專利名稱：蝕刻殘?jiān)シ椒ㄒ约笆褂盟陌雽?dǎo)體器件的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在半導(dǎo)體制造方法的布線形成工序中，以抗蝕劑圖形作為掩模，然后利用蝕刻將金屬膜蝕刻(金屬蝕刻)，從而形成金屬布線，并將除去了無用的抗蝕圖形后殘存的蝕刻殘?jiān)サ奈g刻殘?jiān)シ椒ê褪褂盟陌雽?dǎo)體器件的制造方法。
背景技術(shù)：
專利文獻(xiàn)1特開2002-158206號(hào)公報(bào)(圖8)在半導(dǎo)體器件的制造方法的布線形成工序中，在基板等之上隔著絕緣膜形成金屬膜(鋁等的金屬膜)，在這之上涂布抗蝕劑膜，并利用光刻技術(shù)，將抗蝕劑膜構(gòu)圖以形成抗蝕圖形，以該抗蝕圖形作為掩模，然后利用等離子干蝕刻等，將金屬膜金屬蝕刻而形成金屬布線，之后利用灰化將無用的抗蝕圖形除去(剝離)。
在金屬蝕刻結(jié)束，同時(shí)除去無用的抗蝕圖形的方法中，已知有使用熱有機(jī)酸等剝離液的方法、和灰化的方法等。
灰化的方法，比使用剝離液的方法更簡(jiǎn)便，但如果在抗蝕圖形中金屬等雜質(zhì)過多，在抗蝕圖形除去后，也有可能殘留有蝕刻殘?jiān)⒔o元件造成不好的影響。于是，實(shí)施金屬蝕刻后的清洗過程，然后利用蝕刻殘?jiān)シ椒?，進(jìn)行除去蝕刻殘?jiān)墓ば颉?br> 本申請(qǐng)發(fā)明者們，作為蝕刻殘?jiān)シ椒?，如以下那樣，進(jìn)行利用胺類剝離液(例如，羥胺、鄰苯二酚等的混合液、商品名“SST-3”)將蝕刻殘?jiān)鼊冸x的剝離液處理，用漂洗(rinse)液例如，成分是2丙醇的異丙醇(以下稱為“IPA”))將絕緣膜以及這之上的金屬布線清洗的洗濯處理，用純水將絕緣膜以及這之上的金屬布線水洗的水洗處理，和將絕緣膜以及這之上的金屬布線干燥的干燥處理(以下將該方法稱為“現(xiàn)狀方法”)。
(現(xiàn)狀方法的例)現(xiàn)狀方法的例，如圖4所示。
使用器件具有噴射剝離液等的噴嘴的間歇式噴霧處理器件，用1臺(tái)該器件進(jìn)行對(duì)多片晶片的剝離液處理、漂洗處理、水洗處理、以及干燥處理。
剝離液處理來自于噴嘴的吐出量15L(升)/min(分)、商品名SST-3的胺類剝離液、使用量375L、處理時(shí)間15分漂洗處理吐出量6L/分、漂洗液IPA、使用量1L、處理時(shí)間10sec(秒)水洗處理使用純水、處理時(shí)間4分30秒干燥處理處理時(shí)間3分合計(jì)處理時(shí)間22分40秒作為與該現(xiàn)狀方法相關(guān)聯(lián)的以往的蝕刻殘?jiān)シ椒?，例如，有專利文獻(xiàn)1的圖8所示的方法。在該蝕刻殘?jiān)シ椒ㄖ?，如以下那樣，將由用氟類剝離液將基板上的蝕刻殘?jiān)鼊冸x的剝離液處理，用漂洗液(IPA和水的混合液)洗濯基板的漂洗處理，將基板水洗的水洗處理，將基板干燥的干燥處理構(gòu)成的清洗過程，連續(xù)地重復(fù)至少大于等于2次。
(專利文獻(xiàn)1的蝕刻殘?jiān)シ椒?使用器件浸泡在處理槽內(nèi)的浸泡處理器件，或噴霧處理器件，用1臺(tái)該器件進(jìn)行剝離液處理、漂洗處理、以及水洗處理。干燥處理使用干燥處理器件。
剝離液處理氟類剝離液(氟化銨)、處理時(shí)間3分20秒漂洗處理漂洗液(IPA和水的混合液，體積比4∶1)、處理時(shí)間2分20秒水洗處理使用純水、處理時(shí)間2分20秒干燥時(shí)間在溫度23℃、氮?dú)夥諊懈稍铮幚頃r(shí)間7分15秒合計(jì)處理時(shí)間所述處理時(shí)間15分15秒×大于等于2次＝大于等于30分30秒但是，在以往的蝕刻殘?jiān)シ椒ㄒ约笆褂盟陌雽?dǎo)體器件的制造方法中，存在如下的問題。
(A)現(xiàn)狀方法的問題隨著抗蝕劑的KrF化(抗蝕劑選擇比降低)、布線間距的細(xì)微化，在金屬蝕刻上漸漸傾向于使用淀積(deposition)類的氣體(在形成金屬布線上不可缺少的例如Bcl3、Cl2等氣體)。一旦使用淀積類的氣體，蝕刻后的淀積殘?jiān)?蝕刻氣體、抗蝕劑、以及被蝕刻膜的復(fù)合物)的剝離性降低。于是，本申請(qǐng)發(fā)明者們，在圖4所示的現(xiàn)狀方法中，為了避免由殘?jiān)鼩埩粢鸬牟季€短路的發(fā)生、和提高剝離性，延長(zhǎng)了剝離液處理時(shí)間(例如，25分)。但是，一旦延長(zhǎng)剝離液處理時(shí)間，就出現(xiàn)清洗過程的處理時(shí)間變長(zhǎng)(例如，32分40秒)，降低了生產(chǎn)性等弊端。
(B)專利文獻(xiàn)1的方法的問題在專利文獻(xiàn)1的方法中，由于將清洗過程連續(xù)地重復(fù)大于等于2次，因此合計(jì)處理時(shí)間變長(zhǎng)(例如，大于等于30分30秒)，降低了生產(chǎn)性。另外，由于使用氟類剝離液，因此存在損傷金屬布線的問題。
因而，還沒能實(shí)現(xiàn)在技術(shù)方面能夠充分滿足的蝕刻殘?jiān)シ椒ㄒ约笆褂盟陌雽?dǎo)體器件的制造方法。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決所述問題，本發(fā)明的蝕刻殘?jiān)シ椒ú捎昧巳缦碌姆绞?。即，在將除去了形成在絕緣膜上的金屬布線上的抗蝕圖形后殘存的蝕刻殘?jiān)サ奈g刻殘?jiān)シ椒ㄖ?，進(jìn)行如下的處理將所述絕緣膜以及所述金屬布線水洗的第1水洗處理，將所述絕緣膜以及所述金屬布線干燥的第1干燥處理，用剝離液將附著在所述絕緣膜以及所述金屬布線上的所述蝕刻殘?jiān)鼊冸x的剝離液處理，用漂洗液將所述絕緣膜以及所述金屬布線洗濯的漂洗處理，將所述絕緣膜以及所述金屬布線水洗的第2水洗處理，將所述絕緣膜以及所述金屬布線干燥的第2干燥處理。
另外，本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造方法具備如下的工序在基板上形成絕緣膜的工序，在所述絕緣膜上形成金屬膜的工序，在所述金屬膜上形成抗蝕劑膜的工序，將所述抗蝕劑膜構(gòu)圖從而形成抗蝕圖形的工序，以所述抗蝕圖形作為掩模將所述金屬膜蝕刻從而形成金屬布線的工序，除去所述抗蝕圖形的工序，用所述蝕刻殘?jiān)シ椒?，除去所述抗蝕圖形除去后殘存的蝕刻殘?jiān)?br> 根據(jù)本發(fā)明，由于在進(jìn)行剝離液處理之前進(jìn)行第1水洗處理，因此可以想到蝕刻殘?jiān)鼭駶?rùn)膨脹，從而在以后的剝離液處理中便很容易剝離。由此，通過進(jìn)行以后的剝離液處理、漂洗處理、第2水洗處理、以及第2干燥處理，可以提高蝕刻殘?jiān)膭冸x性。進(jìn)而，通過剝離性的提高，可以縮短剝離液處理時(shí)間，因此可以縮短清洗過程的處理時(shí)間，同時(shí)可以減少剝離液使用量。除此之外，由于在第1水洗處理之后進(jìn)行第1干燥處理，因此可以事先防止在以后的剝離液處理中，在水和剝離液混合的瞬間產(chǎn)生的對(duì)金屬布線的損傷。
另外，作為剝離液，例如，如果使用胺類剝離液，對(duì)于金屬的損傷較少，因此與第1干燥處理相互結(jié)合，可以進(jìn)一步減少對(duì)金屬的損傷。


圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施例1的蝕刻殘?jiān)シ椒ɡ那逑催^程的圖。
圖2是表示半導(dǎo)體器件的制造方法的布線形成工序的一例的圖。
圖3是圖1的處理工序圖。
圖4是表示現(xiàn)狀方法和本實(shí)施例1的蝕刻殘?jiān)シ椒ǖ谋容^的圖。
圖5是表示由以往的蝕刻殘?jiān)シ椒?、本?shí)施例1的蝕刻殘?jiān)シ椒?、以及、與它們相關(guān)聯(lián)的方法的實(shí)驗(yàn)得到的剝離性提高的評(píng)價(jià)結(jié)果的圖。
標(biāo)號(hào)說明1晶片 5金屬膜5a 金屬布線 6抗蝕圖形6a 蝕刻殘?jiān)? 10 處理室11、15第1、第2水洗處理12、16第1、第2干燥處理13剝離液處理14漂洗處理具體實(shí)施方式
在本發(fā)明的最好的實(shí)施形態(tài)的蝕刻殘?jiān)シ椒ㄖ?，進(jìn)行第1水洗處理、第1干燥處理、剝離液處理、漂洗處理、第2水洗處理、以及第2干燥處理。
在此，在第1水洗處理中，用純水將絕緣膜以及這之上的金屬布線水洗。在第1干燥處理中，例如在常溫的氮?dú)夥諊袑⒔^緣膜以及金屬布線干燥。在剝離液處理中，例如用胺類剝離液將附著在絕緣膜以及金屬布線上的蝕刻殘?jiān)鼊冸x。在漂洗處理中，例如用漂洗液IPA將絕緣膜以及金屬布線洗濯。在第2水洗處理中，用純水將絕緣膜以及金屬布線水洗。之后，在第2干燥處理中，例如在常溫的氮?dú)夥諊袑⒔^緣膜以及金屬布線干燥。
(實(shí)施例1)(半導(dǎo)體器件的制造方法的布線形成工序)圖2(A)～(F)，是表示半導(dǎo)體器件的制造方法中的布線形成工序的一例的圖。
當(dāng)在硅襯底等晶片1上形成多個(gè)半導(dǎo)體元件時(shí)，例如，在圖2(A)中，在晶片1上，形成圖未示的蝕刻用掩模，通過該掩模的開口部注入雜質(zhì)離子，形成雜質(zhì)擴(kuò)散層等，從而形成具有多個(gè)半導(dǎo)體元件的元件形成區(qū)域2。在除去蝕刻用掩模之后，通過化學(xué)氣相生長(zhǎng)法(CVD法)等，在晶片1上形成SiO2等的層間絕緣膜3。通過光刻技術(shù)等，在元件形成區(qū)域2上的層間絕緣膜3上形成連接用開口部4。
在圖2(B)中，通過CVD法等，在包括開口部4的層間絕緣膜3的整面上形成鋁等的金屬膜5。該金屬膜5，通過開口部4與元件形成區(qū)域2電連接在一起。
在圖2(C)中，在金屬膜5的整面上涂布抗蝕劑膜，并通過光刻技術(shù)，將該抗蝕劑膜構(gòu)圖從而形成抗蝕圖形6。
在圖2(D)中，通過使用了淀積類的Bcl3、Cl2等氣體的等離子干蝕刻，以抗蝕圖形6作為掩模，將金屬膜5金屬蝕刻，從而形成規(guī)定圖形的金屬布線5a。
在圖2(E)中，通過灰化，除去無用的抗蝕圖形6。這時(shí)，如果抗蝕圖形6中金屬等雜質(zhì)較多，在抗蝕圖形除去后，層間絕緣膜3以及金屬布線5a上也殘留有蝕刻殘?jiān)?a。該蝕刻殘?jiān)?a，是蝕刻氣體、抗蝕劑、以及被蝕刻膜的復(fù)合膜，有可能造成布線短路等不好的影響，因此通過表示本發(fā)明的實(shí)施例1的圖1的蝕刻殘?jiān)シ椒ǖ那逑催^程，除去蝕刻殘?jiān)?a。
之后，在圖2(F)中，雖然圖未示，但在金屬布線5a上形成電極等，然后用SiO2、SiN等保護(hù)膜覆蓋整面，或者，如果是多層布線結(jié)構(gòu)，隔著層間絕緣膜3形成第2層金屬布線等，在這之上形成電極等，然后用保護(hù)膜覆蓋整面，結(jié)束晶片處理。在晶片處理結(jié)束之后，進(jìn)行元件的電試驗(yàn)等，并將各元件形成區(qū)域之間切斷，分離成多個(gè)半導(dǎo)體芯片，制造就完成了。
(蝕刻殘?jiān)シ椒ǖ那逑催^程)圖1，是表示本發(fā)明的實(shí)施例1的蝕刻殘?jiān)シ椒ɡ那逑催^程的圖。圖3(1)～(6)，是圖1的處理工序圖。
在實(shí)施例1的蝕刻殘?jiān)シ椒ㄖ?，例如，用間歇式噴霧處理器件，依次進(jìn)行如下的(1)第1水洗處理11、(2)第1干燥處理12、(3)剝離液處理13、(4)漂洗處理14、(5)第2水洗處理15、以及、(6)第2干燥處理16。
間歇式噴霧處理器件，是用這1臺(tái)就可以全部實(shí)施對(duì)多片晶片1的水洗處理11、15、干燥處理12、16、剝離液處理13、以及漂洗處理14的器件。在該處理器件中，具有容納多片晶片1的處理室10，和安裝在該處理室10內(nèi)的圖未示的噴嘴，并且是在每個(gè)處理工序，從該噴嘴向處理室10內(nèi)吐出(噴出)純水11a、15a、氮?dú)?2a、16a、剝離液13a、或漂洗液14a，從而將多片晶片1同時(shí)處理的結(jié)構(gòu)。
(1)第1水洗處理11在處理室10內(nèi)容納多片形成了圖2所示的金屬布線5a的晶片1。從噴嘴噴射純水11a來清洗晶片表面。處理時(shí)間是1分。
(2)第1干燥處理12預(yù)先將處理室10內(nèi)設(shè)為常溫，然后從噴嘴噴射氮?dú)?2a來干燥晶片表面。處理時(shí)間是3分。
(3)剝離液處理13作為剝離液13a，例如，使用商品名SST-3的胺類剝離液。吐出量是15L/分，從噴嘴向晶片表面噴射剝離液13a來剝離蝕刻殘?jiān)?a。處理時(shí)間是15分，剝離液13a的使用量是225L。
(4)漂洗處理14作為漂洗液14a，例如，使用IPA。吐出量是6L/分，從噴嘴向晶片表面噴射漂洗液14a來洗濯。處理時(shí)間是10秒，漂洗液14a的使用量是1L。
(5)第2水洗處理15為了洗去漂洗液14a，從噴嘴噴射純水15a來清洗晶片表面。處理時(shí)間是4分30秒。
(6)第2干燥處理16預(yù)先將處理室10內(nèi)設(shè)為常溫，從噴嘴噴射氮?dú)?6a來干燥晶片表面。處理時(shí)間是3分。
由此，清洗過程結(jié)束。剝離液13a的合計(jì)使用量是225L，合計(jì)處理時(shí)間是26分45秒。
(實(shí)施例1的效果)圖4，是表示現(xiàn)狀方法和本實(shí)施例1的蝕刻殘?jiān)シ椒ǖ谋容^的圖。
本實(shí)施例1的蝕刻殘?jiān)シ椒ㄅc圖4所示的現(xiàn)狀方法相比，具有以下的(a)～(d)的效果。
(a)由于在進(jìn)行剝離液處理13之前進(jìn)行第1水洗處理11，因此可以想到晶片表面的蝕刻殘?jiān)?a濕潤(rùn)膨脹，從而在以后的剝離液處理13中便很容易剝離。由此，通過進(jìn)行以后的剝離液處理13、漂洗處理14、第2水洗處理15、以及第2干燥處理16，可以提高蝕刻殘?jiān)?a的剝離性。
(b)通過剝離性的提高，可以縮短剝離液處理時(shí)間(相對(duì)于現(xiàn)狀方法的25分縮短為15分)，因此可以縮短清洗過程的處理時(shí)間(相對(duì)于現(xiàn)狀方法的32分40秒縮短為26分40秒)，并且，可以減少剝離液使用量(相對(duì)應(yīng)現(xiàn)狀方法的375L減少到225L)。
(c)由于在第1水洗處理11之后進(jìn)行第1干燥處理12，因此可以事先防止在以后的剝離液處理13中，在水和剝離液13a混合的瞬間產(chǎn)生的對(duì)圖2的金屬布線5a的損傷。
(d)由于作為剝離液13a，使用胺類剝離液，因此對(duì)于金屬布線5a的損傷較少，與第1干燥處理12相互結(jié)合，可以進(jìn)一步減少對(duì)金屬布線5a的損傷。
另外，本實(shí)施例1的方法，與以往的專利文獻(xiàn)1的方法相比，除了可以謀求剝離性的提高、處理時(shí)間的縮短、以及剝離液使用量的減少之外，還有以下的(e)、(f)的效果。
(e)由于最初沒有剝離液處理、漂洗處理的工序，因此與后述圖5的試樣1～3相比，最終的蝕刻殘?jiān)?a變少，剝離性提高。
(f)由于漂洗液14a只使用了一次，因此可以減少漂洗液使用量。
再者，在本實(shí)施例1中，雖然使用間歇式噴霧處理器件，但也可以使用1片1片地處理晶片的葉片式噴霧處理器件。葉片式噴霧處理器件，是一面使載置了晶片的載物臺(tái)旋轉(zhuǎn)，一面從噴嘴噴射純水等來除去蝕刻殘?jiān)钠骷幢闶褂眠@樣的器件，也可以得到與間歇式噴霧處理器件大致同樣的作用、效果。
(實(shí)驗(yàn)的評(píng)價(jià)結(jié)果)圖5，是表示由以往的蝕刻殘?jiān)シ椒?、本?shí)施例1的蝕刻殘?jiān)シ椒?、以及、與它們相關(guān)聯(lián)的方法的實(shí)驗(yàn)得到的剝離性提高的評(píng)價(jià)結(jié)果的、蝕刻殘?jiān)ズ蟮木砻娴闹行?中央)以及邊緣(緣部)的圖。
成為評(píng)價(jià)對(duì)象的試樣1，是通過圖4所示的現(xiàn)狀方法，進(jìn)行了剝離液處理15分→漂洗處理→水洗處理→干燥處理的。
試樣2，是將試樣1的剝離液處理時(shí)間減少1/2并進(jìn)行了2次重復(fù)處理的(剝離液處理7分30秒→漂洗處理→水洗處理→干燥處理→剝離液處理7分30秒→漂洗處理→水洗處理→干燥處理)。
試樣3，是通過本實(shí)施例1所涉及的方法，進(jìn)行了漂洗處理→水洗處理→干燥處理→剝離液處理15分→漂洗處理→水洗處理→干燥處理的。
試樣4，是通過本實(shí)施例1的方法，進(jìn)行了水洗處理→干燥處理→剝離液處理15分→漂洗處理→水洗處理→干燥處理的。
試樣2～4，由于相對(duì)于現(xiàn)狀方法的試樣1追加了前處理，因此可以看到剝離性的提高。并且，由于1次的剝離液處理時(shí)間在短時(shí)間內(nèi)就完成了，因此可以實(shí)現(xiàn)合計(jì)的處理時(shí)間的短縮、和剝離液使用量的削減。對(duì)于試樣2～4的全部，都確認(rèn)了剝離性比現(xiàn)狀方法的試樣1提高了。另外，正如從試樣1～3所明確的，由于最初沒有剝離液處理、漂洗處理的工序，因此在由本實(shí)施例1得到的試樣4中，與以往的專利文獻(xiàn)1的方法相比，最終的蝕刻殘?jiān)?a變少，剝離性提高。
再者，本發(fā)明，不限于所述實(shí)施例1，可以進(jìn)行各種變形。例如，實(shí)施例1中使用的使用器件、使用材料、處理時(shí)間、使用量、處理?xiàng)l件等，可以根據(jù)蝕刻殘?jiān)?a、金屬布線5a、以及層間絕緣膜3的膜厚、成分等，變更為最合適的。另外，本發(fā)明，在各種半導(dǎo)體器件的制造方法中，除了金屬布線形成時(shí)的蝕刻殘?jiān)酝猓诔o用的抗蝕劑的抗蝕劑殘?jiān)某ド弦部梢詮V泛地適用。
權(quán)利要求
1.一種蝕刻殘?jiān)シ椒?，用于將除去了形成在絕緣膜上的金屬布線上的抗蝕圖形后殘存的蝕刻殘?jiān)ィ涮卣髟谟?，進(jìn)行如下的處理將所述絕緣膜以及所述金屬布線水洗的第1水洗處理；將所述絕緣膜以及所述金屬布線干燥的第1干燥處理；用剝離液將附著在所述絕緣膜以及所述金屬布線上的所述蝕刻殘?jiān)鼊冸x的剝離液處理；用漂洗液將所述絕緣膜以及所述金屬布線洗濯的漂洗處理；將所述絕緣膜以及所述金屬布線水洗的第2水洗處理；將所述絕緣膜以及所述金屬布線干燥的第2干燥處理。
2.如權(quán)利要求1所述的蝕刻殘?jiān)シ椒?，其特征在于，作為所述剝離液，使用胺類的剝離液。
3.如權(quán)利要求1或2所述的蝕刻殘?jiān)シ椒?，其特征在于，作為所述漂洗液，使用異丙醇?br> 4.如權(quán)利要求1～3中的任意一項(xiàng)所述的蝕刻殘?jiān)シ椒ǎ涮卣髟谟?，在所述?以及第2干燥處理中，在常溫的氮?dú)夥諊羞M(jìn)行干燥。
5.一種半導(dǎo)體器件的制造方法，具備如下的工序在基板上形成絕緣膜的工序；在所述絕緣膜上形成金屬膜的工序；在所述金屬膜上形成抗蝕劑膜的工序；將所述抗蝕劑膜構(gòu)圖以形成抗蝕圖形的工序；以所述抗蝕圖形作為掩模，將所述金屬膜蝕刻以形成金屬布線的工序；以及除去所述抗蝕圖形的工序，并且用權(quán)利要求1～4中的任意一項(xiàng)所述的蝕刻殘?jiān)シ椒?，將除去所述抗蝕圖形后殘存的蝕刻殘?jiān)ァ?br> 全文摘要
謀求蝕刻殘?jiān)膭冸x性的提高、處理時(shí)間的短縮、以及剝離液使用量的減少。在蝕刻殘?jiān)シ椒ǖ那逑催^程中，進(jìn)行第1水洗處理(11)、第1干燥處理(12)、剝離液處理(13)、漂洗處理(14)、第2水洗處理(15)、以及、第2干燥處理(16)。在第1水洗處理(11)中，用純水將絕緣膜以及這之上的金屬布線水洗。在第1干燥處理(12)中，例如在常溫的氮?dú)夥諊懈稍锝^緣膜以及金屬布線。在剝離液處理(13)中，例如用胺類剝離液將附著在絕緣膜以及金屬布線上的蝕刻殘?jiān)鼊冸x。在漂洗處理(14)中，例如用漂洗液IPA洗濯絕緣膜以及金屬布線。在第2水洗處理(15)中，用純水將絕緣膜以及金屬布線水洗。之后，在第2干燥處理(16)中，例如在常溫的氮?dú)夥諊懈稍锝^緣膜以及金屬布線。
文檔編號(hào)H01L21/70GK1862786SQ200610068048
公開日2006年11月15日 申請(qǐng)日期2006年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月13日
發(fā)明者伊藤武志 申請(qǐng)人:沖電氣工業(yè)株式會(huì)社