JPH11135473A - 半導体装置の製造方法および半導体装置 - Google Patents
半導体装置の製造方法および半導体装置Info
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- JPH11135473A JPH11135473A JP9297167A JP29716797A JPH11135473A JP H11135473 A JPH11135473 A JP H11135473A JP 9297167 A JP9297167 A JP 9297167A JP 29716797 A JP29716797 A JP 29716797A JP H11135473 A JPH11135473 A JP H11135473A
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- H10P70/27—Cleaning during device manufacture during, before or after processing of conductive materials, e.g. polysilicon or amorphous silicon layers
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体デバイスの製造工程で、ドライエッチ
ングによる反応生成物のみ、または反応生成物とレジス
トマスクを同時に少ない薬液使用量で除去可能な半導体
装置の製造方法を提供する。 【解決手段】 容積混合比で、硫酸５〜７：フッ酸１／
４００〜１／１０００とし、温度を２５〜７０℃とした
薬液により、反応生成物のみを除去する。また、容積混
合比で、硫酸５〜７：過酸化水素水１：フッ酸１／４０
０〜１／１０００とし、温度を７０〜１００℃とした薬
液にり反応生成物とレジストマスクとを同時に除去す
る。
ングによる反応生成物のみ、または反応生成物とレジス
トマスクを同時に少ない薬液使用量で除去可能な半導体
装置の製造方法を提供する。 【解決手段】 容積混合比で、硫酸５〜７：フッ酸１／
４００〜１／１０００とし、温度を２５〜７０℃とした
薬液により、反応生成物のみを除去する。また、容積混
合比で、硫酸５〜７：過酸化水素水１：フッ酸１／４０
０〜１／１０００とし、温度を７０〜１００℃とした薬
液にり反応生成物とレジストマスクとを同時に除去す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ドライエッチン
グで生成された反応生成物を半導体ウェーハから除去
し、あるいは反応生成物とレジストマスクとを同時に除
去するためのウエットエッチング工程を含む半導体装置
の製造方法及びその製造方法による半導体装置に関する
ものである。
グで生成された反応生成物を半導体ウェーハから除去
し、あるいは反応生成物とレジストマスクとを同時に除
去するためのウエットエッチング工程を含む半導体装置
の製造方法及びその製造方法による半導体装置に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の技術として、例えば、特開昭４９
−１０７４６号公報に、シリコンウェーハを硫酸・過酸
化水素水・フッ酸の混合液で洗浄する方法が開示されて
いるが、ドライエッチングで生成された反応生成物とレ
ジストマスクとを除去するための技術については示され
ていない。
−１０７４６号公報に、シリコンウェーハを硫酸・過酸
化水素水・フッ酸の混合液で洗浄する方法が開示されて
いるが、ドライエッチングで生成された反応生成物とレ
ジストマスクとを除去するための技術については示され
ていない。
【０００３】また、シリコン基板上のシリコン酸化膜あ
るいは多結晶シリコン膜のドライッチングで生成された
反応生成物とレジストマスクとを除去するための技術に
ついては、イ：特開平４−１４２７４１号、ロ：特開平
７−９９１７８号、ハ：特開平８−３３９９９６号など
の公報に開示されている。特に、「イ」は付着したパ−
ティクルを、「ロ」はドライエッチング損傷層を、
「ハ」はウエットエッチングでの微小異物を除去する技
術に関する。すなわち「イ」は硫酸・過酸化水素水→純
水→過酸化水素水・アンモニヤ→純水、「ロ」はフッ酸
→硫酸・過酸化水素水→フッ酸、「ハ」は緩衝フッ化ア
ンモニウム溶液→硫酸・過酸化水素水→フッ酸→純水、
などのウエットエッチング技術がそれぞれ開示されてい
る。
るいは多結晶シリコン膜のドライッチングで生成された
反応生成物とレジストマスクとを除去するための技術に
ついては、イ：特開平４−１４２７４１号、ロ：特開平
７−９９１７８号、ハ：特開平８−３３９９９６号など
の公報に開示されている。特に、「イ」は付着したパ−
ティクルを、「ロ」はドライエッチング損傷層を、
「ハ」はウエットエッチングでの微小異物を除去する技
術に関する。すなわち「イ」は硫酸・過酸化水素水→純
水→過酸化水素水・アンモニヤ→純水、「ロ」はフッ酸
→硫酸・過酸化水素水→フッ酸、「ハ」は緩衝フッ化ア
ンモニウム溶液→硫酸・過酸化水素水→フッ酸→純水、
などのウエットエッチング技術がそれぞれ開示されてい
る。
【０００４】以上のように従来は、有機系・シリコン系
・酸化膜系などの被エッチング材料ごとに、あるいは各
種の除去対象物ごとに、対応する薬液を使って別々に除
去が行われていた。従って薬液の種類・使用量が多く、
異なる薬液に順次浸漬していく多槽式処理のため工程数
が多く、処理時間も長く、またドライエッチング用真空
設備とウエットエッチング用化学設備との使用設備の切
替を何度も行う必要があるなど生産・品質管理が煩雑で
あった。
・酸化膜系などの被エッチング材料ごとに、あるいは各
種の除去対象物ごとに、対応する薬液を使って別々に除
去が行われていた。従って薬液の種類・使用量が多く、
異なる薬液に順次浸漬していく多槽式処理のため工程数
が多く、処理時間も長く、またドライエッチング用真空
設備とウエットエッチング用化学設備との使用設備の切
替を何度も行う必要があるなど生産・品質管理が煩雑で
あった。
【０００５】また従来は、一度の薬液またはウエットエ
ッチング工程によって、レジストマスクを継続使用する
ために残して各種の反応生成物のみを除去する方法、ま
たは各種の反応生成物をレジストマスクとともに同時に
除去する適切な方法がなく、その確立が要望されてい
た。
ッチング工程によって、レジストマスクを継続使用する
ために残して各種の反応生成物のみを除去する方法、ま
たは各種の反応生成物をレジストマスクとともに同時に
除去する適切な方法がなく、その確立が要望されてい
た。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】この発明は上述のよう
な課題を解決するためになされたもので、その目的はド
ライエッチングによる反応生成物のみ、または反応生成
物とレジストマスクとを少い薬液使用量で除去可能な半
導体装置の製造方法を提供しようとするものである。
な課題を解決するためになされたもので、その目的はド
ライエッチングによる反応生成物のみ、または反応生成
物とレジストマスクとを少い薬液使用量で除去可能な半
導体装置の製造方法を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項１によ
る半導体装置の製造方法は、半導体装置の製造工程にお
いて、シリコン系半導体試料にレジストパターンを施し
反応性ガスによりドライエッチングする工程と、上記ド
ライエッチングで生成され上記半導体試料に付着した反
応生成物を硫酸とフッ酸とを含む第１の薬液により洗浄
して除去する工程とを含むことを特徴とするものであ
る。
る半導体装置の製造方法は、半導体装置の製造工程にお
いて、シリコン系半導体試料にレジストパターンを施し
反応性ガスによりドライエッチングする工程と、上記ド
ライエッチングで生成され上記半導体試料に付着した反
応生成物を硫酸とフッ酸とを含む第１の薬液により洗浄
して除去する工程とを含むことを特徴とするものであ
る。
【０００８】請求項２による半導体装置の製造方法は、
上記第１の薬液の容積混合比を、硫酸５〜７：フッ酸１
／４００〜１／１０００とし、薬液温度を２５〜７０℃
としたことを特徴とするものである。
上記第１の薬液の容積混合比を、硫酸５〜７：フッ酸１
／４００〜１／１０００とし、薬液温度を２５〜７０℃
としたことを特徴とするものである。
【０００９】請求項３による半導体装置の製造方法は、
半導体装置の製造工程において、シリコン系半導体試料
にレジストパターンを施し反応性ガスによりドライエッ
チングする工程と、上記ドライエッチングで生成され上
記半導体試料に付着した反応生成物と上記レジストパタ
ーンとを硫酸と過酸化水素水とフッ酸とを含む第２の薬
液によりエッチング除去する工程とを含むことを特徴と
するものである。
半導体装置の製造工程において、シリコン系半導体試料
にレジストパターンを施し反応性ガスによりドライエッ
チングする工程と、上記ドライエッチングで生成され上
記半導体試料に付着した反応生成物と上記レジストパタ
ーンとを硫酸と過酸化水素水とフッ酸とを含む第２の薬
液によりエッチング除去する工程とを含むことを特徴と
するものである。
【００１０】請求項４による半導体装置の製造方法は、
上記第２の薬液の容積混合比が、硫酸５〜７：過酸化水
素水１；フッ酸１／４００〜１／１０００とし、薬液温
度を７０〜１００℃としたことを特徴とするものであ
る。
上記第２の薬液の容積混合比が、硫酸５〜７：過酸化水
素水１；フッ酸１／４００〜１／１０００とし、薬液温
度を７０〜１００℃としたことを特徴とするものであ
る。
【００１１】請求項５による半導体装置の製造方法は、
上記ドライエッチングによりエッチングされる材料が、
単結晶シリコン、多結晶シリコン、アモルフアスシリコ
ン、シリサイド、ポリサイド、酸化シリコン、窒化シリ
コン、または酸化窒化シリコンのいずれかであることを
特徴とするものである。
上記ドライエッチングによりエッチングされる材料が、
単結晶シリコン、多結晶シリコン、アモルフアスシリコ
ン、シリサイド、ポリサイド、酸化シリコン、窒化シリ
コン、または酸化窒化シリコンのいずれかであることを
特徴とするものである。
【００１２】請求項６による半導体装置の製造方法は、
上記ドライエッチング用の反応ガスが、臭化水素（ＨＢ
ｒ）、臭素（Ｂｒ2） 、塩素ガス（Ｃｌ2） 、フッ素系
ガス（ＣＦ4 ，ＣＨＦ3，ＣＨ2Ｆ2又はＣ2Ｆ6）のいず
れかであることを特徴とするものである。
上記ドライエッチング用の反応ガスが、臭化水素（ＨＢ
ｒ）、臭素（Ｂｒ2） 、塩素ガス（Ｃｌ2） 、フッ素系
ガス（ＣＦ4 ，ＣＨＦ3，ＣＨ2Ｆ2又はＣ2Ｆ6）のいず
れかであることを特徴とするものである。
【００１３】また、この発明の請求項７による半導体装
置は、請求項１〜６のいずれかに記載の半導体装置の製
造方法によって製造されたことを特徴とするものであ
る。
置は、請求項１〜６のいずれかに記載の半導体装置の製
造方法によって製造されたことを特徴とするものであ
る。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、図１〜図４を参照してこの
発明の実施の形態について説明する。なお図中同一の符
号はそれぞれ同一または相当部分を示す。 実施の形態１．図１は、この発明の実施の形態１による
半導体装置の製造方法を説明するための工程図である。
この実施の形態１では、ドライエッチング反応生成物の
みが除去され、レジストマスクが除去されぬように、薬
液が選択される。図１（ａ）は第１回目ドライエッチン
グ開始前、図１（ｂ）は第１回目ドライエッチング終了
時、図１（ｃ）は第１回目ウエットエッチング終了時の
状態を示す模式的断面図である。
発明の実施の形態について説明する。なお図中同一の符
号はそれぞれ同一または相当部分を示す。 実施の形態１．図１は、この発明の実施の形態１による
半導体装置の製造方法を説明するための工程図である。
この実施の形態１では、ドライエッチング反応生成物の
みが除去され、レジストマスクが除去されぬように、薬
液が選択される。図１（ａ）は第１回目ドライエッチン
グ開始前、図１（ｂ）は第１回目ドライエッチング終了
時、図１（ｃ）は第１回目ウエットエッチング終了時の
状態を示す模式的断面図である。
【００１５】まず図１（ａ）を参照して、シリコン基板
１の表面上に膜厚が例えば１０００ｎｍのシリコン酸化
膜２（ＳｉＯ2）を熱酸化法で形成し、このシリコン酸
化膜２上に例えば配線電極材料となる多結晶シリコン膜
３を化学的気相成長（ＣＶＤ）法で３００ｎｍ堆積す
る。さらに多結晶シリコン膜３上にフォトレジストを約
１０００ｎｍの厚さに回転塗布し、それをフオトリソグ
ラフィ−（露光・現像）技術により配線電極のエッチン
グマスクとなるようにレジストマスク４をパタ−ニング
する。
１の表面上に膜厚が例えば１０００ｎｍのシリコン酸化
膜２（ＳｉＯ2）を熱酸化法で形成し、このシリコン酸
化膜２上に例えば配線電極材料となる多結晶シリコン膜
３を化学的気相成長（ＣＶＤ）法で３００ｎｍ堆積す
る。さらに多結晶シリコン膜３上にフォトレジストを約
１０００ｎｍの厚さに回転塗布し、それをフオトリソグ
ラフィ−（露光・現像）技術により配線電極のエッチン
グマスクとなるようにレジストマスク４をパタ−ニング
する。
【００１６】ここでレジストマスク４は、例えばポジ型
化学増幅レジスト材料（レプレ−社製、ＸＰ８８４
３）、またはフォトレジスト（東京応化社製、ＯＭＲ−
８３）を用いることができる。なお、ドライエッチング
処理されるためにレジストパターンが施される前の半導
体ウェーハの状態は、図１（ａ）に示されるものに限ら
ないが、これらを半導体試料と総称することにする。
化学増幅レジスト材料（レプレ−社製、ＸＰ８８４
３）、またはフォトレジスト（東京応化社製、ＯＭＲ−
８３）を用いることができる。なお、ドライエッチング
処理されるためにレジストパターンが施される前の半導
体ウェーハの状態は、図１（ａ）に示されるものに限ら
ないが、これらを半導体試料と総称することにする。
【００１７】次に、図１（ａ）の半導体ウェーハは、図
示しない反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）真空設備に
装着されて、レジストマスク４をマスクとして多結晶シ
リコン膜３の第１回目（異方性）ドライエッチングが行
われる。ドライエッチング用の反応ガスは、ハロゲン系
の臭化水素ガスＨＢｒと塩素ガスＣｌ2 ガスの混合ガス
に酸素ガスＯ2が添加されている。酸素ガスが添加され
た場合は、シリコンとの反応生成物ＳｉＢｒY の再分解
物として ＳｉＢｒ4 ＋Ｏ2 →ＳｉＯ2 ＋２Ｂｒ2 のように追加的に生成されるＳｉＯ2がレジストマスク
４上に付着するのでレジストマスク４のエッチングが抑
制される。その結果、レジストマスク４に対する多結晶
シリコン膜３のエッチング選択比が格段に向上する。
示しない反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）真空設備に
装着されて、レジストマスク４をマスクとして多結晶シ
リコン膜３の第１回目（異方性）ドライエッチングが行
われる。ドライエッチング用の反応ガスは、ハロゲン系
の臭化水素ガスＨＢｒと塩素ガスＣｌ2 ガスの混合ガス
に酸素ガスＯ2が添加されている。酸素ガスが添加され
た場合は、シリコンとの反応生成物ＳｉＢｒY の再分解
物として ＳｉＢｒ4 ＋Ｏ2 →ＳｉＯ2 ＋２Ｂｒ2 のように追加的に生成されるＳｉＯ2がレジストマスク
４上に付着するのでレジストマスク４のエッチングが抑
制される。その結果、レジストマスク４に対する多結晶
シリコン膜３のエッチング選択比が格段に向上する。
【００１８】反応性ガスによるドライエッチングの工程
で、シリコン反応としてのＳｉＣｌ4 ，ＳｉＢｒX と、
酸化反応としてのＳｉＯXと、レジストその他の有機物
との有機反応としてのＣを主成分としＨ，Ｏ，Ｎを含む
有機物などの生成が進行し、これらが反応生成物５とし
て半導体ウェーハに堆積し始める。この反応生成物５
は、主にレジストマスク４と多結晶シリコン膜３の側面
壁の表面上に残渣となって堆積する。その後、ドライエ
ッチングは、図１（ｂ）に示すように、シリコン酸化膜
２が露出するタイミングで終了するように制御される。
で、シリコン反応としてのＳｉＣｌ4 ，ＳｉＢｒX と、
酸化反応としてのＳｉＯXと、レジストその他の有機物
との有機反応としてのＣを主成分としＨ，Ｏ，Ｎを含む
有機物などの生成が進行し、これらが反応生成物５とし
て半導体ウェーハに堆積し始める。この反応生成物５
は、主にレジストマスク４と多結晶シリコン膜３の側面
壁の表面上に残渣となって堆積する。その後、ドライエ
ッチングは、図１（ｂ）に示すように、シリコン酸化膜
２が露出するタイミングで終了するように制御される。
【００１９】次に図１（ｂ）の半導体ウェーハは、図示
しないエッチング用化学設備に移されて、半導体ウェー
ハ上に堆積した不要な反応生成物５を除去するために、
第１回目のウエットエッチングが行われる。このウエッ
トエッチングでは、半導体ウェーハが、容積混合比で硫
酸６：フッ酸１／６００の混合液に、液温２５℃で、６
分間浸漬される。
しないエッチング用化学設備に移されて、半導体ウェー
ハ上に堆積した不要な反応生成物５を除去するために、
第１回目のウエットエッチングが行われる。このウエッ
トエッチングでは、半導体ウェーハが、容積混合比で硫
酸６：フッ酸１／６００の混合液に、液温２５℃で、６
分間浸漬される。
【００２０】この薬液を用いたウエットエッチング工程
によれば、図１（ｃ）に示すように、レジストマスク４
や多結晶シリコン膜３の側面壁などの表面上に残渣とな
って堆積していた反応生成物５のみが除去され、レジス
トマスク４は除去されず所望の状態でそのまま残る。こ
のレジストマスク４は、後に続く工程で第２回目のウエ
ットエッチングのマスクとして再使用することができ
る。
によれば、図１（ｃ）に示すように、レジストマスク４
や多結晶シリコン膜３の側面壁などの表面上に残渣とな
って堆積していた反応生成物５のみが除去され、レジス
トマスク４は除去されず所望の状態でそのまま残る。こ
のレジストマスク４は、後に続く工程で第２回目のウエ
ットエッチングのマスクとして再使用することができ
る。
【００２１】なお、反応生成物５のうち、ＳｉＯ2を主
成分としＳｉXＢｒYなどを含む酸化膜系およびシリコン
系のものは、フッ酸と反応して溶解除去される。また反
応生成物５のうち、Ｃを主成分としＨ，Ｏ，Ｎなどを含
む有機物系のものは、硫酸と反応して溶解除去される。
成分としＳｉXＢｒYなどを含む酸化膜系およびシリコン
系のものは、フッ酸と反応して溶解除去される。また反
応生成物５のうち、Ｃを主成分としＨ，Ｏ，Ｎなどを含
む有機物系のものは、硫酸と反応して溶解除去される。
【００２２】レジストマスク４上のＳｉＯ2系の反応生
成物５による保護効果もあるため、液温が常温の場合は
レジストマスク４が溶解されることはないが、マスクと
して再使用に支障が起こらないようにするために、液温
は７０℃以下に抑えることが望ましい。
成物５による保護効果もあるため、液温が常温の場合は
レジストマスク４が溶解されることはないが、マスクと
して再使用に支障が起こらないようにするために、液温
は７０℃以下に抑えることが望ましい。
【００２３】この実施の形態１における薬液の適切な混
合比を選択するために、ドライエッチング反応生成物の
みが除去され、レジストマスクが除去されぬように、図
１（ｂ）〜（ｃ）において、硫酸：フッ酸の混合比を広
範囲に変化させて実験を繰返した。例えば赤外特性吸収
帯の観測から有機系反応生成物を同定するなど各種の測
定方法を併用して、試料ウェーハの表面状態を評価し
た。
合比を選択するために、ドライエッチング反応生成物の
みが除去され、レジストマスクが除去されぬように、図
１（ｂ）〜（ｃ）において、硫酸：フッ酸の混合比を広
範囲に変化させて実験を繰返した。例えば赤外特性吸収
帯の観測から有機系反応生成物を同定するなど各種の測
定方法を併用して、試料ウェーハの表面状態を評価し
た。
【００２４】それらの実験結果から、液温の温度範囲が
常温（例えば２５℃）〜７０℃の場合に、容積混合比と
して硫酸５〜７：フッ酸１／４００〜１／１０００の範
囲で望ましい結果の得られることが分かった。以下この
薬液を第１の薬液と呼称する。また、容積混合比として
硫酸６：フッ酸１／４００〜１／１０００の範囲で最も
望ましい結果の得られることが分かった
常温（例えば２５℃）〜７０℃の場合に、容積混合比と
して硫酸５〜７：フッ酸１／４００〜１／１０００の範
囲で望ましい結果の得られることが分かった。以下この
薬液を第１の薬液と呼称する。また、容積混合比として
硫酸６：フッ酸１／４００〜１／１０００の範囲で最も
望ましい結果の得られることが分かった
【００２５】第１の薬液において、硫酸５〜７に対して
フッ酸の容積比が１／１０００より、特に１／１５００
より低くなると、反応生成物５のうちＳｉＯ2を主体と
する酸化膜系反応生成物の除去性が悪くなり、浸漬必要
時間が所定の許容時間を超えて長くなり過ぎる。また、
フッ酸の比が１／４００より、特に１／３００より高く
なるとウェーハ表面の鏡面性が損なわれ、品質許容限界
を超えるなどの理由から、第１の薬液の許容範囲が定め
られた。
フッ酸の容積比が１／１０００より、特に１／１５００
より低くなると、反応生成物５のうちＳｉＯ2を主体と
する酸化膜系反応生成物の除去性が悪くなり、浸漬必要
時間が所定の許容時間を超えて長くなり過ぎる。また、
フッ酸の比が１／４００より、特に１／３００より高く
なるとウェーハ表面の鏡面性が損なわれ、品質許容限界
を超えるなどの理由から、第１の薬液の許容範囲が定め
られた。
【００２６】以上説明したように、この実施の形態１に
よれば、半導体ウェーハなど半導体試料から、不要なド
ライエッチング反応生成物のみが除去され、レジストマ
スクが除去されぬように、効果的な薬液処理をすること
ができる。また、反応が連続又は同時に行われることに
より、薬液及び処理時間の削減を図ることが可能であ
る。
よれば、半導体ウェーハなど半導体試料から、不要なド
ライエッチング反応生成物のみが除去され、レジストマ
スクが除去されぬように、効果的な薬液処理をすること
ができる。また、反応が連続又は同時に行われることに
より、薬液及び処理時間の削減を図ることが可能であ
る。
【００２７】実施の形態２．図２はこの発明の実施の形
態２による半導体装置の製造方法を説明するための工程
図である。この実施の形態２では、ドライエッチング反
応生成物とともにレジストマスクも除去されるように薬
液が選択される。図２（ａ）は第２回目ドライエッチン
グ開始前，図２（ｂ）は第２回目ドライエッチング終了
時，図２（ｃ）は第２回目ウエットエッチング終了時の
状態を示す模式的断面図である。
態２による半導体装置の製造方法を説明するための工程
図である。この実施の形態２では、ドライエッチング反
応生成物とともにレジストマスクも除去されるように薬
液が選択される。図２（ａ）は第２回目ドライエッチン
グ開始前，図２（ｂ）は第２回目ドライエッチング終了
時，図２（ｃ）は第２回目ウエットエッチング終了時の
状態を示す模式的断面図である。
【００２８】第２回目ドライエッチング開始前を示す図
２（ａ）は、図１（ｃ）の半導体ウェーハが、図示しな
いＲＩＥ真空設備に移された状態を表している。ここで
マスク４を第２回目のマスクとして、多結晶シリコン膜
３に対する等方性ドライエッチングが開始される。第２
回目のドライエッチング用の反応ガスとしては、実施の
形態１で用いたガスと同一のＨＢｒとＣｌ2の混合ガス
で、酸素ガスは添加されない。
２（ａ）は、図１（ｃ）の半導体ウェーハが、図示しな
いＲＩＥ真空設備に移された状態を表している。ここで
マスク４を第２回目のマスクとして、多結晶シリコン膜
３に対する等方性ドライエッチングが開始される。第２
回目のドライエッチング用の反応ガスとしては、実施の
形態１で用いたガスと同一のＨＢｒとＣｌ2の混合ガス
で、酸素ガスは添加されない。
【００２９】反応性ガスによるドライエッチングの工程
で、シリコン反応としてのＳｉＣｌ4 ，ＳｉＢｒXと、
酸化反応としてのＳｉＯXと、レジストその他の有機物
との有機反応としてのＣを主成分としＨ，Ｏ，Ｎを含む
有機物などの生成が進行し、これらが反応生成物６とし
て半導体ウェーハに堆積し始める。この反応生成物６
は、レジストマスク４や多結晶シリコン膜３の側面壁な
どの表面上に残渣となって堆積する。その後、ドライエ
ッチングは、図２（ｂ）に示すように、多結晶シリコン
膜３の幅が所望量減少したところで終了するように制御
される。
で、シリコン反応としてのＳｉＣｌ4 ，ＳｉＢｒXと、
酸化反応としてのＳｉＯXと、レジストその他の有機物
との有機反応としてのＣを主成分としＨ，Ｏ，Ｎを含む
有機物などの生成が進行し、これらが反応生成物６とし
て半導体ウェーハに堆積し始める。この反応生成物６
は、レジストマスク４や多結晶シリコン膜３の側面壁な
どの表面上に残渣となって堆積する。その後、ドライエ
ッチングは、図２（ｂ）に示すように、多結晶シリコン
膜３の幅が所望量減少したところで終了するように制御
される。
【００３０】次に図２（ｂ）の半導体ウェーハは、図示
しないエッチング用化学設備に移されて、半導体ウェー
ハ上に堆積した不要な反応生成物６を除去し、かつレジ
ストマスク４も除去するために、第２回目のウエットエ
ッチングが行われる。このウエットエッチングでは、半
導体ウェーハが、容積混合比で、硫酸６：過酸化水素水
１：フッ酸１／６００の混合液に、液温１００℃で、２
分間浸漬される。
しないエッチング用化学設備に移されて、半導体ウェー
ハ上に堆積した不要な反応生成物６を除去し、かつレジ
ストマスク４も除去するために、第２回目のウエットエ
ッチングが行われる。このウエットエッチングでは、半
導体ウェーハが、容積混合比で、硫酸６：過酸化水素水
１：フッ酸１／６００の混合液に、液温１００℃で、２
分間浸漬される。
【００３１】図２（ｂ）のレジストマスク４や多結晶シ
リコン膜３の側面壁などの表面上に残渣となって堆積し
ていた反応生成物６と、レジストマスク４とは、ともに
同時に、薬液への一度の浸漬工程によって除去されて、
図２（ｃ）に示すように、配線電極３ｆに不要な反応生
成物が付着しない所望の状態が得られる。
リコン膜３の側面壁などの表面上に残渣となって堆積し
ていた反応生成物６と、レジストマスク４とは、ともに
同時に、薬液への一度の浸漬工程によって除去されて、
図２（ｃ）に示すように、配線電極３ｆに不要な反応生
成物が付着しない所望の状態が得られる。
【００３２】混合液中の過酸化水素水の作用により、反
応生成物６のうちの有機系反応生成物やレジストマスク
４の酸化が促進され、この酸化された後の有機系反応物
やレジストマスク４は有機物に対して強い還元作用をも
つ硫酸によって効果的に溶解除去される。また反応生成
物６のうちの酸化膜系やシリコン系の反応生成物は、過
酸化水素水の作用により酸化促進されフッ酸によって溶
解除去される。溶解除去に必要な浸漬時間は液温の低下
とともに増加するので、液温は７０℃以上に保持するこ
とが望ましい。
応生成物６のうちの有機系反応生成物やレジストマスク
４の酸化が促進され、この酸化された後の有機系反応物
やレジストマスク４は有機物に対して強い還元作用をも
つ硫酸によって効果的に溶解除去される。また反応生成
物６のうちの酸化膜系やシリコン系の反応生成物は、過
酸化水素水の作用により酸化促進されフッ酸によって溶
解除去される。溶解除去に必要な浸漬時間は液温の低下
とともに増加するので、液温は７０℃以上に保持するこ
とが望ましい。
【００３３】この実施の形態２における薬液の適切な混
合比を選択するために、ドライエッチング反応生成物と
ともにレジストマスクが除去されるように、図２（ｂ）
〜（ｃ）において、硫酸：過酸化水素水：フッ酸の混合
比を広範囲に変化させて実験を繰返した。試料ウェーハ
上の有機系など各種の反応生成物の同定や表面状態評価
法は実施の形態１における方法と同じである。
合比を選択するために、ドライエッチング反応生成物と
ともにレジストマスクが除去されるように、図２（ｂ）
〜（ｃ）において、硫酸：過酸化水素水：フッ酸の混合
比を広範囲に変化させて実験を繰返した。試料ウェーハ
上の有機系など各種の反応生成物の同定や表面状態評価
法は実施の形態１における方法と同じである。
【００３４】それらの実験結果から、液温の温度範囲が
７０〜１００℃の場合に、容積混合比で硫酸５〜７：過
酸化水素水１：フッ酸１／４００〜１／１０００の範囲
で望ましい結果の得られることが分かった。以下この薬
液を第２の薬液と呼称する。また、容積混合比で硫酸
６：過酸化水素水１：フッ酸１／４００〜１／１０００
の範囲で最も望ましい結果の得られることが分かった。
７０〜１００℃の場合に、容積混合比で硫酸５〜７：過
酸化水素水１：フッ酸１／４００〜１／１０００の範囲
で望ましい結果の得られることが分かった。以下この薬
液を第２の薬液と呼称する。また、容積混合比で硫酸
６：過酸化水素水１：フッ酸１／４００〜１／１０００
の範囲で最も望ましい結果の得られることが分かった。
【００３５】第２の薬液において、過酸化水素水１に対
して硫酸の容積比が５〜７より低くなると、レジストマ
スクの除去性が悪くなり、浸漬必要時間が所定の許容時
間を超えて長くなり過ぎる。また、硫酸の容積比が７よ
り高くなると、レジストマスクの除去性はよくなるが、
酸化膜系反応生成物６の除去性が悪くなって、やはり浸
漬必要時間が所定の許容時間を超えて長くなり過ぎる。
して硫酸の容積比が５〜７より低くなると、レジストマ
スクの除去性が悪くなり、浸漬必要時間が所定の許容時
間を超えて長くなり過ぎる。また、硫酸の容積比が７よ
り高くなると、レジストマスクの除去性はよくなるが、
酸化膜系反応生成物６の除去性が悪くなって、やはり浸
漬必要時間が所定の許容時間を超えて長くなり過ぎる。
【００３６】また第２の薬液において、過酸化水素水１
に対してフッ酸の容積比が１／１０００より、特に１／
１５００より低くなると、反応生成物６のうちＳｉＯ2
を主体とする酸化膜系反応生成物の除去性が悪くなり、
浸漬必要時間が所定の許容時間を超えて長くなり過ぎ
る。また、フッ酸の比が１／４００より、特に１／３０
０より高くなるとウェーハ表面の鏡面性が損なわれ、品
質許容限界を超えるなどの理由から、第２の薬液の許容
範囲が定められた。
に対してフッ酸の容積比が１／１０００より、特に１／
１５００より低くなると、反応生成物６のうちＳｉＯ2
を主体とする酸化膜系反応生成物の除去性が悪くなり、
浸漬必要時間が所定の許容時間を超えて長くなり過ぎ
る。また、フッ酸の比が１／４００より、特に１／３０
０より高くなるとウェーハ表面の鏡面性が損なわれ、品
質許容限界を超えるなどの理由から、第２の薬液の許容
範囲が定められた。
【００３７】次に、図３は、実施の形態２によるエッチ
ング方法を適用した他の事例を説明するための工程図で
ある。図３（ａ）はドライエッチング開始前，図３
（ｂ）はドライエッチング終了時，図３（ｃ）はウエッ
トエッチング終了時の状態を示す模式的断面図である。
ング方法を適用した他の事例を説明するための工程図で
ある。図３（ａ）はドライエッチング開始前，図３
（ｂ）はドライエッチング終了時，図３（ｃ）はウエッ
トエッチング終了時の状態を示す模式的断面図である。
【００３８】図３（ａ）〜（ｂ）の工程は、実施の形態
１の図１（ａ）〜（ｂ）と同様であるから、詳細な説明
は省略する。次に図３（ｂ）の半導体ウェーハは、図示
しないエッチング用化学設備に移されて、半導体ウェー
ハ上に堆積した不要な反応生成物５を除去し、かつレジ
ストマスク４も除去するために、ウエットエッチングが
行われる。この工程は、実施の形態２の図２（ｂ）〜
（ｃ）と同様であるから詳細な説明は省略する。この結
果、図３（ｃ）に示すように、配線電極３ｆに不要な反
応生成物が付着しない所望の状態が得られる。
１の図１（ａ）〜（ｂ）と同様であるから、詳細な説明
は省略する。次に図３（ｂ）の半導体ウェーハは、図示
しないエッチング用化学設備に移されて、半導体ウェー
ハ上に堆積した不要な反応生成物５を除去し、かつレジ
ストマスク４も除去するために、ウエットエッチングが
行われる。この工程は、実施の形態２の図２（ｂ）〜
（ｃ）と同様であるから詳細な説明は省略する。この結
果、図３（ｃ）に示すように、配線電極３ｆに不要な反
応生成物が付着しない所望の状態が得られる。
【００３９】以上説明したように、この実施の形態２に
よれば、半導体ウェーハなど半導体試料から、不要なド
ライエッチング反応生成物を除去するとともに、次の工
程で用いないレジストマスクを同時に除去するように、
効果的な薬液処理をすることができる。また、反応が連
続又は同時に行われることにより、薬液及び処理時間の
削減を図ることが可能である。
よれば、半導体ウェーハなど半導体試料から、不要なド
ライエッチング反応生成物を除去するとともに、次の工
程で用いないレジストマスクを同時に除去するように、
効果的な薬液処理をすることができる。また、反応が連
続又は同時に行われることにより、薬液及び処理時間の
削減を図ることが可能である。
【００４０】次に、実施の形態１〜２で説明したような
ウエットエッチング工程の選択切替が可能な半導体装置
の製造システムについて説明する。図４は、被エッチン
グ層のエッチング要求に対応して、薬液またはウエット
エッチング工程の選択切替が可能な製造システムを説明
するための図である。
ウエットエッチング工程の選択切替が可能な半導体装置
の製造システムについて説明する。図４は、被エッチン
グ層のエッチング要求に対応して、薬液またはウエット
エッチング工程の選択切替が可能な製造システムを説明
するための図である。
【００４１】図４において、１１はドライエッチング用
真空設備、２１はウエットエッチング用化学設備、２２
は化学設備の薬液やウエットエッチング工程を制御する
制御装置である。第１の薬液槽２３と２４、第２の薬液
槽２５と２６のように、異なる薬液毎に各々複数槽が用
意され、そして例えば同じ薬液の２槽は各々異なる液温
に保持されている。
真空設備、２１はウエットエッチング用化学設備、２２
は化学設備の薬液やウエットエッチング工程を制御する
制御装置である。第１の薬液槽２３と２４、第２の薬液
槽２５と２６のように、異なる薬液毎に各々複数槽が用
意され、そして例えば同じ薬液の２槽は各々異なる液温
に保持されている。
【００４２】制御装置２２は、到来した半導体ウェーハ
の被エッチング層のエッチング要求に対応して、薬液ま
たはウエットエッチング工程の選択切替が可能で、また
薬液の種類を選択した後、エッチング要求に最適の液温
に保持されている薬液槽が選択されるように制御可能に
構成されている。
の被エッチング層のエッチング要求に対応して、薬液ま
たはウエットエッチング工程の選択切替が可能で、また
薬液の種類を選択した後、エッチング要求に最適の液温
に保持されている薬液槽が選択されるように制御可能に
構成されている。
【００４３】実施の形態１〜２において上述したよう
に、ウエットエッチングによって、不要な反応生成物だ
けを除去するか、レジストマスクを反応生成物とともに
除去するか、いずれにするかは被エッチング層のエッチ
ング要求によって決められる。しかし半導体ウェーハ上
に各種の成膜を積層し、順次それらの成膜をエッチン
グ、洗浄する工程が繰返される半導体装置の製造システ
ムにおいては、ウエットエッチング工程とその薬液に限
定したとしても、実施の形態１〜２で開示された以外に
選択切替すべき条件は多種多様である。図３のウエット
エッチング工程の選択切替が可能な製造システムはその
一例である。
に、ウエットエッチングによって、不要な反応生成物だ
けを除去するか、レジストマスクを反応生成物とともに
除去するか、いずれにするかは被エッチング層のエッチ
ング要求によって決められる。しかし半導体ウェーハ上
に各種の成膜を積層し、順次それらの成膜をエッチン
グ、洗浄する工程が繰返される半導体装置の製造システ
ムにおいては、ウエットエッチング工程とその薬液に限
定したとしても、実施の形態１〜２で開示された以外に
選択切替すべき条件は多種多様である。図３のウエット
エッチング工程の選択切替が可能な製造システムはその
一例である。
【００４４】以上、ドライエッチングの被エッチング層
としては、実施の形態１〜２において多結晶シリコンを
具体例として述べたがこれに限定されず、例えばＭＯＳ
−ＦＥＴのゲ−トとなる薄膜の多結晶シリコンや、また
は、単結晶シリコン、アモルフアスシリコン、シリサイ
ド、ポリサイド、酸化シリコン、窒化シリコン、または
酸化窒化シリコンのいずれかを主成分とする材料であっ
てもよい。またＧａＡｓなどのIII−Ｖ族化合物半導体
の材料を含んでいてもよい。
としては、実施の形態１〜２において多結晶シリコンを
具体例として述べたがこれに限定されず、例えばＭＯＳ
−ＦＥＴのゲ−トとなる薄膜の多結晶シリコンや、また
は、単結晶シリコン、アモルフアスシリコン、シリサイ
ド、ポリサイド、酸化シリコン、窒化シリコン、または
酸化窒化シリコンのいずれかを主成分とする材料であっ
てもよい。またＧａＡｓなどのIII−Ｖ族化合物半導体
の材料を含んでいてもよい。
【００４５】また、ドライエッチング用の反応ガスは、
実施の形態１および２において臭化水素ＨＢｒ、臭素Ｂ
ｒ2、塩素ガスＣｌ2について述べたがこれに限定され
ず、例えばフッ素系ガスＣＦ4 、ＣＨＦ3 、ＣＨ2Ｆ
2 、またはＣ2Ｆ6のうちから選択されてもよい。
実施の形態１および２において臭化水素ＨＢｒ、臭素Ｂ
ｒ2、塩素ガスＣｌ2について述べたがこれに限定され
ず、例えばフッ素系ガスＣＦ4 、ＣＨＦ3 、ＣＨ2Ｆ
2 、またはＣ2Ｆ6のうちから選択されてもよい。
【００４６】第１の薬液または第２の薬液によって除去
される反応生成物はＳｉＯ2、ＳｉXＢｒY，ＣXＦYＳｉZ
を主成分とするシリコン系材料およびＣを主成分とし
Ｈ，Ｏ，Ｎを含む有機系材料であってもよい。
される反応生成物はＳｉＯ2、ＳｉXＢｒY，ＣXＦYＳｉZ
を主成分とするシリコン系材料およびＣを主成分とし
Ｈ，Ｏ，Ｎを含む有機系材料であってもよい。
【００４７】
【発明の効果】この発明によれば、ドライエッチングで
生成され半導体試料に付着した反応生成物を、硫酸とフ
ッ酸とを含む薬液により洗浄して除去するので、成膜時
または成膜後に平坦性の悪化やエッチング不良などを引
起こすことを防止できる効果がある。
生成され半導体試料に付着した反応生成物を、硫酸とフ
ッ酸とを含む薬液により洗浄して除去するので、成膜時
または成膜後に平坦性の悪化やエッチング不良などを引
起こすことを防止できる効果がある。
【００４８】また、この発明によれば、ドライエッチン
グで生成され半導体試料に付着した反応生成物とレジス
トパターンとを、硫酸と過酸化水素水とフッ酸とを含む
薬液によりエッチング除去するので、成膜時または成膜
後に平坦性の悪化やエッチング不良などを引起こすこと
を防止できる効果がある。
グで生成され半導体試料に付着した反応生成物とレジス
トパターンとを、硫酸と過酸化水素水とフッ酸とを含む
薬液によりエッチング除去するので、成膜時または成膜
後に平坦性の悪化やエッチング不良などを引起こすこと
を防止できる効果がある。
【図１】 この発明の実施の形態１による半導体装置の
製造方法を説明するための工程図である。
製造方法を説明するための工程図である。
【図２】 この発明の実施の形態２による半導体装置の
製造方法を説明するための工程図である。
製造方法を説明するための工程図である。
【図２】 この発明の実施の形態２による半導体装置の
製造方法を説明するための他の工程図である。
製造方法を説明するための他の工程図である。
【図４】 この発明の実施の形態１〜２による半導体装
置の製造方法を実施するめの半導体製造システムを説明
するための図である。
置の製造方法を実施するめの半導体製造システムを説明
するための図である。
１ シリコン基板、２ シリコン酸化膜、３ 多結晶シ
リコン膜、３ｆ配線電極、４ レジストマスク、５，６
反応生成物。
リコン膜、３ｆ配線電極、４ レジストマスク、５，６
反応生成物。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１０年２月１３日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１による半導体装置の
製造方法を説明するための工程図である。
製造方法を説明するための工程図である。
【図２】 この発明の実施の形態２による半導体装置の
製造方法を説明するための工程図である。
製造方法を説明するための工程図である。
【図３】 この発明の実施の形態２による半導体装置の
製造方法を説明するための他の工程図である。
製造方法を説明するための他の工程図である。
【図４】 この発明の実施の形態１〜２による半導体装
置の製造方法を実施するめの半導体製造システムを説明
するための図である。
置の製造方法を実施するめの半導体製造システムを説明
するための図である。
【符号の説明】 １ シリコン基板、２ シリコン酸化膜、３ 多結晶シ
リコン膜、３ｆ配線電極、４ レジストマスク、５，６
反応生成物。
リコン膜、３ｆ配線電極、４ レジストマスク、５，６
反応生成物。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 門脇 寛 兵庫県伊丹市瑞原四丁目１番地 菱電セミ コンダクタシステムエンジニアリング株式 会社内
Claims (7)
- 【請求項１】 半導体装置の製造工程において、シリコ
ン系半導体試料にレジストパターンを施し反応性ガスに
よりドライエッチングする工程と、上記ドライエッチン
グで生成され上記半導体試料に付着した反応生成物を硫
酸とフッ酸とを含む第１の薬液により洗浄して除去する
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】 上記第１の薬液の容積混合比を、硫酸５
〜７：フッ酸１／４００〜１／１０００とし、薬液温度
を２５〜７０℃としたことを特徴とする請求項１に記載
の半導体装置の製造方法。 - 【請求項３】 半導体装置の製造工程において、シリコ
ン系半導体試料にレジストパターンを施し反応性ガスに
よりドライエッチングする工程と、上記ドライエッチン
グで生成され上記半導体試料に付着した反応生成物と上
記レジストパターンとを硫酸と過酸化水素水とフッ酸と
を含む第２の薬液によりエッチング除去する工程とを含
むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項４】 上記第２の薬液の容積混合比を、硫酸５
〜７：過酸化水素水１：フッ酸１／４００〜１／１００
０とし、薬液温度を７０〜１００℃としたことを特徴と
する請求項３に記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項５】 上記ドライエッチングによりエッチング
される材料が、単結晶シリコン、多結晶シリコン、アモ
ルフアスシリコン、シリサイド、ポリサイド、酸化シリ
コン、窒化シリコン、または酸化窒化シリコンのいずれ
かであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記
載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項６】 上記ドライエッチング用の反応ガスが、
臭化水素（ＨＢｒ）、臭素（Ｂｒ2） 、塩素ガス（Ｃｌ
2） 、フッ素系ガス（ＣＦ4 ，ＣＨＦ3，ＣＨ2Ｆ2又は
Ｃ2Ｆ6）のいずれかであることを特徴とする請求項１〜
５のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項７】 請求項１〜６のいずれかに記載の半導体
装置の製造方法によって製造されたことを特徴とする半
導体装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29716797A JP3607061B2 (ja) | 1997-10-29 | 1997-10-29 | 半導体装置の製造方法 |
| US09/070,914 US6110834A (en) | 1997-10-29 | 1998-05-04 | Semiconductor device and manufacturing method thereof for removing reaction products of dry etching |
| TW087110453A TW511183B (en) | 1997-10-29 | 1998-06-29 | Manufacturing method of semiconductor device and semiconductor device |
| KR1019980026448A KR19990036549A (ko) | 1997-10-29 | 1998-07-01 | 반도체 장치의 제조방법 및 반도체 장치 |
| DE19829863A DE19829863B4 (de) | 1997-10-29 | 1998-07-03 | Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29716797A JP3607061B2 (ja) | 1997-10-29 | 1997-10-29 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11135473A true JPH11135473A (ja) | 1999-05-21 |
| JP3607061B2 JP3607061B2 (ja) | 2005-01-05 |
Family
ID=17843063
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29716797A Expired - Fee Related JP3607061B2 (ja) | 1997-10-29 | 1997-10-29 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6110834A (ja) |
| JP (1) | JP3607061B2 (ja) |
| KR (1) | KR19990036549A (ja) |
| DE (1) | DE19829863B4 (ja) |
| TW (1) | TW511183B (ja) |
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| CA2413666A1 (en) * | 2002-03-26 | 2003-09-26 | Takayuki Homma | Charge-giving body, and pattern-formed body using the same |
| TWI229917B (en) * | 2003-09-09 | 2005-03-21 | Nanya Technology Corp | Interconnect process and method for removing silicide |
| JP4326928B2 (ja) * | 2003-12-09 | 2009-09-09 | 株式会社東芝 | フォトレジスト残渣除去液組成物及び該組成物を用いる半導体回路素子の製造方法 |
| CN102468131B (zh) * | 2010-11-10 | 2016-06-01 | 中国科学院微电子研究所 | 高k栅介质/金属栅叠层栅结构刻蚀后聚合物去除方法 |
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| JP6026375B2 (ja) | 2013-09-02 | 2016-11-16 | 株式会社東芝 | 半導体装置の製造方法 |
| CN114038942A (zh) * | 2021-11-08 | 2022-02-11 | 浙江光特科技有限公司 | 一种光电探测器芯片的刻蚀去胶方法 |
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| US4585515A (en) * | 1985-03-11 | 1986-04-29 | Rca Corporation | Formation of conductive lines |
| US5443998A (en) * | 1989-08-01 | 1995-08-22 | Cypress Semiconductor Corp. | Method of forming a chlorinated silicon nitride barrier layer |
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