(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウェハーの表面上の膜をパターニングする際に、あるいは半導体ウェハーの表面の所定領域に不純物をイオン注入する際にマスクとして用いた第１のレジストをプラズマ剥離する工程と、次に、前記半導体ウェハーの表面側に第２のレジストを塗布する工程と、次に、前記半導体ウェハーを薬液槽内の薬液内に挿入させて前記プラズマ剥離後の残留物および前記第２のレジストを前記半導体ウェハーから除去する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。
【請求項２】
前記半導体ウェハーの表面側には複数のコンタクトホールが設けられており、該コンタクトホールは前記第２のレジストにより充填されてい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。
【請求項３】
塗布した前記第２のレジストの膜厚は０．３μｍ以上、５．０μｍ以下であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
塗布する前記第２のレジストの粘度は５ＣＰ以上、５０ＣＰ以下であることを特徴とする請求項３記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記半導体ウェハーは縦方向に裁置した状態で前記プラズマ剥離が行われ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。
【請求項６】
前記半導体ウェハーは縦方向から前記薬液槽内の薬液内に挿入させ、縦方向に前記薬液から引き出す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。
【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係わり、特に半導体ウェハー状態において、膜を所定形状にパターニングする工程あるいは所定領域に不純物をイオン注入する工程の際にマスクとして使用したレジストをプラズマ剥離した後に行う洗浄方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体ウェハー上の膜を所定形状にパターニングする工程あるいは所定領域に不純物をイオン注入する際にマスクとして使用したレジストをプラズマ剥離する技術は種々提案されている。
【０００３】
例えば、図３（Ａ）において、半導体ウェハー１０の表面上のシリコン酸化膜等の絶縁膜１１に、レジストパターン（第１のレジスト）１２をマスクにしてＣＨＦ3 −ＣＦ4 等のドライエッチングガスを用いて異方性エッチングを施すことにより、コンタクトホール１３を形成する。
【０００４】
あるいは図３（Ｂ）において、半導体ウェハー１０の表面上のレジストパターン（レジスト）１２をマスクにして不純物イオン１４をイオン注入する工程を有することにより半導体ウェハー１０に不純物領域１５を形成する。
【０００５】
このようにマスクとして使用したレジスト１２はプラズマ剥離装置により半導体ウェハー１０上から除去される。
【０００６】
このプラズマ剥離装置としては、例えば、特開昭６３−１４５７８７号公報には予備加熱室を設け、プラズマ剥離チャンバーに入室する半導体ウェハーを予備加熱しておくことにより処理能力を高めた装置が開示されている。
【０００７】
また、酸素ガスとフッ素ガスの混合ガスによるプラズマ剥離の後、酸素ガスによるプラズマ剥離を行う特開昭６３−２６００３６号公報には図４に示すようなプラズマ剥離装置を開示している。
【０００８】
図４において、エッチング室２１の周囲に同軸型電極２２を配置し、エッチング室の内部の接地された円筒２３内に、多数の半導体ウェハー１０が互いに所定の間隔を保って縦置きに配列して載置されている。
【０００９】
ガス導入管２５から反応ガスを矢印に示すようにエッチング室２１に導入し、ガス排出管２６から反応ガスを矢印に示すようにエッチング室２１から排出し、この状態で同軸型電極２２に高周波電源２７を用いて高周波電圧を印加して放電を起こさせて、半導体ウェハー上のレジストをプラズマ剥離する。
【００１０】
その後、図５に示すように、薬液槽２８内の薬液２９に上方向から下方向に半導体ウェハー１０を挿入し、浸漬させて、プラズマ剥離後の残留物（ゴミ）１７を半導体ウェハーから剥離して、半導体ウェハーを下方向から上方向に引き出す処理を行う。
【００１１】
尚、プラズマ剥離処理及び薬液処理において半導体ウェハーを縦方向にして処理するのは、多数の半導体ウェハーを同時に処理することができ、生産効率が高くなるからである。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら本発明の発明者は種々の実験・検討の結果、次の事項を新たに認識した。
【００１３】
その第１は、図５のように半導体ウェハーを挿入するとその時に薬液面に存在する残留物（ゴミ）が半導体ウェハーに容易に吸着するが、半導体ウェハーを引き出すときは薬液面の残留物（ゴミ）は半導体ウェハーに吸着しにくいということである。
【００１４】
これは、半導体ウェハーが薬液に挿入する際はその面（表面及び裏面）が乾燥しているので面摩擦により、すなわち濡れ性が悪いことにより液面が湾曲状となり、残留物（ゴミ）が存在する液面が半導体ウェハーの表面と対面するから多数の残留物（ゴミ）が半導体ウェハーの表面に付着するが、半導体ウェハーを薬液から引き出す際はその面（表面及び裏面）は濡れているので液面は水平状であり、残留物（ゴミ）が存在する液面が半導体ウェハーの表面と対面しないから残留物（ゴミ）が半導体ウェハーの表面に付着しにくくなるものと考えられる。
【００１５】
第２は、プラズマ剥離後の残留物（ゴミ）は半導体ウェハー表面より裏面及び側面に多く堆積していることである。
【００１６】
したがって、プラズマ剥離後の半導体ウェハーを図５のように縦方向に薬液に挿入すると、半導体ウェハーの下方向（縦方向にした状態の下方向）の部分に位置する裏面及び側面、あるいは表面の残留物（ゴミ）が薬液内に拡散し、これが液面に浮き上がり、半導体ウェハーの上方向（縦方向にした状態の上方向）の部分に位置する表面に容易に被着してしまう。特に、半導体ウェハーの表面側のコンタクトホール内に残留物（ゴミ）がこのようにして付着するとそれを除去することが困難となり、配線接続不良の半導体装置が発生してしまう。
【００１７】
したがって本発明の目的は、マスクとして用いたレジストパターン（第１のレジスト）１２にプラズマ剥離処理を行った後の残留物（ゴミ）を半導体ウェハーから有効に除去する半導体装置の製造方法を提供することである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明の特徴は、半導体ウェハーの表面上の膜をパターニングする際に、あるいは半導体ウェハーの表面の所定領域に不純物をイオン注入する際にマスクとして用いた第１のレジストをプラズマ剥離する工程と、次に、前記半導体ウェハーの表面側に第２のレジストを塗布する工程と、次に、前記半導体ウェハーを薬液槽内の薬液内に挿入させて前記プラズマ剥離による残留物および前記第２のレジストを剥離する工程とを有する半導体装置の製造方法にある。
【００１９】
ここで、前記半導体ウェハーの表面側には複数のコンタクトホールが設けられており、該コンタクトホールは前記第２のレジストにより充填されていることが好ましい。この場合、塗布した前記第２のレジストの膜厚は０．３μｍ以上、５．０μｍ以下であることができる。また、塗布する前記第２のレジストの粘度は５ＣＰ以上、５０ＣＰ以下であることが好ましい。
【００２０】
そして本発明は、前記半導体ウェハーは縦方向に裁置した状態で前記プラズマ剥離が行われる場合に特に効果的である。さらに、本発明は前記半導体ウェハーは縦方向から前記薬液槽内の薬液内に挿入させ、縦方向に前記薬液から引き出す場合に特に効果的である。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明を説明する。
【００２２】
図３（Ａ）で説明したように、半導体ウェハー１０の表面上のシリコン酸化膜等の絶縁膜１１に、レジストパターン（第１のレジスト）１２をマスクにしてＣＨＦ3 −ＣＦ4 等のドライエッチングガスを用いて異方性エッチングを施すことにより、コンタクトホール１３を形成する。
【００２３】
あるいは図３（Ｂ）で説明したように、半導体ウェハー１０の表面上のレジストパターン（第１のレジスト）１２をマスクにして不純物イオン１４をイオン注入し、その後の活性化熱処理により半導体ウェハー１０に不純物領域１５を形成する。
【００２４】
その後、マスクとして使用したレジストパターン（第１のレジスト）１２を半導体ウェハー１０上から除去するためのプラズマ剥離処理が、図４に示すようなプラズマ剥離装置により施される。
【００２５】
その後、本発明では図１に示すように、半導体ウェハーの表面側（図で左側）、裏面側（図で右側）及び側面側のうち表面側のみに被覆用レジスト（第２のレジスト）２０を塗布する。
【００２６】
この塗布では膜厚（絶縁膜１１の平坦な上面上の膜厚）が０．３μｍ以上、５．０μｍ以下となるように粘度が５ＣＰ以上、５０ＣＰ以下のレジスト材料を用い、厚さを保ちながら狭いコンタクトホール１３の内部ににも被覆用レジスト２０を入り込ませる。
【００２７】
ここで被覆用レジスト（第２のレジスト）２０の膜厚を０．３μｍ以上、５．０μｍ以下とした理由は、０．３μｍよりも薄いと表面段差を覆うことが困難となり、５．０μｍよりも厚いとこの後の薬液処理において被覆用レジスト２０の溶解残りが出やすく、この被覆用レジスト２０を薬液処理により半導体ウェハーから完全に除去することが困難となるからである。
【００２８】
また、粘度が５ＣＰ以上、５０ＣＰ以下のレジスト材料を用いる理由は、表面段差を覆うためには５ＣＰ以上が必要であり５ＣＰよりも小だとレジストが途切れる恐れがあるからであり、コンタクトホール内にレジストを入れるには５０ＣＰ以下の粘度が必要であるからである。
【００２９】
この状態で半導体ウェハーの表面側の少ない残留物（ゴミ）１７は被覆用レジスト（第２のレジスト）２０の内部に位置し、裏面側及び側面側の多い残留物（ゴミ）１７は露出している。
【００３０】
次に、図２に示すように、薬液槽１８の硫酸と過酸化水素との水溶液からなる薬液１６に、矢印に示すように上方向から下方向に図１の状態の半導体ウェハー１０を挿入し、浸漬させて、被覆用レジストを溶解しプラズマ剥離後の残留物（ゴミ）１７を剥離してこれらを半導体ウェハーから除去し、半導体ウェハーを下方向から上方向に引き出す処理を行う。
【００３１】
この際に、半導体ウェハーの下方向（縦方向にした状態の下方向）の部分に位置する裏面及び側面の多い量の残留物（ゴミ）が薬液内に拡散し、これが液面にに浮き上がる。
【００３２】
上方向から下方向に半導体ウェハー１０を挿入する際に、被覆用レジスト２０の乾燥した状態の表面および半導体ウェハーの乾燥した状態の裏面は濡れ性が悪いから、薬液の液面は図２に示すように湾曲状となり、残留物（ゴミ）が存在する液面が被覆用レジスト２０の表面および半導体ウェハーの裏面と対面し、これにより被覆用レジスト２０の表面および半導体ウェハーの裏面に薬液面の残留物（ゴミ）が容易に再付着する。
【００３３】
しかしながら、被覆用レジスト２０の存在により、薬液面からの残留物（ゴミ）は、コンタクトホール１３を含む半導体ウェハーの表面には付着しない。
【００３４】
その後、所定時間だけ硫酸と過酸化水素との水溶液からなる薬液１６に浸漬させて、被覆用レジストを溶解し、その内部の残留物（ゴミ）、薬液面から再付着された残留物（ゴミ）を剥離してこれらを半導体ウェハー上から除去する。
【００３５】
残留物（ゴミ）は薬液１６の一部は液面に上がってくる。しかし、半導体ウェハーを薬液から引き出す際はその面（表面及び裏面）は濡れているので液面は水平状であり、残留物（ゴミ）が存在する液面が半導体ウェハーの表面と対面しないから残留物（ゴミ）が半導体ウェハーの表面に付着しにくくなっており、残留物（ゴミ）の再付着の問題は発生しない。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明では、プラズマ剥離処理の後の薬液による洗浄処理において、液面の残留物（ゴミ）が再付着し易い半導体ウェハーの薬液への挿入時には半導体ウェハーの表面をレジストで被覆している。そして、レジストを薬液で溶解後の半導体ウェハーの引き出し時には液面の残留物（ゴミ）が再付着しにくい。
【００３７】
したがって、本発明によれば良好な洗浄処理が可能となり、実験結果によれば、半導体ウェハー表面の配線パターンやコンタクトホール内のゴミ付着によるパターン欠陥は１／２０に減少し、実績では量産歩留まりが１０％向上した。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態において薬液槽による処理を行う前の状態を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態において薬液槽による処理の状態を示す図である。
【図３】レジストパターンをマスクに使用した処理を示す図であり、（Ａ）はコンタクトホールを形成する場合、（Ｂ）は不純物領域を形成する場合である。
【図４】プラズマ剥離装置を例示する図である。
【図５】従来技術において薬液槽による処理の状態を示す図である。
【符号の説明】
１０    半導体ウェハー
１１    絶縁膜
１２    レジストパターン（第１のレジスト）
１３    コンタクトホール
１４    不純物イオン
１５    不純物領域
１６    薬液
１７    プラズマ剥離後の残留物（ゴミ）
１８    薬液槽
２０    被覆用レジスト（第２のレジスト）
２１    エッチング室
２２    同軸型電極
２３    円筒
２５    ガス導入管
２６    ガス排出管
２７    高周波電源
２８    薬液槽
２９    薬液
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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