JPH01112733A - 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
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- JPH01112733A JPH01112733A JP27130287A JP27130287A JPH01112733A JP H01112733 A JPH01112733 A JP H01112733A JP 27130287 A JP27130287 A JP 27130287A JP 27130287 A JP27130287 A JP 27130287A JP H01112733 A JPH01112733 A JP H01112733A
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Landscapes
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Drying Of Semiconductors (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〕
半導体装置の製造工程において用いられるダウンフロ一
方式のアッシング方法に関し。
方式のアッシング方法に関し。
レジストとシリコンまたはシリコン化合物との選択比が
大きなアッシング方法を提供することを目的とし。
大きなアッシング方法を提供することを目的とし。
ダウンフロ一方式のアッシング装置におけるプラズマ発
生室に０□ガスを主成分としＮ２ガスとＣＦ４ガスを副
成分とする混合ガスを導入して該混合ガスのプラズマを
発生し、被処理基板に塗布されたレジストを選択的に除
去することから構成される。
生室に０□ガスを主成分としＮ２ガスとＣＦ４ガスを副
成分とする混合ガスを導入して該混合ガスのプラズマを
発生し、被処理基板に塗布されたレジストを選択的に除
去することから構成される。
本発明は半導体装置の製造工程において用いられるレジ
スト塗布層の除去方法に係り、とくにダウンフロ一方式
のアッシング方法に関する。
スト塗布層の除去方法に係り、とくにダウンフロ一方式
のアッシング方法に関する。
半導体装置の微細化にともなって製造工程の乾式化が進
められている。リソグラフィ工程においてマスクとして
用いられたレジスト層の除去についても溶剤による湿式
除去に代わって、レジスト層を固相・気相反応で除去す
るアッシングと呼ばれる乾式方法が用いられている。
められている。リソグラフィ工程においてマスクとして
用いられたレジスト層の除去についても溶剤による湿式
除去に代わって、レジスト層を固相・気相反応で除去す
るアッシングと呼ばれる乾式方法が用いられている。
乾式除去方法においては、酸素ガスのプラズマを発生し
、このプラズマ中に含まれる原子状の酸素とレジスト層
との反応を主として利用する。このアッシング方法のう
ちには、荷電粒子の衝突による基板の損傷を避けるため
に、被処理基板を設置する場所をプラズマを発生する場
所とを分離し。
、このプラズマ中に含まれる原子状の酸素とレジスト層
との反応を主として利用する。このアッシング方法のう
ちには、荷電粒子の衝突による基板の損傷を避けるため
に、被処理基板を設置する場所をプラズマを発生する場
所とを分離し。
プラズマ中のイオンあるいは電子等が被処理基板に到達
しないような手段を設けた装置を用いるいわゆるダウン
フロ一方式の方法がある。
しないような手段を設けた装置を用いるいわゆるダウン
フロ一方式の方法がある。
ダウンフロ一方式のレジスト層除去における反応ガスは
一般に酸素ガスを主成分とするが、中性酸素原子（０）
の生成効率を高めるために、少量の副成分ガスを添加す
ることが行われている。
一般に酸素ガスを主成分とするが、中性酸素原子（０）
の生成効率を高めるために、少量の副成分ガスを添加す
ることが行われている。
例えば、酸素（０□）ガスに１０％程度の窒素（Ｎりガ
スを添加−する場合がある。この混合ガスを用いた場合
のアッシングレートは１μｔａ ／ｗｉｎ程度と低く、
またシリコンウェハ等の被処理基板を２００℃以上の温
度に加熱して行わなければならない。
スを添加−する場合がある。この混合ガスを用いた場合
のアッシングレートは１μｔａ ／ｗｉｎ程度と低く、
またシリコンウェハ等の被処理基板を２００℃以上の温
度に加熱して行わなければならない。
この加熱により、シリコンウェハ面の酸化、また。
レジスト層材料に一般に含まれている鉄、ニッケル、ア
ルミニウム等の不純物がシリコンウェハに拡散し、ここ
に形成されるトランジスタ等の素子特性に好ましくない
影響を与える等の問題を生じる。
ルミニウム等の不純物がシリコンウェハに拡散し、ここ
に形成されるトランジスタ等の素子特性に好ましくない
影響を与える等の問題を生じる。
また、酸素ガスにＣＦ、（四弗化炭素）ガスを副成分と
して添加する場合がある。この混合ガスを用いれば、被
処理基板が常温でも可なり高いアッシングレートが得ら
れるが、 ＣＦ、ガスから生成されるＦラジカルにより
被処理基板であるシリコンウェハ、絶縁層材料として用
いられているＳｉ３Ｎ４゜ＳｉＯ□またはＰＳＧ（燐珪
酸ガラス）等がエツチングされる不都合が生じる。例え
ば、０□ガスおよびＣＦ。
して添加する場合がある。この混合ガスを用いれば、被
処理基板が常温でも可なり高いアッシングレートが得ら
れるが、 ＣＦ、ガスから生成されるＦラジカルにより
被処理基板であるシリコンウェハ、絶縁層材料として用
いられているＳｉ３Ｎ４゜ＳｉＯ□またはＰＳＧ（燐珪
酸ガラス）等がエツチングされる不都合が生じる。例え
ば、０□ガスおよびＣＦ。
の流量が、それぞれ２５００ＳＣＣＭおよび２００３Ｃ
ＣＭ、全圧１．５Ｔｏｒｒ、プラズマ発生用の２．４５
ＧＨｚのマイクロ波のパワーが１．５ＫＷで室温の下で
処理した場合における。ポジタイプのレジストのアッシ
ングレートは１．３μｍ／ｍｉｎであり、これに対して
シリコンウェハ、多結晶シリコン膜、 ５ｉ３Ｎａ膜
あるいはＳｉ０ｇ膜等はいずれも６０人／１ｌＩｉｎ程
度のレートでエツチングされる。上記のレジストのアッ
シングとＳｉＯ２膜等のエツチングのレート比は２００
程度である。
ＣＭ、全圧１．５Ｔｏｒｒ、プラズマ発生用の２．４５
ＧＨｚのマイクロ波のパワーが１．５ＫＷで室温の下で
処理した場合における。ポジタイプのレジストのアッシ
ングレートは１．３μｍ／ｍｉｎであり、これに対して
シリコンウェハ、多結晶シリコン膜、 ５ｉ３Ｎａ膜
あるいはＳｉ０ｇ膜等はいずれも６０人／１ｌＩｉｎ程
度のレートでエツチングされる。上記のレジストのアッ
シングとＳｉＯ２膜等のエツチングのレート比は２００
程度である。
このようなレート比は、 ＤＲＡＭの製造において。
レジスト層によって覆われていないＳｉＯ□ゲート酸化
膜（膜厚１００〜３００人）がレジスト層のアッシング
除去においてエツチングされ、所定の膜厚が得られず、
キャパシタ容量が設計値通りにならないという重大な問
題を生じる。
膜（膜厚１００〜３００人）がレジスト層のアッシング
除去においてエツチングされ、所定の膜厚が得られず、
キャパシタ容量が設計値通りにならないという重大な問
題を生じる。
本発明はダウンフロ一方式によるレジストアッシングに
おいて上記従来の問題が生じない方法を提供することを
目的とする。
おいて上記従来の問題が生じない方法を提供することを
目的とする。
上記の目的は、ダウンフロ一方式のレジストアッシング
方法において、処理室にレジスト°が塗布された被処理
基板を設置し、プラズマ発生室に０２ガスを主成分とし
Ｎ２ガスとＣＦ４ガスを副成分とする混合ガスを導入し
て該混合ガスのプラズマを発生し、該レジストを選択的
に除去することを特徴とする９本発明に係るレジストの
アッシング方法により達成される。
方法において、処理室にレジスト°が塗布された被処理
基板を設置し、プラズマ発生室に０２ガスを主成分とし
Ｎ２ガスとＣＦ４ガスを副成分とする混合ガスを導入し
て該混合ガスのプラズマを発生し、該レジストを選択的
に除去することを特徴とする９本発明に係るレジストの
アッシング方法により達成される。
ダウンフロ一方式のアッシングにおいて、０２ガスに副
成分としてＮ２ガスとＣＦ、ガスを添加することにより
＋ ＮＺガスまたはＣＦ、ガス単独を添加した場合より
さらにレジストのアッシングレートが増大され、一方、
シリコン、 Ｓｉ３Ｎ４あるいはＳｉＯ□等のエツチ
ングレートは９れらの添加ガス単独の場合と同程度に抑
えられる。また、アッシングにおいて被処理基板を加熱
する必要はない。
成分としてＮ２ガスとＣＦ、ガスを添加することにより
＋ ＮＺガスまたはＣＦ、ガス単独を添加した場合より
さらにレジストのアッシングレートが増大され、一方、
シリコン、 Ｓｉ３Ｎ４あるいはＳｉＯ□等のエツチ
ングレートは９れらの添加ガス単独の場合と同程度に抑
えられる。また、アッシングにおいて被処理基板を加熱
する必要はない。
以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第１図はダウンフロ一方式のアッシングにおいて、従来
のＯ，＋Ｎ、系の混合ガスと本発明に係る０□＋Ｎ２＋
ＣＦＪ系の混合ガスにおけるＮ２ガスの比率とアッシン
グレートとの関係を示すグラフである。
のＯ，＋Ｎ、系の混合ガスと本発明に係る０□＋Ｎ２＋
ＣＦＪ系の混合ガスにおけるＮ２ガスの比率とアッシン
グレートとの関係を示すグラフである。
ｏｚ＋ｓｚ系の混合ガスにおいてはＮ２ガスが１０％近
傍で最大のアッシングレート約１μｎｌ ／ｍｉｎとな
る。
傍で最大のアッシングレート約１μｎｌ ／ｍｉｎとな
る。
なお、この場合の混合ガスの圧力は１．０Ｔｏｒｒ、被
処理基板を載置しているステージの温度は２００℃であ
る。
処理基板を載置しているステージの温度は２００℃であ
る。
一方＋ Ｏｚ”Ｎｚ＋ＣＦ４系の混合ガスにおいても。
Ｎ２ガスが１０％近傍でアッシングレートが最大となる
が、その時の値は約３μｓ ／ｗｉｎと、０□＋Ｎｔ系
の場合の最大値の３倍となる。そして、Ｎ２ガスの比率
が１〜４０％の範囲において０□＋Ｎ２系の最大値より
大きなアッシングレートを示している。なお。
が、その時の値は約３μｓ ／ｗｉｎと、０□＋Ｎｔ系
の場合の最大値の３倍となる。そして、Ｎ２ガスの比率
が１〜４０％の範囲において０□＋Ｎ２系の最大値より
大きなアッシングレートを示している。なお。
この場合の混合ガスにおけるＣＦ４ガスの比率は１０％
、混合ガスの圧力はｌ、ＱＴｏｒｒ、前記ステージの温
度は室温である。
、混合ガスの圧力はｌ、ＱＴｏｒｒ、前記ステージの温
度は室温である。
第２図はダウンフロ一方式のアッ°シングにおいて、従
来のＯ！＋ＣＦＡ系の混合ガスと本発明に係る０□＋Ｎ
ｔ＋ＣＦＡ系の混合ガスにおけるＣＦ４ガスの比率とレ
ジスト層のアッシングレートおよびＳｉＯ２膜のエツチ
ングレートの関係を示すグラフであって。
来のＯ！＋ＣＦＡ系の混合ガスと本発明に係る０□＋Ｎ
ｔ＋ＣＦＡ系の混合ガスにおけるＣＦ４ガスの比率とレ
ジスト層のアッシングレートおよびＳｉＯ２膜のエツチ
ングレートの関係を示すグラフであって。
破線は０□＋ＣＦ、系の場合、実線はＯｚ＋Ｎｚ＋ＣＦ
４系の場合を示す。
４系の場合を示す。
両系の混合ガスともにＣＦ４ガスの比率の増大に伴って
レジスト層のアッシングレートとＳｉＯ□膜のエツチン
グレートがほぼ直線的に増加する。そして、０□＋ＣＦ
ｄ系の混合ガスとＯｔ＋Ｎｔ＋ＣＦａ系の混合ガスとで
は、 Ｓｉ０ｇ膜のエツチングレートは変わらないが、
レジスト層のアッシングではＱｔ＋ Ｎ、 ＋ＣＦＪ系
の混合ガスは４．５倍程度のレートを示す。
レジスト層のアッシングレートとＳｉＯ□膜のエツチン
グレートがほぼ直線的に増加する。そして、０□＋ＣＦ
ｄ系の混合ガスとＯｔ＋Ｎｔ＋ＣＦａ系の混合ガスとで
は、 Ｓｉ０ｇ膜のエツチングレートは変わらないが、
レジスト層のアッシングではＱｔ＋ Ｎ、 ＋ＣＦＪ系
の混合ガスは４．５倍程度のレートを示す。
なお、上記におけるａｔガスおよびＮ２ガスの流量は。
それぞれ、 ２５００ＳＣＣＭおよび３００ＳＣＣＭ、
混合ガスの圧力は１，５Ｔｏｒｒ、プラズマ発生用のマ
イクロ波の周波数およびパワーは、それぞれ２．４５Ｇ
）Ｉｚおよび１．５ＫＷ、被処理基板の温度は室温であ
る。
混合ガスの圧力は１，５Ｔｏｒｒ、プラズマ発生用のマ
イクロ波の周波数およびパワーは、それぞれ２．４５Ｇ
）Ｉｚおよび１．５ＫＷ、被処理基板の温度は室温であ
る。
第２図から、 Ｏ！＋ＣＦＡ系の場合には、 ＣＦ４ガ
スの比率が７．５％程度におけるアッシングレートが１
．３ μｍ ／ｗｉｎ程度となり、この時のＳｉＯ□膜
のエツチングレートは約６０人／ｍｉｎである。これに
対して。
スの比率が７．５％程度におけるアッシングレートが１
．３ μｍ ／ｗｉｎ程度となり、この時のＳｉＯ□膜
のエツチングレートは約６０人／ｍｉｎである。これに
対して。
０、 ＋ Ｎｔ＋ ＣＦ、系の場合には、レジストのア
ッシングレートが１．３μｍ ／ｍｉｎになるＣＦ４ガ
スの比率は約１．５％であり、この時のＳｉＯ□膜のエ
ツチングレートは約２８人／ｗｉｎである。すなわち、
０□＋ＣＦＡ系におけるレジスト層のアッシングとＳｉ
Ｏ□膜のエツチングのレート比は２２０程度であるのに
対して。
ッシングレートが１．３μｍ ／ｍｉｎになるＣＦ４ガ
スの比率は約１．５％であり、この時のＳｉＯ□膜のエ
ツチングレートは約２８人／ｗｉｎである。すなわち、
０□＋ＣＦＡ系におけるレジスト層のアッシングとＳｉ
Ｏ□膜のエツチングのレート比は２２０程度であるのに
対して。
０□十Ｎｚ＋ＣＰａ系におけるレート比は４６０以上に
達する。
達する。
上記のように、アッシングレートを同一とすれば、０□
＋ＮＺ＋ＣＦｋ系の混合ガスを用いれば５ｉＯ１膜のエ
ツチングレートを（ｈ＋ｃＦｍ系の混合ガスの場合の２
分の１以下にできることになり、前記のようなりＲＡＭ
における薄い５ｉＯｚゲート酸化膜に対する影響を与え
ないような時間でアッシングできるレジスト層の厚さの
上限が緩和され、また、アッシング時間が長くできるの
で制御が容易になる。
＋ＮＺ＋ＣＦｋ系の混合ガスを用いれば５ｉＯ１膜のエ
ツチングレートを（ｈ＋ｃＦｍ系の混合ガスの場合の２
分の１以下にできることになり、前記のようなりＲＡＭ
における薄い５ｉＯｚゲート酸化膜に対する影響を与え
ないような時間でアッシングできるレジスト層の厚さの
上限が緩和され、また、アッシング時間が長くできるの
で制御が容易になる。
第３図は本発明を実施するために用いられたダウンフロ
一方式のアッシング装置の模式的断面図である。真空容
器１の内部は、シャワーヘッド２によってプラズマ発生
室３と処理室４とに分離されている。プラズマ発生室３
には反応ガスを導入するための導入管５と反応ガスのプ
ラズマを発生させるためのマイクロ波発生源６に接続さ
れたマイクロ波導入管７が設けられている。
一方式のアッシング装置の模式的断面図である。真空容
器１の内部は、シャワーヘッド２によってプラズマ発生
室３と処理室４とに分離されている。プラズマ発生室３
には反応ガスを導入するための導入管５と反応ガスのプ
ラズマを発生させるためのマイクロ波発生源６に接続さ
れたマイクロ波導入管７が設けられている。
マイクロ波導入管７には２例えば石英ガラス板から成る
マイクロ波透過窓８と、該マイクロ波透過窓８を冷却す
るための水冷フランジ９が取りつけられている。一方、
処理室４には真空容器１内を所定の低圧に保持するため
の排気系に接続された排気管１０が設けられている。ま
た、処理室４の底面に設置されている温度制御が可能な
ステージ１３の上には、レジスト層が塗布されたシリコ
ンウェハ等の被処理基板１１が載置されている。シャワ
ーヘッド２は接地電位に保持されており、また貫通する
小孔１２が多数設けられている。
マイクロ波透過窓８と、該マイクロ波透過窓８を冷却す
るための水冷フランジ９が取りつけられている。一方、
処理室４には真空容器１内を所定の低圧に保持するため
の排気系に接続された排気管１０が設けられている。ま
た、処理室４の底面に設置されている温度制御が可能な
ステージ１３の上には、レジスト層が塗布されたシリコ
ンウェハ等の被処理基板１１が載置されている。シャワ
ーヘッド２は接地電位に保持されており、また貫通する
小孔１２が多数設けられている。
導入管５からＯｔ ＋ Ｈｚ ＋ ＣＦ４系の混合ガス
を所定の流量で導入し、マイクロ波発生源６からマイク
ロ波を照射して混合ガスのプラズマを発生させる。
を所定の流量で導入し、マイクロ波発生源６からマイク
ロ波を照射して混合ガスのプラズマを発生させる。
プラズマ中のイオン、電子はシャワーヘッド２に衝突し
て電荷を失う。したがって、処理室４内にはイオンある
いルよ電子が入らない。一方、プラズマ中の中性の酸素
原子は拡散してシャワーヘッド２の小孔１２を通過し処
理室４に入り、被処理基板１１に塗布されているレジス
ト層と反応し、レジスト層を揮発性の物質に変える。こ
のように、ダウンフロ一方式のアッシングにおいては、
被処理基板が荷電粒子による衝撃を受けないので損傷を
生じることがない。
て電荷を失う。したがって、処理室４内にはイオンある
いルよ電子が入らない。一方、プラズマ中の中性の酸素
原子は拡散してシャワーヘッド２の小孔１２を通過し処
理室４に入り、被処理基板１１に塗布されているレジス
ト層と反応し、レジスト層を揮発性の物質に変える。こ
のように、ダウンフロ一方式のアッシングにおいては、
被処理基板が荷電粒子による衝撃を受けないので損傷を
生じることがない。
本発明によれば、シリコンウェハのような被処理基板に
塗布されたレジスト層を高速度で、かつ。
塗布されたレジスト層を高速度で、かつ。
咳被処理基板自身あるいは該被処理基板に形成されたシ
リコン層、 Ｓｉ３Ｎ、層またはＳｉＯ□層に対して
大きなレート比をもって、また、該被処理基板を加熱す
ることなしにアッシング除去できるので。
リコン層、 Ｓｉ３Ｎ、層またはＳｉＯ□層に対して
大きなレート比をもって、また、該被処理基板を加熱す
ることなしにアッシング除去できるので。
所望の特性を有する半導体装置を高歩留りで製造可能と
する効果がある。
する効果がある。
第１図はＯ＊＋Ｎ！＋ＣＦａ系混合ガスにおけるＮ２ガ
スの比率とアッシングレートの関係を示すグラフ。 第２図はＯｆ ＋ Ｎｚ ＋ ＣＦＡ系混合ガスにおけ
るＣＦａガスの比率とアッシングレートの関係を示すグ
ラフ。 第３図はダウンフロ一方式のアッシング装置の構造を示
す模式的断面図 である。 図において。 ■は真空容器。 ２はシャワーヘッド。 ３はプラズマ発生室。 ４は処理室。 ５は導入管。 ６はマイクロ波発生源。 ７はマイクロ波導入管。 ８はマイクロ波透過窓。 ９は水冷フランジ。 １０は排気管。 １１は被処理基板。 １２は小孔。 １３はステージ である。
スの比率とアッシングレートの関係を示すグラフ。 第２図はＯｆ ＋ Ｎｚ ＋ ＣＦＡ系混合ガスにおけ
るＣＦａガスの比率とアッシングレートの関係を示すグ
ラフ。 第３図はダウンフロ一方式のアッシング装置の構造を示
す模式的断面図 である。 図において。 ■は真空容器。 ２はシャワーヘッド。 ３はプラズマ発生室。 ４は処理室。 ５は導入管。 ６はマイクロ波発生源。 ７はマイクロ波導入管。 ８はマイクロ波透過窓。 ９は水冷フランジ。 １０は排気管。 １１は被処理基板。 １２は小孔。 １３はステージ である。
Claims (1)
- 反応ガスが導入され、該反応ガスのプラズマを発生さ
せるプラズマ発生室と、真空に排気され、被処理基板が
設置される処理室と、該プラズマ中の中性種を該プラズ
マ発生室から該処理室に選択的に通過させる手段とを備
えたアッシング装置における該処理室にレジストが塗布
された被処理基板を設置し、該プラズマ発生室にＯ＿２
ガスを主成分としＮ＿２ガスとＣＦ＿４ガスを副成分と
する混合ガスを導入して該混合ガスのプラズマを発生し
、該レジストを選択的に除去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 |
|---|---|---|---|
| JP27130287A JPH01112733A (ja) | 1987-10-27 | 1987-10-27 | レジストのアッシング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27130287A JPH01112733A (ja) | 1987-10-27 | 1987-10-27 | レジストのアッシング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01112733A true JPH01112733A (ja) | 1989-05-01 |
Family
ID=17498149
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27130287A Pending JPH01112733A (ja) | 1987-10-27 | 1987-10-27 | レジストのアッシング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01112733A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5688410A (en) * | 1994-12-29 | 1997-11-18 | Sharp Kabushiki Kaisha | Method of ashing resist and apparatus therefor |
| WO1999033096A1 (en) * | 1997-12-19 | 1999-07-01 | Lam Research Corporation | Method and composition for dry photoresist stripping in semiconductor fabrication |
| JP2003273086A (ja) * | 2002-03-19 | 2003-09-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ドライエッチング方法および半導体製造装置 |
| JP2011018845A (ja) * | 2009-07-10 | 2011-01-27 | Oki Semiconductor Co Ltd | 拡散層抵抗を備える半導体装置及び製造方法 |
-
1987
- 1987-10-27 JP JP27130287A patent/JPH01112733A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5688410A (en) * | 1994-12-29 | 1997-11-18 | Sharp Kabushiki Kaisha | Method of ashing resist and apparatus therefor |
| WO1999033096A1 (en) * | 1997-12-19 | 1999-07-01 | Lam Research Corporation | Method and composition for dry photoresist stripping in semiconductor fabrication |
| JP2003273086A (ja) * | 2002-03-19 | 2003-09-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ドライエッチング方法および半導体製造装置 |
| JP2011018845A (ja) * | 2009-07-10 | 2011-01-27 | Oki Semiconductor Co Ltd | 拡散層抵抗を備える半導体装置及び製造方法 |
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