半导体器件的制造方法技术

以下面的方式一种半导体器件制造方法和一种剥离抗蚀剂的清洗装置以足够的成品率提供具有优异的元件特性的半导体器件，在光刻工艺的干蚀刻之后，通过湿清洗去掉抗蚀剂，并且充分地除去了颗粒或金属杂质同时没有损伤精细图形。半导体器件的制造方法包括：在为半导体衬底提供的膜上形成抗蚀剂图形，用抗蚀剂图形作为掩模形成导电膜的精细图形，同时进行干蚀刻，将抗蚀剂剥离液提供到半导体衬底的精细图形形成表面通过单晶片系统处理剥离抗蚀剂图形，以及进行半导体衬底的漂洗处理。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体器件的制造方法及使用相同方法的剥离抗蚀剂的清洗装置。
技术介绍
通常在半导体器件的制造中，以下面的方式进行栅电极或类似物的精细图形形成抗蚀剂膜形成在提供于半导体衬底上的导电膜上，之后用通过构图抗蚀剂得到的抗蚀剂膜的抗蚀剂图形作为掩模进行干蚀刻，将导电膜构图成预定的尺寸和形状。作为构图之后剥离抗蚀剂的一种技术，进行使用硫酸和过氧化氢的混合溶液的所谓SPM清洗，随后用纯水进行漂洗处理。同样以下面的方式进行该SPM清洗SPM填充在由如石英等的耐酸/热材料制成的处理槽内部，之后将SPM保持在预定的温度，此后将晶片浸泡在SPM中，这就是所谓的浸泡类型的处理。SPM清洗之后，晶片浸泡在用纯水填充的处理槽内，之后进行浸泡型漂洗处理，最后进行晶片的干燥处理。对于浸泡型清洗方法，例如日本特许专利特许公开No.平9-017763公开了进行清洁同时将容纳有多片晶片的盒插入到处理槽内的按照盒式系统的批处理，以及没有使用同时处理多片晶片的盒的按照盒式系统的批处理。另一方面，日本特许专利特许公开No.平5-121388公开了所谓的单晶片型处理系统的清洗方法，其中一个接一个地处理晶片以解决在浸泡系统的批处理型清洗处理中由于处理槽尺寸增加难以控制清洗条件的问题等。浸泡系统进行处理同时在处理槽内浸泡多个晶片。该系统具有一次能够处理多个晶片的优点，但是多个晶片要并排浸泡在处理溶液内，由于该原因，从晶片的背面上除去的沾染物溶解或分散在水溶液内，之后，在一些情况中，沾染物会重新粘附到相邻的另一晶片的表面。另一方面，单晶片型系统是一个接一个地处理晶片的系统，在这种处理中，晶片水平地固定在固定台上，进行将处理液喷洒到晶片表面同时在晶片平面中旋转的处理。根据该系统，不会产生另一晶片引起的沾染物问题，由此可以高清洁度地进行处理。在半导体器件的制造工艺中，频繁地进行使用处理液的湿处理，例如清洗、蚀刻、分离抗蚀剂层等。对于进行这种湿处理的装置，存在粗分方式的浸泡系统装置和单晶片型装置。浸泡系统是进行处理同时将多个晶片浸泡在处理槽内的系统。以上介绍的该系统具有能够一次处理多个晶片的优点，然而，多个晶片要并排浸泡在处理溶液内，由于该原因，从晶片的背面上除去的沾染物溶解或分散在水溶液内，之后，在一些情况中，沾染物会重新粘附到相邻的另一晶片的表面。另一方面，单晶片型系统是一个接一个地处理晶片的系统，在这种处理中，晶片水平地固定在固定台上，进行将处理液喷洒到晶片表面同时在晶片平面中旋转的处理。根据该系统，不会产生另一晶片引起的沾染物问题，由此可以高清洁度地进行处理。日本特许专利特许公开No.平6-291098介绍了单晶片型衬底清洗装置。该装置有效地使用了将H2SO4溶液与用于加速反应的H2O2混合产生的混合热。也就是，H2SO4溶液和H2O2溶液由不同的喷嘴喷出。两种溶液在仅低于喷嘴的最短范围内的混合点处混合，并且制备了H2SO4-H2O2混合溶液(称做硫酸/过氧化氢)。混合溶液滴在旋转的光掩模衬底中心附近并通过离心力扩展。通过控制H2SO4和H2O2的流速，混合点P的高度、衬底的转数、在衬底表面上混合溶液的温度分布被限制到最小，可以实现均匀的清洗。现已介绍了可以使用用于电子束光刻等的氯甲基苯乙烯基抗蚀剂材料的湿剥离。然而，该装置采用了两种液体由喷嘴喷洒之后混合进而利用两种液体混合点热量的系统，因此当液体达到晶片表面时的液体温度难以控制。特别是，在相同文献的图2和3以及实施例1和2的现有技术说明(段落0035)中，介绍了晶片表面温度分布的大的波动取决于喷嘴高度，并且存在喷嘴高度的最佳值。由此，难以控制晶片表面温度，因此难以稳定地得到优选的处理效率。
技术实现思路
近些年来，由于半导体器件的高集成度带来的图形微制造，需要更高的清洁度，常规的浸泡型清洁方法不能处理这种情况，由此颗粒或金属杂质粘附到晶片表面的问题变得很显著。在如光刻工艺等的制造工艺中，大量的颗粒或金属杂质粘附在一个晶片上。在该情况下，当进行多个晶片的浸泡型SPM处理同时并排排列时，粘附到晶片背面的颗粒在液体中分离，之后产生了颗粒粘附到并排排列的晶片的相对面(晶片表面)的现象。为了除去粘附的颗粒，工艺完成了在浸泡型漂洗处理中添加兆声波，然而副作用是损伤了晶片上的精细图形，由此在一些情况中，发生了丢失图形的问题。在特定的图形宽度不大于150nm的情况中，该问题变得很严重。而且，粘附到晶片的金属杂质溶解在溶液中，之后随着再次使用SPM而堆积，导致晶片表面上金属沾染物问题。本专利技术的一个非限定性例子的目的是以下面的方式制造一种元件特性优异并且成品率足够的半导体器件光刻工艺的干蚀刻之后，或者离子注入或湿蚀刻通过光刻工艺开口的已开口抗蚀剂图形之后，通过湿清洗剥离抗蚀剂，并且充分地除去了颗粒或金属杂质同时没有损伤精细图形。根据本专利技术，提供一种半导体器件的制造方法，包括在半导体衬底的上部上形成抗蚀剂图形，用抗蚀剂图形作为掩模进行处理，以及在使半导体衬底旋转同时水平地保持半导体衬底的情况中将抗蚀剂剥离液提供到半导体衬底的抗蚀剂图形形成表面的同时剥离抗蚀剂图形，其中剥离抗蚀剂图形的步骤包括将抗蚀剂剥离液提供到抗蚀剂图形形成表面同时以较高的速度旋转半导体衬底作为第一步骤；以及将抗蚀剂剥离液提供到抗蚀剂图形形成表面同时以较低的速度旋转半导体衬底的第一步骤之后的第二步骤。根据本专利技术，包括提供抗蚀剂剥离液同时以较高的速度旋转半导体衬底的第一步骤以及提供抗蚀剂剥离液同时以较低的速度旋转半导体衬底的第二步骤。由于该原因，可以有效地剥离抗蚀剂图形。特别是，可以有效地剥离由通常的剥离处理难以剥离的部分，例如抗蚀剂图形中的抗蚀剂硬化层等。在本专利技术中，在进行处理的工艺中，可以采用抗蚀剂图形作为掩模对整个表面进行离子注入的构成。而且在本专利技术中，离子注入中的掺杂量不小于1014cm-2，通过第二步骤可以剥离由离子注入引起的抗蚀剂图形内产生的抗蚀剂硬化层。而且在本专利技术中，可以采用以下构成抗蚀剂图形形成在半导体衬底上提供的膜上，在进行处理的步骤中，采用抗蚀剂图形作为掩模进行膜的选择性干蚀刻。这里，以上介绍的精细图形可以具有宽度不大于150nm的部分。而且，以上介绍的精细图形可以具有宽度不大于150nm并且高度与宽度比不小于1的部分。以上介绍的精细图形可以是栅极图形，例如具有含Si和Ge的SiGe层的SiGe栅极图形、多晶硅或非晶硅栅极图形或金属栅极图形。可以使用以下液体作为抗蚀剂剥离液(i)含有卡罗酸(peroxomonosulfate)的液体(ii)有机溶剂(iii)含有酸的第一液体和含有过氧化氢的第二液体的混合物(例如，硫酸和含氧水)可以采用以下构成例如包括酸的第一液体和含有过氧化氢的第二液体在气密空间内混合，得到的混合物作为抗蚀剂剥离液，抗蚀剂剥离液借助喷嘴提供到抗蚀剂图形形成表面。而且，第一液体和第二液体预先加热到预定的温度。而且，可以采用使用抗蚀剂剥离液的第一步骤之前将硫酸提供到抗蚀剂图形形成表面的构成。在本专利技术中，借助多个喷嘴抗蚀剂剥离液提供到抗蚀剂图形形成表面。而且，将抗蚀剂剥离液预先加热到预定温度之后将抗蚀剂剥离液提供到抗蚀剂图形形成表面。而且在本专利技术中，采用的构成进一步包括剥离抗蚀剂图形的步骤之后进行半本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体器件的制造方法，包括：在半导体衬底的上部上形成抗蚀剂图形；用所述抗蚀剂图形作为掩模进行处理；以及在使所述半导体衬底旋转同时所述半导体衬底保持水平的情况下将抗蚀剂剥离液提供到所述半导体衬底的抗蚀剂图形形成表面 的同时，剥离所述抗蚀剂图形，其中剥离抗蚀剂图形的步骤包括：将所述抗蚀剂剥离液提供到所述抗蚀剂图形形成表面同时以较高的速度旋转所述半导体衬底作为第一步骤；以及将所述抗蚀剂剥离液提供到所述抗蚀剂图形形成表面同时以较低的速 度旋转所述半导体衬底作为第一步骤之后的第二步骤。

【技术特征摘要】
JP 2003-11-25 2003-394249;JP 2004-11-9 2004-3246011.一种半导体器件的制造方法，包括在半导体衬底的上部上形成抗蚀剂图形；用所述抗蚀剂图形作为掩模进行处理；以及在使所述半导体衬底旋转同时所述半导体衬底保持水平的情况下将抗蚀剂剥离液提供到所述半导体衬底的抗蚀剂图形形成表面的同时，剥离所述抗蚀剂图形，其中剥离抗蚀剂图形的步骤包括将所述抗蚀剂剥离液提供到所述抗蚀剂图形形成表面同时以较高的速度旋转所述半导体衬底作为第一步骤；以及将所述抗蚀剂剥离液提供到所述抗蚀剂图形形成表面同时以较低的速度旋转所述半导体衬底作为第一步骤之后的第二步骤。2.根据权利要求1的半导体器件的制造方法，其中在进行处理的步骤中，用抗蚀剂图形作为掩模对衬底的整个表面进行离子注入。3.根据权利要求2的半导体器件的制造方法，其中在所述离子注入中的剂量不小于1014cm-2，通过所述第二步骤剥离由离子注入引起的抗蚀剂图形内产生的抗蚀剂硬化层。4.根据权利要求1的半导体器件的制造方法，还包括所述抗蚀剂图形形成在所述半导体衬底上提供的膜上；以及在进行处理的步骤中，用所述抗蚀剂图形作为掩模选择性地进行导电膜的干蚀刻，形成所述膜的精细图形。5.根据权利要求4的半导体器件的制造方法，其中所述精细图形具有宽度不大于150nm的部分。6.根据权利要求4的半导体器件的制造方法，其中所述精细图形具有宽度不大于150nm并且高度与宽度比不小于1的部分。7.根据权利要求4的半导体器件的制造方法，其中所述精细图形是栅极图形。8.根据权利要求7的半导体器件的制造方法，其中所述栅极图形是具有含Si和Ge的SiGe层的SiGe栅极图形。9.根据权利要求7的半导体器件的制造方法，其中所述栅极图形是多晶硅或非晶硅栅极图形。10.根据权利要求7的半导体器件的制造方法，其中所述栅极图形是金属栅极图形。11.根据权利要求1的半导体器件的制造方法，其中含有卡罗酸的液体作为所述抗蚀剂剥离液。12.根据权利要求1的半导体器件的制造方法，其中所述抗蚀剂剥离液是有机溶剂。13.根据权利要求1的半导体器件的制造方法，其中含有酸的第一液体和含有过氧化氢的第二液体在气密空间内混合，得到的混合物作为所述抗蚀剂剥离液，所述抗蚀剂剥离液借助喷嘴提供到所述抗蚀剂图形形成表面。14.根据权利要求13的半导体器件的制造方法，其中所述第一液体或...

【专利技术属性】
技术研发人员：清水裕司，铃木达也，河野通久，
申请(专利权)人：恩益禧电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]