JP2807069B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、臭素を含むガスを用いて半導体素子をド
ライエッチングする半導体装置の製造方法に関する。
ライエッチングする半導体装置の製造方法に関する。
〔従来技術〕 半導体装置を微細加工、例えば、ゲート電極を加工す
る場合、臭素系ガスを用いたプラスマエッチングが使用
される場合がある。臭素系ガスを用いた場合、エッチン
グ終了後に酸素プラズマによるアッシングを行っても残
渣が発生する場合が多い。半導体基板上の残渣は非常に
除去することが困難であり、その発生原因としては半導
体基板の温度に強く依存し、例えば半導体基板を冷却し
たときに発生しやすいことが知られている（特開昭63−
110726）。
る場合、臭素系ガスを用いたプラスマエッチングが使用
される場合がある。臭素系ガスを用いた場合、エッチン
グ終了後に酸素プラズマによるアッシングを行っても残
渣が発生する場合が多い。半導体基板上の残渣は非常に
除去することが困難であり、その発生原因としては半導
体基板の温度に強く依存し、例えば半導体基板を冷却し
たときに発生しやすいことが知られている（特開昭63−
110726）。
残渣を除去する半導体装置の製造方法として、緩衝沸
酸液（BHF）を用いて除去する方法、あるいはO2/CF4ガ
スによりダウンフローアッシングを用いて除去する方法
が、ナカムラ氏等により“Variable Profile poly−Si
Etching with Low Temperature RIE and HBr gas"と題
する論文（pp.58−60）で1988年のドライプロセスシン
ポジウムに報告されている。
酸液（BHF）を用いて除去する方法、あるいはO2/CF4ガ
スによりダウンフローアッシングを用いて除去する方法
が、ナカムラ氏等により“Variable Profile poly−Si
Etching with Low Temperature RIE and HBr gas"と題
する論文（pp.58−60）で1988年のドライプロセスシン
ポジウムに報告されている。
また、この残渣が発生しないような条件出しが平成２
年春季応用物理学会（28p−ZF−３）に報告されてい
る。
年春季応用物理学会（28p−ZF−３）に報告されてい
る。
しかし、前述した緩衝沸酸液を用いて除去する方法
は、ゲート電極を加工する場合にゲート酸化膜やLOCOS
の膜減りや消失が起こる。これらがひどくなると、ゲー
トのバーズビーク（bird's beak）が増大したり、ソー
ス領域やドレイン領域にイオンを注入して高濃度不純物
領域を形成する時、フィールド部の突き抜けが問題にな
る。その為、この方法の使用は最小限度に抑える必要が
あり、十分に残渣を除去することができないという欠点
があった。
は、ゲート電極を加工する場合にゲート酸化膜やLOCOS
の膜減りや消失が起こる。これらがひどくなると、ゲー
トのバーズビーク（bird's beak）が増大したり、ソー
ス領域やドレイン領域にイオンを注入して高濃度不純物
領域を形成する時、フィールド部の突き抜けが問題にな
る。その為、この方法の使用は最小限度に抑える必要が
あり、十分に残渣を除去することができないという欠点
があった。
また、O2/CF4を用いたダウンフローアッシングによる
方法は、ポリシリコンがエッチングされる為、同様に使
用上の限度があり、十分に残渣を除去することができな
かった。
方法は、ポリシリコンがエッチングされる為、同様に使
用上の限度があり、十分に残渣を除去することができな
かった。
さらに、残渣が発生しないようなエッチングの条件出
しをする方法は、エッチング中の側壁保護膜の効果が十
分でなく、垂直な側面の形状を得るためのプロセスマー
ジンが小さくなるという欠点があった。この場合、非破
壊で残渣が残っているかどうかの判断をすることが容易
ではなく、エッチング後には確実にこれらの残渣が除去
できる処理が必要であった。
しをする方法は、エッチング中の側壁保護膜の効果が十
分でなく、垂直な側面の形状を得るためのプロセスマー
ジンが小さくなるという欠点があった。この場合、非破
壊で残渣が残っているかどうかの判断をすることが容易
ではなく、エッチング後には確実にこれらの残渣が除去
できる処理が必要であった。
そこで、本発明は確実に残渣を除去できる半導体装置
の製造方法を提供することを目的とする。
の製造方法を提供することを目的とする。
本発明者は従来の欠点を解決する為に、 一般の半
導体装置製造プロセスでは使用されない特殊な装置や薬
液を使用しないこと、 長時間の処理でもエッチング
などの問題が生じず、残渣除去効果を十分に得るのにマ
ージンがあること、という観点から、臭素系ガスを用い
て半導体素子をドライエッチングした後、ａ）硫酸過酸
化水素水による洗浄、ｂ）塩酸過酸化水素水による洗
浄、ｃ）アンモニア過酸化水素水による洗浄、ｄ）有機
溶剤による超音波洗浄、ｅ）現像液処理を試みた。その
結果、アンモニア過酸化水素水による洗浄で十分な残渣
除去効果が得られることを発見した。また、過酸化水素
を含まないアンモニア水では残渣除去の効果は低いが、
さらに加熱すれば、残渣除去効果が大きくなることが分
った。
導体装置製造プロセスでは使用されない特殊な装置や薬
液を使用しないこと、 長時間の処理でもエッチング
などの問題が生じず、残渣除去効果を十分に得るのにマ
ージンがあること、という観点から、臭素系ガスを用い
て半導体素子をドライエッチングした後、ａ）硫酸過酸
化水素水による洗浄、ｂ）塩酸過酸化水素水による洗
浄、ｃ）アンモニア過酸化水素水による洗浄、ｄ）有機
溶剤による超音波洗浄、ｅ）現像液処理を試みた。その
結果、アンモニア過酸化水素水による洗浄で十分な残渣
除去効果が得られることを発見した。また、過酸化水素
を含まないアンモニア水では残渣除去の効果は低いが、
さらに加熱すれば、残渣除去効果が大きくなることが分
った。
したがって、本発明に係る半導体装置の製造方法は、
臭素を含むガスを用いて半導体素子をドライエッチング
加工後に、アンモニア過酸化水素水を用いて、臭素を含
むガスのエッチングに起因する残渣を前記半導体素子か
ら除去することを特徴とする。
臭素を含むガスを用いて半導体素子をドライエッチング
加工後に、アンモニア過酸化水素水を用いて、臭素を含
むガスのエッチングに起因する残渣を前記半導体素子か
ら除去することを特徴とする。
この場合、アンモニア過酸化水素水の温度を60℃乃至
90℃にすると効果的である。
90℃にすると効果的である。
〔作用〕 本発明に係る半導体装置の製造方法は、以上のように
構成されているので、アンモニア過酸化水素水により、
臭素を含むガスのエッチングに起因する残渣は、効果的
に除去される。
構成されているので、アンモニア過酸化水素水により、
臭素を含むガスのエッチングに起因する残渣は、効果的
に除去される。
また、アンモニア過酸化水素水の使用温度を90℃以上
にすると、アンモニア過酸化水素水からO2が激しく発生
し、薬液のへたりが非常に早くなる。また、60℃未満に
すると、アンモニア過酸化水素水が新しくても、やや残
渣除去効果が劣る。
にすると、アンモニア過酸化水素水からO2が激しく発生
し、薬液のへたりが非常に早くなる。また、60℃未満に
すると、アンモニア過酸化水素水が新しくても、やや残
渣除去効果が劣る。
以下、本発明の一実施例に係る半導体装置の製造方法
を添附図面に基づき説明する。なお、説明において同一
要素には同一符号を使用し、重複する説明は省略する。
を添附図面に基づき説明する。なお、説明において同一
要素には同一符号を使用し、重複する説明は省略する。
第１図は本発明に係る半導体装置の製造方法を示す縦
断面図である。Si基板１の上にはゲート酸化膜２が形成
されており、この上に高濃度ｎ型多結晶Si膜３が形成さ
れている。
断面図である。Si基板１の上にはゲート酸化膜２が形成
されており、この上に高濃度ｎ型多結晶Si膜３が形成さ
れている。
まず、高濃度ｎ型多結晶Si膜３上に形成されたレジス
トパターン４を用いて、HBrによりドライエッチングし
（同図（ａ））、このドライエッチング後にアッシング
処理している。その後、60℃〜90℃のアンモニア過酸化
水素水を用いて高濃度ｎ型多結晶Si膜１を洗浄する。ド
ライエッチング後のアッシング処理では残渣５が残る
が、本発明に係る方法を適用した場合、残渣５は確実に
なくなる（同図（ｃ）参照）。この場合、この洗浄処理
により高濃度ｎ型多結晶Si膜はほとんどエッチングされ
ない。
トパターン４を用いて、HBrによりドライエッチングし
（同図（ａ））、このドライエッチング後にアッシング
処理している。その後、60℃〜90℃のアンモニア過酸化
水素水を用いて高濃度ｎ型多結晶Si膜１を洗浄する。ド
ライエッチング後のアッシング処理では残渣５が残る
が、本発明に係る方法を適用した場合、残渣５は確実に
なくなる（同図（ｃ）参照）。この場合、この洗浄処理
により高濃度ｎ型多結晶Si膜はほとんどエッチングされ
ない。
第２図はアンモニア過酸化水素水とアンモニア水の残
渣除去効果を比較した実験結果である。
渣除去効果を比較した実験結果である。
この実験では、HBrを用いて上面にレジストパターン
が形成された高濃度ｎ型多結晶Si膜１をドライエッチン
グし、その後、アンモニア過酸化水素水又はアンモニア
水で洗浄した時の残渣残り状況を洗浄液の使用温度毎に
示すものである。ここでは、洗浄処理前にアッシング処
理を施しており、高濃度ｎ型多結晶Si膜１は平坦面に45
0nm形成し、20％のオーバエッチングが施されている。
Ｏ印は10分の洗浄処理によりSEM観察のレベルで残渣を
除去できたことを表わし、Ｘ印は残渣が残った状態を示
す。アンモニア過酸化水素水を用いて処理する場合、ア
ンモニア水による洗浄より広い温度範囲で使用できるこ
とがわかる。
が形成された高濃度ｎ型多結晶Si膜１をドライエッチン
グし、その後、アンモニア過酸化水素水又はアンモニア
水で洗浄した時の残渣残り状況を洗浄液の使用温度毎に
示すものである。ここでは、洗浄処理前にアッシング処
理を施しており、高濃度ｎ型多結晶Si膜１は平坦面に45
0nm形成し、20％のオーバエッチングが施されている。
Ｏ印は10分の洗浄処理によりSEM観察のレベルで残渣を
除去できたことを表わし、Ｘ印は残渣が残った状態を示
す。アンモニア過酸化水素水を用いて処理する場合、ア
ンモニア水による洗浄より広い温度範囲で使用できるこ
とがわかる。
第３図は本発明の第１実施例に係る通常のゲート電極
を加工する時の処理例を示す。この場合、臭素系ガスを
用いたドライエッチング（ステップ101）の後で、アッ
シング処理（ステップ102）を介してアンモニア過酸化
水素水を用いて処理するが（ステップ103）、その後、
一般にピラニア洗浄と呼ばれる、硫酸過酸化水素水を用
いた洗浄を行ってもよい（ステップ104）。このピラニ
ア洗浄は、アンモニア過酸化水素水により剥離されたレ
ジストパーティクルを除去する点で効果的である。
を加工する時の処理例を示す。この場合、臭素系ガスを
用いたドライエッチング（ステップ101）の後で、アッ
シング処理（ステップ102）を介してアンモニア過酸化
水素水を用いて処理するが（ステップ103）、その後、
一般にピラニア洗浄と呼ばれる、硫酸過酸化水素水を用
いた洗浄を行ってもよい（ステップ104）。このピラニ
ア洗浄は、アンモニア過酸化水素水により剥離されたレ
ジストパーティクルを除去する点で効果的である。
第４図は本発明の第２実施例に係る長時間のドライエ
ッチングを行った時の処理例を示す。この実施例はアッ
シング処理の前に、アンモニア過酸化水素水を用いて処
理する点（ステップ202）で第１実施例とは異なる。こ
のように、アッシング前にアンモニア過酸化水素水を用
いた洗浄処理を施すことにより、酸素のみのアッシング
によって全くレジストが剥離できない場合には有用であ
る。
ッチングを行った時の処理例を示す。この実施例はアッ
シング処理の前に、アンモニア過酸化水素水を用いて処
理する点（ステップ202）で第１実施例とは異なる。こ
のように、アッシング前にアンモニア過酸化水素水を用
いた洗浄処理を施すことにより、酸素のみのアッシング
によって全くレジストが剥離できない場合には有用であ
る。
しかし、この洗浄処理（ステップ202）が長くなる
と、レジストが侵され、剥離されたレジストが洗浄槽に
浮き、パーティクルを大量に発生する。その後、同じ洗
浄槽でピラニア洗浄を行えばレジストに起因するこれら
のパーティクルは除去されるが、これらの処理には時間
がかかる。その為、このアッシング前の洗浄処理は短く
し、アッシングによりレジストの大部分の剥離が可能に
なる程度の最小限度にしておき、アッシング後に前述し
た同様の処理をすることが望ましい。このような工程を
とると工程数は増えるが、高スループット、低パーティ
クルが実現できる。以上のような処理を行った後は、洗
浄、酸化、その他の通常の処理を行えばよい。
と、レジストが侵され、剥離されたレジストが洗浄槽に
浮き、パーティクルを大量に発生する。その後、同じ洗
浄槽でピラニア洗浄を行えばレジストに起因するこれら
のパーティクルは除去されるが、これらの処理には時間
がかかる。その為、このアッシング前の洗浄処理は短く
し、アッシングによりレジストの大部分の剥離が可能に
なる程度の最小限度にしておき、アッシング後に前述し
た同様の処理をすることが望ましい。このような工程を
とると工程数は増えるが、高スループット、低パーティ
クルが実現できる。以上のような処理を行った後は、洗
浄、酸化、その他の通常の処理を行えばよい。
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではな
い。例えば、この実施例では多結晶Si膜を用いている
が、材料はSiに限定されない。
い。例えば、この実施例では多結晶Si膜を用いている
が、材料はSiに限定されない。
本発明は、以上説明したように構成されているので、
半導体素子をドライエッチングして半導体装置を製造す
る際、ドライエッチングにより発生する残渣を効率良く
除去できる。
半導体素子をドライエッチングして半導体装置を製造す
る際、ドライエッチングにより発生する残渣を効率良く
除去できる。
第１図は本発明に係る半導体装置の製造方法におけるエ
ッチング後の残渣除去処理を示す縦断面図、第２図は本
発明と従来例を比較した実験結果を示す図、第３図は本
発明の第１実施例に係る半導体装置の製造方法を示す工
程図、第４図は本発明の第２実施例に係る半導体装置の
製造方法を示す工程図である。 １……Si基板、２……ゲート酸化膜、３……高濃度ｎ型
多結晶Si膜、４……レジストパターン、５……残渣。
ッチング後の残渣除去処理を示す縦断面図、第２図は本
発明と従来例を比較した実験結果を示す図、第３図は本
発明の第１実施例に係る半導体装置の製造方法を示す工
程図、第４図は本発明の第２実施例に係る半導体装置の
製造方法を示す工程図である。 １……Si基板、２……ゲート酸化膜、３……高濃度ｎ型
多結晶Si膜、４……レジストパターン、５……残渣。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 21/302
Claims (2)
- 【請求項１】臭素を含むガスを用いて半導体素子をドラ
イエッチング加工する半導体装置の製造方法において、 前記ドライエッチング加工の後に、アンモニア過酸化水
素水を用いて、臭素を含むガスのエッチングに起因する
残渣を前記半導体素子から除去することを特徴とする半
導体装置の製造方法。 - 【請求項２】前記アンモニア過酸化水素水が、60℃乃至
90℃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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2214680A JP2807069B2 (ja) | 1990-08-14 | 1990-08-14 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2214680A JP2807069B2 (ja) | 1990-08-14 | 1990-08-14 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0496329A JPH0496329A (ja) | 1992-03-27 |
| JP2807069B2 true JP2807069B2 (ja) | 1998-09-30 |
Family
ID=16659805
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2214680A Expired - Fee Related JP2807069B2 (ja) | 1990-08-14 | 1990-08-14 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2807069B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010059660A (ko) * | 1999-12-30 | 2001-07-06 | 박종섭 | 반도체소자의 게이트전극 형성방법 |
| JP2002009040A (ja) | 2000-06-22 | 2002-01-11 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置の製造方法および半導体装置 |
| JP2007207791A (ja) * | 2006-01-31 | 2007-08-16 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55108731A (en) * | 1979-02-13 | 1980-08-21 | Fujitsu Ltd | Cleaning method |
| JPS5946032A (ja) * | 1982-09-09 | 1984-03-15 | Hitachi Ltd | 洗浄装置 |
| JPS60117717A (ja) * | 1983-11-30 | 1985-06-25 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JPS60236213A (ja) * | 1984-05-09 | 1985-11-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体基盤の製造方法 |
| JPH0770530B2 (ja) * | 1988-07-19 | 1995-07-31 | 富士通株式会社 | エッチング方法 |
-
1990
- 1990-08-14 JP JP2214680A patent/JP2807069B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0496329A (ja) | 1992-03-27 |
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