JPH02102528A - アッシング方法 - 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） 本発明はレジストの乾燥状態での除去方法に関するもの
で、特にレジストの灰化処理によるアッシング方法に関
するものである。

（従来技術） ＩＣ１ＬＳＩ等の半導体装置を製造する場合には、写真
処理技術あるいは、Ｘ線照射、電子線照射等で回路パタ
ーンが描かれたレジストを形成したシリコン等の基板に
各種の処理を施した後に該レジストを除去するためのア
ッシング処理が行われている。

レジストは過酸化水素を含有する硫酸等の酸化力のある
液体中へ浸漬して除去する湿式処理によって除去したり
、酸素プラズマ、紫外線、オゾンなどの乾式処理によっ
て除去している。液体を用いる湿式処理は廃液処理に手
数がかかり、また液体中に含まれる不純物が半導体装置
に悪影響を及ぼすという問題点があるので乾式処理が多
く用いられるようになっている。

乾式処理の中心である酸素プラズマによる方法は、プラ
ズマを発生させる高周波の出力を大きくするとアッシン
グ性能は高まるものの、半導体の集積度が高まるにした
がってプラズマによって生じるイオンや電子の＠射によ
る半導体装置の損傷が問題となっており、半導体装置に
損傷を生じることがないアッシング方法として、オゾン
や紫外線によるアッシング方法が有望視されている。

（発明が解決しようとする問題点） 半導体装置の製造工程においては、数回のレジストの除
去工程があるので、レジストのアッシング工程での処理
時間を短縮することは半導体装置の生産性を上げるうえ
で重要な意義を持っている。

このため、高速でレジストをアッシングする方法が求め
られている。ところが、乾式処理の中心である酸素プラ
ズマによるアッシング方法は、プラズマを発生させる高
周波電力を大きくすることによってレジストのアッシン
グ速度は大きくなるものの、プラズマの発生にともなっ
て有害なイオンや電子が発生する。特に集積度が高まっ
て微細となった半導体装置における、絶縁膜の破壊やチ
ャージアップ等の半導体の電気的特性への悪影響などが
問題となる。

このようなプラズマによる半導体装置への悪影響を防止
するために、プラズマ発生用の高周波電力を１００ない
し２００Ｗに低下させると共にプラズマ発生チャンバー
内へオゾンを含む混合ガスを供給することによって、４
００ないし７００Ｗの高周波電力を与えた場合と同等の
処理速度を得る方法が提案されている。　（特公昭５３
−２４３０２号）。ところが、このような方法では、単
に熱的に硬化したレジストを比較的短時間で除去するこ
とが可能であるが、半導体製造工程に於いて各種の処理
を受けたレジストについてはレジストのアッシング速度
が小さくなる。特に半導体の製造工程において、砒素、
燐、硼素等をイオン注入した場合には注入したイオンと
レジストの高分子化合物が化学反応をしてレジストが酸
化に対して極めて大きな抵抗性を有する物質に変質する
ものとみられ、除去速度が大変小さくなる。

例えば「月刊Ｓｅｍ１ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ　　Ｗｏｒｌ
ｄｊ第７巻第５号第４９ページから第５０ページ（１９
８８年５月号）には、イオン注入後のレジスト残渣につ
いて記載されており、イオン注入を行ったレジストは酸
素プラズマに対して大きな抵抗を示し、燐を注入したも
のは、イオン注入していないレジストの場合の残渣が４
インチウェハで９９個であるのに対して２４９６個の残
渣があり、更に砒素をイオン注入したものは８４７４個
の残渣が残存することが明らかにされている。

このような問題に対処するために、イオン注入後のレジ
ストには酸素プラズマによる乾式処理だけでは対処する
ことはできないので、強酸による湿式処理が不可欠とさ
れていた。また、乾式によるレジストのアッシング方法
として半導体装置に与える影響が小さい方法として注目
を受けているオゾンを加熱下のレジストに作用させてレ
ジストを灰化するレジストのアッシング方法は、絶縁膜
の破壊、チャージアップなどの半導体装置の特性に及ぼ
す悪影響は極めて少ないものの、酸素プラズマによるア
ッシングの場合以上にイオン注入した場合には除去速度
が極めて小さくなる。

（問題点を解決するための手段） そこで、本発明者らは酸素プラズマによる処理装置内へ
供給する処理ガス中に添加する反応性のガスに着目する
ことにより、プラズマ化する高周波エネルギーが小さく
とも大きなアッシング速度が得られ、特にイオン注入後
のレジストの灰化において大きな効果を発揮することを
見いだした。

すなわち、レジストを除去する処理室内へ高濃度のオゾ
ンを含む酸素と半導体装置の製造においてエツチングガ
スとして使われているテトラフルオロメタン（ＣＦ４）
、）リフルオロメタン（ＣＨＦ３）、ヘキサフルオロエ
タン（ＣａＦｓ）　等の弗素化炭素ガスを混合するもの
で、プラズマを発生させるための高周波電力が低出力で
あるにもかかわらず、極めて大きなアッシング速度が得
られるレジストのアッシング方法であり、砒素、燐、硼
素などをイオン注入後のレジストであっても処理室内へ
導入する高周波電力の出力を大きくすることなく十分な
除去速度が得られるのである。

（作用） 高濃度のオゾンを含む酸素と半導体装置の製造において
エツチングガスとして使われているテトラフルオロメタ
ン（ＣＦ４）、）リフルオ口メタン（ＣＨＦｓ）、ヘキ
サフルオロエタン（Ｃ２Ｆ１１）等の弗素化炭素ガスを
混合したガスをプラズマ化したことにより、製造工程に
おいて砒素、燐、硼素などをイオン注入した場合であっ
てもプラズマ発生用の高周波電力を増大させることなく
十分なアッシング速度が得られるので、半導体装置の大
量製造に寄与するところが大である。

（実施例） 以下添付の図面に基づいて本発明の方法を実施する装置
について説明する。

処理室１の試料台２にはレジスト３を除去すべき半導体
装置４を載置している。処理室内にはプラズマを発生さ
せる電極５が取り付けられており、外部の高周波電源６
から１３．５６ＭＨ２の高周波電力が供給される。また
処理室内へ気体を供給する供給管７、圧力制御弁８およ
びオゾンなどの処理ガスの排気系９が取り付けらている
。供給管にはオゾン発生装置１０からの配管と弗素化炭
素ガス貯槽１１からの配管がそれぞれ流量制御弁１２．
１３を介して取り付けられている。プラズマ発生はこの
ようなラジオ周波数の電流に限らず２．４５ＧＨｚのマ
イクロ波電流を使用することができる。処理ガスを励起
するプラズマは直接処理室内で発生させても、別室にお
いて発生させてものを処理室内へ導入させてもよい。ま
た、本発明のアッシング方法は、紋様式の装置、バッチ
式の装置のいずれにおいても適用することができる。

実施例１ 処理室内に供給する処理ガスとして（１）酸素のみ、　
（２）濃度８０　、ＯＯＯＰＰＭのオゾンを含有する酸
素、　（３）酸素にテトラフルオロメタンを添加したガ
ス、　（４）ｍ度８０．０００ＰＰＭ（７）、オゾン含
有酸素にテトラフルオロメタンを混合したガスをそれぞ
れ３　ｃｃ／分の流量で供給し、処理室内を０．３５ｔ
ｏｒの圧力に減圧した。処理室内に設けた電極には１３
．５６Ｍ１ｌＺの高周波電力を供給した。

供給した高周波電力は７０Ｗであった。

アッシング処理するレジストは砒素を８．０Ｘ１０１６
ＣＩ−２イオン注入したものを用いた。各々のガスを用
いた場合のアッシング速度は表１のとおりである。酸素
、オゾン、弗素化炭素の混合ガスを処理ガスとした場合
のレジストと酸化シリコンのエツチング量との選択比は
１０００であり、製造する半導体装置に対して何等悪影
響を及ぼさないものである。

表１ 実施例２ オゾン含有酸素に添加するテトラフルオロメタンの量と
アッシング速度との関係を調べたところ、イオン注入を
行っていないレジストについてはテトラフルオロエタン
の添加量と共にアッシングレートは大きくなっていくが
、砒素をイオン注入したレジストでは、添加量が１０％
まではアッシング速度は増加するが、その後はアッシン
グ速度は低下する。

（発明の効果） 以上詳述したように本発明の方法は、プラズマ化する高
周波電力が低出力にもかかわらず、処理ガスとしてオゾ
ンガスを含有する酸素ガスに弗素化炭素ガスを用いるこ
とによって、低出力の高周波電力での酸素プラズマによ
るアッシングでは灰化に長時間を要するイオン注入によ
り注入イオンと化学反応して変質したレジストも短時間
で灰化できるという効果を何している。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のアッシング方法を実施するためのア
ッシング装置である。 １・・・・処理室 ２・・φφ試料台 ３・・・・レジスト ４・・・・半導体装置 ５・・拳・プラズマ発生用電極 ６・ＩＩＩ・高周波電源 ７１１・・・供給管 ８　・ ９　・ ・圧力制御弁 ・排気系 ・オゾン発生装置 ・弗素化炭素ガス貯槽 ・流量制御弁 拳流量制御弁

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）酸素、オゾン及び弗素化炭素ガスの混合ガスを供
   給してプラズマを発生させてレジストを灰化処理するこ
   とを特徴とするアッシング方法。
2. （２）弗素化炭素ガスがテトラフルオロメタン、トリフ
   ルオロメタン、またはヘキサフルオロエタンであること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のアッシング
   方法。
3. （３）レジストがイオン注入後のレジストであることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項のいずれ
   かに記載のアッシング方法。