターンエッチングした後、この
配線パターンを有機溶剤により洗浄する工程を含めるこ
とにより、残留塩素成分による配線パターンのアフター
コロージョンを阻止する半導体装置の製造方法が開示さ
れているが、この方法ではレジストを剥離するアッシン
グ工程が含まれていないため、ドライエッチング時にレ
ジスト側面や配線側面に生成するサイドウォールと呼ば
れる下地酸化膜のエッチング生成物を除去することがで
きず、その後残渣を除去するための有機溶剤による洗浄
後の水洗工程においてAl層を腐食するという悪影響が避
けられず、抜本的な解決策になっていないのである。
【０００９】本発明は、上記のような従来技術の有する
課題を解決すべくなされた半導体装置の洗浄方法を提供
することを目的とする。
課題を解決すべくなされた半導体装置の洗浄方法を提供
することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の態様は、
半導体装置の表面にレジストパターニングしてドライエ
ッチングを施した後アッシングする工程を経て洗浄工程
でレジストのアッシング残渣を除去してから水洗する半
導体装置の洗浄方法において、前記洗浄工程と水洗工程
との間に乾燥工程を挿入したことを特徴とする半導体装
置の洗浄方法である。
半導体装置の表面にレジストパターニングしてドライエ
ッチングを施した後アッシングする工程を経て洗浄工程
でレジストのアッシング残渣を除去してから水洗する半
導体装置の洗浄方法において、前記洗浄工程と水洗工程
との間に乾燥工程を挿入したことを特徴とする半導体装
置の洗浄方法である。
【００１１】また、本発明の第２の態様は、半導体装置
の表面にレジストパターニングしてドライエッチングを
施した後洗浄工程でレジスト残渣を除去してから水洗す
る半導体装置の洗浄方法において、前記洗浄工程と水洗
工程との間に乾燥工程を挿入したことを特徴とする半導
体装置の洗浄方法である。
の表面にレジストパターニングしてドライエッチングを
施した後洗浄工程でレジスト残渣を除去してから水洗す
る半導体装置の洗浄方法において、前記洗浄工程と水洗
工程との間に乾燥工程を挿入したことを特徴とする半導
体装置の洗浄方法である。
【００１２】
【作 用】本発明者は、上記の課題について鋭意研究実
験を行った結果、洗浄工程においてウェーハの洗浄表面
の全面あるいは一部に付着した導電性物質が洗浄液と接
触して、液中に導電性物質の構成元素に帰属するイオン
が溶出すると、水洗時にウェーハ表面の電解液濃度が変
化して導電性物質の腐食が生じることを見出し、この知
見に基づいて本発明を完成させるに至った。
験を行った結果、洗浄工程においてウェーハの洗浄表面
の全面あるいは一部に付着した導電性物質が洗浄液と接
触して、液中に導電性物質の構成元素に帰属するイオン
が溶出すると、水洗時にウェーハ表面の電解液濃度が変
化して導電性物質の腐食が生じることを見出し、この知
見に基づいて本発明を完成させるに至った。
【００１３】すなわち、本発明は、図１の配線形成工程
に示すように、ウェーハへのAl合金のスパッタリング
後、レジストパターニング、ドライエッチング、アッシ
ングという工程を経てレジストおよびそのアッシング残
渣を剥離・除去する洗浄工程の後に、乾燥工程を挿入す
ることにより、ウェーハ面の電解液層を除去することが
でき、これによって導電性物質による腐食を抑制するこ
とができる。
に示すように、ウェーハへのAl合金のスパッタリング
後、レジストパターニング、ドライエッチング、アッシ
ングという工程を経てレジストおよびそのアッシング残
渣を剥離・除去する洗浄工程の後に、乾燥工程を挿入す
ることにより、ウェーハ面の電解液層を除去することが
でき、これによって導電性物質による腐食を抑制するこ
とができる。
【００１４】なお、上記した乾燥工程の手段としては特
に限定するものではなく、たとえばスピンドライ、真空
乾燥、赤外線や熱風による加熱乾燥、凍結乾燥、電磁エ
ネルギーによる乾燥などいずれかの手段を、単独にある
いは組み合わせによって用いることができる。また、本
発明は、上記した配線形成工程におけるアッシング直後
の洗浄工程のみならず、アッシング工程を必要としない
メタルエッチング後の洗浄工程やスルーホールのエッチ
ング後の洗浄工程にも適用し得るものである。
に限定するものではなく、たとえばスピンドライ、真空
乾燥、赤外線や熱風による加熱乾燥、凍結乾燥、電磁エ
ネルギーによる乾燥などいずれかの手段を、単独にある
いは組み合わせによって用いることができる。また、本
発明は、上記した配線形成工程におけるアッシング直後
の洗浄工程のみならず、アッシング工程を必要としない
メタルエッチング後の洗浄工程やスルーホールのエッチ
ング後の洗浄工程にも適用し得るものである。
【００１５】すなわち、メタルエッチングの場合は、図
２に示すように、ウェーハ上にアルミ系合金をスパッタ
リング後、レジストパターニングを行いプラズマエッチ
ングしてから直接熱N2ブローと水洗の防食処理を行った
のち、アミン系の薬液で洗浄してレジスト残渣を剥離・
除去する洗浄工程の後に、乾燥工程を挿入することによ
り、アルミ系合金の腐食を防止することができる。
２に示すように、ウェーハ上にアルミ系合金をスパッタ
リング後、レジストパターニングを行いプラズマエッチ
ングしてから直接熱N2ブローと水洗の防食処理を行った
のち、アミン系の薬液で洗浄してレジスト残渣を剥離・
除去する洗浄工程の後に、乾燥工程を挿入することによ
り、アルミ系合金の腐食を防止することができる。
【００１６】また、スルーホールエッチングの場合も、
下層配線上部の酸化膜をエッチングした後のレジスト残
渣を剥離・除去する洗浄工程の後に、乾燥工程を挿入す
ることにより、下層配線の腐食を防止することができ
る。なお、本発明は、たとえばAl-Si 系合金やAl-Si-Cu
系合金およびこれらを含む積層配線などのAl系金属を対
象となし得るものである。
下層配線上部の酸化膜をエッチングした後のレジスト残
渣を剥離・除去する洗浄工程の後に、乾燥工程を挿入す
ることにより、下層配線の腐食を防止することができ
る。なお、本発明は、たとえばAl-Si 系合金やAl-Si-Cu
系合金およびこれらを含む積層配線などのAl系金属を対
象となし得るものである。
【００１７】
【実施例】Siウェーハ上にAl-Si-Cu系合金をスパッタリ
ング法で成膜した試料を、液温度100 ℃のアミン系薬液
に10min 浸した後、スピンドライヤを用いて乾燥した。
その後、純水で洗浄し、再度スピンドライヤで乾燥し
た。その試料の表面を２万倍の走査型電子顕微鏡で観察
したときの金属組織の写真を図３(a) に示した。なお、
比較のために、乾燥工程を用いない従来法での試料の金
属組織の顕微鏡写真を図３(b) に示した。
ング法で成膜した試料を、液温度100 ℃のアミン系薬液
に10min 浸した後、スピンドライヤを用いて乾燥した。
その後、純水で洗浄し、再度スピンドライヤで乾燥し
た。その試料の表面を２万倍の走査型電子顕微鏡で観察
したときの金属組織の写真を図３(a) に示した。なお、
比較のために、乾燥工程を用いない従来法での試料の金
属組織の顕微鏡写真を図３(b) に示した。
【００１８】図３(b) の従来法の場合は、最大２〜３μ
m 、平均で0.7 μm の局部腐食がおよそ１×107 箇所／
cm2 の頻度で発生したのに対し、図３(a) の本発明法の
場合は２万倍の倍率においても膜の局部腐食は観察され
なかった。なお、本発明による洗浄方法では一連の洗浄
操作を５回連続して行った場合でも、Al-Si-Cu系合金の
腐食は認められなかった。
m 、平均で0.7 μm の局部腐食がおよそ１×107 箇所／
cm2 の頻度で発生したのに対し、図３(a) の本発明法の
場合は２万倍の倍率においても膜の局部腐食は観察され
なかった。なお、本発明による洗浄方法では一連の洗浄
操作を５回連続して行った場合でも、Al-Si-Cu系合金の
腐食は認められなかった。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ウェーハを洗浄−水洗−乾燥と続く一連の洗浄工程にお
いて、洗浄後に導電性物質の表面に形成される洗浄液と
導電性物質帰属のイオンからなる電解液層を除去する乾
燥工程を挿入するようにしたので、導電性物質の腐食を
抑制することが可能となり、これによって半導体装置の
品質や歩留りの向上に大いに寄与する。
ウェーハを洗浄−水洗−乾燥と続く一連の洗浄工程にお
いて、洗浄後に導電性物質の表面に形成される洗浄液と
導電性物質帰属のイオンからなる電解液層を除去する乾
燥工程を挿入するようにしたので、導電性物質の腐食を
抑制することが可能となり、これによって半導体装置の
品質や歩留りの向上に大いに寄与する。
【図１】本発明の一実施例を示す工程図である。
【図２】本発明の他の実施例を示す工程図である。
【図３】(a) は本発明法を適用したときの試料表面の金
属組織を示す顕微鏡写真、(b)は従来法での試料表面の
金属組織を示す顕微鏡写真である。
属組織を示す顕微鏡写真、(b)は従来法での試料表面の
金属組織を示す顕微鏡写真である。
【図４】配線形成過程における従来の洗浄工程を示す工
程図である。
程図である。
Claims (2)
- 【請求項１】 半導体装置の表面にレジストパターニ
ングしてドライエッチングを施した後アッシングする工
程を経て洗浄工程でレジストのアッシング残渣を除去し
てから水洗する半導体装置の洗浄方法において、前記洗
浄工程と水洗工程との間に乾燥工程を挿入したことを特
徴とする半導体装置の洗浄方法。 - 【請求項２】 半導体装置の表面にレジストパターニ
ングしてドライエッチングを施した後洗浄工程でレジス
ト残渣を除去してから水洗する半導体装置の洗浄方法に
おいて、前記洗浄工程と水洗工程との間に乾燥工程を挿
入したことを特徴とする半導体装置の洗浄方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12031493A JPH06120191A (ja) | 1992-08-17 | 1993-05-24 | 半導体装置の洗浄方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21803292 | 1992-08-17 | ||
| JP4-218032 | 1992-08-17 | ||
| JP12031493A JPH06120191A (ja) | 1992-08-17 | 1993-05-24 | 半導体装置の洗浄方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06120191A true JPH06120191A (ja) | 1994-04-28 |
Family
ID=26457925
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12031493A Pending JPH06120191A (ja) | 1992-08-17 | 1993-05-24 | 半導体装置の洗浄方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06120191A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001210648A (ja) * | 2000-01-28 | 2001-08-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電子デバイスの製造方法 |
| US6451707B2 (en) | 1999-12-07 | 2002-09-17 | Matsushita Electronics Corporation | Method of removing reaction product due to plasma ashing of a resist pattern |
| US7267130B2 (en) | 2000-09-22 | 2007-09-11 | Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd. | Substrate processing apparatus |
| US7479205B2 (en) | 2000-09-22 | 2009-01-20 | Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd. | Substrate processing apparatus |
-
1993
- 1993-05-24 JP JP12031493A patent/JPH06120191A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6451707B2 (en) | 1999-12-07 | 2002-09-17 | Matsushita Electronics Corporation | Method of removing reaction product due to plasma ashing of a resist pattern |
| JP2001210648A (ja) * | 2000-01-28 | 2001-08-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電子デバイスの製造方法 |
| US7267130B2 (en) | 2000-09-22 | 2007-09-11 | Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd. | Substrate processing apparatus |
| US7428907B2 (en) | 2000-09-22 | 2008-09-30 | Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd. | Substrate processing apparatus |
| US7479205B2 (en) | 2000-09-22 | 2009-01-20 | Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd. | Substrate processing apparatus |
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