JPH01302821A - レジストのアッシング方法 - Google Patents
レジストのアッシング方法Info
- Publication number
- JPH01302821A JPH01302821A JP63133644A JP13364488A JPH01302821A JP H01302821 A JPH01302821 A JP H01302821A JP 63133644 A JP63133644 A JP 63133644A JP 13364488 A JP13364488 A JP 13364488A JP H01302821 A JPH01302821 A JP H01302821A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ashing
- gas
- resist
- oxygen
- plasma
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概 要〕
酸素ガスプラズマを利用するレジストのアッシング方法
に関し。
に関し。
温度およびガス組成に対するアッシングレートの依存性
が少ないアッシング方法を提供することを目的とし。
が少ないアッシング方法を提供することを目的とし。
酸素ガスに数乃至３０モル％の水素ガスを添加すること
から構成される。
から構成される。
本発明はレジストのアッシング方法に係り、とくに、ハ
ロゲン化炭化水素ガスを用いないアッシング方法に関す
る。
ロゲン化炭化水素ガスを用いないアッシング方法に関す
る。
半導体装置の製造工程の乾式化にともない、レジストを
酸素プラズマを用いて気体物質に分解・除去するアッシ
ング方法が採用されるようになっている。アッシング方
法のうち、ダウンフロ一方式のアッシング方法は、酸素
プラズマから中性の活性種（０９あるいはＯｒ）を抽出
し、これをレジストに照射することによって、レジスト
を酸化・分解して除去するものである。レジストが塗布
された半導体基板はプラズマの外に置かれており。
酸素プラズマを用いて気体物質に分解・除去するアッシ
ング方法が採用されるようになっている。アッシング方
法のうち、ダウンフロ一方式のアッシング方法は、酸素
プラズマから中性の活性種（０９あるいはＯｒ）を抽出
し、これをレジストに照射することによって、レジスト
を酸化・分解して除去するものである。レジストが塗布
された半導体基板はプラズマの外に置かれており。
アッシングは純化学反応によって行われるため。
基板に形成されている半導体素子はイオンあるいは電子
等の荷電粒子の衝突による損傷を避けないという特徴を
有する。
等の荷電粒子の衝突による損傷を避けないという特徴を
有する。
従来、アッシングレートを高めるために、少量のＣＦ、
あるいはＣｚＦｂ等のハロゲン化炭化水素ガスを添加し
た酸素ガスが用いられていた。これらのガスのプラズマ
は、常温で高いアッシングレートが得られるが、アッシ
ング装置の気密シールに用いられている樹脂あるいはゴ
ムから成る０リングまで灰化し、その結果、０リングの
分解生成物により被処理基板が汚染され、また、装置内
部に付着した汚染物質の除去に手間を要し、装置の可動
率が低下する問題があった。
あるいはＣｚＦｂ等のハロゲン化炭化水素ガスを添加し
た酸素ガスが用いられていた。これらのガスのプラズマ
は、常温で高いアッシングレートが得られるが、アッシ
ング装置の気密シールに用いられている樹脂あるいはゴ
ムから成る０リングまで灰化し、その結果、０リングの
分解生成物により被処理基板が汚染され、また、装置内
部に付着した汚染物質の除去に手間を要し、装置の可動
率が低下する問題があった。
上記のようなハロゲン化炭化水素を用いる方法の欠点を
解決するために、窒素（Ｎ２）や亜酸化窒素（ＮＺＯ）
等を添加した酸素ガスを用いるアッシングが行われるよ
うになったが１この系のガスでは。
解決するために、窒素（Ｎ２）や亜酸化窒素（ＮＺＯ）
等を添加した酸素ガスを用いるアッシングが行われるよ
うになったが１この系のガスでは。
アッシングレートの温度依存性が大きく、被処理基板の
温度変動の影響を受けやすい欠点があった。
温度変動の影響を受けやすい欠点があった。
と（に、平坦化処理を目的としたアッシングの場合には
、平坦化すべきＳｉｎｇ絶縁層等とレジストとのエツチ
ングレートが１：１に維持されず、平坦な表面を得るこ
とが困難であるという重大な問題があった。
、平坦化すべきＳｉｎｇ絶縁層等とレジストとのエツチ
ングレートが１：１に維持されず、平坦な表面を得るこ
とが困難であるという重大な問題があった。
本発明は１上記０□＋Ｎ２系あるいは０□＋ＮｚＯ系等
の非ハロゲン化炭化水素ガスを用いるアッシングにおけ
るアッシングレートの温度依存性の問題を解決すること
を目的とする。
の非ハロゲン化炭化水素ガスを用いるアッシングにおけ
るアッシングレートの温度依存性の問題を解決すること
を目的とする。
上記目的は、数乃至３０モル％の水素を含有する酸素ガ
スを用いて行うことを特徴とする本発明に係るレジスト
のアッシング方法によって達成される。
スを用いて行うことを特徴とする本発明に係るレジスト
のアッシング方法によって達成される。
数ないし好ましくは１０モル％以上の水素を含有する酸
素ガスのプラズマを用いるダウンフロ一方式のアッシン
グによれば、０□＋Ｎ２系あるいは０２＋ＮｔＯ系のガ
スを用いるダウンフロ一方式のアッシングに比べて、ア
ッシングレートの温度依存性は１７２程度まで低減され
る。また、アッシング反応には酸素および水素の双方の
活性種がレジストのアッシングに寄与しており、アッシ
ングレートに対するガス組成の変動の影響も軽減される
。
素ガスのプラズマを用いるダウンフロ一方式のアッシン
グによれば、０□＋Ｎ２系あるいは０２＋ＮｔＯ系のガ
スを用いるダウンフロ一方式のアッシングに比べて、ア
ッシングレートの温度依存性は１７２程度まで低減され
る。また、アッシング反応には酸素および水素の双方の
活性種がレジストのアッシングに寄与しており、アッシ
ングレートに対するガス組成の変動の影響も軽減される
。
以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第１図は本発明の方法にもとづ（ダウンフロー方式のア
ッシングにおけるアッシングレートと酸素中の水素の含
有率（Ｈ２／（Ｏ□十Ｈｚ）％〕の関係を示すグラフで
あって、後述するプラズマ中の酸素原子濃度と前記水素
含有率の関係も併記しである。
ッシングにおけるアッシングレートと酸素中の水素の含
有率（Ｈ２／（Ｏ□十Ｈｚ）％〕の関係を示すグラフで
あって、後述するプラズマ中の酸素原子濃度と前記水素
含有率の関係も併記しである。
図示のように、アッシングレートは、５モル％の水素を
添加することによって、純酸素の場合より急激に増大す
る。水素の含有率が１０モル％から３０モル％の範囲で
は、アッシングレートが一定であることを示している。
添加することによって、純酸素の場合より急激に増大す
る。水素の含有率が１０モル％から３０モル％の範囲で
は、アッシングレートが一定であることを示している。
上記水素含有率範囲におけるアッシングレートは約０．
６ μｒｍ ／ｍｉｎであり。
６ μｒｍ ／ｍｉｎであり。
水素を含有しない純酸素ガスを用いた場合のアッシング
レート２．５μｍ ／ｓｉｎの約２．５倍である。なお
、アッシング条件の詳細は後述する。
レート２．５μｍ ／ｓｉｎの約２．５倍である。なお
、アッシング条件の詳細は後述する。
第２図は本発明の実施に用いたダウンフロ一方式のアッ
シング装置の概要構成を示す断面図であって９例えばア
ルミニウムから成る処理槽ｌは反応室２とプラズマ発生
室３とに分かれており１両室の間には、直径１ｍｍ程度
の多数の貫通孔が設けられた１例えばアルミニウムから
成るシャワー仮４によって仕切られている。反応室２内
には温度制御が可能な加熱ステージ５が設けられており
。
シング装置の概要構成を示す断面図であって９例えばア
ルミニウムから成る処理槽ｌは反応室２とプラズマ発生
室３とに分かれており１両室の間には、直径１ｍｍ程度
の多数の貫通孔が設けられた１例えばアルミニウムから
成るシャワー仮４によって仕切られている。反応室２内
には温度制御が可能な加熱ステージ５が設けられており
。
この上に１例えばシリコンウェハのような被処理基板６
が載置されている。被処理基板６の上表面には、アッシ
ングされるレジスト（図示省略）が塗布されている。
が載置されている。被処理基板６の上表面には、アッシ
ングされるレジスト（図示省略）が塗布されている。
反応室２内は、排気管７に接続されている図示しない真
空系により排気される。プラズマ発生室３には２ガス導
入管８を通じて、水素を含有する酸素ガスが導入される
。プラズマ発生室３上方には２例えば石英板から成るマ
イクロ波透過窓９が設けられており、右方に接続されて
いる導波管１゜から送られてくるマイクロ波が、マイク
ロ波透過窓９を通じてプラズマ発生室３内に伝播して内
部のガスを励起し、プラズマを発生させる。
空系により排気される。プラズマ発生室３には２ガス導
入管８を通じて、水素を含有する酸素ガスが導入される
。プラズマ発生室３上方には２例えば石英板から成るマ
イクロ波透過窓９が設けられており、右方に接続されて
いる導波管１゜から送られてくるマイクロ波が、マイク
ロ波透過窓９を通じてプラズマ発生室３内に伝播して内
部のガスを励起し、プラズマを発生させる。
プラズマ中の中性の活性種であるＯ“、０□′。
Ｈ” ＋ Ｈ２″は拡散によりシャワー板４の貫通孔を
通じて反応室２に輸送され、被処理基板６に塗布された
レジストと反応する。その結果、レジストは酸化・分解
し、揮発性の物質となって排気管７から排出される。
通じて反応室２に輸送され、被処理基板６に塗布された
レジストと反応する。その結果、レジストは酸化・分解
し、揮発性の物質となって排気管７から排出される。
第１図のデータは１次のアッシング条件の下で得られた
ものである。
ものである。
被処理基板６は直径４インチのウェハであり。
この上面全体に０ＦＰＲ８００レジスト（東京応化製）
を１μ曙の厚さに塗布した。この被処理基板６を加熱ス
テージ５に載置し、温度１８０℃に加熱した。
を１μ曙の厚さに塗布した。この被処理基板６を加熱ス
テージ５に載置し、温度１８０℃に加熱した。
プラズマ発生室３内にガスを流ｉｆ ＳＬＭで導入し。
圧力がＱ、３Ｔｏｒｒに保持されるように排気系を制御
した。プラズマ発生室３に入力されるマイクロ波のパワ
ーは１ 、５ＫＷである。
した。プラズマ発生室３に入力されるマイクロ波のパワ
ーは１ 、５ＫＷである。
第１図には、プラズマ中における酸素原子濃度とガス組
成（）Ｉｔ／（Ｏ□十ｌｂ）％〕の関係が併記されてい
る。この酸素原子濃度はＡｒによるアクナノメトリ法を
用いてプラズマ発生室３内を直接観測して得た値である
。
成（）Ｉｔ／（Ｏ□十ｌｂ）％〕の関係が併記されてい
る。この酸素原子濃度はＡｒによるアクナノメトリ法を
用いてプラズマ発生室３内を直接観測して得た値である
。
図示のように、水素が１０モル％以下の範囲では。
アッシングレートの変化と酸素原子濃度の変化とはよく
一致している。しかしながら、水素含有率が１０モル％
以上の範囲では、アッシングレートが一定値を保つのに
対して、酸素原子濃度は水素濃度の増加とともに減少す
る。このことは、水素含有率が１０モル％以上の範囲で
は、酸素原子の他に。
一致している。しかしながら、水素含有率が１０モル％
以上の範囲では、アッシングレートが一定値を保つのに
対して、酸素原子濃度は水素濃度の増加とともに減少す
る。このことは、水素含有率が１０モル％以上の範囲で
は、酸素原子の他に。
水素原子がアッシングに寄与していことを示唆するもの
と考えられる。これは、従来の０２＋ＮＺ系等のガスを
用いるダウンフロ一方式のアッシングにおいては、酸素
原子が主として寄与するとされている（品用他、第４８
回秋季応用物理学会予稿集。
と考えられる。これは、従来の０２＋ＮＺ系等のガスを
用いるダウンフロ一方式のアッシングにおいては、酸素
原子が主として寄与するとされている（品用他、第４８
回秋季応用物理学会予稿集。
１９ｐ−に−２（１９８７） ）のと異なっている。
第３図はアッシングレートと被処理基板６の温度との関
係を示すアレニウスプロットであって。
係を示すアレニウスプロットであって。
１５モル％の水素を含有する本発明の０□＋Ｈ２系のガ
スと１０モル％の窒素を含有する従来の０□＋Ｎ２系の
ガスの双方の場合を併記しである。被処理基板６温度を
除（その他のアッシング条件は第１図の場合と同じであ
る。
スと１０モル％の窒素を含有する従来の０□＋Ｎ２系の
ガスの双方の場合を併記しである。被処理基板６温度を
除（その他のアッシング条件は第１図の場合と同じであ
る。
図示のように＋ＯＺ”Ｈ１系のガスの方がアッシングレ
ートが高く直線の傾きが小さく、アッシングレートの温
度依存性が小さいことを示している。
ートが高く直線の傾きが小さく、アッシングレートの温
度依存性が小さいことを示している。
しかも、１８０℃近傍以下の温度においては、０□＋Ｈ
２系のガズの方がアッシングレートが高いことが示され
ている。第４図は、第３図と同様のアレニウスプロット
から求めたアッシング反応の活性化エネルギーと０□＋
Ｈ２系のガスにおける水素含有率（Ｈｚ／ （０！ ＋
Ｈｚ）％〕との関係を示すグラフである。
２系のガズの方がアッシングレートが高いことが示され
ている。第４図は、第３図と同様のアレニウスプロット
から求めたアッシング反応の活性化エネルギーと０□＋
Ｈ２系のガスにおける水素含有率（Ｈｚ／ （０！ ＋
Ｈｚ）％〕との関係を示すグラフである。
水素含有率が５モル％以上で、活性化エネルギーがほぼ
一定となることを示している。この活性化エネルギーは
約０．４０ｅＶであり、これに対して従来の０□＋Ｎ！
系のガスを用いるアッシング反応の活性化エネルギー約
０．５２ｅＶである。
一定となることを示している。この活性化エネルギーは
約０．４０ｅＶであり、これに対して従来の０□＋Ｎ！
系のガスを用いるアッシング反応の活性化エネルギー約
０．５２ｅＶである。
このことから１本発明の０□＋Ｈ２系のガスを用いる場
合の方がより低温でアッシング反応が進むことが示唆さ
れる。このアッシング反応は、ガス組成の変動を受けな
い。
合の方がより低温でアッシング反応が進むことが示唆さ
れる。このアッシング反応は、ガス組成の変動を受けな
い。
なお、酸素中の水素含有率が３０モル％以上の範囲にお
いてもアッシング特性の改良が期待されるが、これ以上
の含有率では、ガス爆発を起こす危険がある。通常、酸
素中の水素含有率６％が爆発限界とされているが、３０
モル％程度までは、第２図における排気管７に窒素を供
給して６％以下に希釈することによって、爆発の危険を
回避できる。
いてもアッシング特性の改良が期待されるが、これ以上
の含有率では、ガス爆発を起こす危険がある。通常、酸
素中の水素含有率６％が爆発限界とされているが、３０
モル％程度までは、第２図における排気管７に窒素を供
給して６％以下に希釈することによって、爆発の危険を
回避できる。
なお、上記実施例においては１本発明をダウンフロ一方
式のアッシングに適用した場合を説明したが９本発明は
、バレル方式のアッシング方法にも適用可能である。
式のアッシングに適用した場合を説明したが９本発明は
、バレル方式のアッシング方法にも適用可能である。
本発明によれば、レジストのアッシングにおいて、被処
理基板の温度およびガス組成に対するアッシングレート
の依存性が小さくなり、アッシング工程が安定化される
ため、製品の歩留りが向上可能となる。また、ハロゲン
化炭化水素系のガスを用いた場合の遊離炭素による汚染
が生じないため、アッシング装置の高稼動率を維持可能
となる。
理基板の温度およびガス組成に対するアッシングレート
の依存性が小さくなり、アッシング工程が安定化される
ため、製品の歩留りが向上可能となる。また、ハロゲン
化炭化水素系のガスを用いた場合の遊離炭素による汚染
が生じないため、アッシング装置の高稼動率を維持可能
となる。
第１図は本発明におけるアッシングレートおよびアッシ
ングガスプラズマ中の酸素原子濃度とガス組成の関係を
示すグラフ。 第２図は本発明の実施に用いたアッシング装置の概要構
成を示す断面図。 第３図はアッシングレートの温度依存性を示すグラフ。 第４図はアッシング反応の活性化エネルギーとガス組成
の関係を示すグラフ である。 図において。 １は処理槽。 ２は反応室。 ３はプラズマ発生室。 ４はシャワー板。 ５は加熱ステージ。 ６は被処理基板。 ７は排気管。 ８はガス導入管。 ９はマイクロ波透過窓。 １０は導波管 である。 ｏ Ｓ Ｉｏ １５ ２（７
２ダ ３０か− アッシングし一ト右よび１竣素凍をＡＩ倹と力゛λ東匪
威を関イ東第 １ 図 木全明ＩＩＱ實絶（引シＩ△ター向ンフロ一方弐ｎアッ
シング製り第 ｚ 図 アッシングＬ−１＝のツＬ痩依存）゛乞第 ３ 図
ングガスプラズマ中の酸素原子濃度とガス組成の関係を
示すグラフ。 第２図は本発明の実施に用いたアッシング装置の概要構
成を示す断面図。 第３図はアッシングレートの温度依存性を示すグラフ。 第４図はアッシング反応の活性化エネルギーとガス組成
の関係を示すグラフ である。 図において。 １は処理槽。 ２は反応室。 ３はプラズマ発生室。 ４はシャワー板。 ５は加熱ステージ。 ６は被処理基板。 ７は排気管。 ８はガス導入管。 ９はマイクロ波透過窓。 １０は導波管 である。 ｏ Ｓ Ｉｏ １５ ２（７
２ダ ３０か− アッシングし一ト右よび１竣素凍をＡＩ倹と力゛λ東匪
威を関イ東第 １ 図 木全明ＩＩＱ實絶（引シＩ△ター向ンフロ一方弐ｎアッ
シング製り第 ｚ 図 アッシングＬ−１＝のツＬ痩依存）゛乞第 ３ 図
Claims (1)
- 酸素ガスのプラズマとレジストとを反応させて該レジ
ストを除去するレジストのアッシング方法であって、該
酸素ガスに所定割合の水素ガスを添加することを特徴と
するレジストのアッシング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63133644A JPH01302821A (ja) | 1988-05-31 | 1988-05-31 | レジストのアッシング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63133644A JPH01302821A (ja) | 1988-05-31 | 1988-05-31 | レジストのアッシング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01302821A true JPH01302821A (ja) | 1989-12-06 |
Family
ID=15109632
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63133644A Pending JPH01302821A (ja) | 1988-05-31 | 1988-05-31 | レジストのアッシング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01302821A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02263436A (ja) * | 1989-04-03 | 1990-10-26 | Mitsubishi Electric Corp | 活性化学種発生方法及び電子部材の製造方法 |
| JPH07199485A (ja) * | 1993-12-22 | 1995-08-04 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | フォトレジストの除去方法 |
-
1988
- 1988-05-31 JP JP63133644A patent/JPH01302821A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02263436A (ja) * | 1989-04-03 | 1990-10-26 | Mitsubishi Electric Corp | 活性化学種発生方法及び電子部材の製造方法 |
| JPH07199485A (ja) * | 1993-12-22 | 1995-08-04 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | フォトレジストの除去方法 |
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