JP3648594B2 - 半導体デバイスの製造方法およびその装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は半導体デバイスの製造方法およびその装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体デバイスの製造方法では、例えば、ECRプラズマ(Electron Cyclotron Resonance Plasma)アッシング装置を用い、半導体デバイス上のフォトレジストをアッシングして除去することがある。
【0003】
図2は従来のこのようなアッシング装置の概略構成図を示したものである。このアッシング装置は反応容器1を備えている。反応容器1の上部中央部には石英ガラス板からなるマイクロ波透過部2が設けられている。マイクロ波透過部2には、図示しない導波管を介してマイクロ波(2.45GHz)が照射されるようになっている。反応容器1の上部周辺部の所定の箇所にはガス導入部3が設けられている。この場合、ガス導入部3は、酸素とハロゲンガス(例えば四フッ化炭素)との混合ガスを供給するガス供給手段(図示せず)に接続されている。
【0004】
反応容器1内のほぼ中央部には孔(4a)付金属板4が設けられている。反応容器1内の底部上面中央部にはステージ5が設けられている。ステージ5内にはヒータ6が設けられている。反応容器1の下部周辺部の所定の箇所には排気部7が設けられている。ステージ5上に配置された半導体デバイス8は、詳細には図示していないが、基板上にフォトレジストが設けられたものからなっている。
【0005】
次に、このアッシング装置を用いて半導体デバイス8のフォトレジストをアッシングして除去する場合について説明する。まず、反応容器1内のガスを排気部7から排気して反応容器1内を真空状態にした後、ガス供給手段から供給される酸素と四フッ化炭素との混合ガスをガス導入部3から孔付金属板4上における反応容器1内に導入する。そして、マイクロ波がマイクロ波透過部2を透過して反応容器1内に照射されると、この照射されたマイクロ波は孔付金属板4によって遮断され、これにより孔付金属板4上における反応容器1内に酸素プラズマ9が生成される。このとき、四フッ化炭素の存在により、酸素ラジカルの生成が促進される。
【0006】
そして、この生成された酸素プラズマ9中の主として酸素ラジカルは、孔付金属板4の孔4aを通り抜け、孔付金属板4下の反応容器1内に配置された半導体デバイス8のフォトレジストと反応し、反応生成物が生成される。この生成された反応生成物は半導体デバイス8の表面から速やかに除去されて排気部7から排気され、これによりフォトレジストのアッシングが進行する。このとき、ヒータ6の加熱により、半導体デバイス8の基板温度は100〜150℃程度の高温とされており、これは高いアッシングレートを得るためである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のこのようなアッシング装置では、反応ガスとして酸素に四フッ化炭素等を添加した混合ガスを用いているので、石英ガラス板からなるマイクロ波透過部2がエッチングされ、これにより発生するダストが孔付金属板4の孔4aを通り抜け、半導体デバイス8のフォトレジスト上に落下して付着し、フォトレジストのアッシング不良が発生することがあるという問題があった。また、ステージ5の周囲に配置された排気部7から排気しているので、半導体デバイス8の中心部におけるアッシング反応生成物の排気が滞り、半導体デバイス8の中心部におけるアッシングレートが周囲部におけるアッシングレートよりも小さくなり、アッシングが不均一になってしまうという問題があった。さらに、高いアッシングレートを得るために、ステージ5に内蔵されたヒータ6で半導体デバイス8を加熱しているので、装置の構造が複雑となり、装置のコストが高くなるという問題があった。
この発明の課題は、マイクロ波透過部のエッチングにより発生するダストが半導体デバイス上に落下して付着しないようにすることである。
この発明の他の課題は、アッシング等の処理を均一に行うことができるようにすることである。
この発明のさらに他の課題は、装置の構造を簡単化することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明に係る半導体デバイスの製造方法は、下部中央部にマイクロ波透過部を有する反応容器内に設けられた孔付金属板上における該孔付金属板の孔が設けられていない中央部直上に半導体デバイスを置し、前記反応容器内に反応ガスを導入し、前記マイクロ波透過部下からマイクロ波を照射して前記反応容器内にプラズマを生成し、前記半導体デバイスに対して所定の処理を行うようにしたものである。求項に記載の発明に係る半導体デバイスの製造方法は、請求項1記載の発明において、前記孔付金属板下における前記反応容器内に反応ガスを導入するようにしたものである。請求項に記載の発明に係る半導体デバイスの製造方法は、請求項に記載の発明において、前記反応容器の上部中央部から排気するようにしたものである。請求項に記載の発明に係る半導体デバイスの製造方法は、請求項1〜のいずれかに記載の発明において、前記マイクロ波透過部を石英ガラス板によって構成したものである。請求項に記載の発明に係る半導体デバイスの製造方法は、請求項に記載の発明において、前記反応ガスとして酸素と四フッ化炭素との混合ガスを用い、前記半導体デバイス上のフォトレジストをアッシングするようにしたものである。請求項に記載の発明に係る半導体デバイス製造装置は、下部中央部にマイクロ波透過部を有する反応容器と、前記マイクロ波透過部下からマイクロ波を照射するマイクロ波照射手段と、前記反応容器内に設けられ、半導体デバイスステージを兼ねた孔付金属板と、該孔付金属板下における前記反応容器内に反応ガスを導入するガス導入部と、前記反応容器の上部中央部に設けられた排気部とを具備したものである。請求項に記載の発明に係る半導体デバイス製造装置は、請求項に記載の発明において、前記孔付金属板の中央部であって半導体デバイスステージを兼ねた部分に孔を設けないようにしたものである。請求項に記載の発明に係る半導体デバイス製造装置は、請求項またはに記載の発明において、前記マイクロ波透過部を石英ガラス板によって構成したものである。請求項に記載の発明に係る半導体デバイス製造装置は、請求項に記載の発明において、前記反応ガスとして酸素と四フッ化炭素との混合ガスを用い、半導体デバイス上のフォトレジストをアッシングするようにしたものである。そして、請求項1またはに記載の発明によれば、下部中央部にマイクロ波透過部を有する反応容器内に設けられた孔付金属板上に半導体デバイスを置するようにしているので、反応容器のマイクロ波透過部のエッチングにより発生するダストがその上方に配置された半導体デバイス上に落下して付着しないようにすることができる。また、請求項またはに記載の発明によれば、反応容器の上部中央部から排気するようにしているので、排気が均一となり、ひいてはアッシング等の処理を均一に行うことができる。さらに、請求項1またはに記載の発明によれば、反応容器内に設けられた孔付金属板上における該孔付金属板の孔が設けられていない中央部直上に半導体デバイスを置するようにしているので、孔付金属板がマイクロ波の照射および生成するプラズマとの接触により加熱され、その上に置された半導体デバイスも加熱され、したがって専用の加熱手段が不要となり、その分だけ装置の構造を簡単化することができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
図1はこの発明の一実施形態におけるアッシング装置の概略構成図を示したものである。このアッシング装置は反応容器11を備えている。反応容器11の下部中央部には石英ガラス板からなるマイクロ波透過部12が設けられている。マイクロ波透過部12には、図示しない導波管を介してマイクロ波(2.45GHz)が照射されるようになっている。反応容器11の下部周辺部の所定の箇所にはガス導入部13が設けられている。この場合、ガス導入部13は、酸素とハロゲンガス(例えば四フッ化炭素)との混合ガスを供給するガス供給手段(図示せず)に接続されている。
【0010】
反応容器11内のほぼ中央部には孔(14a)付金属板14が設けられている。この場合、孔付金属板14の周囲部のみに孔14aが設けられ、中央部には孔は設けられていない。そして、孔付金属板14の孔が設けられていない中央部上に半導体デバイス15が配置されるようになっている。半導体デバイス15は、詳細には図示していないが、基板上にフォトレジストが設けられたものからなっている。反応容器11の上部中央部には排気部16が設けられている。
【0011】
次に、このアッシング装置を用いて半導体デバイス15のフォトレジストをアッシングして除去する場合について説明する。まず、反応容器11内のガスを排気部16から排気して反応容器11内を真空状態にした後、ガス供給手段から供給される酸素と四フッ化炭素との混合ガスをガス導入部13から孔付金属板14下における反応容器11内に導入する。そして、マイクロ波がマイクロ波透過部12を透過して反応容器11内に照射されると、この照射されたマイクロ波は孔付金属板14によって遮断され、これにより孔付金属板14下における反応容器11内に酸素プラズマ17が生成される。このとき、四フッ化炭素の存在により、酸素ラジカルの生成が促進される。
【0012】
そして、この生成された酸素プラズマ17中の主として酸素ラジカルは、孔付金属板14の周囲部の孔14aを通り抜け、孔付金属板14の中央部上に配置された半導体デバイス15のフォトレジストと反応し、反応生成物が生成される。この生成された反応生成物は半導体デバイス15の表面から速やかに除去されて排気部16から排気され、これによりフォトレジストのアッシングが進行する。このとき、孔付金属板14がマイクロ波の照射および生成する酸素プラズマ17との接触により加熱され、その上に配置された半導体デバイス15も加熱されてある程度の高温とされ、これにより高いアッシングレートが得られる。また、孔付金属板14の孔が設けられていない中央部上に半導体デバイス15を配置しているので、半導体デバイス15にマイクロ波が照射されることがなく、半導体デバイス15をマイクロ波照射から保護することができる。
【0013】
ところで、このアッシング装置では、反応容器11の下部中央部にマイクロ波透過部12を設けているので、石英ガラス板からなるマイクロ波透過部12が反応ガスによりエッチングされても、これにより発生するダストが孔付金属板14の周囲部の孔14aを通り抜けてそのまま排気部16から排気される。したがって、エッチングダストが孔付金属板14の中央部上に配置された半導体デバイス15上に落下して付着しないようにすることができ、ひいてはアッシング不良が発生しないようにすることができる。
【0014】
また、このアッシング装置では、反応容器11の上部中央部に排気部16を設けているので、排気が均一となり、ひいてはアッシングを均一に行うことができる。この場合、排気部16の中心位置は、孔付金属板14の中央部上に配置された半導体デバイス15の中心位置と一致する方が好ましい。また、反応容器11の上部には排気部16のほかには何もないので、装置を大型化することなく、排気部16の排気口を可及的に大きくすることができる。この結果、排気コンダクタンスが大きくなり、反応ガスの流量を大きくする必要がある場合には、容易に対応することができる。
【0015】
さらに、このアッシング装置では、上述したように、孔付金属板14がマイクロ波の照射および生成する酸素プラズマとの接触により加熱され、その上に配置された半導体デバイス15も加熱され、したがって専用の加熱手段が不要となり、その分だけ装置の構造を簡単化することができ、ひいては装置のコストを低減することができる。
【0016】
なお、上記実施形態では、この発明をアッシング装置に適用した場合について説明したが、これに限らず、酸化膜成膜装置としても使用することができ、また反応ガスを適宜に選択することによりエッチング装置としても使用することができる。
【0017】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1またはに記載の発明によれば、下部中央部にマイクロ波透過部を有する反応容器内に設けられた孔付金属板上における該孔付金属板の孔が設けられていない中央部直上に半導体デバイスを置するようにしているので、反応容器のマイクロ波透過部のエッチングにより発生するダストがその上方に配置された半導体デバイス上に落下して付着しないようにすることができ、ひいてはアッシング等の処理不良が発生しないようにすることができる。また、請求項またはに記載の発明によれば、反応容器の上部中央部から排気するようにしているので、排気が均一となり、ひいてはアッシング等の処理を均一に行うことができる。さらに、請求項1またはに記載の発明によれば、反応容器内に設けられた孔付金属板上における該孔付金属板の孔が設けられていない中央部直上に半導体デバイスを置するようにしているので、孔付金属板がマイクロ波の照射および生成するプラズマとの接触により加熱され、その上に置された半導体デバイスも加熱され、したがって専用の加熱手段が不要となり、その分だけ装置の構造を簡単化することができ、ひいては装置のコストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施形態におけるアッシング装置の概略構成図。
【図2】従来のアッシング装置の一例の概略構成図。
【符号の説明】
11 反応容器
12 マイクロ波透過部
13 ガス導入部
14 孔付金属板
14a 孔
15 半導体デバイス
16 排気部
17 プラズマ

Claims (9)

  1. 下部中央部にマイクロ波透過部を有する反応容器内に設けられた孔付金属板上における該孔付金属板の孔が設けられていない中央部直上に半導体デバイスを置し、前記反応容器内に反応ガスを導入し、前記マイクロ波透過部下からマイクロ波を照射して前記反応容器内にプラズマを生成し、前記半導体デバイスに対して所定の処理を行うことを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
  2. 請求項1記載の発明において、前記孔付金属板下における前記反応容器内に反応ガスを導入することを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
  3. 請求項に記載の発明において、前記反応容器の上部中央部から排気することを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
  4. 請求項1〜のいずれかに記載の発明において、前記マイクロ波透過部は石英ガラス板からなることを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
  5. 請求項に記載の発明において、前記反応ガスは酸素と四フッ化炭素との混合ガスであり、前記半導体デバイス上のフォトレジストをアッシングすることを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
  6. 下部中央部にマイクロ波透過部を有する反応容器と、前記マイクロ波透過部下からマイクロ波を照射するマイクロ波照射手段と、前記反応容器内に設けられ、半導体デバイスステージを兼ねた孔付金属板と、該孔付金属板下における前記反応容器内に反応ガスを導入するガス導入部と、前記反応容器の上部中央部に設けられた排気部とを具備することを特徴とする半導体デバイス製造装置。
  7. 請求項に記載の発明において、前記孔付金属板の中央部であって半導体デバイスステージを兼ねた部分には孔が設けられていないことを特徴とする半導体デバイス製造装置。
  8. 請求項またはに記載の発明において、前記マイクロ波透過部は石英ガラス板からなることを特徴とする半導体デバイス製造装置。
  9. 請求項に記載の発明において、前記反応ガスは酸素と四フッ化炭素との混合ガスであり、半導体デバイス上のフォトレジストをアッシングすることを特徴とする半導体デバイス製造装置。
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