(57)【要約】【課題】「不要な膜の残存→剥がれ→再付着→パターン異常」という製造の流れの中で、剥がれの元となる不要な膜でパターン異常を起こす問題を解決するため、ウェハー周辺部の不要な膜を除去するための処理を行うことでウェハー周辺部からの膜剥がれを防止し、製品不良と信頼性低下を防止できる半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】ウェハー表面保護のために、パターン形成可能領域をフォトレジストで覆うフォトレジスト被覆工程と、フォトレジスト被覆工程に続いて、剥がれの原因となる不要膜を除去できる薬液を用いて、不要膜のみを完全に除去する不要膜除去工程と、その後、前記ウェハー表面保護用のフォトレジストを剥離するフォトレジスト剥離工程とを有する半導体装置の製造方法。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一のパターンをウェハー上に形成するパターン生成膜工程で、前記パターン以外の不要膜が前記ウェハー上に残存し、その後前記ウェハーから剥がれ、再度前記ウェハー上に付着して、前記パターンにパターン異常を起こすのを防止する半導体装置の製造方法であって、
前記ウェハーの表面保護のために、前記ウェハー上の前記パターン形成可能領域をフォトレジストで覆うフォトレジスト被覆工程と、
前記フォトレジスト被覆工程に続いて、剥がれの原因となる不要膜を除去できる薬液を用いて、前記不要膜のみを完全に除去する不要膜除去工程と、
その後、前記ウェハー表面保護用の前記フォトレジストを剥離するフォトレジスト剥離工程とからなる不要膜パターン異常防止工程を備え、
前記不要膜パターン異常防止工程をコンタクトエッチング工程の後に実施することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記不要膜パターン異常防止工程をコンタクトエッチング工程の後に実施する代わりに、前記不要膜パターン異常防止工程をコンタクトエッチング工程の前に実施する請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記不要膜パターン異常防止工程をＣＶＤまたはスパッタによる成膜の前処理として実施する請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記不要膜は、二酸化シリコン膜であって、不要膜除去工程で使用する前記薬液は、フッ素系の薬液である請求項１乃至２のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記不要膜除去工程で使用する前記フッ素系の薬液は、フッ酸である請求項４に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記不要膜は、プラズマエッチング後に生成された膜である請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記不要膜は、前記ウェハーの周辺部に発生する請求項１乃至４のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記不要膜は、前記ウェハーの裏面に発生する請求項１乃至４のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】
ウェハー上に形成されたパターン生成膜のうち、前記パターン以外の不要膜が前記ウェハー上に残存し、その後前記ウェハーから剥がれ、再度前記ウェハー上に付着して、前記パターンにパターン異常を起こすのを防止する半導体装置の製造方法であって、
剥がれの原因となる前記不要膜が、前記ウェハーの裏面のみにある場合は、裏面スピンエッチを用い、前記不要膜のみを完全に除去する不要膜除去工程と、を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置の製造方法に関し、特に、ウェハー周辺部におけるラウンド部の層間絶縁膜等の剥がれによるパターン異常を防止する半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術の半導体装置の製造方法では、ウェハー周辺部におけるパーティクルを抑え、製品不良および信頼性低下を阻止することが、重要な要素の一つとなっている。
【０００３】
この目的のために、通常、特許文献１のように、ポリサイドを選択的に除去するための工程を追加する。また、特許文献２のように、リソグラフィー工程のレジストの周辺除去幅を制御し、パーティクル発生源となる密着性の悪い膜種の接触、例えば、タングステンポリサイド上をポリシリコンが覆うことがないようにするための手法が採用されている。
【０００４】
従来の製造方法では、剥がれがプラズマエッチングの際のクランプ部分のエッチング残りの除去または密着性の悪い膜どうしの接触を避けている。実際には静電チャックを用いた異方性エッチングなどにより、ウェハー表面の大面積ポリサイド残り等を回避する。
【０００５】
上述した手法では、図５に示すように、ウェハーのクランプ部分５１６など、大面積のポリサイド残り５０７の除去、密着性の悪い膜どうしの接触回避５１２と、重金属汚染を懸念した周辺露光幅制御により、ウェハー表面の不要な膜を除去することが出来る。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１０−０６４９０４号公報（段落番号００３８乃至段落番号００４１、図１）
【特許文献２】
特開平０８−３１７１０号公報（図１）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ウェハー周辺部には、特に、ラウンド部分の残さにより剥がれが発生してしまうことがある（図５参照）。
【０００８】
さらに、図６に、従来のウェハー周辺部の状況を示す。図６に示すように、剥がれの原因となる不要な膜（６０６，６０７，６０８）は、ウェハー周辺部の表面６１２の部分だけでなく、ラウンド部６１３、場合によっては、裏面６１４にまで生成されてしまう。上述した手法では、図５に示すように、ウェハーのクランプ部分５１６など、大面積のポリサイド残り５０７の除去、密着性の悪い膜どうしの接触回避５１２と、重金属汚染を懸念した周辺露光幅制御により、ウェハー表面の不要な膜を除去することは出来るものの、ウェハーのラウンド部分（面取り部分）５１３に付着または残存した不要な絶縁膜については、全く想定しておらず、ウェハー外周部５１４の全ての剥がれ防止について、十分な効果があるとは言えない。
【０００９】
実際の半導体製品では、配線加工時の最外周部エッチレート不足によるポリサイド残りだけでなく、酸化膜などの層間絶縁膜の部分的な残りや、エッチング時に発生するステージへのイオンスパッタリングによる不要な生成物のウェハー裏面やラウンド部への付着、製造装置のステージに付着した生成物の裏面およびラウンド部への転写などがあり、これらが後のＷＥＴ処理工程、例えば、酸化膜ＷＥＴエッチによる前処理工程などで、エッチングレートが異なる数種類の積層された構造の層間絶縁膜におけるエッチングレートが遅い層、または裏面に付着した不要な生成物などが、一度リフトオフし、製品上へ再付着しエッチング時のマスクとなることによるパターン異常が発生している。
【００１０】
本発明の主な目的の一つは、「不要な膜の残存→剥がれ→再付着→パターン異常」という製造の流れの中で、剥がれの元となる不要な膜の種類が層間絶縁膜であってもパターン異常を起こす問題を解決する為、ウェハー周辺部の不要な絶縁膜を除去するための処理を行うことでウェハー周辺部からの絶縁膜剥がれを防止し、製品不良と信頼性低下を防止できる製造方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の半導体装置の製造方法は、一のパターンをウェハー上に形成するパターン生成膜工程で、前記パターン以外の不要膜が前記ウェハー上に残存し、その後前記ウェハーから剥がれ、再度前記ウェハー上に付着して、前記パターンにパターン異常を起こすのを防止する半導体装置の製造方法であって、前記ウェハーの表面保護のために、前記ウェハー上の前記パターン形成可能領域をフォトレジストで覆うフォトレジスト被覆工程と、前記フォトレジスト被覆工程に続いて、剥がれの原因となる不要膜を除去できる薬液を用いて、前記不要膜のみを完全に除去する不要膜除去工程と、その後、前記ウェハー表面保護用の前記フォトレジストを剥離するフォトレジスト剥離工程とからなる不要膜パターン異常防止工程を備え、前記不要膜パターン異常防止工程をコンタクトエッチング工程の後に実施する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の特徴は、製品不良や信頼性低下を招く、ウェハー周辺部、特に、ラウンド部における層間絶縁膜等の剥がれよるパターン異常を防止するために、それらを積極的に除去する工程を追加した製造方法である。
【００１３】
本発明によれば、たとえば、ポリ成長前処理工程の前に、前述の不要な膜を除去する工程を追加することで、不要な膜を完全に除去し、剥がれにより発生するパターン異常を抑制することができる。
【００１４】
また、この剥がれを抑制するために行う不要な膜の除去工程は、成膜直後であっても、エッチング後であっても同様の効果が得られる。
【００１５】
図１には、本発明の第１の実施の形態の半導体装置の製造方法を適用したウェハー周辺部の断面図が示されている。図１を参照すると、ウェハーの周辺部１１１には、エッチングで除去し切れなかった不要な絶縁膜１０６または配線膜１０７や、ウェハー搬送時の摩擦等によるゴミ１０９の付着、エッチング時に装置のウェハーステージにイオンがスパッタされることにより発生する生成物、すなわち、剥がれのもとになる不要な膜１０８などが形成されている。
【００１６】
これらは、絶縁物１０６であっても剥がれて、ウェハー１１０の表面１１２に付着した場合には、エッチングによるパターン形成時にマスクとなり、パターン異常を引き起こす原因となってしまう。
【００１７】
図１では、コンタクトエッチング後ウェハーに本発明を実施する直前のウェハー周辺部１１１を示しており、ウェハーの表面１１２に剥がれの元となり得る不要な絶縁膜１０６、ラウンド部１１３に剥がれの元となり得る不要な絶縁膜、すなわち、剥がれのもとになる不要な膜１０７、裏面部１１４に剥がれのもとになる不要な膜１０８が残ってしまっている。
【００１８】
次に、本発明の実施の形態の半導体装置の製造方法を示す図２を参照すると、コンタクトエッチング（Ｓ１１）後に，不要な絶縁膜（１０６，１０７，１０８）を完全に除去するために、まず、はじめに、ウェハー表面１１２保護の為に、第１の層間絶縁物１０３、第２の層間絶縁物１０４および第１の層間絶縁物１０５のそれぞれを含むパターン形成可能領域１０２をフォトレジスト１０１で覆う（Ｓ１３）。次に、剥がれの原因となる絶縁膜を除去する薬液を用いて不要な絶縁膜のみを完全に除去する（Ｓ１４）。たとえば、剥がれの原因となる絶縁膜が、二酸化シリコンの場合、絶縁膜を除去する薬液は、フッ酸を用いる。その後、ウェハー表面保護用のフォトレジストを剥離する（Ｓ１５）。
【００１９】
本発明は、ＣＶＤやスパッタによる成膜の前処理としてＷＥＴエッチによる前処理を用いる工程で適用されると、特に効果が大きい。前処理により剥がれた絶縁膜が、コンタクトホールを覆って成膜そのものを妨げたり、あるいは剥がれた絶縁膜が露光の際にマスクとなったり、デフォーカスを引き起こすといった不具合の発生を抑制することが可能である。
【００２０】
上記本発明の第１の実施の形態において、本発明の実施工程をコンタクトエッチング後としたが、コンタクトエッチを実施する前、つまり、層間絶縁膜形成直後でも、ほぼ同様の効果が得られる。
【００２１】
図３には、本発明の第１の実施の形態の変形の半導体装置の製造方法を適用したウェハー周辺部の断面図が示されている。図３に示すように、層間絶縁膜（３０３，３０４，３０５）形成後、層間絶縁膜（３０３，３０４，３０５）のパターン形成可能領域をフォトレジスト３０１で覆う（Ｓ１３）。次に、剥がれの原因となる絶縁膜３０６を除去する薬液を用いて、不要な絶縁膜のみを完全に除去する（Ｓ１４）。たとえば、剥がれの原因となる絶縁膜３０６が、二酸化シリコンの場合、絶縁膜を除去する薬液は、フッ酸を用いる。その後、ウェハー表面保護用のフォトレジスト３０１を剥離する（Ｓ１５）。
上述したように、本発明を適用することで、コンタクトエッチング後に、剥がれの原因となる絶縁膜３０６を予め除去しているので、絶縁膜３０６が残渣状に存在することもなく、絶縁膜３０６剥がれによる不具合は発生しない。
【００２２】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。本発明の第１の実施の形態では、フォトレジストによるウェハー表面の保護をする工程（Ｓ１３）、不要な絶縁膜を除去する工程（Ｓ１４）、フォトレジストを除去する工程（Ｓ１５）とで構成し、適用した。
【００２３】
本発明の第２の実施の形態では、図４に示すように、剥がれの原因となる不要な膜（４０８，４０９）が、ウェハーの裏面４１４のみにあることが明らかな場合は、裏面スピンエッチを用いる（Ｓ１６）。そして、ウェハーの表面保護のために、ウェハー上のパターン形成可能領域をフォトレジストで覆うフォトレジスト被覆工程と、ウェハー表面保護用のフォトレジストを剥離するフォトレジスト剥離工程のそれぞれは、省くことができる。つまりフォトレジストの塗布と剥離をなくし、剥がれの原因となる不要膜を除去できる薬液を用いて、不要膜のみを完全に除去する不要膜除去工程のみの構成で適用することも可能である。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の半導体装置の製造方法によれば、前処理により剥がれた絶縁膜がコンタクトホールを覆って成膜そのものを妨げたり、あるいは剥がれた絶縁膜が露光の際にマスクとなったり、デフォーカスを引き起こすといった不具合の発生を抑制することが可能である。
【００２５】
上記実施例において、本発明の実施工程をコンタクトエッチング後としたが、コンタクトエッチを実施する前つまり層間絶縁膜形成直後でもほぼ同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を適用した半導体装置の断面図である。
【図２】本発明の実施の形態を説明するための半導体装置の製造方法のフローである。
【図３】図１に続いて、本発明の実施の形態を適用した半導体装置の断面図である。
【図４】図３に続いて、本発明の実施の形態を適用した半導体装置の断面図である。
【図５】従来の半導体装置の製造方法の場合の半導体装置の断面図である。
【図６】従来の半導体装置の製造方法の場合の他の半導体装置の断面図である。
【符号の説明】
１０１    フォトレジスト
１０２    パターン形成可能領域
１０３    第１の層間絶縁物
１０４    第２の層間絶縁物
１０５    第３の層間絶縁物
１０６，１０７，１０８    剥がれのもとになる不要な膜
１１０    ウェハー
Ｓ１１〜Ｓ１７，Ｓ２１〜Ｓ２５，Ｓ３１，Ｓ３２    工程
【図１】
2004327725.tif 000003
【図２】
2004327725.tif 000004
【図３】
2004327725.tif 000005
【図４】
2004327725.tif 000006
【図５】
2004327725.tif 000007
【図６】
2004327725.tif 000008