JPS63292626A - レジストの剥離方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、紫外線によって硬化したレジストを反応性ガ
スを使用して取り除くレジストの剥離方法に関する。

［従来の技術］ 表面を紫外線によって硬化させたレジストは、従来、通
常のレジストを剥離する場合と同様に、同軸型電極を備
えたプラズマ剥離装置において、酸素ガスプラズマ放電
により取り除いている。

第５図はこの同軸型電極を備えたプラズマ剥離装置の模
式図である。エツチング室３１の内部に円筒状の試料電
極３３が設置されており、エツチング室３１の外側には
この試料電極３３と同軸的に円筒状の同軸型電極３２が
配置されている。この試料電極３３は接地されており、
同軸型電極３２は高周波電源３５に接続されている。試
料電極３３の内周面上にはウェハ３４が縦置きに適長間
隔をおいて載置される。

エツチング室３１内にはそのガス導入孔３６から反応ガ
スが導入されると共に、この反応ガスは排気孔３７から
排気されて、エツチング室３１内は所定圧力の反応カス
で満たされる。そして、同軸型電極３２に高周波電源３
５がら高周波電圧を印加してエツチング室３１内の反応
ガスに放電を生起させる。

この場合に、試料電極３３は通常エツチング１〜ンネル
といわれており、このｌ〜ンネルによりプラズマとエッ
チャントとが分離され、ウェハ３４を直接プラズマにさ
らすことなくエツチングするようになっている。つまり
、プラズマは外部電極３２と内部電極３３との間で生起
され、中性ラジカルのみがトンネル（内部電極３３）に
形成しである孔を通過して試料のウェハ３４と反応する
。これにより、ウェハ３４がプラズマにより損傷を受け
、またその温度が上昇することを防止している。

第６図（ａ）乃至（ｅ）はこのように構成された装置を
使用してレジスを剥離する方法を工程順に示す断面図で
ある。第６図（ａ）に示すように、半導体基板４０上に
は、シリコン酸化膜４１及び被エツチング物のアルミニ
ウム膜４２が形成されている。そして、このアルミニウ
ム膜４２上には、現像液を使用して被露光部分が取り除
かれたパターン状のフォトレジス１〜４３か形成されて
いる。

次いて、第６図（ｂ）に示すように、フォトレジスト４
３の耐エツチング性を向上させるために、紫外線によっ
てレジス１〜４３を硬化させてその表面に硬化膜４４を
形成する。

その後、第６図（ｃ）に示すように、フォトレジスト４
３をマスクにしてアルミニウム膜４２をエツチングする
。これにより、所望のアルミニウム膜４２のパターンを
形成する。

次いで第６図（ｄ）及び（ｅ）に示すように、前述のエ
ツチング室３１内でフ才Ｉ・レジスト４３及び硬化膜４
４に酸素カスのプラズマ４５を照射してこのフォトレジ
スト４３及び硬化膜４４を剥離する。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、この場合、紫外線で硬化したフォトレジ
スト硬化膜４４は通常のフォトレジスト４３と異なり、
酸素ガスプラズマによっては剥離されにくい性質をもっ
ている。このなめ、第６図（ｄ）に示すように、フォト
レジスト硬化膜４４がマスクとなってフォトレジスト４
３が不均一に剥離される。その結果、第６図（ｅ）に示
すように、フォトレジス１〜４３及び硬化膜４４の一部
が残存してしまう。また、このフォトレジストを完全に
除去するためには、更に長い時間をかけて酸素ガスプラ
ズマを照射する必要がある。しかしながら、これは半導
体装置の製造時間の長大化を招くことになると共に、プ
ラズマ照射時間が長いことにより、静電破壊を生じさせ
やすくなるという問題点がある。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、レ
ジスト表面を硬化させた場合であっても、高速度で且つ
均一にレジスト及びその硬化膜を除去することができる
レジストの剥離方法を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明に係るレジストの剥離方法は、平行平板型電極に
より、酸素ガスとフッ素含有ガスとの混合ガスのプラズ
マ放電を生起させてレジストの一部を除去し、次いで、
酸素ガスのプラズマ放電により残存したレジストを除去
することを特徴とする。

［作用］ 本発明においては、先ず平行平板型電極により酸素ガス
とフッ素含有ガスとの混合カスのプラズマ放電を生起さ
せる。これにより、レジスト硬化膜が除去されると共に
、レジストもその一部が除去される。

次いで、酸素ガスのプラズマ下で処理して、残存するレ
ジストを除去する。この場合に、レジストの表面には硬
化膜が存在しないから、残存レジストを実質的に完全に
且つ迅速に除去することができる。

［実施例］ 次に、本発明の実施例に係るレジストの剥離方法につい
て、添付の図面を参照して説明する。第１図（ａ）乃至
（Ｃ）はこの実施例のレジストの剥離方法を工程順に示
す断面図、第４図はその実６一 施に使用する平行平板型電極を備えたプラズマ剥離装置
を模式的に示す断面図である。

エツチング室１内には一対の平板電極２，３が平行に配
置されており、試料又はウェハ４が載置される試料電極
３には高周波電源５が接続され、対向電極２は接地され
ている。工・ンチング室１には、ガス導入口６及び排気
ロアが設けられでおり、このガス導入口６から反応ガス
を工・ンチング室１内に導入すると共に、排気ロアから
排気するようになっている。そして、エツチング室１内
を排気しつつ所定流量で反応ガスをエツチング室１内に
導入し、電極２．３間に高周電源５により高周波電圧を
印加する。そうすると、反応ガスの放電が生起され、プ
ラズマが発生してウェハ４が工・ンチングされる。

第１図、（ａ）はウェハ４の拡大断面図である。

この図に示すように、半導体基板１０上にはシリコン酸
化膜１１が形成されおり、゛この酸化膜１１上にアルミ
ニウム膜１２を一様に形成した後、フォトレジスト法に
より、フォトレジスト１３のノくターンを形成する。そ
して、レジスト１３の表面に紫外線を照射して表面を硬
化させ、レジスト硬化膜１４を形成する。次いで、この
フォトレジスト１３及び硬化膜１４をマスクにしてアル
ミニウム膜１２をエツチングすることにより、アルミニ
ウム膜１２による配線パターンを形成する。

このようにして、形成されたアルミニウム膜１２の上に
は、表面に硬化ＪＩ１１４を有するレジスト１３が存在
しており、このレジスト１３及び硬化膜１４を第４図に
示す装置を使用してウェハから剥離する。

つまり、第４図の平行平板型電極を備えたプラズマ剥離
装置内に、ＣＦ４ガスを約５％含有する０２ガスとＣＦ
４ガスとの混合ガスを導入する。

そうすると、電極２．３間にこの混合ガスによるプラズ
マ１５が発生し、第１図（ｂ）に示すように、このプラ
ズマ１５が硬化膜１４及びレジスト１３に照射される。

そして、フォトレジスト１３表面のフォトレジスト硬化
膜１４がＣＦ４ガスを含有する混合ガスのプラズマ１５
により剥離される。

平行平板型型［２，３を備えたプラズマ剥離装置におい
ては、反応性イオンエツチングが主として進行し、イオ
ンによる照射の影響が大きい。即ち、プラズマ中のイオ
ンは陰極付近で自己バイアス電圧によりウェハに垂直な
方向に加速される。

従って、反応性イオンエツチングは異方性であり、この
装置を用いてレジストを剥離する場合は、レジスト表面
が直接イオン照射を受けるため、同軸型電極を備えた装
置（第５図参照）によるエツチングの場合に比して、急
激に反応が進行する。

更に、ＣＦ４ガスと０２ガスとの混合ガスによるプラズ
マは、レジストの剥離性が強いため、紫外線で硬化した
フォトレジスト硬化膜１４も容易に剥離することができ
る。

以上の、ような理由により、第１図（ｂ）に示すように
、レジスト１３表面のレジスト硬化膜１４は均一に除去
される。

次いで、このウェハを前述の第５図に示す同軸型電極を
備えたプラズマ剥離装置に装入し、この装置内で０２ガ
スプラズマ１６を発生させて、第１図（Ｃ）に示すよう
に０２ガスプラズマ１６をウェハに照射する。これによ
り、残存するレジスト１３が剥離される。この場合は、
残存レジスト１３が紫外線で硬化されていない部分であ
るので、０２ガスプラズマ１６により均一に剥離され、
第１図（Ｃ）に示すように、アルミニウム膜１２上のレ
ジストが実質的に完全に除去される。

このように、本実施例においては、ＣＦ４ガス及び０２
ガスの混合ガスによるプラズマを平行平板型電極を使用
して生起させ、このプラズマによりレジスト硬化膜を除
去した後、０□ガスのプラズマにより残余のレジストを
除去する。

この場合に、混合ガス中のＣＦ４ガスの含有率は約５％
にするのが適当である。即ち、ＣＦ４ガスが５％未溝の
場合は、レジストの剥離速度が充分に得られず、表面の
硬化レジストを均一に剥離することが困難である。また
、ＣＦ４ガスが５％を超える場合は、下地のシリコン酸
化膜が、少量ではあるが、同時にエツチングされる虞が
ある。

第２図は横軸に０２ガスとＣＦ４ガスとの混合ガス中に
おけるＣＦ４ガスの含有率をとり、縦軸にアッシング（
Ａｓｈｉｎｇ）速度をとって両者の関係を示すグラフ図
である。図中、曲線２０はレジスト硬化膜１４のアッシ
ング速度を示し、曲線２１は下地のシリコン酸化膜１１
のアッシング速度を示す。第２図に示すように、ＣＦ４
ガスの含有率が５％の場合は、レジスト硬化膜］４のア
ッシング速度は１２５００人／分と充分な剥離速度を有
しており、またシリコン酸化膜１１とのエツチング速度
も低く、レジスト硬化膜１４とシリコン硬化膜１１との
エツチング速度比は十分に大きい。

これに対し、ＣＦ４の含有率が５％未満では、硬化レジ
ストのアッシング速度（曲線２０）が低い一方、ＣＦ４
の含有率が５％を超えると、シリコン酸化膜のエツチン
グ速度（曲線２］）が大きくなるため、好ましくない。

また、平行平板型電極を備えたプラズマ剥離装置による
エツチングから、同軸型電極を備えた装置によるエツチ
ングに切り換えるタイミングは、硬化膜］４を完全に除
去した後にすることが必要である。表面の硬化された部
分を取りきらすにプラズマ剥離装置を切り換えると、０
２プラズマのみで表面の硬化部分を除去することになり
、このため多大の時間を要する。また、レジスト硬化膜
１４を取り去った後も、長時間に亘り平行平板型装置を
使用してＣＦ４と０２との混合ガスによるプラズマを照
射すると、下地のシリコン酸化膜かエツチングされる可
能性がある。従って、このプラズマの種類の切換タイミ
ングは表面のレジスト硬化膜］４が除去された後、可及
的に早い時期にすることか好ましい。

次に、本発明の第２の実施例について説明する。

この実施例においては、表面のレジスト硬化膜１４を剥
離するために、Ｃ３Ｆ８ガスを５％含む０２ガスとの混
合カスによるプラズマを使用する。

即ち、第１図（ａ）に示ずウェハを第４図に示すプラズ
マ剥離装置に装入し、０２ガス中にＣ，Ｆ８ガスを約５
％含有する混合ガスのプラズマを発生させてレジスト表
面のフォトレジスト硬化膜］。

４を剥離する。

Ｃ３Ｆ８と０２との混合ガスのプラズマも、第１の実施
例の場合と同様に、レジストの剥離性が強いため、第１
図（ｂ）に示すように表面の硬化されたレジスト硬化膜
１４は均一に除去される。

次いで、第１の実施例の場合と同様に、装置を同軸型電
極を備えたプラズマ剥離装置に切り換えて、反応ガスを
０２ガス単独にし、０２ガスプラズマを発生させて、第
１１図（Ｃ）に示すように、アルミニウム膜に上のレジ
スト１３をきれいに除去する。

この実施例において使用したＣ、Ｆ８ガスは、第１の実
施例において使用したＣＦ４ガスに比して、Ｆの割合が
少ないためシリコン酸化膜に対する選択性が良いという
利点がある。即ち、ＣＦ４ガスを使用した場合に比して
、Ｃ３Ｆ８ガスを使用した場合は、レジストのアッシン
グ速度が速いと共に、シリコン酸化膜のエツチング速度
が遅く、下地を損傷する危険性が少ない。

第３図は０２とＣ，Ｆ８との混合ガスにおけるＣ３Ｆ８
ガスの含有率と、アッシング速度との関係を示すグラフ
図である。図中、曲線２２はレジスト硬化膜、曲線２３
はシリコン酸化膜の夫々アッシング速度である。

第３図に示すように、Ｃ３Ｆ８カスの含有率が５％であ
る場合は、レジスト硬化膜のアッシング速度が１７００
０人／分であり、第１の実施例の場合に比してアッシン
グ速度が速い。また、シリコン酸化膜のエツチング速度
は第１の実施例の場合に比して小さい。このように、Ｃ
３Ｆ８含有ガスの場合は、ＣＦ４含有ガスの場合よりも
シリコン酸化膜に対する選択性が良好である。これによ
り、半導体装置の信頼性か著しく向上する。

但し、第１の実施例の場合と同様に、平行平板電極を備
えたプラズマ剥離装置から、同軸電極を備えた装置に切
り換えるタイミングには注意する必要がある。また、ア
ルミニウム膜の下地には厚い酸化膜を拵積しておくこと
か望ましい。なお、これらの実施例においては、レジス
ト硬化膜を取り除いた後になお残存するレジスＩ〜を除
去する際＝　１４− に、従来同様に、同軸型電極を備えた装置を使用したが
、これに限らず、そのまま平行平板型電極を備えた装置
を使用してｏ２ガスプラズマを発生させ、これによりこ
の残余のレジストを剥離することとしてもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、レジスト表面の
紫外線硬化膜を、平行平板型電極により、酸素ガスにフ
ッ素系ガスを含有する混合ガスのプラズマにより取り除
くので、従来の方法では取りきることが困難であった硬
化レジストを高速度で且つ均一にＭ離することができる
。従って、後工程で酸素ガスプラズマにより残余のレジ
スｈを剥離すれば、下地を損傷させることなく、レジス
トを実質的に完全に且つ迅速に除去することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）乃至（ｃ）は本発明の実施例に係るレジス
トの剥離方法を工程順に示す半導体装置の縦断面図、第
２図はｏ２とＣＦ４との混合ガスにおけるＣＦ４ガスの
含有率とアッシング速度との関係を示す図、第３図は０
２と０３Ｆ８との混合ガスにおける０３Ｆ８の含有率と
アッシング速度との関係を示す図、第４図は平行平板型
電極を用いたプラズマ剥離装置の模式図、第５図は同軸
型電極を備えたプラズマ剥離装置の模式図、第６図（ａ
）乃至（ｅ）は従来方法によるレジストの剥離工程を示
す断面図である。 １．３１；エツチング室、２；対向電極、３；試料電極
、４，３４．ウェハ、５，３５．高周波電源、１０；基
板、１１；シリコン酸化膜、１２；アルミニウム膜、１
３；フォトレジスト、１４；レジスト硬化膜、１５，１
６：プラズマ、３２；同軸型電極、３３；試料電極 （ａ） （ｂ） （Ｃ） 第２嬰 （ａ） （ｂ） 第６図（１） （ｄ） 第６図（２）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）平行平板型電極により、酸素ガスとフッ素含有ガ
   スとの混合ガスのプラズマ放電を生起させてレジストの
   一部を除去し、次いで、酸素ガスのプラズマ放電により
   残存したレジストを除去することを特徴とするレジスト
   の剥離方法。
2. （２）前記フッ素含有ガスはＣＦ＿４ガスであることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のレジストの剥
   離方法。
3. （３）前記フッ素含有ガスはＣ＿３Ｆ＿８ガスであるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のレジスト
   の剥離方法。
4. （４）前記混合ガスにおけるフッ素含有ガスの含有率は
   実質的に５％であることを特徴とする特許請求の範囲第
   ２項又は第３項に記載のレジストの剥離方法。