JPH10135182A - Method and device for removing resist - Google Patents
Method and device for removing resistInfo
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- JPH10135182A JPH10135182A JP8291331A JP29133196A JPH10135182A JP H10135182 A JPH10135182 A JP H10135182A JP 8291331 A JP8291331 A JP 8291331A JP 29133196 A JP29133196 A JP 29133196A JP H10135182 A JPH10135182 A JP H10135182A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
方法に関するものであり、特に詳しくは、高ドーズ量の
イオン注入によって表面が硬化したレジスト膜の除去方
法及びレジスト除去装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method of removing a resist film whose surface has been hardened by high dose ion implantation and a resist removing apparatus.
【0002】[0002]
【従来の技術】半導体製造工程において、ドライエッチ
ングやイオン注入のマスクに用いられたフォトレジスト
の剥離、除去は頻繁に行われる。近年、半導体製造工程
はウエットプロセスからドライプロセスに移行してきて
おり、レジストの剥離においても酸素プラズマを用いた
アッシング処理方法が主流となっている。2. Description of the Related Art In a semiconductor manufacturing process, a photoresist used as a mask for dry etching or ion implantation is frequently removed and removed. In recent years, the semiconductor manufacturing process has shifted from a wet process to a dry process, and an ashing process using oxygen plasma has become the mainstream in stripping resist.
【0003】このアッシング処理方法は、通常のドライ
エッチングに利用されたレジストマスクについては比較
的容易に進行するが、高ドーズのイオン注入に利用され
レジストマスクに於いては、その表面が硬化した硬化層
を形成する事になり、通常の処理方法では、容易に当該
レジストマスクの硬化層を除去する事が出来なかった。[0003] This ashing processing method proceeds relatively easily with respect to a resist mask used for ordinary dry etching, but is used for high-dose ion implantation. As a result, a layer was formed, and the cured layer of the resist mask could not be easily removed by a normal processing method.
【0004】更に、レジストマスクの表面に上記した硬
化層が形成されたレジストマスクの場合には、何らかの
熱が印加されるとポッピングが発生し、それが、半導体
装置に付着したり、チャンバーの内壁に付着して、半導
体装置の品質、性能に悪影響を与える事になるので、そ
の残渣の処理に更に多くの手間の時間が掛かってしまう
と言う問題が発生している。Further, in the case of a resist mask in which the above-described cured layer is formed on the surface of the resist mask, popping occurs when any kind of heat is applied, and the popping adheres to the semiconductor device or causes the inner wall of the chamber to become popped. As a result, the quality and performance of the semiconductor device are adversely affected, so that there is a problem that it takes more time to process the residue.
【0005】つまり、ポッピングの残渣は半導体装置の
歩留まりを著しく低下させるため、アッシングにおいて
ポッピングを回避するか、ポッピング残渣を除去しなけ
ればならない。ポッピングとは、当該レジストマスクの
表面硬化層が弾けて、その残渣がウエハ上に広範囲に飛
散することであり、非硬化層に含まれる残留溶媒が突沸
するために起こると考えられている。That is, since popping residues significantly reduce the yield of semiconductor devices, it is necessary to avoid popping during ashing or to remove popping residues. Popping is considered to occur when the surface hardened layer of the resist mask pops out and its residue is scattered over a wide area on the wafer, and is caused by bumping of the residual solvent contained in the non-hardened layer.
【0006】つまり、硬化層のアッシング速度が低くて
も、通常アッシングのようにアッシング速度を高めるた
めに温度を高くするとそれが原因でポッピングが発生す
る事になるので、高温での処理は困難である。ポッピン
グを回避する別の方法として、例えば、特開平5−27
5326号公報に示され又、図3に例示する様に、適宜
のイオン5を高ドーズでイオン注入した結果、図3
(A)に示す様な硬化層4と非硬化層3とからなるレジ
ストマスク2が半導体基板1上に形成され、当該レジス
トマスク2を先ず図3(B)に示す様に、酸素とフッ素
系との混合ガスによりレジスト硬化部分4を除去し、そ
の後図3(C)に示す様に酸素プラズマを用いて残存す
るレジスト層3を除去する方法が知られている。In other words, even if the ashing speed of the hardened layer is low, if the temperature is raised to increase the ashing speed as in the case of normal ashing, popping occurs due to that, so that processing at a high temperature is difficult. is there. As another method for avoiding popping, see, for example,
As shown in FIG. 5326 and as illustrated in FIG. 3, as a result of ion implantation of appropriate ions 5 at a high dose, FIG.
As shown in FIG. 3A, a resist mask 2 composed of a cured layer 4 and an uncured layer 3 is formed on a semiconductor substrate 1, and the resist mask 2 is first made of an oxygen and fluorine based material as shown in FIG. A method is known in which the resist cured portion 4 is removed by using a mixed gas of the following method, and then the remaining resist layer 3 is removed by using oxygen plasma as shown in FIG.
【0007】又、特開昭64−48418号公報に示さ
れ又図4に例示する様に、酸素を含まずに水素ガスから
なる反応性ガスによるプラズマエッチング、即ち、H2プ
ラズマを用いたRIE (反応性イオンエッチング)により
図3(A)に示す様な硬化層4と非硬化層3とからなる
レジストマスク2が図4(A)に示す様に半導体基板1
上に形成され、当該レジストマスク2を先ず図4(B)
に示す様に、窒素イオンと水素イオンを用いたプラズマ
エッチングによりレジスト硬化部分4を除去し、その後
図4(C)に示す様に、ダウンストリームアッシングを
用いて残存するレジスト3を除去する方法も知られてい
る。As shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-48418 and illustrated in FIG. 4, plasma etching using a reactive gas consisting of hydrogen gas without oxygen, that is, RIE using H2 plasma. As shown in FIG. 3A, a resist mask 2 composed of a hardened layer 4 and an uncured layer 3 is formed by a reactive ion etching) as shown in FIG.
First, the resist mask 2 is formed on the substrate shown in FIG.
As shown in FIG. 4, a method of removing the resist hardened portion 4 by plasma etching using nitrogen ions and hydrogen ions, and then, as shown in FIG. 4C, removing the remaining resist 3 by using downstream ashing. Are known.
【0008】前者は、フッ素ラジカルにより表面硬化層
の活性化エネルギーを下げてアッシング速度を上げ、下
地をエッチングしないよう途中からは酸素ガスのみを用
いており、後者は、H2プラズマ中の活性種により表面硬
化層の化学結合を切断し、ドーパントと結合して揮発性
の水素化物を生成させて当該表面硬化層を除去し、ダメ
ージを防ぐため途中からはダウンフローアッシングに切
り替えている。In the former, the activation energy of the surface hardened layer is lowered by fluorine radicals to increase the ashing speed, and only oxygen gas is used from the middle so as not to etch the underlayer. The latter is based on the active species in the H2 plasma. The chemical bond of the surface hardened layer is broken, the volatile hydride is generated by combining with the dopant, the surface hardened layer is removed, and downflow ashing is switched halfway to prevent damage.
【0009】一方ポッピング残渣を除去する方法として
は、例えば、特開平6−104223号公報に開示され
ており、図5に例示する様に、適宜のイオン5、例えば
砒素を高ドーズでイオン注入した結果、図5(A)に示
す様な硬化層4と非硬化層3とからなるレジストマスク
2が半導体基板1上に形成され、当該レジストマスク2
を、酸素と窒素イオンからなるプラズマ13でプラズマ
アッシング処理を行った処、図5(B)に示す様に、ポ
ッピングが発生してその残渣15が基板1上に付着した
状態となった。そして係る残渣15を、図5(C)に示
す様に、O2/S2F 2 混合ガスを用いたプラズマ処理により
ポッピング残渣に含まれるドーパントの酸化物をF*(フ
ッ素ラジカル)により分解・除去する方法が提案されて
いる。On the other hand, as a method for removing popping residues,
Is disclosed in, for example, JP-A-6-104223.
As shown in FIG. 5, a suitable ion 5, for example,
As a result of ion implantation of arsenic at a high dose, as shown in FIG.
Resist mask composed of cured layer 4 and uncured layer 3
2 is formed on the semiconductor substrate 1 and the resist mask 2
With plasma 13 comprising oxygen and nitrogen ions
After performing the ashing process, as shown in FIG.
Residue 15 adhered to substrate 1 due to occurrence of tapping
It became a state. The residue 15 is shown in FIG.
OTwo/ STwoF Two By plasma treatment using mixed gas
The oxide of the dopant contained in the popping residue is
Has been proposed to decompose and remove
I have.
【0010】この方法は、フルオロカーボン化合物でな
くS2F2を用いることによりプラズマ中のF*(フッ素ラジ
カル)生成量の制御を容易にし、 F*(フッ素ラジカ
ル)過剰による下地のエッチングを防いでいる。This method makes it easy to control the amount of F * (fluorine radical) generated in the plasma by using S 2 F 2 instead of a fluorocarbon compound, and to prevent the base from being etched due to excess F * (fluorine radical). I have.
【0011】[0011]
【発明が解決しようとする課題】然しながら、上記した
各方法ともそれぞれ問題を有している。即ち、第1の問
題点は、フッ素系ガスを使用する上記2つの従来法で
は、途中から酸素ガスのみにしたりS2F2を用いてF*(フ
ッ素ラジカル)過剰を防いだりしているが、フッ素系ガ
スによる下地へのダメージを完全には防ぐことができな
い。However, each of the above methods has its own problems. That is, the first problem is that in the above two conventional methods using a fluorine-based gas, oxygen gas alone is used in the middle, or excess F * (fluorine radical) is prevented by using S 2 F 2 . However, it is impossible to completely prevent the fluorine-based gas from damaging the base.
【0012】即ち、フッ素ラジカルは、硬化層の除去に
は効果的なものではあるが、その反面、半導体装置の基
板に形成された絶縁酸化膜を削り取ると言う欠点があ
る。第2の問題点は、RIE とダウンストリームアッシン
グを組み合わせる従来法では、RIE装置とアッシング装
置が個別に必要になるためコストがかかりスループット
が低下すると言う欠点が有った。That is, although fluorine radicals are effective in removing a hardened layer, they have a disadvantage of shaving off an insulating oxide film formed on a substrate of a semiconductor device. The second problem is that the conventional method combining RIE and downstream ashing has the disadvantage that the RIE apparatus and the ashing apparatus are separately required, which increases the cost and lowers the throughput.
【0013】本発明の目的は、上記した従来技術の欠点
を改良し、高ドーズ量でイオン注入が行われた事によっ
てその表面に硬化層が形成されたレジストを除去する場
合、経済性・スループットおよび下地選択性の低下を招
くことなくポッピングを回避することが可能なレジスト
除去方法及びレジスト装置を提供するものである。An object of the present invention is to improve the above-mentioned drawbacks of the prior art, and to remove a resist having a hardened layer formed on the surface thereof due to ion implantation performed at a high dose. It is another object of the present invention to provide a resist removing method and a resist apparatus capable of avoiding popping without lowering the underlayer selectivity.
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】本発明は上記した目的を
達成する為、以下に示す様な基本的な技術構成を採用す
るものである。即ち、本発明に係る第1の態様として
は、半導体装置の製造工程に於いて、イオン注入により
その表面層が硬化したレジストの当該硬化層部分をアッ
シング方法により除去するに際し、低温イオン衝撃処理
工程を介して当該レジストの表面硬化層を除去するレジ
スト除去方法であり、又、本発明に係る第2の態様とし
ては、半導体装置の製造工程に於いて、イオン注入によ
りその表面層の一部が硬化したレジスト層を有する半導
体基板表面に設けられたレジストをアッシング方法によ
り除去する為に使用されるレジスト除去装置であって、
当該レジスト除去装置は、イオンを発生させうるガス体
を内蔵する密閉処理空間部、当該密閉処理空間部内のガ
ス体をイオン化するイオン発生手段、当該イオン発生手
段に於いて発生せしめられたイオンにバイアスを印加す
るバイアス手段、当該半導体基板を保持する手段及び当
該半導体基板の温度を制御する温度制御手段とから構成
されているレジスト除去装置である。In order to achieve the above-mentioned object, the present invention employs the following basic technical structure. That is, as a first aspect according to the present invention, in a manufacturing process of a semiconductor device, when a hardened layer portion of a resist whose surface layer is hardened by ion implantation is removed by an ashing method, a low-temperature ion bombardment process is performed. A second method according to the present invention is a method of removing a surface hardened layer of the resist through a method, wherein a part of the surface layer is ion-implanted in a semiconductor device manufacturing process. A resist removal device used for removing a resist provided on a semiconductor substrate surface having a cured resist layer by an ashing method,
The resist removal apparatus includes a sealed processing space portion containing a gas body capable of generating ions, ion generating means for ionizing the gas body in the sealed processing space portion, and a bias applied to ions generated in the ion generating means. And a temperature control means for controlling the temperature of the semiconductor substrate.
【0015】[0015]
【発明の実施の形態】本発明のレジスト除去方法は、上
記した様な従来技術に於ける問題点を解決する為、先ず
フッ素の様な活性度の高いイオンを用いてダウンフロー
プラズマ処理を行うことは、半導体基板の層間絶縁膜等
を破壊する事、及び高温度によるダウンフロープラズマ
処理を行うことはポッピングが発生する事になるので、
これらの問題を回避しながら上記レジストマスク層に形
成された硬化層の化学結合を効率的に分解して揮発性の
水素化物を発生させて当該硬化層を取り除く為に、特に
フッ素を用いない低温イオン衝撃法を採用すると共に、
当該硬化層が取り除かれた後は、ポッピングが発生する
心配は無いので、通常のダウンフロープラズマ処理若し
くは特に高温ダウンフロープラズマ処理を採用して非硬
化層を剥離するものである。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In order to solve the above-mentioned problems in the prior art, the resist removing method of the present invention first performs a down-flow plasma treatment using highly active ions such as fluorine. That is, breaking down the interlayer insulating film and the like of the semiconductor substrate, and performing downflow plasma processing at a high temperature will cause popping,
In order to avoid these problems and efficiently decompose the chemical bond of the hardened layer formed on the resist mask layer to generate volatile hydrides and remove the hardened layer, low temperature without using fluorine in particular While employing the ion bombardment method,
After the hardened layer is removed, there is no fear that popping will occur. Therefore, the non-hardened layer is peeled off by using a normal down-flow plasma treatment or especially a high-temperature down-flow plasma treatment.
【0016】特に、高温ダウンフロープラズマ処理によ
って、該レジスト層の削り速度(レート)を高める事が
可能となる。尚、本発明に於いては、一工程或いは1つ
の装置内で上記した2つの工程が実行される事が、生産
性の向上、生産コストの低減に必要であるとの観点か
ら、上記2つの工程とも基本的には、ダウンフロープラ
ズマ処理を行うものであり、又同一のダウンフロープラ
ズマ処理装置を使用するものである。In particular, the high-speed down-flow plasma treatment makes it possible to increase the removal rate (rate) of the resist layer. In the present invention, the above two steps are performed in one step or in one apparatus from the viewpoint that it is necessary to improve productivity and reduce production cost. Basically, the steps are to perform down-flow plasma processing, and use the same down-flow plasma processing apparatus.
【0017】[0017]
【実施例】以下に、本発明に係るレジスト除去方法及び
レジスト除去装置の具体例の構成を図面を参照しながら
詳細に説明する。図1は、本発明に係るレジスト除去方
法の一具体例の構成の例を示す図であり、又、図6は本
発明に係レジスト除去方法の工程の手順を示すフローチ
ャートであり、係る図から明らかな様に、本発明に係る
レジスト除去方法の第一の具体例としては、半導体装置
の製造工程に於いて、イオン注入によりその表面層が硬
化したレジスト2の当該硬化層部分4をアッシング方法
により除去するに際し、低温イオン衝撃処理工程を介し
て当該レジスト2の表面硬化層4を除去するレジスト除
去方法が示されている。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram of a resist removing method and a resist removing apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of a specific example of a resist removing method according to the present invention, and FIG. 6 is a flowchart showing the steps of a process of the resist removing method according to the present invention. As is apparent, as a first specific example of the resist removing method according to the present invention, in a manufacturing process of a semiconductor device, an ashing method is applied to the cured layer portion 4 of the resist 2 whose surface layer is cured by ion implantation. 1 shows a method of removing the resist by removing the surface hardened layer 4 of the resist 2 through a low-temperature ion bombardment process.
【0018】即ち、本発明に於ける第1の工程は、当該
半導体装置のレジスト層部2に表面層に形成された表面
硬化層4を効率的に前記問題点の発生を回避して除去す
る為の方法であり、低温イオン衝撃処理を採用する事に
特徴がある。本発明にかかる低温イオン衝撃処理工程
は、後述する様に、ダウンフロープラズマ処理工程の一
形態であるが、相対的に低温、例えば、シリコーン等か
らなる半導体基板1を120℃以下、好ましくは100
℃以下の温度に維持された状態にしておいて、イオンを
発生させ、更に、係るイオンに適宜のバイアスを印加し
て、当該イオンが、該半導体基板1の表面に高速で衝突
する様に加速度を付与しながら処理するものである。That is, in the first step of the present invention, the hardened surface layer 4 formed on the surface layer of the resist layer portion 2 of the semiconductor device is efficiently removed while avoiding the above problem. This method is characterized by employing low-temperature ion bombardment. The low-temperature ion bombardment process according to the present invention is one form of a down-flow plasma process, as described later.
In a state where the temperature is maintained at a temperature equal to or lower than 0 ° C., ions are generated, and an appropriate bias is applied to the ions to accelerate the ions so as to collide with the surface of the semiconductor substrate 1 at high speed. The process is performed while giving the
【0019】即ち、本発明に於ける当該低温イオン衝撃
処理工程は、当該半導体装置を構成する基板1の温度を
低温に維持する工程、イオン発生工程及び当該イオン発
生工程に於いて発生せしめられたイオンにバイアスを印
加する工程とから構成されている事を特徴とするもので
ある。そして、本発明に於ける当該基板1の温度を低温
に維持する工程は、上記した様に、当該基板1の温度を
例えば120℃以下に設定する様に制御する様に構成さ
れている事が望ましい。That is, the low-temperature ion bombardment treatment step in the present invention is performed in the step of maintaining the temperature of the substrate 1 constituting the semiconductor device at a low temperature, the ion generation step, and the ion generation step. And a step of applying a bias to the ions. In the present invention, the step of maintaining the temperature of the substrate 1 at a low temperature may be configured to control the temperature of the substrate 1 to, for example, 120 ° C. or lower, as described above. desirable.
【0020】又、本発明に於ける当該イオン発生工程に
於いて使用されるイオン発生用ガスは、前記したような
フッ素ガスを含まないもので、質量の比較的大きなイオ
ン化可能なガスが使用可能であり、例えば、酸素ガス、
酸素と窒素との混合ガス、アルゴン、及びヘリウムから
選択された一つのガスである事が望ましい。更に、本発
明に於ける上記低温イオン衝撃処理に於いては、該イオ
ンにバイアスを与える事が必要であり、その為には、例
えば適宜のイオン発生手段と該半導体基板1との間に、
当該イオン発生手段から当該半導体基板1に向かって所
定の電界が形成される様にする事が望ましく、具体的に
は、当該半導体基板の下方部に適宜の電圧が印加される
電極手段25を配置する事が望ましい。The ion generating gas used in the ion generating step in the present invention does not contain the fluorine gas as described above, and a relatively large ionizable gas can be used. For example, oxygen gas,
It is preferable that the gas is one selected from a mixed gas of oxygen and nitrogen, argon, and helium. Furthermore, in the low-temperature ion bombardment treatment according to the present invention, it is necessary to apply a bias to the ions.
It is desirable that a predetermined electric field is formed from the ion generating means toward the semiconductor substrate 1. Specifically, an electrode means 25 to which an appropriate voltage is applied is disposed below the semiconductor substrate. It is desirable to do.
【0021】当該バイアス発生手段のバイアス印加程度
は、特に限定されるものではなく、使用するガスの種
類、当該レジスト層の表面硬化層の厚み、イオン発生手
段のイオン発生条件等によって、適当なバイアス条件が
設定される。本発明に係る上記の低温イオン衝撃処理工
程は、所定の密閉状態にある空間領域でダウンフロープ
ラズマ処理の原理を使用して実行されるものである事が
望ましく、例えば周知の誘導結合プラズマアッシング装
置を使用する事が可能である。The degree of bias application by the bias generation means is not particularly limited, and an appropriate bias is applied depending on the type of gas used, the thickness of the surface hardened layer of the resist layer, the ion generation conditions of the ion generation means, and the like. The conditions are set. The above-described low-temperature ion bombardment process according to the present invention is desirably performed using the principle of a downflow plasma process in a predetermined closed space area, for example, a well-known inductively coupled plasma ashing apparatus. It is possible to use
【0022】次に、本発明に係るレジスト除去方法に於
いては、上記した様な方法によって、当該半導体基板1
の一主面に形成されていた表面硬化層4が除去された
後、残りのレジスト層3である非硬化層3を除去する工
程として以下に示す第2の工程が実行されるものであ
る。即ち、半導体装置の製造工程に於いて、イオン注入
によりその表面層が硬化したレジストの当該硬化層部分
をアッシング方法により除去するに際し、低温イオン衝
撃処理工程を介して当該レジストの表面硬化層を除去す
る第1の工程に引続き、ダウンフロープラズマ処理工程
を介して当該表面硬化層4が除去されたあとの当該レジ
ストの非硬化層3を除去する第2の工程が実行されるも
のである。Next, in the resist removing method according to the present invention, the semiconductor substrate 1 is removed by the above-described method.
After the surface hardened layer 4 formed on one main surface is removed, a second step described below is executed as a step of removing the remaining unhardened layer 3 which is the resist layer 3. That is, in the process of manufacturing a semiconductor device, when the hardened layer portion of the resist whose surface layer is hardened by ion implantation is removed by an ashing method, the surface hardened layer of the resist is removed through a low-temperature ion bombardment process. Subsequent to the first step, a second step of removing the non-cured layer 3 of the resist after the surface cured layer 4 is removed through a down-flow plasma processing step is executed.
【0023】本発明に於いては、当該第2の工程は、特
に高温ダウンフロープラズマ処理である事が望ましい。
かかる高温ダウンフロープラズマ処理に於ては、当該半
導体基板1の温度は、例えば120℃以上に設定する様
に制御する事が望ましい。係る当該半導体基板1の温度
を高温に維持する手段は、特に限定されるものではない
が、例えば当該半導体基板1の近傍に発熱ランプ、発熱
パネル等の適宜の発熱手段を設けるか、当該半導体基板
1を支持している支持部材を加熱する手段を設けるもの
であっても良い。In the present invention, the second step is preferably a high-temperature down-flow plasma treatment.
In such high-temperature downflow plasma processing, it is desirable to control the temperature of the semiconductor substrate 1 to be set to, for example, 120 ° C. or higher. The means for maintaining the temperature of the semiconductor substrate 1 at a high temperature is not particularly limited. For example, an appropriate heating means such as a heating lamp or a heating panel may be provided near the semiconductor substrate 1 or the semiconductor substrate 1 may be provided. A means for heating the supporting member supporting the first member 1 may be provided.
【0024】又、当該半導体基板1の温度の制御は、上
記発熱手段の発熱量を制御することにより容易に実行さ
れるが、当該半導体基板1を支持する支持手段を所定の
温度に加熱しておいて、当該半導体基板1を適宜の手段
により、当該支持手段からの離反する距離を調整する事
によって、当該半導体基板1の温度を制御することも可
能である。Control of the temperature of the semiconductor substrate 1 is easily performed by controlling the amount of heat generated by the heat generating means. However, the supporting means for supporting the semiconductor substrate 1 is heated to a predetermined temperature. In addition, the temperature of the semiconductor substrate 1 can be controlled by adjusting the distance of the semiconductor substrate 1 from the supporting means by appropriate means.
【0025】本発明に於いては、上記した様に、同一の
処理領域内或いは、処理装置内で上記2工程が連続的に
実行される事が望ましい事から、両工程ともダウンフロ
ープラズマ処理を使用する事を基本原則としており、従
って当該第1と第2の工程に於いては、同一のイオンが
使用される事が望ましい。本発明においては、高ドーズ
量のイオン注入により生じたレジスト2の表面硬化層4
が除去されれば、高温にしてもポッピングは起こらず、
また高レートが獲得できること、及び、バイアスをかけ
れば低温でも高レートで当該表面硬化層4を徐々出来る
と言う事実に依拠している。In the present invention, as described above, it is desirable that the above two steps are continuously performed in the same processing area or in the processing apparatus. The basic principle is to use the same ions. Therefore, it is preferable that the same ions are used in the first and second steps. In the present invention, the surface hardened layer 4 of the resist 2 generated by the high dose ion implantation is used.
Is removed, popping does not occur even at high temperatures,
It also depends on the fact that a high rate can be obtained and that the surface hardened layer 4 can be gradually formed at a high rate even at a low temperature if a bias is applied.
【0026】しかし、上記第2の工程でバイアスをかけ
ると、基板1にダメージを与えるという問題が生じるの
で、第一工程に於いてのみ半導体基板1にバイアスをか
けて、基板に影響しないレベルの低温イオン衝撃により
レジスト硬化層4を除去し、第二段階では、バイアス処
理は行わずに、高温ダウンフロープラズマにより非硬化
層3を剥離することにより、半導体基板1にダメージを
与えることなくポッピングを回避しつつ高レートのレジ
スト層の除去方法を得ることができる。このプラズマ源
に高密度プラズマを利用すれば、さらに高レートが得ら
れる。However, if a bias is applied in the second step, there is a problem that the substrate 1 is damaged. Therefore, the bias is applied to the semiconductor substrate 1 only in the first step, so that the substrate 1 is not affected. The resist hardened layer 4 is removed by low-temperature ion bombardment, and in the second stage, the non-hardened layer 3 is peeled off by high-temperature down-flow plasma without performing a bias treatment, thereby popping without damaging the semiconductor substrate 1. A method of removing the resist layer at a high rate can be obtained while avoiding it. If a high-density plasma is used for this plasma source, a higher rate can be obtained.
【0027】また、非硬化層3のアッシングにおいてウ
エハ温度を急激に上昇させるため、低温から高温への切
り換えは、ヒーターの設定温度変更ではなく、後述する
ウエハをのせたピン11の上げ下げ、または、ランプ2
7の照射により行う事が望ましい。本発明に係るレジス
ト除去方法の手順を図6のフローチャートに従って説明
すると、先ずスタート後、ステップ(1)に於いて第1
の工程である低温イオン衝撃処理が実行され、ステップ
(2)に於いて、当該表面硬化層4が残存しているか否
かが判断され、YESであれば、ステップ(1)に戻っ
て低温イオン衝撃処理操作が継続され、NOであれば、
ステップ(3)に進んで第2の工程であるダウンフロー
プラズマ処理工程が実行される。Further, in order to rapidly raise the wafer temperature in the ashing of the non-cured layer 3, the switching from the low temperature to the high temperature is not performed by changing the set temperature of the heater, but by raising and lowering pins 11 on which the wafer is mounted, which will be described later, or Lamp 2
7 is desirably performed. The procedure of the resist removing method according to the present invention will be described with reference to the flowchart of FIG. 6. First, after the start, in the step (1), the first
Is performed in step (2) to determine whether or not the surface hardened layer 4 remains. If YES, the process returns to step (1) and returns to step (1). If the impact processing operation is continued and NO,
Proceeding to step (3), the second step, a downflow plasma processing step, is performed.
【0028】ステップ(4)に於いて、当該非硬化層3
が残存しているか否かが判断され、YESであれば、ス
テップ(3)に戻ってダウンフロープラズマ処理工程が
継続され、NOであれば、ENDとなる。本発明に於け
る上記レジスト除去方法に於いて、該表面硬化層4が完
全に除去されたか否か、或いは、該レジスト層に於ける
非硬化層3が完全に除去されたか否かを判断する方法は
特に限定されるものではないが、例えば、それぞれの厚
みを常時測定する、予め処理される半導体基板1に形成
された当該表面硬化層4の厚み及び非硬化層3の厚みを
測定しておき、予め定められた当該各層の除去速度(レ
ート)から、当該表面硬化層4及び非硬化層3が除去さ
れる予定時間を求めておき、処理時間をモニターする、
或いは、プラズマ処理時に於けるプラズマの色の変化を
肉眼若しくはスペクトロ分析手段を用いてキャッチする
等の方法により所定の処理操作を停止して次の処理操作
を開始する様にする事が出来る。In step (4), the non-cured layer 3
It is determined whether or not is left. If YES, the process returns to step (3) to continue the down-flow plasma process, and if NO, END. In the resist removing method according to the present invention, it is determined whether or not the surface hardened layer 4 has been completely removed, or whether or not the non-hardened layer 3 in the resist layer has been completely removed. Although the method is not particularly limited, for example, the thickness of each of the surface hardened layers 4 and the thickness of the non-hardened layer 3 formed on the semiconductor substrate 1 to be processed in advance is measured by constantly measuring the respective thicknesses. A scheduled time for removing the surface cured layer 4 and the non-cured layer 3 from a predetermined removal rate (rate) of each layer, and monitor the processing time;
Alternatively, a predetermined processing operation can be stopped and the next processing operation can be started by, for example, catching a change in the color of the plasma during the plasma processing with the naked eye or using spectroscopic analysis means.
【0029】次に、本発明に於けるレジスト除去装置に
付いて説明するならば、図7は、本発明に係るレジスト
除去装置20の一具体例の構成を示す図であって、半導
体装置の製造工程に於いて、イオン注入によりその表面
層の一部が硬化したレジスト層4を有する半導体基板1
の表面に設けられたレジスト2をアッシング方法により
除去する為に使用されるレジスト除去装置20であっ
て、当該レジスト除去装置20は、イオンを発生させう
るガス体を内蔵する密閉処理空間部21、該密閉処理空
間部21内のガス体をイオン化するイオン発生手段2
2、当該イオン発生手段22に於いて発生せしめられた
イオン24にバイアスを印加するバイアス手段26、当
該半導体基板1を保持する手段28及び当該半導体基板
1の温度を制御する温度制御手段30とから構成されて
いるレジスト除去装置20が示されている。Next, a description will be given of a resist removing apparatus according to the present invention. FIG. 7 is a view showing a configuration of a specific example of a resist removing apparatus 20 according to the present invention. In a manufacturing process, a semiconductor substrate 1 having a resist layer 4 having a part of its surface layer hardened by ion implantation.
A resist removing device 20 used for removing the resist 2 provided on the surface of the substrate by an ashing method, the resist removing device 20 includes a sealed processing space portion 21 containing a gas body capable of generating ions, Ion generating means 2 for ionizing a gas in the closed processing space 21
2. a bias unit 26 for applying a bias to the ions 24 generated by the ion generating unit 22; a unit 28 for holding the semiconductor substrate 1; and a temperature control unit 30 for controlling the temperature of the semiconductor substrate 1. The configured resist removing device 20 is shown.
【0030】本発明に於ける該レジスト除去装置20で
は、該密閉処理空間部21内は、適度の真空状態が形成
されており、該密閉処理空間部21内にはイオン24を
発生させうるガス体として酸素ガス、酸素と窒素との混
合ガス、アルゴン、及びヘリウムから選択された一つの
ガスが充満されている。又、本発明に於ける該イオン化
するイオン発生手段22は、その構成は特に限定される
ものではなく、該密閉処理空間部21内のガス体をイオ
ン化させうる機能を有するものであれば良く、例えば、
図7に示されている様に、適宜のコイル22を配置した
構成であっても良く、当該コイル22に適宜の高周波発
生手段23から高周波電流を供給する様に構成されてい
るものである。In the resist removing apparatus 20 according to the present invention, an appropriate vacuum state is formed in the sealed processing space 21, and a gas capable of generating ions 24 is formed in the sealed processing space 21. The body is filled with one gas selected from oxygen gas, a mixed gas of oxygen and nitrogen, argon, and helium. The configuration of the ion generating means 22 for ionizing in the present invention is not particularly limited as long as it has a function of ionizing a gas in the closed processing space 21. For example,
As shown in FIG. 7, a configuration in which an appropriate coil 22 is arranged may be adopted, and the coil 22 is configured to supply a high-frequency current from an appropriate high-frequency generation unit 23.
【0031】更に、本発明に於いて使用されるバイアス
手段26は、該レジスト除去装置内に於いて、当該イオ
ン24が該半導体基板1の一主面に向けて加速される様
な方向に付加的な電界を形成する様に構成されたもので
ある事が望ましく、例えば適宜の電極25と適宜の電源
31(例えば直流電源)とで構成されるものであっても
良い。Further, the bias means 26 used in the present invention is used to add the ions 24 in the resist removing apparatus in such a direction as to accelerate the ions 24 toward one main surface of the semiconductor substrate 1. It is desirable that the device be configured so as to form a specific electric field. For example, the device may be configured by an appropriate electrode 25 and an appropriate power supply 31 (for example, a DC power supply).
【0032】又、本発明に於いて使用される温度制御手
段30は、当該半導体基板1を直接的若しくは間接的に
加熱する熱源で構成されている事が望ましく、上記した
様に、適宜のランプ、或いは発熱体27或いは電極を兼
ねた熱源25で構成される事が好ましい。又、当該温度
制御手段30の他の具体例としては、図7に示す様に、
当該半導体基板1と電極を兼ねた適宜の熱源25との間
の距離を任意に調整しえる手段32を駆動する機構を制
御する様に構成されているものであっても良く、より具
体的には、該半導体基板1を支持する支持部材28を適
宜の上下機構により上下するピン機構部32により上下
動可能に構成し、当該半導体基板1の温度を比較的低温
に維持したい場合には、所定の温度の加熱されている該
発熱熱源25から当該半導体基板1をある程度の距離が
存在する様に離間させて維持し、当該半導体基板1の温
度を比較的に高温度に維持したい場合には、図8に示す
様に、当該支持部材28を降下させて、当該熱源25に
近接する様に配置することによって、当該半導体基板1
の温度を調整する事が可能である。Further, the temperature control means 30 used in the present invention is desirably constituted by a heat source for directly or indirectly heating the semiconductor substrate 1. Alternatively, it is preferable that the heating element 27 or the heat source 25 also serving as an electrode be constituted. Further, as another specific example of the temperature control means 30, as shown in FIG.
It may be configured to control a mechanism for driving a means 32 for arbitrarily adjusting the distance between the semiconductor substrate 1 and an appropriate heat source 25 also serving as an electrode, and more specifically, Is configured such that a supporting member 28 for supporting the semiconductor substrate 1 can be moved up and down by a pin mechanism 32 which moves up and down by an appropriate up-and-down mechanism, and if it is desired to maintain the temperature of the semiconductor substrate 1 at a relatively low temperature, In order to maintain the semiconductor substrate 1 at a certain distance from the heating heat source 25 heated at the temperature of the above, and to maintain the temperature of the semiconductor substrate 1 at a relatively high temperature, As shown in FIG. 8, by lowering the support member 28 and arranging it so as to be close to the heat source 25, the semiconductor substrate 1
Temperature can be adjusted.
【0033】本発明に於けるレジスト除去装置20に於
いて、当該表面層が硬化したレジスト2の当該硬化層部
分4をアッシング方法により除去するに際しては、該イ
オン発生手段22、当該バイアス手段26が駆動せしめ
られると共に、該温度制御手段30は、当該半導体基板
1の温度を相対的に低い温度に維持する様に駆動制御さ
れ、低温イオン衝撃処理が実行される。In the resist removing apparatus 20 according to the present invention, when the hardened layer portion 4 of the resist 2 having the hardened surface layer is removed by the ashing method, the ion generating means 22 and the biasing means 26 are used. While being driven, the temperature control means 30 is driven and controlled to maintain the temperature of the semiconductor substrate 1 at a relatively low temperature, and a low-temperature ion bombardment process is performed.
【0034】一方、当該硬化層部分4が除去された後の
該レジスト2を除去するに際しては、該イオン発生手段
22が駆動せしめられると共に、該温度制御手段30
は、当該半導体基板1の温度を相対的に低い温度から相
対的に高い温度の何れかに維持する様に駆動制御され、
ダウンフロープラズマ処理もしくは高温ダウンフロープ
ラズマ処理の何れかが実行されるものである。On the other hand, in removing the resist 2 after the cured layer portion 4 has been removed, the ion generating means 22 is driven and the temperature control means 30 is removed.
Is driven and controlled to maintain the temperature of the semiconductor substrate 1 at any one of a relatively low temperature and a relatively high temperature,
Either a down-flow plasma process or a high-temperature down-flow plasma process is performed.
【0035】係る工程では、上記したバイアス手段26
は作動しない様に制御されるものであり、又、上記半導
体基板1の温度は高温にしても良いので、該温度制御手
段30が操作されて、該ピン機構部32が最下点に降下
して、該半導体基板1を支持する支持部材28を直接電
極部を兼ねる加熱手段25に接触させる様にしたもので
ある。In this step, the above-mentioned bias means 26 is used.
Is controlled so as not to operate, and since the temperature of the semiconductor substrate 1 may be set to a high temperature, the temperature control means 30 is operated to lower the pin mechanism 32 to the lowest point. Thus, the supporting member 28 for supporting the semiconductor substrate 1 is brought into direct contact with the heating means 25 also serving as an electrode portion.
【0036】係る状態にあるレジスト除去装置20の概
要は図8に示されている。つまり、本発明は、イオン注
入により生じた表面硬化層が除去されれば、高温にして
もポッピングは起こらず、また高レートが獲得できるこ
と、及び、バイアスをかければ低温でも高レートが獲得
できると言う事実をを利用している。しかし、バイアス
をかけると、基板にダメージを与えるという別の問題が
生じるので、第一段階のみウエハにバイアスをかけて、
基板に影響しないレベルの低温イオン衝撃によりレジス
ト硬化層4を除去し、第二段階では高温ダウンフロープ
ラズマにより非硬化層3を剥離することにより、基板に
ダメージを与えることなくポッピングを回避しつつ高レ
ートを得ることができる。このプラズマ源に高密度プラ
ズマを利用すれば、さらに高レートが得られる。FIG. 8 shows an outline of the resist removing apparatus 20 in such a state. That is, according to the present invention, if the surface hardened layer generated by ion implantation is removed, popping does not occur even at a high temperature and a high rate can be obtained, and if a bias is applied, a high rate can be obtained at a low temperature. Utilize the facts that say. However, biasing creates another problem of damaging the substrate, so biasing the wafer only in the first stage
The resist cured layer 4 is removed by low-temperature ion bombardment at a level that does not affect the substrate, and the non-cured layer 3 is peeled off by high-temperature downflow plasma in the second stage, thereby avoiding popping without damaging the substrate. You can get a rate. If a high-density plasma is used for this plasma source, a higher rate can be obtained.
【0037】また、非硬化層3のアッシングにおいてウ
エハ温度を急激に上昇させるため、低温から高温への切
り換えは、ヒーターの設定温度変更ではなく、ウエハを
のせたピンの上げ下げ、または、ランプの照射により行
う事が望ましい。以下に、本発明に係るレジスト除去方
法を実行する場合の具体的な条件に付いて説明するなら
ば、本発明に係るレジスト除去方法の基本的な条件は、
表面が変質硬化したフォトレジスト膜のアッシングにお
いて、まず、室温〜100 ℃のウエハ温度範囲でウエハ1
に100〜300Wのバイアスをかけ、酸素イオン衝撃により
表面硬化層4を除去する。その後、同じアッシングチャ
ンバー内にウエハ1を保持したまま150 〜300 ℃のウエ
ハ温度範囲でダウンフロープラズマ方式により非硬化層
3を除去する。Further, since the temperature of the wafer is rapidly increased in the ashing of the non-cured layer 3, switching from the low temperature to the high temperature is not performed by changing the set temperature of the heater, but by raising or lowering the pins on which the wafer is mounted or irradiating the lamp. It is desirable to do this. Hereinafter, if the specific conditions for performing the resist removing method according to the present invention are described, the basic conditions of the resist removing method according to the present invention are as follows.
In the ashing of a photoresist film whose surface is altered and hardened, first, the wafer 1 is heated at a temperature ranging from room temperature to 100 ° C.
Is applied with a bias of 100 to 300 W, and the surface hardened layer 4 is removed by oxygen ion bombardment. Thereafter, the uncured layer 3 is removed by a downflow plasma method at a wafer temperature range of 150 to 300 ° C. while the wafer 1 is held in the same ashing chamber.
【0038】本発明に係るレジスト除去方法をより詳細
な条件を含めて説明する。即ち、先ず、厚さ約1μmの
フォトレジスト2に、ヒ素を60eVで5X1015cm-2のドーズ
量をもってイオン注入する事によって、図1(A)に示
す様な、表面硬化層4と非硬化層3とからなるレジスト
層2が形成される。次に、係るレジスト層2を有する半
導体基板1の当該表面硬化層4をアッシング処理して該
表面硬化層4を除去するに際して、誘導結合プラズマア
ッシング装置を使用し、まず、RF Power:900W ,バイア
ス: 200W, 圧力:1.1Torr, 酸素ガスO2 : 3750 sccm,
ステージ温度 : 100℃の条件にて(ウエハ温度100 ℃,
非硬化層の削り速度つまりレートが約4μm/min )表面
硬化層4を除去する事により、図1(B)に示す様に、
該表面硬化層4が除去され、非硬化層3のみからなるレ
ジスト層が存在する半導体基板1が形成される。The method of removing a resist according to the present invention will be described including more detailed conditions. That is, first, arsenic is ion-implanted into a photoresist 2 having a thickness of about 1 μm at a dose of 5 × 10 15 cm −2 at 60 eV to form a non-cured surface hardened layer 4 as shown in FIG. A resist layer 2 including the layer 3 is formed. Next, when the surface hardened layer 4 of the semiconductor substrate 1 having the resist layer 2 is subjected to ashing treatment and the surface hardened layer 4 is removed, an inductively coupled plasma ashing apparatus is used. First, RF power: 900 W, bias : 200W, pressure: 1.1 Torr, oxygen gas O 2 : 3750 sccm,
Stage temperature: 100 ° C (wafer temperature 100 ° C,
The removal rate of the non-hardened layer, that is, the rate is about 4 μm / min.) By removing the hardened layer 4, as shown in FIG.
The surface hardened layer 4 is removed, and the semiconductor substrate 1 having a resist layer composed of only the non-hardened layer 3 is formed.
【0039】高密度プラズマにバイアスをかけているの
で酸素ガスのみでも高レートが得られる。その後、同じ
アッシングチャンバー内にウエハを保持したまま、バイ
アス0Wのダウンフロープラズマにし、ランプ27を照射
しながら(ウエハ温度150 ℃, 非硬化層レート約3μm/
min )図1(C)に示す様に、非硬化層3を除去する。Since the high-density plasma is biased, a high rate can be obtained only with oxygen gas. After that, while holding the wafer in the same ashing chamber, downflow plasma with a bias of 0 W is applied, and the lamp 27 is irradiated (wafer temperature 150 ° C., uncured layer rate about 3 μm /
min) As shown in FIG. 1C, the uncured layer 3 is removed.
【0040】次に本発明の他の具体例に付いて説明す
る。先ず、厚さ約1μmのフォトレジスト2に、ヒ素を
60eVで5X1015cm-2のドーズ量をもってイオン注入する事
によって、図2(A)に示す様な、表面硬化層4と非硬
化層3とからなるレジスト層2が形成される。次に、係
るレジスト層2を有する半導体基板1の当該表面硬化層
4をアッシング処理して該表面硬化層4を除去するに際
して、誘導結合プラズマアッシング装置を使用し、ま
ず、RF Power:900W ,バイアス: 200W, 圧力:1.1Torr,
酸素ガスO2 : 3750 sccm, ステージ温度 : 200℃の条
件にてウエハをピン32により持ち上げたまま(ウエハ
温度80℃, 非硬化層3の削り速度つまりレートが約4
μm/min )表面硬化層4を除去する事により、図2
(B)に示す様に、該表面硬化層4が除去され、非硬化
層3のみからなるレジスト層が存在する半導体基板1が
形成される。Next, another embodiment of the present invention will be described. First, arsenic is added to a photoresist 2 having a thickness of about 1 μm.
By performing ion implantation at 60 eV with a dose of 5 × 10 15 cm −2 , a resist layer 2 composed of a hardened surface layer 4 and a non-hardened layer 3 is formed as shown in FIG. Next, when the surface hardened layer 4 of the semiconductor substrate 1 having the resist layer 2 is subjected to ashing treatment and the surface hardened layer 4 is removed, an inductively coupled plasma ashing apparatus is used. First, RF power: 900 W, bias : 200W, pressure: 1.1Torr,
The wafer is lifted by the pins 32 under the conditions of oxygen gas O 2 : 3750 sccm, stage temperature: 200 ° C. (wafer temperature 80 ° C., the cutting speed of the non-cured layer 3, ie, the rate
μm / min) By removing the surface hardened layer 4,
As shown in (B), the surface hardened layer 4 is removed, and the semiconductor substrate 1 having a resist layer composed of only the non-hardened layer 3 is formed.
【0041】その後、同じアッシングチャンバー内にウ
エハを保持したまま、バイアス0Wのダウンフロープラズ
マにし、ピン32を下げてウエハ1をヒーターを内蔵す
るステージ25に接触させ(ウエハ温度200℃, 非硬化
層レート約4 μm/min )非硬化層3を除去する(図2
(c) )。非硬化層3の除去段階において、実施例2では
高温のステージから直接熱が得られるため、ランプ熱を
用いる実施例1よりも高レートが得られる。After that, while holding the wafer in the same ashing chamber, a down flow plasma with a bias of 0 W is applied, the pins 32 are lowered, and the wafer 1 is brought into contact with the stage 25 having a built-in heater (wafer temperature 200 ° C., uncured layer). Rate: about 4 μm / min) Remove the uncured layer 3 (Fig. 2
(c)). In the step of removing the non-cured layer 3, in Example 2, heat is directly obtained from the high-temperature stage, so that a higher rate can be obtained than in Example 1 using lamp heat.
【0042】[0042]
【発明の効果】第1の効果は、表面硬化層4を低温下、
酸素ガスのみで高速で除去することである。これによ
り、半導体基板1に設けられている絶縁酸化膜等の下地
に何らダメージを与えず、また、ポッピングを起こさ
ず、表面硬化層4を高速で除去できる。その理由は、低
温下、酸素ガスのみでも高レートとなるようイオン衝撃
を用いているからである。The first effect is that the surface hardened layer 4 is kept at a low temperature.
High-speed removal using only oxygen gas. Thereby, the surface hardened layer 4 can be removed at a high speed without damaging the underlayer such as the insulating oxide film provided on the semiconductor substrate 1 and without causing popping. The reason is that the ion bombardment is used at a low temperature so that the rate becomes high even with only oxygen gas.
【0043】第2の効果は、硬化層4と非硬化層3を同
一のアッシングチャンバー内で処理できることである。
これにより経済性やスループットが高くなり、従来法と
比べるとスループットは約50% 高くなる。その理由は、
1つのプラズマ源を用いて、バイアスと温度により速度
制御しているためである。The second effect is that the cured layer 4 and the non-cured layer 3 can be processed in the same ashing chamber.
This increases economy and throughput, and increases throughput by about 50% compared to conventional methods. The reason is,
This is because the speed is controlled by the bias and the temperature using one plasma source.
【図1】図1は、本発明に係るレジスト除去工程を順に
示した概略断面図であり、図1(A)はレジストを塗布し
イオン注入して表面硬化層4が形成された状態を示すも
のであり、図1(B)は表面硬化層4が除去された状態、
図1(C) は非硬化層3が除去された状態をそれぞれ示す
図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view sequentially showing a resist removing step according to the present invention, and FIG. 1 (A) shows a state in which a resist is applied and ion-implanted to form a surface hardened layer 4; FIG. 1B shows a state in which the surface hardened layer 4 has been removed,
FIG. 1C is a diagram showing a state in which the non-cured layer 3 has been removed.
【図2】図2は、本発明に係るレジスト除去方法に於い
て、半導体基板1の温度制御手段として、上下可動ピン
を用いた場合のレジスト除去工程を順に示した概略断面
図であって、図2(A)〜図2(C)は、図1(A)〜
図1(C)にそれぞれ対応した図を示すものである。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view sequentially showing a resist removing step in a case where vertically movable pins are used as temperature control means of a semiconductor substrate 1 in a resist removing method according to the present invention; 2 (A) to 2 (C) show FIGS.
The figure corresponding to FIG.1 (C) is shown.
【図3】図3は、酸素とフッ素系との混合ガスにより表
面硬化層を除去する従来法のレジスト除去工程を工程順
に示した概略断面図であって、図3(A)〜図3(C)
は、図1(A)〜図1(C)にそれぞれ対応した図を示
すものである。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a conventional resist removing step of removing a surface hardened layer with a mixed gas of oxygen and fluorine based on the order of steps, and FIGS. 3 (A) to 3 ( C)
1 shows diagrams corresponding to FIGS. 1A to 1C, respectively.
【図4】図4は、H2プラズマを用いたRIEにより表面硬
化層を除去する従来法のレジスト除去工程を工程順に示
した概略断面図であって、図4(A)〜図4(C)は、
図1(A)〜図1(C)にそれぞれ対応した図を示すも
のである。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a conventional resist removing step of removing a surface hardened layer by RIE using H 2 plasma in the order of steps, and FIGS. 4 (A) to 4 (C). )
FIGS. 1A to 1C show diagrams respectively corresponding to FIGS.
【図5】図5は、通常アッシング後フッ素ラジカル(F
*)によりポッピング残渣を除去する従来法のレジスト
除去工程を工程順に示した概略断面図であって、図5
(A)〜図5(C)は、図1(A)〜図1(C)にそれ
ぞれ対応した図を示すものである。FIG. 5 is a diagram showing a fluorine radical (F) after normal ashing.
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a conventional resist removing step of removing a popping residue by *) in the order of steps, and FIG.
(A) to FIG. 5 (C) show diagrams corresponding to FIG. 1 (A) to FIG. 1 (C), respectively.
【図6】図6は、本発明に係るレジスト除去工程を示し
たフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart showing a resist removing step according to the present invention.
【図7】図7は、本発明に使用されるレジスト除去装置
の一具体例の構成を示す側面図である。FIG. 7 is a side view showing a configuration of a specific example of a resist removing apparatus used in the present invention.
【図8】図8は、本発明に使用されるレジスト除去装置
の一具体例の構成を示す側面図である。FIG. 8 is a side view showing the configuration of a specific example of a resist removing apparatus used in the present invention.
1…半導体基板、シリコンウエハ 2…フォトレジスト 3…非硬化層 4…表面硬化層 5… As+ 6…酸素イオン 10…酸素ラジカル 12…酸素ラジカル、フッ素ラジカル 13…酸素ラジカル、窒素ラジカル 14…窒素イオン、水素イオン 15…レジスト残渣 20…レジスト除去装置 21…密閉処理空間部 22…コイル 23…高周波電流源 24…イオン 25…ヒーター内蔵半導体基板支持部及び電極 26…バイアス手段 27…ランプ、発熱体 28…半導体基板支持部 30…温度制御装置 31…直流電源 32…上下可動ピン DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Semiconductor substrate, silicon wafer 2 ... Photoresist 3 ... Uncured layer 4 ... Surface hardened layer 5 ... As + 6 ... Oxygen ion 10 ... Oxygen radical 12 ... Oxygen radical, fluorine radical 13 ... Oxygen radical, nitrogen radical 14 ... Nitrogen ion Hydrogen ion 15 resist residue 20 resist removing device 21 sealed processing space 22 coil 23 high-frequency current source 24 ion 25 heater-supported semiconductor substrate support and electrode 26 bias means 27 lamp and heating element 28 ... Semiconductor substrate support 30 ... Temperature controller 31 ... DC power supply 32 ... Vertical movable pin
Claims (16)
注入によりその表面層が硬化したレジストの当該硬化層
部分をアッシング方法により除去するに際し、低温イオ
ン衝撃処理工程を介して当該レジストの表面硬化層を除
去する事を特徴とするレジスト除去方法。In a manufacturing process of a semiconductor device, when a hardened layer portion of a resist whose surface layer is hardened by ion implantation is removed by an ashing method, the surface hardening of the resist is performed through a low-temperature ion bombardment process. A method for removing a resist, comprising removing a layer.
導体装置を構成する基板の温度を低温に維持する工程、
イオン発生工程及び当該イオン発生工程に於いて発生せ
しめられたイオンにバイアスを印加する工程とから構成
されている事を特徴とする請求項1記載のレジスト除去
方法。2. The low-temperature ion bombardment treatment step includes: maintaining a temperature of a substrate forming the semiconductor device at a low temperature;
2. The resist removing method according to claim 1, further comprising an ion generating step and a step of applying a bias to the ions generated in the ion generating step.
は、当該基板の温度を120℃以下に設定する様に制御
するものである事を特徴とする請求項2記載のレジスト
除去方法。3. The method according to claim 2, wherein the step of maintaining the temperature of the substrate at a low temperature controls the temperature of the substrate to be set at 120 ° C. or lower.
イオン発生用ガスは、酸素ガス、酸素と窒素との混合ガ
ス、アルゴン、及びヘリウムから選択された一つのガス
である事を特徴とする請求項2記載のレジスト除去方
法。4. The ion generating gas used in the ion generating step is a gas selected from oxygen gas, a mixed gas of oxygen and nitrogen, argon, and helium. The method for removing a resist according to claim 2.
注入によりその表面層が硬化したレジストの当該硬化層
部分をアッシング方法により除去するに際し、低温イオ
ン衝撃処理工程を介して当該レジストの表面硬化層を除
去する第1の工程と、ダウンフロープラズマ処理工程を
介して当該表面硬化層が除去されたあとの当該レジスト
の非硬化層を除去する第2の工程とから構成されている
事を特徴とするレジスト除去方法。5. In a manufacturing process of a semiconductor device, when a hardened layer portion of a resist whose surface layer is hardened by ion implantation is removed by an ashing method, a surface hardening of the resist is performed through a low-temperature ion bombardment process. A first step of removing a layer and a second step of removing an uncured layer of the resist after the surface cured layer has been removed through a downflow plasma treatment step. Resist removal method.
ラズマ処理である事を特徴とする請求項5記載のレジス
ト除去方法。6. The method according to claim 5, wherein the second step is a high-temperature down-flow plasma process.
のイオンが使用されるものである事を特徴とする請求項
5又は6に記載のレジスト除去方法。7. The method according to claim 5, wherein the same ion is used in the first and second steps.
生用ガスは、酸素ガス、酸素と窒素との混合ガス、アル
ゴン、及びヘリウムから選択された一つのガスである事
を特徴とする請求項5乃至7の何れかに記載のレジスト
除去方法。8. The ion generating gas used for generating said ions is one gas selected from oxygen gas, a mixed gas of oxygen and nitrogen, argon, and helium. 8. The method for removing a resist according to any one of 5 to 7.
内で実行されるものである事を特徴とする請求項5乃至
8の何れかに記載のレジスト除去方法。9. The method according to claim 5, wherein the first and second steps are performed in a single processing area.
ン注入によりその表面層の一部が硬化したレジスト層を
有する半導体基板表面に設けられたレジストをアッシン
グ方法により除去する為に使用されるレジスト除去装置
であって、当該レジスト除去装置は、イオンを発生させ
うるガス体を内蔵する密閉処理空間部、当該密閉処理空
間部内のガス体をイオン化するイオン発生手段、当該イ
オン発生手段に於いて発生せしめられたイオンにバイア
スを印加するバイアス手段、当該半導体基板を保持する
手段及び当該半導体基板の温度を制御する温度制御手段
とから構成されている事を特徴とするレジスト除去装
置。10. A resist used for removing, by an ashing method, a resist provided on a surface of a semiconductor substrate having a resist layer in which a part of a surface layer is hardened by ion implantation in a manufacturing process of a semiconductor device. A resist removing apparatus, wherein the resist removing apparatus includes: a sealed processing space portion containing a gas body capable of generating ions; ion generating means for ionizing the gas body in the sealed processing space portion; A resist removing apparatus, comprising: a bias unit for applying a bias to the applied ions; a unit for holding the semiconductor substrate; and a temperature control unit for controlling the temperature of the semiconductor substrate.
硬化層部分をアッシング方法により除去するに際して
は、該イオン発生手段、当該バイアス手段が駆動せしめ
られると共に、該温度制御手段は、当該半導体基板の温
度を相対的に低い温度に維持する様に駆動制御され、低
温イオン衝撃処理が実行される様に構成されている事を
特徴とする請求項10記載のレジスト除去装置。11. When removing the hardened layer portion of the resist in which the surface layer is hardened by the ashing method, the ion generating means and the biasing means are driven, and the temperature control means is used for controlling the temperature of the semiconductor substrate. 11. The resist removing apparatus according to claim 10, wherein driving is controlled so as to maintain the temperature at a relatively low temperature, and a low-temperature ion bombardment process is performed.
ジストを除去するに際しては、該イオン発生手段が駆動
せしめられると共に、該温度制御手段は、当該半導体基
板の温度を相対的に低い温度から相対的に高い温度の何
れかに維持する様に駆動制御され、ダウンフロープラズ
マ処理もしくは高温ダウンフロープラズマ処理の何れか
が実行される様に構成されている事を特徴とする請求項
10記載のレジスト除去装置。12. When removing the resist after the cured layer portion is removed, the ion generating means is driven, and the temperature control means reduces the temperature of the semiconductor substrate to a relatively low temperature. 11. The apparatus according to claim 10, wherein the driving is controlled so as to maintain the temperature at a relatively high level from the start, and either the down-flow plasma processing or the high-temperature down-flow plasma processing is executed. Resist removal equipment.
装置内に於いて、当該イオンが該半導体基板の一主面に
向けて加速される様な方向に付加的な電界を形成する様
に構成されたものである事を特徴とする請求項10又は
11記載のレジスト除去装置。13. The biasing means is configured to form an additional electric field in the resist removing device in a direction such that the ions are accelerated toward one main surface of the semiconductor substrate. The resist removing apparatus according to claim 10, wherein the resist removing apparatus is used.
を直接的若しくは間接的に加熱する熱源で構成されてい
る事を特徴とする請求項10乃至13の何れかに記載の
レジスト除去装置。14. The resist removing apparatus according to claim 10, wherein said temperature control means is constituted by a heat source for directly or indirectly heating said semiconductor substrate.
と適宜の当該熱源からの距離を任意に調整しえる手段を
含んでいる事を特徴とする請求項14記載のレジスト除
去装置。15. The resist removing apparatus according to claim 14, wherein said temperature control means includes means for arbitrarily adjusting a distance between said semiconductor substrate and said heat source.
ては、酸素ガス、酸素と窒素との混合ガス、アルゴン、
及びヘリウムから選択された一つのガスである事を特徴
とする請求項10乃至15の何れかに記載のレジスト除
去装置。16. A gas body capable of generating the ions includes oxygen gas, a mixed gas of oxygen and nitrogen, argon,
16. The resist removing apparatus according to claim 10, wherein the gas is one gas selected from the group consisting of helium and helium.
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