JP2001313280A - ポスト・エッチ・フォトレジストおよび残留物の除去法 - Google Patents
ポスト・エッチ・フォトレジストおよび残留物の除去法Info
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- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
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- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
- H01L21/3105—After-treatment
- H01L21/311—Etching the insulating layers by chemical or physical means
- H01L21/31127—Etching organic layers
- H01L21/31133—Etching organic layers by chemical means
- H01L21/31138—Etching organic layers by chemical means by dry-etching
Abstract
(57)【要約】
【課題】 フォトレジストおよびポスト・エッチ残留物
を除去するための改良されたプラズマアッシングプロセ
スを提供すること。 【解決手段】 ａ．フォトレジストおよびポスト・エッ
チ残留物をその上に有する基板を反応チャンバ中に配置
し、 ｂ．ＣＨＦ3をその一成分として含むプラズマガス組成
物を添加することによって反応性化学種を形成し、 ｃ．その反応性化学種に、反応チャンバ中の基板の表面
を暴露して、フォトレジストおよびポスト・エッチ残留
物を除去する 方法。
を除去するための改良されたプラズマアッシングプロセ
スを提供すること。 【解決手段】 ａ．フォトレジストおよびポスト・エッ
チ残留物をその上に有する基板を反応チャンバ中に配置
し、 ｂ．ＣＨＦ3をその一成分として含むプラズマガス組成
物を添加することによって反応性化学種を形成し、 ｃ．その反応性化学種に、反応チャンバ中の基板の表面
を暴露して、フォトレジストおよびポスト・エッチ残留
物を除去する 方法。
Description
【０００１】関連出願との相互参照 本出願は、その全体が参照によって本明細書に組み込ま
れる１９９９年８月５日出願の「Ｏｘｙｇｅｎ Ｆｒｅ
ｅ Ｐｌａｓｍａ Ｓｔｒｉｐｐｉｎｇ Ｐｒｏｃｅｓ
ｓ」という名称の米国特許出願第０９／３６８５５３号
の一部継続出願であり、この特許出願から優先権を主張
するものである。
れる１９９９年８月５日出願の「Ｏｘｙｇｅｎ Ｆｒｅ
ｅ Ｐｌａｓｍａ Ｓｔｒｉｐｐｉｎｇ Ｐｒｏｃｅｓ
ｓ」という名称の米国特許出願第０９／３６８５５３号
の一部継続出願であり、この特許出願から優先権を主張
するものである。
【０００２】
【発明の属する技術分野】本発明は一般に、基板からフ
ォトレジストおよびポスト・エッチ残留物を除去するプ
ラズマアッシングプロセスに関する。詳細には本発明
は、フォトレジストおよびポスト・エッチ残留物と反応
して、揮発性副生物および／または水で除去可能な副生
物を形成する反応性化学種を発生させるための、プラズ
マへのＣＨＦ 3の添加を指向する。
ォトレジストおよびポスト・エッチ残留物を除去するプ
ラズマアッシングプロセスに関する。詳細には本発明
は、フォトレジストおよびポスト・エッチ残留物と反応
して、揮発性副生物および／または水で除去可能な副生
物を形成する反応性化学種を発生させるための、プラズ
マへのＣＨＦ 3の添加を指向する。
【０００３】
【従来の技術】アッシングは、プラズマに暴露して、基
板から残留フォトレジストおよびポスト・エッチ残留物
を剥離ないし除去するプラズマ剥離プロセスである。ア
ッシングプロセスは一般に、フォトレジスト材料をマス
クとして使用して、その下の基板にパターンをエッチン
グし、または基板の露出領域にイオンを選択的に注入す
る、エッチングまたは注入プロセスを実施した後に実施
される。エッチングまたは注入プロセス後にウェーハ上
に残ったフォトレジストおよびポスト・エッチ残留物
は、当業者に周知の多く理由から、次段の処理の前に完
全に除去しておかなければならない。このアッシングプ
ロセスに使用するプラズマは一般に、フッ素ガスをその
一成分として含むガス混合物から生成される。アッシン
グプラズマに添加されたＣＦ4またはＣ2Ｆ6およびこれ
らの混合物などのフッ素ガスが、エッチング後のバイア
および金属アプリケーションからのフォトレジストおよ
びポリマーの除去を促進することが知られている。フッ
素を含むガス混合物から誘導された反応性化学種がプラ
ズマ中に生じ、これらの化学種は基板まで拡散するか、
または基板まで誘導される。この非常に反応性の高い化
学種が、残留フォトレジストおよび／またはポスト・エ
ッチ残留物と反応し、またはこれ（ら）を酸化させて、
二酸化炭素、水蒸気などの揮発性副生物を発生させる。
次いでこれらの揮発性副生物は、プラズマガス流に混じ
って排出される。アッシングは湿式化学除去よりも好ま
しい。これは、含まれるプロセス段階、必要な基板の処
理、ならびに化学薬品および化学処理装置が少なくて済
み、環境面からも受け入れ易いためである。
板から残留フォトレジストおよびポスト・エッチ残留物
を剥離ないし除去するプラズマ剥離プロセスである。ア
ッシングプロセスは一般に、フォトレジスト材料をマス
クとして使用して、その下の基板にパターンをエッチン
グし、または基板の露出領域にイオンを選択的に注入す
る、エッチングまたは注入プロセスを実施した後に実施
される。エッチングまたは注入プロセス後にウェーハ上
に残ったフォトレジストおよびポスト・エッチ残留物
は、当業者に周知の多く理由から、次段の処理の前に完
全に除去しておかなければならない。このアッシングプ
ロセスに使用するプラズマは一般に、フッ素ガスをその
一成分として含むガス混合物から生成される。アッシン
グプラズマに添加されたＣＦ4またはＣ2Ｆ6およびこれ
らの混合物などのフッ素ガスが、エッチング後のバイア
および金属アプリケーションからのフォトレジストおよ
びポリマーの除去を促進することが知られている。フッ
素を含むガス混合物から誘導された反応性化学種がプラ
ズマ中に生じ、これらの化学種は基板まで拡散するか、
または基板まで誘導される。この非常に反応性の高い化
学種が、残留フォトレジストおよび／またはポスト・エ
ッチ残留物と反応し、またはこれ（ら）を酸化させて、
二酸化炭素、水蒸気などの揮発性副生物を発生させる。
次いでこれらの揮発性副生物は、プラズマガス流に混じ
って排出される。アッシングは湿式化学除去よりも好ま
しい。これは、含まれるプロセス段階、必要な基板の処
理、ならびに化学薬品および化学処理装置が少なくて済
み、環境面からも受け入れ易いためである。
【０００４】現在のプラズマアッシングプロセスの問題
点は、前述のフッ素ガスをプラズマ中で用いたときの、
ある種のポスト・エッチ残留物の除去効率である。集積
回路は、アルミニウム、銅などの導電金属を利用して電
子回路を完成させる。エッチングプロセスの結果、次段
のアッシング段階中にウェーハの表面から完全に除去す
ることが非常に難しい含金属ポスト・エッチ残留物が形
成されることがある。従来のフッ素ガス、すなわちＣ2
Ｆ6またはＣＦ4、あるいはこれらの混合物の使用は、こ
れらの種類のポスト・エッチ残留物の除去には一般に効
果がなく、プラズマが有効である場合にも、より長い暴
露時間が必要となる。これらの種類のポスト・エッチ残
留物を完全かつ迅速に除去し、これによって集積回路な
どの製造コストを引き下げる、より攻撃的なアッシング
・プラズマ・ケミストリを持つことが望ましい。
点は、前述のフッ素ガスをプラズマ中で用いたときの、
ある種のポスト・エッチ残留物の除去効率である。集積
回路は、アルミニウム、銅などの導電金属を利用して電
子回路を完成させる。エッチングプロセスの結果、次段
のアッシング段階中にウェーハの表面から完全に除去す
ることが非常に難しい含金属ポスト・エッチ残留物が形
成されることがある。従来のフッ素ガス、すなわちＣ2
Ｆ6またはＣＦ4、あるいはこれらの混合物の使用は、こ
れらの種類のポスト・エッチ残留物の除去には一般に効
果がなく、プラズマが有効である場合にも、より長い暴
露時間が必要となる。これらの種類のポスト・エッチ残
留物を完全かつ迅速に除去し、これによって集積回路な
どの製造コストを引き下げる、より攻撃的なアッシング
・プラズマ・ケミストリを持つことが望ましい。
【０００５】プラズマアッシングプロセスの１つの課題
は、その下の基板中にエッチングまたは注入されたパタ
ーンに影響を及ぼすことなく、フォトレジストおよびポ
スト・エッチ残留物を除去することである。エッチング
した断面の小さなずれが、最終的な集積回路の装置性
能、歩留りおよび信頼性に不利な影響を与えることがあ
る。したがって、このより攻撃的なアッシング・ケミス
トリが、その下の基板に関して高い選択性を有すること
が望まれる。例えば、窒化チタン（ＴｉＮ）は、バック
・エンド金属層の反射防止コーディング（ＡＲＣ）とし
て一般に使用されている。アッシング・プラズマ・ケミ
ストリが、ＴｉＮの表面などからフォトレジストおよび
ポスト・エッチ残留物を、この基板表面をエッチングす
ることなく選択的に除去することが特に望ましい。
は、その下の基板中にエッチングまたは注入されたパタ
ーンに影響を及ぼすことなく、フォトレジストおよびポ
スト・エッチ残留物を除去することである。エッチング
した断面の小さなずれが、最終的な集積回路の装置性
能、歩留りおよび信頼性に不利な影響を与えることがあ
る。したがって、このより攻撃的なアッシング・ケミス
トリが、その下の基板に関して高い選択性を有すること
が望まれる。例えば、窒化チタン（ＴｉＮ）は、バック
・エンド金属層の反射防止コーディング（ＡＲＣ）とし
て一般に使用されている。アッシング・プラズマ・ケミ
ストリが、ＴｉＮの表面などからフォトレジストおよび
ポスト・エッチ残留物を、この基板表面をエッチングす
ることなく選択的に除去することが特に望ましい。
【０００６】アッシング速度およびアッシング選択性が
向上した、より進歩したドライ・エッチング技法が開発
されている。ウェーハ上に低ｋ材料が存在するときに
は、フォーミングガス（窒素中に３％〜５％の水素を含
む混合物）およびフッ素ガスすなわちＣＦ4を一般に含
む、無酸素プラズマを利用したほうが好ましい。このよ
うに、フォトレジストおよびポスト・エッチ残留物を除
去する、このより攻撃的な有利なプラズマ・ケミストリ
が、複数の種類のプラズマに対して適用可能であること
が望ましい。
向上した、より進歩したドライ・エッチング技法が開発
されている。ウェーハ上に低ｋ材料が存在するときに
は、フォーミングガス（窒素中に３％〜５％の水素を含
む混合物）およびフッ素ガスすなわちＣＦ4を一般に含
む、無酸素プラズマを利用したほうが好ましい。このよ
うに、フォトレジストおよびポスト・エッチ残留物を除
去する、このより攻撃的な有利なプラズマ・ケミストリ
が、複数の種類のプラズマに対して適用可能であること
が望ましい。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、基板からフ
ォトレジストおよび／またはポスト・エッチ残留物を完
全かつ迅速に除去するアッシングプラズマプロセスを提
供することを目的とする。
ォトレジストおよび／またはポスト・エッチ残留物を完
全かつ迅速に除去するアッシングプラズマプロセスを提
供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】具体的には、本発明は、
基板からフォトレジストおよびポスト・エッチ残留物を
除去する効果を有する量の反応性化学種を発生させるた
めのプラズマへのＣＨＦ3の添加を指向とする。酸素プ
ラズマまたは低酸素プラズマ（Ｏｘｙｇｅｎ−ｄｅｆｉ
ｃｉｅｎｔ ｐｌａｓｍａ）にＣＨＦ3を添加すると、
意外にも、基板からフォトレジストおよびポスト・エッ
チ残留物をアッシングするのに使用されている従来のフ
ッ素ガス、すなわちＣ2Ｆ6、ＣＦ4およびこれらの混合
物を使用するよりも多くのＨＦが生成し、酸素化学種の
量が減少することを出願人らは見いだした。これによっ
て、有利にも、残留物除去速度および選択性が増大す
る。
基板からフォトレジストおよびポスト・エッチ残留物を
除去する効果を有する量の反応性化学種を発生させるた
めのプラズマへのＣＨＦ3の添加を指向とする。酸素プ
ラズマまたは低酸素プラズマ（Ｏｘｙｇｅｎ−ｄｅｆｉ
ｃｉｅｎｔ ｐｌａｓｍａ）にＣＨＦ3を添加すると、
意外にも、基板からフォトレジストおよびポスト・エッ
チ残留物をアッシングするのに使用されている従来のフ
ッ素ガス、すなわちＣ2Ｆ6、ＣＦ4およびこれらの混合
物を使用するよりも多くのＨＦが生成し、酸素化学種の
量が減少することを出願人らは見いだした。これによっ
て、有利にも、残留物除去速度および選択性が増大す
る。
【０００９】本発明は、基板表面からフォトレジストお
よびポスト・エッチ残留物を除去することに関連した従
来技術の問題を克服する。プラズマ中にＣＨＦ3を使用
すると、基板から残留フォトレジストおよびポスト・エ
ッチ残留物がきれいに、かつ効率的に除去される。（そ
のことは、従来技術においては効果的に行われなかっ
た。）意外にも、プラズマ中にＣＨＦ3を使用すること
は、金属を含むポスト・エッチ残留物を基板表面から除
去するのに有効であり、その一方で、その下のＴｉＮ層
に対する高い選択性は維持されることがわかった。
よびポスト・エッチ残留物を除去することに関連した従
来技術の問題を克服する。プラズマ中にＣＨＦ3を使用
すると、基板から残留フォトレジストおよびポスト・エ
ッチ残留物がきれいに、かつ効率的に除去される。（そ
のことは、従来技術においては効果的に行われなかっ
た。）意外にも、プラズマ中にＣＨＦ3を使用すること
は、金属を含むポスト・エッチ残留物を基板表面から除
去するのに有効であり、その一方で、その下のＴｉＮ層
に対する高い選択性は維持されることがわかった。
【００１０】基板からフォトレジストおよびポスト・エ
ッチ残留物をアッシングするための本発明に基づく低酸
素プラズマガス組成物は一般に、約８０〜９９体積部の
フォーミングガス、約１〜１０体積部のＣＨＦ3ガス、
および水蒸気、酸素ガスなどの約０〜約１０体積部の酸
素源の混合物を含む。存在する酸素源の量が約５〜１０
体積部であるとさらに好ましい。フォーミングガスは、
窒素中に約３〜５％の水素を含むガスであることが好ま
しい。
ッチ残留物をアッシングするための本発明に基づく低酸
素プラズマガス組成物は一般に、約８０〜９９体積部の
フォーミングガス、約１〜１０体積部のＣＨＦ3ガス、
および水蒸気、酸素ガスなどの約０〜約１０体積部の酸
素源の混合物を含む。存在する酸素源の量が約５〜１０
体積部であるとさらに好ましい。フォーミングガスは、
窒素中に約３〜５％の水素を含むガスであることが好ま
しい。
【００１１】基板からフォトレジストおよびポスト・エ
ッチ残留物をアッシングするための本発明に基づく酸素
プラズマガス組成物は、約５０〜７０体積部の酸素ガ
ス、約２５〜５０体積部のフォーミングガス、および１
〜１０体積部のＣＨＦ3ガスを含む。フォーミングガス
は、窒素中に約３〜５％の水素を含むガスであることが
好ましい。
ッチ残留物をアッシングするための本発明に基づく酸素
プラズマガス組成物は、約５０〜７０体積部の酸素ガ
ス、約２５〜５０体積部のフォーミングガス、および１
〜１０体積部のＣＨＦ3ガスを含む。フォーミングガス
は、窒素中に約３〜５％の水素を含むガスであることが
好ましい。
【００１２】これらの本発明の目的、利点および特徴、
およびその他の目的、利点および特徴は、添付の図面に
関連して記述された本発明の詳細な説明を読むことによ
ってより深く理解されよう。
およびその他の目的、利点および特徴は、添付の図面に
関連して記述された本発明の詳細な説明を読むことによ
ってより深く理解されよう。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明は、基板からフォトレジス
トおよび／またはポスト・エッチ残留物を除去するアッ
シングプラズマプロセスを対象とする。具体的には本発
明は、基板からフォトレジストおよびポスト・エッチ残
留物を除去する効果を有する量の反応性化学種を発生さ
せるためのプラズマへのＣＨＦ3の添加を対象とする。
発明者らは、フォトレジストおよびポスト・エッチ残留
物をアッシングするため、酸素プラズマまたは低酸素プ
ラズマにＣＨＦ3を添加すると、意外にも、従来のフッ
素ガス、すなわちＣ2Ｆ6またはＣＦ4、あるいはこれら
の混合物を使用するよりも攻撃的かつ効率的なアッシン
グ・ケミストリが得られることを見いだした。
トおよび／またはポスト・エッチ残留物を除去するアッ
シングプラズマプロセスを対象とする。具体的には本発
明は、基板からフォトレジストおよびポスト・エッチ残
留物を除去する効果を有する量の反応性化学種を発生さ
せるためのプラズマへのＣＨＦ3の添加を対象とする。
発明者らは、フォトレジストおよびポスト・エッチ残留
物をアッシングするため、酸素プラズマまたは低酸素プ
ラズマにＣＨＦ3を添加すると、意外にも、従来のフッ
素ガス、すなわちＣ2Ｆ6またはＣＦ4、あるいはこれら
の混合物を使用するよりも攻撃的かつ効率的なアッシン
グ・ケミストリが得られることを見いだした。
【００１４】プラズマガスの特定の成分は、プラズマ形
成条件でガスおよびプラズマを形成するそれらの能力に
よって選択される。これらは、この開示を検討した当業
者には自明であろう。本発明は、プラズマへのＣＨＦ3
の添加を対象とする。プラズマのＣＨＦ3を含む成分
は、混合され、プラズマアッシャにガスとして加えられ
ることが好ましい。ＣＨＦ3を含むプラズマガスは主
に、フォトレジスト化合物および／またはポスト・エッ
チ残留物中の炭素およびその他の原子と反応して、プラ
ズマ反応チャンバ内の条件で揮発性の化合物および／ま
たは水で除去可能な化合物を形成する。さらに、ＣＨＦ
3を含むプラズマは、残留物中に埋没したアルミニウム
またはその他の金属を含む、従来除去が難しかったポス
ト・エッチ残留物を効率的に除去する反応性化学種を生
み出す。
成条件でガスおよびプラズマを形成するそれらの能力に
よって選択される。これらは、この開示を検討した当業
者には自明であろう。本発明は、プラズマへのＣＨＦ3
の添加を対象とする。プラズマのＣＨＦ3を含む成分
は、混合され、プラズマアッシャにガスとして加えられ
ることが好ましい。ＣＨＦ3を含むプラズマガスは主
に、フォトレジスト化合物および／またはポスト・エッ
チ残留物中の炭素およびその他の原子と反応して、プラ
ズマ反応チャンバ内の条件で揮発性の化合物および／ま
たは水で除去可能な化合物を形成する。さらに、ＣＨＦ
3を含むプラズマは、残留物中に埋没したアルミニウム
またはその他の金属を含む、従来除去が難しかったポス
ト・エッチ残留物を効率的に除去する反応性化学種を生
み出す。
【００１５】一般的な酸素プラズマガス組成物は、酸素
ガス、含水素ガス、ならびにテトラフルオロメタン（Ｃ
Ｆ4）、三フッ化窒素（ＮＦ3）、ヘキサフルオロエタン
（Ｃ 2Ｆ6）およびこれらの混合物の中から選択されたガ
スから成るフッ素ガスの混合物である。本発明によれ
ば、これらの種類のプラズマガス組成物にＣＨＦ3を添
加すると、プラズマによってイグナイトされたときに、
ＣＦ4またはＮＦ3プラズマを使用したときよりも反応性
が高く、かつより多くのＨＦおよびＦを生み出す、追加
の反応性化学種が生成されることが分かった。さらに、
ＣＨＦ3を、酸素プラズマまたは無酸素プラズマ中の唯
一のフッ素源として使用すると、ＣＦ4またはＮＦ3、あ
るいはこれらの混合物を使用するよりもより攻撃的なア
ッシングプラズマが得られることも分かった。
ガス、含水素ガス、ならびにテトラフルオロメタン（Ｃ
Ｆ4）、三フッ化窒素（ＮＦ3）、ヘキサフルオロエタン
（Ｃ 2Ｆ6）およびこれらの混合物の中から選択されたガ
スから成るフッ素ガスの混合物である。本発明によれ
ば、これらの種類のプラズマガス組成物にＣＨＦ3を添
加すると、プラズマによってイグナイトされたときに、
ＣＦ4またはＮＦ3プラズマを使用したときよりも反応性
が高く、かつより多くのＨＦおよびＦを生み出す、追加
の反応性化学種が生成されることが分かった。さらに、
ＣＨＦ3を、酸素プラズマまたは無酸素プラズマ中の唯
一のフッ素源として使用すると、ＣＦ4またはＮＦ3、あ
るいはこれらの混合物を使用するよりもより攻撃的なア
ッシングプラズマが得られることも分かった。
【００１６】選択性は、フォトレジストおよび／または
ポスト・エッチ残留物のその下の層に対する相対除去速
度と定義される。選択性が少なくとも１０：１であるこ
と、すなわちフォトレジストおよび／またはポスト・エ
ッチ残留物が、その下の基板または材料よりも１０倍速
くエッチングされることが好ましい。エッチング選択性
が１０：１よりも大幅に大きいとさらに好ましい。
ポスト・エッチ残留物のその下の層に対する相対除去速
度と定義される。選択性が少なくとも１０：１であるこ
と、すなわちフォトレジストおよび／またはポスト・エ
ッチ残留物が、その下の基板または材料よりも１０倍速
くエッチングされることが好ましい。エッチング選択性
が１０：１よりも大幅に大きいとさらに好ましい。
【００１７】エッチング選択性を最大にするためには、
含酸素プラズマ中のフッ素化合物の量が、この組成物の
総体積の約１０パーセント未満であることが好ましい。
含フッ素化合物の量が約１０体積パーセントを超えると
きには、フォトレジスト副生物の重合が起こり、除去が
より困難な重合したフォトレジストが生じる可能性があ
ることが分かった。ＣＨＦ3は、唯一のフッ素源とし
て、または他のフッ素ガス、すなわちＣＦ4、ＮＦ3また
はＣ2Ｆ6、あるいはこれらの混合物との混合物として、
酸素プラズマガス組成物に添加することができる。
含酸素プラズマ中のフッ素化合物の量が、この組成物の
総体積の約１０パーセント未満であることが好ましい。
含フッ素化合物の量が約１０体積パーセントを超えると
きには、フォトレジスト副生物の重合が起こり、除去が
より困難な重合したフォトレジストが生じる可能性があ
ることが分かった。ＣＨＦ3は、唯一のフッ素源とし
て、または他のフッ素ガス、すなわちＣＦ4、ＮＦ3また
はＣ2Ｆ6、あるいはこれらの混合物との混合物として、
酸素プラズマガス組成物に添加することができる。
【００１８】含水素化合物には、水素を含む化合物、例
えば、炭化水素、ヒドロフルオロカーボン、水素ガスま
たは水素ガス混合物が含まれる。使用する含水素化合物
は、剥離プロセスの選択性を高めるのに十分な反応性化
学種を発生させる化合物である。
えば、炭化水素、ヒドロフルオロカーボン、水素ガスま
たは水素ガス混合物が含まれる。使用する含水素化合物
は、剥離プロセスの選択性を高めるのに十分な反応性化
学種を発生させる化合物である。
【００１９】好ましい水素前駆体ガスは、気体の状態で
存在し、水素を放出して、プラズマ形成条件下で遊離
基、水素イオンなどの反応性水素化学種を形成するガス
である。このガスを、無置換の炭化水素、あるいは臭
素、塩素、フッ素などのハロゲン、または酸素、窒素、
ヒドロキシル基またはアミン基で部分的に置換された炭
化水素であることができる。この炭化水素は、少なくと
も１つの水素および１〜１２個の炭素原子を有すること
が好ましく、炭素原子の数が３〜１０個であるとさらに
好ましい。適当な含水素ガスの例には、メタン、エタ
ン、アンモニア、水およびプロパンが含まれる。
存在し、水素を放出して、プラズマ形成条件下で遊離
基、水素イオンなどの反応性水素化学種を形成するガス
である。このガスを、無置換の炭化水素、あるいは臭
素、塩素、フッ素などのハロゲン、または酸素、窒素、
ヒドロキシル基またはアミン基で部分的に置換された炭
化水素であることができる。この炭化水素は、少なくと
も１つの水素および１〜１２個の炭素原子を有すること
が好ましく、炭素原子の数が３〜１０個であるとさらに
好ましい。適当な含水素ガスの例には、メタン、エタ
ン、アンモニア、水およびプロパンが含まれる。
【００２０】好ましい水素ガス混合物は、水素ガスおよ
び不活性ガスを含むガスである。不活性ガスの例として
は、アルゴン、窒素、ネオン、ヘリウムなどがある。特
に好ましい水素ガス混合物は、実質上水素ガスおよび窒
素ガスから成るいわゆるフォーミングガスである。安全
性を考慮すると、本発明での使用に特に好ましいのは、
水素ガスの量がフォーミングガス組成物全体の約３〜約
５体積パーセントであるフォーミングガスである。
び不活性ガスを含むガスである。不活性ガスの例として
は、アルゴン、窒素、ネオン、ヘリウムなどがある。特
に好ましい水素ガス混合物は、実質上水素ガスおよび窒
素ガスから成るいわゆるフォーミングガスである。安全
性を考慮すると、本発明での使用に特に好ましいのは、
水素ガスの量がフォーミングガス組成物全体の約３〜約
５体積パーセントであるフォーミングガスである。
【００２１】基板からフォトレジストおよびポスト・エ
ッチング残留物をアッシングする本発明に基づく好まし
い酸素プラズマガス組成物は、約５０〜７０体積部の酸
素ガス、約２５〜５０体積部のフォーミングガス、およ
び１〜１０体積部のＣＨＦ3ガスを含む。フォーミング
ガスは、窒素中に約３〜５％の水素を含むガスであるこ
とが好ましい。
ッチング残留物をアッシングする本発明に基づく好まし
い酸素プラズマガス組成物は、約５０〜７０体積部の酸
素ガス、約２５〜５０体積部のフォーミングガス、およ
び１〜１０体積部のＣＨＦ3ガスを含む。フォーミング
ガスは、窒素中に約３〜５％の水素を含むガスであるこ
とが好ましい。
【００２２】ＣＨＦ3をその一成分として含むガス組成
物について酸素プラズマによって生成される反応性化学
種は、以下の式で示されると考えられる。ただしこれは
一例に過ぎず、これに限定する意図はない。
物について酸素プラズマによって生成される反応性化学
種は、以下の式で示されると考えられる。ただしこれは
一例に過ぎず、これに限定する意図はない。
【００２３】 ＣＨＦ3 → ＣＦ2＋ＨＦ ＣＦ2＋ＯＨ → ＣＦ2Ｏ＋Ｈ ＣＦ2＋Ｏ → ＣＦＯ*＋Ｆ ＣＦＯ*＋Ｏ → ＣＯ2＋Ｆ 一般的な低酸素プラズマガス組成物は、含水素ガス、お
よびテトラフルオロメタン（ＣＦ4）、ヘキサフルオロ
エタン（Ｃ2Ｆ6）、三フッ化窒素（ＮＦ3）などの含フ
ッ素ガス、および水蒸気、酸素ガスなどの小量の酸素源
から成る混合物である。これ以外の酸素源も、この開示
を検討した当業者には自明であろう。本発明によれば、
低酸素プラズマガス組成物にＣＨＦ3を添加すると、プ
ラズマによってイグナイトされたときに、ＣＦ4プラズ
マを使用したときよりも反応性が高く、かつより多くの
ＨＦおよびＦを生み出す追加の反応性化学種が生成され
ることがわかった。さらに、小量の酸素源が存在する
と、プラズマ中に生成された炭素ベースの化学種と考え
られる粒子がアッシング中に形成され、それがウェーハ
に付着するのを防ぐのに役立つ。
よびテトラフルオロメタン（ＣＦ4）、ヘキサフルオロ
エタン（Ｃ2Ｆ6）、三フッ化窒素（ＮＦ3）などの含フ
ッ素ガス、および水蒸気、酸素ガスなどの小量の酸素源
から成る混合物である。これ以外の酸素源も、この開示
を検討した当業者には自明であろう。本発明によれば、
低酸素プラズマガス組成物にＣＨＦ3を添加すると、プ
ラズマによってイグナイトされたときに、ＣＦ4プラズ
マを使用したときよりも反応性が高く、かつより多くの
ＨＦおよびＦを生み出す追加の反応性化学種が生成され
ることがわかった。さらに、小量の酸素源が存在する
と、プラズマ中に生成された炭素ベースの化学種と考え
られる粒子がアッシング中に形成され、それがウェーハ
に付着するのを防ぐのに役立つ。
【００２４】低酸素プラズマガスの特定の成分は、プラ
ズマ形成条件でガスおよびプラズマを形成するそれらの
能力によって選択される。この成分は結合され、プラズ
マアッシャにガスとして加えられることが好ましい。低
酸素プラズマガスは主に、フォトレジスト化合物および
／またはポスト・エッチ残留物中の炭素およびその他の
原子と反応して、プラズマ反応チャンバ内の条件で揮発
性の化合物および／または水で除去可能な化合物を形成
する。さらに、低酸素プラズマガスは、残留物中に埋没
したケイ素および／またはその他の金属を含む、従来除
去が難しかったポスト・エッチ残留物と反応する。
ズマ形成条件でガスおよびプラズマを形成するそれらの
能力によって選択される。この成分は結合され、プラズ
マアッシャにガスとして加えられることが好ましい。低
酸素プラズマガスは主に、フォトレジスト化合物および
／またはポスト・エッチ残留物中の炭素およびその他の
原子と反応して、プラズマ反応チャンバ内の条件で揮発
性の化合物および／または水で除去可能な化合物を形成
する。さらに、低酸素プラズマガスは、残留物中に埋没
したケイ素および／またはその他の金属を含む、従来除
去が難しかったポスト・エッチ残留物と反応する。
【００２５】本発明に基づく好ましい、特に、銅および
低ｋ誘電体を使用した集積回路とともに使用するときに
好ましい低酸素プラズマガス組成物は、含水素ガスとＣ
ＨＦ 3の混合物である。あるいは、ＣＨＦ3と他の含フッ
素化合物との混合物を使用しても、基板に対するフォト
レジストの剥離速度選択性を高めるのに十分な反応性化
学種を生成することができる。ＣＨＦ3とともに使用す
るのに適した含フッ素化合物には、プラズマによってイ
グナイトされたときに反応性フッ素化学種を生成する化
合物が含まれる。これらは、この開示を検討した当業者
には自明であろう。
低ｋ誘電体を使用した集積回路とともに使用するときに
好ましい低酸素プラズマガス組成物は、含水素ガスとＣ
ＨＦ 3の混合物である。あるいは、ＣＨＦ3と他の含フッ
素化合物との混合物を使用しても、基板に対するフォト
レジストの剥離速度選択性を高めるのに十分な反応性化
学種を生成することができる。ＣＨＦ3とともに使用す
るのに適した含フッ素化合物には、プラズマによってイ
グナイトされたときに反応性フッ素化学種を生成する化
合物が含まれる。これらは、この開示を検討した当業者
には自明であろう。
【００２６】含水素化合物には、水素を含む化合物、例
えば、炭化水素、ヒドロフルオロカーボン、水素ガスま
たは水素ガス混合物が含まれる。使用する含水素化合物
は、剥離プロセスの選択性を高めるのに十分な反応性化
学種を発生させる化合物である。
えば、炭化水素、ヒドロフルオロカーボン、水素ガスま
たは水素ガス混合物が含まれる。使用する含水素化合物
は、剥離プロセスの選択性を高めるのに十分な反応性化
学種を発生させる化合物である。
【００２７】好ましい水素前駆体ガスは、気体の状態で
存在し、水素を放出して、プラズマ形成条件下で遊離
基、水素イオンなどの反応性水素化学種を形成するガス
である。このガスを、無置換の炭化水素、あるいは臭
素、塩素、フッ素などのハロゲン、または酸素、窒素、
ヒドロキシル基またはアミン基で部分的に置換された炭
化水素であることができる。この炭化水素は、少なくと
も１つの水素および１〜１２個の炭素原子を有すること
が好ましく、炭素原子の数が３〜１０個であるとさらに
好ましい。適当な含水素ガスの例には、メタン、エタ
ン、アンモニアおよびプロパンが含まれる。
存在し、水素を放出して、プラズマ形成条件下で遊離
基、水素イオンなどの反応性水素化学種を形成するガス
である。このガスを、無置換の炭化水素、あるいは臭
素、塩素、フッ素などのハロゲン、または酸素、窒素、
ヒドロキシル基またはアミン基で部分的に置換された炭
化水素であることができる。この炭化水素は、少なくと
も１つの水素および１〜１２個の炭素原子を有すること
が好ましく、炭素原子の数が３〜１０個であるとさらに
好ましい。適当な含水素ガスの例には、メタン、エタ
ン、アンモニアおよびプロパンが含まれる。
【００２８】好ましい水素ガス混合物は、水素ガスおよ
び不活性ガスを含むガスである。不活性ガスの例として
は、アルゴン、窒素、ネオン、ヘリウムなどがある。特
に好ましい水素ガス混合物は、実質上水素ガスおよび窒
素ガスから成るいわゆるフォーミングガスである。安全
性を考慮すると、本発明での使用に特に好ましいのは、
水素ガスの量がフォーミングガス組成物全体の約３〜約
５体積パーセントであるフォーミングガスである。
び不活性ガスを含むガスである。不活性ガスの例として
は、アルゴン、窒素、ネオン、ヘリウムなどがある。特
に好ましい水素ガス混合物は、実質上水素ガスおよび窒
素ガスから成るいわゆるフォーミングガスである。安全
性を考慮すると、本発明での使用に特に好ましいのは、
水素ガスの量がフォーミングガス組成物全体の約３〜約
５体積パーセントであるフォーミングガスである。
【００２９】エッチング選択性を最大にするためには、
ＣＨＦ3を含む含フッ素化合物の総量が、このガス組成
物の総体積の約１０パーセント未満であることが好まし
い。含フッ素化合物の量が約１０体積パーセントを超え
るときには、フォトレジスト副生物の重合が起こり、除
去がより困難な重合したフォトレジストが生じる可能性
があることがわかった。含水素ガスをＣＨＦ3ガスと混
合するとフッ化水素が形成される。これは、水素による
フッ素遊離基の捕捉によって起こると考えられる。プラ
ズマ中のフッ化水素が、二酸化シリコンなどの従来の誘
電体の除去効率を低下させることは当業者には周知であ
る。
ＣＨＦ3を含む含フッ素化合物の総量が、このガス組成
物の総体積の約１０パーセント未満であることが好まし
い。含フッ素化合物の量が約１０体積パーセントを超え
るときには、フォトレジスト副生物の重合が起こり、除
去がより困難な重合したフォトレジストが生じる可能性
があることがわかった。含水素ガスをＣＨＦ3ガスと混
合するとフッ化水素が形成される。これは、水素による
フッ素遊離基の捕捉によって起こると考えられる。プラ
ズマ中のフッ化水素が、二酸化シリコンなどの従来の誘
電体の除去効率を低下させることは当業者には周知であ
る。
【００３０】基板からフォトレジストおよびポスト・エ
ッチ残留物をアッシングする本発明に基づく好ましい低
酸素プラズマガス組成物は、約８０〜９９体積部のフォ
ーミングガス、１〜１０体積部のＣＨＦ3ガス、および
水蒸気、酸素ガスなどの、０超〜約１０体積部の酸素源
を含む。約５〜約１０体積部の酸素源が存在するとさら
に好ましい。フォーミングガスは、窒素中に約３〜５％
の水素を含むガスであることが好ましい。
ッチ残留物をアッシングする本発明に基づく好ましい低
酸素プラズマガス組成物は、約８０〜９９体積部のフォ
ーミングガス、１〜１０体積部のＣＨＦ3ガス、および
水蒸気、酸素ガスなどの、０超〜約１０体積部の酸素源
を含む。約５〜約１０体積部の酸素源が存在するとさら
に好ましい。フォーミングガスは、窒素中に約３〜５％
の水素を含むガスであることが好ましい。
【００３１】本発明は、低酸素ガス・プラズマまたは酸
素プラズマ中でのＣＨＦ3の使用に限定されるものでは
ない。本発明での使用に適したその他の低酸素または酸
素含有プラズマ組成物は、この開示を検討した当業者に
は自明であろう。
素プラズマ中でのＣＨＦ3の使用に限定されるものでは
ない。本発明での使用に適したその他の低酸素または酸
素含有プラズマ組成物は、この開示を検討した当業者に
は自明であろう。
【００３２】フォトレジストは一般に、その下の基板に
イメージを転写するのに使用される感光性の有機膜であ
る。本発明は一般に、ｇライン、ｉライン、ＤＵＶ、１
９３ｎｍおよび１５７ｎｍアプリケーションなどで使用
されるフォトレジストのアッシングに適用可能である。
このフォトレジストには、ノボラック、ポリビニルフェ
ノール、アクリラート、アセタール、ケタール、環状オ
レフィンなどが含まれる。ただしこれらに限定されるわ
けではない。その他の適当なフォトレジスト調合物は、
この開示を検討した当業者には自明であろう。フォトレ
ジスト・ケミストリおよび現像液の選択に応じて、フォ
トレジストはポジ型でも、またはネガ型でもよい。
イメージを転写するのに使用される感光性の有機膜であ
る。本発明は一般に、ｇライン、ｉライン、ＤＵＶ、１
９３ｎｍおよび１５７ｎｍアプリケーションなどで使用
されるフォトレジストのアッシングに適用可能である。
このフォトレジストには、ノボラック、ポリビニルフェ
ノール、アクリラート、アセタール、ケタール、環状オ
レフィンなどが含まれる。ただしこれらに限定されるわ
けではない。その他の適当なフォトレジスト調合物は、
この開示を検討した当業者には自明であろう。フォトレ
ジスト・ケミストリおよび現像液の選択に応じて、フォ
トレジストはポジ型でも、またはネガ型でもよい。
【００３３】ポスト・エッチ残留物は、一般に剥離プラ
ズマに対する残留物の抵抗性を高める以前の処理段階中
に化学変化を受けたフォトレジストであると考えられ
る。ポスト・エッチ残留物は、側壁ポリマー付着物とし
て知られる残留物を含む。この化学変化は、プラズマリ
アクタのライニングまたはウェーハの成分がフォトレジ
ストと反応してポスト・エッチ残留物が形成される以前
の誘電体エッチング段階の結果生じたか、または、プラ
ズマ処理中に生成された化学種の反応から生じたと考え
られる。
ズマに対する残留物の抵抗性を高める以前の処理段階中
に化学変化を受けたフォトレジストであると考えられ
る。ポスト・エッチ残留物は、側壁ポリマー付着物とし
て知られる残留物を含む。この化学変化は、プラズマリ
アクタのライニングまたはウェーハの成分がフォトレジ
ストと反応してポスト・エッチ残留物が形成される以前
の誘電体エッチング段階の結果生じたか、または、プラ
ズマ処理中に生成された化学種の反応から生じたと考え
られる。
【００３４】本発明での使用に特に適したプラズマアッ
シング装置は、例えば、ＧＥＭＩＮＩ ＥＳの商品名で
Ｅａｔｏｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ社から販売されて
いるマイクロ波プラズマアッシャなどのダウンストリー
ムプラズマアッシャである。このマイクロ波プラズマア
ッシャは部分的に、その全体が参照によって本明細書に
組み込まれる米国特許第５４９８３０８号および第４３
４１１５９２号、ならびにＰＣＴ国際出願第ＷＯ／９７
／３７０５５号に記載されている。本発明は、この特許
または以下の実施形態に記載の特定のプラズマアッシャ
に限定されない。
シング装置は、例えば、ＧＥＭＩＮＩ ＥＳの商品名で
Ｅａｔｏｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ社から販売されて
いるマイクロ波プラズマアッシャなどのダウンストリー
ムプラズマアッシャである。このマイクロ波プラズマア
ッシャは部分的に、その全体が参照によって本明細書に
組み込まれる米国特許第５４９８３０８号および第４３
４１１５９２号、ならびにＰＣＴ国際出願第ＷＯ／９７
／３７０５５号に記載されている。本発明は、この特許
または以下の実施形態に記載の特定のプラズマアッシャ
に限定されない。
【００３５】アッシング中にウェーハを加熱すると、プ
ラズマとフォトレジストおよび／またはポスト・エッチ
残留物との間の反応速度を高めることができる。操作
時、ウェーハは一般に、集積回路製造に使用される材料
に応じて約４０℃から約３３０℃に加熱される。しか
し、ある種のポスト・エッチ残留物はこれよりも低い温
度でより容易に除去されることがわかった。ある種のポ
スト・エッチ残留物は、これよりも高い温度で化学変化
を受け、これによって残留物が剥離に対してより抵抗性
になると考えられる。
ラズマとフォトレジストおよび／またはポスト・エッチ
残留物との間の反応速度を高めることができる。操作
時、ウェーハは一般に、集積回路製造に使用される材料
に応じて約４０℃から約３３０℃に加熱される。しか
し、ある種のポスト・エッチ残留物はこれよりも低い温
度でより容易に除去されることがわかった。ある種のポ
スト・エッチ残留物は、これよりも高い温度で化学変化
を受け、これによって残留物が剥離に対してより抵抗性
になると考えられる。
【００３６】当業者には周知のとおり、除去速度をさら
に最適化することもできる。例えば、プラズマチャンバ
の圧力を約１〜約１０トルに変更し、電力を約５００Ｗ
〜約２０００Ｗに調整し、合計ガス流量を約５００ｓｃ
ｃｍ〜約９０００ｓｃｃｍに調整することができる。よ
り好ましくは、合計ガス流量を約３０００ｓｃｃｍと
し、そのうちＣＨＦ3の流量を少なくとも５０ｓｃｃｍ
とする。より好ましくは、合計ガス流量３０００ｓｃｃ
ｍのうちのＣＨＦ3の流量を約１５０ｓｃｃｍとする。
に最適化することもできる。例えば、プラズマチャンバ
の圧力を約１〜約１０トルに変更し、電力を約５００Ｗ
〜約２０００Ｗに調整し、合計ガス流量を約５００ｓｃ
ｃｍ〜約９０００ｓｃｃｍに調整することができる。よ
り好ましくは、合計ガス流量を約３０００ｓｃｃｍと
し、そのうちＣＨＦ3の流量を少なくとも５０ｓｃｃｍ
とする。より好ましくは、合計ガス流量３０００ｓｃｃ
ｍのうちのＣＨＦ3の流量を約１５０ｓｃｃｍとする。
【００３７】次に図面を参照する。図１を参照すると、
プラズマアッシング装置１０が示されている。反応チャ
ンバ２０が、アッシングすべきフォトレジストおよび／
またはポスト・エッチ残留物をその上に有するウェーハ
１５を包囲する。図示のとおり、ウェーハは、チャック
１２によって支持され、好ましくは、フォトレジストお
よび／またはポスト・エッチ残留物とプラズマの反応を
加速するために加熱される。反応チャンバの内部は減圧
される。この圧力は、約１トル〜約５トルに維持される
ことが好ましい。この圧力が約１トル〜約３トルに維持
されるとさらに好ましい。プラズマ発生システム３０が
反応チャンバ２０に接続され、チャンバ２０の内部にプ
ラズマを供給する。ガスボックス４０が、プラズマ発生
システムへのガスの流入を制御する。プラズマ発生シス
テムに流入すると、ガス（図示せず）は、励起可能なエ
ネルギー源に暴露される。例えば、マグネトロンによっ
てマイクロ波エネルギーを発生させて、ガスをイオン化
し、プラズマを形成することができる。プラズマは、プ
ラズマ発生システム３０を出て反応チャンバ２０に入
り、そこで一連のバッフル２２を通過する。このバッフ
ルは、プラズマをチャンバ内でより均一に分散させる。
次いでプラズマはウェーハ１５に衝突し、ウェーハ上の
フォトレジストおよびポスト・エッチ残留物と反応し
て、揮発性生成物および／または水で除去可能な生成物
を形成する。真空ポンプ２４が、プラズマおよび揮発性
生成物をチャンバ２０から連続的に除去し、ウェーハ１
５の表面のプラズマ流を一定に維持する。プラズマなら
びにプラズマとウェーハ上のフォトレジスト／ポスト・
エッチ残留物との反応を分析するためにポート２６およ
び２８を使用することができる。分光計５０、残留ガス
分析器６０またはその他の分析装置をポート２６または
２８に取り付けて、プラズマにウェーハがさらされてい
る間のチャンバ２０内のガスまたはプラズマ・ケミスト
リを監視することができる。次いで、減圧を解放し、処
理されたウェーハを反応チャンバから取り出す。次い
で、任意選択で、脱イオン水洗浄プロセスを使用して、
アッシング後のウェーハに残った残留物を除去する。
プラズマアッシング装置１０が示されている。反応チャ
ンバ２０が、アッシングすべきフォトレジストおよび／
またはポスト・エッチ残留物をその上に有するウェーハ
１５を包囲する。図示のとおり、ウェーハは、チャック
１２によって支持され、好ましくは、フォトレジストお
よび／またはポスト・エッチ残留物とプラズマの反応を
加速するために加熱される。反応チャンバの内部は減圧
される。この圧力は、約１トル〜約５トルに維持される
ことが好ましい。この圧力が約１トル〜約３トルに維持
されるとさらに好ましい。プラズマ発生システム３０が
反応チャンバ２０に接続され、チャンバ２０の内部にプ
ラズマを供給する。ガスボックス４０が、プラズマ発生
システムへのガスの流入を制御する。プラズマ発生シス
テムに流入すると、ガス（図示せず）は、励起可能なエ
ネルギー源に暴露される。例えば、マグネトロンによっ
てマイクロ波エネルギーを発生させて、ガスをイオン化
し、プラズマを形成することができる。プラズマは、プ
ラズマ発生システム３０を出て反応チャンバ２０に入
り、そこで一連のバッフル２２を通過する。このバッフ
ルは、プラズマをチャンバ内でより均一に分散させる。
次いでプラズマはウェーハ１５に衝突し、ウェーハ上の
フォトレジストおよびポスト・エッチ残留物と反応し
て、揮発性生成物および／または水で除去可能な生成物
を形成する。真空ポンプ２４が、プラズマおよび揮発性
生成物をチャンバ２０から連続的に除去し、ウェーハ１
５の表面のプラズマ流を一定に維持する。プラズマなら
びにプラズマとウェーハ上のフォトレジスト／ポスト・
エッチ残留物との反応を分析するためにポート２６およ
び２８を使用することができる。分光計５０、残留ガス
分析器６０またはその他の分析装置をポート２６または
２８に取り付けて、プラズマにウェーハがさらされてい
る間のチャンバ２０内のガスまたはプラズマ・ケミスト
リを監視することができる。次いで、減圧を解放し、処
理されたウェーハを反応チャンバから取り出す。次い
で、任意選択で、脱イオン水洗浄プロセスを使用して、
アッシング後のウェーハに残った残留物を除去する。
【００３８】
【実施例】以下の実施例は、単に例示を目的に提示する
ものであって、本発明の範囲を限定することを意図した
ものではない。
ものであって、本発明の範囲を限定することを意図した
ものではない。
【００３９】実施例１ この実施例で示すように、本発明に基づいて酸素プラズ
マアッシングプロセスでＣＨＦ3を使用する大きな利点
は、基板からのフォトレジストおよびポスト・エッチ残
留物の除去効率が向上することである。従来のアッシン
グプロセスでは、エッチング後に基板上に存在するポス
ト・エッチ残留物を完全に除去することができないか、
あるいは、できても長い暴露時間がかかる。したがっ
て、本発明はスループットタイムを短縮する。このこと
は、商業上の大きな利点である。
マアッシングプロセスでＣＨＦ3を使用する大きな利点
は、基板からのフォトレジストおよびポスト・エッチ残
留物の除去効率が向上することである。従来のアッシン
グプロセスでは、エッチング後に基板上に存在するポス
ト・エッチ残留物を完全に除去することができないか、
あるいは、できても長い暴露時間がかかる。したがっ
て、本発明はスループットタイムを短縮する。このこと
は、商業上の大きな利点である。
【００４０】酸化物スタックを有する複数のシリコン・
ウェーハ上に、ＬＡＭ５９０エッチャを用い、標準エッ
チングプロセスを使用してバイア・パターンをエッチン
グした。エッチングプロセス完了後、ウェーハ上には、
残留フォトレジストおよびポスト・エッチ残留物が残っ
た。バイアのパターニングに使用したフォトレジスト
は、ＯＣＧ５０５フォトレジストである。このウェーハ
を、Ｅａｔｏｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ社のＦｕｓｉ
ｏｎ Ｇｅｍｉｎｉ ＥＳ Ｐｌａｓｍａ Ａｓｈｅｒ
を使用してアッシングした。それぞれのプラズマアッシ
ングプロセスに対する処理条件を表Ｉに示す。フォーミ
ングガスは、窒素中に５％の水素を含むガス混合物（Ｈ
2Ｎ2）から成る。それぞれのプロセスは、同じ１０分間
の脱イオン水洗浄プロセスを含む。
ウェーハ上に、ＬＡＭ５９０エッチャを用い、標準エッ
チングプロセスを使用してバイア・パターンをエッチン
グした。エッチングプロセス完了後、ウェーハ上には、
残留フォトレジストおよびポスト・エッチ残留物が残っ
た。バイアのパターニングに使用したフォトレジスト
は、ＯＣＧ５０５フォトレジストである。このウェーハ
を、Ｅａｔｏｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ社のＦｕｓｉ
ｏｎ Ｇｅｍｉｎｉ ＥＳ Ｐｌａｓｍａ Ａｓｈｅｒ
を使用してアッシングした。それぞれのプラズマアッシ
ングプロセスに対する処理条件を表Ｉに示す。フォーミ
ングガスは、窒素中に５％の水素を含むガス混合物（Ｈ
2Ｎ2）から成る。それぞれのプロセスは、同じ１０分間
の脱イオン水洗浄プロセスを含む。
【００４１】
【表１】
【００４２】
【表２】
【００４３】図２に示すとおり、ＣＦ4を用いてアッシ
ングしたウェーハの走査電子顕微鏡写真は、ポスト・エ
ッチ残留物の除去が不完全であることを示し、一方、Ｃ
ＨＦ 3を使用してアッシングしたウェーハ（図３）では
フォトレジストおよびポスト・エッチ残留物が完全に除
去された。さらに、ＣＨＦ3プラズマ組成物では、アッ
シングプロセスの完了に要した時間は６０秒であった
が、それに比べて、ＣＦ 4プロセスでは１２０秒かけて
も、ポスト・エッチ残留物は完全には除去されなかっ
た。フォーミングガスをオフにした２０秒間のＣＦ4プ
ラズマプロセスを含む追加の段階でも、ポスト・エッチ
残留物は除去されなかった。したがって、表Ｉｂに示し
たＣＨＦ3プラズマプロセスでは、ＣＦ4プラズマプロセ
スに比べて、バイア・レベルの処理時間が１／２に短縮
された。
ングしたウェーハの走査電子顕微鏡写真は、ポスト・エ
ッチ残留物の除去が不完全であることを示し、一方、Ｃ
ＨＦ 3を使用してアッシングしたウェーハ（図３）では
フォトレジストおよびポスト・エッチ残留物が完全に除
去された。さらに、ＣＨＦ3プラズマ組成物では、アッ
シングプロセスの完了に要した時間は６０秒であった
が、それに比べて、ＣＦ 4プロセスでは１２０秒かけて
も、ポスト・エッチ残留物は完全には除去されなかっ
た。フォーミングガスをオフにした２０秒間のＣＦ4プ
ラズマプロセスを含む追加の段階でも、ポスト・エッチ
残留物は除去されなかった。したがって、表Ｉｂに示し
たＣＨＦ3プラズマプロセスでは、ＣＦ4プラズマプロセ
スに比べて、バイア・レベルの処理時間が１／２に短縮
された。
【００４４】実施例２ この実施例では、チャック・ベースのダウンストリーム
プラズマアッシャ内で残留ガス分析を実施した。残留ガ
ス分析では、アッシング中およびガスフロー中に反応チ
ャンバ内で発生した反応性化学種を監視した。この分析
には、フォトレジストおよびポスト・エッチ残留物をそ
の上に有するウェーハをプラズマまたはガスフローに暴
露することは含めなかった。その結果は、ＣＨＦ3をそ
の一成分として含むプロセスガスの反応性が大きいこと
をはっきりと証明した。
プラズマアッシャ内で残留ガス分析を実施した。残留ガ
ス分析では、アッシング中およびガスフロー中に反応チ
ャンバ内で発生した反応性化学種を監視した。この分析
には、フォトレジストおよびポスト・エッチ残留物をそ
の上に有するウェーハをプラズマまたはガスフローに暴
露することは含めなかった。その結果は、ＣＨＦ3をそ
の一成分として含むプロセスガスの反応性が大きいこと
をはっきりと証明した。
【００４５】各種酸素プラズマガス組成物から生成され
る反応性化学種を調べるため、Ｅａｔｏｎ Ｃｏｒｐｏ
ｒａｔｉｏｎ社のＦｕｓｉｏｎ Ｇｅｍｉｎｉ ＥＳ
Ｐｌａｓｍａ Ａｓｈｅｒに、残留ガス分析器を取り付
けた。Ｓｔａｎｆｏｒｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｍｏｄｅ
ｌ Ｎｏ．ＲＧＡ２００残留ガス分析器をプラズマアッ
シャ反応チャンバのポートに接続した。分析器と反応チ
ャンバの間に６０ミクロンの開口を設け、約１０6の減
圧を生じさせた。さらに、ウェーハ交換中の大気圧から
分析器を保護するため、分析器と反応チャンバの間にコ
ンフラットＵＨＶ仕切弁を配置した。プラズマ・チャン
バの電力を１８００Ｗ、チャンバ圧力を１．５トル、温
度を１１５℃にセットした。フォーミングガスは、窒素
中に３％の水素を含むガス混合物（Ｈ2Ｎ2）から成る。
分析は、電力をオフ、すなわちプロセスガスを流し、ア
ッシャの電力をオン、すなわちプラズマをオンにして実
施した。表ＩＩに、分析したプロセスガス組成物を示
す。
る反応性化学種を調べるため、Ｅａｔｏｎ Ｃｏｒｐｏ
ｒａｔｉｏｎ社のＦｕｓｉｏｎ Ｇｅｍｉｎｉ ＥＳ
Ｐｌａｓｍａ Ａｓｈｅｒに、残留ガス分析器を取り付
けた。Ｓｔａｎｆｏｒｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｍｏｄｅ
ｌ Ｎｏ．ＲＧＡ２００残留ガス分析器をプラズマアッ
シャ反応チャンバのポートに接続した。分析器と反応チ
ャンバの間に６０ミクロンの開口を設け、約１０6の減
圧を生じさせた。さらに、ウェーハ交換中の大気圧から
分析器を保護するため、分析器と反応チャンバの間にコ
ンフラットＵＨＶ仕切弁を配置した。プラズマ・チャン
バの電力を１８００Ｗ、チャンバ圧力を１．５トル、温
度を１１５℃にセットした。フォーミングガスは、窒素
中に３％の水素を含むガス混合物（Ｈ2Ｎ2）から成る。
分析は、電力をオフ、すなわちプロセスガスを流し、ア
ッシャの電力をオン、すなわちプラズマをオンにして実
施した。表ＩＩに、分析したプロセスガス組成物を示
す。
【００４６】
【表３】
【００４７】図４は、チャンバ内に発生した原子化学種
を、Ａ、Ｂ、ＣおよびＤとそれぞれ名付けたぞれぞれの
ガス組成物について示したグラフである。このグラフの
質量ピーク１９のところの相対強度によって示されるフ
ッ化水素の発生量はエッチング効率の強力な指標であ
る。フッ素ガスを含まないガス組成物Ａは、ＨＦを一切
発生させないと予想される。しかし、ガス組成物Ａで
は、グラフの質量ピーク１９のところに、別のイオンま
たはフラグメントに対するある強度が生じた。これは、
反応チャンバ中に一般的に存在する水蒸気および／また
はその他の汚染物質によるバックグラウンドノイズを表
すと考えられる。ガス組成物ＡによってＨＦは生成され
ない。意外にも、ＣＨＦ3を含むガス組成物Ｃは、最も
多くのＨＦを発生させた。ＮＦ3またはＣＦ4を含むガス
組成物ＢおよびＤは、ガス組成物Ｃ、すなわちＣＨＦ3
が同じ条件で生成したほどのＨＦは生成しなかった。
を、Ａ、Ｂ、ＣおよびＤとそれぞれ名付けたぞれぞれの
ガス組成物について示したグラフである。このグラフの
質量ピーク１９のところの相対強度によって示されるフ
ッ化水素の発生量はエッチング効率の強力な指標であ
る。フッ素ガスを含まないガス組成物Ａは、ＨＦを一切
発生させないと予想される。しかし、ガス組成物Ａで
は、グラフの質量ピーク１９のところに、別のイオンま
たはフラグメントに対するある強度が生じた。これは、
反応チャンバ中に一般的に存在する水蒸気および／また
はその他の汚染物質によるバックグラウンドノイズを表
すと考えられる。ガス組成物ＡによってＨＦは生成され
ない。意外にも、ＣＨＦ3を含むガス組成物Ｃは、最も
多くのＨＦを発生させた。ＮＦ3またはＣＦ4を含むガス
組成物ＢおよびＤは、ガス組成物Ｃ、すなわちＣＨＦ3
が同じ条件で生成したほどのＨＦは生成しなかった。
【００４８】実施例３ この実施例で示すように、本発明に基づいて低酸素プラ
ズマガス組成物中にＣＨＦ3を使用すると、同じプラズ
マに同じ条件でＣＦ4を添加するよりも多くのＨＦが効
率的に生成する。
ズマガス組成物中にＣＨＦ3を使用すると、同じプラズ
マに同じ条件でＣＦ4を添加するよりも多くのＨＦが効
率的に生成する。
【００４９】残留ガス分析は、実施例２の場合と同様に
実施した。表ＩＩＩに、分析したプロセスガス組成物お
よびプロセス条件を示す。フォーミングガスは、窒素中
に３％の水素を含むガス混合物（Ｈ2Ｎ2）から成る。発
生させたプラズマは、ガスまたは水蒸気の形の酸素が一
切添加されていない無酸素プラズマである。
実施した。表ＩＩＩに、分析したプロセスガス組成物お
よびプロセス条件を示す。フォーミングガスは、窒素中
に３％の水素を含むガス混合物（Ｈ2Ｎ2）から成る。発
生させたプラズマは、ガスまたは水蒸気の形の酸素が一
切添加されていない無酸素プラズマである。
【００５０】
【表４】
【００５１】図５および図６のグラフは、プラズマをオ
ンにした場合とオフにした場合のプラズマガス組成物Ｅ
とＦによって生み出される化学種の違いを示す。反応チ
ャンバ中へガス組成物が流入しているオフ・ポジション
に対し、組成物Ｅのプラズマは、Ｈ2を消費し、存在す
るＦの量をわずかに増大させた。一方、ＣＨＦ3をその
一成分として含む組成物Ｆのプラズマは、存在するＨ2
の大半または全てを効率的に消費し、ＨＦおよびＦの生
成量をかなり増大させた。さらに、プラズマＦでは、プ
ラズマがオフのときに存在したＣＦ3、ＣＨＦ2およびＣ
Ｆに対応するピークが、プラズマがオンのときにプラズ
マによって消費されたことが明らかである。これらの化
学種の消費がＨＦの生成をさらに増大させたと考えられ
る。
ンにした場合とオフにした場合のプラズマガス組成物Ｅ
とＦによって生み出される化学種の違いを示す。反応チ
ャンバ中へガス組成物が流入しているオフ・ポジション
に対し、組成物Ｅのプラズマは、Ｈ2を消費し、存在す
るＦの量をわずかに増大させた。一方、ＣＨＦ3をその
一成分として含む組成物Ｆのプラズマは、存在するＨ2
の大半または全てを効率的に消費し、ＨＦおよびＦの生
成量をかなり増大させた。さらに、プラズマＦでは、プ
ラズマがオフのときに存在したＣＦ3、ＣＨＦ2およびＣ
Ｆに対応するピークが、プラズマがオンのときにプラズ
マによって消費されたことが明らかである。これらの化
学種の消費がＨＦの生成をさらに増大させたと考えられ
る。
【００５２】実施例４ この実施例に示すように、低酸素プラズマ中に発生する
反応性化学種は、フッ素ガスとフォーミングガスの比に
応じて変化した。残留ガス分析は、実施例２の場合と同
様に実施した。表ＩＶに、分析したプロセスガス組成物
およびプロセス条件を示す。フォーミングガスは、窒素
中に３％の水素を含むガス混合物（Ｈ2Ｎ2）から成る。
発生させたプラズマは、ガスまたは水蒸気の形の酸素が
一切添加されていない無酸素プラズマである。
反応性化学種は、フッ素ガスとフォーミングガスの比に
応じて変化した。残留ガス分析は、実施例２の場合と同
様に実施した。表ＩＶに、分析したプロセスガス組成物
およびプロセス条件を示す。フォーミングガスは、窒素
中に３％の水素を含むガス混合物（Ｈ2Ｎ2）から成る。
発生させたプラズマは、ガスまたは水蒸気の形の酸素が
一切添加されていない無酸素プラズマである。
【００５３】
【表５】
【００５４】図７および図８のグラフは、それぞれＧ、
Ｈと名付けたガス組成物から生み出されたそれぞれのプ
ラズマによって発生した化学種に対応する結果の違いを
示す。どちらのプラズマ組成物でも、５０ｓｃｃｍを超
えるガス流量でＨＦおよびＦの生成が増大し、これに対
応してＨ2が減少していることが分かる。しかし、増大
の程度は、プラズマガス組成物Ｈ、すなわちＣＨＦ3の
ほうが大きく、ＨＦおよびＦの生成量がはるかに大きい
ことを示している。したがって、プラズマ中でＣＨＦ3
を使用すると、ＣＦ4を使用するよりも攻撃的なアッシ
ング・ケミストリが得られる。
Ｈと名付けたガス組成物から生み出されたそれぞれのプ
ラズマによって発生した化学種に対応する結果の違いを
示す。どちらのプラズマ組成物でも、５０ｓｃｃｍを超
えるガス流量でＨＦおよびＦの生成が増大し、これに対
応してＨ2が減少していることが分かる。しかし、増大
の程度は、プラズマガス組成物Ｈ、すなわちＣＨＦ3の
ほうが大きく、ＨＦおよびＦの生成量がはるかに大きい
ことを示している。したがって、プラズマ中でＣＨＦ3
を使用すると、ＣＦ4を使用するよりも攻撃的なアッシ
ング・ケミストリが得られる。
【００５５】以上の実施例を考慮すると、ＣＨＦ3プラ
ズマ・ケミストリのほうが従来のＣＦ4ケミストリより
も活性かつ攻撃的であることは明らかである。いずれの
フッ素ガスの酸素プラズマも、水素の消費およびＮＯ、
ＣＯ2、ＦおよびＨＦの形成をもたらすが、これらの反
応の効率は大きく異なる。酸素プラズマを含むＣＨＦ 3
は、ＣＯ2、ＦおよびＨＦの形成を高め、ＮＯの生成を
低減させることがわかった。さらに、酸素プラズマ中の
ＣＨＦ3は化学反応を受け、この反応中にＣＨＦ3が消費
され、ＣＯＦ2およびＣＯＦが形成される。残留ガス分
析においてこれらの反応性化学種は、プラズマがイグナ
イトされたときのＣＨＦ3特性シグナチャの損失、すな
わちＣＦ3およびＣＨＦ3の損失、ならびにＣＯＦ2およ
びＣＯＦの出現によって、識別される。酸素プラズマ中
でＣＨＦ3を使用すると、ＣＦ4またはＮＦ3を使用した
ときに比べて、かなりの量の酸素が消費され、これは、
最終的な生成物ＣＯ2およびＣＯＦ2を形成する反応を支
援するのに必要である。
ズマ・ケミストリのほうが従来のＣＦ4ケミストリより
も活性かつ攻撃的であることは明らかである。いずれの
フッ素ガスの酸素プラズマも、水素の消費およびＮＯ、
ＣＯ2、ＦおよびＨＦの形成をもたらすが、これらの反
応の効率は大きく異なる。酸素プラズマを含むＣＨＦ 3
は、ＣＯ2、ＦおよびＨＦの形成を高め、ＮＯの生成を
低減させることがわかった。さらに、酸素プラズマ中の
ＣＨＦ3は化学反応を受け、この反応中にＣＨＦ3が消費
され、ＣＯＦ2およびＣＯＦが形成される。残留ガス分
析においてこれらの反応性化学種は、プラズマがイグナ
イトされたときのＣＨＦ3特性シグナチャの損失、すな
わちＣＦ3およびＣＨＦ3の損失、ならびにＣＯＦ2およ
びＣＯＦの出現によって、識別される。酸素プラズマ中
でＣＨＦ3を使用すると、ＣＦ4またはＮＦ3を使用した
ときに比べて、かなりの量の酸素が消費され、これは、
最終的な生成物ＣＯ2およびＣＯＦ2を形成する反応を支
援するのに必要である。
【００５６】含酸素プラズマでは、ＣＦ4、ＣＨＦ3また
はＮＦ3をプラズマに添加すると、フッ素を含まないプ
ラズマよりも水素の消費効率が増大した。これは、ＣＨ
Ｆ3プラズマを用いるとＣＦ4プラズマに比べてはるかに
効率的に水素が消費される低酸素または無酸素プラズマ
とは異なっている。含酸素プラズマおよび低酸素プラズ
マ中でＣＨＦ3を使用すると、いずれの場合も、原子状
フッ素（Ｆ）およびフッ化水素酸（ＨＦ）の発生が大幅
に増大した。残留ガス分析の検討から、ＣＨＦ3プラズ
マが、ＣＦ4またはＮＦ3プラズマを使用するよりも多く
のＦおよびＨＦを発生させることが確かめられた。した
がって、さまざまな種類のプラズマ中でＣＨＦ3を使用
することは、意外にも、基板表面から実質的に全てのフ
ォトレジストおよびポスト・エッチ残留物をより効率的
に除去する攻撃的なアッシングプロセスとなる。
はＮＦ3をプラズマに添加すると、フッ素を含まないプ
ラズマよりも水素の消費効率が増大した。これは、ＣＨ
Ｆ3プラズマを用いるとＣＦ4プラズマに比べてはるかに
効率的に水素が消費される低酸素または無酸素プラズマ
とは異なっている。含酸素プラズマおよび低酸素プラズ
マ中でＣＨＦ3を使用すると、いずれの場合も、原子状
フッ素（Ｆ）およびフッ化水素酸（ＨＦ）の発生が大幅
に増大した。残留ガス分析の検討から、ＣＨＦ3プラズ
マが、ＣＦ4またはＮＦ3プラズマを使用するよりも多く
のＦおよびＨＦを発生させることが確かめられた。した
がって、さまざまな種類のプラズマ中でＣＨＦ3を使用
することは、意外にも、基板表面から実質的に全てのフ
ォトレジストおよびポスト・エッチ残留物をより効率的
に除去する攻撃的なアッシングプロセスとなる。
【００５７】以上の本発明の好ましい実施形態の説明
は、例示および説明を目的に提示したものである。この
説明は網羅的なものではなく、本発明を開示の形態に限
定することを意図したものでもない。以上の教示を考慮
すれば、明白な部分的変更または変形が可能である。こ
れらの実施形態は、本発明の原理およびその実際の応用
の最良の説明を提供し、これによって当業者が本発明
を、さまざまな実施形態で、かつ企図される特定の使用
に適したさまざまな変更とともに利用することができる
よう、選択し、説明したものである。公平、合法的かつ
正当に権利を付与された範囲に基づいて添付の請求項が
解釈されたとき、このような変更および変形は全て、添
付の請求項に記載された本発明の範囲に含まれる。
は、例示および説明を目的に提示したものである。この
説明は網羅的なものではなく、本発明を開示の形態に限
定することを意図したものでもない。以上の教示を考慮
すれば、明白な部分的変更または変形が可能である。こ
れらの実施形態は、本発明の原理およびその実際の応用
の最良の説明を提供し、これによって当業者が本発明
を、さまざまな実施形態で、かつ企図される特定の使用
に適したさまざまな変更とともに利用することができる
よう、選択し、説明したものである。公平、合法的かつ
正当に権利を付与された範囲に基づいて添付の請求項が
解釈されたとき、このような変更および変形は全て、添
付の請求項に記載された本発明の範囲に含まれる。
【図１】本発明に基づくアッシングプロセスを実施する
のに適した一般的なプラズマアッシング装置の構成要素
を示す図である。
のに適した一般的なプラズマアッシング装置の構成要素
を示す図である。
【図２】ＣＦ4をプラズマガス成分の１つとして使用し
たポストエッチアッシングプロセス後の、バイア・フィ
ーチャの走査電子顕微鏡写真である。
たポストエッチアッシングプロセス後の、バイア・フィ
ーチャの走査電子顕微鏡写真である。
【図３】ＣＨＦ3をプラズマガス成分の１つとして使用
した本発明に基づくポストエッチアッシングプロセス後
の、バイア・フィーチャの走査電子顕微鏡写真である。
した本発明に基づくポストエッチアッシングプロセス後
の、バイア・フィーチャの走査電子顕微鏡写真である。
【図４】４種類の異なるプラズマガス組成物およびこれ
らに対応する酸素プラズマの残留ガス分析のオーバーレ
イを示すグラフである。
らに対応する酸素プラズマの残留ガス分析のオーバーレ
イを示すグラフである。
【図５】ＣＦ4プラズマガス組成物およびこれに対応す
る無酸素プラズマの残留ガス分析を示すグラフである。
る無酸素プラズマの残留ガス分析を示すグラフである。
【図６】ＣＨＦ3プラズマガス組成物およびこれに対応
する無酸素プラズマの残留ガス分析を示すグラフであ
る。
する無酸素プラズマの残留ガス分析を示すグラフであ
る。
【図７】プラズマガス組成物中のＣＨＦ3とその他の成
分との比を変化させた、本発明に基づく無酸素プラズマ
の残留ガス分析を示すグラフである。
分との比を変化させた、本発明に基づく無酸素プラズマ
の残留ガス分析を示すグラフである。
【図８】プラズマガス組成物中のＣＦ4とその他の成分
との比を変化させた、無酸素プラズマの残留ガス分析を
示すグラフである。
との比を変化させた、無酸素プラズマの残留ガス分析を
示すグラフである。
１０ プラズマアッシング装置 １２ チャック １５ 半導体基板（ウェーハ） ２０ 反応チャンバ ２２ バッフル ２４ 真空ポンプ ２６ ポート ２８ ポート ３０ プラズマ発生システム ４０ ガスボックス ５０ 分光計 ６０ 残留ガス分析器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 カルロ ヴォルトフリート アメリカ合衆国 22042 バージニア州 フォールズ チャーチ サーリー レイン 3411 (72)発明者 テレサ ホープ バウサム アメリカ合衆国 21037 メリーランド州 エッジウォーター リバーサイド ロー ド 237 (72)発明者 イワン ルイス ベリー ３世 アメリカ合衆国 20142 メリーランド州 エリコット シティ フロント ヒル ドライブ 3716
Claims (25)
- 【請求項１】 半導体基板１５からフォトレジストおよ
びポスト・エッチ残留物を除去するためのプラズマアッ
シング方法であって、 ａ．フォトレジストおよび／またはポスト・エッチ残留
物をその上に有する少なくとも１枚の基板１５を、反応
チャンバ２０の中に配置する段階と、 ｂ．ＣＨＦ3をその一成分として含むプラズマガス組成
物をプラズマに添加することによって反応性化学種を形
成する段階と、 ｃ．前記反応性化学種に基板１５の表面を暴露すること
によって、側壁ポリマー付着物を含むフォトレジストお
よび／またはエッチ残留物を除去する段階を含む方法。 - 【請求項２】 ＣＨＦ3が、プラズマガス組成物中の唯
一のフッ素源である、請求項１に記載のプラズマアッシ
ング方法。 - 【請求項３】 基板１５を脱イオン水で洗浄する段階
（ｄ）をさらに含む、請求項１に記載のプラズマアッシ
ング方法。 - 【請求項４】 前記プラズマガス組成物が、炭化水素、
ヒドロフルオロカーボン、水素ガスおよび水素ガス混合
物から成るグループから選択される含水素ガスを含む、
請求項１に記載のプラズマアッシング方法。 - 【請求項５】 前記水素ガス混合物が不活性ガスおよび
水素ガスを含み、前記水素ガスの量が、ガス混合物の約
３体積パーセント〜約５体積パーセントである、請求項
４に記載のプラズマアッシング方法。 - 【請求項６】 ＣＨＦ3およびこの他のフッ素源の量
が、プラズマガス組成物全体の約１０体積パーセント未
満である、請求項１に記載のプラズマアッシング方法。 - 【請求項７】 フォトレジストおよび／またはポスト・
エッチ残留物と基板の間の前記プラズマのエッチング選
択性が約１０：１よりも大きい、請求項１に記載のプラ
ズマアッシング方法。 - 【請求項８】 前記プラズマガス組成物が酸素ガスをさ
らに含む、請求項１に記載のプラズマアッシング方法。 - 【請求項９】 金属を含むポスト・エッチ残留物を除去
する効果を有する量のＣＨＦ3が反応チャンバ２０に流
入する、請求項１に記載のプラズマアッシング方法。 - 【請求項１０】 ＣＨＦ3とフッ素を含まないその他の
ガスとの比が少なくとも約１：６０である、請求項１に
記載のプラズマアッシング方法。 - 【請求項１１】 含水素ガス、酸素源、ならびにＣＦ4
および／またはＣ2Ｆ 6および／またはＮＦ3ガスから成
るプラズマガス組成物を反応チャンバ２０に流入させる
段階と、前記チャンバの中にプラズマを発生させて、基
板１５上のフォトレジストおよびポスト・エッチ残留物
と反応する反応性化学種を形成させる段階を含む、ダウ
ンストリームプラズマアッシング装置向けの低酸素プラ
ズマアッシング方法において、基板から実質的に全ての
フォトレジストおよびポスト・エッチ残留物を除去する
効果を有する量のＣＨＦ3ガスを反応チャンバ２０に流
入させる段階を含む改良式の方法。 - 【請求項１２】 少なくとも約５０ｓｃｃｍ〜約５００
ｓｃｃｍのガス流量で、ＣＨＦ3が反応チャンバに流入
する、請求項１１に記載の改良式の方法。 - 【請求項１３】 ＣＨＦ3が、原子状フッ素化学種の唯
一の給源である、請求項１１に記載の改良式の方法。 - 【請求項１４】 プラズマ中のＣＨＦ3が、フォトレジ
ストおよびポスト・エッチ残留物を除去する効果を有す
る量のＨＦを発生させる、請求項１１に記載の改良式の
方法。 - 【請求項１５】 酸素源が、水蒸気および酸素ガスのう
ちのいずれかである、請求項１１に記載の改良式の方
法。 - 【請求項１６】 酸素ガス、含水素ガス、ならびにＣＦ
4および／またはＣ2Ｆ6および／またはＮＦ3ガスから成
るプラズマガス組成物を反応チャンバ２０に流入させる
段階と、前記チャンバ中にプラズマを発生させて、基板
１５からフォトレジストおよびポスト・エッチ残留物を
除去する段階を含む、ダウンストリームプラズマアッシ
ング装置向けの酸素プラズマアッシング方法において、
基板１５から実質的に全てのフォトレジストおよびポス
ト・エッチ残留物を除去する効果を有する量のＣＨＦ3
ガスを反応チャンバ２０に流入させる段階を含む改良式
の方法。 - 【請求項１７】 少なくとも約５０ｓｃｃｍ〜約２００
ｓｃｃｍのガス流量で、ＣＨＦ3が反応チャンバ２０に
流入する、請求項１６に記載の改良式の方法。 - 【請求項１８】 ＣＨＦ3が、原子状フッ素化学種の唯
一の給源である、請求項１６に記載の改良式の方法。 - 【請求項１９】 プラズマ中のＣＨＦ3が、フォトレジ
ストおよびポスト・エッチ残留物を除去する効果を有す
る量のＨＦを発生させる、請求項１６に記載の改良式の
方法。 - 【請求項２０】 半導体基板１５からフォトレジストお
よびポスト・エッチ残留物を除去するためのプラズマア
ッシング方法であって、 ａ．フォトレジストおよび／またはポスト・エッチ残留
物をその上に有する少なくとも１枚の基板１５を、反応
チャンバ２０の中に配置する段階と、 ｂ．実質上、フォーミングガス、ＣＨＦ3および酸素か
ら成るプラズマガス組成物をプラズマに添加することに
よって反応性化学種を形成する段階と、 ｃ．前記反応性化学種に基板１５の表面を暴露し、揮発
性化合物、水で除去可能な化合物およびこれらの混合物
のうちのいずれかを形成させることによって、側壁ポリ
マー付着物を含むフォトレジストおよび／またはエッチ
残留物を除去する段階 を含む方法。 - 【請求項２１】 ＣＨＦ3ガスの量が、プラズマガス組
成物全体の約１０体積パーセント未満である、請求項２
０に記載のプラズマアッシング方法。 - 【請求項２２】 前記プラズマガス組成物が、ＣＦ4、
Ｃ2Ｆ6およびこれらの混合物のうちのいずれかをさらに
含み、フッ素ガスの総量が、プラズマガス組成物全体の
約１０体積パーセント未満である、請求項２０に記載の
プラズマアッシング方法。 - 【請求項２３】 前記フォーミングガスが、フォーミン
グガスの約３体積パーセント〜約５体積パーセントの水
素ガスを含む、請求項２０に記載のプラズマアッシング
方法。 - 【請求項２４】 基板１５からフォトレジストおよびポ
スト・エッチ残留物を除去するためのアッシングプラズ
マガス組成物であって、 ａ．約８０〜９９体積部のフォーミングガスと、 ｂ．約１〜１０体積部のＣＨＦ3ガスと、 ｃ．０超〜約１０体積部の酸素源 を含み、 前記フォーミングガスが、窒素中に約３％〜約５％の水
素を含むガスであり、前記酸素源が、水蒸気および酸素
ガスから成るグループから選択された組成物。 - 【請求項２５】 基板１５からフォトレジストおよびポ
スト・エッチ残留物を除去するためのアッシングプラズ
マガス組成物であって、 ａ．約５０〜７０体積部の酸素ガスと、 ｂ．約２５〜５０体積部のフォーミングガスと、 ｃ．１〜１０体積部のＣＨＦ3ガス を含み、 前記フォーミングガスが、窒素中に約３％〜約５％の水
素を含むガスである組成物。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US54337300A | 2000-04-02 | 2000-04-02 | |
| US09/543373 | 2000-04-02 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001313280A true JP2001313280A (ja) | 2001-11-09 |
Family
ID=24167731
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001096545A Pending JP2001313280A (ja) | 2000-04-02 | 2001-03-29 | ポスト・エッチ・フォトレジストおよび残留物の除去法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1143498A3 (ja) |
| JP (1) | JP2001313280A (ja) |
| KR (1) | KR20010095228A (ja) |
Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN100343953C (zh) * | 2003-05-30 | 2007-10-17 | Psk有限公司 | 半导体制造工艺中去除光致抗蚀剂的方法 |
| JP2011523774A (ja) * | 2008-05-12 | 2011-08-18 | ラム リサーチ コーポレーション | 微量気体濃度の監視によるウエハプラズマ処理中のアーキング現象の検出 |
| JP2012531053A (ja) * | 2009-08-25 | 2012-12-06 | シルバーブルック リサーチ ピーティワイ リミテッド | フォトレジストおよびエッチング残留物をビアから除去する方法 |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6692903B2 (en) * | 2000-12-13 | 2004-02-17 | Applied Materials, Inc | Substrate cleaning apparatus and method |
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| KR100701388B1 (ko) * | 2004-12-27 | 2007-03-28 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 반도체 소자의 금속 배선 후처리 방법 |
| KR100814409B1 (ko) * | 2006-08-14 | 2008-03-18 | 삼성전자주식회사 | 애싱 방법 및 이를 수행하기 위한 장치 |
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| US20150011073A1 (en) * | 2013-07-02 | 2015-01-08 | Wei-Sheng Lei | Laser scribing and plasma etch for high die break strength and smooth sidewall |
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|---|---|---|---|---|
| US4961820A (en) * | 1988-06-09 | 1990-10-09 | Fujitsu Limited | Ashing method for removing an organic film on a substance of a semiconductor device under fabrication |
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| JPH06181191A (ja) * | 1992-12-15 | 1994-06-28 | Kawasaki Steel Corp | 半導体装置の洗浄方法 |
| JPH08203874A (ja) * | 1995-01-26 | 1996-08-09 | Toshiba Corp | アッシング用混合ガス並びにアッシング方法及びその装置 |
| US5882489A (en) * | 1996-04-26 | 1999-03-16 | Ulvac Technologies, Inc. | Processes for cleaning and stripping photoresist from surfaces of semiconductor wafers |
| US6281135B1 (en) * | 1999-08-05 | 2001-08-28 | Axcelis Technologies, Inc. | Oxygen free plasma stripping process |
| ATE244430T1 (de) * | 1999-10-15 | 2003-07-15 | Ajit K Zacharias | Sicheres kartensystem für vielfachanwendung |
-
2001
- 2001-03-29 JP JP2001096545A patent/JP2001313280A/ja active Pending
- 2001-03-30 EP EP01303043A patent/EP1143498A3/en not_active Withdrawn
- 2001-04-02 KR KR1020010017317A patent/KR20010095228A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100343953C (zh) * | 2003-05-30 | 2007-10-17 | Psk有限公司 | 半导体制造工艺中去除光致抗蚀剂的方法 |
| JP2011523774A (ja) * | 2008-05-12 | 2011-08-18 | ラム リサーチ コーポレーション | 微量気体濃度の監視によるウエハプラズマ処理中のアーキング現象の検出 |
| JP2012531053A (ja) * | 2009-08-25 | 2012-12-06 | シルバーブルック リサーチ ピーティワイ リミテッド | フォトレジストおよびエッチング残留物をビアから除去する方法 |
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