JP2006128148A - Semiconductor device manufacturing method and semiconductor manufacturing apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体装置の製造技術に関し、特に、半導体ウェハ(以下、単にウェハという)上に形成されたレジスト膜を除去する工程に適用して有効な技術に関するものである。 The present invention relates to a semiconductor device manufacturing technique, and more particularly to a technique effective when applied to a step of removing a resist film formed on a semiconductor wafer (hereinafter simply referred to as a wafer).
日本特開平10−098026号公報(特許文献1)には、イオン注入処理後におけるレジスト膜のアッシングレートを向上させるとともに、下地の酸化シリコン膜のエッチングを抑制する技術が記載されている。具体的には、処理容器内に配置されたウェハをハロゲンランプで加熱しつつアッシングする際、水素ガス(H2)、窒素ガス(N2)、酸素ガス(O2)およびフッ化炭素ガス(CF4)よりなる混合ガスを供給する。すなわち、水素ガス(H2)、窒素ガス(N2)、酸素ガス(O2)およびフッ化炭素ガス(CF4)よりなる混合ガスを使用して、ウェハに形成されたレジスト膜をアッシングする技術が開示されている。
MISFET(Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor)には、導電型不純物を導入したポリシリコン膜をゲート電極とするものがある。このようなゲート電極は、例えば以下のようにして形成される。 Some MISFETs (Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistors) use a polysilicon film doped with conductive impurities as a gate electrode. Such a gate electrode is formed as follows, for example.
半導体基板上にゲート絶縁膜を形成した後、このゲート絶縁膜上にポリシリコン膜を形成する。続いて、このポリシリコン膜上にレジスト膜を形成した後、露光・現像処理を行うことによりレジスト膜をパターニングする。パターニングは、ゲート電極を形成する領域を開口するように行われる。続いて、イオン注入法を使用することにより、開口部から露出したポリシリコン膜内にリンなどのn型不純物を導入する。このとき、主に、開口部から露出したポリシリコン膜内にリンが導入されるが、パターニングしたレジスト膜内にもリンが導入される。レジスト膜内にリンが導入されるとレジスト膜が変質し、レジスト膜の表面に剥離性の悪い硬化層が形成される。 After forming a gate insulating film on the semiconductor substrate, a polysilicon film is formed on the gate insulating film. Subsequently, after forming a resist film on the polysilicon film, the resist film is patterned by performing exposure and development processing. The patterning is performed so as to open a region for forming the gate electrode. Subsequently, an n-type impurity such as phosphorus is introduced into the polysilicon film exposed from the opening by using an ion implantation method. At this time, phosphorus is mainly introduced into the polysilicon film exposed from the opening, but phosphorus is also introduced into the patterned resist film. When phosphorus is introduced into the resist film, the resist film is altered, and a hardened layer with poor peelability is formed on the surface of the resist film.
次に、パターニングしたレジスト膜をアッシング処理によって除去した後、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を使用して、ポリシリコン膜を加工する。これによりリンを導入したポリシリコン膜よりなるゲート電極を形成することができる。 Next, after removing the patterned resist film by an ashing process, the polysilicon film is processed using a photolithography technique and an etching technique. As a result, a gate electrode made of a polysilicon film into which phosphorus is introduced can be formed.
リンを導入するときにマスクとして使用されたレジスト膜は、上記したようにアッシング処理で除去されるが、このアッシング処理では酸素ガスが使用される。すなわち、酸素ガスとレジスト膜の化学反応を利用して、レジスト膜を除去している。しかし、酸素ガスだけを使用したアッシング処理では、レジスト膜に形成された硬化層を除去することができない。このため、アッシング処理における加熱により、硬化層の下部にあるレジスト膜が膨張し、硬化層を突き破ってレジスト膜が破裂することが生じる。この破裂により生じるレジスト残渣が除去されず、異物としてウェハ上に残ってしまう。 The resist film used as a mask when introducing phosphorus is removed by ashing as described above, and oxygen gas is used in this ashing. That is, the resist film is removed using a chemical reaction between oxygen gas and the resist film. However, the ashing process using only oxygen gas cannot remove the hardened layer formed on the resist film. For this reason, the resist film under the hardened layer expands due to the heating in the ashing process, and the resist film breaks through the hardened layer. Resist residues resulting from this rupture are not removed and remain on the wafer as foreign matter.
そこで、リンが注入されて硬化層が形成されたレジスト膜のアッシング処理では、酸素ガスだけでなくフォーミングガスも導入されている。フォーミングガスとは、窒素ガスと水素ガスとの混合ガスであり、このフォーミングガスを導入することにより、レジスト膜に形成された硬化層を除去することができる。 Therefore, not only oxygen gas but also forming gas is introduced in the ashing process of the resist film in which phosphorus is implanted to form a hardened layer. The forming gas is a mixed gas of nitrogen gas and hydrogen gas. By introducing the forming gas, the cured layer formed on the resist film can be removed.
しかし、フォーミングガスの割合が高くなると、ポリシリコン膜上に酸化シリコンよりなる異常生成物が発生してしまうという問題点がある。つまり、レジスト膜を除去する際、レジスト膜に含まれるリンとフォーミングガスと酸素ガスが反応してリン酸が生成される。また、レジスト膜を除去することにより露出したポリシリコン膜は、窒素ガスと反応して窒化シリコン膜が形成される。そして、リン酸と窒化シリコン膜が化学反応することにより、酸化シリコン膜が生成される。このようにして、レジスト膜を除去することにより露出したポリシリコン膜上に異常生成物である酸化シリコンが形成される。 However, when the ratio of the forming gas is increased, there is a problem that an abnormal product made of silicon oxide is generated on the polysilicon film. That is, when removing the resist film, phosphorus, forming gas, and oxygen gas contained in the resist film react to generate phosphoric acid. In addition, the polysilicon film exposed by removing the resist film reacts with nitrogen gas to form a silicon nitride film. Then, the phosphoric acid and the silicon nitride film chemically react to generate a silicon oxide film. In this way, silicon oxide, which is an abnormal product, is formed on the polysilicon film exposed by removing the resist film.
レジスト膜の除去が終了すると、次に、ポリシリコン膜を加工してゲート電極を形成する。ゲート電極の形成は、まず、ポリシリコン膜上にレジスト膜を形成した後、このレジスト膜をパターニングすることにより、ゲート電極形成領域上にだけレジスト膜が残るようにする。続いて、パターニングしたレジスト膜をマスクにしてポリシリコン膜をエッチングすることにより、ゲート電極を形成する。 When the removal of the resist film is completed, the polysilicon film is then processed to form a gate electrode. The gate electrode is formed by first forming a resist film on the polysilicon film and then patterning the resist film so that the resist film remains only on the gate electrode formation region. Subsequently, the polysilicon film is etched using the patterned resist film as a mask to form a gate electrode.
このときのエッチングは、ポリシリコン膜とゲート絶縁膜(酸化シリコン膜)とのエッチング選択比が高い状態で行われる。ここで、上記したように、ポリシリコン膜上には、異常生成物である酸化シリコンが形成されている領域がある。この領域は、エッチングの際、異常生成物である酸化シリコンがマスクとなってしまい、エッチングが充分に行なわれないという問題点が発生する。すなわち、ゲート電極形成領域以外の領域に、異常生成物である酸化シリコンが存在すると、本来エッチングされるべきポリシリコン膜が充分にエッチングされずに残ることになる。すると、正常なMISFETが形成されない。 Etching at this time is performed with a high etching selectivity between the polysilicon film and the gate insulating film (silicon oxide film). Here, as described above, on the polysilicon film, there is a region where silicon oxide which is an abnormal product is formed. In this region, a problem arises that etching is not sufficiently performed because silicon oxide, which is an abnormal product, becomes a mask during etching. That is, if silicon oxide, which is an abnormal product, is present in a region other than the gate electrode formation region, the polysilicon film that should be etched remains without being sufficiently etched. Then, a normal MISFET is not formed.
本発明の目的は、n型不純物が導入されたレジスト膜を除去する工程において、異常生成物の発生を抑制することができる技術を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a technique capable of suppressing the generation of abnormal products in the step of removing a resist film introduced with n-type impurities.
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。 The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。 Of the inventions disclosed in the present application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.
本願で開示される一つの発明は、(a)半導体基板上にゲート絶縁膜を形成する工程と、(b)前記ゲート絶縁膜上にシリコン膜を形成する工程と、(c)前記シリコン膜上にレジスト膜を形成する工程と、(d)前記レジスト膜に開口部を形成する工程と、(e)前記開口部から露出する前記シリコン膜にn型不純物を導入する工程と、(f)フッ素を含まない混合ガスを使用して前記レジスト膜を除去する工程と、(g)前記シリコン膜を加工してゲート電極を形成する工程とを備え、前記(f)工程において、前記混合ガス中に含まれるフォーミングガスの前記混合ガス全体に占める体積比率は5%以上30%以下であるものである。 One invention disclosed in the present application includes (a) a step of forming a gate insulating film on a semiconductor substrate, (b) a step of forming a silicon film on the gate insulating film, and (c) on the silicon film. Forming a resist film on the substrate, (d) forming an opening in the resist film, (e) introducing an n-type impurity into the silicon film exposed from the opening, and (f) fluorine. A step of removing the resist film using a mixed gas containing no hydrogen, and (g) a step of processing the silicon film to form a gate electrode, wherein in the step (f) The volume ratio of the forming gas contained in the mixed gas is 5% or more and 30% or less.
また、本願で開示される一つの発明は、ウェハ上に形成されたレジスト膜を酸素ガスおよびフォーミングガスを使用して除去する半導体製造装置であって、(a)前記ウェハ上に形成された前記レジスト膜を除去するためのチャンバと、(b)前記チャンバ内に導入する前記酸素ガスの流量を調整する第1マスフローコントローラと、(c)前記チャンバ内に導入する前記フォーミングガスの流量を調整する第2マスフローコントローラと、(d)前記第1マスフローコントローラから前記酸素ガスの流量値を入力し、前記第2マスフローコントローラから前記フォーミングガスの流量値を入力する制御部とを備え、前記制御部は、前記酸素ガスの流量値および前記フォーミングガスの流量値に基づいて、前記酸素ガスと前記フォーミングガスを含む混合ガス全体に対する前記フォーミングガスの体積比率を算出し、算出した前記体積比率が5%以上30%以下の範囲内にあるとき前記ウェハの処理を行う一方、算出した前記体積比率が5%以上30%以下の範囲外にあるとき前記ウェハの処理を停止するものである。 One invention disclosed in the present application is a semiconductor manufacturing apparatus that removes a resist film formed on a wafer by using an oxygen gas and a forming gas, and (a) the semiconductor film is formed on the wafer. A chamber for removing the resist film; (b) a first mass flow controller for adjusting the flow rate of the oxygen gas introduced into the chamber; and (c) a flow rate of the forming gas introduced into the chamber. A second mass flow controller; and (d) a control unit that inputs the flow rate value of the oxygen gas from the first mass flow controller and inputs the flow rate value of the forming gas from the second mass flow controller. The oxygen gas and the forming gas based on the flow rate value of the oxygen gas and the flow rate value of the forming gas. The volume ratio of the forming gas with respect to the entire mixed gas containing the liquid is calculated, and the wafer is processed when the calculated volume ratio is in the range of 5% to 30%, while the calculated volume ratio is 5%. When it is out of the range of 30% or less, the processing of the wafer is stopped.
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。 Among the inventions disclosed in the present application, effects obtained by typical ones will be briefly described as follows.
フォーミングガスの混合ガス全体に占める体積比率を5%以上30%以下にした状態で、n型不純物を導入したレジスト膜の除去を行っているので、異常生成物の発生を抑制することができる。 Since the resist film into which the n-type impurity is introduced is removed in a state where the volume ratio of the forming gas to the entire mixed gas is 5% or more and 30% or less, generation of abnormal products can be suppressed.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiment, and the repetitive description thereof will be omitted.
(実施の形態1)
図1は、本実施の形態1におけるレジスト膜除去装置(半導体製造装置)の概略構成を示した模式図である。図1において、本実施の形態1におけるレジスト膜除去装置1は、チャンバ2、マスフローコントローラ(第1マスフローコントローラ)3、マスフローコントローラ(第2マスフローコントローラ)4および制御部5を有している。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a resist film removing apparatus (semiconductor manufacturing apparatus) in the first embodiment. In FIG. 1, a resist
チャンバ2は、その中で物理的あるいは化学的反応を起させるための密閉した容器である。本実施の形態1では、このチャンバ2内でウェハ上に形成されたイオン注入用レジスト膜の除去が行われる。
The
マスフローコントローラ3は、チャンバ2内に導入される酸素ガス(O2ガス)の流量を調整できるようになっている。同様に、マスフローコントローラ4は、チャンバ2内に導入されるフォーミングガス(H2ガスとN2ガスの混合ガス)の流量を調整できるように構成されている。このように、チャンバ2内には、マスフローコントローラ3、4で流量が調整された酸素ガスおよびフォーミングガスが導入される。そして、導入した酸素ガスおよびフォーミングガスを使用して、イオン注入用レジスト膜の除去が行われる。
The
制御部5は、チャンバ2内に導入される酸素ガスとフォーミングガスとのガス比を制御できるように構成されている。具体的に、制御部5は、マスフローコントローラ3およびマスフローコントローラ4に接続されており、マスフローコントローラ3から酸素ガスの流量値を入力し、マスフローコントローラ4からフォーミングガスの流量値を入力することができるようになっている。そして、制御部5は、入力した流量値から、酸素ガスとフォーミングガスを合わせた混合ガス全体に対するフォーミングガスの体積比率を算出するようになっている。また、制御部5は、ホストコンピュータ6と接続されており、このホストコンピュータ6から工程情報を入力できるように構成されている。工程情報とは、どの工程が実施されるかなどを示す情報をいう。
The
レジスト膜除去装置1では、ウェハロット7からウェハが取り出され、取り出されたウェハがチャンバ2内に搬送されるようになっている。
In the resist
本実施の形態1におけるレジスト膜除去装置1では、シリコン膜上に形成されたイオン注入用レジスト膜を除去することを目的としている。このため、本実施の形態1のレジスト膜除去装置1が使用される工程は、例えば、ポリシリコン膜のゲート電極形成領域にリンを導入した後、ポリシリコン膜上に形成されているマスク用のレジスト膜を除去する工程である。
The resist
図2は、nチャネル型MISFET(Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor)の製造工程の一部を記載したフローチャートである。図2に示すように、ゲート絶縁膜を形成した後(S11)、このゲート絶縁膜上にポリシリコン膜を形成する(S12)。そして、ポリシリコン膜上にイオン注入用レジスト膜を形成し(S13)、その後、このイオン注入用レジスト膜をパターニングする(S14)。次に、パターニングしたイオン注入用レジスト膜をマスクにしてポリシリコン膜のゲート電極形成領域にリンを注入する(S15)。そして、マスクとして使用したイオン注入用レジスト膜を除去する(S16)。続いて、洗浄(S17)およびアニール(S18)を施した後、ポリシリコン膜をエッチングして、ゲート電極を形成する(S19)。このようにして、nチャネル型MISFETのゲート電極が形成される。この図2で示した工程のうち、レジスト膜除去装置1が使用される工程は、マスクとして使用したイオン注入用レジスト膜を除去するS16である。
FIG. 2 is a flowchart showing a part of a manufacturing process of an n-channel type MISFET (Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor). As shown in FIG. 2, after forming a gate insulating film (S11), a polysilicon film is formed on the gate insulating film (S12). Then, an ion implantation resist film is formed on the polysilicon film (S13), and then the ion implantation resist film is patterned (S14). Next, phosphorus is implanted into the gate electrode formation region of the polysilicon film using the patterned ion implantation resist film as a mask (S15). Then, the ion implantation resist film used as a mask is removed (S16). Subsequently, after washing (S17) and annealing (S18), the polysilicon film is etched to form a gate electrode (S19). In this way, the gate electrode of the n-channel type MISFET is formed. Of the steps shown in FIG. 2, the step in which the resist
上記した工程で使用されるイオン注入用レジスト膜には、リンのイオン注入により、レジスト膜の表面に硬化層が形成されている。 In the resist film for ion implantation used in the above process, a hardened layer is formed on the surface of the resist film by ion implantation of phosphorus.
通常レジスト膜の除去には、酸素ガスが使用される。しかし、上記したようにイオン注入用レジスト膜の表面には、レジスト膜が変質した硬化層が形成されている。この硬化層は、酸素ガスによるアッシングでは充分に除去できない。このため、チャンバ2内には、水素ガスと窒素ガスの混合ガスよりなるフォーミングガスが導入されている。フォーミングガスを導入することにより、レジスト膜の表面に形成された硬化層が除去され、レジスト残渣を低減することができる。
Usually, oxygen gas is used to remove the resist film. However, as described above, a cured layer in which the resist film is altered is formed on the surface of the resist film for ion implantation. This hardened layer cannot be sufficiently removed by ashing with oxygen gas. Therefore, a forming gas made of a mixed gas of hydrogen gas and nitrogen gas is introduced into the
ところが、フォーミングガスの割合を高くすると、リンが導入されたレジスト膜において、硬化層を効果的に除去することができる一方、酸化シリコンよりなる異常生成物が形成される。この異常生成物は次のような過程で形成されると考えられている。まず、ポリシリコン膜上に形成されたイオン注入用のレジスト膜を酸素ガスおよびフォーミングガスでアッシングにより除去する。このとき、レジスト膜に導入されたリンと酸素ガスと水素ガスの反応によりリン酸が形成される。一方、ポリシリコン膜の表面には窒素ガスとの反応により窒化シリコン膜が形成される。そして、リン酸と窒化シリコン膜が反応することにより、酸化シリコンよりなる異常生成物が形成される。このようにリンが導入されたレジスト膜を除去する工程で、酸化シリコンよりなる異常生成物が形成される。 However, when the ratio of the forming gas is increased, the hardened layer can be effectively removed in the resist film introduced with phosphorus, while an abnormal product made of silicon oxide is formed. This abnormal product is considered to be formed in the following process. First, the resist film for ion implantation formed on the polysilicon film is removed by ashing with oxygen gas and forming gas. At this time, phosphoric acid is formed by the reaction of phosphorus, oxygen gas, and hydrogen gas introduced into the resist film. On the other hand, a silicon nitride film is formed on the surface of the polysilicon film by reaction with nitrogen gas. Then, the phosphoric acid and the silicon nitride film react to form an abnormal product made of silicon oxide. In this process of removing the resist film introduced with phosphorus, an abnormal product made of silicon oxide is formed.
この後、ポリシリコン膜を加工してゲート電極が形成される。このゲート電極の形成工程では、酸化シリコン膜と高選択比を取った状態でポリシリコン膜のエッチングが行われる。したがって、ポリシリコン膜上に酸化シリコンよりなる異常生成物が存在すると、この異常生成物がマスクとなって、本来エッチングされるべき領域にあるポリシリコン膜が充分にエッチングされないことになり、ゲート電極が正常に形成されない。 Thereafter, the polysilicon film is processed to form a gate electrode. In the step of forming the gate electrode, the polysilicon film is etched in a state with a high selectivity with respect to the silicon oxide film. Therefore, if there is an abnormal product made of silicon oxide on the polysilicon film, the abnormal product serves as a mask, and the polysilicon film in the region to be originally etched is not sufficiently etched. Does not form normally.
そこで、本実施の形態1では、酸素ガスとフォーミングガスの混合ガス全体に対するフォーミングガスの体積比率を5%以上30%以下にすることにより、レジスト残渣を取り除くとともに、酸化シリコンよりなる異常生成物の発生を抑制している。 Therefore, in the first embodiment, by forming the volume ratio of the forming gas with respect to the entire mixed gas of oxygen gas and forming gas to 5% or more and 30% or less, the resist residue is removed and abnormal products made of silicon oxide are removed. Occurrence is suppressed.
図3は、酸素ガスとフォーミングガスの混合ガス全体に対するフォーミングガスの体積比率と、レジスト残渣比および異常生成物比との関係を示したグラフである。すなわち、イオン注入用レジスト膜のアッシングの際に添加するフォーミングガスの量とレジスト残渣比および異常生成物比との関係を示したグラフである。図3において、横軸は、フォーミングガスの体積比率を示したものであり、縦軸は、レジスト残渣比および異常生成物比を示したものである。また、グラフ中の正方形をしたプロットは、レジスト残渣比を示したものであり、菱形をしたプロットは、異常生成物比を示している。 FIG. 3 is a graph showing the relationship between the volume ratio of the forming gas to the entire mixed gas of oxygen gas and forming gas, and the resist residue ratio and abnormal product ratio. That is, the graph shows the relationship between the amount of forming gas added during ashing of the resist film for ion implantation, the resist residue ratio, and the abnormal product ratio. In FIG. 3, the horizontal axis indicates the volume ratio of the forming gas, and the vertical axis indicates the resist residue ratio and the abnormal product ratio. Moreover, the square plot in the graph shows the resist residue ratio, and the diamond plot shows the abnormal product ratio.
レジスト残渣比は、フォーミングガスを加えないとき(フォーミングガスの体積比率が0%のとき)のレジスト残渣を1とした場合の数値を示している。また、異常生成物比は、フォーミングガスの体積比率が50%のときの異常生成物数を1とした場合の数値を示している。 The resist residue ratio is a numerical value when the resist residue is 1 when no forming gas is added (when the volume ratio of the forming gas is 0%). The abnormal product ratio is a numerical value when the number of abnormal products is 1 when the volume ratio of the forming gas is 50%.
図3に示すように、フォーミングガスの体積比率を増加させるとレジスト残渣比が低下していることがわかる。例えば、フォーミングガスの体積比率が0%の場合、レジスト残渣比は1であるが、フォーミングガスの体積比率が5%の場合、レジスト残渣比は約0.15に減少していることがわかる。さらに、フォーミングガスの体積比率が10%の場合、レジスト残渣比は約0.05であり、フォーミングガスの体積比率が20%の場合、レジスト残渣比は極めて小さくなっていることがわかる。このことから、酸素ガスに添加するフォーミングガスの量を増加させることによって、レジスト残渣を充分に除去することができることがわかる。 As shown in FIG. 3, it can be seen that the resist residue ratio decreases when the volume ratio of the forming gas is increased. For example, it can be seen that when the volume ratio of the forming gas is 0%, the resist residue ratio is 1, but when the volume ratio of the forming gas is 5%, the resist residue ratio is reduced to about 0.15. Further, it can be seen that when the volume ratio of the forming gas is 10%, the resist residue ratio is about 0.05, and when the volume ratio of the forming gas is 20%, the resist residue ratio is extremely small. This shows that the resist residue can be sufficiently removed by increasing the amount of forming gas added to the oxygen gas.
一方、フォーミングガスを導入することにより生成される異常生成物比は、フォーミングガスの体積比率が増加するにつれて、増加していることがわかる。例えば、フォーミングガスの体積比率が10%以下の場合、異常生成物比はほぼ0であり、フォーミングガスの体積比率が30%の場合、異常生成物比は約0.15となっている。さらに、フォーミングガスの体積比が40%の場合、異常生成物比は約0.5となり、フォーミングガスの体積比が50%の場合、異常生成物比は1となっている。このことから、酸素ガスに添加するフォーミングガスの量を減少させるほど、異常生成物の発生を抑制することができることがわかる。 On the other hand, it can be seen that the ratio of abnormal products generated by introducing the forming gas increases as the volume ratio of the forming gas increases. For example, when the volume ratio of the forming gas is 10% or less, the abnormal product ratio is almost 0, and when the volume ratio of the forming gas is 30%, the abnormal product ratio is about 0.15. Further, when the volume ratio of the forming gas is 40%, the abnormal product ratio is about 0.5, and when the volume ratio of the forming gas is 50%, the abnormal product ratio is 1. This shows that the generation of abnormal products can be suppressed as the amount of forming gas added to oxygen gas is decreased.
このように、レジスト残渣を取り除く観点からは、フォーミングガスの体積比率を増加させることが望ましい。一方、異常生成物の発生を抑制する観点からは、フォーミングガスの体積比率を減少させることが望ましい。したがって、フォーミングガスの体積比率を極端に増加や減少させることは両方の観点を考慮すると好ましくない。両方の観点を考慮すると、フォーミングガスの体積比率をある特定の範囲に限定する必要がある。図3に示すように、フォーミングガスの体積比率を5%以上30%以下にすることにより、有効にレジスト残渣を取り除くことができるとともに、異常生成物の発生を抑制することができる。具体的には、フォーミングガスの体積比率を5%以上30%以下にすることにより、レジスト残渣比および異常生成物比を0.2以下にすることができる。さらに望ましくは、フォーミングガスの体積比率を10%以上20%以下にすることにより、レジスト残渣比および異常生成物比を0.1以下にすることができる。 Thus, from the viewpoint of removing resist residues, it is desirable to increase the volume ratio of the forming gas. On the other hand, from the viewpoint of suppressing the occurrence of abnormal products, it is desirable to reduce the volume ratio of the forming gas. Therefore, extremely increasing or decreasing the volume ratio of the forming gas is not preferable in consideration of both viewpoints. Considering both aspects, it is necessary to limit the volume ratio of the forming gas to a specific range. As shown in FIG. 3, when the volume ratio of the forming gas is 5% or more and 30% or less, the resist residue can be effectively removed and the generation of abnormal products can be suppressed. Specifically, the resist residue ratio and the abnormal product ratio can be reduced to 0.2 or less by setting the volume ratio of the forming gas to 5% or more and 30% or less. More desirably, the resist residue ratio and the abnormal product ratio can be made 0.1 or less by setting the volume ratio of the forming gas to 10% or more and 20% or less.
次に、本実施の形態1におけるレジスト膜除去装置1の第1動作例について図1および図4を参照しながら説明する。まず、図1に示す制御部5は、ホストコンピュータ6から工程情報を入力する(S101)。工程情報に基づいて、実施する工程がリンイオン注入用レジスト膜の除去工程であるかを判断する(S102)。実施する工程がリンイオン注入用レジスト膜の除去工程でない場合、制御部5は、フォーミングガスの体積比率を監視しない(S103)。一方、実施する工程がリンイオン注入用レジスト膜の除去工程である場合、制御部5は、マスフローコントローラ3から送られてくる酸素ガスの流量値とマスフローコントローラ4から送られてくるフォーミングガスの流量値を入力する。そして、入力した流量値に基づいて、フォーミングガスの体積比率を算出する(S104)。
Next, a first operation example of the resist
続いて、制御部5は、算出したフォーミングガスの体積比率が5%以上30%以下であるかを判断する(S105)。算出したフォーミングガスの体積比率が5%以上30%以下の範囲外である場合、装置を停止する(S106)。これにより、レジスト残渣あるいは異常生成物が生成される状態でのウェハの処理が抑制される。したがって、不良のウェハを作り込むことを防止でき、歩留まり向上および製品の信頼性向上を図ることができる。
Subsequently, the
一方、算出したフォーミングガスの体積比率が5%以上30%以下の範囲にある場合、ウェハの処理を行う。すなわち、ウェハ上に形成されたリンイオン注入用レジスト膜の除去を行う。このとき、フォーミングガスの体積比率が5%以上30%以下であるため、レジスト残渣および異常生成物の発生を抑制することができる。したがって、歩留まり向上および製品の信頼性向上を図ることができる。 On the other hand, if the calculated volume ratio of the forming gas is in the range of 5% to 30%, the wafer is processed. That is, the phosphorus ion implantation resist film formed on the wafer is removed. At this time, since the volume ratio of the forming gas is 5% or more and 30% or less, the generation of resist residues and abnormal products can be suppressed. Therefore, it is possible to improve yield and product reliability.
次に、本実施の形態1におけるレジスト膜除去装置1の第2動作例について、図1および図5を参照しながら説明する。第2動作例は、ほぼ第1動作例と同じであるため、異なる部分だけ説明する。第2動作例のうち、第1動作例と異なる点は、フォーミングガスの体積比率が5%以上30%以下の範囲外にあるときの処理である。この場合、第1動作例では、レジスト膜除去装置1を停止させていた。これに対し、第2動作例では、レジスト膜除去装置1を停止させない。つまり、フォーミングガスの体積比率が5%以上30%以下の範囲外にあるとき、制御部5は、マスフローコントローラ3、4を調整して、チャンバ2内に導入されるフォーミングガスの体積比率が5%以上30%以下の範囲内に入るようにする。これにより、レジスト膜除去装置1を停止させずに、常にフォーミングガスの体積比率が5%以上30%以下の範囲内でウェハの処理を行うことができる。第2動作例によれば、第1動作例と同様の効果が得られる上、レジスト膜除去装置1を停止させることがない。このため、スループット向上を図ることができ、TAT(Turn Around Time)の短縮を図ることができる。
Next, a second operation example of the resist
次に、本実施の形態1における半導体装置の製造方法について図面を参照しながら説明する。本実施の形態1では、例えばCMISFET(Complementary Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor)の製造工程について説明する。 Next, a method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment will be described with reference to the drawings. In the first embodiment, for example, a manufacturing process of a CMISFET (Complementary Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor) will be described.
図6に示すように、半導体基板(ウェハ)10を用意する。この半導体基板10は、p型の単結晶シリコンよりなり、その主面には、素子分離領域11が形成されている。素子分離領域11は、酸化シリコンよりなり、例えばSTI(Shallow Trench Isolation)法やLOCOS(Local Oxidization Of Silicon)などによって形成される。図6では、STI法で形成した素子分離領域11を示している。すなわち、半導体基板10に溝を形成した後、この溝に酸化シリコン膜を埋め込むことにより形成された素子分離領域11が図6に示されている。
As shown in FIG. 6, a semiconductor substrate (wafer) 10 is prepared. The
次に、半導体基板10に形成された素子分離領域11によって分けられた活性領域、すなわちnチャネル型MISFETQ1を形成する領域にp型ウェル12を形成する。p型ウェル12は、例えばイオン注入法により、ボロン(B)やフッ化ボロン(BF2)を導入することによって形成される。同様に、pチャネル型MISFETQ2を形成する領域にn型ウェル13を形成する。n型ウェル13は、例えばイオン注入法により、リン(P)や砒素(As)を導入することによって形成される。
Next, the active regions separated by
続いて、図7に示すように、半導体基板10上に、ゲート絶縁膜14を形成する。ゲート絶縁膜14は、例えば薄い酸化シリコン膜からなり、例えば熱酸化法を使用して形成することができる。
Subsequently, as shown in FIG. 7, a
次に、図8に示すように、ゲート絶縁膜14上にポリシリコン膜15を形成する。このポリシリコン膜15は、例えばCVD(Chemical Vapor Deposition)法により形成することができる。その後、ポリシリコン膜15上にレジスト膜16を塗布する。そして、レジスト膜16に対して露光・現像することにより、レジスト膜16をパターニングする。パターニングは、図9に示すように、nチャネル型MISFETQ1のゲート電極形成領域に開口部17を形成するように行う。
Next, as shown in FIG. 8, a
続いて、図10に示すように、パターニングしたレジスト膜16をマスクにしてリンをイオン注入する。これにより、開口部17から露出したポリシリコン膜15内にリンが注入されるとともに、レジスト膜16の表面にもリンが注入される。リンをイオン注入する工程は、ポリシリコン膜15よりなるゲート電極形成領域にリンを導入するものであるが、マスクに使用しているレジスト膜16にもリンが注入される。このとき、レジスト膜16の表面はリンをイオン注入することにより変質し、硬化層16aが形成される。なお、リンは5×1014/cm2以上の量が導入される。
Subsequently, as shown in FIG. 10, phosphorus is ion-implanted using the patterned resist
次に、マスクとして使用した硬化層16aを含むレジスト膜16を除去するため、本実施の形態1におけるレジスト膜除去装置1に半導体基板10が搬入される。そして、図11に示すように、半導体基板10を加熱した後、酸素ガスとフォーミングガス(例えば水素ガス3%と窒素ガス97%の混合ガス)との混合ガス18をプラズマ化してレジスト膜16上に導入する。すると、硬化層16aを含むレジスト膜16が除去される。ここで、酸素ガスとフォーミングガスとの混合ガス18全体に対するフォーミングガスの体積比率が5%以上30%以下になっている。また、フォーミングガスの流量は、例えば100sccm〜10000sccmの範囲である。具体的に、例えば酸素ガスとフォーミングガスとのトータルの流量が4000sccmのとき、フォーミングガスの流量を400sccmとすることができる。このときのフォーミングガスの体積比率は10%となる。このため、リンを含む硬化層16aおよびレジスト膜16を除去する際、レジスト残渣を充分に除去することができるとともに、リンに起因した酸化シリコン系の異常生成物の発生も抑制される。
Next, in order to remove the resist
ここで、従来、硬化層16aを含むレジスト膜16の除去に、酸素ガスとフォーミングガス以外にフッ素系ガスが導入されることがある。しかし、フッ素系ガスは、下地であるポリシリコン膜をエッチングする問題点がある。したがって、フッ素系ガスを使用してレジスト膜16を除去する際、開口部17から露出するポリシリコン膜15がフッ素系ガスによってエッチングされる。一方、レジスト膜16で覆われているポリシリコン膜15は、エッチングされない。このため、レジスト膜16を除去した後、ポリシリコン膜15に段差が生じてしまう。しかし、本実施の形態1では、フッ素系ガスを使用しないため、ポリシリコン膜15に段差が生じない利点がある。
Here, conventionally, in order to remove the resist
硬化層16aを含むレジスト膜16を除去した後、洗浄およびアニール処理を行うことにより、図12に示すように、ポリシリコン膜15が露出した状態となる。ここで、図12には図示していないが、ポリシリコン膜15のうちnチャネル型MISFETQ1のゲート電極形成領域には、リンが注入されている。
After removing the resist
続いて、図13に示すように、ポリシリコン膜15上にレジスト膜19を形成した後、このレジスト膜19に対して露光・現像することにより、パターニングする。パターニングは、pチャネル型MISFETQ2のゲート電極形成領域上に開口部20を形成するように行う。その後、パターニングしたレジスト膜19をマスクにしたイオン注入により、開口部20から露出したポリシリコン膜15にボロン(B)を注入する。このとき、マスクとして機能するレジスト膜19の表面にもボロンが注入され、レジスト膜19の表面に硬化層19aが形成される。
Subsequently, as shown in FIG. 13, after a resist
次に、図14に示すように、酸素ガスとフォーミングガスとの混合ガスをレジスト膜19上に導入する。すると、硬化層19aを含むレジスト膜19が除去される。ここで、レジスト膜19には、リンではなくボロンが注入されている。酸素ガスとフォーミングガスとの混合ガス21でボロンが注入されているレジスト膜19を除去する際、異常生成物は発生しない。したがって、フォーミングガスの体積比率は5%以上30%以下の範囲内にある必要はない。すなわち、ボロンが注入されたレジスト膜19の除去の際には、異常生成物の発生を考慮する必要はなく、レジスト残渣が充分に取り除くことができる観点からフォーミングガスの体積比率を決定すればよい。つまり、異常生成物は、リンを注入したレジスト膜16を除去する際に生じるものであり、ボロンを注入したレジスト膜19を除去する際には発生しない。
Next, as shown in FIG. 14, a mixed gas of oxygen gas and forming gas is introduced onto the resist
レジスト膜19を除去した後、洗浄およびアニール処理を行うことにより、図15に示すように、ポリシリコン膜15が露出した状態となる。ここで、図15には図示していないが、ポリシリコン膜15のうちnチャネル型MISFETQ1のゲート電極形成領域には、リンが注入されている。同様に、ポリシリコン膜15のうちpチャネル型MISFETQ2のゲート電極形成領域には、ボロンが注入されている。
By removing the resist
次に、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を使用して、ポリシリコン膜15を加工することにより、図16に示すようなゲート電極22a、22bを形成する。ここで、本実施の形態1では、ポリシリコン膜15上に酸化シリコン系の異常生成物が発生しにくくなっていることから、ゲート電極22a、22bを正常に形成することができる。すなわち、異常生成物がマスクとなってポリシリコン膜15のエッチングが充分に行われなくなることを防止することができる。
Next, the
ゲート電極22aは、nチャネル型MISFETQ1のゲート電極となり、ゲート電極22bはpチャネル型MISFETQ2のゲート電極となる。
The
続いて、図17に示すように、フォトリソグラフィ技術およびイオン注入法を使用してゲート電極22aの両側にリンや砒素などのn型不純物を導入することにより、低濃度n型不純物拡散領域23、24を形成する。同様に、フォトリソグラフィ技術およびイオン注入法を使用してゲート電極22bの両側にボロンなどのp型不純物を導入することにより、低濃度p型不純物拡散領域25、26を形成する。
Subsequently, as shown in FIG. 17, by introducing n-type impurities such as phosphorus and arsenic on both sides of the
次に、半導体基板10上に酸化シリコン膜を形成した後、異方性エッチングを行うことにより、ゲート電極22a、22bの側壁にサイドウォール27を形成する。そして、図18に示すように、フォトリソグラフィ技術およびイオン注入法を使用してリンや砒素などのn型不純物を導入することにより、高濃度n型不純物拡散領域28、29を形成する。同様に、フォトリソグラフィ技術およびイオン注入法を使用してボロンなどのp型不純物を導入することにより、高濃度p型不純物拡散領域30、31を形成する。
Next, after forming a silicon oxide film on the
次に、高濃度n型不純物拡散領域28、29および高濃度p型不純物拡散領域30、31の表面を露出させた後、半導体基板10上に例えばCVD法を使用してコバルト(Co)膜を堆積させる。そして、熱処理を施すことによって、コバルトシリサイド膜32を形成する。これにより、ポリシリコン膜15とコバルトシリサイド膜32よりなるゲート電極22a、22bを形成することができる。また、高濃度n型不純物拡散領域28、29および高濃度p型不純物拡散領域30、31にコバルトシリサイド膜32を形成することができる。
Next, after exposing the surfaces of the high-concentration n-type
このようにして、低濃度n型不純物拡散領域23、高濃度n型不純物拡散領域28およびコバルトシリサイド膜32によりnチャネル型MISFETQ1のソース領域が形成され、低濃度n型不純物拡散領域24、高濃度n型不純物拡散領域29およびコバルトシリサイド膜32によりnチャネル型MISFETQ1のドレイン領域が形成される。同様に、低濃度p型不純物拡散領域25、高濃度p型不純物拡散領域30およびコバルトシリサイド膜32によりpチャネル型MISFETQ2のソース領域が形成され、低濃度p型不純物拡散領域26、高濃度p型不純物拡散領域31およびコバルトシリサイド膜32によりpチャネル型MISFETQ2のドレイン領域が形成される。
In this way, the low concentration n-type
ここで、例えば高濃度n型不純物拡散領域28、29を形成する際、レジスト膜をマスクにしてリンのイオン注入が行われる。このとき、マスクとして使用されるレジスト膜にもリンが注入される。そして、高濃度n型不純物拡散領域28、29を形成した後、マスクとして使用したレジスト膜は除去される。レジスト膜の除去には、酸素ガスとフォーミングガスが使用されるが、フォーミングガスの体積比率によっては、上述したように酸化シリコン系の異常生成物が形成される。この異常生成物が、例えばレジスト膜で覆われていた高濃度p型不純物拡散領域30、31上に形成されていると、高濃度p型不純物拡散領域30、31上に形成されている酸化シリコン膜の膜厚が他の領域に比べて厚くなる。すると、高濃度p型不純物拡散領域30、31の表面を露出して、コバルトシリサイド膜32を形成する際、高濃度p型不純物拡散領域30、31の表面が露出されず、コバルトシリサイド膜32が形成されないおそれが生じる。したがって、リンが注入されたレジスト膜の除去をする際、酸素ガスとフォーミングガスとの混合ガス全体に対するフォーミングガスの体積比率を5%以上30%以下にすることが望ましい。
Here, for example, when forming the high-concentration n-type
このようにして、nチャネル型MISFETQ1およびpチャネル型MISFETQ2を形成することができる。 In this way, I am possible to form the n-channel type MISFET Q 1 and p-channel type MISFET Q 2.
続いて、図19を参照しながら配線工程について説明する。半導体基板10上に、例えばCVD法を使用して層間絶縁膜となる絶縁膜40を堆積する。その後、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を使用することにより、絶縁膜40を貫通するコンタクトホール41を形成する。コンタクトホール41の底部では、高濃度n型不純物拡散領域28、29および高濃度p型不純物拡散領域30、31に形成されたコバルトシリサイド膜32が露出される。
Next, the wiring process will be described with reference to FIG. On the
次に、コンタクトホール41内にチタン/窒化チタン膜42aおよびタングステン膜42bを埋め込んだプラグ43を形成する。プラグ43は、例えば以下のようにして形成することができる。まず、コンタクトホール41内を含む絶縁膜40上に、例えばスパッタリング法を使用して、チタン/窒化チタン膜42aを形成した後、例えばCVD法を使用してタングステン膜42bをコンタクトホール41内に埋め込むように形成する。そして、絶縁膜40上に形成された不要なチタン/窒化チタン膜42aおよびタングステン膜42bをCMP法やエッチバック法を使用して除去することにより、プラグ43を形成する。
Next, a
続いて、プラグ43を形成した絶縁膜40上にチタン/窒化チタン膜44a、アルミニウム膜44b、チタン/窒化チタン膜44cを順次形成する。これらの膜は、例えばスパッタリング法を使用して形成することができる。そして、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を使用して、チタン/窒化チタン膜44a、アルミニウム膜44bおよびチタン/窒化チタン膜44cをパターニングすることにより、配線45を形成する。
Subsequently, a titanium /
本実施の形態1によれば、リンが注入されたレジスト膜を除去する際、酸素ガスとフォーミングガスの混合ガス全体に対するフォーミングガスの体積比率を5%以上30%以下にしたので、レジスト残渣を充分に取り除くことができるとともに、異常生成物の発生を抑制することができる。したがって、製品の歩留まり向上および信頼性向上を図ることができる。 According to the first embodiment, when removing the resist film implanted with phosphorus, the volume ratio of the forming gas to the entire mixed gas of oxygen gas and forming gas is set to 5% or more and 30% or less. While being able to remove enough, generation | occurrence | production of an abnormal product can be suppressed. Therefore, it is possible to improve product yield and reliability.
本実施の形態1では、リンが注入されたレジスト膜の下地にポリシリコン膜が形成されている例について説明したが、これに限らず、例えば下地が、単結晶シリコン膜やアモルファスシリコン膜より形成されている場合にも適用することができる。 In the first embodiment, the example in which the polysilicon film is formed on the base of the resist film into which phosphorus is implanted has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, the base is formed of a single crystal silicon film or an amorphous silicon film. It can be applied even if it is.
(実施の形態2)
前記実施の形態1では、リンが注入されたレジスト膜を除去する際に、酸素ガスとフォーミングガスを使用する例について説明した。本実施の形態2では、リンが注入されたレジスト膜を除去する工程が2段階になっている例について説明する。
(Embodiment 2)
In the first embodiment, the example in which oxygen gas and forming gas are used when removing the resist film implanted with phosphorus has been described. In the second embodiment, an example in which the process of removing the resist film implanted with phosphorus is in two stages will be described.
本実施の形態2におけるCMISFETの製造方法は、前記実施の形態1とほぼ同様であるため、異なる部分だけ説明する。図6から図11までは前記実施の形態1と同様である。 Since the CMISFET manufacturing method according to the second embodiment is substantially the same as that of the first embodiment, only different parts will be described. 6 to 11 are the same as those in the first embodiment.
図11に示すように、リンが注入された硬化層16aおよびレジスト膜16を酸素ガスとフォーミングガスとの混合ガス18を導入することによって除去する(第1段階)。このとき、混合ガス全体に対するフォーミングガスの体積比率は5%以上30%以下である。続いて、レジスト膜16が除去されて下地であるポリシリコン膜が露出し始めると、図20に示すように、酸素ガスとフォーミングガスとフッ素系ガスの混合ガス47を導入して、硬化層16aよりなるレジスト残渣46の除去を行う(第2段階)。このように、本実施の形態2では、硬化層16aおよびレジスト膜16の除去に使用するガスは、基本的には酸素ガスとフォーミングガスであるが、硬化層16aのレジスト残渣46の除去を加速させるため、フッ素系ガスを使用している。これにより、硬化層16aおよびレジスト膜16を速やかに除去することができる。
As shown in FIG. 11, the
フッ素系ガスを使用すると下地であるポリシリコン膜15が削られてしまうが、この削れ量を抑制するため、例えばフッ素系ガスとしてSF6ガスを使用する。ここで、レジスト膜16を除去する最初の段階(図14に示す段階)からSF6ガスを使用すると、レジスト膜16の除去が進行するとともに、レジスト膜16の開口部17から露出するポリシリコン膜15も削ってしまう。このため、レジスト膜16で覆われているポリシリコン膜15と開口部17から露出しているポリシリコン膜15の間に段差ができてしまう。
When the fluorine-based gas is used, the
そこで、本実施の形態2では、レジスト膜16を除去する第1段階では酸素ガスとフォーミングガスとの混合ガス18を使用する。そして、レジスト膜16が除去されて下地であるポリシリコン膜が露出し始めた段階でSF6ガスを使用する。この場合、ポリシリコン膜15はある程度削られるが、ポリシリコン膜15全体に対して同程度の削れが発生するため、開口部17から露出していたポリシリコン膜15とレジスト膜16で覆われていたポリシリコン膜15との間に段差は生じない。すなわち、SF6ガスは、マスクとなるレジスト膜16がなくなった後、硬化層16aよりなるレジスト残渣46の除去を加速するために添加されるので、上述した問題は生じない。
Therefore, in the second embodiment, a
図21は、ポリシリコン膜の削れ量(nm)とSF6ガスの添加量(%)と関係を示したグラフである。ここで、SF6ガスの添加量は、フォーミングガスとSF6ガスとの総量に対するSF6ガスの流量比を示している。図21に示すように、SF6ガスの添加量が、1%から2%に増加すると、ポリシリコン膜の削れ量も1nmから5nmに増加する。すなわち、SF6ガスの添加量が増加すると、ポリシリコン膜の削れ量も増加することがわかる。したがって、下地であるポリシリコン膜の削れを抑えるため、フォーミングガスとSF6ガスの総流量に対するSF6ガスの割合を極力少なくする必要があり、例えば2%以下にすることが望ましい。 FIG. 21 is a graph showing the relationship between the amount of removal of the polysilicon film (nm) and the amount of SF 6 gas added (%). Here, the amount of SF 6 gas shows a flow ratio of SF 6 gas to the total amount of the forming gas and SF 6 gas. As shown in FIG. 21, when the amount of SF 6 gas added is increased from 1% to 2%, the amount of the polysilicon film is also increased from 1 nm to 5 nm. That is, it can be seen that the amount of shaving of the polysilicon film increases as the amount of SF 6 gas added increases. Therefore, in order to suppress the abrasion of the polysilicon film serving as an underlying, it is necessary to minimize the proportion of SF 6 gas to the total flow rate of the forming gas and SF 6 gas, for example, it is desirable to below 2%.
本実施の形態2によれば、レジスト膜16を除去する第1段階で、酸素ガスとフォーミングガスだけを使用し、フォーミングガスの体積比率を5%以上30%以下にしているので、レジスト残渣を充分に除去することができるとともに、リンに起因する異常生成物の発生を抑制することができる。また、硬化層16aよりなるレジスト残渣を除去する第2段階で、SF6ガスを添加しているので、レジスト残渣の除去を速やかに行うことができる。
According to the second embodiment, in the first stage of removing the resist
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。 As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.
本発明の半導体装置の製造方法および半導体製造装置は、半導体装置を製造する製造業に幅広く利用することができる。 The semiconductor device manufacturing method and the semiconductor manufacturing apparatus of the present invention can be widely used in the manufacturing industry for manufacturing semiconductor devices.
1 レジスト膜除去装置
2 チャンバ
3 マスフローコントローラ
4 マスフローコントローラ
5 制御部
6 ホストコンピュータ
7 ウェハロット
10 半導体基板
11 素子分離領域
12 p型ウェル
13 n型ウェル
14 ゲート絶縁膜
15 ポリシリコン膜
16 レジスト膜
16a 硬化層
17 開口部
18 混合ガス
19 レジスト膜
19a 硬化層
20 開口部
21 混合ガス
22a ゲート電極
22b ゲート電極
23 低濃度n型不純物拡散領域
24 低濃度n型不純物拡散領域
25 低濃度p型不純物拡散領域
26 低濃度p型不純物拡散領域
27 サイドウォール
28 高濃度n型不純物拡散領域
29 高濃度n型不純物拡散領域
30 高濃度p型不純物拡散領域
31 高濃度p型不純物拡散領域
32 コバルトシリサイド膜
40 絶縁膜
41 コンタクトホール
42a チタン/窒化チタン膜
42b タングステン膜
43 プラグ
44a チタン/窒化チタン膜
44b アルミニウム膜
44c チタン/窒化チタン膜
45 配線
46 レジスト残渣
47 混合ガス
DESCRIPTION OF
Claims (6)
(b)前記ゲート絶縁膜上にシリコン膜を形成する工程と、
(c)前記シリコン膜上にレジスト膜を形成する工程と、
(d)前記レジスト膜に開口部を形成する工程と、
(e)前記開口部から露出する前記シリコン膜にリンを導入する工程と、
(f)少なくとも酸素ガスとフォーミングガスからなりフッ素を含まない混合ガスを使用して前記レジスト膜を除去する工程と、
(g)前記シリコン膜を加工してゲート電極を形成する工程とを備え、
前記(f)工程において、前記混合ガス中に含まれる前記フォーミングガスの前記混合ガス全体に占める体積比率は5%以上30%以下である半導体装置の製造方法。 (A) forming a gate insulating film on the semiconductor substrate;
(B) forming a silicon film on the gate insulating film;
(C) forming a resist film on the silicon film;
(D) forming an opening in the resist film;
(E) introducing phosphorus into the silicon film exposed from the opening;
(F) removing the resist film using a mixed gas containing at least oxygen gas and forming gas and not containing fluorine;
(G) processing the silicon film to form a gate electrode,
In the step (f), the volume ratio of the forming gas contained in the mixed gas to the entire mixed gas is 5% or more and 30% or less.
(b)前記ゲート絶縁膜上にシリコン膜を形成する工程と、
(c)前記シリコン膜上にレジスト膜を形成する工程と、
(d)前記レジスト膜に開口部を形成する工程と、
(e)前記開口部から露出する前記シリコン膜にリンを導入する工程と、
(f)少なくとも酸素ガスとフォーミングガスからなりフッ素を含まない混合ガスを使用して前記レジスト膜を除去する工程と、
(g)前記シリコン膜を加工してゲート電極を形成する工程とを備え、
前記(f)工程において、前記混合ガス中に含まれる前記フォーミングガスの前記混合ガス全体に占める体積比率は10%以上20%以下である半導体装置の製造方法。 (A) forming a gate insulating film on the semiconductor substrate;
(B) forming a silicon film on the gate insulating film;
(C) forming a resist film on the silicon film;
(D) forming an opening in the resist film;
(E) introducing phosphorus into the silicon film exposed from the opening;
(F) removing the resist film using a mixed gas containing at least oxygen gas and forming gas and not containing fluorine;
(G) processing the silicon film to form a gate electrode,
In the step (f), the volume ratio of the forming gas contained in the mixed gas to the entire mixed gas is 10% or more and 20% or less.
(b)前記ゲート絶縁膜上にシリコン膜を形成する工程と、
(c)前記シリコン膜上にレジスト膜を形成する工程と、
(d)前記レジスト膜に開口部を形成する工程と、
(e)前記開口部から露出する前記シリコン膜にリンを導入する工程と、
(f)前記レジスト膜を除去する工程と、
(g)前記シリコン膜を加工してゲート電極を形成する工程とを備え、
前記(f)工程は、少なくとも酸素ガスとフォーミングガスからなりフッ素を含まない第1混合ガスを使用した後、フッ素を含む第2混合ガスを使用して前記レジスト膜を除去し、前記第1混合ガス中に含まれる前記フォーミングガスの前記第1混合ガス全体に占める体積比率は5%以上30%以下である半導体装置の製造方法。 (A) forming a gate insulating film on the semiconductor substrate;
(B) forming a silicon film on the gate insulating film;
(C) forming a resist film on the silicon film;
(D) forming an opening in the resist film;
(E) introducing phosphorus into the silicon film exposed from the opening;
(F) removing the resist film;
(G) processing the silicon film to form a gate electrode,
In the step (f), after using a first mixed gas composed of at least oxygen gas and forming gas and not containing fluorine, the resist film is removed using a second mixed gas containing fluorine, and the first mixed gas is removed. The method for manufacturing a semiconductor device, wherein a volume ratio of the forming gas contained in the gas to the entire first mixed gas is 5% or more and 30% or less.
(b)前記ゲート絶縁膜上にシリコン膜を形成する工程と、
(c)前記シリコン膜上にレジスト膜を形成する工程と、
(d)前記レジスト膜に開口部を形成する工程と、
(e)前記開口部から露出する前記シリコン膜にリンを導入する工程と、
(f)前記レジスト膜を除去する工程と、
(g)前記シリコン膜を加工してゲート電極を形成する工程とを備え、
前記(f)工程は、少なくとも酸素ガスとフォーミングガスからなりフッ素を含まない第1混合ガスを使用した後、フッ素を含む第2混合ガスを使用して前記レジスト膜を除去し、前記第1混合ガス中に含まれる前記フォーミングガスの前記第1混合ガス全体に占める体積比率は10%以上20%以下である半導体装置の製造方法。 (A) forming a gate insulating film on the semiconductor substrate;
(B) forming a silicon film on the gate insulating film;
(C) forming a resist film on the silicon film;
(D) forming an opening in the resist film;
(E) introducing phosphorus into the silicon film exposed from the opening;
(F) removing the resist film;
(G) processing the silicon film to form a gate electrode,
In the step (f), after using a first mixed gas composed of at least oxygen gas and forming gas and not containing fluorine, the resist film is removed using a second mixed gas containing fluorine, and the first mixed gas is removed. The method for manufacturing a semiconductor device, wherein a volume ratio of the forming gas contained in the gas to the entire first mixed gas is 10% or more and 20% or less.
(a)前記ウェハ上に形成された前記レジスト膜を除去するためのチャンバと、
(b)前記チャンバ内に導入する前記酸素ガスの流量を調整する第1マスフローコントローラと、
(c)前記チャンバ内に導入する前記フォーミングガスの流量を調整する第2マスフローコントローラと、
(d)前記第1マスフローコントローラから前記酸素ガスの流量値を入力し、前記第2マスフローコントローラから前記フォーミングガスの流量値を入力する制御部とを備え、
前記制御部は、前記酸素ガスの流量値および前記フォーミングガスの流量値に基づいて、前記酸素ガスと前記フォーミングガスを含む混合ガス全体に対する前記フォーミングガスの体積比率を算出し、算出した前記体積比率が5%以上30%以下の範囲内にあるとき前記ウェハの処理を行う一方、算出した前記体積比率が5%以上30%以下の範囲外にあるとき前記ウェハの処理を停止する半導体製造装置。 A semiconductor manufacturing apparatus for removing a resist film formed on a wafer by using an oxygen gas and a forming gas,
(A) a chamber for removing the resist film formed on the wafer;
(B) a first mass flow controller that adjusts the flow rate of the oxygen gas introduced into the chamber;
(C) a second mass flow controller that adjusts the flow rate of the forming gas introduced into the chamber;
(D) a control unit that inputs a flow value of the oxygen gas from the first mass flow controller and inputs a flow value of the forming gas from the second mass flow controller;
The control unit calculates a volume ratio of the forming gas to the entire mixed gas including the oxygen gas and the forming gas based on the flow rate value of the oxygen gas and the flow rate value of the forming gas, and the calculated volume ratio A semiconductor manufacturing apparatus that performs processing of the wafer when the value is within a range of 5% to 30%, and stops processing the wafer when the calculated volume ratio is outside the range of 5% to 30%.
(a)前記ウェハ上に形成された前記レジスト膜を除去するためのチャンバと、
(b)前記チャンバ内に導入する前記酸素ガスの流量を調整する第1マスフローコントローラと、
(c)前記チャンバ内に導入する前記フォーミングガスに流量を調整する第2マスフローコントローラと、
(d)前記第1マスフローコントローラから前記酸素ガスの流量値を入力し、前記第2マスフローコントローラから前記フォーミングガスの流量値を入力する制御部とを備え、
前記制御部は、前記酸素ガスの流量値および前記フォーミングガスの流量値に基づいて、前記酸素ガスと前記フォーミングガスを含む混合ガス全体に対する前記フォーミングガスの体積比率を算出し、算出した前記体積比率が5%以上30%以下の範囲外にあるとき、前記第1マスフローコントローラおよび前記第2マスフローコントローラを制御して、前記体積比率を5%以上30%以下にする半導体製造装置。 A semiconductor manufacturing apparatus for removing a resist film formed on a wafer by using an oxygen gas and a forming gas,
(A) a chamber for removing the resist film formed on the wafer;
(B) a first mass flow controller that adjusts the flow rate of the oxygen gas introduced into the chamber;
(C) a second mass flow controller for adjusting the flow rate of the forming gas introduced into the chamber;
(D) a control unit that inputs a flow value of the oxygen gas from the first mass flow controller and inputs a flow value of the forming gas from the second mass flow controller;
The control unit calculates a volume ratio of the forming gas to the entire mixed gas including the oxygen gas and the forming gas based on the flow rate value of the oxygen gas and the flow rate value of the forming gas, and the calculated volume ratio Is outside the range of 5% or more and 30% or less, a semiconductor manufacturing apparatus that controls the first mass flow controller and the second mass flow controller to set the volume ratio to 5% or more and 30% or less.
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|---|---|---|---|---|
| JP2008016811A (en) * | 2006-07-04 | 2008-01-24 | Hynix Semiconductor Inc | How to strip photoresist |
| JP2011243595A (en) * | 2010-05-13 | 2011-12-01 | Sharp Corp | Plasma ashing method and plasma ashing apparatus |
-
2004
- 2004-10-26 JP JP2004310265A patent/JP2006128148A/en active Pending
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