| 【発明の名称】 |
洗浄装置、洗浄方法及び半導体装置の製造方法 |
| 【発明者】 |
【氏名】赤沼 英幸
【住所又は居所】長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイコーエプソン株式会社内
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| 【要約】 |
【課題】Ａｌ合金配線を形成する際のＩＰＡ洗浄工程を省略することにより製造コストを低減した洗浄装置、洗浄方法及び半導体装置の製造方法を提供する。
【解決手段】本発明に係る半導体装置の製造方法は、絶縁膜上にＡｌ合金膜を形成する工程と、このＡｌ合金膜上にレジストパターンを形成する工程と、このレジストパターンをマスクとしてＡｌ合金膜をエッチングすることにより、絶縁膜上にＡｌ合金配線を形成する工程と、このレジストパターンをアッシングにより除去する工程と、Ａｌ合金配線及び絶縁膜の上に付着したエッチング残渣を洗浄する洗浄工程と、を具備し、この洗浄工程は、有機剥離液２にＡｌ合金配線及び絶縁膜を浸漬することによりエッチング残渣を除去した後、炭酸ガス（ＣＯ2ガス）を導入している純水６にＡｌ合金配線及び絶縁膜を回転させながら浸漬することにより水洗するものである。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 被処理体上に付着したエッチング残渣を洗浄する洗浄装置であって、有機剥離液で満たされた洗浄槽と、この洗浄槽でエッチング残渣を除去した後の被処理体を水洗する純水と、この純水で満たされた水洗槽と、この水洗槽内で被処理体を回転させながら浸漬する回転機構と、この水洗槽の純水内に炭酸ガスを導入する炭酸ガス導入機構と、を具備し、上記回転機構は、被処理体を載置する載置部と、この載置部を回転させる回転駆動部と、を有するものであることを特徴とする洗浄装置。
【請求項２】 上記被処理体は、レジストパターンをマスクとしてＡｌ合金膜をエッチングしたウエハであることを特徴とする請求項１に記載の洗浄装置。
【請求項３】 被処理体上に付着したエッチング残渣を洗浄する洗浄方法であって、有機剥離液に被処理体を浸漬し、炭酸ガスを導入している純水に被処理体を回転させながら浸漬することを特徴とする洗浄方法。
【請求項４】 絶縁膜上にＡｌ合金膜を形成する工程と、このＡｌ合金膜上にレジストパターンを形成する工程と、このレジストパターンをマスクとしてＡｌ合金膜をエッチングすることにより、絶縁膜上にＡｌ合金配線を形成する工程と、このレジストパターンをアッシングにより除去する工程と、Ａｌ合金配線及び絶縁膜の上に付着したエッチング残渣を洗浄する洗浄工程と、を具備し、上記洗浄工程は、有機剥離液にＡｌ合金配線及び絶縁膜を浸漬することによりエッチング残渣を除去した後、炭酸ガスを導入している純水にＡｌ合金配線及び絶縁膜を回転させながら浸漬することにより水洗することを特徴とする半導体装置の製造方法。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、Ａｌ合金配線を形成する際のＩＰＡ洗浄工程を省略することにより製造コストを低減した洗浄装置、洗浄方法及び半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】以下、従来の半導体装置の製造方法について説明する。まず、絶縁膜上にスパッタリングによりバリアメタル層を形成し、このバリアメタル層上にスパッタリングによりＡｌ合金膜を堆積する。次いで、このＡｌ合金膜上にＴｉＮ膜をスパッタリングにより成膜する。次いで、このＴｉＮ膜の上にフォトレジスト膜を塗布し、このフォトレジスト膜を露光、現像することにより、ＴｉＮ膜上にはレジストパターンが形成される。
【０００３】この後、このレジストパターンをマスクとしてＴｉＮ膜、Ａｌ合金膜及びバリアメタル層をドライエッチングにより加工する。これにより、絶縁膜上にはＡｌ合金配線が形成される。
【０００４】次に、ウエハをアッシング装置のチャンバ内に投入し、レジストパターンをアッシングにより除去する。
【０００５】この後、有機剥離液で満たされた洗浄槽を準備する。有機剥離液は、例えば複数の溶剤によるアミン類を混合した洗浄液である。この洗浄槽にウエハを５分間程度浸漬させることにより、有機剥離液によってエッチング残渣やレジストなどを除去する。
【０００６】次いで、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）などのリンス液で満たされたリンス槽を準備する。このリンス槽にウエハを投入して５分間程度リンス処理を行う。次いで、純水で満たされた水洗槽を準備する。この水洗槽にウエハを５分間程度浸漬させて水洗する。水洗処理の前に、イソプロピルアルコールなどのリンス液による置換処理を行う理由は、アミン類を混合したタイプの有機剥離液は水と混合すると強アルカリになり、Ａｌ合金配線がエッチングされて腐食しまうので、これを防ぐためである。このようにしてＡｌ合金配線を形成した後に洗浄処理を行っている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来の半導体装置の製造方法では、Ａｌ合金配線の腐食を防止するためにイソプロピルアルコールによるリンス処理を行っている。しかし、このイソプロピルアルコールは環境に良いとは言えないので、このＩＰＡ洗浄処理はできれば省略したいといった要求がある。ＩＰＡ洗浄処理を省略できれば、製造工程も簡略化され、それだけ製造コストも低減できることになる。
【０００８】本発明は上記のような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、Ａｌ合金配線を形成する際のＩＰＡ洗浄工程を省略することにより製造コストを低減した洗浄装置、洗浄方法及び半導体装置の製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため、本発明に係る洗浄装置は、被処理体上に付着したエッチング残渣を洗浄する洗浄装置であって、有機剥離液で満たされた洗浄槽と、この洗浄槽でエッチング残渣を除去した後の被処理体を水洗する純水と、この純水で満たされた水洗槽と、この水洗槽内で被処理体を回転させながら浸漬する回転機構と、この水洗槽の純水内に炭酸ガスを導入する炭酸ガス導入機構と、を具備し、上記回転機構は、被処理体を載置する載置部と、この載置部を回転させる回転駆動部と、を有するものであることを特徴とする。
【００１０】また、本発明に係る洗浄装置において、上記被処理体は、レジストパターンをマスクとしてＡｌ合金膜をエッチングしたウエハであることが好ましい。
【００１１】本発明に係る洗浄方法は、被処理体上に付着したエッチング残渣を洗浄する洗浄方法であって、有機剥離液に被処理体を浸漬し、炭酸ガスを導入している純水に被処理体を回転させながら浸漬することを特徴とする。
【００１２】本発明に係る半導体装置の製造方法は、絶縁膜上にＡｌ合金膜を形成する工程と、このＡｌ合金膜上にレジストパターンを形成する工程と、このレジストパターンをマスクとしてＡｌ合金膜をエッチングすることにより、絶縁膜上にＡｌ合金配線を形成する工程と、このレジストパターンをアッシングにより除去する工程と、Ａｌ合金配線及び絶縁膜の上に付着したエッチング残渣を洗浄する洗浄工程と、を具備し、上記洗浄工程は、有機剥離液にＡｌ合金配線及び絶縁膜を浸漬することによりエッチング残渣を除去した後、炭酸ガスを導入している純水にＡｌ合金配線及び絶縁膜を回転させながら浸漬することにより水洗することを特徴とする。
【００１３】上記半導体装置の製造方法によれば、純水の中に炭酸ガスを導入し、この純水に被処理体であるＡｌ合金配線及び絶縁膜を回転させながら浸漬させている。このため、Ａｌ合金配線及び絶縁膜に付着している有機剥離液のアルカリを炭酸ガスによって中和させながら水洗処理を行うことができる。つまり、被処理体を回転させながら浸漬させることで、有機剥離液と水から生じるアルカリを瞬時に多量の水で除去することが可能となる。このため、従来の半導体装置の製造方法のようにＩＰＡ洗浄処理を行わなくても、Ａｌ合金配線が腐食することを防止できる。このようにＩＰＡ洗浄処理を省略することが可能となり、製造工程を簡略化することができる。その結果、製造コストを低減できる。また、純水の中に炭酸ガスを導入することにより、純水と被処理体との摩擦による静電気の帯電を防止することもできる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明の実施の形態による洗浄方法を説明するための断面図である。図１（ａ）は、有機剥離液で満たされた洗浄槽を模式的に示す断面図であり、図１（ｂ）は、純水で満たされた水洗槽を模式的に示す断面図である。図２（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施の形態による半導体装置の製造方法を説明するための断面図である。
【００１５】まず、図２（ａ）に示すように、シリコン基板（図示せず）の上方にシリコン酸化膜などからなる絶縁膜１１をＣＶＤ(Chemical Vapor Deposition)法により形成する。次いで、この絶縁膜１１の上にバリアメタル層（図示せず）をスパッタリングにより形成する。次いで、このバリアメタル層の上にＡｌ合金膜１２をスパッタリングにより堆積する。次いで、このＡｌ合金膜１２の上にＴｉＮ膜（図示せず）をスパッタリングにより形成する。次いで、このＴｉＮ膜上にフォトレジスト膜を塗布し、このフォトレジスト膜を露光、現像することにより、ＴｉＮ膜上にはレジストパターン１３が形成される。
【００１６】次に、図２（ｂ）に示すように、このレジストパターン１３をマスクとしてＴｉＮ膜、Ａｌ合金膜１２及びバリアメタル層をエッチングすることにより、絶縁膜１１上にはＡｌ合金配線１２ａが形成される。
【００１７】この後、図２（ｃ）に示すように、レジストパターン１３をアッシング装置を用いて剥離する。つまり、ウエハをアッシング装置におけるアッシングチャンバに投入し、このウエハをステージ上に保持させる。次いで、アッシングチャンバ内の圧力を調整して安定化させる。この際のステージ温度は２５０℃程度である。そして、アッシングガスとして例えばＯ2／Ｎ2の混合ガスを用い、ガス流量を例えばＯ2ガス１００〜１０００ｓｃｃｍ、Ｎ2ガス１００〜５００ｓｃｃｍ、とする。そして、ウエハの上方から２．４５ＧＨｚのマイクロ波をアッシングチャンバに導入する。これにより、上記ガスをプラズマ化してレジストパターン１３をアッシングする。アッシング時間を例えば３０秒〜６０秒程度とする。
【００１８】次に、図１（ａ）に示すように、有機剥離液２で満たされた洗浄槽１を準備する。有機剥離液２は、例えば複数の溶剤によるアミン類を混合した洗浄液であり、具体的にはエタノールアミンのエーテル溶液を用いることが好ましい。上述したアッシング後の被処理体であるウエハ４を複数枚バスケット３に入れる。このバスケット３を洗浄槽１に５分間程度浸漬させることにより、有機剥離液２によってウエハ４の表面に付着しているエッチング残渣やレジストなどを除去する。
【００１９】次いで、図１（ｂ）に示すように、純水６で満たされた水洗槽５を準備する。この水洗槽５の純水６内には配管７を通してＣＯ2ガスを導入できるように構成されている。また、この水洗槽５内には、ウエハを回転させながら浸漬できるように出し入れ自在のウエハ回転機構が配置されている。このウエハ回転機構は、ウエハ４を載置する載置部（図示せず）を備えている。この載置部は回転軸８の一端に取り付けられており、回転軸８の他端は回転駆動機構（図示せず）に取り付けられている。回転軸８は、回転駆動機構によって矢印９のように回転するようになっている。
【００２０】図１（ａ）に示す工程で洗浄処理を行った後、洗浄槽１から取り出されたウエハ４をウエハ回転機構の載置部に載置する。このウエハ回転機構とともにウエハ４を水洗槽５に浸漬する。この際、水洗槽５の純水６には配管７を通して炭酸ガス（ＣＯ2ガス）が導入されている。炭酸ガスの導入量は、例えば、純水の抵抗値が１ＫΩ〜１ＭΩの範囲となるように調整するのが望ましい。そして、矢印９のように回転軸８を回転させてウエハ４を回転させながら、洗浄槽５内で水洗処理を行う。ウエハの回転速度は、例えば毎秒５〜１００回転程度が好ましい。
【００２１】上記実施の形態によれば、水洗槽５の純水６の中に炭酸ガスを導入してパージしながら、この純水６にウエハ４を回転させながら浸漬させている。このため、ウエハ４に付着している有機剥離液２のアルカリを炭酸ガスによって素早く中和させながら水洗処理を行うことができる。つまり、被処理体を回転させながら浸漬させることで、有機剥離液と水から生じるアルカリを瞬時に多量の水で除去することが可能となる。このため、従来の半導体装置の製造方法のようにＩＰＡ洗浄処理を行わなくても、Ａｌ合金配線が腐食することを防止できる。このようにＩＰＡ洗浄処理を省略することが可能となり、製造工程を簡略化することができる。その結果、製造コストを低減できる。
【００２２】また、上述したように純水中に炭酸ガスを導入することにより、純水と被処理体との摩擦による静電気の帯電を防止することができる。
【００２３】尚、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、純水の中に炭酸ガスを導入し、この純水に被処理体であるＡｌ合金配線及び絶縁膜を回転させながら浸漬させている。このため、Ａｌ合金配線及び絶縁膜に付着している有機剥離液のアルカリを炭酸ガスによって中和させながら水洗処理を行うことができる。したがって、Ａｌ合金配線を形成する際のＩＰＡ洗浄工程を省略することができ、それにより製造コストを低減できる洗浄装置、洗浄方法及び半導体装置の製造方法を提供することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００２３６９
【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社
【住所又は居所】東京都新宿区西新宿２丁目４番１号
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| 【出願日】 |
平成１３年９月１０日（２００１．９．１０） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９５７２８
【弁理士】
【氏名又は名称】上柳 雅誉 （外２名）
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| 【公開番号】 |
特開２００３−８０１８１（Ｐ２００３−８０１８１Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１５年３月１８日（２００３．３．１８） |
| 【出願番号】 |
特願２００１−２７４１３１（Ｐ２００１−２７４１３１） |
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