JPS62216329A - プラズマアツシング装置 - 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】 〔概要〕 プラズマアッシング装置において、マイクロ波透過窓と
ウェハとの間に板を設け、これを駆動することによって
、バレル型あるいはダウン・フロー（Ｄｏｗｎ　−Ｆｌ
ｏｗ　）型のアッシング装置に可変できるものである。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、プラズマアッシング装置に関するもので、さ
らに詳しく言えば、種類の異なる２つのアッシング手段
を１台で兼用することのできるアッシング装置に関する
。

〔従来の技術〕

半導体集積回路などにおける微細加工は、露光・現象に
よりパターンの形成されたレジスト膜を介して、下地の
絶縁膜・半導体膜・金属膜をエツチングすることにより
行われる。微細加工、すなわち工・ノチングが完了した
後には、マスクに用いたレジスト膜はウェハ表面から除
去する必要がある。

液体化学薬品を用いる従来からの湿式処理では、熱濃硫
酸、過酸化水素、有機溶剤、熱有機酸などが下地材料に
応じて適宜選択して用いられてきた。

しかし、湿式のレジスト除去工程で用いられるこれら液
体化学薬品は決して清浄とは言えずいろいろの不純物を
含み、パターン欠損の原因および汚染源となり得る。こ
れは微細加工のレベルアンプを計る上で大きな障害とな
る。また、使用薬品の量も多く、作業もまったくの手作
業で非能率的であり、経済的な方法ではない。さらに、
この工程で使われる薬品は人体に有害なものが多く、作
業の安全性、廃液処理に対する公害防止の点からも問題
があり、液体化学薬品による処理法は改める必要があっ
た。

そこで最近の０２プラズマを用いてレジストをアッシン
グ（灰化）するレジスト除去法は、ガスプラズマを用い
たウェハ処理技術の先鞭をつけたもので、このｏ２プラ
ズマアッシングは上記湿式処理の弊害および固定の技術
的問題をなくし、プロセスの簡略化・清浄化・安定化が
得られると同時に自動化も容易になる。

例えば０２プラズマによるレジスト膜のアッシングの原
理は、ｏ２プラズマ中に生じた原子状酸素０と高分子樹
脂との化学反応による高分子樹脂の低分子化、および低
分子樹脂の酸化によるＣＯ２およびＨ２０への分解・気
化作用を用いたものであり、単純には、レジスト膜をＣ
ＸＨｙと記すとＣ，Ｈ，＋Ｏ−Ｃｏ□＋　　Ｈ，０ なる反応に基づくものであると考えられている。

一般には、このようなレジスト除去をアッシング（灰化
）と称するが、実際にはレジストを気化させるに等しい
ものである。

このようにプラズマプロセスが湿式処理に比べて清浄で
あるため、微細加エバターンを有する集積回路の歩留り
や信頼性の向上に寄与している。

また一方で微細化の進展に伴い、レジスト除去だけでは
なくエツチングのドライプロセス化も必要となり、その
結果、レジスト膜はエツチングのマスクとして用いられ
る際にエツチングガスのプラズマ照射、あるいはエツチ
ング用イオンビームの照射を受ける。さらに、レジスト
膜をマスクにしてウェハ表面への局所的な不純物導入を
イオン打ち込みで行うことが頻驚になりつつあり、この
時もマスクとして用いられるレジスト膜はイオンビーム
にさらされる。このような照射を受けたレジスト膜は、
従来の液体化学薬品では充分に除去できない状態に変質
することがしばしば経験されている。このような観点か
らもガスプラズマによるレジスト膜のアッシング手段は
微細化プロセスにおける不可欠の製造技術となってきた
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

そこで従来のプラズマアッシング装置には、ダウン・フ
ロー型アッシング装置やバレル型アッシング装置などが
ある。

バレル型アッシング装置は、その−例として第３図に示
すように、チャンバ３３内のプラズマ発光室４０とアッ
シング室４３を一緒にして、ウェハ３７をプラズマ３９
中にさらしてアッシングする。この装置は、上記したレ
ジスト３６表面にできる変質層４２（第６図参照）を除
去できるが、プラズマ３９中にウェハ３７をさらすため
ダメージが大きくデバイスの特性劣化を招くという問題
がある。

またダウン・フロー型アッシング装置は、その−例とし
て第４図に示すように、チャンバ３３内をプラズマ発光
室４０とアッシング室４３とに分け、プラズマ発光室４
０からの活性粒子４１をアッシング室４３に引き込んで
ウェハ３７のレジスト３６を除去する。

この装置によるアッシングは、プラズマ中にウェハをさ
らさないためウェハのダメージは少ないが、高濃度の不
純物のイオン打ち込みなどによりレジスト表面にできる
変質層は除去できないという問題がある。

本発明はこのような点に鑑みて創作されたもので、ダウ
ン・フロー型アッシング装置とバレル型アッシング装置
の両方の長所を１つの装置で兼ね備えたアッシング装置
を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明のプラズマアッシング
装置は、第１図に示すように、マイクロ波発生装置１１
、アッシング用のガス１２を導入するチャンバー１３、
該チャンバー内へマイクロ波１４を導入するマイクロ波
透過窓１５からなるプラズマ発生手段を備え、上記マイ
クロ波透過窓１５とレジスト１６が塗布されたウェハ１
７の間に複数の穴２０をあけた複数の板１８を設け、こ
れらの板１８をそれぞれ駆動させることにより、マイク
ロ波透過窓１５からウェハ１７上に届くプラズマ１９の
流れを制御する構成とする。

〔作用〕

このように本発明のアッシング装置は、マイクロ波透過
窓１５とレジスト１６が塗布されたウェハ１７の間に穴
２０をあけた板１８を設け、これらの板１８を駆動させ
ることによって、複数の穴２０の配置状態を変更させ、
それによってプラズマの流れを遮蔽または通過させるこ
とにより、ダウン・フロー型アッシング装置あるいはバ
レル型アッシング装置に容易に変換することができる。

〔実施例〕

以下、本発明実施例を図面を参照して詳細に説明する。

第１図（ａ）（ｂ）は本発明の詳細な説明図であり、第
２図（ａ）　（ｂ）は本発明実施例の動作説明図である
。

本実施例のプラズマアッシング装置は、第１図に示すよ
うに、マイクロ波発生袋２１１、アッシング用のガス１
２を導入するチャンバー１３、該チャンバー内へマイク
ロ波１４を導入するマイクロ波透過窓１５からなるプラ
ズマ発生手段を備え、上記マイクロ波透過窓１５とレジ
スト１６が塗布されたウェハ１７の間に複数の穴２０を
あけた複数の板１８を設け、これらの板１８をそれぞれ
駆動させることにより、マイクロ波透過窓１５からウェ
ハ１７上に届くプラズマ１９の流れを制御する構成をと
る。

上記のプラズマアッシング装置は、種々の装置が考えら
れるが、本実施例では０２プラズマを発生させる装置と
した。ガス１２をチャンバ１３内に引き入れ、マイクロ
波透過窓１５を通して、マイクロ波１４をガス１２へ照
射することにより０２プラズマ１９が発生する。

上記のレジスト１６が塗布されたウェハ１７とは、例え
ば半導体などの製造工程中、ウェハ上にレジストを形成
して、エツチングや不純物のイオン打ち込みなどを行っ
た後の不要なレジストを除去する必要のあるウェハなど
を言う。

上記板１８とは、プラズマの流れを遮蔽することができ
るもので、材質は特に限定されないがアルミなどを好ま
しく用いることができる。本実施例では、第１図（ｂ）
に示すように穴２０の開いた板１８を２枚以上用いて、
それぞれの板１Ｂの穴２０の位置をそろえることにより
プラズマの流れを通過させ、板１８を動かして穴２０の
位置をずらすことによリプラズマ１９の流れを遮蔽する
構造とした。もちろん上記以外の板を用いてプラズマの
流れをコントロールできるさまざまな構造を採用するこ
ともできる。

そこで本実施例のプラズマアッシング装置を用いて、ウ
ェハ上のレジストをアッシングする場合の一例を説明す
る。

０２ガス１２をアッシング装置内に引き入れて、マイク
ロ波１４をマイクロ波透過窓１５を通してガス１２に照
射すると、０□プラズマ１９が発生ずる。第２図（ａ）
に示すように穴２０の開いた複数の板１８（本明細書で
はパンチングボードとも言う。）の穴の位置を揃えるこ
とにより０２プラズマ１９が穴２０を通過してウェハ１
７上に届き、レジスト１６をアッシングする。これはバ
レル型プラズマアッシング装置と同じである。このアッ
シング用は強く、イオンの打ち込み後にレジストにでき
易い変質層４２をも除去することができる。

上記変質層がアッシング除去され、正常なレジストだけ
になると、板１８を動かして穴２０の位置をずらし、同
図（ｂ）のようにする。こうすると、０２プラズマ１９
は通過できなくなり、活性粒子２１だけがウェハ１７上
に到達してレジスト１６をアッシングする。これはダウ
ン・フロー型アッシング装置と同じである。この活性粒
子によるアッシングは、０２プラズマに比べてウェハに
与えるダメージが少ないため、特性劣下を最小限にでき
る。

このように本発明のアッシング装置は、１つの装置でダ
ウン・フロー型とバレル型の２段のアッシングができる
。これにより、先ずバレル型アッシング装置で変質層を
除去し、ウェハにダメージを与える前にダウン・フロー
型に切り換えてレジストをアッシングするため１台の装
置で確実なアッシングが容易にできるようになった。

〔発明の効果〕

上記したように、本発明のアッシング装置は、１つの装
置でダウン・フロー型アッシング装置とバレル型アッシ
ング装置とが容易に切り換えられるので、両方の装置の
長所を兼ね備えた確実なレジストのアッシングが可能に
なった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明図、 同図（ａ）は断面図、 同図（ｂ）は同図（ａ）の板部分の拡大斜視図、第２図
は本発明実施例の動作説明図、 同図（ａ）は板の穴を揃えた状態、 同図（ｂ）は板の穴をずらした状態、 第３図は従来のバレル型プラズマアッシング装置、 第４図は従来のダウン・フロー型プラズマア・ノシング
装置、 第５図はウエソトハクリ装置の断面図、第６図はレジス
トの変質層説明図である。 第１図および第２図において、 １１はマイクロ波発生装置、 １２はアッシング用ガス、 １３はチャンバー、 １４はマイクロ波、 １５はマイクロ波透過窓、 １６はレジスト、 １７はウェハ、 １８は板（パンチングボード）、 １９はプラズマ、 ２０は穴、 ２１は活性粒子である。 トムダスト （支質場会克明凹 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 マイクロ波発生装置（１１）、アッシング用のガス（１
   ２）を導入するチャンバー（１３）、該チャンバー内へ
   マイクロ波（１４）を導入するマイクロ波透過窓（１５
   ）からなるプラズマ発生手段を備え、 上記マイクロ波透過窓（１５）とレジスト（１６）が塗
   布されたウェハ（１７）の間に複数の穴（２０）をあけ
   た複数の板（１８）を設け、 該板（１８）をそれぞれ駆動させることにより、マイク
   ロ波透過窓（１５）からウェハ（１７）上に届くプラズ
   マ（１９）の流れを制御することを特徴とするプラズマ
   アッシング装置。