JP2782357B2 - イオン注入方法 - Google Patents
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Landscapes
- Formation Of Insulating Films (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］ この発明は、半導体装置等の製造に用いられるイオン
注入方法に関し、特にレジストパターンをマスクとして
用いる選択的イオン注入技術の改良に関するものであ
る。
注入方法に関し、特にレジストパターンをマスクとして
用いる選択的イオン注入技術の改良に関するものであ
る。
［発明の概要］ この発明は、半導体ウエハ等の被処理品の表面に形成
されたレジストパターンに熱処理を施しつつ遠紫外線を
照射することによってレジストパターンの耐熱性を向上
させ、イオン注入時のパターン変形を防止すると共にイ
オン注入後のレジスト除去を容易にしたものである。
されたレジストパターンに熱処理を施しつつ遠紫外線を
照射することによってレジストパターンの耐熱性を向上
させ、イオン注入時のパターン変形を防止すると共にイ
オン注入後のレジスト除去を容易にしたものである。
［従来の技術］ 従来、半導体ウエハに選択的にリン、ヒ素、ボロン等
の導電型決定不純物を導入する方法としては、半導体ウ
エハの表面に所望のレジストパターンを形成した後、該
レジストパターンをマスクとして不純物イオンをウエハ
表面に選択的に注入する方法が知られている。
の導電型決定不純物を導入する方法としては、半導体ウ
エハの表面に所望のレジストパターンを形成した後、該
レジストパターンをマスクとして不純物イオンをウエハ
表面に選択的に注入する方法が知られている。
このようなイオン注入方法にあっては、イオン注入時
にイオン衝撃によりウエハが加熱されるため、レジスト
膜の温度が上昇する。このため、（イ）レジスト膜が熱
変形すること、（ロ）レジスト中の空気、水分等のガス
が膨張してレジスト膜に破裂個所が生ずること、（ハ）
レジスト膜が上記ガスとの化学反応により変質して除去
困難になることなどの問題点がある。
にイオン衝撃によりウエハが加熱されるため、レジスト
膜の温度が上昇する。このため、（イ）レジスト膜が熱
変形すること、（ロ）レジスト中の空気、水分等のガス
が膨張してレジスト膜に破裂個所が生ずること、（ハ）
レジスト膜が上記ガスとの化学反応により変質して除去
困難になることなどの問題点がある。
このような問題点に対処するため、イオン注入の前工
程として、ウエハ表面上のレジスト膜をベーキングする
ことが知られており、このようなベーキングをイオン注
入装置内で実施すべく該装置の予備排気室に加熱装置を
設けることも知られている（例えば特開昭63−253623号
公報参照）。
程として、ウエハ表面上のレジスト膜をベーキングする
ことが知られており、このようなベーキングをイオン注
入装置内で実施すべく該装置の予備排気室に加熱装置を
設けることも知られている（例えば特開昭63−253623号
公報参照）。
［発明が解決しようとする課題］ 上記したベーキング処理によると、ある程度はレジス
ト膜の熱変形、破裂、変質等を抑制できるが、必ずしも
十分でなかった。すなわち、ベーキングだけではレジス
ト膜の耐熱性を十分に向上させることができず、レジス
ト膜の熱変形、破裂によりイオン注入の精度が低下する
と共に、レジスト膜の変質によりレジスト除去が困難に
なる不都合があった。
ト膜の熱変形、破裂、変質等を抑制できるが、必ずしも
十分でなかった。すなわち、ベーキングだけではレジス
ト膜の耐熱性を十分に向上させることができず、レジス
ト膜の熱変形、破裂によりイオン注入の精度が低下する
と共に、レジスト膜の変質によりレジスト除去が困難に
なる不都合があった。
この発明の目的は、イオン注入マスクとして用いられ
るレジスト膜の耐熱性を一層向上させることにある。
るレジスト膜の耐熱性を一層向上させることにある。
［課題を解決するための手段］ この発明に係るイオン注入方法は、イオン注入前にレ
ジストパターンの耐熱性を高めるべくレジストパターン
に熱処理を施しつつ遠紫外線を照射することを特徴とす
るものである。
ジストパターンの耐熱性を高めるべくレジストパターン
に熱処理を施しつつ遠紫外線を照射することを特徴とす
るものである。
［作 用］ この発明の方法によれば、熱処理及び遠紫外線照射を
併用するので、レジストパターンの耐熱性は、熱処理だ
けの場合に比べて一層向上し、イオン注入時にはレジス
ト膜の熱変形、破裂、変質等が一層抑制される。このた
め、精度よくイオン注入を行なえると共にレジスト除去
も容易となる。
併用するので、レジストパターンの耐熱性は、熱処理だ
けの場合に比べて一層向上し、イオン注入時にはレジス
ト膜の熱変形、破裂、変質等が一層抑制される。このた
め、精度よくイオン注入を行なえると共にレジスト除去
も容易となる。
［実施例］ 第１図は、この発明によるイオン注入方法の一実施例
を示すものである。
を示すものである。
工程10では、一例としてシリコンからなる半導体ウエ
ハの表面にレジストを塗布した後所望のパターンを転写
してから現像するなどしてレジストパターンを形成す
る。この場合、ウエハ表面には、SiO2等の絶縁膜を予め
形成しておいてもよく、絶縁膜を厚くすれば後述のイオ
ン注入の際にマスクとして作用させることができ、絶縁
膜を薄くすれば該絶縁膜を介してイオン注入を行なうこ
とができる。
ハの表面にレジストを塗布した後所望のパターンを転写
してから現像するなどしてレジストパターンを形成す
る。この場合、ウエハ表面には、SiO2等の絶縁膜を予め
形成しておいてもよく、絶縁膜を厚くすれば後述のイオ
ン注入の際にマスクとして作用させることができ、絶縁
膜を薄くすれば該絶縁膜を介してイオン注入を行なうこ
とができる。
次に、工程12では、ウエハ表面上のレジストパターン
にベーキング処理を施しつつ遠紫外線を照射する。この
ときのベーキング及び遠紫外線照射の処理条件の一例を
示すと、次の通りである。
にベーキング処理を施しつつ遠紫外線を照射する。この
ときのベーキング及び遠紫外線照射の処理条件の一例を
示すと、次の通りである。
（１）ベーキング：ホットプレートを用いて第２図の
一点鎖線Ａに示すように昇温速度0.9〜1.9［℃/sec］に
て80［℃］から200［℃］まで昇温しながらベーキング
を行なった。
一点鎖線Ａに示すように昇温速度0.9〜1.9［℃/sec］に
て80［℃］から200［℃］まで昇温しながらベーキング
を行なった。
（２）遠紫外線照射：第２図の実線Ｂに示すように波
長200〜300［nm］の遠紫外線をランプ照度100〜700［mW
/cm2］にて照射した。
長200〜300［nm］の遠紫外線をランプ照度100〜700［mW
/cm2］にて照射した。
次に、工程14では、レジストパターンをマスクとして
ウエハ表面に不純物イオンを注入する。一例として、リ
ンイオンを加速電圧35［KeV］でドーズ量6.6×1015［cm
-2］となるように注入した。
ウエハ表面に不純物イオンを注入する。一例として、リ
ンイオンを加速電圧35［KeV］でドーズ量6.6×1015［cm
-2］となるように注入した。
この後、工程16では、ウエハ表面上のレジストパター
ンにO2プラズマ等によるアッシング（灰化）処理を施
す。そして、工程18,20,22でそれぞれ洗浄1,2,3の処理
を行ない、アッシング残渣を除去する。この場合、洗浄
液としては、洗浄１では、H2SO4及びH2O2の混合液を用
い、洗浄２及び３では、いずれも、NH4OH,H2O2及びH2O
の混合液を用いた。また、処理温度は、洗浄１では室
温、洗浄２では30［℃］、洗浄３では80［℃］とした。
ンにO2プラズマ等によるアッシング（灰化）処理を施
す。そして、工程18,20,22でそれぞれ洗浄1,2,3の処理
を行ない、アッシング残渣を除去する。この場合、洗浄
液としては、洗浄１では、H2SO4及びH2O2の混合液を用
い、洗浄２及び３では、いずれも、NH4OH,H2O2及びH2O
の混合液を用いた。また、処理温度は、洗浄１では室
温、洗浄２では30［℃］、洗浄３では80［℃］とした。
この発明による耐熱性向上効果を明らかにするため、
アッシング後の残渣除去の容易性（レジスト除去の容易
性）を調べた。すなわち、工程10でレジストパターンを
形成した後工程12Aでレジストパターンにベーキング処
理のみ施してから工程14〜22を経たウンエハ（従来例相
当の試料S1）と、工程10〜22を経たウエハ（この発明に
係る試料S2）と、工程10の後工程12及び14を経ずに工程
16〜22を経たウエハ（基準となる試料S3）との３種類の
試料を作製し、各試料毎に洗浄1,2,3の各処理の終了後
にパーティンクルカウンタでウエハ表面上のアッシング
残渣数を測定した。この場合、アッシング残渣は、サイ
ズが0.25［μｍ］より大きいものを計数した。
アッシング後の残渣除去の容易性（レジスト除去の容易
性）を調べた。すなわち、工程10でレジストパターンを
形成した後工程12Aでレジストパターンにベーキング処
理のみ施してから工程14〜22を経たウンエハ（従来例相
当の試料S1）と、工程10〜22を経たウエハ（この発明に
係る試料S2）と、工程10の後工程12及び14を経ずに工程
16〜22を経たウエハ（基準となる試料S3）との３種類の
試料を作製し、各試料毎に洗浄1,2,3の各処理の終了後
にパーティンクルカウンタでウエハ表面上のアッシング
残渣数を測定した。この場合、アッシング残渣は、サイ
ズが0.25［μｍ］より大きいものを計数した。
第３図は、試料S1〜S3について洗浄１〜３の各処理毎
のアッシング残渣数の測定結果を示すものである。第２
図によれば、この発明に係る試料S2のアッシング残渣数
が、従来例に相当する試料S1に比べて洗浄１〜３のいず
れの処理後も少なく、最終的には基準となる試料S3と同
等のレベルになっていることが明らかである。このこと
は、イオン注入前のベーキング及び遠紫外線照射によっ
てレジストの耐熱性が向上し、レジストの変質等が抑制
されたことを示すものである。
のアッシング残渣数の測定結果を示すものである。第２
図によれば、この発明に係る試料S2のアッシング残渣数
が、従来例に相当する試料S1に比べて洗浄１〜３のいず
れの処理後も少なく、最終的には基準となる試料S3と同
等のレベルになっていることが明らかである。このこと
は、イオン注入前のベーキング及び遠紫外線照射によっ
てレジストの耐熱性が向上し、レジストの変質等が抑制
されたことを示すものである。
第４図は、この発明のイオン注入方法を実施するに好
適なイオン注入装置の一例を示すものである。
適なイオン注入装置の一例を示すものである。
ローダ30は、第５図に示すように多数枚の半導体ウエ
ハＷが装填されるもので、ウエハＷは、図示しない搬送
機構によりゲートバルブG1を介して１枚ずつ予備排気室
32に供給される。ウエハＷには、予め所望のレジスタパ
ターンが形成されている。
ハＷが装填されるもので、ウエハＷは、図示しない搬送
機構によりゲートバルブG1を介して１枚ずつ予備排気室
32に供給される。ウエハＷには、予め所望のレジスタパ
ターンが形成されている。
予備排気室32には、第５図に示すようにホットプレー
ト等の加熱装置40及び遠紫外線照射装置42が設けられて
おり、ウエハＷは、例えば１〜10-10［Torr］程度に排
気された状態において加熱装置40により加熱されながら
照射装置42により遠紫外線照射を受ける。
ト等の加熱装置40及び遠紫外線照射装置42が設けられて
おり、ウエハＷは、例えば１〜10-10［Torr］程度に排
気された状態において加熱装置40により加熱されながら
照射装置42により遠紫外線照射を受ける。
加熱処理及び遠紫外線照射が終ったウエハＷは、図示
しない搬送機構によりゲートバルブG2を介して外気にさ
らされることなくイオン注入室34に供給され、プラテン
Ｐに保持される。そして、このような保持状態におい
て、通常の方法に従ってイオンビームIBを照射すること
によりレジストパターンをマスクとする選択的イオン注
入処理が行われる。このようなイオン注入処理が開始さ
れた後、予備排気室32では次のウエハＷについて加熱・
遠紫外線照射処理を行なうことができる。
しない搬送機構によりゲートバルブG2を介して外気にさ
らされることなくイオン注入室34に供給され、プラテン
Ｐに保持される。そして、このような保持状態におい
て、通常の方法に従ってイオンビームIBを照射すること
によりレジストパターンをマスクとする選択的イオン注
入処理が行われる。このようなイオン注入処理が開始さ
れた後、予備排気室32では次のウエハＷについて加熱・
遠紫外線照射処理を行なうことができる。
イオン注入処理が終ったウエハＷは、図示しない搬送
機構によりゲートバルブG3を介して予備排気室36に供給
される。そして、予備排気室36に収容されたウエハＷ
は、図示しない搬送機構によりゲートバルブG4を介して
アンローダ38にセットされる。
機構によりゲートバルブG3を介して予備排気室36に供給
される。そして、予備排気室36に収容されたウエハＷ
は、図示しない搬送機構によりゲートバルブG4を介して
アンローダ38にセットされる。
上記したイオン注入装置によれば、ウエハＷは、予備
排気室32からイオン注入室34に移る過程で外気にふれる
ことがないので、レジストパターンが加熱・遠紫外線照
射処理の後イオン注入処理の前に湿気を吸収するような
ことがなくなる。従って、イオン注入の際にレジスト膜
が破裂又は変質するのを防止することができる。
排気室32からイオン注入室34に移る過程で外気にふれる
ことがないので、レジストパターンが加熱・遠紫外線照
射処理の後イオン注入処理の前に湿気を吸収するような
ことがなくなる。従って、イオン注入の際にレジスト膜
が破裂又は変質するのを防止することができる。
第６図は、イオン注入装置の他の例を示すもので、第
４図と同様の部分には同様の符号を付して詳細な説明を
省略する。
４図と同様の部分には同様の符号を付して詳細な説明を
省略する。
第６図の装置が第４図の装置と異なる点は、予備排気
室32とイオン注入室34との間に複数のウエハを収容可能
な介在排気室44を設け、予備排気室32で加熱・遠紫外線
照射処理が終るたびに図示しない搬送機構によりゲート
バルブG5をウエハＷを外気にさらすことなく介在排気室
44に移す一方、介在排気室44に収容されたウエハンＷを
外気にさらすことなく図示しない搬送機構によりゲート
バルブG2を介してイオン注入室34に移すようにしたこと
である。
室32とイオン注入室34との間に複数のウエハを収容可能
な介在排気室44を設け、予備排気室32で加熱・遠紫外線
照射処理が終るたびに図示しない搬送機構によりゲート
バルブG5をウエハＷを外気にさらすことなく介在排気室
44に移す一方、介在排気室44に収容されたウエハンＷを
外気にさらすことなく図示しない搬送機構によりゲート
バルブG2を介してイオン注入室34に移すようにしたこと
である。
このような構成によると、加熱・遠紫外線照射処理が
終ったウエハＷを複数枚介在気室44にためてから１枚ず
つイオン注入室34に移すことにより効率的にイオン注入
処理を行なうことができ、高スループットのイオン注入
装置を実現できる。
終ったウエハＷを複数枚介在気室44にためてから１枚ず
つイオン注入室34に移すことにより効率的にイオン注入
処理を行なうことができ、高スループットのイオン注入
装置を実現できる。
［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、熱処理及び遠紫外
線照射を併用してレジストパターンの耐熱性を向上させ
てからイオン注入を行なうようにしたので、イオン注入
の際にレジスト膜に熱変形、破裂、変質等が生ずるのを
抑制することができる。従って、パターンが安定した状
態で精度よくイオン注入を行なえると共に、イオン注入
後には簡単且つ確実にレジストを除去することができ、
製造歩留りが向上する効果が得られるものである。
線照射を併用してレジストパターンの耐熱性を向上させ
てからイオン注入を行なうようにしたので、イオン注入
の際にレジスト膜に熱変形、破裂、変質等が生ずるのを
抑制することができる。従って、パターンが安定した状
態で精度よくイオン注入を行なえると共に、イオン注入
後には簡単且つ確実にレジストを除去することができ、
製造歩留りが向上する効果が得られるものである。
第１図は、この発明によるイオン注入方法の一実施例を
示す工程図、 第２図は、ベーキング・遠紫外線照射の処理条件を示す
グラフ、 第３図は、洗浄によるアッシング残渣数の変化を示すグ
ラフ、 第４図は、イオン注入装置の一例を示す上面図、 第５図は、ローダ及び予備排気室の側面図、 第６図は、イオン注入装置の他の例を示す上面図であ
る。 10……レジストパターン形成工程、12……ベーキング及
び遠紫外線照射工程、14……イオン注入工程、32……予
備排気室、34……イオン注入室、40……加熱装置、42…
…遠紫外線照射装置、44……介在排気室。
示す工程図、 第２図は、ベーキング・遠紫外線照射の処理条件を示す
グラフ、 第３図は、洗浄によるアッシング残渣数の変化を示すグ
ラフ、 第４図は、イオン注入装置の一例を示す上面図、 第５図は、ローダ及び予備排気室の側面図、 第６図は、イオン注入装置の他の例を示す上面図であ
る。 10……レジストパターン形成工程、12……ベーキング及
び遠紫外線照射工程、14……イオン注入工程、32……予
備排気室、34……イオン注入室、40……加熱装置、42…
…遠紫外線照射装置、44……介在排気室。
Claims (1)
- 【請求項１】（ａ）被処理品の表面に所望のレジストパ
ターンを形成する工程と、 （ｂ）前記レジストパターンの耐熱性を高めるべく該レ
ジストパターンに熱処理を施しつつ遠紫外線を照射する
工程と、 （ｃ）前記遠紫外線照射の後、前記レジストパターンを
マスクとして前記被処理品にイオンを選択的に注入する
工程と を含むイオン注入方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1116456A JP2782357B2 (ja) | 1989-05-10 | 1989-05-10 | イオン注入方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1116456A JP2782357B2 (ja) | 1989-05-10 | 1989-05-10 | イオン注入方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02295114A JPH02295114A (ja) | 1990-12-06 |
| JP2782357B2 true JP2782357B2 (ja) | 1998-07-30 |
Family
ID=14687568
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1116456A Expired - Lifetime JP2782357B2 (ja) | 1989-05-10 | 1989-05-10 | イオン注入方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2782357B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06204162A (ja) * | 1992-12-28 | 1994-07-22 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置の製造方法および該方法に用いられるレジスト組成物 |
| WO2005020306A1 (ja) * | 2003-08-25 | 2005-03-03 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 不純物導入層の形成方法及び被処理物の洗浄方法並びに不純物導入装置及びデバイスの製造方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5935427A (ja) * | 1982-08-24 | 1984-02-27 | Nec Corp | イオン注入方法及びその装置 |
| JPS6151740A (ja) * | 1984-08-21 | 1986-03-14 | Mitsubishi Electric Corp | イオン注入装置 |
-
1989
- 1989-05-10 JP JP1116456A patent/JP2782357B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02295114A (ja) | 1990-12-06 |
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