JP3166350B2 - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor device

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JP3166350B2
JP3166350B2 JP30574892A JP30574892A JP3166350B2 JP 3166350 B2 JP3166350 B2 JP 3166350B2 JP 30574892 A JP30574892 A JP 30574892A JP 30574892 A JP30574892 A JP 30574892A JP 3166350 B2 JP3166350 B2 JP 3166350B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は半導体ウエハ加工工程に
使用されるバレル式プラズマアッシング装置のアッシン
グ速度を高めるようにした方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for increasing an ashing speed of a barrel type plasma ashing apparatus used in a semiconductor wafer processing step.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体ウエハ加工工程における微細加工
は、露光及び現像によりパターンの形成されたホトレジ
スト膜を介して下地の絶縁膜,半導体膜,金属膜をエッ
チングすることにより行われている。エッチングの終了
後は、マスクとして用いたホトレジスト膜をウエハ表面
から除去することが必要である。
2. Description of the Related Art Fine processing in a semiconductor wafer processing step is performed by etching a base insulating film, a semiconductor film, and a metal film via a photoresist film on which a pattern is formed by exposure and development. After the completion of the etching, it is necessary to remove the photoresist film used as the mask from the wafer surface.

【0003】プラズマアッシング装置とは、酸素ガスプ
ラズマを用いてホトレジスト膜を灰化して除去する装置
(以下アッシングと略称する)であり、図6(A)
(B)にバレル式プラズマアッシング装置の一例を示
す。即ち、石英製反応容器1内を真空ポンプ2により減
圧し、この反応容器1内が所望の真空度になった際に、
バルブ3を開いて流量計4の監視下で処理ガスの導入管
5より酸素ガスO2を反応容器1内に一定の流量を保っ
て導入する。
A plasma ashing apparatus is an apparatus for ashing and removing a photoresist film using oxygen gas plasma (hereinafter abbreviated as ashing).
(B) shows an example of a barrel type plasma ashing apparatus. That is, the pressure inside the quartz reaction vessel 1 is reduced by the vacuum pump 2, and when the inside of the reaction vessel 1 reaches a desired degree of vacuum,
The valve 3 is opened and oxygen gas O 2 is introduced into the reaction vessel 1 from the processing gas introduction pipe 5 while maintaining a constant flow rate under the monitoring of the flow meter 4.

【0004】この反応容器1は、図7に示したように内
部にアルミニウム製のトンネル6を収納した2重管円筒
型構造を有しており、このトンネル6内に配置した石英
製ボート7にホトレジスト膜が付着したシリコンウエハ
8を複数枚並べておく。
As shown in FIG. 7, the reaction vessel 1 has a double-tube cylindrical structure in which an aluminum tunnel 6 is housed, and a quartz boat 7 disposed in the tunnel 6 A plurality of silicon wafers 8 having a photoresist film attached thereto are arranged.

【0005】反応容器1内の真空度が一定になった時点
で、RF発振器9により電極10に13.56MHzの
高周波電力を印加して放電を起こさせ、反応容器1内で
酸素ガスプラズマを発生させる。オートチューニング回
路11はアッシング中に変化するプラズマ状態を常に安
定させるために、放電を自動的に最適条件に調整するた
めに設けられている。
When the degree of vacuum in the reaction vessel 1 becomes constant, high-frequency power of 13.56 MHz is applied to the electrode 10 by the RF oscillator 9 to cause a discharge and generate oxygen gas plasma in the reaction vessel 1. Let it. The auto-tuning circuit 11 is provided for automatically adjusting discharge to optimal conditions in order to always stabilize the plasma state that changes during ashing.

【0006】酸素ガスプラズマによるホトレジスト膜の
アッシング作用は、O2プラズマ中に生じた原子状酸素
Oと高分子樹脂との化学反応による高分子樹脂の低分子
化、及び低分子樹脂の酸化によるCO2とH2Oへの分解
・気化作用を用いたものであり、単純にはホトレジスト
膜をCxyと記すと、前記シリコンウエハ8上に付着し
たホトレジストは、酸素ラジカルと下記の反応を行って
CO2,H2Oとなって排気管12より放散される。
The ashing action of the photoresist film by the oxygen gas plasma is performed by lowering the molecular weight of the polymer resin by a chemical reaction between the atomic oxygen O generated in the O 2 plasma and the polymer resin, and reducing CO by the oxidation of the low molecular weight resin. 2 and H 2 O. The photoresist film attached to the silicon wafer 8 simply reacts with oxygen radicals by the following reaction when the photoresist film is simply denoted by C x H y. As a result, CO 2 and H 2 O are emitted from the exhaust pipe 12.

【0007】O2 → O*(酸素ラジカル) Cxy+O* → CO2↑+H2O↑ プラズマプロセスは湿式処理に比して清浄であり、特に
微細加工パターンを有する集積回路の歩留まりと信頼性
向上に寄与するという利点があるが、微細化の進展に伴
ってホトレジスト膜除去だけでなく、エッチングのドラ
イプロセス化も必要である。このホトレジスト膜は、エ
ッチングのマスクとして用いられる際にエッチングガス
のプラズマ照射を受け、更にイオン打ち込みによる不純
物導入時にはホトレジスト膜がイオンビームにさらされ
る。このような照射を受けたホトレジスト膜は化学薬品
で充分に除去できない状態に変質するため、ガスプラズ
マによるホトレジスト膜のアッシングが微細化プロセス
における不可欠の製造技術となっている。
O 2 → O * (oxygen radical) C x H y + O * → CO 2 ↑ + H 2 O プ ラ ズ マ The plasma process is cleaner than the wet process, and the yield of integrated circuits having fine processing patterns is particularly high. Although it has the advantage of contributing to the improvement of reliability, it is necessary not only to remove the photoresist film but also to make the etching a dry process with the progress of miniaturization. The photoresist film is subjected to plasma irradiation of an etching gas when used as an etching mask, and is further exposed to an ion beam when impurities are introduced by ion implantation. Ashing of the photoresist film by gas plasma has become an indispensable manufacturing technique in the miniaturization process because the photoresist film that has been irradiated is transformed into a state in which it cannot be sufficiently removed by a chemical agent.

【0008】酸素ガスプラズマによるホトレジスト膜の
アッシング速度は、ガス圧力,高周波印加電力,ガス組
成,温度等のプラズマ条件の外、ガス流量,真空度,ウ
エハ処理枚数,ウエハの配置,ウエハの表面積等の試料
条件によっても異なる。
The ashing rate of a photoresist film by oxygen gas plasma is not limited to plasma conditions such as gas pressure, high frequency applied power, gas composition, and temperature, but also gas flow rate, degree of vacuum, number of processed wafers, arrangement of wafers, surface area of wafers, and the like. Also depends on the sample conditions.

【0009】アッシング速度は高周波印加電力に対して
は直線的に増加するが、ガス圧力に対しては極大値を示
すガス圧力が存在し、このガス圧の値は印加高周波電力
とかプラズマ装置の放電形式、形状によっても変化す
る。アッシング作用はO2ガスプラズマ中で行われる
が、これに少量のCF4を添加するとアッシング速度が
更に速まることが報告されている。
The ashing speed increases linearly with the applied high frequency power, but there is a gas pressure which shows a maximum value with respect to the gas pressure. The value of the gas pressure depends on the applied high frequency power or the discharge of the plasma apparatus. It changes depending on the form and shape. The ashing action is performed in an O 2 gas plasma, and it has been reported that the ashing speed is further increased by adding a small amount of CF 4 to the O 2 gas plasma.

【0010】又、ホトレジスト膜のプラズマアッシング
においても、プラズマエッチングの場合と同様に速度は
試料の露出全表面積に依存する所謂“Loading effect”
を示す。これは反応種である酸素ラジカルの濃度が希薄
であることが原因であり、アッシング速度は試料の露出
全面積に反比例して低下することがモデルから導出され
る。
In the plasma ashing of a photoresist film, the so-called "loading effect" depends on the total exposed surface area of the sample, as in the case of plasma etching.
Is shown. This is because the concentration of the oxygen radical, which is a reactive species, is low, and it is derived from the model that the ashing speed decreases in inverse proportion to the entire exposed area of the sample.

【0011】図8は酸素ガスプラズマによるウエハ処理
枚数とアッシング速度の関係を示すものであって、具体
的には図中に記したように、処理するウエハ枚数を1
枚,10枚,30枚,50枚,60枚と順次増加させた
場合のアッシング時間(分)とホトレジスト膜厚減少量
(×103オングストローム)を測定したグラフであ
る。一般にはウエハ処理枚数とレジストのアッシング速
度の関係は、ウエハ枚数が多くなるのに伴ってアッシン
グに要する時間が長くなる傾向にあることが確認されて
いる。このアッシング速度は温度に対しては指数関数的
に増大するので、アッシング中の試料温度を一定に維持
する配慮を行うとアッシング量は時間に対して直線的に
増加する。
FIG. 8 shows the relationship between the number of wafers processed by oxygen gas plasma and the ashing speed. Specifically, as shown in FIG.
FIG. 10 is a graph showing the measured ashing time (minutes) and the decrease in the photoresist film thickness (× 10 3 Å) when the number of wafers is sequentially increased to 10, 30, 50, and 60 sheets. In general, it has been confirmed that the relationship between the number of processed wafers and the resist ashing speed tends to increase the time required for ashing as the number of wafers increases. Since the ashing speed increases exponentially with respect to temperature, the amount of ashing increases linearly with time if care is taken to keep the sample temperature constant during ashing.

【0012】又、前記したように多数枚の試料をボート
に並べて2重円筒型プラズマ装置内に挿入した状態でア
ッシングを行うと、アッシング中の温度上昇によりアッ
シング速度が時間とともに増大し、アッシング量は時間
に対して加速度的に増大することが知られている。
As described above, when ashing is performed in a state in which a large number of samples are arranged in a boat and inserted into a double-cylindrical plasma apparatus, the ashing speed increases with time due to a rise in temperature during the ashing, and the amount of ashing increases. Is known to increase at an accelerated rate with respect to time.

【0013】しかしながらアッシングはホトレジスト膜
を充分灰化除去するのが目的であり、一般的にはプラズ
マエッチングのような精密な制御を必要としないので、
集積回路の標準生産工程においては通常の円筒形プラズ
マ装置を用いて多数の試料を同時にアッシングすること
が行われている。
However, the purpose of ashing is to sufficiently remove the photoresist film by incineration and generally does not require precise control such as plasma etching.
In a standard integrated circuit manufacturing process, ashing is performed on a large number of samples at the same time using a normal cylindrical plasma device.

【0014】更に前記したようにホトレジスト膜がイオ
ン打ち込み時のマスクとしても用いられ、イオン照射を
受けた場合のアッシング速度についても評価する必要が
ある。特にイオン打ち込み時の電流密度と加速電圧を高
めたことにより試料温度が極端に高くなると、その後の
アッシング作業が困難になることがある。
Further, as described above, the photoresist film is also used as a mask at the time of ion implantation, and it is necessary to evaluate the ashing speed when receiving the ion irradiation. In particular, if the sample temperature becomes extremely high due to the increase in the current density and the acceleration voltage during ion implantation, the subsequent ashing operation may become difficult.

【0015】上記したようにホトレジスト膜のアッシン
グ速度は、レジストの種類,試料温度,“Loading effe
ct”等種々の要因で変化し、しかも試料が必要以上に長
時間O2プラズマガスにさらされると、照射損傷を起こ
したりウエハ表面の酸化が進むなどの現象が生じる惧れ
があるため、アッシング速度に関する適正な管理技術が
要求されている現状にある。
As described above, the ashing speed of the photoresist film depends on the type of the resist, the sample temperature, the “loading effe
ct "such changes in various factors, yet when subjected to prolonged O 2 plasma gas than necessary sample, since there is a possibility that phenomena such as the oxidation proceeds irradiation damage caused or wafer surface occurs, ashing At present, proper management technology for speed is required.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な従来のバレル式プラズマアッシング方法では、ホトレ
ジスト膜のアッシング速度には限界があって、作業能率
を向上させる面でのネックとなり易いという課題があっ
た。特に前記アッシング方法を多層構造を有する半導体
装置に適用した際には、不純物拡散用の窓明けとか層間
絶縁膜のコンタクトホールの開口、電極用金属のパター
ン形成等の複数回のホトリソグラフィー工程の都度ホト
レジストのアッシング工程を実施しなければならないた
め、アッシングに要する時間の全プロセスに占める割合
が極めて高くなり、作業能率に対して悪影響を与えてし
まうことになる。
However, in such a conventional barrel type plasma ashing method, there is a problem that the ashing speed of the photoresist film is limited and is likely to become a bottleneck in improving the working efficiency. . In particular, when the ashing method is applied to a semiconductor device having a multilayer structure, a plurality of photolithography steps such as opening a window for impurity diffusion, opening a contact hole in an interlayer insulating film, and forming a metal pattern for an electrode, etc. Since the photoresist ashing step must be performed, the ratio of the time required for the ashing to the entire process becomes extremely high, which adversely affects the work efficiency.

【0017】更に近年の半導体装置は、高周波化と高機
能化に対する要求が強く、それに伴って露光パターンの
微細化と高集積化が進んでおり、このためウエハ上に残
るホトレジストにも微細構造部分が増えている現状にあ
る。このような高度に微細化されたホトリソグラフィー
工程では、微細パターンを描写したホトレジストをアッ
シングする場合に該微細部分に灰化,炭化したホトレジ
ストの残査が残る場合があり、且つ残査が残らないよう
にアッシングするには長時間を要してしまうという難点
がある。又、エッチングによってパターンが刻まれたウ
エハに付着するホトレジストをアッシングする場合に
は、微細パターンの有無とかその形状等によりアッシン
グに要する時間にばらつきが生じてしまうという問題が
ある。
Further, in recent semiconductor devices, there is a strong demand for higher frequencies and higher functions, and accordingly, the finer exposure patterns and higher integration have been promoted. Therefore, the photoresist remaining on the wafer has a fine structure portion. Is increasing. In such a highly miniaturized photolithography process, when ashing a photoresist in which a fine pattern is drawn, a residue of ashed and carbonized photoresist may remain in the minute portion, and no residue remains. Ashing requires a long time. Further, when ashing a photoresist attached to a wafer having a pattern cut by etching, there is a problem that the time required for the ashing varies depending on the presence or absence of a fine pattern and its shape.

【0018】そこで本発明はこのような従来の半導体装
置の製造方法が有している課題を解消して、シリコンウ
エハ上に付着したホトレジスト膜のアッシング速度を高
め、且つ微細にパターン化されたホトレジスト膜に適用
した場合にもウエハ上にホトレジスト膜の残査が生じる
ことがない半導体装置の製造方法を提供することを目的
とするものである。
Accordingly, the present invention solves the problems of the conventional method of manufacturing a semiconductor device, increases the ashing speed of a photoresist film deposited on a silicon wafer, and provides a finely patterned photoresist. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a semiconductor device in which a photoresist film is not left on a wafer even when applied to a film.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、密閉型反応容器内にホトレジスト膜が付着さ
れた半導体ウエハと有機物が充填された容器とを挿入配
置して、この反応容器内を減圧した後に酸素ガスを一定
の流量を保って導入し、反応容器に配備した電極に高周
波電力を印加して、放電による酸素ガスプラズマを発生
させ、この酸素ガスプラズマによって前記半導体ウエハ
に付着されたホトレジスト膜を除去するようにした半導
体装置の製造方法を提供する。上記の容器に充填された
有機物として、半導体ウエハ加工工程で用いられるホト
レジストを用いている。
According to the present invention, in order to achieve the above object, a semiconductor wafer having a photoresist film attached thereto and a container filled with an organic substance are inserted and arranged in a closed type reaction container. After depressurizing the inside, oxygen gas is introduced while maintaining a constant flow rate, high-frequency power is applied to the electrodes provided in the reaction vessel, and oxygen gas plasma is generated by discharge, and the oxygen gas plasma adheres to the semiconductor wafer. Provided is a method of manufacturing a semiconductor device in which a removed photoresist film is removed. A photoresist used in a semiconductor wafer processing step is used as the organic material filled in the container.

【0020】又、容器内に金属製の波板を入れ、この波
板の表面及び裏面にホトレジストを付着したことによ
り、酸素ラジカルと反応するホトレジストの表面積を大
きくしてある。更に酸素ガスの圧力は0.8Torr以
上で流量は約5cm3/min以上とした。
Further, a metal corrugated plate is placed in a container, and a photoresist is attached to the front and back surfaces of the corrugated plate, so that the surface area of the photoresist that reacts with oxygen radicals is increased. Further, the pressure of oxygen gas was 0.8 Torr or more, and the flow rate was about 5 cm 3 / min or more.

【0021】[0021]

【作用】かかる半導体装置の製造方法によれば、酸素ガ
スプラズマ中に生じた原子状酸素と有機物との化学反応
による高分子樹脂の低分子化、及び低分子樹脂の酸化に
よるCO2とH2Oへの分解・気化作用により、シリコン
ウエハ上に付着したホトレジスト膜が酸素ラジカルと反
応してCO2,H2Oとなって除去される。
According to the method of manufacturing a semiconductor device, the high molecular weight resin is reduced to a low molecular weight by the chemical reaction between the atomic oxygen generated in the oxygen gas plasma and the organic substance, and the CO 2 and H 2 are reduced to the low molecular weight resin by the oxidation. The photoresist film adhering to the silicon wafer reacts with oxygen radicals and is removed as CO 2 and H 2 O by the decomposition and vaporization of O.

【0022】特に本発明によれば、ウエハの処理ウエハ
の枚数が多いほどアッシング速度が速くなり、且つアッ
シング速度が短縮される。これは、一般的には反応種で
ある酸素ラジカルの濃度が希薄であるため、アッシング
速度は試料の露出全面積に反比例して低下する。従っ
て、アッシング速度はアッシングされるレジストの表面
積に律速されるが、本発明では、容器に入れた金属製の
波板と、この波板の表面及び裏面に付着されたホトレジ
ストとによって酸素ラジカルと反応するホトレジストの
表面積が極めて大きくなり、その結果、酸素ラジカルの
濃度が高くなっているためと考察される。
In particular, according to the present invention, the ashing speed increases and the ashing speed decreases as the number of processed wafers increases. This is typically a reactive species
Because of the low concentration of certain oxygen radicals, the ashing rate decreases in inverse proportion to the total exposed area of the sample . Follow
Therefore , the ashing speed is limited by the surface area of the resist to be ashed .
A corrugated sheet and a resin attached to the front and back surfaces of the corrugated sheet
Photoresist that reacts with oxygen radicals
The surface area becomes extremely large, resulting in oxygen radicals
It is considered that the concentration was high.

【0023】[0023]

【実施例】以下図面を参照して本発明にかかる半導体装
置の製造方法の一実施例を、前記従来の構成部分と同一
の構成部分に同一の符号を付して詳述する。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a sectional view showing a semiconductor device manufacturing method according to an embodiment of the present invention;

【0024】図1に示した装置概要図において、1は石
英製の密閉型反応容器であり、この反応容器1は真空ポ
ンプ2により減圧される。5は酸素ガスの導入管であ
り、この導入管5の中途部にはバルブ3と流量計4が配
設されている。
In the schematic diagram of the apparatus shown in FIG. 1, reference numeral 1 denotes a sealed reaction vessel made of quartz, and the pressure in the reaction vessel 1 is reduced by a vacuum pump 2. Reference numeral 5 denotes an oxygen gas introduction pipe, and a valve 3 and a flow meter 4 are provided in the middle of the introduction pipe 5.

【0025】上記の反応容器1は、従来例と同様に内部
にアルミニウム製のトンネル6が収納された2重管円筒
型構造を有しており、このトンネル6内に配置した石英
製ボート7にシリコンウエハ8が複数枚並置されてい
る。本実施例では該シリコンウエハ8は直径4インチの
大きさを有し、片面にポジレジストが1.2μmの厚さ
で付着している。9はRF発振器、10は電極、11は
オートチューニング回路、12は排気管である。
The reaction vessel 1 has a double-tube cylindrical structure in which an aluminum tunnel 6 is housed, as in the conventional example. A plurality of silicon wafers 8 are juxtaposed. In this embodiment, the silicon wafer 8 has a size of 4 inches in diameter, and a positive resist is adhered to one side with a thickness of 1.2 μm. 9 is an RF oscillator, 10 is an electrode, 11 is an auto-tuning circuit, and 12 is an exhaust pipe.

【0026】石英製反応容器1の口径は30cm,奥行
きは50cmとした。又、反応容器1内の酸素ガスの圧
力は0.8Torr以上で流量は約5cm3/min以
上とした。これはプラズマを安定して発生することがで
きる圧力となっている。
The diameter of the quartz reaction vessel 1 was 30 cm and the depth was 50 cm. The pressure of the oxygen gas in the reaction vessel 1 was 0.8 Torr or more, and the flow rate was about 5 cm 3 / min or more. This is a pressure at which plasma can be generated stably.

【0027】そして本実施例の特徴的な方法として、上
記反応容器1に収納されたトンネル6内に、樹脂等の有
機物を充填した石英製容器13が挿入配置されている。
本実施例では樹脂等の有機物の一例として、半導体ウエ
ハ加工工程で用いられるホトレジストを用いた。
As a characteristic method of this embodiment, a quartz container 13 filled with an organic substance such as a resin is inserted and placed in the tunnel 6 housed in the reaction container 1.
In this embodiment, a photoresist used in a semiconductor wafer processing step is used as an example of an organic substance such as a resin.

【0028】図2,図3,図4は上記の容器13と、充
填された有機物の詳細を示すものであって、この容器1
3内にはアルミニウム製の波板14を入れ、この波板1
4の表面及び裏面に有機物としてのホトレジスト15を
付着してある。波板14を用いた理由は、後述するよう
に酸素ラジカルと反応するホトレジスト15の表面積を
大きくするためである。
FIGS. 2, 3 and 4 show the details of the above-mentioned container 13 and the filled organic substance.
3 is provided with an aluminum corrugated plate 14.
The photoresist 15 as an organic substance is attached to the front and back surfaces of the substrate 4. The reason for using the corrugated plate 14 is to increase the surface area of the photoresist 15 that reacts with oxygen radicals as described later.

【0029】以下に本実施例の作用を説明する。先ず反
応容器1内にシリコンウエハ8と有機物が充填された容
器13とを図示した状態に配置し、次に真空ポンプ2を
起動する。そして反応容器1内が所望の真空度になった
際に、バルブ3を開いて流量計4の監視下で導入管5よ
り酸素ガスO2を反応容器1内に一定の流量を保って導
入する。
The operation of this embodiment will be described below. First, the silicon wafer 8 and the container 13 filled with the organic substance are placed in the reactor 1 in the state shown in the figure, and then the vacuum pump 2 is started. Then, when the inside of the reaction vessel 1 reaches a desired degree of vacuum, the valve 3 is opened and oxygen gas O 2 is introduced into the reaction vessel 1 from the introduction pipe 5 while maintaining a constant flow rate under the monitoring of the flow meter 4. .

【0030】次にRF発振器9により電極10に所定の
高周波電力を印加することにより、反応容器1内で放電
による酸素ガスプラズマが発生する。RF発振器9の出
力は、使用しているRF発振器9の最大出力である50
0Wとした。オートチューニング回路11は放電を自動
的に最適条件に調整して、アッシング中に変化するプラ
ズマ状態を常に安定させるように動作する。
Next, by applying a predetermined high frequency power to the electrode 10 by the RF oscillator 9, oxygen gas plasma is generated in the reaction vessel 1 by discharge. The output of the RF oscillator 9 is 50, which is the maximum output of the RF oscillator 9 used.
0 W. The auto-tuning circuit 11 automatically adjusts the discharge to the optimum condition and operates to always stabilize the plasma state that changes during ashing.

【0031】尚、容器13にホトレジスト15を注いだ
ものをそのまま反応容器1内に入れると、真空ポンプ2
で減圧する際にホトレジスト15が沸騰し、容器13外
に溢れる可能性があるため、注いだホトレジスト15を
捨てて容器13及び波板14に付着したホトレジスト1
5をアッシング前に十分乾燥してから使用した。
When the photoresist 13 poured into the container 13 is put into the reaction container 1 as it is, the vacuum pump 2
When the pressure is reduced by the pressure, the photoresist 15 may be boiled and overflow out of the container 13. Therefore, the photoresist 15 poured is discarded and the photoresist 1 adhered to the container 13 and the corrugated plate 14 is removed.
5 was sufficiently dried before ashing and then used.

【0032】すると酸素ガスプラズマ中に生じた原子状
酸素Oと高分子樹脂との化学反応による高分子樹脂の低
分子化、及び低分子樹脂の酸化によるCO2とH2Oへの
分解・気化作用によってシリコンウエハ8上に付着した
ホトレジスト膜Cxyは、酸素ラジカルと反応してCO
2,H2Oとなり、排気管12から真空ポンプ2を介して
放散される。容器13の効果は、レジストの補給をしな
い場合にはアッシング時間の合計が約20時間になるま
で保たれる。
Then, the molecular resin of the high molecular resin is made low molecular by a chemical reaction between the atomic oxygen O generated in the oxygen gas plasma and the high molecular resin, and the low molecular resin is decomposed and vaporized into CO 2 and H 2 O by oxidation of the low molecular resin. photoresist film C x H y deposited on the silicon wafer 8 by the action reacts with oxygen radicals CO
2 , and H 2 O, which are diffused from the exhaust pipe 12 via the vacuum pump 2. The effect of the container 13 is maintained until the total ashing time becomes about 20 hours when the resist is not supplied.

【0033】実験の結果では、酸素ガスの圧力0.8T
orr以上とし、単位時間,単位容積当たりの流量を5
cm3/302×50以上とすることにより、使用してい
るボートの最大積載量である試料ウエハ20枚では、レ
ジストを完全に除去するために必要なアッシング時間は
約30分、酸素ガス消費量は約150ccであり、試料
ウエハ10枚でのアッシング時間は約45分、酸素ガス
消費量は約225ccであった。
The experimental results show that the oxygen gas pressure is 0.8 T
orr, and the flow rate per unit time and unit volume is 5
With cm 3/30 2 × 50 or more, the sample wafer 20 Like the maximum load of the boat being used, the ashing time required to completely remove the resist is about 30 minutes, the oxygen gas consumption The amount was about 150 cc, the ashing time for 10 sample wafers was about 45 minutes, and the oxygen gas consumption was about 225 cc.

【0034】図5は本実施例におけるシリコンウエハ8
の枚数とアッシング速度の関係をプロットしたグラフで
あり、曲線(1)は反応容器1内に樹脂等の有機物を充
填した容器13を挿入した場合を示し、曲線(2)は同
容器3を挿入していない場合を示している。具体的に述
べると、試料ウエハ20枚の場合のアッシング時間はレ
ジストを入れた容器13を置く前の所要時間約30分か
ら約15分まで短縮され、これに伴って酸素ガス消費量
も約150ccから約75ccまで1/2に低減され
た。
FIG. 5 shows a silicon wafer 8 in this embodiment.
Is a graph in which the relationship between the number of sheets and the ashing speed is plotted. Curve (1) shows the case where a container 13 filled with an organic substance such as resin is inserted into the reaction vessel 1, and curve (2) shows the case where the same vessel 3 is inserted. The case is not shown. More specifically, the ashing time for 20 sample wafers is reduced from about 30 minutes required before placing the container 13 containing the resist to about 15 minutes, and the oxygen gas consumption is also reduced from about 150 cc. It was reduced to about 75cc by half.

【0035】又、シリコンウエハ8上の微細パターン部
にも残査が残らず、且つ残査が残ったウエハのみをアッ
シングする場合も短時間で完全にレジストを除去するこ
とが可能となった。
In addition, even when ashing is performed only on a wafer where no residue remains on the fine pattern portion on the silicon wafer 8 and the residue remains, it is possible to completely remove the resist in a short time.

【0036】従って本実施例によれば、前記図8に示し
たウエハの枚数によるアッシング時間の長さが逆転し
て、処理ウエハの枚数が多いほどアッシング速度が速く
なり、且つアッシング時間が短縮されることが判明し
た。
Therefore, according to the present embodiment, the length of the ashing time according to the number of wafers shown in FIG. 8 is reversed. As the number of processed wafers increases, the ashing speed increases and the ashing time decreases. Turned out to be.

【0037】これは以下のように考えることが出来る。
即ち、一般的には反応種である酸素ラジカルの濃度が希
薄であるため、アッシング速度は試料の露出全面積に反
比例して低下する。従ってアッシング速度はアッシング
されるレジストの表面積に律速されるが、本実施例では
容器3に入れた波板14と、この波板14の表面及び裏
面に付着されたホトレジスト15とによって酸素ラジカ
ルと反応するホトレジスト15の表面積が極めて大きく
なり、その結果、酸素ラジカルの濃度が高くなっている
ためと考察される。
This can be considered as follows.
That is, since the concentration of the oxygen radical, which is a reactive species, is generally low, the ashing speed decreases in inverse proportion to the entire exposed area of the sample. Accordingly, although the ashing speed is limited by the surface area of the resist to be ashed, in this embodiment, the reaction with oxygen radicals is caused by the corrugated plate 14 placed in the container 3 and the photoresist 15 attached to the front and back surfaces of the corrugated plate 14. It is considered that the surface area of the photoresist 15 becomes extremely large, and as a result, the concentration of oxygen radicals becomes high.

【0038】そのため各種半導体装置の製造時におい
て、半導体ウエハ表面に塗布した感光性のポジレジスト
を除去する際に本発明にかかるアッシング方法を適用す
ることにより、従来の方法に比して反応が促進され、ア
ッシング速度を大幅に向上させることができる。
Therefore, in the manufacture of various semiconductor devices, the ashing method according to the present invention is applied to remove the photosensitive positive resist applied to the surface of the semiconductor wafer, whereby the reaction is accelerated as compared with the conventional method. Thus, the ashing speed can be greatly improved.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明にか
かる半導体装置の製造方法によれば、容器に入れた有機
物によって酸素ラジカルと反応するホトレジストの表面
積が極めて大きくなるとともに酸素ラジカルの濃度が高
くなり、シリコンウエハ上に付着したホトレジスト膜を
酸素ラジカルと反応させて気化作用に基づいて該ホトレ
ジスト膜を除去することができる。
As described above in detail, according to the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the surface area of a photoresist which reacts with oxygen radicals by an organic substance contained in a container becomes extremely large, and the concentration of oxygen radicals increases. As a result, the photoresist film deposited on the silicon wafer can be reacted with oxygen radicals to remove the photoresist film based on vaporization.

【0040】又、本発明によれば、ウエハの処理ウエハ
の枚数が多いほどアッシング速度が速くなり、アッシン
グ時間を短縮することが可能となり、特にこのアッシン
グ方法を多層構造を有する半導体装置に適用した際に
は、複数回のホトリソグラフィー工程の都度実施するホ
トレジストのアッシング作業時間が短縮されて、アッシ
ングに要する時間の全プロセスに占める割合を低くして
作業能率を高めることができる。
According to the present invention, as the number of processed wafers increases, the ashing speed increases and the ashing time can be shortened. In particular, the ashing method is applied to a semiconductor device having a multilayer structure. In this case, the photoresist ashing operation time, which is performed each time a plurality of photolithography steps are performed, is reduced, so that the ratio of the time required for the ashing to the entire process can be reduced and the operation efficiency can be increased.

【0041】更に近年の半導体装置における高周波化と
高機能化に対する要求により、露光パターンの微細化と
高集積化が進んでウエハ上に残るホトレジストに微細構
造部分が増大しても、該微細部分に灰化,炭化したホト
レジストの残査が残ることが防止されて、該微細パター
ンの有無及び形状等に起因するアッシング時間のばらつ
きがなくなり、工程の均一化がはかれるという効果が得
られる。
Furthermore, due to recent demands for higher frequency and higher functionality in semiconductor devices, even if photoresist patterns remaining on the wafer are increased due to the progress of miniaturization and high integration of the exposure pattern, even if the fine portions are increased in the photoresist remaining on the wafer, The residue of the ashed and carbonized photoresist is prevented from remaining, and there is no variation in the ashing time due to the presence or absence and the shape of the fine pattern, and the effect of uniforming the process can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1(A)は本発明にかかる半導体装置の製造
方法の一実施例を示す概要図。図1(B)は、図1
(A)のb−b線に沿う断面概要図。
FIG. 1A is a schematic diagram showing one embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention. FIG.
Sectional schematic drawing which follows the bb line of (A).

【図2】本実施例で採用した容器に対するホトレジスト
の充填例を示す断面図。
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating an example of filling a container with a photoresist adopted in the present embodiment.

【図3】図2の平面図。FIG. 3 is a plan view of FIG. 2;

【図4】図2の部分的拡大図。FIG. 4 is a partially enlarged view of FIG. 2;

【図5】本発明を適用した際のウエハの枚数とアッシン
グ速度の関係をプロットしたグラフ。
FIG. 5 is a graph plotting the relationship between the number of wafers and the ashing speed when the present invention is applied.

【図6】図6(A)は従来の半導体装置の製造方法の一
例を示す概要図。図6(B)は、図6(A)のB−B線
に沿う断面概略図。
FIG. 6A is a schematic view showing one example of a conventional method for manufacturing a semiconductor device. FIG. 6B is a schematic sectional view taken along line BB of FIG. 6A.

【図7】図6の要部を部分的に破断して示す斜視図。FIG. 7 is a perspective view showing a main part of FIG. 6 partially cut away.

【図8】従来のウエハの枚数とアッシング速度の関係を
プロットしたグラフ。
FIG. 8 is a graph plotting the relationship between the number of wafers and the ashing speed in the related art.

【符号の説明】 1…(石英製)反応容器 2…真空ポンプ 3…バルブ 4…流量計 5…(酸素ガスの)導入管 6…トンネル 7…(石英製)ボート 8…シリコンウエハ 9…RF発振器 10…電極 11…オートチューニング回路 12…排気管 13…容器 14…波板 15…ホトレジスト[Description of Signs] 1 ... (quartz) reaction vessel 2 ... vacuum pump 3 ... valve 4 ... flow meter 5 ... (oxygen gas) inlet tube 6 ... tunnel 7 ... (quartz) boat 8 ... silicon wafer 9 ... RF Oscillator 10 ... Electrode 11 ... Auto tuning circuit 12 ... Exhaust pipe 13 ... Container 14 ... Corrugated plate 15 ... Photoresist

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 密閉型反応容器内に、ホトレジスト膜が
付着された半導体ウエハと有機物が充填された容器とを
挿入配置して、この反応容器内を減圧した後に酸素ガス
を一定の流量を保って導入し、反応容器に配備した電極
に高周波電力を印加して、放電による酸素ガスプラズマ
を発生させ、この酸素ガスプラズマによって前記半導体
ウエハに付着されたホトレジスト膜を除去することを特
徴とする半導体装置の製造方法。
1. A semiconductor wafer having a photoresist film attached thereto and a container filled with an organic substance are inserted and arranged in a closed reaction vessel, and after reducing the pressure in the reaction vessel, oxygen gas is maintained at a constant flow rate. A high-frequency power is applied to an electrode provided in a reaction vessel to generate oxygen gas plasma by discharge, and the oxygen gas plasma removes a photoresist film attached to the semiconductor wafer. Device manufacturing method.
【請求項2】 容器に充填された有機物として、半導体
ウエハ加工工程で用いられるホトレジストを用いた請求
項1記載の半導体装置の製造方法。
2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein a photoresist used in a semiconductor wafer processing step is used as the organic substance filled in the container.
【請求項3】 容器内に金属製の波板を入れ、この波板
の表面及び裏面にホトレジストを付着して、酸素ラジカ
ルと反応するホトレジストの表面積を大きくしたことを
特徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方法。
3. The method according to claim 1, wherein a metal corrugated plate is placed in the container, and a photoresist is attached to the front and back surfaces of the corrugated plate to increase the surface area of the photoresist reacting with oxygen radicals. Of manufacturing a semiconductor device.
【請求項4】 酸素ガスの圧力は0.8Torr以上で
流量は約5cm3/min以上としたことを特徴とする
請求項1記載の半導体装置の製造方法。
4. The method according to claim 1, wherein the pressure of the oxygen gas is 0.8 Torr or more and the flow rate is about 5 cm 3 / min or more.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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