[發(fā)明專利]半導體裝置的制造方法和半導體裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 01111347.2
• 申請日: 2001-03-12
• 公開（公告）號: CN1331487A
• 公開（公告）日: 2002-01-16
• 發(fā)明（設計）人: 橫井直樹
• 申請（專利權）人: 三菱電機株式會社
• 主分類號: H01L21/302
• 分類號: H01L21/302;H01L21/768
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 楊凱,王忠忠

本發(fā)明涉及半導體裝置的制造方法和半導體裝置，特別是有關半導體襯底的清洗。

通常，用靜電現象來說明粒子在半導體襯底表面的吸附脫離。也就是說，半導體襯底表面與粒子表面以同極性帶電時，由于靜電反作用力而使粒子脫離半導體襯底表面。并且，在堿性的清洗液中，半導體襯底表面與粒子表面以同極性帶電。

因此，半導體裝置制造過程中，在半導體襯底的清洗工序中，廣泛使用例如氫氧化銨水溶液或過氧化氫混合液(以下稱之為APM)等堿性清洗液。

可是，由于布線材料所用的鎢具有與過氧化氫之類氧化劑激烈反應并溶解的性質，所以不能用APM清洗鎢表面露出來的半導體襯底。

因此，在鎢及其合金等(以下，有時稱為鎢系構件)露出來的半導體襯底的清洗工序中，使用氫氧化物的水溶液作為清洗液。

在這里，作為氫氧化物可以舉出：氫氧化銨、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化四甲銨(以下稱為TMAH)，考慮到對半導體襯底的金屬污染，最好是以不含金屬原子的氫氧化銨或TMAH作為半導體襯底的清洗液。

并且，上述氫氧化銨的水溶液(氨水)具有溶解硅的性質。因此，不能用氨水清洗多晶硅、非晶硅、氧化硅膜、或硅襯底等硅系構件表面露出的半導體襯底。

即，在清洗鎢系構件和硅系構件同時露出的半導體襯底時，不能使用堿性的清洗液。

作為其對策，已開發(fā)出，例如在氨水等的氫氧化物水溶液里作為硅腐蝕防止劑添加了以下述通式(I)或(II)表示的化合物的清洗液。

HO-{(EO)x-(PO)y}z-H????..(I)

R-[{(EO)x-(PO)y}z-H]m??..(II)

(上式中，EO表示氧乙烯基、PO表示氧丙烯基、R表示醇或銨的氫氧基除去氫原子的殘基、或表示氨基酸除去氫原子的殘基。x，y表示滿足x/(x＋y)＝0.05～0.4的整數，z，m表示正整數)。

接著，說明有關使用上述清洗液的現有半導體裝置的制造方法。

圖1是用于說明現有的第1半導體裝置的制造方法的剖面圖。而且，圖1是表示MOS晶體管柵電極的形成方法的圖。

首先，如圖1(a)所示，在半導體襯底1上，層疊并形成柵絕緣膜2、多晶硅膜11、阻擋層金屬21及鎢膜31。

而且，如圖1(b)所示，在鎢膜31上形成抗蝕劑圖形51，并以該抗蝕劑圖形51為掩模通過干式刻蝕處理形成布線圖形(柵電極)41。

其次，如圖1(c)所示，采用等離子體灰化(ashing)處理除去抗蝕劑圖形51時，在柵電極41的上面和側面就形成抗蝕劑殘渣61。

以后，在清洗工序中，通過使用上述清洗液清洗半導體襯底，除去上述抗蝕劑殘渣61而制成半導體裝置。

圖2是用于說明現有的第2半導體裝置的制造方法的剖面圖。并且，圖2是表示MOS晶體管的源電極和漏電極的形成方法的圖。

首先，按照與圖1同樣的方法，如圖2(a)所示，在半導體襯底1上形成的絕緣膜2上形成布線圖形(柵電極)41。而且，在柵電極41上形成抗蝕劑圖形52。

其次，以該抗蝕劑圖形52為掩模，向半導體襯底1內進行離子注入(圖中，用箭頭表示)。由此，形成MOS晶體管源電極或漏電極。

接著，采用等離子體灰化處理除去抗蝕劑圖形52時，如圖2(b)所示，在半導體襯底1上的絕緣膜2上就形成抗蝕劑殘渣62。

然后，在清洗工序中，隨著使用上述清洗液清洗半導體襯底1，除去上述抗蝕劑殘渣62而制成半導體裝置。

另外，如圖2(c)所示，有時在柵電極41的兩側面形成了側壁71之后，向半導體襯底1內進行離子注入。這時也有可能因側壁71上形成的針孔等而使部分的硅系構件或鎢系構件露出來。因此，采取使用上述清洗液來清洗半導體襯底1的方法，除去抗蝕劑殘渣63。

但是，現有的半導體裝置制造方法中，在清洗工序中所用的上述清洗液里含有的氫氧化物濃度高時，就不可能向上述清洗液里添加高濃度硅腐蝕防止劑。這是因為，如果一起向清洗液里添加高濃度氫氧化物和硅腐蝕防止劑，清洗液的清洗性能就會降低的緣故。

即，在硅系構件和鎢系構件同時露出的半導體襯底的清洗工序中，用上述清洗液就不可能同時獲得高的清洗能力和高的硅腐蝕防止效果。

可是，為了除去半導體襯底1上的粒子，往往多次進行上述清洗工序。

并且，就在半導體襯底1上形成具有不同電特性的多種類型晶體管的情況來說，需要多次進行圖2所示的工序(形成抗蝕劑圖形、離子注入、除去抗蝕劑圖形和清洗)。

在這里，上述清洗液里所含有的氫氧化物具有稍微溶解鎢的性質。