JP2000114241A - レジスト除去方法 - Google Patents

レジスト除去方法

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JP2000114241A
JP2000114241A JP27734498A JP27734498A JP2000114241A JP 2000114241 A JP2000114241 A JP 2000114241A JP 27734498 A JP27734498 A JP 27734498A JP 27734498 A JP27734498 A JP 27734498A JP 2000114241 A JP2000114241 A JP 2000114241A
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JP
Japan
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gas
resist
ratio
etching
oxygen
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JP27734498A
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English (en)
Inventor
Atsushi Yamamoto
淳 山本
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Asahi Kasei Microsystems Co Ltd
Asahi Kasei Microdevices Corp
Original Assignee
Asahi Kasei Microsystems Co Ltd
Asahi Kasei Microdevices Corp
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  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
  • ing And Chemical Polishing (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】プラズマエッチングによるレジスト除去方法に
おいて、腐食成分の除去およびレジスト除去の両方が十
分に行われる方法を提供する。 【解決手段】レジスト除去のためのプラズマエッチング
を、酸素ガスとアルコールガスとの混合ガスを用いて、
2段階以上に分けて行う。各段階で使用する混合ガスの
酸素に対するアルコールの比率を前段階よりも後段階で
低く設定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ウエハに形成され
たアルミニウム系薄膜に対してレジストパターンをマス
クとしたエッチングを行った後に、酸素とアルコールの
混合ガスを用いたプラズマエッチングを行うことによ
り、このウエハに付着しているレジストおよび腐食成分
を除去する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、ウエハ上にアルミニウム配線
層を形成する際には、先ず、ウエハ上にアルミニウムま
たはアルミニウム合金でアルミニウム系薄膜を形成し、
この薄膜の上にレジスト膜を形成する。次に、このレジ
スト膜に、フォトリソグラフィ工程により配線パターン
に対応させたパターンを形成する。次に、このレジスト
パターンをマスクとして、塩素や三塩化ホウ素等の塩素
系ガスを用いたプラズマエッチングを行うことにより、
前記薄膜に配線パターンを転写する。
【0003】その後、酸素ガスを用いたプラズマエッチ
ングを行うことにより、このウエハに付着しているレジ
ストを酸化して灰化することにより除去する。なお、酸
素ガスを用いたプラズマエッチングによりレジストを灰
化して除去することは、一般に「アッシング(ashi
ng=灰化)」と称されている。
【0004】このようなアルミニウム配線層の形成工程
においては、アルミニウム系薄膜のプラズマエッチング
の際に塩素系ガスを用いるために、アルミニウム配線層
の表面に塩素系ガスが残留する恐れがある。そして、こ
のような塩素系ガスの残留があると、空気中の水分との
反応により塩化水素が生じ、この塩化水素に起因してア
ルミニウム配線層に腐食が生じるという問題がある。
【0005】このような問題を解決するために特開平8
−293485号公報には、レジスト除去のための酸素
ガスを用いたプラズマエッチングを行う前に、水、水
素、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノー
ルのうちの少なくとも1種のガスを用いたプラズマエッ
チングを行うことにより、アルミニウム配線層の腐食防
止効果を得る方法が開示されている。また、特開平8−
306668号公報には、アッシングのためのプラズマ
エッチング用導入ガスとして、酸素とアルコールの混合
ガスを用いることにより、レジストの除去と腐食成分の
除去を同時に行う方法が開示されている。
【0006】特開平8−306668号公報には具体的
に、混合ガスの圧力が1.5torr以上であれば、混合
ガスの酸素に対するアルコールの比率を0.2以上0.
5以下とする方法、混合ガスの圧力が1.5torr以下
であれば前記比率を0.5以上とする方法、混合ガス
の圧力1.5torr以下且つ前記比率0.1以上0.4以
下の条件で第1次アッシングを施した後、混合ガスの圧
力1.5torr以上且つ前記比率0.5以上の条件で第2
次アッシングを施す方法が開示されている。すなわち、
の方法では、混合ガスの酸素に対するアルコールの比
率を、前段階よりも後段階で高く設定している。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来技術のうち、アルコール等による腐食防止処理を行っ
た後に酸素によるレジストの除去を行う方法では、腐食
成分の除去が最表面部分でしか行われず、レジスト内部
やアルミニウム配線の側壁部分に存在する腐食成分が十
分に除去されないという問題点がある。
【0008】また、酸素とアルコールの混合ガスを用い
る方法では、上記〜のいずれの方法によっても、腐
食防止効果は十分であるがレジスト除去能力が十分では
ないという問題点がある。特にボンディングパッド部分
にレジスト残りが生じ易く、ボンディングパッド部分に
レジストが残っていると、ボンディング特性が悪化する
可能性もある。
【0009】本発明はこのような従来技術の問題点に着
目してなされたものであり、プラズマエッチングによる
レジスト除去方法において、腐食成分の除去およびレジ
スト除去の両方が十分に行われる方法を提供することを
課題とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、ウエハに形成されたアルミニウム系薄膜
に対してレジストパターンをマスクとしたエッチングを
行った後に、酸素ガスを用いたプラズマエッチングを行
うことにより、このウエハに付着しているレジストを除
去するレジスト除去方法において、前記プラズマエッチ
ングを2段階以上に分け、少なくとも最終段階以外の段
階では酸素ガスとアルコールガスとの混合ガスを用いた
プラズマエッチングを行い、最終段階では酸素ガスとア
ルコールガスとの混合ガスまたは酸素ガスのみを用いた
プラズマエッチングを行うとともに、各段階で使用する
混合ガスの酸素に対するアルコールの比率を(1/1
5)以上(1/2)以下とし、さらに前記比率を前段階
よりも後段階で低く設定することを特徴とするレジスト
除去方法を提供する。
【0011】本発明のレジスト除去方法の実施態様とし
ては、前記プラズマエッチングを2段階に分けて行い、
第1段階では前記比率を(1/5)以上(1/3)以下
とし、第2段階では前記比率を(1/10)以下とする
方法が挙げられる。
【0012】本発明のレジスト除去方法の実施態様とし
ては、前記プラズマエッチングを3段階に分けて行い、
第1段階では前記比率を(1/3)以上(1/2)以下
とし、第2段階では前記比率を(1/10)以上(1/
5)以下とし、第3段階では前記比率を(1/11)以
下とする方法が挙げられる。
【0013】本発明の方法によれば、初期の段階でアル
コールガスの含有率が比較的高い混合ガスを用いたプラ
ズマエッチングを行い、段階が進むに従ってアルコール
ガスの含有率が低い混合ガス(最終段階では酸素ガスの
みの場合もあり)を用いたプラズマエッチングを行うた
め、全段階において酸素によるレジストの除去が行われ
るとともに、アルコールによる腐食成分の除去作用は初
期の段階で最も高く、後の段階になるに従って低くな
る。すなわち、腐食成分が多く存在する最表面部分がエ
ッチング対象となる初期の段階では、アルコールによる
腐食成分の除去が効果的に行われ、後の段階では主にレ
ジストの除去が行われる。その結果、腐食成分の除去お
よびレジスト除去の両方が十分に行われる。
【0014】本発明の方法で使用するアルコールガスと
しては、メタノール、エタノール、n−プロパノール、
i−プロパノール等のガスが挙げられるが、メタノール
ガスを用いることが好ましい。また、2段階以上に分け
て行う前記プラズマエッチングを、全ての段階で、混合
ガスの圧力1.0torr以上2.0torr以下の条件で行う
ことが好ましい。また、前記プラズマエッチングの際の
ウエハ温度は、全ての段階で、200℃以上300℃以
下とすることが好ましい。混合ガスの合計流量は200
sccm(Standard Cubic Centimeter Minute、1分間
当たりの流量(cm3 ))以上300sccm以下とす
ることが好ましい。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。本発明の方法を実施できるプラズマエッチン
グ装置は特に限定されず、例えば図1に示すような装置
を用いることができる。この装置はダウンフロー方式の
プラズマエッチング装置であって、パンチング板1によ
り、上部のプラズマ発生室2と下部のエッチング室3と
が分離されている。
【0016】エッチング室3にはウエハ導入口31が設
けてあり、前工程であるアルミニウム系薄膜のエッチン
グ工程が終了した後のウエハWは、真空中を搬送され
て、ここからエッチング室3内に導入されるようになっ
ている。エッチング室3内にはウエハWを載せるウエハ
ステージ32が設置され、ウエハ加熱用のヒータ33も
設けてある。また、エッチング室3の下部に設けた排気
口は所定の排気系に接続されている。
【0017】プラズマ発生室2の側壁には、エッチング
ガスを導入するガス導入口21が設けてある。また、マ
イクロ波発振器4で発生したマイクロ波が、導波管5を
通って天井側からプラズマ発生室2内に導入されるよう
になっている。導波管5とプラズマ発生室2との間に
は、石英板6が介装されている。これにより、プラズマ
発生室2内でエッチングガスにマイクロ波が作用してプ
ラズマ状態が発生し、ラジカル等の活性種がエッチング
室3内に供給されて、ウエハステージ32に載せられた
ウエハWに対するプラズマエッチングが行われる。 (実施例1)先ず、ウエハ上に形成されたアルミニウム
合金薄膜(Si含有率:0.1wt%、Cu含有率:
0.1wt%、膜厚:7000Å)の上に、ノボラック
系樹脂からなるポジ型レジストを23000Åの厚さで
塗布し、ホトリソグラフィ工程を行うことにより所定の
レジストパターンを形成した。このレジストパターンを
マスクとして、アルミニウム合金薄膜に対する塩素系ガ
スを用いたプラズマエッチングを以下の条件で行った。 <アルミニウム合金薄膜に対するエッチング条件>エッ
チングガスとして塩素と三塩化ホウ素との混合ガスを用
い、塩素の流量を70sccm、三塩化ホウ素の流量を
30sccmとした。ウエハステージの温度は40℃、
混合ガスの圧力は8mtorrとした。
【0018】次に、このウエハをウエハ導入口31から
エッチング室3内に導入してウエハステージ32に載
せ、以下の条件で、レジスト除去のためのプラズマエッ
チングを3段階に分けて行った。なお、全段階におい
て、ウエハステージの温度は250℃、混合ガスの圧力
は1.2torr、マイクロ波電流は400mAとした。 <レジスト除去のためのプラズマエッチング条件> 第1段階 エッチングガスとしてメタノールと酸素との混合ガスを
用い、メタノールの流量を60sccm、酸素の流量を
180sccmとした。すなわち、使用する混合ガスの
酸素に対するメタノールの比率を1/3とした。エッチ
ング時間は40秒間とした。 第2段階 エッチングガスとしてメタノールと酸素との混合ガスを
用い、メタノールの流量を40sccm、酸素の流量を
200sccmとした。すなわち、使用する混合ガスの
酸素に対するメタノールの比率を1/5とした。エッチ
ング時間は40秒間とした。 第3段階 エッチングガスとしてメタノールと酸素との混合ガスを
用い、メタノールの流量を20sccm、酸素の流量を
220sccmとした。すなわち、使用する混合ガスの
酸素に対するメタノールの比率を1/11とした。エッ
チング時間は40秒間とした。
【0019】このようにしてレジスト除去のためのプラ
ズマエッチング処理を終えたウエハに対して、レジスト
残留度合および腐食度合を調べたところ、供試体10個
中全てについてレジスト残りがなく、腐食も生じていな
かった。なお、レジスト残留度合は、金属顕微鏡による
目視検査にてボンディングパッド部を観察することによ
り調べた。腐食度合については、レジスト除去のための
プラズマエッチング処理が終了した後、クリーンルーム
(温度23℃、湿度48〜50%)内に24時間放置し
てから、金属顕微鏡による目視検査にて腐食の有無を調
べた。 (実施例2)先ず、ウエハ上に形成されたアルミニウム
合金薄膜(Si含有率:0.1wt%、Cu含有率:
0.1wt%、膜厚:7000Å)の上に、ノボラック
系樹脂からなるポジ型レジストを23000Åの厚さで
塗布し、ホトリソグラフィ工程を行うことにより所定の
レジストパターンを形成した。このレジストパターンを
マスクとして、アルミニウム合金薄膜に対する塩素系ガ
スを用いたプラズマエッチングを、上記実施例1と同じ
条件で行った。
【0020】次に、このウエハをウエハ導入口31から
エッチング室3内に導入してウエハステージ32に載
せ、以下の条件で、レジスト除去のためのプラズマエッ
チングを2段階に分けて行った。なお、全段階におい
て、ウエハステージの温度は250℃、混合ガスの圧力
は1.2torr、マイクロ波電流は400mAとした。 <レジスト除去のためのプラズマエッチング条件> 第1段階 エッチングガスとしてメタノールと酸素との混合ガスを
用い、メタノールの流量を40sccm、酸素の流量を
200sccmとした。すなわち、使用する混合ガスの
酸素に対するメタノールの比率を1/5とした。 第2段階 エッチングガスとして酸素ガスのみを用い、その流量を
240sccmとした。エッチング時間は60秒間とし
た。
【0021】このようにしてレジスト除去のためのプラ
ズマエッチング処理を終えたウエハに対して、前記実施
例1と同じ方法でレジスト残留度合および腐食度合を調
べたところ、供試体20個中全てについてレジスト残り
がなく、腐食も生じていなかった。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の方法によ
れば、2段階以上に分けたプラズマエッチングの全段階
で酸素によるレジストの除去が行われるとともに、アル
コールによる腐食成分の除去作用は初期の段階で最も高
く、後の段階になるに従って低くなるため、腐食成分の
除去およびレジスト除去の両方が十分に行われるという
効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の方法を実施できるプラズマエッチング
装置の一例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
1 パンチング板 2 プラズマ発生室 3 エッチング室 4 マイクロ波発振器 5 導波管 6 石英板 21 ガス導入口 31 ウエハ導入口 32 ウエハステージ 33 ヒータ W ウエハ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H096 AA27 HA11 HA13 LA07 LA09 4K057 DA20 DB05 DB20 DD01 DE01 DE04 DE20 DG01 DG02 DG06 DG07 DG08 DG11 DG12 DG13 DK03 DM29 DN01 5F004 AA09 AA16 BA11 BA16 BB11 BB18 BB26 BB28 BD01 CA01 CA02 CA04 DA00 DA04 DA11 DA24 DA26 DB09 DB16 DB23 DB26 EB02 5F046 MA12

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ウエハに形成されたアルミニウム系薄膜
    に対してレジストパターンをマスクとしたエッチングを
    行った後に、酸素ガスを用いたプラズマエッチングを行
    うことにより、このウエハに付着しているレジストを除
    去するレジスト除去方法において、 前記プラズマエッチングを2段階以上に分け、少なくと
    も最終段階以外の段階では酸素ガスとアルコールガスと
    の混合ガスを用いたプラズマエッチングを行い、最終段
    階では酸素ガスとアルコールガスとの混合ガスまたは酸
    素ガスのみを用いたプラズマエッチングを行うととも
    に、 各段階で使用する混合ガスの酸素に対するアルコールの
    比率を(1/15)以上(1/2)以下とし、さらに前
    記比率を前段階よりも後段階で低く設定することを特徴
    とするレジスト除去方法。
  2. 【請求項2】 前記プラズマエッチングを2段階に分け
    て行い、第1段階では前記比率を(1/5)以上(1/
    3)以下とし、第2段階では前記比率を(1/10)以
    下とすることを特徴とする請求項1記載のレジスト除去
    方法。
  3. 【請求項3】 前記プラズマエッチングを3段階に分け
    て行い、第1段階では前記比率を(1/3)以上(1/
    2)以下とし、第2段階では前記比率を(1/10)以
    上(1/5)以下とし、第3段階では前記比率を(1/
    11)以下とすることを特徴とする請求項1記載のレジ
    スト除去方法。
  4. 【請求項4】 アルコールガスとしてメタノールガスを
    用いることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに
    記載のレジスト除去方法。
  5. 【請求項5】 2段階以上に分けて行う前記プラズマエ
    ッチングを、全ての段階で、混合ガスの圧力1.0torr
    以上2.0torr以下の条件で行うことを特徴とする請求
    項1〜4のいずれか一つに記載のレジスト除去方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004107425A1 (ja) * 2003-05-28 2004-12-09 Kyoto University イオンビームによる表面処理方法および表面処理装置
JP2014009944A (ja) * 2012-06-27 2014-01-20 Toppan Printing Co Ltd 水蒸気透過率評価用構造体および水蒸気透過率評価方法

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