JPH03110843A - アッシング方法 - Google Patents

アッシング方法

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JPH03110843A
JPH03110843A JP24966689A JP24966689A JPH03110843A JP H03110843 A JPH03110843 A JP H03110843A JP 24966689 A JP24966689 A JP 24966689A JP 24966689 A JP24966689 A JP 24966689A JP H03110843 A JPH03110843 A JP H03110843A
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JP
Japan
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gas
ashing
resist film
oxide film
plasma
Prior art date
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Pending
Application number
JP24966689A
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English (en)
Inventor
Yoshinori Takahashi
美紀 高橋
Shuzo Fujimura
藤村 修三
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (概要) レジスト膜のアッシング方法に関し、 レジスト膜をアッシングする際、レジスト膜中のNaが
酸化膜中に侵入するNa汚染を実用上問題ないレベルま
で生じないようにすることができ、かつ酸化膜のエツチ
ングをほとんど進行させず、素子特性の劣化を生じ難く
することができるアッシング方法を提供することを目的
とし、レジスト膜をアッシングする際、02ガスにH2
Oガスを10体積%以上添加しプラズマ化して処理する
ように構成する。
〔産業上の利用分野] 本発明は、アッシング方法に係り、レジスト膜をアッシ
ングする方法に適用することができ、特に、レジスト膜
中のNaが酸化膜中に侵入するNa汚染を抑制すること
ができるアッシング方法に関する。
半導体装置の製造方法において利用されるフォトリソグ
ラフィー法においてはフォトレジストからなるマスクが
よく用いられており、マスクとして使用した後は通常ア
ッシングしなければならない。しかしながら、このレジ
ストはマスクとして使用される際、露光によって変質硬
化するため、アッシングすることが必ずしも容易ではな
い。
〔従来の技術] 従来、上記のようにマスクとして使用したレジスト膜を
アッシングするには、酸素ガスをプラズマ化して処理す
るアッシング方法が使用されており、レジスト膜を剥離
することができるという利点がある。しかしながら、レ
ジスト膜をアッシングする際、レジスト膜中のNaが酸
化膜中に侵入するNa汚染という問題が生じていた。具
体的には、レジスト膜中にはNaが数百ppbオーダ〜
ppmオーダと多量に含まれており、今のところ0〜数
十pPbオーダのものはなく、このレジスト膜中のNa
がアッシングの際に酸化膜(特にゲート酸化膜)中に入
ると準位を形成して素子特性を劣化させる等の問題があ
った。なお、レジスト膜中のNaが酸化膜中に入るのは
プラズマでアッシングする際の荷電粒子や熱処理等の影
響によるものと考えられている。
上記Na汚染という問題を解決する従来のアッシング方
法としては、rJapanese Journal o
fApplied Physics vol、2O+ 
No、3. March、 1981+ pp647〜
655」に報告されており、ここでは、レジスト膜への
荷電粒子の直接照射を防ぐことによる方法であった。
また、Na汚染という問題を解決する別の従来方法とし
ては、o2ガスにフッ素系ガス(例えばCF aガス)
を添加しプラズマ化して処理するアッシング方法が記載
されている。
ところで、特開昭64−48421号公報には0□ガス
に■]2Oガスを添加しプラズマ化して処理するアッシ
ング方法が記載されている。しかしながら、ここでは、
Na汚染については何も記載されておらず、0□ガスに
H2Oガスを添加することによってH,Oガスを入れな
い0□ガスによる場合よりもアッシングレートが向上す
ることについてのみ記載されているだけである。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記したレジスト膜への荷電粒子の直接照射を防ぐこと
によるアッシング方法や0□ガスにフッ素系ガスを添加
しプラズマ化して処理するアッシング方法では、両者共
レジスト膜を剥離することができ、レジスト膜をアッシ
ングする際、レジスト膜中のNaが酸化膜中に侵入する
Na汚染の防止についてもある程度の効果が期待できる
。しかしながら、レジスト膜への電荷粒子の直接照射を
防ぐことによるアッシング方法では実用上問題ないレベ
ルまでNa汚染を防止することができないという問題が
あった。このため、結局酸化膜(特にゲート酸化膜中)
中にNaが侵入し、素子特性(素子の電気的特性)に悪
影響を及ぼすという問題があった。
また、0!ガスにフッ素系ガスを添加しプラズマ化して
処理するアッシング方法では、特に、レジスト膜をアッ
シングする際に露出されている酸化膜(特にゲート酸化
膜)をエツチングしてしまうという問題があった。特に
ゲート酸化膜がエツチングされてしまうと、素子特性が
劣化し易く最悪の場合はトランジスタ動作しなくなる恐
れがあった。
また、レジスト膜への荷電粒子の直接照射を防ぐことに
よる方法と0□ガスにフッ素系ガスを添加しプラズマ化
して処理する方法を組み合わせて行えばNa汚染につい
てはかなり有効な手段と考えられるが、この場合もフッ
素系ガスを使用しているため、上記と同様酸化膜をエツ
チングしてしまうという問題がある。
そこで、本発明は、レジスト膜をアッシングする際、レ
ジスト中のNaが酸化膜中に侵入するNa汚染を実用上
問題ないレベルまで生じ難くすることができ、かつ酸化
膜のエツチングをほとんど生じないようにすることがで
き、素子特性の劣化を生じ難くすることができるアッシ
ング方法を提供することを目的としている。
〔課題を解決するための手段〕
本発明によるアッシング方法は上記目的達成のため、レ
ジスト膜をアッシングする際、0□ガスに11.0ガス
を10体積%以上添加しプラズマ化して処理するもので
ある。
本発明において、0□ガスにH,Oガスを添加したのは
、フッ素系ガスを添加すると酸化膜をエツチングしてし
まい実用上好ましくないがH,0ガスを添加しても酸化
膜がほとんどエツチングされず好ましいからである。ま
た、0□ガスにN2Oガス10 体積%以上添加するとフラットバンドシフトの変化量が
1V以下となりNa汚染がほとんど生じず実用上好まし
いからである。一方、0□ガスにHtOガスを10%よ
りも少なく添加すると、フラットバンドシフトの変化量
がIVよりも大きくなり、Na汚染が顕著に生じるよう
になり実用上好ましくないからである。また、H.Oガ
ス添加量は好ましくは40〜60%の範囲であり、この
場合、フラットバンドシフトの変化量をより好ましく減
少させることができ、Na汚染に対してより効果的で好
ましい。
(作用〕 本発明は、レジスト膜がアッシングされる隙、0□ガス
にH.Oガスが10体積%以上添加されプラズマ化され
て処理される。
したがって、レジスト膜をアッシングする際、レジスト
膜中のNaが酸化膜中に侵入するNa汚染を実用上問題
ないレベルまで生じ難くすることができるようになり、
かつ酸化膜のエツチングをほとんど生じないようにする
ことができるようになり、素子特性の劣化を生じ難くす
ることができるようになる。詳細については実施例で説
明する。
〔実施例〕
以下、本発明を図面に基づいて説明する。
第1図は本発明を実施するためのアッシング装置を示す
概略図であり、第1図において、1は導波管で、マイク
ロ波が矢印の方向に供給される。
2はプラズマ生成室であり、H.OガスがN2Oガス供
給装置3から反応ガス供給管4aを介して供給されると
ともに(N2Oを加熱し真空で引いている)、0□ガス
が反応ガス供給管4bを介して供給される。マスフロー
コントローラ5aはN2Oガスの流量をコントロールす
るためのものであり、マスフローコントローラ5bは0
2ガスの流量をコントロールするためのものである。6
はシャワー板7を有する隔壁であり、プラズマ生成室2
で生成したプラズマに含まれる活性種がシャワー板7を
介して反応室8中に供給される。9はステージであり、
温度制御用のヒータ10が設けられており、その上に被
処理物例えば半導体ウェーハ11が載置される。
ここでは、アッシング装置としては第1図に示す装置を
用いており、ステージ温度を160°Cに保持したステ
ージ9に半導体ウェーハ11を載置し、装置の内圧をQ
.8Torrにし、パワーを1.45kwとして、ダウ
ンフローアンシングを行っている。第1図に示すアッシ
ング装置はマイクロ波がプラズマ生成室2に入るように
なっており、プラズマ生成室2はシャワー板7を有する
隔壁6により反応室8としきられていて、プラズマが閉
じ込もるようになっている。プラズマ生成室2で発生し
た活性種、中性反応種等が反応室8の方へ導入されるよ
うになっている。
まず、第2図に示すように剥離条件の違いによるフラッ
トバンドシフトの変化量(ΔFFB)を求めてみた。
ここでのΔVFIは2O0°Cで2OV印加してバイア
スストレスを加えた際のフラットバンドシフトの変化量
である。そして、ΔFFIIはNaの量と相関があると
考えられており、ΔF□が大きい値を示せばNa量は多
く含まれていると判断することができ、ΔFFBが小さ
い値を示せばNa量は少ないと判断することができる。
ここでの剥離条件は具体的には、バレル型プラズマで処
理した場合(比較例1)、ダウンフローで0□ガスにN
2ガスを10体積%添加して処理した場合(比較例2)
、ダウンフローでOzガスにN2Oガス10 明1)、ダウンフローで02ガスにHzOガス40体積
%添加して処理した場合(本発明2)、及びウェット剥
離液(商品名502A東京応化社製)により処理した場
合(比較例3)である。なお、X・点は何も処理してい
ないリファレンスの場合である。
第2図から明らかなように、バレル型プラズマによる比
較例1とN2ガス10体積%添加した比較例2はΔVF
11が各々−1,43V、−1,32Vと変化量が大き
かったのに対し、H,Oガス10体積%添力Uした本発
明1と11□0ガス40体積%添加した本発明2はΔ■
□が各々−〇、76V、−0,51Vと変化量を比較例
1.2よりも著しく小さ(することができ、Na’fJ
を著しく減少させることができることが判った。
また、比較例1.2は共に変化量が1■よりも大きく、
Na量が多いため、Na汚染という問題が顕著になり素
子特性が劣化する等実用上好ましくない。これに対し、
本発明1.2は変化量が1V以下と小さく、NaMが少
ないため、Na汚染はほとんど生じない。Na汚染につ
いては変化量が1v以下と小さい場合実用上問題ないレ
ベルとされている。
また、本発明1.2において、酸化膜がエツチングされ
ているかどうかTEM等で観察したところ酸化膜はほと
んどエツチングされていないことが判った。
次に、第3図に示すように、H2Oガスの濃度を0〜1
00体積%まで振ってΔ■、を求めてみた。
ここでもΔVFB(V)は2O0°Cで2OV印加して
バイアスストレスを加えた際のフラットバンドシフトの
変化量である。
ここでの条件は具体的には、ダウンフローで02ガスの
みを添加して処理した場合(比較例11)、ダウンフロ
ーで02ガスにH,Oガス3体積%添加して処理した場
合(比較例12)、ダウンフローで0□ガスにH,Oガ
ス7体積%添加して処理した場合(比較例13)、ダウ
ンフローで0□ガスにH,Oガス10体積%添加して処
理した場合(本発明1)、ダウンフローで02ガスにl
X2Oガス2O体積%添加して処理した場合(本発明1
1)、ダウンフローで02ガスにI]2Oガス40体積
%添加して処理した場合(本発明2)、ダウンフローで
02ガスにH,Oガス60体積%添加して処理した場合
(本発明12)、ダウンフローで02ガスにH,0ガス
80体積%添加して処理した場合(本発明13)、及び
ダウンフローでHzOガス100体積体積部理した場合
(本発明14)である。
第3図から明らかなように、0□ガスのみによる比較例
11、H,Oガス3体積%添加した比較例12及びH,
Oガス7体積%添加した比較例13ではΔ■□が各々−
1,56V、−1,45V、−1,05Vと変化量が1
■よりも大きかったのに対し、H,Oガス10体積%添
加した本発明1、HzOガス2O体積%添加した本発明
1L H,Oガス40体積%添加した本発明2、H,O
ガス60体積%添加した本発明12、HzOガス80体
積%添加した本発明13及びH2Oガス100体積%で
処理した本発明14はΔ■FRが各々−0,76V、−
0,74V、−〇、51V、−0,42V、0.65V
、−0,75Vと変化量を比較例11〜13よりも著し
く小さくすることができ、Na量を著しく減少させるこ
とができることが判った。
また、比較例11〜13においてはH,Oガスを多く添
加すればする程変化量が小さくなる傾向があるが、これ
でも変化量は1■より大きく、Na量が多いため、Na
汚染という問題が顕著になり素子特性が劣化する等実用
上好ましくない。これに対し、本発明1.2、本発明1
1〜14は全て変化量がl■よりも小さくNa量が少な
いため、Na汚染はほとんど生じない。特に、H2Oガ
ス40体積%、60体積%添加した本発明2.12の変
化量が小さくNa汚染を生じ難くする点でより好ましい
また、本発明1.2、本発明11〜14において、酸化
膜がエツチングされているかどうかTEM等で観察した
ところ酸化膜はほとんどエツチングされていないことが
判った。
〔発明の効果〕
本発明によれば、レジスト膜をアッシングする際、レジ
スト膜中のNaが酸化膜中に侵入するNa汚染を実用上
問題ないレベルまで生じ難くすることができ、かつ酸化
膜のエツチングをほとんど生じないようにすることがで
き、素子特性の劣化を生じ難(することができるという
効果がある・。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第3図は本発明に係るアッシング方法の一実施
例を説明する図であり、 第1図は一実施例のアッシング装置を示す概略図、 第2図は一実施例の剥離条件の違いによるΔ■、Bを示
ず図、 第3図は一実施例のH2Oガス濃度とΔVFI+との関
係を示す図である。 一実施例の剥離条件の違いによるΔV□を示す図第2図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)レジスト膜をアッシングする際、O_2ガスにH
    _2Oガスを10体積%以上添加しプラズマ化して処理
    することを特徴とするアッシング方法。
  2. (2)O_2ガスにH_2Oガスを40〜60体積%の
    範囲で添加しプラズマ化して処理することを特徴とする
    請求項1記載のアッシング方法。
JP24966689A 1989-09-26 1989-09-26 アッシング方法 Pending JPH03110843A (ja)

Priority Applications (1)

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JP24966689A JPH03110843A (ja) 1989-09-26 1989-09-26 アッシング方法

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JP24966689A JPH03110843A (ja) 1989-09-26 1989-09-26 アッシング方法

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ID=17196409

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JP24966689A Pending JPH03110843A (ja) 1989-09-26 1989-09-26 アッシング方法

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5545289A (en) * 1994-02-03 1996-08-13 Applied Materials, Inc. Passivating, stripping and corrosion inhibition of semiconductor substrates
US5567271A (en) * 1995-07-26 1996-10-22 Chartered Semiconductor Manufacturing Pte Ltd Oxygen reactive ion etch (RIE) plasma method for removing oxidized organic residues from semiconductor substrates
US6440864B1 (en) 2000-06-30 2002-08-27 Applied Materials Inc. Substrate cleaning process

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