DE4217836C2

DE4217836C2 - Photolackentfernungsverfahren

Info

Publication number: DE4217836C2
Application number: DE4217836A
Authority: DE
Inventors: Tatsushi Nishina; Takafumi Maeda; Shin Hasebe
Original assignee: Toyoda Jidoshokki Seisakusho KK; Toyoda Automatic Loom Works Ltd
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 1991-05-30
Filing date: 1992-05-29
Publication date: 1995-06-08
Anticipated expiration: 2012-05-30
Also published as: JPH04352157A; KR960007620B1; TW209911B; US5503964A; DE4217836A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Photolackentfernungsverfahren zur wirksamen Entfernung eines Photolacks, der Fremdstoffe in einer hohen Konzentra tion enthält und aufgebracht wird, bevor eine hohe Dosis von Ionen in eine Halbleiterscheibe injiziert wird.

Bei der Fertigung von Halbleiterbauelementen wird im allgemei meinen in gewisse Teile einer Halbleiterscheibe eine hohe Do sis von Ionen injiziert, um z. B. einen Halbleiterbereich mit hoher Leitfähigkeit zu bilden. In diesem Fall wird auf die Oberfläche der Halbleiterscheibe ein Photolack aufgebracht, um den Bereich, in dem die hohe Dosis von Ionen nicht benötigt wird, zu maskieren bzw. abzudecken, jedoch wird die Qualität der Photolackzusammensetzung durch die hohe Dosis von Ionen oft stark verschlechtert. Infolgedessen kann der Photolack, dessen Qualität verschlechtert ist, durch die üblichen Verfahren zu seiner Entfernung bei einer Nachbehandlung nur durch eine chemische Reaktion, bei der O₂-Plasma (Sauerstoff- Gasplasma) verwendet wird, nicht wirksam entfernt werden. Be sonders in dem Fall, daß die Dosis 1·10¹⁵ Ionen/cm² oder mehr beträgt, kann der Photolack nicht wirksam entfernt werden, was zu einer unvollständigen Entfernung führt.

Um die vorstehend beschriebenen Probleme zu vermeiden, werden zur Entfernung eines Photolacks üblicherweise die folgenden Verfahren angewandt, und zwar beispielsweise:

1. ein Verfahren, bei dem die Reaktion eines Photolacks mit dem O₂-Plasma durch Beimischen von H₂ (Wasserstoffgas) beschleu nigt wird,
2. ein Verfahren, bei dem die Reaktion eines Photolacks mit z. B. dem O₂-Plasma durch Anlegen eines elektrischen Hochfrequenz feldes an eine Halbleiterscheibe beschleunigt wird, und
3. ein Verfahren, bei dem erzwungen wird, daß UV-Ozon, das durch die Bestrahlung des O₂-Plasmas mit langwelligen Ultraviolett strahlen erhalten wird, mit einem Photolack reagiert.

Fig. 1A bis 1D zeigen Prozesse zur Erläuterung des üblichen Photolackentfernungsverfahrens, bei dem das vorstehend beschrie bene Verfahren 1, bei dem H₂ beigemischt wird, und das vorste hend beschriebene Verfahren 2, bei dem ein elektrisches Hoch frequenzfeld angelegt wird, in Kombination angewandt werden.

Wie in Fig. 1A gezeigt ist, wird ein Photolack 2 selektiv, d. h., mit Ausnahme der Bereiche, in die eine hohe Dosis von Ionen injiziert wird, auf die Oberfläche einer aus Materialien wie z. B. Si (Silicium) hergestellten Halbleiterscheibe 1 aufge bracht.

Danach werden, wie in Fig. 1B gezeigt ist, p-Fremdstoffe wie z. B. B (Bor) und n-Fremdstoffe wie z. B. As (Arsen) oder P (Phosphor) bei einer Atmosphäre mit hoher Temperatur oberhalb der Halbleiterscheibe 1, auf die der Photolack 2 selektiv aufge bracht worden ist, in hoher Dichte (in Fig. 1B mit "+" be zeichnet) injiziert. Eine hohe Dosis von Ionen wird in die frei zugänglichen Bereiche der Oberfläche der Halbleiter scheibe 1, d. h., in die Bereiche, die nicht mit dem Photolack 2 bedeckt sind, injiziert. Gleichzeitig wird die hohe Dosis von Ionen in den Photolack 2 selbst injiziert, wodurch die Ver schlechterung der Qualität der Photolackzusammensetzung 2 verur sacht wird.

Danach wird, wie in Fig. 1C gezeigt ist, der Halbleiterscheibe 1, in die die hohe Dosis von Ionen injiziert worden ist, eine Gasmischung aus O₂ und H₂ zugeführt. Dann reagiert der auf die Halbleiterscheibe 1 aufgebrachte Photolack 2 unter dem Einfluß eines (nachstehend beschriebenen) elektrischen Hochfrequenz feldes chemisch mit der Gasmischung aus O₂ und H₂ und wird schließlich zu CO₂ (Kohlendioxid) und H₂O (Wasser) zersetzt.

Wie in Fig. 1D gezeigt ist, kann der selektiv auf die Oberflä che der Halbleiterscheibe 1 aufgebrachte Photolack 2 unter Anwen dung eines Mikrowellen-Veraschungssystems 3 entfernt werden. (Unter "Veraschung" ist in diesem Fall die Entfernung bzw. Ab lösung des Photolacks durch Plasmaeinwirkung zu verstehen.) D. h., die Halbleiterscheibe 1 wird auf einem Probentisch 3b ange bracht, der sich innerhalb einer Kammer 3a des Mikrowellen- Veraschungssystems 3 befindet, und wird durch eine Hochfre quenzstromquelle 3c (Schwingungsfrequenz: 13,56 MHz) mit einem elektrischen Hochfrequenzfeld versorgt. In der Kammer 3a wird die in die Kammer 3a eingeführte Gasmischung aus O₂ und H₂ durch Mikrowellen (Schwingungsfrequenz: 2,45 GHz), die aus ei ner Richtkammer 3d eingeführt werden, angeregt. Als Folge wer den O₂ und H₂ in ein O₂-Plasma (einschließlich z. B. Sauer stoffradikalen) bzw. ein H₂-Plasma umgewandelt. Das resultie rende Plasma wird unter dem Einfluß des durch die Hochfre quenzstromquelle 3c erzeugten elektrischen Hochfrequenzfeldes von der Halbleiterscheibe 1 angezogen und reagiert aktiv mit dem Photolack 2.

Folglich wird bei dem vorstehend beschriebenen Prozeß durch die Wirkung des H₂ und des elektrischen Hochfrequenzfeldes er zwungen, daß der Photolack 2 chemisch reagiert, obwohl die Qualität der selektiv auf die Oberfläche der Halb leiterscheibe 1 aufgebrachten Photolackzusammensetzung 2 durch die Injektion der hohen Dosis von Ionen stark verschlechtert worden ist. Als Folge kann der Photolack 2 wirksam von der Halb leiterscheibe 1 entfernt werden, wodurch eine unvollständige Entfernung verhindert wird.

Das in Fig. 1 gezeigte Photolackentfernungsverfahren ermöglicht zwar eine wirksame Entfernung des Photolacks 2 von der Halblei terscheibe 1, jedoch weist das Verfahren die folgenden Proble me auf:

1. Die Gasmischung aus O₂ und H₂ kann in Abhängigkeit von ih rem Mischungsverhältnis leicht eine Explosion verursachen.
2. Das an die Halbleiterscheibe 1 angelegte elektrische Hoch frequenzfeld erkennt in der Halbleiterscheibe 1 keine physika lischen oder mechanischen Fehler.

Das Verfahren, bei dem UV-Ozon mit dem Photolack reagiert, weist das folgende Problem auf:

3. Der Photolack 2 kann nicht so wirksam entfernt werden, wie es in Fig. 1 gezeigt ist. Der restliche Photolack muß deshalb bei einer Nachbehandlung durch einen Naßätzprozeß entfernt werden. Dabei kann nicht vermieden werden, daß die Dicke von Isola tionsschichten wie z. B. thermischen Oxidationsschichten, die auf die Oberfläche einer Halbleiterscheibe aufgebracht worden sind, verringert wird.

Das heißt, die üblichen Photolackentfernungsverfahren weisen noch Probleme hinsichtlich der sicheren Fertigung (siehe das vor stehend erwähnte Problem 1) und hinsichtlich der Zuverlässig keit von Halbleiterbauelementen (siehe die vorstehend erwähn ten Probleme 2 und 3) auf.

In der US 4,938,839 ist ein Photolackentfernungsverfahren beschrieben, das in Kombination mit einem Prozeß zur Injektion einer hohen Dosis von Ionen angewandt wird, bei dem in eine Halbleiterscheibe eine hohe Dosis von Fremdionen injiziert wird, gemäß dem der Photolack nach der Ioneninjektion mittels O₂- Plasma entfernt wird, und die Halbleiterscheibe während des Veraschungsschritts gekühlt wird.

An dieses Verfahren kann sich ggf. ein naßchemischer Ätzschritt anschließen.

In der DE 34 19 217 A1 ist ein Verfahren zum Härten von Photolack beschrieben, wobei der Photolack durch UV- Strahlung gehärtet und gleichzeitig einer ansteigenden Temperatur ausgesetzt wird, während aufgrund der Bestrahlung der Polymerisationsgrad zunimmt.

In der Europäischen Patentanmeldung EP 0 386 609 A1 ist ein Photolackentfernungsverfahren beschrieben, wobei der Photolack nach der Ionenimplantation mittels eines Plasmas, das durch Anregung eines Gases, das Wasser enthält, erhalten worden ist, entfernt wird.

Ebenso beschreibt die US 4,861,732 ein Photolackentfernungsverfahren mittels Plasmabestrahlung.

In der Europäischen Patentanmeldung EP 0 304 068 A2 ist ein Zweistufen-Photolackentfernungsverfahren beschrieben, wobei in einer ersten Stufe ein Teil des Photolacks mittels Plasma entfernt wird, und anschließend der verbleibende untere Bereich der Photolackschicht mittels eines Naßätzverfahrens entfernt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Photolackentfer nungsverfahren bereitzustellen, bei dem eine sichere Fertigung und die Erzielung zuverlässiger Halbleiterbauelemente gewähr leistet sind.

Erfindungsgemäß wird ein Photolackentfernungsverfahren zur Verfügung gestellt, das in Kombination mit einem Prozeß der Injektion einer hohen Dosis von Ionen angewandt wird, bei welchem in eine Halbleiterscheibe, die an der Oberfläche partiell mit einem mittels langwelliger Ultraviolettstrahlen gehärteten Photolack versehen ist, eine hohe Dosis an Fremdionen injiziert wird, und bei dem anschließend ein Photolack-Veraschungsschritt durchgeführt wird, bei dem der Photolack nach dem Prozeß der Injektion der hohen Dosis von Ionen entfernt wird, indem erzwungen wird, daß der Photolack bei einer festgelegten Temperatur mit einem O₂-Plasma reagiert, wobei das O₂-Plasma durch Anwendung von Mikrowellen erzeugt wird, wobei das Photolackentfernungsverfahren gekennzeichnet ist durch einen Photolackhärtungsschritt, bei dem der Photolack durch seine gesamte Tiefe gleichmäßig gehärtet wird, indem mit dem Photolack vor dem Prozeß der Injektion der hohen Dosis an Ionen ein Prozeß der Bestrahlung mit langwelligen Ultraviolettstrahlen und ein Wärmebehandlungsprozeß durchgeführt werden, und durch einen Photolack- Veraschungsschritt, der bei einer Temperatur von 100 bis 200°C und vorgegebenem Druck ohne Anlegen eines Hochfrequenzfeldes an die Halbleiterscheibe erfolgt.

Die Erfindung kann auf ein Photolackentfernungsverfahren ange wandt werden, das in Kombination mit einem Prozeß der Injek tion einer hoher Dosis von Ionen angewendet wird, bei dem ei ner Halbleiterscheibe, auf deren Oberfläche ein durch langwellige Ultraviolettstrahlen gehärteter Photolack selektiv aufgebracht worden ist, ein Fremdstoff mit hoher Dosierung zugeführt wird. D. h., die Erfindung umfaßt einen Photolackhärtungsschritt, bei dem der Photolack durch seine Behandlung in einem Prozeß der Be strahlung mit langwelligen Ultraviolettstrahlen und einem Wärmebe handlungsprozeß gleichmäßig gehärtet wird, bevor ein Prozeß der Injektion einer hohen Dosis von Ionen durchgeführt wird. Sie umfaßt zusätzlich einen Photolack-Veraschungsschritt, bei dem der Photolack nach dem Prozeß der Injektion einer hohen Dosis von Ionen entfernt wird, indem erzwungen wird, daß der Photolack bei einer Temperatur von 100 bis 200°C mit O₂-Plasma reagiert, das durch Mikrowellen angeregt worden ist.

Bei der vorstehend beschriebenen Ausführung wird der Photolack bei dem Photolackhärtungsprozeß gleichmäßig gehärtet, wodurch die Hitzebeständigkeit des Photolacks bis auf 300°C verbessert wird, so daß der Photolack einer Hitzebehandlung bei dem folgen den Prozeß der Injektion einer hohen Dosis von Ionen in aus reichendem Maße standhalten kann. Dann wird der Photolack nach der Durchführung des Prozesses der Injektion einer hohen Dosis von Ionen mit der Halbleiterscheibe bei dem Photolackveraschungs prozeß entfernt, bei dem erzwungen wird, daß der Photolack bei einer festgelegten Temperatur von 100 bis 200°C und vorgegebenem Druck von 267 bis 667 Pa mit O₂-Plasma reagiert, das durch Mikrowellen angeregt worden ist. Während der vorstehend beschriebenen Prozesse wird kein H₂ verwendet und wird an die Halbleiterscheibe kein elektrisches Hochfrequenzfeld angelegt. Die Prozesse können deshalb sicher durchgeführt werden, und ein Halbleiterbauelement kann mit hoher Zuverlässigkeit gefer tigt werden.

Die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung werden nach stehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Prozeß eines üblichen Photolackentfernungs verfahrens, das einen Schritt, bei dem H₂ beigemischt wird, und einen Schritt, bei dem ein elektrisches Hochfrequenzfeld angelegt wird, umfaßt.

Fig. 2 zeigt einen Prozeß des auf eine Ausführungsform der Erfindung angewandten Photolackentfernungsverfahrens.

Fig. 3 zeigt die Änderung der Zahl der anhaftenden Teilchen für den Fall, daß der Druck in der Kammer verändert wird, wäh rend die Ausgangsleistung von Mikrowellen auf einen bestimmten Wert festgelegt wird.

Fig. 4 zeigt die Änderung der Photolack-Veraschungsgeschwindig keit für den Fall, daß der Druck in der Kammer verändert wird, während die Ausgangsleistung von Mikrowellen auf einen be stimmten Wert festgelegt wird.

Fig. 5 zeigt die Änderung der Photolack-Veraschungsgeschwindig keit für den Fall, daß die Ausgangsleistung von Mikrowellen verändert wird, während der Druck in der Kammer auf einen be stimmten Wert festgelegt wird.

Fig. 2A bis 2D zeigen Prozesse des auf eine Ausführungsform der Erfindung angewandten Photolackentfernungsverfahrens.

Wie in Fig. 2A gezeigt ist, wird ein durch langwellige Ultravio lettstrahlen härtbarer Photolack 12 selektiv, d. h., mit Ausnahme der Bereiche, in die eine hohe Dosis von Ionen injiziert wer den muß, auf die Oberfläche einer z. B. aus Si hergestellten Halbleiterscheibe 11 aufgebracht. Der Photolack besteht bei spielsweise aus positiven Novolakmaterialien, und die Dicke seiner Schicht beträgt höchstens 5 µm.

Danach werden, wie in Fig. 2B (Resisthärtungsprozeß) gezeigt ist, mit dem durch langwellige Ultraviolettstrahlen härtbaren Photolack 12, das selektiv auf die Oberfläche der Halbleiterscheibe 11 aufgebracht worden ist, ein Prozeß der Bestrahlung mit langwelligen Ultraviolettstrahlen (nachstehend als "UV-Bestrahlung" be zeichnet) und ein Wärmebehandlungsprozeß (nachstehend als "Wärmebehandlung" bezeichnet) durchgeführt. D. h., bei dieser Ausführungsform wird die Temperatur linear von 120°C auf 200°C erhöht, während der Photolack 80 s lang mit den langwelligen Ultra violettstrahlen bestrahlt wird. Die Temperatur des Photolacks wird in anderen Fällen bis auf 250°C erhöht. Der durch langwellige Ultraviolettstrahlen härtbare Photolack 12 wird gehärtet, indem pro Photon eine durch die UV-Bestrahlung erhaltene Energie h·ν (J) (worin h das Plancksche Wirkungsquantum bedeutet und ν ei ne bestimmte Frequenz langwelliger Ultraviolettstrahlen bedeutet) aufgenommen wird. Der Photolack 12 kann dann aktiv gehärtet wer den, indem ein flüchtiges Lösungsmittel, das in dem Photolack 12 enthalten ist, durch Wärmebehandlung bei etwa 200°C verflüch tigt wird. Die UV-Bestrahlungs- und Wärmebehandlungsprozesse arbeiten deshalb wirksamer, wenn sie gleichzeitig durchgeführt werden. Durch die Durchführung dieser Verfahren wird der durch langwellige Ultraviolettstrahlen härtbare Photolack 12 von der Ober fläche durch seine gesamte Tiefe gleichmäßig gehärtet, und die Hitzebeständigkeit wird bis auf 300°C verbessert.

Danach werden, wie in Fig. 2C (Prozeß der Injektion einer ho hen Dosis von Ionen) gezeigt ist, p-Fremdstoffe wie z. B. B (Bor) und n-Fremdstoffe wie z. B. As (Arsen) oder P (Phosphor) in einer Atmosphäre mit hoher Temperatur von oben in die Halb leiterscheibe 11, auf der der Photolack 12 gehärtet worden ist, in hoher Dichte (in Fig. 2C mit "+" bezeichnet) injiziert. Ei ne hohe Dosis von Ionen wird in die frei zugänglichen Berei che der Oberfläche der Halbleiterscheibe 11, d. h., in die Be reiche, die nicht mit dem Photolack 12 bedeckt sind, injiziert. Die Dosis beträgt in Anbetracht des Wirkungsgrades des folgen den Veraschungssystems z. B. etwa 1·10¹⁵ Ionen/cm². Gleichzei tig wird die hohe Dosis von Ionen in den Photolack 12 selbst in jiziert. Da der Photolack 12 bei dem vorangehenden Photolackhär tungsprozeß gehärtet und seine Hitzebeständigkeit bis auf etwa 300°C verbessert worden ist, wird die Qualität der Photolackzu sammensetzung durch die Injektion der hohen Dosis von Ionen in der Atmosphäre mit hoher Temperatur nicht stark verschlech tert.

Danach wird, wie in Fig. 2D (Photolack-Veraschungsprozeß) ge zeigt ist, der Halbleiterscheibe 11, in die die hohe Dosis von Ionen injiziert worden ist, O₂-Plasma zugeführt. Das auf die Halbleiterscheibe 11 aufgebrachte gehärtete Photolack 12 reagiert dann in der Atmosphäre mit hoher Temperatur (100 bis 200°C) chemisch mit dem O₂-Plasma und wird zu CO₂ (Kohlendioxid) zer setzt.

Wie in Fig. 2E gezeigt ist, kann der selektiv auf die Ober fläche der Halbleiterscheibe 11 aufgebrachte Photolack 12 unter Anwendung eines durch Mikrowellen angeregten Plasma-Ver aschungssystems 13 entfernt werden. D. h., die Halbleiterschei be 11 wird auf einem Probentisch 13b angebracht, der sich in nerhalb einer Kammer 13a befindet, die unter einen festgeleg ten Druck gesetzt wird. O₂, der dieser Kammer 13a zugeführt wird, wird durch festgelegte Mikrowellen (Schwingungsfrequenz: 2,45 GHz), die aus einer Richtkammer 13c eingeführt werden, angeregt. Als Folge wird O₂ in O₂-Plasma umgewandelt. Das re sultierende O₂-Plasma reagiert in normaler Weise mit dem ge härteten Photolack 12, der sich auf der Oberflä che der auf dem Probentisch 13b angebrachten Halbleiterscheibe 11 befindet. Der Photolack 12 wird auf diese Weise erfolgreich entfernt.

Der Druck innerhalb der Kammer 13a in dem Mikrowellen-Ver aschungssystem 13 und die Ausgangsleistung der Mikrowellen sind Parameter für die Festlegung des Wirkungsgrades der Ent fernung des Photolacks 12 nach seiner Härtung auf der Halbleiter scheibe 11. Nachstehend sind tatsächliche Werte angegeben, die den Wirkungsgrad der Entfernung des Photolacks 12 für den Fall zeigen, daß der Druck innerhalb der Kammer 13a und die Aus gangsleistung von Mikrowellen verändert werden. Die Vorbedin gungen sind wie folgt: Schichtdicke des Photolacks 12=1,27 µm; Wärmebehandlungstemperatur für die Photolackhärtung=200°C; Do sis von B bei der Injektion einer hohen Dosis von Ionen= 1·10¹⁶ Ionen/cm²; zugeführte O₂-Menge während der Veraschung des Photolacks=250 cm³/min und Temperatur innerhalb der Kammer 13a während der Veraschung des Photolacks=180°C.

Fig. 3 zeigt Änderungen der Zahl der anhaftenden Teilchen für den Fall, daß die Ausgangsleistung von Mikrowellen auf einen bestimmten Wert festgelegt und der Druck innerhalb der Kammer 13a verändert wird. Der Durchmesser der gemessenen Teilchen beträgt 2 µm oder mehr, und die Zahl der anhaftenden Teilchen befindet sich auf der 101,6-mm-Halbleiterscheibe 11.

Wie in Fig. 3 gezeigt ist, beträgt die Zahl der an der Ober fläche der Halbleiterscheibe 11 anhaftenden Teilchen bei ei nem Druck von etwa 0 Pa innerhalb der Kammer 13a 10 000 Teil chen/Scheibe, wenn die Ausgangsleistung der Mikrowellen auf 800 W (in Fig. 3 mit dem Zeichen "×" bezeichnet) festgelegt wird. Wenn der Druck innerhalb der Kammer 13a allmählich er höht und auf einen Wert im Bereich von 267 bis 667 Pa einge stellt wird, kann ein bestimmter Bereich erhalten werden, bei dem die Zahl der anhaftenden Teilchen um 100 Teilchen/Scheibe herum stabil ist, d. h., der optimale Bereich für das Ablösen (Strippen) des Photolacks 12 nach der Injektion der hohen Dosis von Ionen kann festgelegt werden. Wenn der Druck innerhalb der Kammer 13a einen Wert von 667 Pa überschreitet, wird die Plas maentladung instabil, was für das Ablösen des Photolacks 12 un günstig ist. Ebenso kann unter dem Druck von 267 bis 667 Pa ein stabiler Bereich, bei dem die Zahl der anhaftenden Teil chen etwa 100 Teilchen/Scheibe beträgt, erhalten werden, wenn die Ausgangsleistung der Mikrowellen auf 1000 W (in Fig. 3 mit dem Zeichen "○" bezeichnet) festgelegt wird. Demnach kann gefolgert werden, daß die Zahl der an der Oberfläche der Halb leiterscheibe 11 anhaftenden Teilchen von dem Druck innerhalb der Kammer 13a und nicht von der Ausgangsleistung der Mikro wellen abhängt und daß der Druck innerhalb der Kammer 13a in dem Bereich von 267 bis 667 Pa eingestellt werden sollte. Der optimale Bereich beträgt 400 bis 533 Pa. Der minimale Wert liegt bei 133 Pa, jedoch ist die Ablösewirkung in diesem Fall verschlechtert.

Fig. 4 zeigt die Änderung der Veraschungsgeschwindigkeit des Photolacks 12 für den Fall, daß der Druck innerhalb der Kammer 13a verändert wird, während die Ausgangsleistung von Mikrowel len auf einen bestimmten Wert festgelegt wird.

Wie in Fig. 4 gezeigt ist, erreicht die Veraschungsgeschwin digkeit unter einem Druck von 267 Pa den maximalen Wert von mehr als 3 µm/min, wenn die Ausgangsleistung der Mikrowellen auf 800 W (in Fig. 4 mit den Zeichen "×" bezeichnet) festge legt und der Druck innerhalb der Kammer 13a von etwa 0 Pa ausgehend allmählich erhöht wird. Die Zunahme der Veraschungsgeschwin digkeit hört auf, wenn ein Druck von 267 Pa innerhalb der Kam mer 13a überschritten ist. Ein ähnliches Ergebnis kann erhal ten werden, wenn die Ausgangsleistung der Mikrowellen auf 1000 W (in Fig. 4 mit den Zeichen "○" bezeichnet) festgelegt wird. D.h., die Veraschungsgeschwindigkeit erreicht den maximalen Wert von fast 4 µm unter einem Druck von 267 Pa, und die Ge schwindigkeit ist etwas höher als bei einer 800 W betragenden Ausgangsleistung der Mikrowellen. Die Veraschungsgeschwindig keit des Photolacks 12 nimmt folglich mit der Ausgangsleistung der Mikrowellen monoton zu.

Fig. 5 zeigt die Änderung der Veraschungsgeschwindigkeit des Photolacks 12 für den Fall, daß die Ausgangsleistung von Mikro wellen verändert wird, während der Druck innerhalb der Kammer 13a auf einen bestimmten Wert festgelegt wird.

Wie in Fig. 5 gezeigt ist, beträgt die Veraschungsgeschwin digkeit etwa 2 µm/min, wenn die Mikrowellen eine Ausgangslei stung von 800 W haben. Diese ist fast dieselbe wie die Ver aschungsgeschwindigkeit, wenn die Ausgangsleistung der Mikro wellen 1000 W beträgt, falls der Druck in der Kammer 13a auf einen bestimmten Wert (in diesem Fall auf 600 Pa) festgelegt wird und die Ausgangsleistung der Mikrowellen allmählich er höht wird (siehe Fig. 4). Wenn jedoch die Ausgangsleistung der Mikrowellen auf 1200 W erhöht wird, überschreitet die Ver aschungsgeschwindigkeit 3 µm/min, obwohl der Druck innerhalb der Kammer 13a einen Wert von 600 Pa zeigt. Die Veraschungsge schwindigkeit des Photolacks 12 nimmt folglich mit der Ausgangs leistung der Mikrowellen monoton zu.

Gemäß den vorstehend beschriebenen tatsächlichen Werten sollte der Druck innerhalb der Kammer 13a in dem Bereich von 267 bis 667 Pa (vorzugsweise von 400 bis 533 Pa) liegen, damit der Photolack 12 auf der Oberfläche der Halbleiterscheibe 11 bei dem Photolack-Veraschungsprozeß unter Anwendung des Mikrowellen-Ver aschungssystems 13 wirksam entfernt wird. Unter dieser Bedin gung muß die Ausgangsleistung der Mikrowellen auf den höch sten möglichen Wert erhöht werden, wenn die Veraschungsge schwindigkeit des Photolacks 12 erhöht werden muß.

Wie vorstehend beschrieben wurde, realisiert die Erfindung eine sichere Fertigung und eine hohe Zuverlässigkeit bei der Fertigung von Halbleitern, weil kein H₂ verwendet wird und an eine Halbleiterscheibe kein elektrisches Hochfrequenzfeld an gelegt wird. Außerdem kann ein Photolack nach der Injektion ei ner hohen Dosis von Ionen leicht mit einer hohen Geschwindig keit entfernt werden, obwohl kein H₂ verwendet wird und an ei ne Halbleiterscheibe kein elektrisches Hochfrequenzfeld ange legt wird. Folglich können unter Anwendung der vorstehend be schriebenen Halbleiterscheiben Halbleiterbauelemente mit aus gezeichneter Ausbeute und ausgezeichnetem Wirkungsgrad herge stellt werden.

Claims

1. Photolackentfernungsverfahren, das in Kombination mit einem Prozeß der Injektion einer hohen Dosis von Ionen angewandt wird, bei welchem in eine Halbleiterscheibe, die an der Oberfläche partiell mit einem mittels langwelliger Ultraviolettstrahlen gehärteten Photolack versehen ist, eine hohe Dosis an Fremdionen injiziert wird, und bei dem anschließend ein Photolack-Veraschungsschritt durchgeführt wird, bei dem der Photolack nach dem Prozeß der Injektion der hohen Dosis von Ionen entfernt wird, indem erzwungen wird, daß der Photolack bei einer festgelegten Temperatur mit einem O₂-Plasma reagiert, wobei das O₂-Plasma durch Anwendung von Mikrowellen erzeugt wird, wobei das Photolackentfernungsverfahren gekennzeichnet ist durch einen Photolackhärtungsschritt, bei dem der Photolack durch seine gesamte Tiefe gleichmäßig gehärtet wird, indem mit dem Photolack vor dem Prozeß der Injektion der hohen Dosis an Ionen ein Prozeß der Bestrahlung mit langwelligen Ultraviolettstrahlen und ein Wärmebehandlungsprozeß durchgeführt werden, und durch einen Photolack-Veraschungsschritt, der bei einer Temperatur von 100 bis 200°C und vorgegebenem Druck ohne Anlegen eines Hochfrequenzfeldes an die Halbleiterscheibe erfolgt.

2. Photolackentfernungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der festgelegte Druck, unter dem der Photolack bei dem Photolack-Veraschungsschritt mit dem O₂-Plasma reagiert, in dem Bereich von 267 bis 667 Pa liegt.

3. Photolackentfernungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Photolack bei dem Photolack-Veraschungsschritt nach dem Photolackhärtungsschritt mit dem O₂-Plasma in einer At mosphäre mit hoher Temperatur chemisch reagiert.

4. Photolackentfernungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß der Photolack-Veraschungsschritt unter Anwen dung eines durch ein Mikrowellen-Anregungsverfahren betriebe nen Plasma-Veraschungssystems durchgeführt wird.

5. Photolackentfernungsverfahren nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß die Schwingungsfrequenz der Mikrowellen des Mi krowellen-Veraschungssystems 2,45 GHz beträgt.