JP2001332532A - レジストアッシング装置及び方法 - Google Patents
レジストアッシング装置及び方法Info
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- JP2001332532A JP2001332532A JP2000151624A JP2000151624A JP2001332532A JP 2001332532 A JP2001332532 A JP 2001332532A JP 2000151624 A JP2000151624 A JP 2000151624A JP 2000151624 A JP2000151624 A JP 2000151624A JP 2001332532 A JP2001332532 A JP 2001332532A
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- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高ドーズイオンの注入により変質層が形成さ
れたレジストを高スループットにて適切にアッシング処
理する。 【解決手段】 真空容器２の内部にマイクロ波を導入す
るために、真空容器２の開口部を封止するようにして設
けられたマイクロ波透過窓部材４と、処理中の被処理基
板２０を真空容器２の内部にて保持すると共に加熱する
基板保持台３と、基盤保持台３とマイクロ波透過窓部材
４との間のプラズマ発生領域１８に対応する部分の真空
容器２の内壁を、この内壁に付着したレジストの飛散物
がプラズマによって除去され得る程度の温度に加熱する
ための内壁ヒーター１９と、を備えている。
れたレジストを高スループットにて適切にアッシング処
理する。 【解決手段】 真空容器２の内部にマイクロ波を導入す
るために、真空容器２の開口部を封止するようにして設
けられたマイクロ波透過窓部材４と、処理中の被処理基
板２０を真空容器２の内部にて保持すると共に加熱する
基板保持台３と、基盤保持台３とマイクロ波透過窓部材
４との間のプラズマ発生領域１８に対応する部分の真空
容器２の内壁を、この内壁に付着したレジストの飛散物
がプラズマによって除去され得る程度の温度に加熱する
ための内壁ヒーター１９と、を備えている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レジストアッシン
グ装置及び方法に係わり、特に、高ドーズイオンが注入
されて表面に変質層が形成されたレジストを、マイクロ
波放電により生成したプラズマを利用して処理するレジ
ストアッシング装置及び方法に関する。
グ装置及び方法に係わり、特に、高ドーズイオンが注入
されて表面に変質層が形成されたレジストを、マイクロ
波放電により生成したプラズマを利用して処理するレジ
ストアッシング装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体デバイスの製造工程では、レジス
トマスクの剥離が従来より行われてきた。レジストマス
クを剥離するために使用されるドライアッシング方法と
しては、Ｏ２プラズマを用いる方法が一般的であり、有
機膜であるレジストをＯ２ラジカル、イオンで酸化し、
ＣＯ、ＣＯ２等として排気し除去する。ところが、近年
の半導体デバイスの微細化により、プラズマからのイオ
ンや荷電粒子によって素子の特性が劣化したり、或いは
素子が破壊されたりする事態が生じてきた。そこで、こ
のような事態を防止するために、プラズマ源から被処理
基板までの距離を十分に確保することにより、ドライア
ッシング処理の際の素子ダメージの軽減を実現してい
る。
トマスクの剥離が従来より行われてきた。レジストマス
クを剥離するために使用されるドライアッシング方法と
しては、Ｏ２プラズマを用いる方法が一般的であり、有
機膜であるレジストをＯ２ラジカル、イオンで酸化し、
ＣＯ、ＣＯ２等として排気し除去する。ところが、近年
の半導体デバイスの微細化により、プラズマからのイオ
ンや荷電粒子によって素子の特性が劣化したり、或いは
素子が破壊されたりする事態が生じてきた。そこで、こ
のような事態を防止するために、プラズマ源から被処理
基板までの距離を十分に確保することにより、ドライア
ッシング処理の際の素子ダメージの軽減を実現してい
る。
【０００３】ところで、高ドーズイオンが注入されたレ
ジストマスクのアッシングが半導体デバイスの製造工程
で行われているが、このレジストはイオン注入時のイオ
ン衝撃による発熱反応等により表面に変質層が形成され
ている。このように変質層が形成されたレジストを加熱
すると、約８０℃付近からポッピングと呼ばれている変
質層の飛び散り現象が発生し、飛び散った変質層が被処
理基板の上方のアッシング室内壁に付着する。
ジストマスクのアッシングが半導体デバイスの製造工程
で行われているが、このレジストはイオン注入時のイオ
ン衝撃による発熱反応等により表面に変質層が形成され
ている。このように変質層が形成されたレジストを加熱
すると、約８０℃付近からポッピングと呼ばれている変
質層の飛び散り現象が発生し、飛び散った変質層が被処
理基板の上方のアッシング室内壁に付着する。
【０００４】この付着物が常時アッシング室内壁に付着
したままで存在していれば良いが、被処理基板の搬送の
際、或いはプロセスガスをアッシング室に導入する時な
どに剥がれてしまう。剥がれたレジストはパーティクル
となって被処理基板に再付着し、これにより半導体デバ
イスの歩留まりの低下等が引き起こされてしまう。
したままで存在していれば良いが、被処理基板の搬送の
際、或いはプロセスガスをアッシング室に導入する時な
どに剥がれてしまう。剥がれたレジストはパーティクル
となって被処理基板に再付着し、これにより半導体デバ
イスの歩留まりの低下等が引き起こされてしまう。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述した問題を考慮し
て、特開平１０−１３５１８６に開示されているよう
に、リフトピンと加熱機構を使用してポッピングの発生
しない高速アッシングを実施する方法や、特開平１０−
９８０２６に開示されているように、混合ガスを用いて
剥離性の改善を実施する方法が提案されている。
て、特開平１０−１３５１８６に開示されているよう
に、リフトピンと加熱機構を使用してポッピングの発生
しない高速アッシングを実施する方法や、特開平１０−
９８０２６に開示されているように、混合ガスを用いて
剥離性の改善を実施する方法が提案されている。
【０００６】しかしながら、変質層の厚みやポッピング
現象は、イオン注入の条件、変質層の面積により変動
し、さらに、プラズマからの輻射熱等の影響も受けるた
め、ポッピングが発生する温度範囲も８０℃から１３０
℃と一定ではない。このため、従来提案の方法では、ド
ーズ量やドーパント種の異なる被処理基板を連続的に処
理する場合、レジストのポッピングを防止してアッシン
グ室内壁へのレジスト飛散物の付着を確実に防止するこ
とは極めて困難であった。
現象は、イオン注入の条件、変質層の面積により変動
し、さらに、プラズマからの輻射熱等の影響も受けるた
め、ポッピングが発生する温度範囲も８０℃から１３０
℃と一定ではない。このため、従来提案の方法では、ド
ーズ量やドーパント種の異なる被処理基板を連続的に処
理する場合、レジストのポッピングを防止してアッシン
グ室内壁へのレジスト飛散物の付着を確実に防止するこ
とは極めて困難であった。
【０００７】また、被処理基板上に残った変質層をＯ２
アッシングのみで除去する場合、非変質レジストの場合
の半分以下程度のアッシングレートしか得られず、その
結果、変質層の一部が残渣として残りやすくなる。さら
に、変質層のポッピング量を軽減するためには８０℃以
下の低温条件にてレジストを処理する必要があり、レジ
ストを処理する際の通常の温度である２００℃から２５
０℃において得られるような高スループットな連続処理
を実施することは困難であった。
アッシングのみで除去する場合、非変質レジストの場合
の半分以下程度のアッシングレートしか得られず、その
結果、変質層の一部が残渣として残りやすくなる。さら
に、変質層のポッピング量を軽減するためには８０℃以
下の低温条件にてレジストを処理する必要があり、レジ
ストを処理する際の通常の温度である２００℃から２５
０℃において得られるような高スループットな連続処理
を実施することは困難であった。
【０００８】本発明は、上述した事情を考慮してなされ
たものであって、高ドーズイオンの注入により変質層が
形成されたレジストを高スループットにて適切にアッシ
ング処理することができるレジストアッシング装置及び
方法を提供することを目的とする。
たものであって、高ドーズイオンの注入により変質層が
形成されたレジストを高スループットにて適切にアッシ
ング処理することができるレジストアッシング装置及び
方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【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、真空容器内のプロセスガスにマイクロ波
を照射してプラズマを発生させ、このプラズマを利用し
て前記真空容器内にて被処理基板表面のレジストを処理
するレジストアッシング装置において、前記真空容器の
内部にマイクロ波を導入するために、前記真空容器の開
口部を封止するようにして設けられたマイクロ波透過窓
部材と、処理中の前記被処理基板を前記真空容器の内部
にて保持すると共に加熱する基板保持台と、前記基盤保
持台と前記マイクロ波透過窓部材との間のプラズマ発生
領域に対応する部分の前記真空容器の内壁を、この内壁
に付着した前記レジストの飛散物が前記プラズマによっ
て除去され得る程度の温度に加熱するための内壁加熱手
段と、を備えたことを特徴とする。
に、本発明は、真空容器内のプロセスガスにマイクロ波
を照射してプラズマを発生させ、このプラズマを利用し
て前記真空容器内にて被処理基板表面のレジストを処理
するレジストアッシング装置において、前記真空容器の
内部にマイクロ波を導入するために、前記真空容器の開
口部を封止するようにして設けられたマイクロ波透過窓
部材と、処理中の前記被処理基板を前記真空容器の内部
にて保持すると共に加熱する基板保持台と、前記基盤保
持台と前記マイクロ波透過窓部材との間のプラズマ発生
領域に対応する部分の前記真空容器の内壁を、この内壁
に付着した前記レジストの飛散物が前記プラズマによっ
て除去され得る程度の温度に加熱するための内壁加熱手
段と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】また、好ましくは、前記プロセスガスとし
て酸素ガス及び低活性のガスをそれぞれ別個に前記真空
容器の内部に導入するガス供給手段をさらに有する。
て酸素ガス及び低活性のガスをそれぞれ別個に前記真空
容器の内部に導入するガス供給手段をさらに有する。
【００１１】また、好ましくは、前記低活性のガスは、
窒素ガス又は希ガスである。
窒素ガス又は希ガスである。
【００１２】上記課題を解決するために、本発明は、真
空容器内のプロセスガスにマイクロ波を照射してプラズ
マを発生させ、このプラズマを利用して前記真空容器内
にて被処理基板表面のレジストを処理するレジストアッ
シング方法において、前記プロセスガスとして低活性の
ガスを前記真空容器の内部に導入し、前記低活性のガス
から生成したプラズマを利用して、前記被処理基板を高
温状態に維持しながら前記レジストを処理する第１工程
と、前記第１工程の後に、前記低活性のガスに代えて酸
素ガスを前記プロセスガスとして前記真空容器の内部に
導入し、前記酸素ガスから生成したプラズマを利用し
て、前記被処理基板を高温状態に維持しながら前記レジ
ストを処理する第２工程と、を備えたことを特徴とす
る。
空容器内のプロセスガスにマイクロ波を照射してプラズ
マを発生させ、このプラズマを利用して前記真空容器内
にて被処理基板表面のレジストを処理するレジストアッ
シング方法において、前記プロセスガスとして低活性の
ガスを前記真空容器の内部に導入し、前記低活性のガス
から生成したプラズマを利用して、前記被処理基板を高
温状態に維持しながら前記レジストを処理する第１工程
と、前記第１工程の後に、前記低活性のガスに代えて酸
素ガスを前記プロセスガスとして前記真空容器の内部に
導入し、前記酸素ガスから生成したプラズマを利用し
て、前記被処理基板を高温状態に維持しながら前記レジ
ストを処理する第２工程と、を備えたことを特徴とす
る。
【００１３】また、好ましくは、前記第１工程の処理時
間は、前記第２工程の処理時間よりも長い。
間は、前記第２工程の処理時間よりも長い。
【００１４】また、好ましくは、処理中の前記被処理基
板を保持する基盤保持台と前記真空容器の内部にマイク
ロ波を導入するためのマイクロ波透過窓部材との間のプ
ラズマ発生領域に対応する部分の前記真空容器の内壁
を、この内壁に付着した前記レジストの飛散物が前記プ
ラズマによって除去され得る程度の温度に維持しながら
前記第１工程及び前記第２工程を実施する。
板を保持する基盤保持台と前記真空容器の内部にマイク
ロ波を導入するためのマイクロ波透過窓部材との間のプ
ラズマ発生領域に対応する部分の前記真空容器の内壁
を、この内壁に付着した前記レジストの飛散物が前記プ
ラズマによって除去され得る程度の温度に維持しながら
前記第１工程及び前記第２工程を実施する。
【００１５】また、好ましくは、前記低活性のガスは、
窒素ガス又は希ガスである。
窒素ガス又は希ガスである。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態による
レジストアッシング装置及び方法について図面を参照し
て説明する。
レジストアッシング装置及び方法について図面を参照し
て説明する。
【００１７】図１に示したように、本実施形態によるレ
ジストアッシング装置は、処理室（アッシング室）１を
内部に形成する真空容器２を備え、この真空容器２の内
部には、処理中の被処理基板（ウェハー）２０を真空容
器２の内部にて保持すると共に加熱する基板保持台（サ
セプター）３が設けられている。真空容器２の上部開口
は、真空容器２の内部にマイクロ波を導入するために、
石英等の誘電体より成るマイクロ波透過窓部材４によっ
て封止されている。真空容器２の底部には排気口５が形
成されており、調圧弁６を介して真空ポンプ７にて排気
口５から真空容器２の内部が排気される。
ジストアッシング装置は、処理室（アッシング室）１を
内部に形成する真空容器２を備え、この真空容器２の内
部には、処理中の被処理基板（ウェハー）２０を真空容
器２の内部にて保持すると共に加熱する基板保持台（サ
セプター）３が設けられている。真空容器２の上部開口
は、真空容器２の内部にマイクロ波を導入するために、
石英等の誘電体より成るマイクロ波透過窓部材４によっ
て封止されている。真空容器２の底部には排気口５が形
成されており、調圧弁６を介して真空ポンプ７にて排気
口５から真空容器２の内部が排気される。
【００１８】マイクロ波透過窓部材４の上面にはマイク
ロ波導波管８が添設されており、このマイクロ波導波管
８にはマイクロ波系９が接続されている。マイクロ波系
９は、マイクロ波発信器１０、アイソレータ１１、及び
３スタブチュウナー１２から構成されている。
ロ波導波管８が添設されており、このマイクロ波導波管
８にはマイクロ波系９が接続されている。マイクロ波系
９は、マイクロ波発信器１０、アイソレータ１１、及び
３スタブチュウナー１２から構成されている。
【００１９】真空容器２の側壁上部にはガス導入口１３
が形成されており、このガス導入口１３にはガス供給系
（ガス供給手段）１４が接続されいる。ガス供給系１４
には酸素ボンベ１５及び窒素ボンベ１６が接続されてお
り、プロセスガスとして酸素ガス及び窒素ガスを、各マ
スフローコントローラー（ＭＦＣ）１７によって流量を
制御しながら、それぞれ別個に真空容器２の内部に導入
することができる。
が形成されており、このガス導入口１３にはガス供給系
（ガス供給手段）１４が接続されいる。ガス供給系１４
には酸素ボンベ１５及び窒素ボンベ１６が接続されてお
り、プロセスガスとして酸素ガス及び窒素ガスを、各マ
スフローコントローラー（ＭＦＣ）１７によって流量を
制御しながら、それぞれ別個に真空容器２の内部に導入
することができる。
【００２０】本実施形態によるレジストアッシング装置
は、さらに、基盤保持台３とマイクロ波透過窓部材４と
の間のプラズマ発生領域１８に対応する部分の真空容器
２の内壁を、この内壁に付着したレジストの飛散物がプ
ラズマによって除去され得る程度の温度まで加熱するた
めの内壁ヒーター（内壁加熱手段）１９を備えている。
は、さらに、基盤保持台３とマイクロ波透過窓部材４と
の間のプラズマ発生領域１８に対応する部分の真空容器
２の内壁を、この内壁に付着したレジストの飛散物がプ
ラズマによって除去され得る程度の温度まで加熱するた
めの内壁ヒーター（内壁加熱手段）１９を備えている。
【００２１】次に、本実施形態によるレジストアッシン
グ装置を用いて、高ドーズイオンが注入されて変質層が
形成されているレジストをアッシングする方法について
説明する。
グ装置を用いて、高ドーズイオンが注入されて変質層が
形成されているレジストをアッシングする方法について
説明する。
【００２２】図２（ａ）は処理前の被処理基板２０を示
し、この被処理基板２０はシリコン（Ｓｉ）に代表され
る半導体基板であり、その表面に配線等のパターンを形
成したレジスト２１から成るマスクを用いて砒素（Ａ
ｓ）を３Ｅ１５個／ｃｍ２、４５ｋｅＶの加速電圧にて
イオン注入を行ったものである。レジスト２１の表面に
は、高ドーズイオン注入によって変質層２２が形成され
ている。
し、この被処理基板２０はシリコン（Ｓｉ）に代表され
る半導体基板であり、その表面に配線等のパターンを形
成したレジスト２１から成るマスクを用いて砒素（Ａ
ｓ）を３Ｅ１５個／ｃｍ２、４５ｋｅＶの加速電圧にて
イオン注入を行ったものである。レジスト２１の表面に
は、高ドーズイオン注入によって変質層２２が形成され
ている。
【００２３】まず、ロードロック室（図示せず）からゲ
ート弁（図示せず）を介して、搬送アーム（図示せず）
によって被処理基板２０を基板保持台３上に搬送する。
基板保持台３は２００℃から２５０℃に加熱されてい
る。このとき、処理室１の圧力はＮ２ガスにより１５Ｐ
ａ程度に保たれており、マイクロ波を１ｋＷ設定にて導
入し、プラズマ発生領域１８においてプラズマを発生さ
せる。
ート弁（図示せず）を介して、搬送アーム（図示せず）
によって被処理基板２０を基板保持台３上に搬送する。
基板保持台３は２００℃から２５０℃に加熱されてい
る。このとき、処理室１の圧力はＮ２ガスにより１５Ｐ
ａ程度に保たれており、マイクロ波を１ｋＷ設定にて導
入し、プラズマ発生領域１８においてプラズマを発生さ
せる。
【００２４】ここで、処理室１の圧力が２００Ｐａ以上
であると、基板保持台３上に載置された被処理基板２０
の温度が瞬時に８０℃以上になり、レジスト２１表面の
変質層２２が激しくポッピングを起こす可能性がある。
本実施形態おいては、後述するように、ポッピングによ
り真空容器２の内壁にレジスト２１の飛散物が付着した
場合でも、それを除去することが可能であるが、処理室
１の圧力を１００Ｐａ以下（好ましくは１５Ｐａ程度）
に設定することにより、被処理基板２０の昇温に３０秒
程度の時定数をとり、急激なガス放出を防止し、プラズ
マインピーダンスの変動によるプラズマの変動を抑える
ことが望ましい。
であると、基板保持台３上に載置された被処理基板２０
の温度が瞬時に８０℃以上になり、レジスト２１表面の
変質層２２が激しくポッピングを起こす可能性がある。
本実施形態おいては、後述するように、ポッピングによ
り真空容器２の内壁にレジスト２１の飛散物が付着した
場合でも、それを除去することが可能であるが、処理室
１の圧力を１００Ｐａ以下（好ましくは１５Ｐａ程度）
に設定することにより、被処理基板２０の昇温に３０秒
程度の時定数をとり、急激なガス放出を防止し、プラズ
マインピーダンスの変動によるプラズマの変動を抑える
ことが望ましい。
【００２５】プラズマ発生領域１８に導入されたＮ２ガ
スはマイクロ波の照射を受けてプラズマ化する。このＮ
２ガスから生成したプラズマを利用して、被処理基板２
０を高温状態に維持しながら約６０秒間にわたってレジ
スト２１を処理する（第１工程）。これにより、図２
（ｂ）に示したように変質層２２の表面に割れが発生
し、また、部分的にポッピングも発生する。この間、被
処理基板２０の温度は２００℃から２５０℃に達する。
スはマイクロ波の照射を受けてプラズマ化する。このＮ
２ガスから生成したプラズマを利用して、被処理基板２
０を高温状態に維持しながら約６０秒間にわたってレジ
スト２１を処理する（第１工程）。これにより、図２
（ｂ）に示したように変質層２２の表面に割れが発生
し、また、部分的にポッピングも発生する。この間、被
処理基板２０の温度は２００℃から２５０℃に達する。
【００２６】次に、Ｎ２ガスに代えてＯ２ガスをプラズ
マ発生領域１８に導入し、Ｏ２ガスにマイクロ波を照射
してプラズマを生成する。そして、２００℃から２５０
℃に加熱された被処理基板２０を、Ｏ２ガスから生成し
たプラズマを利用して高アッシングレートの下で約６０
秒間にわたって処理する（第２工程）。
マ発生領域１８に導入し、Ｏ２ガスにマイクロ波を照射
してプラズマを生成する。そして、２００℃から２５０
℃に加熱された被処理基板２０を、Ｏ２ガスから生成し
たプラズマを利用して高アッシングレートの下で約６０
秒間にわたって処理する（第２工程）。
【００２７】このように、第１工程において、Ｎ２ガス
から生成したプラズマによってレジスト２１を処理して
変質層２２に割れを発生させ、しかる後、第２工程にお
いて、Ｏ２ガスから生成したプラズマによってレジスト
２１をアッシングにて除去することにより、図２（ｃ）
に示したように変質層２２の残渣のない適切なアッシン
グ処理を行うことができる。
から生成したプラズマによってレジスト２１を処理して
変質層２２に割れを発生させ、しかる後、第２工程にお
いて、Ｏ２ガスから生成したプラズマによってレジスト
２１をアッシングにて除去することにより、図２（ｃ）
に示したように変質層２２の残渣のない適切なアッシン
グ処理を行うことができる。
【００２８】また、上述した第１工程及び第２工程にお
いては、内壁ヒーター１９によって、プラズマ発生領域
１８に対応する部分の真空容器２の内壁が２００℃程度
まで加熱されている。このため、ポッピングによって飛
散したレジスト２１が真空容器２の内壁に付着した場合
でも、プラズマ中のラジカル、イオンによって、被処理
基板２０上のレジスト２１と同様に、付着したレジスト
がアッシングにて除去される。
いては、内壁ヒーター１９によって、プラズマ発生領域
１８に対応する部分の真空容器２の内壁が２００℃程度
まで加熱されている。このため、ポッピングによって飛
散したレジスト２１が真空容器２の内壁に付着した場合
でも、プラズマ中のラジカル、イオンによって、被処理
基板２０上のレジスト２１と同様に、付着したレジスト
がアッシングにて除去される。
【００２９】変形例としては、Ｏ２ガスプラズマによる
第２工程の処理時間よりも、Ｎ２ガスプラズマによる第
１工程の処理時間の方を長く設定することもできる。
第２工程の処理時間よりも、Ｎ２ガスプラズマによる第
１工程の処理時間の方を長く設定することもできる。
【００３０】図３は、内壁ヒーター１９の加熱によるパ
ーティクル（ダスト）の低減効果を説明するためのグラ
フであり、真空容器２の内壁の加熱温度を変えて被処理
基板２０を処理し、処理後の被処理基板２０上に付着し
ている０．２μｍ以上のパーティクルの個数を比較した
ものである。各温度条件毎に５０枚の被処理基板２０を
処理した。図３から分かるように、内壁ヒーター１９の
設定温度を２０℃にした場合にはパーティクル数が約５
００個であったが、１００℃に設定した場合には３００
個に減少し、さらに、２００℃に設定した場合には１０
個と大幅に改善された。
ーティクル（ダスト）の低減効果を説明するためのグラ
フであり、真空容器２の内壁の加熱温度を変えて被処理
基板２０を処理し、処理後の被処理基板２０上に付着し
ている０．２μｍ以上のパーティクルの個数を比較した
ものである。各温度条件毎に５０枚の被処理基板２０を
処理した。図３から分かるように、内壁ヒーター１９の
設定温度を２０℃にした場合にはパーティクル数が約５
００個であったが、１００℃に設定した場合には３００
個に減少し、さらに、２００℃に設定した場合には１０
個と大幅に改善された。
【００３１】図４は、Ｏ２ガスプラズマによるアッシン
グ処理に先立ってＮ２ガスプラズマによる処理を行うこ
とによる、イオン注入レジストの剥離性の改善効果を説
明するためのグラフである。図４から分かるように、Ｏ
２ガスプラズマのみで処理した場合には０．２μｍ以上
のパーティクルの個数が約５００個であったが、本実施
形態のようにＮ２ガスプラズマによる処理を予め実施す
ることにより、パーティクルの個数が約３０個まで低減
している。
グ処理に先立ってＮ２ガスプラズマによる処理を行うこ
とによる、イオン注入レジストの剥離性の改善効果を説
明するためのグラフである。図４から分かるように、Ｏ
２ガスプラズマのみで処理した場合には０．２μｍ以上
のパーティクルの個数が約５００個であったが、本実施
形態のようにＮ２ガスプラズマによる処理を予め実施す
ることにより、パーティクルの個数が約３０個まで低減
している。
【００３２】なお、従来から、Ｏ２ガスに１０％から２
０％程度のＮ２ガスを加えた混合ガスをプロセスガスと
して用いることにより、レジストのアッシングレートが
２割程度高くなる現象が知られているが、この従来の方
法では本実施形態のような剥離性の改善効果は得られな
い。
０％程度のＮ２ガスを加えた混合ガスをプロセスガスと
して用いることにより、レジストのアッシングレートが
２割程度高くなる現象が知られているが、この従来の方
法では本実施形態のような剥離性の改善効果は得られな
い。
【００３３】図５は、Ｎ２ガスプラズマによる第１工程
及びＯ２ガスプラズマによる第２工程の処理時間比を変
えた場合のパーティクル数の変化を説明するためのグラ
フである。図５から分かるように、第１工程の処理時間
を第２工程の処理時間の半分にした場合にはパーティク
ル数が２００個であったが、処理時間比を１：１にする
ことにより５０個に減少し、さらに処理時間比を２：１
にすることにより３０個まで減少した。なお、処理時間
比を３：１にしてもパーティクル数は３０個であり、処
理時間比２：１の場合と同じ結果であったが、これは、
変質層表面の割れが増大して飽和したためと考えられ
る。
及びＯ２ガスプラズマによる第２工程の処理時間比を変
えた場合のパーティクル数の変化を説明するためのグラ
フである。図５から分かるように、第１工程の処理時間
を第２工程の処理時間の半分にした場合にはパーティク
ル数が２００個であったが、処理時間比を１：１にする
ことにより５０個に減少し、さらに処理時間比を２：１
にすることにより３０個まで減少した。なお、処理時間
比を３：１にしてもパーティクル数は３０個であり、処
理時間比２：１の場合と同じ結果であったが、これは、
変質層表面の割れが増大して飽和したためと考えられ
る。
【００３４】Ｏ２ガスプラズマによる第２工程に先立っ
て実施されるＮ２ガスプラズマによる第１工程において
は、Ｏ２ガスプラズマの場合のようなドーパントの酸化
が発生することなく、Ｎ２ガスプラズマにより物理的な
スパッタリング現象が発生し、これにより、レジスト表
面の変質層の剥離性が改善されたものと考えられる。ち
なみに、従来のようにＯ２ガスプラズマのみでレジスト
をアッシングした場合には、主としてドーパントの酸化
物が基板表面に残渣として残るという研究報告がある。
また、従来のＯ２ガスプラズマ単独でのレジストアッシ
ングにおいては、変質層が形成された、レジスト面積の
広い配線パターンにて残渣が残りやすいことが知られて
おり、このことから、変質層を酸化させることなく割れ
をパターンの面積に関係なく発生させておくことが重要
であることが分かる。
て実施されるＮ２ガスプラズマによる第１工程において
は、Ｏ２ガスプラズマの場合のようなドーパントの酸化
が発生することなく、Ｎ２ガスプラズマにより物理的な
スパッタリング現象が発生し、これにより、レジスト表
面の変質層の剥離性が改善されたものと考えられる。ち
なみに、従来のようにＯ２ガスプラズマのみでレジスト
をアッシングした場合には、主としてドーパントの酸化
物が基板表面に残渣として残るという研究報告がある。
また、従来のＯ２ガスプラズマ単独でのレジストアッシ
ングにおいては、変質層が形成された、レジスト面積の
広い配線パターンにて残渣が残りやすいことが知られて
おり、このことから、変質層を酸化させることなく割れ
をパターンの面積に関係なく発生させておくことが重要
であることが分かる。
【００３５】以上述べたように本実施形態によれば、真
空容器１の内壁を内壁ヒーター１９により加熱すること
により、内壁に付着したレジスト２１の飛散物を除去す
るようにしたので、アッシング処理に際してポッピング
現象を抑制する必要がなく、このため、変質層が形成さ
れたレジストを処理する際に、変質層の形成されていな
いレジストの場合と同様に２００℃から２５０℃まで被
処理基板２０を加熱して、良好な剥離性の下で高スルー
プットを実現することができる。
空容器１の内壁を内壁ヒーター１９により加熱すること
により、内壁に付着したレジスト２１の飛散物を除去す
るようにしたので、アッシング処理に際してポッピング
現象を抑制する必要がなく、このため、変質層が形成さ
れたレジストを処理する際に、変質層の形成されていな
いレジストの場合と同様に２００℃から２５０℃まで被
処理基板２０を加熱して、良好な剥離性の下で高スルー
プットを実現することができる。
【００３６】なお、マイクロ波透過窓部材４の近傍には
内壁ヒーター１９が設けられていないが、これは、この
部分においてはプラズマの熱、イオン等の効果を強く受
けるので、内壁ヒーター１９による加熱がなくとも、飛
散したレジスト２１の付着物がアッシングされて除去さ
れ得るからである。また、被処理基板２０の設置位置よ
りも下側の部分にも内壁ヒーター１９が設けられていな
いが、これは、この部分においては、レジスト飛散物が
付着した場合でも、プロセスガスの流れや真空排気の効
果により、内壁から剥がれたレジストが被処理基板２０
に付着する可能性が少ないからである。
内壁ヒーター１９が設けられていないが、これは、この
部分においてはプラズマの熱、イオン等の効果を強く受
けるので、内壁ヒーター１９による加熱がなくとも、飛
散したレジスト２１の付着物がアッシングされて除去さ
れ得るからである。また、被処理基板２０の設置位置よ
りも下側の部分にも内壁ヒーター１９が設けられていな
いが、これは、この部分においては、レジスト飛散物が
付着した場合でも、プロセスガスの流れや真空排気の効
果により、内壁から剥がれたレジストが被処理基板２０
に付着する可能性が少ないからである。
【００３７】また、本実施形態においては、Ｏ２ガスプ
ラズマによる第２工程に先立って実施される、Ｎ２ガス
プラズマによる第１工程によって、変質層２２に割れが
発生するので、ポッピング現象を低減できると共に、レ
ジストの剥離性を改善することが可能であり、しかも高
スループットを実現することができる。なお、Ｎ２ガス
に代えてＡｒガス等の希ガスを用いた場合でも同様の効
果が得られるものと考えられる。
ラズマによる第２工程に先立って実施される、Ｎ２ガス
プラズマによる第１工程によって、変質層２２に割れが
発生するので、ポッピング現象を低減できると共に、レ
ジストの剥離性を改善することが可能であり、しかも高
スループットを実現することができる。なお、Ｎ２ガス
に代えてＡｒガス等の希ガスを用いた場合でも同様の効
果が得られるものと考えられる。
【００３８】
【発明の効果】以上述べたように本発明によるレジスト
アッシング装置によれば、真空容器の内壁を内壁加熱手
段により加熱することにより、内壁に付着したレジスト
飛散物を除去することができるので、アッシング処理に
際してポッピング現象を抑制する必要がなく、このた
め、変質層が形成されたレジストを処理する際に、変質
層の形成されていないレジストの場合と同様に被処理基
板を高温に加熱して、良好な剥離性の下で高スループッ
トを実現することができる。
アッシング装置によれば、真空容器の内壁を内壁加熱手
段により加熱することにより、内壁に付着したレジスト
飛散物を除去することができるので、アッシング処理に
際してポッピング現象を抑制する必要がなく、このた
め、変質層が形成されたレジストを処理する際に、変質
層の形成されていないレジストの場合と同様に被処理基
板を高温に加熱して、良好な剥離性の下で高スループッ
トを実現することができる。
【００３９】本発明によるレジストアッシング方法によ
れば、Ｏ２ガスプラズマによる第２工程に先立って実施
される、低活性のガスのプラズマによる第１工程によっ
て、変質層に割れが発生するので、ポッピング現象を低
減できると共に、レジストの剥離性を改善し、しかも高
スループットを実現することができる。
れば、Ｏ２ガスプラズマによる第２工程に先立って実施
される、低活性のガスのプラズマによる第１工程によっ
て、変質層に割れが発生するので、ポッピング現象を低
減できると共に、レジストの剥離性を改善し、しかも高
スループットを実現することができる。
【図１】本発明の一実施形態によるレジストアッシング
装置の概略構成を示した縦断面図。
装置の概略構成を示した縦断面図。
【図２】本発明の一実施形態によるレジストアッシング
方法によって処理される被処理基板の各処理状態を示し
た説明図。
方法によって処理される被処理基板の各処理状態を示し
た説明図。
【図３】本発明の一実施形態によるレジストアッシング
装置において内壁ヒーターにより内壁を加熱した場合の
パーティクル数の低減効果を説明するためのグラフを示
した図。
装置において内壁ヒーターにより内壁を加熱した場合の
パーティクル数の低減効果を説明するためのグラフを示
した図。
【図４】Ｏ２ガスプラズマによるアッシング処理に先立
ってＮ２ガスプラズマによる処理を行うことによる、イ
オン注入レジストの剥離性の改善効果を説明するための
グラフを示した図。
ってＮ２ガスプラズマによる処理を行うことによる、イ
オン注入レジストの剥離性の改善効果を説明するための
グラフを示した図。
【図５】Ｎ２ガスプラズマによる第１工程及びＯ２ガス
プラズマによる第２工程の処理時間比を変えた場合のパ
ーティクル数の変化を説明するためのグラフを示した
図。
プラズマによる第２工程の処理時間比を変えた場合のパ
ーティクル数の変化を説明するためのグラフを示した
図。
１ 処理室（アッシング室） ２ 真空容器 ３ 基板保持台（サセプター） ４ マイクロ波透過窓部材 ８ マイクロ波導波管 ９ マイクロ波系 １３ ガス導入口 １４ ガス供給系 １５ 酸素ボンベ １６ 窒素ボンベ １８ プラズマ発生領域 １９ 内壁ヒーター（内壁加熱手段） ２０ 被処理基板 ２１ レジスト ２２ 変質層
Claims (7)
- 【請求項１】真空容器内のプロセスガスにマイクロ波を
照射してプラズマを発生させ、このプラズマを利用して
前記真空容器内にて被処理基板表面のレジストを処理す
るレジストアッシング装置において、 前記真空容器の内部にマイクロ波を導入するために、前
記真空容器の開口部を封止するようにして設けられたマ
イクロ波透過窓部材と、 処理中の前記被処理基板を前記真空容器の内部にて保持
すると共に加熱する基板保持台と、 前記基盤保持台と前記マイクロ波透過窓部材との間のプ
ラズマ発生領域に対応する部分の前記真空容器の内壁
を、この内壁に付着した前記レジストの飛散物が前記プ
ラズマによって除去され得る程度の温度に加熱するため
の内壁加熱手段と、を備えたことを特徴とするレジスト
アッシング装置。 - 【請求項２】前記プロセスガスとして酸素ガス及び低活
性のガスをそれぞれ別個に前記真空容器の内部に導入す
るガス供給手段をさらに有することを特徴とする請求項
１記載のレジストアッシング装置。 - 【請求項３】前記低活性のガスは、窒素ガス又は希ガス
であることを特徴とする請求項２記載のレジストアッシ
ング装置。 - 【請求項４】真空容器内のプロセスガスにマイクロ波を
照射してプラズマを発生させ、このプラズマを利用して
前記真空容器内にて被処理基板表面のレジストを処理す
るレジストアッシング方法において、 前記プロセスガスとして低活性のガスを前記真空容器の
内部に導入し、前記低活性のガスから生成したプラズマ
を利用して、前記被処理基板を高温状態に維持しながら
前記レジストを処理する第１工程と、 前記第１工程の後に、前記低活性のガスに代えて酸素ガ
スを前記プロセスガスとして前記真空容器の内部に導入
し、前記酸素ガスから生成したプラズマを利用して、前
記被処理基板を高温状態に維持しながら前記レジストを
処理する第２工程と、を備えたことを特徴とするレジス
トアッシング方法。 - 【請求項５】前記第１工程の処理時間は、前記第２工程
の処理時間よりも長いことを特徴とする請求項４記載の
レジストアッシング方法。 - 【請求項６】処理中の前記被処理基板を保持する基盤保
持台と前記真空容器の内部にマイクロ波を導入するため
のマイクロ波透過窓部材との間のプラズマ発生領域に対
応する部分の前記真空容器の内壁を、この内壁に付着し
た前記レジストの飛散物が前記プラズマによって除去さ
れ得る程度の温度に維持しながら前記第１工程及び前記
第２工程を実施することを特徴とする請求項４又は５に
記載のレジストアッシング方法。 - 【請求項７】前記低活性のガスは、窒素ガス又は希ガス
であることを特徴とする請求項４乃至６のいずれか一項
に記載のレジストアッシング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000151624A JP3897516B2 (ja) | 2000-05-23 | 2000-05-23 | レジストアッシング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000151624A JP3897516B2 (ja) | 2000-05-23 | 2000-05-23 | レジストアッシング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001332532A true JP2001332532A (ja) | 2001-11-30 |
| JP3897516B2 JP3897516B2 (ja) | 2007-03-28 |
Family
ID=18657152
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000151624A Expired - Fee Related JP3897516B2 (ja) | 2000-05-23 | 2000-05-23 | レジストアッシング方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3897516B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100737749B1 (ko) | 2005-01-27 | 2007-07-10 | 세메스 주식회사 | 리모트 플라즈마 애싱 장치 및 방법 |
| KR100775595B1 (ko) | 2006-04-05 | 2007-11-09 | 세메스 주식회사 | 삽입체를 구비한 플라즈마 에싱장치 |
-
2000
- 2000-05-23 JP JP2000151624A patent/JP3897516B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| KR100775595B1 (ko) | 2006-04-05 | 2007-11-09 | 세메스 주식회사 | 삽입체를 구비한 플라즈마 에싱장치 |
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|---|---|
| JP3897516B2 (ja) | 2007-03-28 |
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