JPH04103119A - レジスト除去装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体ウェーハ（以下単にウェーハと呼ぶ）上
に塗布形成されたフォトレジストをプラズマ雰囲気中で
除去するレジスト除去装置に関する。

〔従来の技術〕

第４図は従来のレジスト除去装置の一例を示す模式断面
図である。従来、この種のレジスト除去装置は、例えば
、第４図に示すように、ウェーハを載１するとともに加
熱するし−タ３を内蔵するステージ２と、このステージ
２及びウェーハｌを格納する石英製の処理室５と、ステ
ージ２のヒータ３に電流を併給するとともに温度を制御
する温度制御装置４と、処理室５を所定の圧力にする真
空排気装置（図示せず）と、処理室に反応ガスを供給す
るガス供給源（図示せず）と、処理室５を介して反応ガ
スに与えるマイクロ波を発生させるマイクロ波発振器６
と、発生したマイクロ波を処理室まで伝える導波管７と
、レジスト除去反応を検知するセンサー８と、レジスト
除去反応の終りを検出する反応終点検出装置９とで構成
されていた。

このレジスト除去装置を使用してウェーハ上のレジスト
を除去するには、まず、ウェーハがヒーター３により加
熱されたステージ２によって加熱される、このときのス
テージ２の温度は、温度制御装置４で調整される。次に
、石英管５内に封入された反応性ガスはマイクロ波発振
器６により発生し、導波管７を伝わって来たマイクロ波
により励起・活性化され、ウェーハ１上に塗布形成され
たフォトレジストと反応し、レジストを除去する。その
際、レジストと、反応性ガスの反応によって生じた発生
する光をセンサー８によって検知し、レジスト除去反応
の終点を反応終点検出装置９に伝える。次に、反応終点
検出装置９よりマイクロ波発振器６に信号１を送ること
で、マイクロ波発生を中止し、レジスト除去を完了する
。このように、レジスト除去中のウェーハの温度は、は
ぼ一定の温度で維持されていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来のレジスト除去装置ではウェーハを加熱す
るステージ温度が高い程レジストの除去速度は増加し、
処理能力は向上する。また、レジスト残りを防ぐために
レジスト除去反応の終点を検出してから一定時間延長し
、ウェーハをプラズマ雰囲気中に晒して取除いていた。

しかしながら、このステージ温度が高くなると、プラズ
マ中のイオン衝撃によりウェーハに打ち込まれた金属汚
染物の拡散速度が増加し、金属汚染物が半導体素子内に
入り、素子の特性の変動及び劣化が大きくなるという欠
点がある。また、プラズマ中の荷電粒子の半導体素子に
対する衝突作用が増大し、その結果引き起こされる素子
損傷すなわち、プラズマダメージが大きくなるという欠
点がある。特に、枚葉処置の装置では、処理能力を高め
ているので、この汚染、ダメージの問題は無視できない
問題となっている。さらに、イオン注入あるいはドライ
エツチング等により、レジスト表面に硬化層が存在する
場合、レジスト除去速度を上げて処理能力を上げるため
、ステージ温度を上げた場合、レジスト硬化層とレジス
ト硬化層の下のレジストの膨張率の差により、半導体素
子の段差の厳しい部分でレジストが飛び散る現象く以下
エクスブロージョンと称す）があり、素子領域内を汚し
てしまうという問題点もある。

本発明の目的は、かかる欠点を解消するレジスト除去装
置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のレジスト除去装置は、レジストが塗布されてい
るとともに加熱された半導体ウェーハに励起・活性化さ
れた反応性ガスを晒して前記レジストを除去するレジス
ト除去装置において、前記レジストの除去過程に応じて
前記半導体ウェーハを加熱する温度を連続的に可変制御
する温度制御装置を備え構成される。

〔実施例〕

次に本発明について図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例を示すレジスト除去装置の模
式断面図である。このレジスト除去装置は、同図に示す
ように、反応終止点検出装置９からの信号によりヒータ
３のレジスト除去過程に応じて電流制御する手段を温度
制御装置４ａにもなせたことである。それ以外は従来例
と同じである。

次に、このレジスト除去装置の動作を説明する。このレ
ジスト除去装置は、初期の動作は前述の従来例で述べた
レジスト除去装置と同じであるが、レジスト除去が進行
し、レジストと反応性ガスによって生じた発光をセンサ
ー８により検知電圧変換し、反応終点検出装置９が反応
終点を検出してマイクロ波発信器に信号１を送り、レジ
スト除去を終了するまでの間で、反応終点検出装置９は
センサー８が検知するレジスト発光強度に応じて、レジ
スト除去量を演算し、その演算量に換算された信号２を
温度制御装置４ａに送り、この温度制御装置４ａはその
信号２に応じてヒータ３に連続可変電流を流し、ヒータ
３の温度コントロールを制御する。

次に、このレジスト除去装置の温度制御装置の温度プロ
グラムシーケンスについて説明する。

第２図及び第３図はステージ温度とレジスト膜厚の関係
を示すグラフである。次に、第１図のレジスト除去装置
を使用して、第１の温度プログラムシーケンスについて
説明する。なお、この実施例は、ウェーハ１上に塗布・
形成された１、３μｍのフォトレジストを除去する場合
である。まず、第２図に示すように、レジスト膜厚が１
．３μｍでレジスト除去開始時は、ステージ２の温度２
００℃が高く、高レジスト除去速度で反応を進める。次
に、レジスト除去終了直前ののレジスト膜厚０．１μｍ
の時点より、センサー８により感知したレジスト発光強
度の減少に供い、ステージ温度を連続的に１００℃まで
低温に変化させる。

次に、レジスト除去終了時及びレジスト残りを防止する
ために、レジスト除去反応終了後、一定時間プラズマ雰
囲気中にさらす。この結果、オーバーマッシングと称す
段階では、ステージ温度１００℃に保つことにより、低
ダメージであって全くレジスト残りがなく除去すること
が出来た。

次に第２の温度プログラムシーケンスについて説明する
。この実施例は、１．３μｍのフォトレジストでイオン
注入により０．１μｍのレジスト硬化層が存在するレジ
ストを除去する場合である。まず、第３図に示すように
、レジスト除去開始時エクスプロージョンが起きないよ
うにステージ温度を１００℃の低温に保ったままレジス
ト硬化層を除去する。次に、ステージ温度を２００　’
Ｃまで変化させ、温度を上げることにより、レジスト除
去速度を上げ除去する。次に、レジスト除去終了直前、
再びステージ温度を１００°Ｃまで低温に変化させ、オ
ーバーアッシング段階でもステージ温度を１００℃に保
ち、レジスト除去を続け、除去を完了する。この結果、
レジスト残りもなく、ダメージを与えずにレジストを除
去し得た。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、フォトレジスト除去量に
応じてステージ温度を連続的に変更することにより、す
なわちレジスト除去開始時はステージ温度を高くし、レ
ジスト除去速度を増大させ、処理時間を短縮し、レジス
ト除去終了直前には、ステージ温度を低くして、金属汚
染物の半導体ウェーハへの拡散を最小限に抑え、半導体
素子特性への重大の影響を避けるとともにプラズマ中の
荷電粒子による半導体素子の特性の劣化・損傷の程度を
著しく低減させる。また、レジスト硬化層が存在する場
合には、レジスト硬化層のレジスト除去時に、ステージ
温度を低温に保ち、レジストのエクスプロージョンを防
止した後、ステージ温度を上げ、処理時間を短縮し、処
理能力を向上させることが出来る。従って、本発明は、
このようにウェーハの温度をレジスト除去過程に応じて
連続的に可変出来る手段を温度制御装置に備えることに
よって、半導体素子に対して金属汚染やダメージあるい
はエクスプロージョンを起すことなくより短時間でレジ
ストを除去出来るレジスト除去装置が得られるという効
果がある。

クロ波発振器、７・・・導波管、８・・・センサー反応
終点検出装置。

９・・・

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　レジストが塗布されているとともに加熱された半導体
   ウェーハに励起・活性化された反応性ガスを晒して前記
   レジストを除去するレジスト除去装置において、前記レ
   ジストの除去過程に応じて前記半導体ウェーハを加熱す
   る温度を連続的に可変制御する温度制御装置を備えるこ
   とを特徴とするレジスト除去装置。