JPH0864581A - Plasma ashing device - Google Patents
Plasma ashing deviceInfo
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- JPH0864581A JPH0864581A JP20096494A JP20096494A JPH0864581A JP H0864581 A JPH0864581 A JP H0864581A JP 20096494 A JP20096494 A JP 20096494A JP 20096494 A JP20096494 A JP 20096494A JP H0864581 A JPH0864581 A JP H0864581A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、半導体の製造の際用い
られる、半導体素子基板等の表面のフォトレジストをプ
ラズマを用いてアッシングするプラズマアッシング装置
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma ashing apparatus used for manufacturing semiconductors for ashing a photoresist on the surface of a semiconductor element substrate or the like with plasma.
【０００２】[0002]
【従来の技術】半導体の製造工程において、ウエハに塗
布されたフォトレジストの剥離・除去は頻繁に行われる
行程である。近年、公害問題対策等もあり、半導体製造
工程はウェットプロセスからドライプロセスに移行して
きており、レジストの剥離・除去においても酸素プラズ
マを用いたアッシングが主流となっている。2. Description of the Related Art In a semiconductor manufacturing process, a photoresist applied to a wafer is frequently peeled and removed. In recent years, due to measures against pollution problems and the like, the semiconductor manufacturing process has shifted from a wet process to a dry process, and ashing using oxygen plasma has become the mainstream also in stripping and removing resist.
【０００３】従来より用いられているプラズマを用いた
アッシング方法にあっては、一度に多数枚の処理が可能
なバレル型の装置が用いられていた。しかしながら、バ
レル型の装置ではウエハが直接プラズマにさらされるた
め、半導体デバイスの高集積化に伴い、荷電粒子による
ウエハのダメージが問題となりつつある。そこで荷電粒
子によるダメージの少ない装置として、マイクロ波プラ
ズマ等を用いたダウンストリーム型のアッシング装置が
用いられてきている。In the conventional ashing method using plasma, a barrel type apparatus capable of processing a large number of sheets at one time has been used. However, since the wafer is directly exposed to the plasma in the barrel type apparatus, the damage of the wafer due to charged particles is becoming a problem with the high integration of semiconductor devices. Therefore, a downstream ashing device using microwave plasma or the like has been used as a device that is less damaged by charged particles.
【０００４】このダウンストリーム型のプラズマアッシ
ング装置においては、プラズマ生成室とウエハをアッシ
ングする処理室とが多数の孔を有する仕切板により分離
され、プラズマ生成室で生成したイオン及びラジカルの
うち、主としてラジカルのみを処理室に導くことによ
り、ダメージの少ないアッシングを可能としている。In this downstream type plasma ashing apparatus, the plasma generation chamber and the processing chamber for ashing the wafer are separated by a partition plate having a large number of holes, and among the ions and radicals generated in the plasma generation chamber, mainly By guiding only radicals to the processing chamber, ashing with less damage is possible.
【０００５】この種のプラズマアッシング装置を図１に
示す。図中１１は中空直方体形状の反応器を示してお
り、この反応器１１はステンレス等の金属により形成さ
れ、その周囲壁は二重構造となっており、その内部には
冷却水を通流させる冷却室２１が形成されている。その
冷却室２１の内側にはプラズマ生成室２４と処理室２５
が形成されている。プラズマ生成室２４と処理室２５と
は多数の孔２７を有するアルミニウム製の仕切板２３で
分離されており、プラズマ生成室２４の上部には石英、
Ａｌ2 Ｏ3 等のマイクロ波透過性を有して誘電損失の小
さな耐熱性板２２が載置され封止されている。処理室２
５内部には仕切板２３と対向する箇所に、試料Ｓを載置
するための試料台２６が配設されている。また、処理室
２５の下部壁には図示しない排気装置に接続される排気
口１４が形成されており、プラズマ生成室２４の一側壁
には反応器１１内に反応ガスを供給するためのガス供給
管１３が接続されている。A plasma ashing apparatus of this type is shown in FIG. Reference numeral 11 in the figure shows a hollow rectangular parallelepiped-shaped reactor. The reactor 11 is made of metal such as stainless steel, and has a double wall structure around which a cooling water flows. A cooling chamber 21 is formed. A plasma generation chamber 24 and a processing chamber 25 are provided inside the cooling chamber 21.
Are formed. The plasma generation chamber 24 and the processing chamber 25 are separated by a partition plate 23 made of aluminum having a large number of holes 27, and quartz is provided above the plasma generation chamber 24.
A heat resistant plate 22 having a microwave transmission property such as Al 2 O 3 and having a small dielectric loss is placed and sealed. Processing room 2
A sample stand 26 for mounting the sample S is arranged at a position facing the partition plate 23 in the interior of the apparatus 5. An exhaust port 14 connected to an exhaust device (not shown) is formed in the lower wall of the processing chamber 25, and a gas supply for supplying a reaction gas into the reactor 11 is provided on one side wall of the plasma generation chamber 24. The pipe 13 is connected.
【０００６】一方、反応器１１の上方には誘電体線路１
２が配設されており、誘電体線路１２の上部は金属板１
２ａで形成され、金属板１２ａの下面に誘電体層１２ｂ
が貼付されている。この誘電体層１２ｂは誘電損失の小
さいフッ素樹脂、ポリエチレンあるいはポリスチレン等
を用いて形成されている。誘電体線路１２には導波管１
５が接続されており、導波管１５にはさらにマイクロ波
発振器１６が連結されており、マイクロ波発振器１６か
らのマイクロ波が誘電体線路１２に導入されるようにな
っている。On the other hand, above the reactor 11, the dielectric line 1
2 is provided, and the upper part of the dielectric line 12 is a metal plate 1
2a, and the dielectric layer 12b is formed on the lower surface of the metal plate 12a.
Is attached. The dielectric layer 12b is made of fluororesin, polyethylene, polystyrene or the like, which has a small dielectric loss. The dielectric waveguide 12 has a waveguide 1
5, a microwave oscillator 16 is further connected to the waveguide 15, and the microwave from the microwave oscillator 16 is introduced into the dielectric line 12.
【０００７】このように構成されたプラズマアッシング
装置を用いて例えば試料台２６上に載置された試料Ｓ表
面のフォトレジストにアッシング処理を施す場合、まず
冷却水を冷却室２１内に循環させ、次に排気口１４から
排気を行って処理室２５内を所要の圧力まで排気し、ガ
ス供給管１３から酸素等の反応ガスを供給する。次い
で、マイクロ波発振器１６においてマイクロ波を発振さ
せ、導波管１５を介して誘電体線路１２に導入する。す
ると誘電体線路１２下方に電界が形成され、形成された
電界が耐熱性板２２を透過してプラズマ生成室２４内に
供給されてプラズマが生成され、このプラズマ中のイオ
ン・ラジカルのうち、主としてラジカルのみが仕切板２
３の孔２７より処理室２５に導かれ、この主としてラジ
カルによって試料Ｓ表面のフォトレジストがアッシング
される。When the photoresist on the surface of the sample S mounted on the sample table 26 is subjected to the ashing process by using the plasma ashing apparatus having the above-described structure, first, the cooling water is circulated in the cooling chamber 21, Next, gas is exhausted from the exhaust port 14 to exhaust the inside of the processing chamber 25 to a required pressure, and a reaction gas such as oxygen is supplied from the gas supply pipe 13. Next, the microwave is oscillated by the microwave oscillator 16 and introduced into the dielectric line 12 through the waveguide 15. Then, an electric field is formed below the dielectric line 12, the formed electric field is transmitted through the heat resistant plate 22 and is supplied into the plasma generation chamber 24 to generate plasma, and among the ions and radicals in this plasma, mainly Only radicals are partition plates 2
The photoresist on the surface of the sample S is ashed mainly by the radicals introduced into the processing chamber 25 through the holes 27 of No. 3.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
仕切板によってプラズマ生成室と試料室とを分離したダ
ウンストリーム型のプラズマアッシング装置において
は、装置によってアッシングレートが非常に低下する場
合があるという装置依存性の問題があった。However, in the downstream type plasma ashing apparatus in which the plasma generating chamber and the sample chamber are separated by the conventional partition plate, the ashing rate may be extremely lowered depending on the apparatus. There was a dependency issue.
【０００９】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であり、アッシングレートの装置依存性の小さい安定し
たプラズマアッシング装置を提供することを目的として
いる。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a stable plasma ashing apparatus having a small ashing rate apparatus dependency.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明者は、アッシング
レートの装置依存性が仕切板によって生じていることを
知見した。そして、それがアルミニウム製の仕切板の表
面の性状に依るのではないかと推測し、その表面をフッ
素含有プラズマによって処理することにより、アッシン
グレートの装置依存性が改善されることを確認した。The inventor of the present invention has found that the device dependence of the ashing rate is caused by the partition plate. Then, it was speculated that it might depend on the surface properties of the aluminum partition plate, and it was confirmed that the device dependence of the ashing rate was improved by treating the surface with the fluorine-containing plasma.
【００１１】すなわち、上記目的を達成するために本発
明に係るプラズマアッシング装置は、プラズマ生成室
と、試料台が配設される処理室と、該プラズマ生成室と
処理室とに分離すべく設けられた多数の孔を有する仕切
板とを備えたプラズマアッシング装置において、前記仕
切板としてフッ素含有プラズマによって表面処理された
アルミニウム板を用いることを特徴としている。That is, in order to achieve the above object, a plasma ashing apparatus according to the present invention is provided so as to be separated into a plasma generation chamber, a processing chamber in which a sample stage is installed, and the plasma generation chamber and the processing chamber. In the plasma ashing device including a partition plate having a large number of holes formed therein, an aluminum plate surface-treated with fluorine-containing plasma is used as the partition plate.
【００１２】前記フッ素含有プラズマ処理に使用するガ
スとしては、例えばＣＦ4 、ＳＦ6、ＮＦ3 等が挙げら
れる。Examples of the gas used for the fluorine-containing plasma treatment include CF 4 , SF 6 , NF 3 and the like.
【００１３】[0013]
【作用】反応ガスはプラズマ生成室で励起され、イオン
及びラジカルが生成される。生成したイオン及びラジカ
ルのうち、主としてラジカルが仕切板に設けられた孔を
通って、処理室に導かれ、試料がアッシングされる。し
たがって、仕切板はラジカルの輸送に非常に重要な役割
を果たす。[Function] The reaction gas is excited in the plasma generation chamber to generate ions and radicals. Of the generated ions and radicals, mainly radicals are introduced into the processing chamber through the holes provided in the partition plate, and the sample is ashed. Therefore, the partition plate plays a very important role in radical transport.
【００１４】本発明にあっては、フッ素含有プラズマに
よって、仕切板であるアルミニウム板の表面が処理され
ているので、仕切板の表面が洗浄化されることにより、
アッシング処理の装置依存性が少なくなるとともに、仕
切板の表面がフッ化されることにより、ラジカルのエネ
ルギーが失われずにしかも安定して輸送が行われるの
で、試料を高速でしかも安定してアッシングすることが
できる。In the present invention, since the surface of the aluminum plate, which is the partition plate, is treated with the fluorine-containing plasma, the surface of the partition plate is cleaned so that
As the ashing process is less dependent on the equipment, and the surface of the partition plate is fluorinated, radical energy is not lost and stable transport is performed, so that the sample is ashed at high speed and stably. be able to.
【００１５】[0015]
【実施例】以下、本発明に係るプラズマアッシング装置
の実施例について説明する。EXAMPLES Examples of the plasma ashing apparatus according to the present invention will be described below.
【００１６】実施例に用いたプラズマアッシング装置は
［従来の技術］の項で説明した装置と同様図１に示した
ダウンストリーム型の装置であり、該装置の説明は省略
する。The plasma ashing apparatus used in the embodiment is the downstream type apparatus shown in FIG. 1 like the apparatus described in the section [Prior Art], and the description of the apparatus is omitted.
【００１７】仕切板として、フッ素含有プラズマにて表
面を処理したアルミニウム板とフッ素含有プラズマ処理
を行っていないアルミニウム板をそれぞれ１０枚用意
し、仕切板を交換しレジストのアッシング実験を行っ
た。As partition plates, 10 aluminum plates each having a surface treated with a fluorine-containing plasma and an aluminum plate not subjected to a fluorine-containing plasma treatment were prepared, and the partition plates were exchanged to perform a resist ashing experiment.
【００１８】まず、実験に用いた仕切板について説明す
る。 仕切板はＪＩＳ規格Ａ１０５０のアルミニウムで
厚さ２ｍｍであり、直径２ｍｍの孔が２００ｍｍ×２０
０ｍｍの範囲に縦横に５ｍｍピッチで設けられている。
フッ素含有プラズマ処理は、仕切板を除く以外は［従
来の技術］の項で説明した図１の装置と同様の構成であ
って仕切板を充分に処理できる大きさの装置を用い、Ｃ
Ｆ4 ガス：８０sccm、Ｏ2 ガス：７２０sccm、圧力：
０．９Torr、マイクロ波電力：２．０ｋＷ、処理時間：
２分間の条件で仕切板の両面について行った。First, the partition plate used in the experiment will be described. The partition plate is made of JIS A1050 aluminum and has a thickness of 2 mm.
It is provided in a range of 0 mm vertically and horizontally at a pitch of 5 mm.
The fluorine-containing plasma treatment is performed by using an apparatus having the same configuration as that of the apparatus of FIG. 1 described in the section [Prior Art] except that the partition plate is removed and having a size sufficient to process the partition plate.
F 4 gas: 80 sccm, O 2 gas: 720 sccm, pressure:
0.9 Torr, microwave power: 2.0 kW, processing time:
It performed on both sides of the partition plate under the condition of 2 minutes.
【００１９】次にアッシング実験について説明する。仕
切板を変え、それぞれの仕切板に対して、ウエハ１０枚
に対してアッシング処理を行い、アッシングレートの平
均値を測定した。アッシング処理は、ガス供給管１３か
らＯ2 ガスを９５０sccm、Ｎ2 ガスを５０sccm、プラズ
マ生成室２４に供給し、処理室の圧力を１Torrに設定
し、マイクロ波電力１．４ｋＷでプラズマを生成させ、
フォトレジストを塗布した８インチウエハを２００℃に
加熱された試料台２６上に載置して、３０秒間行った。Next, the ashing experiment will be described. The partition plate was changed, and 10 wafers were ashed for each partition plate, and the average value of the ashing rate was measured. In the ashing process, 950 sccm of O 2 gas and 50 sccm of N 2 gas were supplied from the gas supply pipe 13 to the plasma generation chamber 24, the pressure of the processing chamber was set to 1 Torr, and plasma was generated with microwave power of 1.4 kW. ,
An 8-inch wafer coated with a photoresist was placed on the sample table 26 heated to 200 ° C., and the operation was performed for 30 seconds.
【００２０】図２に、仕切板としてフッ素含有プラズマ
にて表面を処理したアルミニウム板を用いた場合（本発
明例）とフッ素含有プラズマ処理を行っていないアルミ
ニウム板を用いた場合（比較例）の平均アッシングレー
トの分布を示す。横軸が平均アッシングレート（μｍ／
ｍｉｎ）で、縦軸がその０．２μｍ／ｍｉｎ間隔の範囲
に含まれる装置数である。この図より、仕切板としてフ
ッ素含有プラズマにて表面を処理したアルミニウム板を
用いた場合（本発明）の方がフッ素含有プラズマ処理を
行っていないアルミニウム板を用いた場合（比較例）に
比べ、分布が均一化ししかもアッシングレートが高くな
っていることがわかる。FIG. 2 shows the case of using an aluminum plate whose surface is treated with fluorine-containing plasma as a partition plate (example of the present invention) and an aluminum plate not treated with fluorine-containing plasma (comparative example). The average ashing rate distribution is shown. The horizontal axis is the average ashing rate (μm /
min), and the vertical axis is the number of devices included in the range of the 0.2 μm / min interval. From this figure, in the case of using an aluminum plate whose surface is treated with fluorine-containing plasma as a partition plate (invention), as compared with the case of using an aluminum plate not subjected to fluorine-containing plasma treatment (comparative example), It can be seen that the distribution is uniform and the ashing rate is high.
【００２１】また、一度処理を行ったアルミニウム板は
アッシング処理を繰り返し行っても、アッシングレート
の極端な低下は見られなかった。Further, the aluminum plate which had been treated once did not show an extreme decrease in the ashing rate even when the ashing treatment was repeated.
【００２２】また、本実施例ではフッ素含有プラズマ処
理をプラズマアッシング装置とは別の装置で行ったが、
プラズマアッシング装置に仕切板を取り付けた後、この
装置自身の内でフッ素含有プラズマ処理を行っても、同
様の効果が得られた。Further, in this embodiment, the fluorine-containing plasma treatment is performed by an apparatus different from the plasma ashing apparatus.
Even after the partition plate was attached to the plasma ashing device and the fluorine-containing plasma treatment was performed within the device itself, the same effect was obtained.
【００２３】[0023]
【発明の効果】以上詳述したように、本発明に係るプラ
ズマアッシング装置によれば、アッシングレートの装置
依存性を改善できるとともにアッシングレート自体も向
上できる。As described in detail above, according to the plasma ashing apparatus of the present invention, the ashing rate itself can be improved as well as the apparatus dependence of the ashing rate can be improved.
【図１】ダウンストリーム型のプラズマアッシング装置
を示す概略断面図である。FIG. 1 is a schematic sectional view showing a downstream type plasma ashing apparatus.
【図２】本発明例と比較例の平均アッシングレートの分
布を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing distributions of average ashing rates of an example of the present invention and a comparative example.
１１ 反応器 １２ 誘電体線路 １２ａ 金属板 １２ｂ 誘電体層 １３ ガス供給管 １４ 排気口 １５ 導波管 １６ マイクロ波発振器 ２１ 冷却室 ２２ 耐熱性板 ２３ 仕切板 ２４ プラズマ生成室 ２５ 処理室 ２６ 試料台 ２７ 孔 11 Reactor 12 Dielectric Line 12a Metal Plate 12b Dielectric Layer 13 Gas Supply Pipe 14 Exhaust Port 15 Waveguide 16 Microwave Oscillator 21 Cooling Room 22 Heat Resistant Plate 23 Partition Plate 24 Plasma Generation Room 25 Processing Room 26 Sample Stand 27 Hole
Claims (1)
理室と、該プラズマ生成室と処理室とに分離すべく設け
られた多数の孔を有する仕切板とを備えたプラズマアッ
シング装置において、前記仕切板としてフッ素含有プラ
ズマによって表面処理されたアルミニウム板を用いるこ
とを特徴とするプラズマアッシング装置。1. A plasma ashing apparatus comprising a plasma generation chamber, a processing chamber in which a sample stage is arranged, and a partition plate having a large number of holes provided to separate the plasma generation chamber and the processing chamber. 2. The plasma ashing device according to claim 1, wherein the partition plate is an aluminum plate surface-treated with fluorine-containing plasma.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20096494A JPH0864581A (en) | 1994-08-25 | 1994-08-25 | Plasma ashing device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20096494A JPH0864581A (en) | 1994-08-25 | 1994-08-25 | Plasma ashing device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0864581A true JPH0864581A (en) | 1996-03-08 |
Family
ID=16433252
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20096494A Pending JPH0864581A (en) | 1994-08-25 | 1994-08-25 | Plasma ashing device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0864581A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6465363B1 (en) | 1997-04-28 | 2002-10-15 | Shibaura Mechatronics Corporation | Vacuum processing method and vacuum processing apparatus |
| JP2011035161A (en) * | 2009-07-31 | 2011-02-17 | Ulvac Japan Ltd | Plasma treatment apparatus |
-
1994
- 1994-08-25 JP JP20096494A patent/JPH0864581A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6465363B1 (en) | 1997-04-28 | 2002-10-15 | Shibaura Mechatronics Corporation | Vacuum processing method and vacuum processing apparatus |
| JP2011035161A (en) * | 2009-07-31 | 2011-02-17 | Ulvac Japan Ltd | Plasma treatment apparatus |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20040608 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |