JP2671435B2 - 灰化方法 - Google Patents
灰化方法Info
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- JP2671435B2 JP2671435B2 JP63245206A JP24520688A JP2671435B2 JP 2671435 B2 JP2671435 B2 JP 2671435B2 JP 63245206 A JP63245206 A JP 63245206A JP 24520688 A JP24520688 A JP 24520688A JP 2671435 B2 JP2671435 B2 JP 2671435B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 半導体装置の製造に用いられるレジスト膜を灰化する
装置及びそれを利用した灰化方法に関し、 200℃以下の低温域における灰化速度の低下を抑える
ことによって低温域での灰化処理を迅速に行うことを可
能とし、以てレジスト膜の灰化による重金属汚染を防止
するとともに生産性の向上をはかることを目的とし、 原子状酸素を含むプラズマとOH基を含むプラズマを各
々に発生させ、発生させた上記プラズマを各々独立に輸
送して被処理基板上で混合し該被処理基板上の被膜を灰
化するように構成する。
装置及びそれを利用した灰化方法に関し、 200℃以下の低温域における灰化速度の低下を抑える
ことによって低温域での灰化処理を迅速に行うことを可
能とし、以てレジスト膜の灰化による重金属汚染を防止
するとともに生産性の向上をはかることを目的とし、 原子状酸素を含むプラズマとOH基を含むプラズマを各
々に発生させ、発生させた上記プラズマを各々独立に輸
送して被処理基板上で混合し該被処理基板上の被膜を灰
化するように構成する。
本発明は半導体装置の製造に用いられるレジスト膜等
の灰化装置及びそれを使用した灰化方法に関する。
の灰化装置及びそれを使用した灰化方法に関する。
第２図はO2ガスプラズマを用いた従来の灰化装置とそ
れを用いた灰化方法を説明するための図である。同図に
おいて、11はプラズマ発生部、12はプラズマ輸送部、13
は加熱支持体、20はガス排気口、19は被処理基板であっ
て、不要となったレジスト膜等が被着している。また、
プラズマ発生部11は、導波管14、石英窓16、ガス導入口
15、プラズマ生成室17、シャワー板18より構成されてい
る。
れを用いた灰化方法を説明するための図である。同図に
おいて、11はプラズマ発生部、12はプラズマ輸送部、13
は加熱支持体、20はガス排気口、19は被処理基板であっ
て、不要となったレジスト膜等が被着している。また、
プラズマ発生部11は、導波管14、石英窓16、ガス導入口
15、プラズマ生成室17、シャワー板18より構成されてい
る。
同図において、ガス導入口15から導入されたO2ガスは
導波管14より導かれたマイクロ（μ）波の交番電界によ
ってプラズマ生成室17においてプラズマ化される。発生
したO2ガスプラズマはシャワー板18を通過してプラズマ
輸送部12内をダウンフローし、被処理基板19上へ到達す
る。そして、O2ガスプラズマに含まれている原子状酸素
（Ｏ）が被処理基板19に被着しているレジスト膜と酸化
反応を起こして該レジスト膜を灰化せしめる。反応後の
O2ガスプラズマはガス排気口20から排気される。また、
上記灰化処理工程中、被処理基板19は加熱支持体13によ
り所定の温度に加熱される。
導波管14より導かれたマイクロ（μ）波の交番電界によ
ってプラズマ生成室17においてプラズマ化される。発生
したO2ガスプラズマはシャワー板18を通過してプラズマ
輸送部12内をダウンフローし、被処理基板19上へ到達す
る。そして、O2ガスプラズマに含まれている原子状酸素
（Ｏ）が被処理基板19に被着しているレジスト膜と酸化
反応を起こして該レジスト膜を灰化せしめる。反応後の
O2ガスプラズマはガス排気口20から排気される。また、
上記灰化処理工程中、被処理基板19は加熱支持体13によ
り所定の温度に加熱される。
第３図の直線30は上記灰化方法による灰化速度の温度
依存性を示したものであり、μ波出力を1.5KW,灰化装置
内の圧力を0.8Torr,O2流量を1SLMとし、被処理基板19上
のレジストをOFPR−800（東京応化製）としたときの特
性を示している。同図から明らかなように、灰化速度は
被処理基板19の温度に強く依存しており、灰化速度を大
きくするためには被処理基板19の温度を高くする必要が
ある。たとえば、速度180℃のとき約4500A/minであった
灰化速度は温度220℃で約15000A/minにまで増加する。
依存性を示したものであり、μ波出力を1.5KW,灰化装置
内の圧力を0.8Torr,O2流量を1SLMとし、被処理基板19上
のレジストをOFPR−800（東京応化製）としたときの特
性を示している。同図から明らかなように、灰化速度は
被処理基板19の温度に強く依存しており、灰化速度を大
きくするためには被処理基板19の温度を高くする必要が
ある。たとえば、速度180℃のとき約4500A/minであった
灰化速度は温度220℃で約15000A/minにまで増加する。
以上説明したO2ダウンフローアッシング（灰化）の他
にオゾンアッシングも知られているが、温度180℃以下
ではO2ダウンフローアッシングと同様に灰化速度が低下
する。また、O2ガスに少量のハロゲンガスを混合したガ
スを用いたダウンフローアッシングでは180℃以下の低
温域においても灰化速度の顕著な低下はないが、被処理
基板をオーバーエッチングするためLSI等の超微細加工
には適していない。
にオゾンアッシングも知られているが、温度180℃以下
ではO2ダウンフローアッシングと同様に灰化速度が低下
する。また、O2ガスに少量のハロゲンガスを混合したガ
スを用いたダウンフローアッシングでは180℃以下の低
温域においても灰化速度の顕著な低下はないが、被処理
基板をオーバーエッチングするためLSI等の超微細加工
には適していない。
半導体製造工程においては、生産性等の観点から灰化
処理時間をできるだけ短縮することが望ましい。そのた
め通常は灰化速度を大きくすることのできる200〜250℃
に半導体ウェーハ等の被処理基板を加熱して灰化処理を
行う場合が多い。しかし半導体ウェーハの温度を200℃
以上にすると灰化処理されたレジスト膜に含まれている
重金属、たとえば鉄、ニッケル、アルミニウム、銅等が
半導体ウェーハを汚染して結晶欠陥を誘発したり、ある
いはデバイスのリーク電流を増加させる等の弊害をひき
おこし、製造歩留りを低下させる等の問題が生ずる。本
発明は200℃以下の低温域における灰化速度の低下を抑
えることによって低温域での灰化処理を迅速に行うこと
を可能とし、以てレジスト膜の灰化による重金属汚染を
防止するとともに生産性の向上を図ることを目的とす
る。
処理時間をできるだけ短縮することが望ましい。そのた
め通常は灰化速度を大きくすることのできる200〜250℃
に半導体ウェーハ等の被処理基板を加熱して灰化処理を
行う場合が多い。しかし半導体ウェーハの温度を200℃
以上にすると灰化処理されたレジスト膜に含まれている
重金属、たとえば鉄、ニッケル、アルミニウム、銅等が
半導体ウェーハを汚染して結晶欠陥を誘発したり、ある
いはデバイスのリーク電流を増加させる等の弊害をひき
おこし、製造歩留りを低下させる等の問題が生ずる。本
発明は200℃以下の低温域における灰化速度の低下を抑
えることによって低温域での灰化処理を迅速に行うこと
を可能とし、以てレジスト膜の灰化による重金属汚染を
防止するとともに生産性の向上を図ることを目的とす
る。
原子状酸素を含むプラズマとOH基を含むプラズマを各
々独立に発生させ、発生させた上記プラズマを各々独立
に輸送して被処理基板上で混合し該被処理基板上の被膜
を灰化することを特徴とする灰化方法、 あるいは、原子状酸素を含むプラズマとOH基を含むプ
ラズマは、それぞれ酸素ガス及び水蒸気ガスを励起して
発生させることを特徴とする灰化方法、 あるいは、被処理基板の温度が200℃以下に設定した
ことを特徴とする上記灰化方法によって解決される。
々独立に発生させ、発生させた上記プラズマを各々独立
に輸送して被処理基板上で混合し該被処理基板上の被膜
を灰化することを特徴とする灰化方法、 あるいは、原子状酸素を含むプラズマとOH基を含むプ
ラズマは、それぞれ酸素ガス及び水蒸気ガスを励起して
発生させることを特徴とする灰化方法、 あるいは、被処理基板の温度が200℃以下に設定した
ことを特徴とする上記灰化方法によって解決される。
本発明によれば、原子状酸素及びOH基を含むプラズマ
が被処理基板を覆う。そのため被処理基板上のレジスト
膜等と原子状酸素との酸化反応及びOH基との還元反応が
同時に起こり、従来の原子状酸素との酸化反応のみの場
合に比べて低温域における灰化速度の低下を抑えること
が可能となる。
が被処理基板を覆う。そのため被処理基板上のレジスト
膜等と原子状酸素との酸化反応及びOH基との還元反応が
同時に起こり、従来の原子状酸素との酸化反応のみの場
合に比べて低温域における灰化速度の低下を抑えること
が可能となる。
第１図は本発明の実施例を説明するための灰化装置を
示している。同図において、1a,1bはプラズマ発生部、2
a,2bはプラズマ輸送部、３は加熱支持体、10はガス排気
口、９は被処理基板であって、不要となったレジスト膜
等が被着している。また、プラズマ発生部1aは、導波管
4a、ガス導入口5a、石英窓6a、プラズマ生成室7a、シャ
ワー板8aより構成され、プラズマ発生部1bは、導波管4
b、ガス導入口5b、石英窓6b、プラズマ生成室7b、シャ
ワー板8bより構成されている。
示している。同図において、1a,1bはプラズマ発生部、2
a,2bはプラズマ輸送部、３は加熱支持体、10はガス排気
口、９は被処理基板であって、不要となったレジスト膜
等が被着している。また、プラズマ発生部1aは、導波管
4a、ガス導入口5a、石英窓6a、プラズマ生成室7a、シャ
ワー板8aより構成され、プラズマ発生部1bは、導波管4
b、ガス導入口5b、石英窓6b、プラズマ生成室7b、シャ
ワー板8bより構成されている。
同図において、プラズマ発生部1aのガス導入口5aより
O2ガス900SCCMを導入し、導波管4aより印加した周波数
2.45±0.1GHz、出力1.5KWのマイクロ波電力によってプ
ラズマ生成室7aでプラズマ化する。なお、上記O2ガスに
少量のN2ガスを添加することによってプラズマ中の原子
状酸素の生成効率を上げることができる。本実施例では
N2ガス100SCCMを添加して、プラズマ中の原子状酸素濃
度をN2ガス添加のない場合に比べて約２倍にした。上記
原子状酸素を含むプラズマは石英窓8aを通過してプラズ
マ輸送部2aに入る。一方、プラズマ発生部1bのガス導入
口5bから水蒸気ガス1SLMを導入し、導波管4bより印加し
た周波数2.45±0.1GHz、出力1.5KWのマイクロ波電力に
よってプラズマ生成室7bでOH基を含むプラズマを発生さ
せる。なお、上記水蒸気ガスに代えて、過酸化水素、水
酸化アンモニウム、アルコール等をふくんだガスを用い
た場合にもOH基を有するプラズマが得られる。上記OH基
を含んだプラズマは石英窓8bを通過してプラズマ輸送部
2bに入り、原子状酸素を含んだプラズマと混合されてレ
ジスト膜が被着した被処理基板９上に到達する。本実施
例ではレジスト膜としてOFPR−800（東京応化製）を用
いた。レジスト膜はプラズマ中の原子状酸素と酸化反応
を起こし、同時にOH基と還元反応を起こして灰化処理さ
れる。反応後のプラズマは排気口10より排気される。な
お、被処理基板９は加熱支持体３上に搭載され所定の温
度に制御される。灰化装置の圧力は0.8Torrに保持し
た。
O2ガス900SCCMを導入し、導波管4aより印加した周波数
2.45±0.1GHz、出力1.5KWのマイクロ波電力によってプ
ラズマ生成室7aでプラズマ化する。なお、上記O2ガスに
少量のN2ガスを添加することによってプラズマ中の原子
状酸素の生成効率を上げることができる。本実施例では
N2ガス100SCCMを添加して、プラズマ中の原子状酸素濃
度をN2ガス添加のない場合に比べて約２倍にした。上記
原子状酸素を含むプラズマは石英窓8aを通過してプラズ
マ輸送部2aに入る。一方、プラズマ発生部1bのガス導入
口5bから水蒸気ガス1SLMを導入し、導波管4bより印加し
た周波数2.45±0.1GHz、出力1.5KWのマイクロ波電力に
よってプラズマ生成室7bでOH基を含むプラズマを発生さ
せる。なお、上記水蒸気ガスに代えて、過酸化水素、水
酸化アンモニウム、アルコール等をふくんだガスを用い
た場合にもOH基を有するプラズマが得られる。上記OH基
を含んだプラズマは石英窓8bを通過してプラズマ輸送部
2bに入り、原子状酸素を含んだプラズマと混合されてレ
ジスト膜が被着した被処理基板９上に到達する。本実施
例ではレジスト膜としてOFPR−800（東京応化製）を用
いた。レジスト膜はプラズマ中の原子状酸素と酸化反応
を起こし、同時にOH基と還元反応を起こして灰化処理さ
れる。反応後のプラズマは排気口10より排気される。な
お、被処理基板９は加熱支持体３上に搭載され所定の温
度に制御される。灰化装置の圧力は0.8Torrに保持し
た。
第３図に示した直線40は以上の灰化法によって得られ
た灰化速度の温度依存性を示したものであり、酸化ダウ
ンフローを用いた従来の灰化装置及びそれを使用した灰
化法によって得られた直線30で表される特性と比較すれ
ば200℃以下の低温域における灰化速度が改善されてい
ることが明らかである。
た灰化速度の温度依存性を示したものであり、酸化ダウ
ンフローを用いた従来の灰化装置及びそれを使用した灰
化法によって得られた直線30で表される特性と比較すれ
ば200℃以下の低温域における灰化速度が改善されてい
ることが明らかである。
例えば、被処理基板９の温度が220℃のとき、本発明
に係る灰化装置を用いた場合の灰化速度は約12500A/min
であり、従来の酸化ダウンフローアッシングの灰化速度
約15000A/minに比べて劣っているが、温度160℃のとき
には本発明の灰化速度は約5100A/minであり、従来例の
約2500A/minに比べて約２倍となっている。
に係る灰化装置を用いた場合の灰化速度は約12500A/min
であり、従来の酸化ダウンフローアッシングの灰化速度
約15000A/minに比べて劣っているが、温度160℃のとき
には本発明の灰化速度は約5100A/minであり、従来例の
約2500A/minに比べて約２倍となっている。
なお、本実施例では２個の独立したプラズマ発生部と
プラズマ輸送部を有する灰化装置とその使用方法につい
て述べたが、これに限られるものではなく、たとえば本
実施例の灰化装置にさらにもう１個のプラズマ発生部と
プラズマ輸送部を設けて、弗素（Ｆ）を含むプラズマを
発生、輸送し、上記実施例のガスに混合させて用いるこ
とも可能であり、この場合には灰化速度をさらに向上さ
せることができる。
プラズマ輸送部を有する灰化装置とその使用方法につい
て述べたが、これに限られるものではなく、たとえば本
実施例の灰化装置にさらにもう１個のプラズマ発生部と
プラズマ輸送部を設けて、弗素（Ｆ）を含むプラズマを
発生、輸送し、上記実施例のガスに混合させて用いるこ
とも可能であり、この場合には灰化速度をさらに向上さ
せることができる。
以上説明したように本発明によれば、原子状酸素を含
むプラズマとOH基を含むプラズマを各々独立に発生させ
ることにより原子状酸素及びOH基の量の制御を容易にす
るとともに、これらのプラズマを用いることにより、重
金属汚染の少ない200℃以下の低温域において灰化速度
を大きく低下させることなく被処理基板を灰化処理する
ことが可能となり、半導体デバイスの生産性の向上、品
質の向上を図ることができる。
むプラズマとOH基を含むプラズマを各々独立に発生させ
ることにより原子状酸素及びOH基の量の制御を容易にす
るとともに、これらのプラズマを用いることにより、重
金属汚染の少ない200℃以下の低温域において灰化速度
を大きく低下させることなく被処理基板を灰化処理する
ことが可能となり、半導体デバイスの生産性の向上、品
質の向上を図ることができる。
第１図は本発明に係る灰化装置の一実施例を示す模式断
面図、 第２図は従来例に係る灰化装置を示す模式断面図、 第３図は灰化速度の温度特性を示す図、 である。 図において、 1a、1b、11はプラズマ発生部、 2a、2b、12はプラズマ輸送部、 ３、13は加熱支持体、 4a、4b、14はマイクロ波導波管、 5a、5b、15はガス導入口、 6a、6b、16は石英窓、 7a、7b、17はプラズマ生成室、 8a、8b、18はシャワー板、 ９、19は被処理基板、 10、20は排気口、 30は従来例に係る灰化速度の温度特性、 40は本発明に係る灰化速度の温度特性、 である。
面図、 第２図は従来例に係る灰化装置を示す模式断面図、 第３図は灰化速度の温度特性を示す図、 である。 図において、 1a、1b、11はプラズマ発生部、 2a、2b、12はプラズマ輸送部、 ３、13は加熱支持体、 4a、4b、14はマイクロ波導波管、 5a、5b、15はガス導入口、 6a、6b、16は石英窓、 7a、7b、17はプラズマ生成室、 8a、8b、18はシャワー板、 ９、19は被処理基板、 10、20は排気口、 30は従来例に係る灰化速度の温度特性、 40は本発明に係る灰化速度の温度特性、 である。
Claims (3)
- 【請求項１】原子状酸素を含むプラズマとOH基を含むプ
ラズマを各々独立に発生させ、発生させた上記プラズマ
を各々独立に輸送して被処理基板上で混合し該被処理基
板上の被膜を灰化することを特徴とする灰化方法。 - 【請求項２】原子状酸素を含むプラズマとOH基を含むプ
ラズマは、それぞれ酸素ガス及び水蒸気ガスを励起して
発生させることを特徴とする請求項１記載の灰化方法。 - 【請求項３】被処理基板の温度が200℃以下であること
を特徴とする請求項１記載の灰化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63245206A JP2671435B2 (ja) | 1988-09-29 | 1988-09-29 | 灰化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63245206A JP2671435B2 (ja) | 1988-09-29 | 1988-09-29 | 灰化方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0291936A JPH0291936A (ja) | 1990-03-30 |
| JP2671435B2 true JP2671435B2 (ja) | 1997-10-29 |
Family
ID=17130203
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63245206A Expired - Lifetime JP2671435B2 (ja) | 1988-09-29 | 1988-09-29 | 灰化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2671435B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5338702A (en) * | 1993-01-27 | 1994-08-16 | International Business Machines Corporation | Method for fabricating tungsten local interconnections in high density CMOS |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53112065A (en) * | 1977-03-11 | 1978-09-30 | Toshiba Corp | Removing method of high molecular compound |
| JPS61236125A (ja) * | 1985-04-12 | 1986-10-21 | Hitachi Ltd | ドライエツチング方法 |
| JPH0624191B2 (ja) * | 1985-08-20 | 1994-03-30 | シャープ株式会社 | プラズマ処理方法 |
| JPS62216332A (ja) * | 1986-03-18 | 1987-09-22 | Fujitsu Ltd | プラズマアツシング装置 |
-
1988
- 1988-09-29 JP JP63245206A patent/JP2671435B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0291936A (ja) | 1990-03-30 |
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