JP2624243B2 - 有機膜の除去方法 - Google Patents
有機膜の除去方法Info
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- JP2624243B2 JP2624243B2 JP61221596A JP22159686A JP2624243B2 JP 2624243 B2 JP2624243 B2 JP 2624243B2 JP 61221596 A JP61221596 A JP 61221596A JP 22159686 A JP22159686 A JP 22159686A JP 2624243 B2 JP2624243 B2 JP 2624243B2
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- substrate
- processing chamber
- chamber
- plasma
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- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
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- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 発明はプラズマ発生室と反応処理室とを分離した処理
チャンバーを用いて、基体表面に存在する有機膜を除去
する方法に関する。
チャンバーを用いて、基体表面に存在する有機膜を除去
する方法に関する。
（従来の技術） 基体表面に形成した有機膜を除去することは半導体集
積回路の製造工程など種々の分野で行われている。
積回路の製造工程など種々の分野で行われている。
例えば半導体集積回路の製造工程においては、微細パ
ターンを形成するためにホトレジスト或いは有機絶縁膜
などの有機膜を基体表面に形成し、これら有機膜をそれ
ぞれの役目を達成したならば除去するようにしている。
ターンを形成するためにホトレジスト或いは有機絶縁膜
などの有機膜を基体表面に形成し、これら有機膜をそれ
ぞれの役目を達成したならば除去するようにしている。
そして斯る有機膜の除去方法としては、強酸或いは有
機溶剤によって溶解除去していたが、使用できる薬剤が
限定されるとともに、作業環境や廃棄処理の問題がある
ため、現在ではプラズマを利用したドライ化が主流を占
めている。
機溶剤によって溶解除去していたが、使用できる薬剤が
限定されるとともに、作業環境や廃棄処理の問題がある
ため、現在ではプラズマを利用したドライ化が主流を占
めている。
このプラズマを利用した方法としては、特開昭52−11
3164号公報又は特開昭53−112065号公報に開示されるよ
うに、表面に有機膜を形成した基体（シリコンウエハ
ー）をチャンバー内にセットし、このチャンバー内に減
圧条件下でフレオン（CF4）、（C2F6）、（Cl2F2）、
（C3F8）或いは（CHF3）と酸素ガスとの混合ガスを導入
し、この混合ガスをプラズマ化し、この活性種（ラジカ
ル）によって有機膜の主鎖を切断して気化（CO2,CO,H
2O）して除去するようにしたものである。
3164号公報又は特開昭53−112065号公報に開示されるよ
うに、表面に有機膜を形成した基体（シリコンウエハ
ー）をチャンバー内にセットし、このチャンバー内に減
圧条件下でフレオン（CF4）、（C2F6）、（Cl2F2）、
（C3F8）或いは（CHF3）と酸素ガスとの混合ガスを導入
し、この混合ガスをプラズマ化し、この活性種（ラジカ
ル）によって有機膜の主鎖を切断して気化（CO2,CO,H
2O）して除去するようにしたものである。
この方法によると、有機膜の除去は有効に行えるので
あるが、プラズマ中に存在するイオンや荷電粒子によっ
て基体自体に損傷を与え、また基体の温度上昇を招いて
不良品を生じる問題がある。
あるが、プラズマ中に存在するイオンや荷電粒子によっ
て基体自体に損傷を与え、また基体の温度上昇を招いて
不良品を生じる問題がある。
そこで、プラズマ処理チャンバー内をプラズマ発生室
と反応処理室とに分離し、プラズマ発生室内で生じたイ
オンや荷電粒子による基体への衝撃を少なくするように
したものが特公昭54−32740号公報又は特開昭56−76242
号公報として提案されている。
と反応処理室とに分離し、プラズマ発生室内で生じたイ
オンや荷電粒子による基体への衝撃を少なくするように
したものが特公昭54−32740号公報又は特開昭56−76242
号公報として提案されている。
（発明が解決しようとする問題点） 上述した分離型の処理チャンバーを使用する場合、プ
ラズマ発生室で生じた酸素ラジカル等の活性種が、反応
処理室内にセットした基体表面に到達するまでにその活
性度が弱くなり、その結果、有機膜の除去に時間がかか
り、量産性に劣るという問題がある。
ラズマ発生室で生じた酸素ラジカル等の活性種が、反応
処理室内にセットした基体表面に到達するまでにその活
性度が弱くなり、その結果、有機膜の除去に時間がかか
り、量産性に劣るという問題がある。
（問題点を解決するための手段） 上記問題点を解決すべく本発明は、内部電極によって
処理チャンバー内をプラズマ発生室と反応処理室とに分
離するとともに、プラズマ発生室に導入するガスを、デ
カフルオロブタン（C4F10）及びドデカフルオロペンタ
ン（C5F12）のいずれか一つと酸素との混合ガスとする
ことで、基体へのダメージを少なくしつつ処理時間を短
縮し得るようにした。
処理チャンバー内をプラズマ発生室と反応処理室とに分
離するとともに、プラズマ発生室に導入するガスを、デ
カフルオロブタン（C4F10）及びドデカフルオロペンタ
ン（C5F12）のいずれか一つと酸素との混合ガスとする
ことで、基体へのダメージを少なくしつつ処理時間を短
縮し得るようにした。
（実施例） 以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて説明す
る。
る。
第１図は本発明に係る有機膜除去方法を実施する処理
チャンバーの断面図であり、処理チャンバー（１）はア
ルミニウム或いは合成石英等からなる筒状本体（２）の
上部を板状をなす石英ガラス（３）にて閉塞し、この石
英ガラス（３）の上面に高周波発振器（４）につながる
薄板状外部電極（５）を固着し、また筒状本体（２）の
底部には基体（Ｗ）の載置台（６）を気密に嵌合し、更
に筒状本体（２）内部には多数の小孔（7a）…を形成し
た薄板状内部電極（７）を設け、この内部電極（７）に
て筒状本体（２）内を上部のプラズマ発生室（S1）と下
部の反応処理室（S2）とに分離している。そしてプラズ
マ発生室（S1）を形成する本体側壁には反応ガス導入口
（８）を、反応処理室（S2）を形成する本体底部には反
応ガス排出口（９）をそれぞれ穿設している。更に、プ
ラズマ発生室（S1）及び反応処理室（S2）は本体（２）
に設けた監視窓（10），（11）にて内部を監視し得るよ
うになっている。
チャンバーの断面図であり、処理チャンバー（１）はア
ルミニウム或いは合成石英等からなる筒状本体（２）の
上部を板状をなす石英ガラス（３）にて閉塞し、この石
英ガラス（３）の上面に高周波発振器（４）につながる
薄板状外部電極（５）を固着し、また筒状本体（２）の
底部には基体（Ｗ）の載置台（６）を気密に嵌合し、更
に筒状本体（２）内部には多数の小孔（7a）…を形成し
た薄板状内部電極（７）を設け、この内部電極（７）に
て筒状本体（２）内を上部のプラズマ発生室（S1）と下
部の反応処理室（S2）とに分離している。そしてプラズ
マ発生室（S1）を形成する本体側壁には反応ガス導入口
（８）を、反応処理室（S2）を形成する本体底部には反
応ガス排出口（９）をそれぞれ穿設している。更に、プ
ラズマ発生室（S1）及び反応処理室（S2）は本体（２）
に設けた監視窓（10），（11）にて内部を監視し得るよ
うになっている。
ここで、本実施例にあっては、外部電極（５）、内部
電極（７）及び載置台（６）上面とが平行となるように
し、プラズマアッシング処理或いはプラズマクリーニン
グ処理が均一になされるようにしている。
電極（７）及び載置台（６）上面とが平行となるように
し、プラズマアッシング処理或いはプラズマクリーニン
グ処理が均一になされるようにしている。
以上の如き処理チャンバー（１）を用いた有機膜のア
ッシングの実験例を具体的な数値をもって示す。
ッシングの実験例を具体的な数値をもって示す。
［実験例１］ 先ず、1.2μｍ厚のポジ型ホトレジスト（OFPR−800:
東京応化工業（株）製）を表面に形成した５インチサイ
ズのシリコンウエハー（Ｗ）を載置台（６）上にセット
し、反応ガス導入口（８）からオクタフルオロプロパン
を５容量％、酸素を残部とした混合ガスを導入し、処理
チャンバー内を160.0paに減圧した後、電極（５），
（７）間に250Wの高周波を印加しプラズマ発生室（S1）
内にプラズマを発生させた。
東京応化工業（株）製）を表面に形成した５インチサイ
ズのシリコンウエハー（Ｗ）を載置台（６）上にセット
し、反応ガス導入口（８）からオクタフルオロプロパン
を５容量％、酸素を残部とした混合ガスを導入し、処理
チャンバー内を160.0paに減圧した後、電極（５），
（７）間に250Wの高周波を印加しプラズマ発生室（S1）
内にプラズマを発生させた。
その結果、プラズマ発生から１分間でウエハー（Ｗ）
表面の有機膜（ホトレジスト）は完全に除去された。ま
たこの除去に伴うウエハー自体のエッチング（ダメー
ジ）は全くなかった。
表面の有機膜（ホトレジスト）は完全に除去された。ま
たこの除去に伴うウエハー自体のエッチング（ダメー
ジ）は全くなかった。
［実験例２］ ［実験例１］におけるオクタフルオロプロパンの代わ
りにオクタフルオロシクロブタン、デカフルオロブタ
ン、デカフルオロシクロペンタン及びドデカフルオロシ
クロペンタンのそれぞれを用い、他の条件は［実験例
１］と同一としてアッシング処理を行った。
りにオクタフルオロシクロブタン、デカフルオロブタ
ン、デカフルオロシクロペンタン及びドデカフルオロシ
クロペンタンのそれぞれを用い、他の条件は［実験例
１］と同一としてアッシング処理を行った。
その結果、各ガスによって若干の相違はあったがプラ
ズマ発生から約40秒後に、ウエハー表面の有機膜は完全
に除去され、且つウエハー自体のエッチングは全くなか
った。
ズマ発生から約40秒後に、ウエハー表面の有機膜は完全
に除去され、且つウエハー自体のエッチングは全くなか
った。
［実験例３］ オクタフルオロプロパンを２容量％、オクタフルオロ
シクロブタンを３容量％、酸素を残部とした混合ガスを
処理チャンバー内に導入し、他の条件は［実験例１］と
同一としてアッシング処理を行った。
シクロブタンを３容量％、酸素を残部とした混合ガスを
処理チャンバー内に導入し、他の条件は［実験例１］と
同一としてアッシング処理を行った。
その結果、プラズマ発生から50秒間でウエハー表面の
有機膜は完全に除去され、且つウエハー自体のエッチン
グは全く見られなかった。
有機膜は完全に除去され、且つウエハー自体のエッチン
グは全く見られなかった。
［比較例］ 酸素ガスのみを処理チャンバー内に導入し、他の条件
は［実験例１］と同一としてアッシング処理を行った。
は［実験例１］と同一としてアッシング処理を行った。
その結果、有機膜を除去するのに20分間を要した。
尚、ウエハー自体のエッチングについては殆どなかっ
た。
尚、ウエハー自体のエッチングについては殆どなかっ
た。
以上の如く、本発明によると有機膜の除去を短時間で
行え、且つ基体にダメージを与えないのは、先ず処理チ
ャンバーをプラズマ発生室と反応処理室とに分離したた
め、基体にダメージを与えるイオンや荷電粒子などが内
部電極に収集されるため、基体に対するダメージがな
く、且つ処理ガスを酸素とオクタフルオロプロパン、オ
クタフルオロシクロブタン、デカフルオロブタン、デカ
フルオロシクロペンタン、ドデカフルオロシクロペンタ
ンとの混合ガスとしたことによって、処理ガスの活性効
率が高く、反応にあずかる有効成分（ラジカル）の寿命
が長くなるため、内部電極の小孔を通過して基体表面に
到達するまでの間に活性が弱まることがなく、よって有
機膜の除去時間が短くなる。ちなみに、テトラフルオロ
メタンを少量混合した反応ガスを用いた場合には、除去
時間は短くなったが、酸化シリコン、ポリシリコン、窒
化シリコン、モリブテンシリサイドなどの基体上に、選
択的に形成されたレジストをアッシング除去するとき、
レジストと基体とのエッチングの選択比が小さいため、
これらの基体をエッチングしてしまい、好ましくない。
行え、且つ基体にダメージを与えないのは、先ず処理チ
ャンバーをプラズマ発生室と反応処理室とに分離したた
め、基体にダメージを与えるイオンや荷電粒子などが内
部電極に収集されるため、基体に対するダメージがな
く、且つ処理ガスを酸素とオクタフルオロプロパン、オ
クタフルオロシクロブタン、デカフルオロブタン、デカ
フルオロシクロペンタン、ドデカフルオロシクロペンタ
ンとの混合ガスとしたことによって、処理ガスの活性効
率が高く、反応にあずかる有効成分（ラジカル）の寿命
が長くなるため、内部電極の小孔を通過して基体表面に
到達するまでの間に活性が弱まることがなく、よって有
機膜の除去時間が短くなる。ちなみに、テトラフルオロ
メタンを少量混合した反応ガスを用いた場合には、除去
時間は短くなったが、酸化シリコン、ポリシリコン、窒
化シリコン、モリブテンシリサイドなどの基体上に、選
択的に形成されたレジストをアッシング除去するとき、
レジストと基体とのエッチングの選択比が小さいため、
これらの基体をエッチングしてしまい、好ましくない。
第２図乃至第６図はオクタフルオロプロパン、オクタ
フルオロシクロブタン、デカフルオロブタン、デカフル
オロシクロペンタン及びドデカフルオロシクロペンタン
と酸素の混合割合及び混合ガス圧力とアッシング速度又
は選択比（レジストと酸化シリコンとを、同じ条件でプ
ラズマ処理したときに、アッシング速度とエッチング速
度の比）との関係を示すグラフであり、このグラフから
オクタフルオロプロパン、オクタフルオロシクロブタ
ン、デカフルオロブタン、デカフルオロシクロペンタン
及びドデカフルオロシクロペンタンのいずれも酸素ガス
に混合することで、従来に比べアッシング時間の短縮が
図れ、基体との選択比が高くなる（ダメージが小さくな
る）ことが分かった。そして、上記オクタフルオロプロ
パン、オクタフルオロシクロブタン、デカフルオロブタ
ン、デカフルオロシクロペンタン及びドデカフルオロシ
クロペンタンと酸素の混合割合としては混合ガスに対す
る容量割合で前者が１％未満であるとアッシング時間は
従来と殆ど変らず、また30％を越えると基体との選択比
が悪くなり、基体をエッチングしてしまう可能性が生じ
るため混合ガス中のオクタフルオロプロパン、オクタフ
ルオロシクロブタン、デカフルオロブタン、デカフルオ
ロシクロペンタンまたはドデカフルオロシクロペンタン
の容量割合としては１〜30％、好ましくは２〜10％とす
るのが最適といえる。
フルオロシクロブタン、デカフルオロブタン、デカフル
オロシクロペンタン及びドデカフルオロシクロペンタン
と酸素の混合割合及び混合ガス圧力とアッシング速度又
は選択比（レジストと酸化シリコンとを、同じ条件でプ
ラズマ処理したときに、アッシング速度とエッチング速
度の比）との関係を示すグラフであり、このグラフから
オクタフルオロプロパン、オクタフルオロシクロブタ
ン、デカフルオロブタン、デカフルオロシクロペンタン
及びドデカフルオロシクロペンタンのいずれも酸素ガス
に混合することで、従来に比べアッシング時間の短縮が
図れ、基体との選択比が高くなる（ダメージが小さくな
る）ことが分かった。そして、上記オクタフルオロプロ
パン、オクタフルオロシクロブタン、デカフルオロブタ
ン、デカフルオロシクロペンタン及びドデカフルオロシ
クロペンタンと酸素の混合割合としては混合ガスに対す
る容量割合で前者が１％未満であるとアッシング時間は
従来と殆ど変らず、また30％を越えると基体との選択比
が悪くなり、基体をエッチングしてしまう可能性が生じ
るため混合ガス中のオクタフルオロプロパン、オクタフ
ルオロシクロブタン、デカフルオロブタン、デカフルオ
ロシクロペンタンまたはドデカフルオロシクロペンタン
の容量割合としては１〜30％、好ましくは２〜10％とす
るのが最適といえる。
また、混合ガスの圧力としては0.1〜100Torrの範囲と
するのが好ましく、最適範囲としては0.5〜3.0Torrとす
る。
するのが好ましく、最適範囲としては0.5〜3.0Torrとす
る。
また、図６から明らかなように、混合ガス圧力が1.5T
orr以下にあっては、デカフルオロブタン（C4F10）及び
ドデカフルオロペンタン（C5F12）がオクタフルオロプ
ロパン（C3F8）及びオクタフルオロシクロブタン（C
4F8）よりもアッシング速度において優れていることが
分る。
orr以下にあっては、デカフルオロブタン（C4F10）及び
ドデカフルオロペンタン（C5F12）がオクタフルオロプ
ロパン（C3F8）及びオクタフルオロシクロブタン（C
4F8）よりもアッシング速度において優れていることが
分る。
更に実施例にあっては基体としてポリシリコンを用い
たが、この他に酸化シリコン、アルミニウム、窒化シリ
コン、モリブデンシリサイド、タングステンシリサイ
ド、タンタルなどについても同様の結果が得られた。ま
た、実施例にあってはアッシング処理についてのみ説明
したが、本発明方法は、例えば基体表面の有機膜を有機
溶剤等を用いて除去した後の残渣を除去する所謂クリー
ニング処理としても応用し得ることは勿論である。
たが、この他に酸化シリコン、アルミニウム、窒化シリ
コン、モリブデンシリサイド、タングステンシリサイ
ド、タンタルなどについても同様の結果が得られた。ま
た、実施例にあってはアッシング処理についてのみ説明
したが、本発明方法は、例えば基体表面の有機膜を有機
溶剤等を用いて除去した後の残渣を除去する所謂クリー
ニング処理としても応用し得ることは勿論である。
（発明の効果） 以上に説明した如く本発明方法によれば、シリコンウ
ェハーなどの無機物からなる基体表面に形成された有機
膜を短時間で除去することができ、極めて量産性に優
れ、且つ基体に与えるダメージも少ないのでLSI、超LSI
等の半導体集積回路の製造プロセスに適用して極めて有
効である。
ェハーなどの無機物からなる基体表面に形成された有機
膜を短時間で除去することができ、極めて量産性に優
れ、且つ基体に与えるダメージも少ないのでLSI、超LSI
等の半導体集積回路の製造プロセスに適用して極めて有
効である。
第１図は本発明方法の実施に用いる処理チャンバーの断
面図、第２図はオクタフルオロプロパンガスの混合割合
とアッシング速度との関係を示すグラフ、第３図はオク
タフルオロプロパンの混合割合と選択比との関係を示す
グラフ、第４図はオクタフルオロシクロブタン、デカフ
ルオロブタン、デカフルオロシクロペンタン、又はドデ
カフルオロシクロペンタンと酸素の混合割合とアッシン
グ速度との関係を示すグラフ、第５図はオクタフルオロ
シクロブタン、デカフルオロブタン、デカフルオロシク
ロペンタン、又はドデカフルオロシクロペンタンと酸素
の混合割合と選択比との関係を示すグラフ、第６図は混
合ガス圧力とアッシング速度との関係を示すグラフであ
る。 尚、図面中（１）は処理チャンバー、（２）は筒状本
体、（５）は外部電極、（６）は載置台、（７）は内部
電極、（S1）はプラズマ発生室、（S2）は反応処理室、
（Ｗ）は基体である。
面図、第２図はオクタフルオロプロパンガスの混合割合
とアッシング速度との関係を示すグラフ、第３図はオク
タフルオロプロパンの混合割合と選択比との関係を示す
グラフ、第４図はオクタフルオロシクロブタン、デカフ
ルオロブタン、デカフルオロシクロペンタン、又はドデ
カフルオロシクロペンタンと酸素の混合割合とアッシン
グ速度との関係を示すグラフ、第５図はオクタフルオロ
シクロブタン、デカフルオロブタン、デカフルオロシク
ロペンタン、又はドデカフルオロシクロペンタンと酸素
の混合割合と選択比との関係を示すグラフ、第６図は混
合ガス圧力とアッシング速度との関係を示すグラフであ
る。 尚、図面中（１）は処理チャンバー、（２）は筒状本
体、（５）は外部電極、（６）は載置台、（７）は内部
電極、（S1）はプラズマ発生室、（S2）は反応処理室、
（Ｗ）は基体である。
Claims (2)
- 【請求項１】多数の小孔を形成した内部電極によってチ
ャンバー内をプラズマ発生室と反応処理室に分離し、反
応処理室には表面に有機膜を形成した基体をセットし、
プラズマ発生室には、デカフルオロブタン（C4F10）及
びドデカフルオロペンタン（C5F12）のいずれか一つと
酸素との混合ガスを供給し、混合ガス圧力を1.5Torr以
下とした状態でプラズマ化して活性化することで基体表
面の有機膜を分解・気化せしめるようにしたことを特徴
とする有機膜の除去方法。 - 【請求項２】前記混合ガス中のデカフルオロブタン（C4
F10）又はドデカフルオロペンタン（C5F12）の割合は１
〜30容量％であることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の有機膜の除去方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61221596A JP2624243B2 (ja) | 1986-09-19 | 1986-09-19 | 有機膜の除去方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61221596A JP2624243B2 (ja) | 1986-09-19 | 1986-09-19 | 有機膜の除去方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63260032A JPS63260032A (ja) | 1988-10-27 |
| JP2624243B2 true JP2624243B2 (ja) | 1997-06-25 |
Family
ID=16769234
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61221596A Expired - Lifetime JP2624243B2 (ja) | 1986-09-19 | 1986-09-19 | 有機膜の除去方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2624243B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02127648A (ja) * | 1988-11-08 | 1990-05-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光ディスク原盤の製造方法 |
| JPH0354571A (ja) * | 1989-07-21 | 1991-03-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 感光性樹脂の除去方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52113164A (en) * | 1976-03-19 | 1977-09-22 | Hitachi Ltd | Removal of organic agent |
| JPS52142637A (en) * | 1976-05-25 | 1977-11-28 | Nippon Telegraph & Telephone | Plasma etching device |
| JPS53112065A (en) * | 1977-03-11 | 1978-09-30 | Toshiba Corp | Removing method of high molecular compound |
-
1986
- 1986-09-19 JP JP61221596A patent/JP2624243B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63260032A (ja) | 1988-10-27 |
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