JP4485783B2 - Manufacturing method of semiconductor device - Google Patents
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Description
本発明は、半導体装置の製造方法、特に、レジストを除去する際に残渣の発生を抑える方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method for suppressing generation of a residue when removing a resist.
半導体集積回路の微細化及び高集積化に伴って、配線間隔が狭小化することにより、配線の抵抗及び容量の増加によるRC遅延が無視できない状況になってきている。このため、半導体集積回路の微細化を進める上で、配線間に生じる電気寄生容量を低減することが必要とされている。配線間の電気寄生容量を低減させるためには、配線材の比抵抗又は層間絶縁膜の比誘電率を低減させることが必要である。 As the semiconductor integrated circuit is miniaturized and highly integrated, the interval between the wirings is narrowed, so that the RC delay due to the increase in the resistance and capacitance of the wiring cannot be ignored. For this reason, it is necessary to reduce the electric parasitic capacitance generated between the wirings in order to miniaturize the semiconductor integrated circuit. In order to reduce the electric parasitic capacitance between the wirings, it is necessary to reduce the specific resistance of the wiring material or the relative dielectric constant of the interlayer insulating film.
0.13μmデバイスの配線については、配線材の比抵抗を低減させるために、Al配線からダマシン法を用いて形成するCu配線への変更がなされると共に、比誘電率を低減させるために、シリコン酸化膜(比誘電率:4.2)からフッ素含有のシリコン酸化膜(比誘電率:3.7)への変更がなされてきた。 For 0.13 μm device wiring, in order to reduce the specific resistance of the wiring material, the Al wiring is changed to Cu wiring formed by using the damascene method, and in order to reduce the relative dielectric constant, silicon is used. Changes have been made from oxide films (relative permittivity: 4.2) to fluorine-containing silicon oxide films (relative permittivity: 3.7).
また、次世代である90nmデバイス以降では、フッ素含有シリコン酸化膜よりも比誘電率の小さい絶縁膜(以下、low−k膜という)が必要であり、low−k膜として、炭素含有のシリコン酸化膜(シリコン酸化膜中のシリコンの終端をアルキル基(例えば−CH3 基)で置換すると共に、シリコン酸化膜を低密度化及び多孔質化することにより比誘電率を低減させた膜)及び塗布系有機ポリマー等が検討されている。 In addition, in the next generation 90 nm device and later, an insulating film (hereinafter referred to as a low-k film) having a relative dielectric constant smaller than that of the fluorine-containing silicon oxide film is required, and the carbon-containing silicon oxide is used as the low-k film. Film (film in which the dielectric constant is reduced by replacing the terminal of silicon in the silicon oxide film with an alkyl group (for example, —CH 3 group) and reducing the density and porosity of the silicon oxide film) and coating Organic polymers are being studied.
このような半導体集積回路装置の製造方法において、回路パターンを形成する際にリソグラフィー技術が用いられることは周知のとおりである。リソグラフィー技術を用いる工程において重要な部材となるレジストは、まず、露光及び現像によってパターンが形成された後、レジストの下地となる絶縁膜に対するエッチングの際にエッチングマスクとして使用されて、エッチング後に除去される。 As is well known, in such a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device, a lithography technique is used when forming a circuit pattern. The resist, which is an important member in the process using the lithography technology, is first formed by patterning by exposure and development, and then used as an etching mask when etching the insulating film that is the base of the resist, and is removed after the etching. The
ここで、レジストを除去する方法としては、例えば特許文献1に記載されているように酸素ガスよりなるプラズマ又は酸素ガスを主成分とするプラズマを用いたアッシングによってレジストを除去する方法が一般である(例えば、特許文献1参照)。 Here, as a method of removing the resist, for example, as described in Patent Document 1, a method of removing the resist by ashing using plasma made of oxygen gas or plasma mainly containing oxygen gas is generally used. (For example, refer to Patent Document 1).
リソグラフィー技術を用いる工程においては、レジストパターンのずれが設計許容範囲外であれば、レジストパターンを除去した後、レジストパターンを再度形成するレジスト再生工程を経る場合がある。このようなレジスト再生工程におけるレジストを除去する方法は、前記と同様に、酸素ガス等よりなるプラズマを用いたアッシングを行なった後、必要に応じてポリマー洗浄又は水洗を行なう。 In the process using the lithography technique, if the deviation of the resist pattern is outside the design allowable range, a resist regeneration process may be performed in which the resist pattern is formed again after removing the resist pattern. In the method of removing the resist in such a resist regeneration step, as described above, after performing ashing using plasma made of oxygen gas or the like, polymer cleaning or water cleaning is performed as necessary.
以下に、従来のレジスト再生方法に係る半導体装置の製造方法について、図5(a)〜(e)を参照しながら説明する。 Hereinafter, a method for manufacturing a semiconductor device according to a conventional resist recycling method will be described with reference to FIGS.
図5(a)〜(e)は、0.13μmデバイスにおいて使用されているダマシン法を用いた配線パターンの形成からレジスト再生までの一連の工程を示す工程断面図である。 5A to 5E are process cross-sectional views showing a series of processes from formation of a wiring pattern using a damascene method used in a 0.13 μm device to resist regeneration.
まず、図5(a)に示すように、シリコン基板100の上に、例えばシリコン酸化膜よりなる第1の層間絶縁膜101を堆積する。次に、第1の層間絶縁膜101の上に、例えばフッ素含有のシリコン酸化膜よりなる第2の層間絶縁膜102を堆積する。
First, as shown in FIG. 5A, a first interlayer
次に、図5(b)に示すように、第2の層間絶縁膜102の上に反射防止膜103を塗布した後、配線パターンの形成に必要なレジスト104を塗布する。尚、反射防止膜としてCVD法により堆積する酸窒化酸化膜を用いてもよいが、酸窒化酸化膜はレジストとの密着性が悪いので、酸窒化酸化膜とレジストとの接着処理を行なう必要がある。
Next, as shown in FIG. 5B, after applying an
次に、図5(c)に示すように、リソグラフィー(露光及び現像)により配線パターン105を形成する。
Next, as shown in FIG. 5C, a
次に、図5(d)に示すように、配線パターン105のずれが設計許容範囲外であれば、酸素ガスよりなるプラズマを用いたアッシングにより、反射防止膜103とレジスト104よりなる配線パターン105とを除去する。このときのアッシングはアッシングレートを上昇させるためにRFバイアスを使用している。
Next, as shown in FIG. 5D, if the deviation of the
次に、図5(e)に示すように、必要に応じてポリマー洗浄又は水洗を行って、配線パターン105を形成する前の状態(図5(e)又は図5(a))とした後、前記図5(a)〜(c)に示した工程を再度行なうことにより、配線パターン105を再度形成する。
Next, as shown in FIG. 5 (e), polymer washing or water washing is performed as necessary to obtain a state before the
このようにして、0.13μmデバイスにおいてレジスト再生が行なわれている。 In this way, resist regeneration is performed in a 0.13 μm device.
しかしながら、層間絶縁膜としてlow−k膜を用いる90nmデバイスにおいては、前記0.13μmデバイスの場合とは異なり、RFバイアスを使用したプラズマアッシングを行なうことはできない。これは、low−k膜を用いた90nmデバイスにおいてRFバイアスを使用したプラズマアッシングを行なうと、low−k膜の実効誘電率が上昇するからである。このため、層間絶縁膜としてlow−k膜を用いた90nmデバイスにおいては、RFバイアスを使用しない反応性イオンエッチング(Reactive Ion Etching, RIE)を行なうのが一般的である。 However, in a 90 nm device using a low-k film as an interlayer insulating film, unlike the 0.13 μm device, plasma ashing using an RF bias cannot be performed. This is because the effective dielectric constant of the low-k film increases when plasma ashing using an RF bias is performed in a 90 nm device using the low-k film. For this reason, in a 90 nm device using a low-k film as an interlayer insulating film, it is common to perform reactive ion etching (RIE) without using an RF bias.
以下に、層間絶縁膜としてlow−k膜を用いた90nmデバイスに用いる従来の半導体装置の製造方法について、図6(a)〜(e)を参照しながら説明する。 A conventional method for manufacturing a semiconductor device used for a 90 nm device using a low-k film as an interlayer insulating film will be described below with reference to FIGS. 6 (a) to 6 (e).
まず、図6(a)に示すように、シリコン基板200の上に、例えばシリコン酸化膜よりなる第1の層間絶縁膜201を堆積する。次に、第1の層間絶縁膜201の上に、例えば炭素含有のシリコン酸化膜よりなる第2の層間絶縁膜202を堆積する。
First, as shown in FIG. 6A, a first interlayer
次に、図6(b)に示すように、第2の層間絶縁膜202の上に反射防止膜203を塗布した後、配線パターンの形成に必要なレジスト204を塗布する。
Next, as shown in FIG. 6B, after applying an
次に、図6(c)に示すように、リソグラフィー(露光及び現像)により配線パターン205を形成する。
Next, as shown in FIG. 6C, a
次に、図6(d)に示すように、形成された配線パターン205の合わせずれが設計許容範囲外であれば、反射防止膜203とレジスト204よりなる配線パターン205とを除去するために、酸素ガスよりなるプラズマを用いたアッシングを行なった後、必要に応じて、ポリマー洗浄又は水洗を行なって再度配線パターン205を形成するまでの工程を繰り返す。
前述の通り、層間絶縁膜としてlow−k膜を用いた90nmデバイスに用いる従来の半導体装置の製造方法において、図6(d)に示すように、配線パターン205を除去する際、プラズマアッシングの際に除去された例えば反射防止膜203を構成する酸窒化膜等のポリマーが配線パターン205の側壁に付着し、該配線パターン205の側壁に付着したポリマーと配線パターン205を構成するレジストとの反応生成物206(フェンス)が形成される。
As described above, in the conventional method for manufacturing a semiconductor device used for a 90 nm device using a low-k film as an interlayer insulating film, when the
すなわち、プラズマアッシングにおいて、配線パターン205が有する段差のためにオーバーアッシングを通常行なうが、その際、オーバーアッシングにより除去されるポリマーが配線パターン205の側壁に付着する。また、配線パターン205の側壁に付着するポリマーの一部は、オーバーアッシングの際に配線パターン205と共に取り除かれるが、オーバーアッシングは、第2の層間絶縁膜202を構成するlow−k膜に対してダメージを与えない範囲で行なうので、配線パターン205の側壁にポリマーが付着してしまう。これが原因となって生成される反応生成物206は、図6(e)に示すように、プラズマアッシングが終了した後においても完全に除去することが困難であり、反応生成物206は残渣となる。
That is, in plasma ashing, overashing is usually performed due to the steps of the
残渣となった反応性生物206はフェンスを形成し、このフェンスが原因となってその上に堆積される膜との界面で膜剥れが発生する。
前記に鑑み、本発明の第1の目的は、残渣を発生させることなくレジストを除去することにより、高歩留まり及び高信頼性を実現する半導体装置の製造方法を提供することである。 In view of the above, a first object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device that realizes high yield and high reliability by removing a resist without generating a residue.
また、本発明の第2の目的は、層間絶縁膜として例えばlow−k膜等の低誘電率膜を用いる場合に、低誘電率膜の誘電率上昇を抑えながら、残渣を発生させることなくレジストを除去することにより、高歩留まり及び高信頼性を実現する半導体装置の製造方法を提供することである。 A second object of the present invention is to use a resist without generating a residue while suppressing an increase in the dielectric constant of the low dielectric constant film when a low dielectric constant film such as a low-k film is used as an interlayer insulating film. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a semiconductor device that realizes a high yield and high reliability by removing the above.
前記の課題を解決するために、本発明に係る第1の半導体装置の製造方法は、基板上に形成された低誘電率膜の上に、レジストパターンを形成する工程と、レジスト溶剤を用いて、レジストパターンを除去する工程とを備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a first method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes a step of forming a resist pattern on a low dielectric constant film formed on a substrate, and a resist solvent. And a step of removing the resist pattern.
本発明に係る第1の半導体装置の製造方法によると、レジスト溶剤を用いてレジストパターンを除去するので、残渣の発生を防止することができる。すなわち、従来例のように、アッシングによりレジストパターンを除去する場合には、レジストパターンの下地となる膜の一部がアッシングにより除去されてレジストパターンの側壁に付着して残渣となるが、本発明に係る第1の半導体装置の製造方法では、レジスト溶剤を用いてレジストパターンを除去するため、レジストパターンを除去する際に下地となる膜が除去されることがないと共に、レジストパターンの下地となる膜が後に除去されて付着する対象となるレジストパターン自体が存在しないので、残渣の発生を防止することができる。従って、残渣を発生させることなくレジストパターンを除去することができるため、残渣がフェンス等を形成することにより生じる膜剥がれを防ぐことができるので、高歩留まり及び高信頼性を実現する半導体装置の製造方法を提供することができる。また、レジストパターンの除去はアッシングを行なうことなくレジスト溶剤を用いて行なうため、アッシングを行なう時間を短縮できるので、レジストパターンの下層に形成されている低誘電率膜に対するダメージを低減することができるので、高歩留まり及び高信頼性を実現する半導体装置の製造方法を提供することができる。 According to the first method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, since the resist pattern is removed using the resist solvent, generation of residues can be prevented. That is, as in the conventional example, when the resist pattern is removed by ashing, a part of the film serving as the base of the resist pattern is removed by ashing and adheres to the side wall of the resist pattern to form a residue. In the first method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, since the resist pattern is removed using a resist solvent, the underlying film is not removed when the resist pattern is removed, and the underlying resist pattern is formed. Since there is no resist pattern itself that is a target to which the film is later removed and adhered, generation of residues can be prevented. Therefore, since the resist pattern can be removed without generating a residue, it is possible to prevent film peeling caused by the residue forming a fence or the like, and thus manufacturing a semiconductor device that achieves high yield and high reliability. A method can be provided. Also, since the resist pattern is removed using a resist solvent without ashing, the time for ashing can be shortened, so that damage to the low dielectric constant film formed under the resist pattern can be reduced. Therefore, it is possible to provide a method for manufacturing a semiconductor device that achieves high yield and high reliability.
本発明に係る第1の半導体装置の製造方法において、レジストパターンを形成する工程よりも前に、低誘電率膜の上に反射防止膜を形成する工程と、レジストパターンを除去する工程の後に、アッシングによって反射防止膜を除去する工程とをさらに備え、レジストパターンを形成する工程は、反射防止膜の上にレジストパターンを形成する工程であることが好ましい。 In the first method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, before the step of forming the resist pattern, after the step of forming the antireflection film on the low dielectric constant film and the step of removing the resist pattern, A step of removing the antireflection film by ashing, and the step of forming the resist pattern is preferably a step of forming a resist pattern on the antireflection film.
このようにすると、レジストパターンの下地となる反射防止膜をアッシングにより除去する際には、アッシングにより除去された反射防止膜の一部が付着するレジストパターン自体が除去されるいるので、残渣の発生を防止することができる。従って、残渣を発生させることなくレジストパターンを除去することができるため、残渣がフェンス等を形成することにより生じる膜剥がれを防ぐことができるので、高歩留まり及び高信頼性を実現する半導体装置の製造方法を提供することができる。 In this way, when removing the antireflection film underlying the resist pattern by ashing, the resist pattern itself, to which a part of the antireflection film removed by ashing adheres, is removed, and thus generation of residue Can be prevented. Therefore, since the resist pattern can be removed without generating a residue, it is possible to prevent film peeling caused by the residue forming a fence or the like, and thus manufacturing a semiconductor device that achieves high yield and high reliability. A method can be provided.
本発明に係る第1の半導体装置の製造方法において、アッシングは、O2 、H2 、H2O 、N2 若しくはHeよりなるガス、又はO2 、H2 、H2O 、N2 若しくはHeよりなるガスのうち2種類以上のガスが組み合わされてなる混合ガスを用いて行なわれることが好ましい。 In the first method for fabricating a semiconductor device according to the present invention, ashing is performed using O 2 , H 2 , H 2 O. N 2 or He gas, or O 2 , H 2 , H 2 O It is preferable to use a mixed gas formed by combining two or more kinds of gases composed of N 2 or He.
本発明に係る第1の半導体装置の製造方法において、低誘電率膜は、炭素を含有するシリコン酸化膜であることが好ましい。 In the first method for fabricating a semiconductor device according to the present invention, the low dielectric constant film is preferably a silicon oxide film containing carbon.
本発明に係る第1の半導体装置の製造方法において、レジスト溶剤は、第4級アンモニウム塩を含んでいることが好ましい。 In the first method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the resist solvent preferably contains a quaternary ammonium salt.
このようにすると、レジストパターンの除去を効果的に除去することができる。 If it does in this way, removal of a resist pattern can be removed effectively.
本発明に係る第2の半導体装置の製造方法は、基板上に低誘電率膜を形成する工程と、低誘電率膜の上に、第1のレジストパターンを形成する工程と、低誘電率膜に対して、第1のレジストパターンをマスクにエッチングを行なって、第1の低誘電率膜に下層配線溝を形成する工程と、下層配線溝を形成した後に、レジスト溶剤を用いて第1のレジストパターンを除去する工程と、下層配線溝に第1の導電膜を埋め込むことにより下層配線を形成する工程とを備えることを特徴とする。 A second method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes a step of forming a low dielectric constant film on a substrate, a step of forming a first resist pattern on the low dielectric constant film, and a low dielectric constant film. On the other hand, etching is performed using the first resist pattern as a mask to form a lower layer wiring groove in the first low dielectric constant film, and after forming the lower layer wiring groove, the first solvent pattern is used using a resist solvent. The method includes a step of removing the resist pattern, and a step of forming a lower layer wiring by embedding the first conductive film in the lower layer wiring trench.
本発明に係る第2の半導体装置の製造方法によると、レジスト溶剤によって、下層配線溝の形成の際に用いた第1のレジストパターンと共にエッチングの際に生じた該第1のレジストパターンの側壁の付着物を除去できるので、残渣の発生を防止することができる。また、第1のレジストパターンの下地となる低誘電率膜等が後に除去される場合であっても、付着する対象となる第1のレジストパターン自体が存在しないので、残渣の発生を防止することができる。従って、残渣を発生させることなく第1のレジストパターンを除去することができるため、残渣がフェンス等を形成することにより生じる膜剥がれを防ぐことができるので、高歩留まり及び高信頼性を実現する半導体装置の製造方法を提供することができる。また、第1のレジストパターンの除去はアッシングを行なうことなくレジスト溶剤を用いて行なうため、アッシングを行なう時間を短縮できるので、第1のレジストパターンの下層に形成されている低誘電率膜に対するダメージを低減することができるので、高歩留まり及び高信頼性を実現する半導体装置の製造方法を提供することができる。 According to the second method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, the side walls of the first resist pattern generated during the etching together with the first resist pattern used in forming the lower layer wiring trench by the resist solvent. Since deposits can be removed, generation of residues can be prevented. Further, even when a low dielectric constant film or the like serving as a base of the first resist pattern is removed later, the first resist pattern itself to be attached does not exist, and thus the generation of a residue is prevented. Can do. Therefore, since the first resist pattern can be removed without generating a residue, the film can be prevented from peeling off when the residue forms a fence or the like. Therefore, a semiconductor that realizes high yield and high reliability. An apparatus manufacturing method can be provided. In addition, since the removal of the first resist pattern is performed using a resist solvent without ashing, the time for ashing can be shortened. Therefore, damage to the low dielectric constant film formed under the first resist pattern is reduced. Therefore, it is possible to provide a method for manufacturing a semiconductor device that achieves high yield and high reliability.
本発明に係る第2の半導体装置の製造方法において、第1のレジストパターンを形成する工程の前に、低誘電率膜の上に第1の反射防止膜を形成する工程と、第1のレジストパターンを除去する工程の後に、アッシングによって第1の反射防止膜を除去する工程とをさらに備え、第1のレジストパターンを形成する工程は、第1の反射防止膜の上に第1のレジストパターンを形成する工程であることが好ましい。 In the second method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, before the step of forming the first resist pattern, a step of forming a first antireflection film on the low dielectric constant film, and a first resist And a step of removing the first antireflection film by ashing after the step of removing the pattern, and the step of forming the first resist pattern includes the step of forming the first resist pattern on the first antireflection film. It is preferable that it is a process of forming.
このようにすると、第1のレジストパターンの下地となる第1の反射防止膜をアッシングにより除去する際には、アッシングにより除去された第1の反射防止膜の一部が付着する第1のレジストパターン自体が除去されているので、残渣の発生を防止することができる。従って、残渣を発生させることなく第1のレジストパターンを除去することができるため、残渣がフェンス等を形成することにより生じる膜剥がれを防ぐことができるので、高歩留まり及び高信頼性を実現する半導体装置の製造方法を提供することができる。 In this case, when the first antireflection film serving as the base of the first resist pattern is removed by ashing, the first resist to which a part of the first antireflection film removed by ashing adheres. Since the pattern itself is removed, generation of residues can be prevented. Therefore, since the first resist pattern can be removed without generating a residue, the film can be prevented from peeling off when the residue forms a fence or the like. Therefore, a semiconductor that realizes high yield and high reliability. An apparatus manufacturing method can be provided.
本発明に係る第2の半導体装置の製造方法において、下層配線及び低誘電率膜の上に、層間絶縁膜を形成する工程と、層間絶縁膜の上に、第2のレジストパターンを形成する工程と、層間絶縁膜に対して、第2のレジストパターンをマスクにエッチングを行なって、層間絶縁膜に配線接続孔を形成する工程と、配線接続孔を形成した後に、レジスト溶剤を用いて第2のレジストパターンを除去する工程と、配線接続孔に第2の導電膜を埋め込むことにより少なくとも配線プラグを形成する工程とをさらに備えることが好ましい。 In the second method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, a step of forming an interlayer insulating film on the lower wiring and the low dielectric constant film, and a step of forming a second resist pattern on the interlayer insulating film Etching the interlayer insulating film using the second resist pattern as a mask to form a wiring connection hole in the interlayer insulating film; and after forming the wiring connection hole, a second step is performed using a resist solvent. Preferably, the method further comprises a step of removing the resist pattern and a step of forming at least a wiring plug by embedding the second conductive film in the wiring connection hole.
このようにすると、レジスト溶剤によって、配線接続孔の形成の際に用いた第2のレジストパターンと共にエッチングの際に生じた該第2のレジストパターンの側壁の付着物を除去できるので、残渣の発生を防止することができる。また、第2のレジストパターンの下地となる低誘電率膜等が後に除去される場合であっても、付着する対象となる第2のレジストパターン自体が存在しないので、残渣の発生を防止することができる。従って、残渣を発生させることなく第2のレジストパターンを除去することができるため、残渣がフェンス等を形成することにより生じる膜剥がれを防ぐことができるので、高歩留まり及び高信頼性を実現する半導体装置の製造方法を提供することができる。また、第2のレジストパターンの除去はアッシングを行なうことなくレジスト溶剤を用いて行なうため、アッシングを行なう時間を短縮できるので、第2のレジストパターンの下層に形成されている低誘電率膜に対するダメージを低減することができるので、高歩留まり及び高信頼性を実現する半導体装置の製造方法を提供することができる。 In this way, the resist solvent can remove the deposit on the side wall of the second resist pattern generated during the etching together with the second resist pattern used in forming the wiring connection hole, so that a residue is generated. Can be prevented. In addition, even when the low dielectric constant film or the like serving as the base of the second resist pattern is removed later, the second resist pattern itself to be attached does not exist, so that generation of a residue is prevented. Can do. Therefore, since the second resist pattern can be removed without generating a residue, the film can be prevented from peeling off when the residue forms a fence or the like, and thus a semiconductor that achieves high yield and high reliability. An apparatus manufacturing method can be provided. Further, since the removal of the second resist pattern is performed using a resist solvent without performing ashing, the time for ashing can be shortened, so that damage to the low dielectric constant film formed under the second resist pattern is reduced. Therefore, it is possible to provide a method for manufacturing a semiconductor device that achieves high yield and high reliability.
本発明に係る第2の半導体装置の製造方法において、第2のレジストパターンを形成する工程の前に、層間絶縁膜の上に第2の反射防止膜を形成する工程と、第2のレジストパターンを除去する工程の後に、アッシングによって第2の反射防止膜を除去する工程とをさらに備え、第2のレジストパターンを形成する工程は、第2の反射防止膜の上に第2のレジストパターンを形成する工程であることが好ましい。 In the second method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, before the step of forming the second resist pattern, a step of forming a second antireflection film on the interlayer insulating film, and a second resist pattern And a step of removing the second antireflection film by ashing after the step of removing the second antireflection film, and the step of forming the second resist pattern includes forming the second resist pattern on the second antireflection film. It is preferable that it is the process of forming.
このようにすると、第2のレジストパターンの下地となる第2の反射防止膜をアッシングにより除去する際には、アッシングにより除去された第2の反射防止膜の一部が付着する第2のレジストパターン自体が除去されているので、残渣の発生を防止することができる。従って、残渣を発生させることなく第2のレジストパターンを除去することができるため、残渣がフェンス等を形成することにより生じる膜剥がれを防ぐことができるので、高歩留まり及び高信頼性を実現する半導体装置の製造方法を提供することができる。 In this case, when the second antireflection film serving as the base of the second resist pattern is removed by ashing, the second resist to which a part of the second antireflection film removed by ashing adheres. Since the pattern itself is removed, generation of residues can be prevented. Therefore, since the second resist pattern can be removed without generating a residue, the film can be prevented from peeling off when the residue forms a fence or the like, and thus a semiconductor that achieves high yield and high reliability. An apparatus manufacturing method can be provided.
本発明に係る第3の半導体装置の製造方法は、基板上に形成された下層配線の上に、低誘電率膜を形成する工程と、低誘電率膜の上に、第1のレジストパターンを形成する工程と、低誘電率膜に対して、第1のレジストパターンをマスクにエッチングを行なって低誘電率膜に配線接続孔を形成する工程と、配線接続孔を形成した後に、レジスト溶剤を用いて第1のレジストパターンを除去する工程とを備えることを特徴とする。 A third method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes a step of forming a low dielectric constant film on a lower layer wiring formed on a substrate, and a first resist pattern on the low dielectric constant film. Forming a wiring connection hole in the low dielectric constant film by performing etching on the low dielectric constant film using the first resist pattern as a mask; And a step of removing the first resist pattern.
本発明に係る第3の半導体装置の製造方法によると、レジスト溶剤によって、下層配線への接続孔となる配線接続孔の形成の際に用いた第1のレジストパターンと共にエッチングの際に生じた該第1のレジストパターンの側壁の付着物を除去できるので、残渣の発生を防止することができる。また、第1のレジストパターンの下地となる低誘電率膜等が後に除去される場合であっても、付着する対象となる第1のレジストパターン自体が存在しないので、残渣の発生を防止することができる。従って、残渣を発生させることなく第1のレジストパターンを除去することができるため、残渣がフェンス等を形成することにより生じる膜剥がれ防ぐことができるので、高歩留まり及び高信頼性を実現する半導体装置の製造方法を提供することができる。また、第1のレジストパターンの除去はアッシングを行なうことなくレジスト溶剤を用いて行なうため、アッシングを行なう時間を短縮できるので、第1のレジストパターンの下層に形成されている低誘電率膜に対するダメージを低減することができるので、高歩留まり及び高信頼性を実現する半導体装置の製造方法を提供することができる。 According to the third method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, the resist solvent causes the first resist pattern used in forming the wiring connection hole to be a connection hole to the lower layer wiring and the first resist pattern used in the etching. Since the deposits on the side walls of the first resist pattern can be removed, generation of residues can be prevented. Further, even when a low dielectric constant film or the like serving as a base of the first resist pattern is removed later, the first resist pattern itself to be attached does not exist, and thus the generation of a residue is prevented. Can do. Accordingly, since the first resist pattern can be removed without generating a residue, it is possible to prevent the film from peeling off due to the residue forming a fence or the like, and thus a semiconductor device that realizes a high yield and high reliability. The manufacturing method of can be provided. In addition, since the removal of the first resist pattern is performed using a resist solvent without ashing, the time for ashing can be shortened. Therefore, damage to the low dielectric constant film formed under the first resist pattern is reduced. Therefore, it is possible to provide a method for manufacturing a semiconductor device that achieves high yield and high reliability.
本発明に係る第3の半導体装置の製造方法において、第1のレジストパターンを形成する工程の前に、低誘電率膜の上に第1の反射防止膜を形成する工程と、第1のレジストパターンを除去する工程の後に、アッシングによって第1の反射防止膜を除去する工程とをさらに備え、第1のレジストパターンを形成する工程は、第1の反射防止膜の上に第1のレジストパターンを形成する工程であることが好ましい。 In the third method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, before the step of forming the first resist pattern, a step of forming a first antireflection film on the low dielectric constant film, and a first resist And a step of removing the first antireflection film by ashing after the step of removing the pattern, and the step of forming the first resist pattern includes the step of forming the first resist pattern on the first antireflection film. It is preferable that it is a process of forming.
このようにすると、第1のレジストパターンの下地となる第1の反射防止膜をアッシングにより除去する際には、アッシングにより除去された第1の反射防止膜の一部が付着する第1のレジストパターン自体が除去されているので、残渣の発生を防止することができる。従って、残渣を発生させることなく第1のレジストパターンを除去することができるため、残渣がフェンス等を形成することにより生じる膜剥がれを防ぐことができるので、高歩留まり及び高信頼性を実現する半導体装置の製造方法を提供することができる。 In this case, when the first antireflection film serving as the base of the first resist pattern is removed by ashing, the first resist to which a part of the first antireflection film removed by ashing adheres. Since the pattern itself is removed, generation of residues can be prevented. Therefore, since the first resist pattern can be removed without generating a residue, the film can be prevented from peeling off when the residue forms a fence or the like. Therefore, a semiconductor that realizes high yield and high reliability. An apparatus manufacturing method can be provided.
本発明に係る第3の半導体装置の製造方法において、第1のレジストパターンを除去した後に、低誘電率膜の上に第2のレジストパターンを形成する工程と、低誘電率膜に対して、第2のレジストパターンをマスクにエッチングを行なって低誘電率膜に上層配線溝を形成する工程と、上層配線溝を形成した後に、レジスト溶剤を用いて第2のレジストパターンを除去する工程と、配線接続孔及び上層配線溝に導電膜を埋め込むことにより配線プラグ及び上層配線を形成する工程をさらに備えることが好ましい。 In the third method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, after removing the first resist pattern, a step of forming a second resist pattern on the low dielectric constant film, and for the low dielectric constant film, Etching the second resist pattern as a mask to form an upper wiring groove in the low dielectric constant film; forming the upper wiring groove and then removing the second resist pattern using a resist solvent; It is preferable to further include a step of forming a wiring plug and an upper layer wiring by embedding a conductive film in the wiring connection hole and the upper layer wiring groove.
このようにすると、レジスト溶剤によって、上層配線溝の形成の際に用いた第2のレジストパターンと共にエッチングの際に生じた該第2のレジストパターンの側壁の付着物を除去できるので、残渣の発生を防止することができる。また、第2のレジストパターンの下地となる低誘電率膜等が後に除去される場合であっても、付着する対象となる第2のレジストパターン自体が存在しないので、残渣の発生を防止することができる。従って、残渣を発生させることなく第2のレジストパターンを除去することができるため、残渣がフェンス等を形成することにより生じる膜剥がれを防ぐことができるので、高歩留まり及び高信頼性を実現する半導体装置の製造方法を提供することができる。また、第2のレジストパターンの除去はアッシングを行なうことなくレジスト溶剤を用いて行なうため、アッシングを行なう時間を短縮できるので、第2のレジストパターンの下層に形成されている低誘電率膜に対するダメージを低減することができるので、高歩留まり及び高信頼性を実現する半導体装置の製造方法を提供することができる。 In this case, the resist solvent can remove the deposit on the side wall of the second resist pattern generated during the etching together with the second resist pattern used in forming the upper wiring groove, and thus generation of a residue. Can be prevented. In addition, even when the low dielectric constant film or the like serving as the base of the second resist pattern is removed later, the second resist pattern itself to be attached does not exist, so that generation of a residue is prevented. Can do. Therefore, since the second resist pattern can be removed without generating a residue, the film can be prevented from peeling off when the residue forms a fence or the like, and thus a semiconductor that achieves high yield and high reliability. An apparatus manufacturing method can be provided. Further, since the removal of the second resist pattern is performed using a resist solvent without performing ashing, the time for ashing can be shortened, so that damage to the low dielectric constant film formed under the second resist pattern is reduced. Therefore, it is possible to provide a method for manufacturing a semiconductor device that achieves high yield and high reliability.
本発明に係る第3の半導体装置の製造方法において、第2のレジストパターンを形成する工程の前に、低誘電率膜の上に第2の反射防止膜を形成する工程と、第2のレジストパターンを除去する工程の後に、アッシングによって第2の反射防止膜を除去する工程とをさらに備え、第2のレジストパターンを形成する工程は、第2の反射防止膜の上に第2のレジストパターンを形成する工程であることが好ましい。 In the third method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, before the step of forming the second resist pattern, a step of forming a second antireflection film on the low dielectric constant film, and a second resist And a step of removing the second antireflection film by ashing after the step of removing the pattern, and the step of forming the second resist pattern includes the second resist pattern on the second antireflection film. It is preferable that it is a process of forming.
このようにすると、第2のレジストパターンの下地となる第2の反射防止膜をアッシングにより除去する際には、アッシングにより除去された第2の反射防止膜の一部が付着する第2のレジストパターン自体が除去されているので、残渣の発生を防止することができる。従って、残渣を発生させることなく第2のレジストパターンを除去することができるため、残渣がフェンス等を形成することにより生じる膜剥がれを防ぐことができるので、高歩留まり及び高信頼性を実現する半導体装置の製造方法を提供することができる。 In this case, when the second antireflection film serving as the base of the second resist pattern is removed by ashing, the second resist to which a part of the second antireflection film removed by ashing adheres. Since the pattern itself is removed, generation of residues can be prevented. Therefore, since the second resist pattern can be removed without generating a residue, the film can be prevented from peeling off when the residue forms a fence or the like, and thus a semiconductor that achieves high yield and high reliability. An apparatus manufacturing method can be provided.
本発明に係る第3の半導体装置の製造方法において、第1のレジストパターンを形成する工程は、レジスト溶剤を用いて第1のレジストパターンを除去した後に、第1のレジストパターンを再生する工程を含むことが好ましい。 In the third method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the step of forming the first resist pattern includes the step of regenerating the first resist pattern after removing the first resist pattern using a resist solvent. It is preferable to include.
このようにすると、第1のレジストパターンを再生する際においても、残渣の発生を防止すると共に、低誘電率膜に対するダメージを低減することができる。 In this way, even when the first resist pattern is regenerated, it is possible to prevent generation of residues and reduce damage to the low dielectric constant film.
本発明に係る第3の半導体装置の製造方法において、第2のレジストパターンを形成する工程は、レジスト溶剤を用いて第2のレジストパターンを除去した後に、第2のレジストパターンを再生する工程を含むことが好ましい。 In the third method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the step of forming the second resist pattern includes the step of regenerating the second resist pattern after removing the second resist pattern using a resist solvent. It is preferable to include.
このようにすると、第2のレジストパターンを再生する際においても、残渣の発生を防止すると共に、低誘電率膜に対するダメージを低減することができる。 In this way, even when the second resist pattern is reproduced, it is possible to prevent generation of residues and reduce damage to the low dielectric constant film.
本発明に係る第1〜第3の半導体装置の製造方法において、低誘電率膜は、炭素を含有するシリコン酸化膜であることが好ましい。 In the first to third methods for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the low dielectric constant film is preferably a silicon oxide film containing carbon.
本発明に係る第1〜第3の半導体装置の製造方法において、レジスト溶剤は、第4級アンモニウム塩を含んでいることが好ましい。 In the first to third semiconductor device manufacturing methods according to the present invention, the resist solvent preferably contains a quaternary ammonium salt.
このようにすると、レジストパターンを効果的に除去することができる。 In this way, the resist pattern can be effectively removed.
本発明に係る第1〜第3の半導体装置の製造方法において、記アッシングは、O2 、H2 、H2 O、N2 若しくはHeよりなるガス、又はO2 、H2 、H2 O、N2 若しくはHeよりなるガスのうち2種類以上のガスが組み合わされてなる混合ガスを用いて行なわれることが好ましい。 In the first to third methods of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the ashing is performed using a gas composed of O 2 , H 2 , H 2 O, N 2 or He, or O 2 , H 2 , H 2 O, It is preferable to carry out using a mixed gas formed by combining two or more kinds of gases of N 2 or He.
本発明に係る半導体装置の製造方法によると、レジスト溶剤を用いてレジストパターンを除去するので、残渣の発生を防止することができる。すなわち、従来例のように、アッシングによりレジストパターンを除去する場合には、レジストパターンの下地となる膜の一部がアッシングにより除去されてレジストパターンの側壁に付着して残渣となるが、本発明に係る半導体装置の製造方法では、レジスト溶剤を用いてレジストパターンを除去するため、レジストパターンを除去する際に下地となる膜が除去されることがないと共に、レジストパターンの下地となる膜が後に除去されて付着する対象となるレジストパターン自体が存在しないので、残渣の発生を防止することができる。従って、残渣を発生させることなくレジストパターンを除去することができるため、残渣がフェンス等を形成することにより生じる膜剥がれを防ぐことができるので、高歩留まり及び高信頼性を実現する半導体装置の製造方法を提供することができる。また、レジストパターンの除去はアッシングを行なうことなくレジスト溶剤を用いて行なうため、アッシングを行なう時間を短縮できるので、レジストパターンの下層に形成されている低誘電率膜に対するダメージを低減することができるので、高歩留まり及び高信頼性を実現する半導体装置の製造方法を提供することができる。 According to the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, since the resist pattern is removed using the resist solvent, generation of a residue can be prevented. That is, as in the conventional example, when the resist pattern is removed by ashing, a part of the film serving as the base of the resist pattern is removed by ashing and adheres to the side wall of the resist pattern to form a residue. In the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, since the resist pattern is removed using a resist solvent, the base film is not removed when the resist pattern is removed, and the base film of the resist pattern is not removed later. Since there is no resist pattern itself to be removed and attached, generation of residues can be prevented. Therefore, since the resist pattern can be removed without generating a residue, it is possible to prevent film peeling caused by the residue forming a fence or the like, and thus manufacturing a semiconductor device that achieves high yield and high reliability. A method can be provided. Also, since the resist pattern is removed using a resist solvent without ashing, the time for ashing can be shortened, so that damage to the low dielectric constant film formed under the resist pattern can be reduced. Therefore, it is possible to provide a method for manufacturing a semiconductor device that achieves high yield and high reliability.
以下、本発明の各実施形態について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
以下に、本発明の第1の実施形態に係る半導体装置の製造方法について、図1(a)〜(e)を参照しながら説明する。
(First embodiment)
A method for manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
図1(a)〜(e)は、本発明の第1の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す工程断面図であり、具体的には、本発明をレジスト膜の再生方法に適用した場合について説明するための図である。 1A to 1E are process cross-sectional views illustrating a method for manufacturing a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention. Specifically, the present invention is applied to a method for regenerating a resist film. It is a figure for demonstrating a case.
まず、図1(a)に示すように、シリコン基板10の上に、例えばシリコン酸化膜よりなる第1の層間絶縁膜11を堆積する。次に、第1の層間絶縁膜11の上に、例えば500nmの膜厚を有し且つ炭素を含有するシリコン酸化膜(以下、炭素含有シリコン酸化膜という)よりなる原子結合が弱い低誘電率膜12(low−k膜)を堆積する。次に、低誘電率膜12の上に、例えば50nmの膜厚を有するシリコン酸化膜よりなる第2の層間絶縁膜13を堆積する。第2の層間絶縁膜13は、後述するプラズマアッシングによって低誘電率膜12の膜質の劣化を抑制する役割を有する。
First, as shown in FIG. 1A, a first
次に、図1(b)に示すように、第2の層間絶縁膜13の上に、膜厚が80nmとなるように反射防止膜14を塗布した後、膜厚が350nmとなるように所定のレジストパターンの形成に必要なレジスト膜15を塗布する。
Next, as shown in FIG. 1B, after the
次に、図1(c)に示すように、レジスト膜15に対してリソグラフィー(露光及び現像)を行なうことにより、レジスト膜15よりなるレジストパターン16を形成する。
Next, as shown in FIG. 1C, the resist
ここで、レジストパターン16の合わせずれが設計許容範囲外であれば、反射防止膜14及びレジストパターン16を除去した後、反射防止膜14及びレジストパターン16を再度形成しなければならない。尚、以下では、レジストパターン14を再度形成する場合を前提として説明する。
If the misalignment of the resist
次に、図1(d)に示すように、レジストパターン16を再度形成する場合には、まず、例えばシンナー等のレジスト溶剤を用いて、図1(c)で示したレジストパターン16を除去する。ここで、レジスト溶剤の種類としては通常用いられる溶剤で構わないが、第4級アンモニウム塩を含んでなるレジスト溶剤を用いることが好ましい。また、例えば、レジストパターン16を構成するレジスト膜15がArFレジスト(アクリル系樹脂)よりなる場合には、グリコールエーテル系溶剤を用いることが好ましく、また、レジストパターン16を構成するレジスト膜15がKrFレジスト(フェノール系樹脂)よりなる場合には、アミド系溶剤を用いることが好ましい。これにより、レジストパターン16を効果的に除去することができる。
Next, as shown in FIG. 1D, when the resist
次に、図1(e)に示すように、例えば酸素ガスよりなるプラズマを用いたプラズマアッシングを行なうことにより反射防止膜14を除去する。ここで、プラズマアッシングは、低誘電率膜12の誘電率の上昇を抑えるために、RFバイアスを使用しない反応性のプラズマアッシングを行なっている。また、プラズマを構成するガスとして、前記O2 ガスの他に、例えばH2 、H2O 、N2 若しくはHeよりなるガスを用いてもかまわないし、例えばN2/H2 、H2/He、NH3 、CF4/O2 、SF6/O2 、又はO2/H2O 等のO2 、H2 、H2O 、N2 若しくはHeよりなるガスのうち2種類以上のガスが組み合わされてなる混合ガスを用いてもかまわない。
Next, as shown in FIG. 1E, the
次に、必要に応じてポリマー洗浄又は水洗を行なうことにより、図1(a)に示した状態に戻した後、前述と同様に、レジスト膜15を塗布してレジストパターン16を再度形成する。
Next, after returning to the state shown in FIG. 1A by performing polymer washing or water washing as necessary, a resist
以上のように、第1の実施形態に係る半導体装置の製造方法によると、まず、レジスト溶剤を用いてレジストパターン16を除去するので、残渣の発生を防止することができる。すなわち、従来例のように、プラズマアッシングによりレジストパターン16を除去する場合には、従来例でも述べたように、レジストパターンの下地となる反射防止膜14の一部がアッシングにより除去されてレジストパターン16の側壁に付着して残渣となるが、第1の実施形態に係る半導体装置では、レジスト溶剤を用いてレジストパターン16を除去するので、レジストパターン16を除去する際に下地となる反射防止膜14が除去されることもなく、さらに、反射防止膜14をアッシングにより除去する際には、レジストパターン16は完全に除去されているので、レジストパターン16の側壁にアッシングにより除去された反射防止膜14等が付着することはない。このように、残渣を発生させることなくレジストを除去することができるため、残渣がフェンス等を形成することにより生じる膜剥がれを防ぐことができるので、高歩留まり及び高信頼性を実現する半導体装置の製造方法を提供することができる。
As described above, according to the method for manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment, first, the resist
また、第1の実施形態に係る半導体装置の製造方法によると、レジストパターン16の除去はプラズマアッシングを行なうことなくレジスト溶剤を用いて行ない、反射防止膜14の除去の際にのみプラズマアッシングを行なうため、プラズマアッシングを行なう時間を短縮できるので、反射防止膜14よりも下層に形成されている低誘電率膜に対して膜質の劣化及び誘電率の上昇等などのダメージを与えることを低減することができるので、高歩留まり及び高信頼性を実現する半導体装置の製造方法を提供することができる。
Further, according to the semiconductor device manufacturing method of the first embodiment, the resist
(第2の実施形態)
以下に、本発明の第2の実施形態に係る半導体装置の製造方法について図2(a)〜(f)を参照しながら説明する。
(Second Embodiment)
A method for manufacturing a semiconductor device according to the second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
図2(a)〜(f)は、本発明の第2の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す工程断面図であり、具体的には、本発明をエッチング処理後のレジストパターンを除去する方法に適用する場合について説明するための図である。 2A to 2F are process cross-sectional views illustrating a method for manufacturing a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention. Specifically, the present invention removes a resist pattern after etching processing. It is a figure for demonstrating the case where it applies to the method to do.
まず、図2(a)に示すように、シリコン基板20の上に、例えばシリコン酸化膜よりなる第1の層間絶縁膜21を堆積する。次に、第1の層間絶縁膜21の上に、例えば500nmの膜厚を有する炭素含有シリコン酸化膜よりなる原子結合が弱い低誘電率膜22(low−k膜)を堆積する。次に、低誘電率膜22の上に、例えば50nmの膜厚を有するシリコン酸化膜よりなる第2の層間絶縁膜23を堆積する。第2の層間絶縁膜23は、後述するプラズマアッシングによって低誘電率膜22の膜質の劣化を抑制する役割を有する。
First, as shown in FIG. 2A, a first
次に、図2(b)に示すように、第2の層間絶縁膜23の上に、膜厚が80nmとなるように反射防止膜24を塗布した後、膜厚が350nmとなるように例えば所定のレジストパターンの形成に必要なレジスト膜25を塗布する。
Next, as shown in FIG. 2B, after the
次に、図2(c)に示すように、レジスト膜25に対してリソグラフィー(露光及び現像)を行なうことにより、レジスト膜25よりなるレジストパターン26を形成する。尚、レジストパターン26の合わせずれが設計許容範囲外である場合には、第1の実施形態と同様にして、反射防止膜24及びレジストパターン26を除去した後、反射防止膜24及びレジストパターン26を再度形成することは可能である。
Next, as shown in FIG. 2C, a resist
次に、図2(d)に示すように、反射防止膜24、第2の層間絶縁膜23及び低誘電率膜22に対して、レジストパターン26をマスクにエッチングを行なうことにより、例えば配線溝を形成する。このエッチングの際には、エッチングにより除去されたポリマー等がレジストパターン26の側壁に付着することにより、レジストパターン26を構成するレジスト膜25とポリマー等の付着物との反応生成物27が形成される。
Next, as shown in FIG. 2D, the
次に、エッチングマスクに用いたレジストパターン26及び反射防止膜24の除去を行なう。まず、レジストパターン26については、図2(e)に示すように、例えばシンナー等のレジスト溶剤を用いて、図2(d)で示したレジストパターン26を除去する。また、レジスト溶剤としてはレジスト剥離性の高い液を使用するとよい。これは、第1の実施形態におけるレジストパターン16の除去の際とは異なり、レジストパターン26の側壁には、前述の通り、反応生成物27が形成されているからである。また、ここで、レジスト溶剤の種類としては通常用いられる溶剤で構わないが、第4級アンモニウム塩を含んでなるレジスト溶剤であることが好ましい。また、例えば、レジストパターン26を構成するレジスト膜25がArFレジスト(アクリル系樹脂)よりなる場合には、グリコールエーテル系溶剤を用いることが好ましく、また、レジストパターン26を構成するレジスト膜25がKrFレジスト(フェノール系樹脂)よりなる場合には、アミド系溶剤を用いることが好ましい。これにより、レジストパターン26を効果的に除去することができる。
Next, the resist
次に、反射防止膜24については、図2(f)に示すように、例えば酸素ガスよりなプラズマを用いたプラズマアッシングを行なうことにより反射防止膜24を除去する。ここで、プラズマアッシングは、低誘電率膜22の誘電率の上昇を抑えるために、RFバイアスを使用しない反応性のプラズマアッシングを行なっている。また、プラズマを構成するガスとして、前記O2 ガスの他に、例えばH2 、H2O 、N2 若しくはHeよりなるガスを用いてもかまわないし、例えばN2/H2 、H2/He、NH3 、CF4/O2 、SF6/O2 、又はO2/H2O 等のO2 、H2 、H2O 、N2 若しくはHeよりなるガスのうち2種類以上のガスが組み合わされてなる混合ガスを用いてもかまわない。
Next, with respect to the
次に、必要に応じてポリマー洗浄又は水洗を行なうことにより、図2(a)に示した状態に戻した後、前述と同様に、レジスト膜25を塗布してレジストパターン26を再度形成する。
Next, after returning to the state shown in FIG. 2A by performing polymer washing or water washing as necessary, a resist
以上のように、第2の実施形態に係る半導体装置の製造方法によると、エッチングに用いたレジストパターン26を除去する際に、レジスト溶剤を用いてレジストパターン26を除去するので、残渣の発生を防止することができる。すなわち、従来例のようにプラズマアッシングによりレジストパターンを除去する場合には、従来例でも述べたように、レジストパターンの下地となる反射防止膜の一部がアッシングにより除去されてレジストパターンの側壁に付着して残渣となるが、第2の実施形態に係る半導体装置では、レジスト溶剤を用いてレジストパターン26を除去するので、側壁に付着した反応生成物27と共にレジストパターン26を除去することができると共に、反射防止膜24をアッシングにより除去する際には、レジストパターン26は完全に除去されているので、レジストパターン26の側壁にアッシングにより除去された反射防止膜24が付着することはない。このように、残渣を発生させることなくレジストパターン26を除去することができるため、残渣がフェンス等を形成することにより生じる膜剥がれを防ぐことができるので、高歩留まり及び高信頼性を実現する半導体装置の製造方法を提供することができる。
As described above, according to the method for manufacturing a semiconductor device according to the second embodiment, when removing the resist
また、第2の実施形態に係る半導体装置の製造方法によると、レジストパターン26の除去はプラズマアッシングを行なうことなくレジスト溶剤を用いて行ない、反射防止膜14の除去の際にのみプラズマアッシングを行なうため、プラズマアッシングを行なう時間を短縮できるため、反射防止膜14よりも下層に形成されている低誘電率膜に対して、膜質の劣化及び誘電率の上昇等のダメージを低減することができるので、高歩留まり及び高信頼性を実現する半導体装置の製造方法を提供することができる。
Further, according to the semiconductor device manufacturing method of the second embodiment, the resist
(第3の実施形態)
以下に、本発明の第3の実施形態に係る半導体装置の製造方法について、図3(a)〜(h)を参照しながら説明する。
(Third embodiment)
Hereinafter, a method for fabricating a semiconductor device according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図3(a)〜(h)は、本発明の第3の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す工程断面図であり、具体的には、シングルダマシン法を用いて銅配線を形成する際に本発明を適用する場合について説明するための図である。 3A to 3H are process cross-sectional views illustrating a method for manufacturing a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention. Specifically, a copper wiring is formed using a single damascene method. It is a figure for demonstrating the case where this invention is applied.
まず、図3(a)に示すように、シリコン基板30の上に、例えば炭素含有シリコン酸化膜等の原子結合が弱い低誘電率膜31(low−k膜)を堆積する。次に、低誘電率膜31の上に、該低誘電率31の膜質の劣化を抑制する目的で、例えば50nmの膜厚を有するシリコン酸化膜よりなるダメージ防止膜32を堆積する。
First, as shown in FIG. 3A, a low dielectric constant film 31 (low-k film) having a weak atomic bond such as a carbon-containing silicon oxide film is deposited on the
次に、図3(b)に示すように、ダメージ防止膜32の上に反射防止膜33を塗布する。次に、配線溝パターンの形成に必要なレジスト膜を塗布した後、該レジスト膜に対してリソグラフィー(露光及び現像)を行なうことにより、配線溝パターンとなるレジストパターン34(第1のレジストパターンに対応する。以下同じ。)を形成する。
Next, as shown in FIG. 3B, an
ここで、レジストパターン34の合わせずれが設計許容範囲外であれば、反射防止膜33及びレジストパターン34を除去した後、反射防止膜33及びレジストパターン34を再度形成しなければならない。
Here, if the misalignment of the resist
そこで、レジストパターン34を再度形成する場合には、図示していないが、まず、例えばシンナー等のレジスト溶剤を用いて、図3(b)で示したレジストパターン34を除去する。ここで、レジスト溶剤の種類としては通常用いられる溶剤で構わないが、第4級アンモニウム塩を含んでなるレジスト溶剤であることが好ましい。また、例えば、レジストパターン34を構成するレジスト膜がArFレジスト(アクリル系樹脂)よりなる場合には、グリコールエーテル系溶剤を用いることが好ましく、また、レジストパターン34を構成するレジスト膜がKrFレジスト(フェノール系樹脂)よりなる場合には、アミド系溶剤を用いることが好ましい。これにより、レジストパターン34を効果的に除去することができる。
Therefore, when forming the resist
次に、例えば酸素ガスよりなるプラズマを用いたプラズマアッシングを行なって反射防止膜33を除去する。ここで、プラズマアッシングは、低誘電率膜31の誘電率の上昇を抑えるために、RFバイアスを使用しない反応性のプラズマアッシングを行なっている。また、プラズマを構成するガスとして、前記O2 ガスの他に、例えばH2 、H2O 、N2 若しくはHeよりなるガスを用いてもかまわないし、例えばN2/H2 、H2/He、NH3 、CF4/O2 、SF6/O2 、又はO2/H2O 等のO2 、H2 、H2O 、N2 若しくはHeよりなるガスのうち2種類以上のガスが組み合わされてなる混合ガスを用いてもかまわない。
Next, for example, plasma ashing using plasma made of oxygen gas is performed to remove the
その後、必要に応じてポリマー洗浄又は水洗を行なうことにより、図3(a)に示した状態に戻した後、前述と同様に、レジスト膜を塗布し、レジストパターン34を再度形成することにより、図3(b)に示す状態にする。
Then, after returning to the state shown in FIG. 3A by performing polymer washing or water washing as necessary, a resist film is applied and the resist
次に、図3(c)に示すように、反射防止膜33、ダメージ防止膜32及び低誘電率膜31に対して、レジストパターン34をマスクにドライエッチングを行なうことにより、下層配線溝35を形成する。尚、この場合、図示していないが、レジストパターン34の側壁には、レジスト膜とエッチングにより除去されたポリマー等との反応生成物が付着している。
Next, as shown in FIG. 3C, the
次に、レジストパターン34、反射防止膜33及びダメージ防止膜32を除去する。このとき、レジストパターン34の合わせずれが設計許容範囲外にある場合と同様にして、レジスト溶剤を用いてレジストパターン34を側壁に付着した反応生成物と共に除去し、プラズマアッシングにより反射防止膜33及びダメージ防止膜32を除去することができる。
Next, the resist
次に、図3(d)に示すように、スパッタ法により、下層配線溝35を途中まで埋め込むように、低誘電率膜31の上に例えばTa/TaNの積層膜よりなるバリアメタル膜及び銅よりなるシード膜を下から順に堆積する(図示せず)。次に、電解メッキ法により、下層配線溝35が完全に埋まるようにシード膜の上に銅膜を形成した後、CMP法により、低誘電率膜31の上に下層配線溝35からはみ出している銅膜を除去して低誘電率膜31の表面を平坦化することにより、下層配線36を形成する。
Next, as shown in FIG. 3 (d), a barrier metal film made of, for example, a Ta / TaN laminated film and a copper film are formed on the low dielectric
次に、図3(e)に示すように、低誘電率膜31及び下層配線36の上に、例えばシリコン酸化膜よりなる層間絶縁膜37を形成する。尚、層間絶縁膜37は、低誘電率膜31の膜質の劣化を防止する役割を有すると共に銅の拡散を防止する役割を有することが好ましい。
Next, as shown in FIG. 3E, an
次に、層間絶縁膜37の上に反射防止膜38を塗布する。その後、反射防止膜38の上に接続孔パターンの形成に必要なレジスト膜を塗布した後、該レジスト膜に対してリソグラフィー(露光及び現像)を行なうことにより、接続孔パターンとなるレジストパターン39(第2のレジストパターンに対応する。以下同じ。)を形成する。尚、レジストパターン39の合わせずれが設計許容範囲外であれば、前述のレジストパターン34が設計許容範囲外にある場合と同様にして、レジスト溶剤を用いてレジストパターン39を除去すると共に、プラズマアッシングにより反射防止膜38を除去することができる。その後、レジストパターン39を再度形成するまでの工程を繰りす。
Next, an
次に、図3(f)に示すように、反射防止膜38及び層間絶縁膜37に対してレジストパターン39をマスクとしてプラズマドライエッチングを行なって、下層配線36の表面を露出させる配線接続孔40を形成する。尚、この場合、図示していないが、レジストパターン39の側壁には、レジスト膜とエッチングにより除去されたポリマー等との反応生成物が付着している。
Next, as shown in FIG. 3F, plasma dry etching is performed on the
次に、図3(g)に示すように、反射防止膜38及びレジストパターン39を除去する。この場合も前述と同様にして、レジスト溶剤を用いてレジストパターン39を側壁に付着した反応生成物と共に除去し、プラズマアッシングにより反射防止膜38を除去する。
Next, as shown in FIG. 3G, the
次に、図3(h)に示すように、配線接続孔40に、下層配線36と同様の構造を有する導電膜41を埋め込むことにより、下層配線36の上及び層間絶縁膜37の上に、配線プラグ及び上層配線を形成する。
Next, as shown in FIG. 3 (h), a conductive film 41 having a structure similar to that of the
以上のように、第3の実施形態に係る半導体装置の製造方法によると、シングルダマシン法を用いて銅配線を形成する方法において、レジストパターン(34、39)を再生する際に、まず、レジスト溶剤を用いてレジストパターン(34、39)を除去するので、残渣の発生を防止することができる。すなわち、従来例のように、プラズマアッシングによりレジストパターンを除去する場合には、従来例でも述べたように、レジストパターンの下地となる反射防止膜の一部がアッシングにより除去されてレジストパターンの側壁に付着して残渣となるが、第3の実施形態に係る半導体装置では、レジスト溶剤を用いてレジストパターン(34、39)を除去するので、レジストパターン(34、39)を除去する際に下地となる反射防止膜(33、38)が除去されることもなく、さらに、反射防止膜(33、38)をアッシングにより除去する際には、レジストパターン(34、39)は完全に除去されているので、レジストパターン(34、39)の側壁にアッシングにより除去された反射防止膜(33、38)が付着することはない。このように、残渣を発生させることなくレジストパターン(34、39)を除去することができるため、残渣がフェンス等を形成することにより生じる膜剥がれを防ぐことができるので、高歩留まり及び高信頼性を実現する半導体装置の製造方法を提供することができる。 As described above, according to the method of manufacturing a semiconductor device according to the third embodiment, when the resist pattern (34, 39) is regenerated in the method of forming a copper wiring using the single damascene method, first, the resist Since the resist pattern (34, 39) is removed using a solvent, generation of a residue can be prevented. That is, when the resist pattern is removed by plasma ashing as in the conventional example, as described in the conventional example, a part of the antireflection film that becomes the base of the resist pattern is removed by ashing, and the sidewall of the resist pattern is removed. In the semiconductor device according to the third embodiment, since the resist pattern (34, 39) is removed using a resist solvent, the base pattern is removed when the resist pattern (34, 39) is removed. When the antireflection film (33, 38) is removed by ashing, the resist pattern (34, 39) is completely removed. Therefore, the antireflection film (33, 38) removed by ashing does not adhere to the side walls of the resist pattern (34, 39). As described above, since the resist pattern (34, 39) can be removed without generating a residue, the residue can prevent film peeling caused by forming a fence or the like. Therefore, high yield and high reliability can be prevented. The manufacturing method of the semiconductor device which implement | achieves can be provided.
また、エッチングに用いたレジストパターン(34、39)を除去する際に、まず、レジスト溶剤を用いてレジストパターン(34、39)を除去するので、残渣の発生を防止することができる。すなわち、レジスト溶剤を用いてレジストパターン(34、39)を除去するので、側壁に付着した反応生成物と共にレジストパターン(34、39)を除去することができる。また、反射防止膜(33、38)をアッシングにより除去する際には、レジストパターン(34、39)は完全に除去されているので、レジストパターン(34、39)の側壁に除去された反射防止膜24が付着することはない。このように、残渣を発生させることなくレジストパターンを除去することができるため、残渣がフェンス等を形成することにより生じる膜剥がれを防ぐことができるので、高歩留まり及び高信頼性を実現する半導体装置の製造方法を提供することができる。
Further, when removing the resist pattern (34, 39) used for etching, first, the resist pattern (34, 39) is removed using a resist solvent, so that generation of a residue can be prevented. That is, since the resist pattern (34, 39) is removed using a resist solvent, the resist pattern (34, 39) can be removed together with the reaction product attached to the side wall. Further, when the antireflection film (33, 38) is removed by ashing, since the resist pattern (34, 39) is completely removed, the antireflection film removed on the side wall of the resist pattern (34, 39). The
さらに、第3の実施形態に係る半導体装置の製造方法によると、レジストパターン(34、39)の除去はプラズマアッシングを行なうことなくレジスト溶剤を用いて行ない、反射防止膜(33、38)の除去の際にのみプラズマアッシングを行なうため、プラズマアッシングを行なう時間を短縮できるため、反射防止膜(33、38)よりも下層に形成されている低誘電率膜に対して、膜質の劣化及び誘電率の上昇等のダメージを低減することができるので、高歩留まり及び高信頼性を実現する半導体装置の製造方法を提供することができる。 Furthermore, according to the semiconductor device manufacturing method of the third embodiment, the resist pattern (34, 39) is removed using a resist solvent without performing plasma ashing, and the antireflection film (33, 38) is removed. Since the plasma ashing is performed only at the time of the plasma, the time for performing the plasma ashing can be shortened. Therefore, the deterioration of the film quality and the dielectric constant of the low dielectric constant film formed below the antireflection film (33, 38) are achieved. Therefore, it is possible to provide a method for manufacturing a semiconductor device that achieves high yield and high reliability.
(第4の実施形態)
以下に、本発明の第4の実施形態に係る半導体装置の製造方法について、図4(a)〜(h)を参照しながら説明する。
(Fourth embodiment)
A method for manufacturing a semiconductor device according to the fourth embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
図4(a)〜(h)は、本発明の第4の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す工程断面図であり、具体的には、デュアルダマシン法を用いて銅配線を形成する際に本発明を適用した場合について説明するための図である。 4A to 4H are process cross-sectional views illustrating a method for manufacturing a semiconductor device according to a fourth embodiment of the present invention. Specifically, copper wiring is formed using a dual damascene method. It is a figure for demonstrating the case where this invention is applied.
まず、図4(a)に示すように、シリコン基板50の上に、例えばシリコン酸化膜よりなる第1の層間絶縁膜51を堆積する。次に、第1の層間絶縁膜51の上に、反射防止膜(図示せず)を塗布した後、配線溝パターンの形成に必要なレジスト膜(図示せず)を塗布し、該レジスト膜に対してリソグラフィー(露光及び現像)を行なうことにより、配線溝パターンとなるレジストパターンを形成する。次に、反射防止膜及び第1の層間絶縁膜51に対して、レジストパターンをマスクにドライエッチングを行なうことにより、下層配線溝を形成する。その後、レジストパターン及び反射防止膜を除去する。尚、ここで、第1の層間絶縁膜51として低誘電率膜(low−k膜)を用いることもできるが、その場合には、レジストパターンが設計許容範囲外であるためにレジストパターンを除去する場合又はエッチング後にレジストパターンを除去する場合には、第3の実施形態と同様にして、レジスト溶剤を用いてレジストパターンを除去すると共に、プラズマアッシングにより反射防止膜を除去すればよい。
First, as shown in FIG. 4A, a first
次に、スパッタ法により、下層配線溝を途中まで埋め込むように、第1の層間絶縁膜51の上に例えばTa/TaNの積層膜よりなるバリアメタル膜及び銅よりなるシード膜を下から順に堆積し、電解メッキ法により、下層配線溝が完全に埋まるようにシード膜の上に銅膜を形成する。その後、CMP法により、第1の層間絶縁膜51の上に下層配線溝からはみ出している銅膜を除去して第1の層間絶縁膜51の表面を平坦化することにより、下層配線52を形成する。
Next, a barrier metal film made of, for example, a Ta / TaN laminated film and a copper seed film are sequentially deposited from the bottom on the first
次に、図4(b)に示すように、下層配線52及び第1の層間絶縁膜51の上に、銅の拡散を防止することを目的として、例えば50nmの膜厚を有するシリコン炭化膜等よりなる絶縁性バリア膜53を堆積する。次に、絶縁性バリア膜53の上に、例えば600nmの膜厚を有する炭素含有シリコン酸化膜等の原子結合が弱い低誘電率膜(low−k膜)54を堆積する。次に、低誘電率膜54の上に、低誘電率膜54の膜質の劣化を抑制する目的で、例えば50nmの膜厚を有するシリコン酸化膜よりなるダメージ防止膜55を堆積する。
Next, as shown in FIG. 4B, for example, a silicon carbide film having a thickness of 50 nm is formed on the
次に、図4(c)に示すように、ダメージ防止膜55の上に反射防止膜56を塗布する。次に、接続孔パターンの形成に必要なレジスト膜を塗布した後、該レジスト膜に対してリソグラフィー(露光及び現像)を行なうことにより、接続孔パターンとなるレジストパターン57(第1のレジストパターンに対応する。以下同じ。)を形成する。
Next, as shown in FIG. 4C, an
ここで、レジストパターン57の合わせずれが設計許容範囲外であれば、反射防止膜56及びレジストパターン57を除去した後、反射防止膜56及びレジストパターン57を再度形成しなければならない。
If the misalignment of the resist
そこで、レジストパターン57を再度形成する場合には、図示していないが、まず、例えばシンナー等のレジスト溶剤を用いて、図4(c)で示したレジストパターン57を除去する。ここで、レジスト溶剤の種類としては通常用いられる溶剤で構わないが、第4級アンモニウム塩を含んでなるレジスト溶剤であることが好ましい。また、例えば、レジストパターン57を構成するレジスト膜がArFレジスト(アクリル系樹脂)よりなる場合には、グリコールエーテル系溶剤を用いることが好ましく、また、レジストパターン57を構成するレジスト膜がKrFレジスト(フェノール系樹脂)よりなる場合には、アミド系溶剤を用いることが好ましい。こにより、レジストパターン57を効果的に除去することができる。
Therefore, when forming the resist
次に、例えば酸素ガスよりなるプラズマを用いたプラズマアッシングを行なって反射防止膜56を除去する。ここで、プラズマアッシングは、低誘電率膜54の誘電率の上昇を抑えるために、RFバイアスを使用しない反応性のプラズマアッシングを行なっている。また、プラズマを構成するガスとして、前記O2 ガスの他に、例えばH2 、H2O 、N2 若しくはHeよりなるガスを用いてもかまわないし、例えばN2/H2 、H2/He、NH3 、CF4/O2 、SF6/O2 、又はO2/H2O 等のO2 、H2 、H2O 、N2 若しくはHeよりなるガスのうち2種類以上のガスが組み合わされてなる混合ガスを用いてもかまわない。
Next, for example, plasma ashing using plasma made of oxygen gas is performed to remove the
その後、必要に応じてポリマー洗浄又は水洗を行なうことにより、図4(b)に示した状態に戻した後、前述と同様に、レジスト膜を塗布し、レジストパターン57を再度形成することにより、図4(c)に示す状態にする。
Then, after returning to the state shown in FIG. 4 (b) by performing polymer washing or water washing as necessary, as described above, a resist film is applied and a resist
次に、図4(d)に示すように、反射防止膜56、ダメージ防止膜55及び低誘電率膜54に対して、レジストパターン57をマスクにドライエッチングを行なうことにより、配線接続孔58を形成する。尚、この場合、図示していないが、レジストパターン57の側壁には、レジスト膜とエッチングにより除去されたポリマー等との反応生成物が付着している。
Next, as shown in FIG. 4D, the
次に、レジストパターン57及び反射防止膜56を除去する。このとき、レジストパターン57の合わせずれが設計許容範囲外にある場合と同様にして、レジスト溶剤を用いてレジストパターン57を側壁に付着した反応生成物と共に除去し、プラズマアッシングにより反射防止膜56を除去することができる。
Next, the resist
次に、図4(e)に示すように、配線接続孔58が埋まるように、例えばレジスト等の有機系材料を基板全面に対して塗布した後、異方性エッチングを行なうことにより、配線接続孔58内にレジストプラグ59を形成する。尚、レジストプラグ59は、後述する上層配線溝を形成する際のエッチングによって絶縁性バリア膜53が貫通することを防止する役割を有する。
Next, as shown in FIG. 4E, an organic material such as a resist is applied to the entire surface of the substrate so as to fill the
次に、ダメージ防止膜55及びレジストプラグ59の上に、反射防止膜60を塗布する。次に、上層配線溝パターンの形成に必要なレジスト膜を塗布した後、該レジスト膜に対してリソグラフィー(露光及び現像)を行なうことにより、上層配線溝パターンとなるレジストパターン61(第2のレジストパターンに対応する。以下同じ。)を形成する。
Next, an
次に、図4(f)に示すように、反射防止膜60、ダメージ防止膜55及び低誘電率膜54に対して、レジストパターン61をマスクにドライエッチングを行なうことにより、上層配線溝62を形成する。尚、この場合、図示していないが、レジストパターン62の側壁には、レジスト膜とエッチングにより除去されたポリマー等との反応生成物が付着している。
Next, as shown in FIG. 4F, the
次に、レジストパターン61及び反射防止膜60を除去する。このとき、レジストパターン61の合わせずれが設計許容範囲外にある場合と同様にして、レジスト溶剤を用いてレジストパターン61を側壁に付着した反応生成物と共に除去し、プラズマアッシングにより反射防止膜60を除去することができる。
Next, the resist
次に、図4(g)に示すように、基板全面に対して異方性エッチングを行なうことにより、残存しているダメージ防止膜55を除去すると共に、下層配線52の表面が露出するように、絶縁性バリア膜53の上に残存しているレジストプラグ59を除去する。
Next, as shown in FIG. 4G, anisotropic etching is performed on the entire surface of the substrate so that the remaining
次に、図4(h)に示すように、スパッタ法により、配線接続孔58及び上層配線溝62を途中まで埋め込むように、低誘電率膜54及び下層配線52の上に例えばTa/TaNの積層膜よりなるバリアメタル膜及び銅よりなるシード膜を下から順に堆積する(図示せず)。次に、電解メッキ法により、配線接続孔58及び上層配線溝62が完全に埋まるようにシード膜の上に銅膜を形成した後、CMP法により、低誘電率膜54の表面に上層配線溝62からはみ出している銅膜を除去して低誘電率54の表面を平坦化することにより、配線プラグ及び上層配線よりなる導電体63を形成する。
Next, as shown in FIG. 4H, for example, Ta / TaN is formed on the low dielectric
以上のように、第4の実施形態に係る半導体装置の製造方法によると、デュアルダマシン法を用いた銅配線を形成する方法において、レジストパターン(57、61)を再生する際に、まず、レジスト溶剤を用いてレジストパターン(57、61)を除去するので、残渣の発生を防止することができる。すなわち、従来例のように、プラズマアッシングによりレジストパターンを除去する場合には、従来例でも述べたように、レジストパターンの下地となる反射防止膜の一部がアッシングにより除去されてレジストパターンの側壁に付着して残渣となるが、第4の実施形態に係る半導体装置では、レジスト溶剤を用いてレジストパターンを除去するので、レジストパターン(57、61)を除去する際に下地となる反射防止膜(56、60)が除去されることもなく、さらに、反射防止膜(56、60)をアッシングにより除去する際には、レジストパターン(57、61)は完全に除去されているので、レジストパターン(57、61)の側壁にアッシングにより除去された反射防止膜(56、60)が付着することはない。このように、残渣を発生させることなくレジストを除去することができるため、残渣がフェンス等を形成することにより生じる膜剥がれを防ぐことができるので、高歩留まり及び高信頼性を実現する半導体装置の製造方法を提供することができる。 As described above, according to the method of manufacturing a semiconductor device according to the fourth embodiment, in the method of forming a copper wiring using the dual damascene method, when the resist pattern (57, 61) is regenerated, first, the resist Since the resist pattern (57, 61) is removed using a solvent, generation of a residue can be prevented. That is, when the resist pattern is removed by plasma ashing as in the conventional example, as described in the conventional example, a part of the antireflection film that becomes the base of the resist pattern is removed by ashing, and the side wall of the resist pattern is removed. In the semiconductor device according to the fourth embodiment, since the resist pattern is removed using a resist solvent, an antireflection film that becomes a base when removing the resist pattern (57, 61). (56, 60) is not removed, and when the antireflection film (56, 60) is removed by ashing, the resist pattern (57, 61) is completely removed. The antireflection film (56, 60) removed by ashing does not adhere to the side walls of (57, 61). In this manner, since the resist can be removed without generating a residue, film peeling caused by the residue forming a fence or the like can be prevented, so that a semiconductor device that achieves high yield and high reliability can be obtained. A manufacturing method can be provided.
また、エッチングに用いたレジストパターン(57、61)を除去する際に、まず、レジスト溶剤を用いてレジストパターン(57、61)を除去するので、残渣の発生を防止することができる。すなわち、レジスト溶剤を用いてレジストパターン(57、61)を除去するので、側壁に付着した反応生成物と共にレジストパターン(57、61)を除去することができる。また、反射防止膜(56、60)をアッシングにより除去する際には、レジストパターン(57、61)は完全に除去されているので、レジストパターン(57、61)の側壁にアッシングにより除去された反射防止膜24が付着することはない。このように、残渣を発生させることなくレジストパターン(57、61)を除去することができるため、残渣がフェンスを形成することにより生じる膜剥がれを防ぐことができるので、高歩留まり及び高信頼性を実現する半導体装置の製造方法を提供することができる。
Further, when removing the resist pattern (57, 61) used for etching, first, the resist pattern (57, 61) is removed using a resist solvent, so that generation of a residue can be prevented. That is, since the resist pattern (57, 61) is removed using the resist solvent, the resist pattern (57, 61) can be removed together with the reaction product attached to the side wall. Further, when the antireflection film (56, 60) is removed by ashing, the resist pattern (57, 61) is completely removed, so that the side walls of the resist pattern (57, 61) are removed by ashing. The
さらに、第4の実施形態に係る半導体装置の製造方法によると、レジストパターン(57、61)の除去はプラズマアッシングを行なうことなくレジスト溶剤を用いて行ない、反射防止膜(56、60)の除去の際にのみプラズマアッシングを行なうため、プラズマアッシングを行なう時間を短縮できるため、反射防止膜(56、60)よりも下層に形成されている低誘電率膜に対するダメージを低減することができるので、高歩留まり及び高信頼性を実現する半導体装置の製造方法を提供することができる。 Furthermore, according to the semiconductor device manufacturing method of the fourth embodiment, the resist pattern (57, 61) is removed using a resist solvent without performing plasma ashing, and the antireflection film (56, 60) is removed. Since the plasma ashing is performed only at this time, the time for performing the plasma ashing can be shortened. Therefore, damage to the low dielectric constant film formed below the antireflection film (56, 60) can be reduced. A method for manufacturing a semiconductor device that achieves high yield and high reliability can be provided.
以上の第1〜第4の実施形態において、低誘電率膜は、例えばシリコン酸化膜中のシリコンの終端をアルキル基−CH3 基で置換すると共に、シリコン酸化膜を低密度化及び多孔質化することにより比誘電率を低減させた膜である炭素含有シリコン酸化膜よりなる場合について説明したが、その他、塗布系有機ポリマー等を用いてもよい。 In the first to fourth embodiments described above, the low dielectric constant film replaces, for example, the end of silicon in the silicon oxide film with an alkyl group —CH 3 group, and reduces the density and porosity of the silicon oxide film. In the above description, the carbon-containing silicon oxide film, which is a film having a reduced dielectric constant, has been described. However, a coating organic polymer or the like may be used.
以上のように、本発明の半導体装置の製造方法によると、残渣を残存させることなくレジストを除去することができると共にプラズマアッシング時間を短縮して低誘電率膜へのダメージを低減することができる。従って、本発明に係る半導体装置の製造方法は、低誘電率膜を用いた半導体装置の高歩留まり及び高信頼性の実現に有用である。 As described above, according to the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, it is possible to remove the resist without leaving a residue and shorten the plasma ashing time to reduce damage to the low dielectric constant film. . Therefore, the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention is useful for realizing a high yield and high reliability of a semiconductor device using a low dielectric constant film.
10、20、30、50 シリコン基板
11、21 第1の層間絶縁膜
12、22 低誘電率膜
13、23 第2の層間絶縁膜
14、24、33、38、56、60 反射防止膜
15、25 レジスト膜
16、26 レジストパターン
27 反応生成物
31、54 低誘電率膜
32、55 ダメージ防止膜
34、57 レジストパターン(第1のレジストパターン)
35 下層配線溝パターン
36、52 下層配線
37 層間絶縁膜
39、61 レジストパターン(第2のレジストパターン)
40、58 配線接続孔パターン
41 導電膜
51 層間絶縁膜
53 絶縁性バリア膜
59 レジストプラグ
62 上層配線溝
63 導電体
10, 20, 30, 50
35 Lower layer
40, 58 Wiring connection hole pattern 41
Claims (12)
前記レジストパターンをマスクとして、前記低誘電率膜に対してエッチングを行うことにより、前記低誘電率膜に配線溝を形成する工程(b)と、
シンナーと、グリコールエーテル系溶剤又はアミド系溶剤と、第4級アンモニウム塩とを含むレジスト溶剤を用いて、前記レジストパターンを除去する工程(c)とを備えており、
前記工程(c)は、同一の工程にて、前記レジストパターンを除去すると共に、前記工程(b)により前記レジストパターンに形成された反応生成物を除去する工程であることを特徴とする半導体装置の製造方法。 A step (a) of forming a resist pattern on a low dielectric constant film formed on a substrate;
(B) forming a wiring groove in the low dielectric constant film by etching the low dielectric constant film using the resist pattern as a mask;
Using a resist solvent containing a thinner, a glycol ether solvent or an amide solvent, and a quaternary ammonium salt, and the step (c) of removing the resist pattern,
The step (c) is a step of removing the resist pattern and removing a reaction product formed on the resist pattern in the step (b) in the same step. Manufacturing method.
前記レジストパターンを除去する工程(c)の後に、アッシングによって前記反射防止膜を除去する工程とをさらに備え、
前記レジストパターンを形成する工程(a)は、前記反射防止膜の上に前記レジストパターンを形成する工程であることを特徴とする請求項1に半導体装置の製造方法。 Forming an antireflection film on the low dielectric constant film before the step (a) of forming the resist pattern;
A step of removing the antireflection film by ashing after the step (c) of removing the resist pattern;
2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the step (a) of forming the resist pattern is a step of forming the resist pattern on the antireflection film.
シンナーと、グリコールエーテル系溶剤又はアミド系溶剤と、第4級アンモニウム塩とを含むレジスト溶剤を用いて、前記第1のレジストパターンを除去する工程(b)と、
前記低誘電率膜の上に、第2のレジストパターンを形成する工程(c)と、
前記第2のレジストパターンをマスクとして、前記低誘電率膜に対してエッチングを行うことにより、前記低誘電率膜に配線溝を形成する工程(d)と、
レジスト溶剤を用いて、前記第2のレジストパターンを除去する工程(e)とを備えており、
前記工程(e)は、同一の工程にて、前記第2のレジストパターンを除去すると共に、前記工程(d)により前記第2のレジストパターンに形成された反応生成物を除去する工程であることを特徴とする半導体装置の製造方法。 A step (a) of forming a first resist pattern on the low dielectric constant film formed on the substrate;
A step (b) of removing the first resist pattern by using a resist solvent containing a thinner, a glycol ether solvent or an amide solvent, and a quaternary ammonium salt ;
A step (c) of forming a second resist pattern on the low dielectric constant film;
(D) forming a wiring groove in the low dielectric constant film by etching the low dielectric constant film using the second resist pattern as a mask;
And (e) removing the second resist pattern using a resist solvent,
The step (e) is a step of removing the second resist pattern and removing a reaction product formed on the second resist pattern by the step (d) in the same step. A method of manufacturing a semiconductor device.
前記工程(c)は、前記低誘電率膜の上に、前記シリコン酸化膜からなる絶縁膜を介して前記第2のレジストパターンを形成する工程であることを特徴とする請求項6に記載の半導体装置の製造方法。 The step (a) is a step of forming the first resist pattern on the low dielectric constant film via an insulating film made of a silicon oxide film,
Wherein step (c), the on the low dielectric constant film with an insulating film made of the silicon oxide film according to claim 6, characterized in that the step of forming the second resist pattern A method for manufacturing a semiconductor device.
前記第1の反射防止膜の上に、第1のレジストパターンを形成する工程(b)と、
シンナーと、グリコールエーテル系溶剤又はアミド系溶剤と、第4級アンモニウム塩とを含むレジスト溶剤を用いて、前記第1のレジストパターンを除去する工程(c)と、
前記第1の反射防止膜をアッシングにより除去する工程(d)と、
前記低誘電率膜の上に、第2の反射防止膜を形成する工程(e)と、
前記第2の反射防止膜の上に、第2のレジストパターンを形成する工程(f)と、
前記第2のレジストパターンをマスクとして、前記低誘電率膜に対してエッチングを行うことにより、前記低誘電率膜に配線溝を形成する工程(g)と、
レジスト溶剤を用いて、前記第2のレジストパターンを除去する工程(h)とを備えており、
前記工程(h)は、同一の工程にて、前記第2のレジストパターンを除去すると共に、前記工程(g)により前記第2のレジストパターンに形成された反応生成物を除去する工程であることを特徴とする半導体装置の製造方法。 A step (a) of forming a first antireflection film on the low dielectric constant film formed on the substrate;
Forming a first resist pattern on the first antireflection film (b);
(C) removing the first resist pattern using a resist solvent containing a thinner, a glycol ether solvent or an amide solvent, and a quaternary ammonium salt ;
Removing the first antireflection film by ashing (d);
Forming a second antireflection film on the low dielectric constant film (e);
A step (f) of forming a second resist pattern on the second antireflection film;
Forming a wiring trench in the low dielectric constant film by etching the low dielectric constant film using the second resist pattern as a mask; and
And a step (h) of removing the second resist pattern using a resist solvent,
The step (h) is a step of removing the second resist pattern and removing a reaction product formed on the second resist pattern by the step (g) in the same step. A method of manufacturing a semiconductor device.
前記工程(e)は、前記低誘電率膜の上に、前記シリコン酸化膜からなる絶縁膜を介して前記第2の反射防止膜を形成する工程であることを特徴とする請求項9に記載の半導体装置の製造方法。 The step (a) is a step of forming the first antireflection film on the low dielectric constant film through an insulating film made of a silicon oxide film,
Wherein step (e), wherein the above low dielectric constant film, to claim 9, characterized in that via an insulating film made of the silicon oxide film is a step of forming the second antireflection film Semiconductor device manufacturing method.
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