JPH07201792A - フォトレジストの除去方法 - Google Patents

フォトレジストの除去方法

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JPH07201792A
JPH07201792A JP6332425A JP33242594A JPH07201792A JP H07201792 A JPH07201792 A JP H07201792A JP 6332425 A JP6332425 A JP 6332425A JP 33242594 A JP33242594 A JP 33242594A JP H07201792 A JPH07201792 A JP H07201792A
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plasma
photoresist
resist
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substrate
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JP6332425A
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Phil Wootton
フィル・ウートン
Graeme Morland
グレーム・モーランド
Karl E Mautz
カール・イー・モーツ
John Dalziel
ジョン・ダルジール
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Motorola Solutions UK Ltd
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Motorola Ltd
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    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
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    • H01L21/02068—Cleaning during device manufacture during, before or after processing of conductive layers, e.g. polysilicon or amorphous silicon layers
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    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/26—Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 腐食性ガスのプラズマエッチングにより基板
上にパターン化された金属層からフォトレジストを除去
する方法を提供する。 【構成】 基板１上に形成され、規定されたパターンを
有する金属層１６から腐食性ガス・プラズマ・エッチン
グでフォトレジスト２０を除去する方法である。本方法
は、所定の時間の間、フォトレジスト内に吸収された残
留腐食性ガスをすべて除去できるほど充分に高い温度で
あって、金属がフローを始める温度よりは低い温度で、
酸素ガス・プラズマ中でレジスト２０をエッチングする
段階によって構成される。摂氏３００度では３分間のエ
ッチング時間が通常用いられる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、基板上に設けられ、腐
食性ガスのプラズマ・エッチングにより基板上に規定さ
れたパターンを有する金属層からフォトレジストを除去
する方法に関する。
【０００２】ここで用いるパターンという用語は、プラ
ズマ・エッチング中にフォトレジストにより金属の少な
くとも一部分が保護されることを意味する。
【０００３】
【従来の技術】集積回路内の金属トラックは、周知のフ
ォトリソグフィ技術およびエッチング技術により、アル
ミニウムから形成されるのが普通である。
【０００４】通常は、半導体基板の表面全体にアルミニ
ウム層が形成され、マスクを通じてフォトレジストを露
出し、その結果得られた画像を現像することによって、
基板上のフォトレジスト内にパターンが規定される。
【０００５】現像した画像を硬化させた後で、もはやレ
ジストによって保護されていないアルミニウムを、通常
は塩素ガス・プラズマを用いるプラズマ・エッチング法
により除去する。
【０００６】フォトレジスト画像により規定されたパタ
ーンがエッチングされると、フォトレジストは、アッシ
ャ内で残りのアルミニウム・パターンから除去される。
これは、基板を加熱しながら酸素ガス・プラズマ中でレ
ジストを除去するプラズマ・エッチング装置である。
【０００７】２種類のアッシャを用いることができる
が、これらは市販されているDes アッシャなどのバレル
・アッシャまたはMatrix社により製造されるような単基
板アッシャである。
【０００８】バレル・アッシャは、加熱用コイルに囲ま
れたガラス管の中に入れた保持ボート内に複数の基板を
並べて処理するもので、加熱コイルは基板を含む環境を
摂氏約２３０ないし２４０度に加熱する。
【０００９】単基板システムでは、基板は基板を直接的
に加熱するための加熱されたチャックの上に置かれる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】レジストを除去するた
めの上記の両方の方法に起こる問題点は、アッシャ内で
フォトレジストを除去した後に、残りのアルミニウムに
しみ（staining）が現れることである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の問題点
を軽減して、金属層からフォトレジストを除去する方法
を提供しようとするものである。
【００１２】本発明により、基板上に形成され、腐食性
ガス・プラズマによりその上に規定されたパターンを有
する金属層からフォトレジストを除去する方法が提供さ
れる。この方法は、一定の時間金属がリフローを始める
温度以下で充分に高い温度で酸素ガス・プラズマ中でレ
ジストをプラズマ・エッチングして、フォトレジスト内
に吸収された残りの腐食性ガスを実質的にすべて、で除
去する段階により構成される。
【００１３】通常、この温度は少なくとも摂氏２７０度
で、好ましくは少なくとも摂氏３００度である。
【００１４】通常、レジストは少なくとも２分間エッチ
ングされ、好ましくは少なくとも３分間エッチングされ
る。
【００１５】好適な実施例においては、レジストは摂氏
３００度の温度で３分間エッチングされる。
【００１６】便宜上、レジストは、単ウェーハ・プラズ
マ・エッチャ内でエッチングされ、ここで加熱されたチ
ャックの上に置かれて加熱される。
【００１７】本方法の好適な実施例においては、レジス
トは、アルミニウム・パターンから除去される。
【００１８】
【実施例】図１ａには、シリコン基板１０が示され、そ
の上に周知の半導体処理技術で形成され、形成しようと
するアルミニウムをシリコン基板から分離するための酸
化物層１２がある。
【００１９】アルミニウム・スパイクを防ぐ窒化チタン
の薄層１４が酸化物層上に形成される。
【００２０】窒化チタン層の上に、アルミニウムの層１
６である主金属被覆層が形成される。
【００２１】さらにアルミニウム層１６の上に窒化チタ
ン層１８が形成されて、金属面の反応を抑え、フォトレ
ジストを用いた非常に精密な幾何学形状の印刷を助け
る。最後に、層１８の上に周知の方法でフォトレジスト
層２０が形成される。
【００２２】上記の段階はすべて、半導体技術では標準
的な処理段階を用いて実行される。図１ｂで、フォトレ
ジストが露出され、現像されてパターンを規定し、図１
ｃで残りのレジストが通常摂氏約１２５度での焼成によ
り硬化される。
【００２３】図１ｄで、腐食性ガス・プラズマ、この場
合は塩素ガス・プラズマ内で周知の方法で基板がエッチ
ングされて、フォトレジストによって保護されていな
い、酸化物上のすべての層が除去される。
【００２４】金属層のエッチング後には、塩素イオンが
フォトレジスト内や金属パターンの側壁上に吸着されて
残っている。これを図１ｅに示す。
【００２５】図１ｆに示されるように、酸素プラズマ内
でエッチングすることにより最終的にレジストが除去さ
れる。この工程をアッシング（ashing）と呼ぶ。
【００２６】アッシングの後にアルミニウム上に現れる
ことが多い上記のようなしみを走査電子顕微鏡で分析す
ると、アルミニウムの腐食物であることがわかった。ア
ルミニウム・パターンのこの腐食性しみは、吸着された
塩素ガス・イオンにより起こると思われる。
【００２７】従来の方法では、アッシング工程は、通
常、摂氏約２３０ないし２４０度の温度で行われてい
た。
【００２８】本発明では、アッシング工程は、より高い
温度、通常は少なくとも摂氏２７０度、好ましくは少な
くとも摂氏３００度で行われる。
【００２９】このような高い温度において、酸素プラズ
マ中でフォトレジストを除去することによって、アルミ
ニウム・パターン内に腐食性しみが発生することが実質
的に減少し、温度と時間を適切に組み合わせると、この
発生を実質的になくすることができることがわかった。
【００３０】用いられる温度が高ければ高いほど、腐食
性しみが全然発生しないようにするために必要な時間は
短くなる。最高温度に関する唯一の制約は、金属層がリ
フローを始めるほど高温にしてはならないということで
ある。
【００３１】本方法の好適な実施例においては、摂氏３
００度で約３分間酸素プラズマ・エッチングを行うこと
が、実質的にすべての腐食性しみを除去するために効果
があるということがわかっている。温度を摂氏２７０度
まで下げると、必要な時間は約５分に増える。
【００３２】前述のように、観察されるしみは、吸収さ
れた塩素イオンによるものと思われる。これらの残留塩
素イオンは、水分と反応して、塩化水素酸を形成して、
これがアルミニウムを腐食させ、金属のしみを形成す
る。
【００３３】酸素プラズマ・レジストの除去に関して規
定された時間の間、より高い温度を用いると、腐食性残
留イオンが吸着された表面から蒸発して、それにより雰
囲気の腐食を防ぐ。
【００３４】基板温度を正確に制御するには、フォトレ
ジストを単ウェーハ・プラズマエッチャ内で除去するこ
とが好ましい。このエッチャは、フォトレジストを除去
しようとする基板を運ぶための被加熱チャックを有す
る。
【００３５】このような典型的エッチャは、Matrix社に
より製造され、図２に図示されている。これについて以
下に説明を行う。
【００３６】図示されるエッチャは、基板封入容器３２
を有する台板３０により構成され、容器３２は真空シー
ル３４により台板に封止されている。
【００３７】基板封入容器３２には、入口ドア３３があ
り、これにより基板が容器３２内に導入される。
【００３８】エッチングされる基板は、いわゆる閉ルー
プ温度制御チャック３５上に置かれる。チャック３５
は、配線３８を通じて供給される電流で加熱される。
【００３９】プラズマ・チャンバ４０は基板封入容器３
２およびそれに対する真空封止の上にあり、それに真空
封止されていて、プラズマ放電を閉じ込め、種の発生を
増大させる環状にインターリーブされた電極４２により
囲まれている。
【００４０】プラズマが励起される気体、通常は酸素で
あるが、この気体がパイプ４４と分配マニホールド４６
を通じて導入される。
【００４１】基板封入容器３２とプラズマとの間には、
多孔性ガラス板で形成された光学高密度プラズマ分離装
置４８がある。この分離装置は、高密度のプラズマを基
板表面から分離して、基板表面が紫外線で露光されない
ようにする。
【００４２】最後に、吸引ライン５０を通じてエッチャ
が真空にされるが、これは基板封入容器の中央にある開
口部５２を通じて真空にするように調整される。この操
作により、気体はチャック３６の下で、プラズマ・チャ
ンバの中央部下に引き込まれる。
【００４３】図３と図４には、摂氏２７０度と摂氏３０
０度でそれぞれ本発明の方法を行った結果を示す。
【００４４】図３には２つのグラフａ，ｂがあるが、こ
れらはそれぞれ３種類の異なる時間の間、２組の基板の
それぞれに関して酸素プラズマ中でレジストを除去した
後に観察されたしみの場所の数を示す。しみがある場所
の数を縦軸に示し、エッチング時間を横軸に示す。
【００４５】１．５分のエッチング時間では、通常２０
ヶ所のしみが観察されるが、時間を５分に増やすと２ヶ
所以下に減る。
【００４６】図４は、摂氏３００度でエッチングされた
同様の２組の基板に関して、グラフａ，ｂを示す。グラ
フａでは、最小エッチング時間は２分で、グラフｂでは
１．５分である。
【００４７】いずれの場合も、２分を越えるとしみの発
生は実質的になくなることがわかる。さらに、２分以下
でも、温度を摂氏３００度にすると、しみの発生箇所は
約１／１０に減る。
【００４８】本発明は、例として説明されており、本発
明の範囲から逸脱せずに修正を行うことが可能であろ
う。たとえば、アルミニウム以外の金属、たとえばモリ
ブデンなどのしみを削減するために本発明を用いること
ができる。事実、本方法は、腐食性ガス・プラズマ・エ
ッチングによりパターニングされた金属であればどのよ
うなものからでも、フォトレジストを除去するために適
用することができる。
【００４９】ここに示された温度と時間とは例に過ぎ
ず、エッチング時間を延ばすことが許されるならば摂氏
２７０度未満の温度を用いることもできる。また、温度
が金属をリフローさせない程度の高さであれば、摂氏３
００度を越える温度を用いて処理時間を短くすることも
できる。
【図面の簡単な説明】 本発明の実施例は、以下の図面を参考に説明される：
【図１】基板上に金属パターンを形成する工程の流れを
示す。
【図２】本発明を実行するのに適したプラズマ・エッチ
ング装置の断面図である。
【図３】観察される金属上のしみと、プラズマ・エッチ
の時間および温度との関係をグラフに示す。
【図４】観察される金属上のしみと、プラズマ・エッチ
の時間および温度との関係をグラフに示す。
【符号の説明】
３０ 台板 ３２ 基板封入容器 ３４ 真空シール ３５ 温度制御チャック ３６ チャック ３８ 配線 ４０ プラズマ・チャンバ ４４ パイプ ４６ 分配マニホールド ４８ 分離装置 ５０ 吸引ライン ５２ 開口部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 カール・イー・モーツ アメリカ合衆国テキサス州オースティン、 ウェザーフォード・ドライヴ1214 (72)発明者 ジョン・ダルジール 英国スコットランド、ウィショウ、オーヴ ァータウン、ジェニー・リー・ドライヴ44

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基板上に形成され、腐食性ガス・プラズ
    マによりその基板上に規定されたパターンを有する金属
    層から、フォトレジストを除去する方法であって、フォ
    トレジスト内に吸収された残留腐食性ガスをすべて除去
    できるほど充分に高い温度であって、かつ金属がリフロ
    ーを始める温度よりは低い温度で、一定時間酸素ガス・
    プラズマ中でレジストをプラズマ・エッチングする段階
    によって構成されることを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 前記温度が少なくとも摂氏２７０度であ
    る請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記温度が少なくとも摂氏３００度であ
    る請求項２記載の方法。
  4. 【請求項４】 前記レジストが少なくとも２分間プラズ
    マ・エッチングされる、請求項１ないし３に記載の方
    法。
  5. 【請求項５】 前記レジストが少なくとも３分間プラズ
    マ・エッチングされる請求項４記載の方法。
  6. 【請求項６】 前記レジストが３分間摂氏３００度でエ
    ッチングされる、請求項１ないし５に記載の方法。
  7. 【請求項７】 前記レジストが、加熱されたチャックの
    上に置かれることによって加熱される単ウェーハ・プラ
    ズマ・エッチャ内でエッチングされる、請求項１ないし
    ６に記載の方法。
  8. 【請求項８】 前記レジストがアルミニウム・パターン
    から除去される請求項１ないし７に記載の方法。
JP6332425A 1993-12-23 1994-12-14 フォトレジストの除去方法 Pending JPH07201792A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
GB9326310.1 1993-12-23
GB9326310A GB2285141B (en) 1993-12-23 1993-12-23 Method of removing photo resist

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ID=10747105

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JP6332425A Pending JPH07201792A (ja) 1993-12-23 1994-12-14 フォトレジストの除去方法

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US (1) US5496438A (ja)
EP (1) EP0660190A1 (ja)
JP (1) JPH07201792A (ja)
KR (1) KR950021200A (ja)
GB (1) GB2285141B (ja)

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EP0660190A1 (en) 1995-06-28
GB9326310D0 (en) 1994-02-23
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