JPH04107914A - プラズマ灰化装置 - 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〕 この発明は、半導体基板上の被灰化層をプラズマを用い
て灰化するプラズマ灰化装置に関する。

〔従来の技術〕

第２図は、プラズマ灰化装置の一種である従来のフォト
レジスト灰化装置を示す概略構成図である。図において
、１は２．４５ＧＨｚのマイクロ波を発生するマイクロ
波発生器、２はマイクロ波発生器１から発生したマイク
ロ波を導く導波管立体回路、３は導波管立体回路２を介
して与えられるマイクロ波の電界強度を大きくするため
の共鳴空洞、４はその中にプラズマを発生させる石英へ
ルジャー、５は半導体基板７を覆うように設けられ、半
導体基板７への荷電粒子及びマイクロ波電界を遮断する
メツシュ、６はその上に処理すべき半導体基板７を設置
する温度制御可能なサセプター、８はガス導入口、９は
真空ポンプである。

次に、動作について説明する。所定の温度に保たれたサ
セプター６上にフ寸トレジストが付着した半導体基板７
を置く。次に真空ポンプ９により、石英ペルジャー４内
を減圧する。続いて、ガス導入口８より、酸素を含むガ
スを石英ペルジャー４内に適当な圧力になるように導入
する。次にマイクロ波発生器１によりマイクロ波を発生
させ、導波管立体回路２を通して、共鳴空洞４に印加す
る。

このマイクロ波の電界により、石英へルジャー４内の酸
素を含むガスはプラズマ状態となり、酸素プラズマか発
生する。酸素プラズマ中では酸素ラジカルを含む化学活
性種か生成され、これが半導体基板７に到達する。この
化学活性種との反応によりフォトレジストは灰化、除去
される。

〔発明か解決しようとする課題〕

従来のプラズマ灰化装置の一種であるフォトレジスト灰
化装置は、以上のように構成されており、フォトレジス
トの灰化作用は化学活性種とフォトレジストとの化学反
応のみによって生しる。そのため、フォトレジスト灰化
作用の反応速度が遅い。

この反応速度を速めるために従来より半導体基板７の温
度を上げたり、ＣＦ４ガスを添加したりするなどの補助
的手段が用いられていた。半導体基板７の温度を上げた
場合には、■除去困難な残漬物の発生、■熱的作用によ
るＡβ合金等の劣化などの問題がある。また、ＣＦ４ガ
スを添加した場合にはＣＦ４ガスにより発生する活性種
によりフォトレジスト以外の部分の蝕刻か発生するとい
う問題点があった。

この発明は、上記のような問題点を解決するためになさ
れたもので、残漬物か発生せす、牢、導体基板上のＡＮ
合金等の劣化かなく、かっ被灰化層以外の部分か灰化さ
れない反応速度の速い、簡単な構造のプラズマ灰化装置
を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は、半導体基板上の被灰化層をプラズマを用い
て灰化するプラズマ灰化装置に適用される。

この発明に係るプラズマ灰化装置は、マイクロ波を発生
させるマイクロ波発生手段と、前記マイクロ波発生手段
からのマイクロ波によりプラズマを発生させるプラズマ
発生手段と、前記マイクロ波発生手段からのマイクロ波
により紫外光を発生する紫外光発生手段とを備え、前記
半導体基板上の前記被灰化層に前記紫外光を照射しつつ
前記プラズマを用いて前記被灰化層を灰化することを特
徴とする。

〔作用〕

この発明においては、半導体基板上の被灰化層にマイク
ロ波発生手段からのマイクロ波を用いて発生させられた
紫外光を照射しつつ被灰化層を紫外光発生に用いられた
同一のマイクロ波を用いて発生させられたプラズマを用
いて灰化するようにしているので、半導体基板の温度を
上げず、かつＣＦ　４などの添加ガスを用いることなく
被灰化層の灰化作用の反応速度を速くできる。

〔実施例〕

第１図はこの発明に係るプラズマ灰化装置の一実施例を
示す概略構成図である。図において、第２図に示した従
来装置との相違点は、酸素プラズマが発生する石英ペル
ジャー４近傍に水銀放電管１０を新たに設けたことであ
る。水銀放電管１０は、水銀蒸気が封入された石英管で
あり、マイクロ波により放電し、紫外光を発生する。そ
の他の構成は従来装置と同様である。

次に動作について説明する。真空ポンプ９で石英ペルジ
ャー４内を減圧し、ガス導入口８より酸素ガスを導入し
た上で、マイクロ波発生器１によりマイクロ波を発生さ
せて石英へルジャー４内に酸素プラズマを発生させるこ
とは従来と同様である。　このとき、水銀放電管１０内
にはマイクロ波発生器１からのマイクロ波により水銀プ
ラズマが発生し、このため、水銀放電管１０は高い強度
の紫外光を放射する。この紫外光は半導体基板７の表面
のフォトレジストに照射され、これにより高分子化合物
であるフォトレジスト中の化学結合が切断され、酸素プ
ラズマ中の酸素ラジカルを含む化学活性種とフォトレジ
ストとの反応と相俟ってフォトレジストの灰化作用は大
幅に促進される。

従来では半導体基板７を２００℃以上に加熱するか、Ｃ
Ｆ４などの添加ガスを導入することによりフォトレジス
トの灰化速度を速＜　（１０，０００人／分以上）して
いたが、上記のように紫外線を照射すると、ＣＦ４など
の添加ガスを導入することなく、かつ半導体基板７を比
較的低温度（１００℃以下の温度（紫外光による温度上
昇も含む））に保ったままで、フォトレジストの灰化作
用の反応速度を１０．０００人／分以上にすることがで
きた。このように半導体基板７を従来のように２００℃
以上に加熱せず、１００℃以下の温度に保ったままで、
フォトレジストの灰化作用の反応速度を速めたので、従
来のように除去困難な残漬物の発生及び熱的作用による
ＡＮ合金等の劣化か生しない。また、従来のようにＣＦ
４ガスを添加することなくフォトレジストの灰化作用の
反応速度を速めたのでフォトレジスト以外の部分の蝕刻
等が生じない。

また、マイクロ波発生器１からのマイクロ波を用いて、
石英ペルジャー４内に酸素プラズマを発生させるととも
に、同時に、石英ペルジャー４近傍に設けられた水銀放
電管１０内にも水銀プラズマを発生させ、紫外光を放射
するようにしているので、別学間（例えば共鳴空洞３外
）に紫外光発生光源を設けて紫外線を半導体基板７に照
射する場合に比し、装置の構成か簡単になる。

なお、上記実施例では、半導体基板７上にフォトレジス
トがあり、このフォトレジストを灰化するのに酸素プラ
ズマを用いた場合について説明したが、被灰化層ならば
フォトレジストに限定されず、またプラズマの種類も酸
素プラズマに限定されない。

また、上記実施例ではマイクロ波の周波数か２゜４５Ｇ
Ｈｚであるか、この周波数に限定されない。

例えばＩＧＨｚ以上であれば、酸素プラズマ及び水銀プ
ラズマの発生に支障はない。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれば、マイクロ波を発生させ
るマイクロ波発生手段と、マイクロ波発生手段からのマ
イクロ波によりプラズマを発生させるプラズマ発生手段
と、マイクロ波発生手段からのマイクロ波により紫外光
を発生する紫外光発生手段とを備え、半導体基板上の被
灰化層に紫外光を照射しつつプラズマを用いて被灰化層
を灰化するようにしたので、半導体基板の温度をあまり
高くすることなく、また、ＣＦ４などの添加ガスを用い
ることなく被灰化層の灰化作用の反応速度を速くするこ
とができる。その結果、残漬物の発生、半導体基板上の
ＡＮ合金等の劣化及び被灰化層以外の部分での灰化が生
しることなく被灰化層の灰化作用の反応速度をより簡単
な構成の装置により速めることかできるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係るプラズマ灰化装置の一実施例を
示す概略構成図、第２図は従来のフォトレジスト灰化装
置を示す概略構成図である。 図において、１はマイクロ波発生器、３は共鳴空洞、４
は石英ペルジャー、７は半導体基板、８はガス導入口、
９は真空ポンプ、１０は水銀放電管である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体基板上の被灰化層をプラズマを用いて灰化
   するプラズマ灰化装置であって、 マイクロ波を発生させるマイクロ波発生手段と、前記マ
   イクロ波発生手段からのマイクロ波によりプラズマを発
   生させるプラズマ発生手段と、前記マイクロ波発生手段
   からのマイクロ波により紫外光を発生する紫外光発生手
   段とを備え、前記半導体基板上の前記被灰化層に前記紫
   外光を照射しつつ前記プラズマを用いて前記被灰化層を
   灰化することを特徴とするプラズマ灰化装置。