JP2001308078A - Organic matter removing method, semiconductor device manufacturing method, organic matter removing apparatus and system - Google Patents
Organic matter removing method, semiconductor device manufacturing method, organic matter removing apparatus and systemInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 レジスト層から露出した基体の腐食を抑える
ようにして基体からレジスト層を除去する。
【解決手段】 反応室を画成するためのステンレス鋼な
どからなる容器1と、容器1内を排気するための排気口
2と、半導体基体などを支持する支持手段に取り付けら
れた基体3を加熱するためのヒータ4と、容器1内にガ
スを導入するガス導入管5と、高周波電力を透過させる
とともに容器内外を隔離する誘電体窓6と、マイクロ波
などの高周波電力を供給する高周波電力供給器7と、を
備えている。
(57) Abstract: A resist layer is removed from a substrate so as to suppress corrosion of the substrate exposed from the resist layer. SOLUTION: A container 1 made of stainless steel or the like for defining a reaction chamber, an exhaust port 2 for exhausting the inside of the container 1, and a substrate 3 attached to a supporting means for supporting a semiconductor substrate and the like are heated. Heater 4, a gas introduction pipe 5 for introducing gas into the container 1, a dielectric window 6 for transmitting high-frequency power and isolating the inside and outside of the container, and a high-frequency power supply for supplying high-frequency power such as microwaves. Vessel 7.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
方法と、それに用いられる有機物除去方法及び有機物除
去装置、システムに関するものであり、詳しくはイオン
注入された領域を有するレジスト層を除去する方法に関
するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, an organic substance removing method and an organic substance removing apparatus and system used for the method, and more particularly, to a method for removing a resist layer having an ion-implanted region. It is about.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、半導体基体にデバイスを形成する
ために、半導体基体上に形成した酸化膜などを選択的に
エッチングしたり、局所的にリン、砒素、硼素などの物
質をイオン注入する工程がある。これらの工程では、感
光性樹脂などの有機物からなるフォトレジスト層がマス
ク材として用いられる。2. Description of the Related Art Conventionally, in order to form a device on a semiconductor substrate, a step of selectively etching an oxide film or the like formed on the semiconductor substrate or locally ion-implanting a substance such as phosphorus, arsenic, or boron. There is. In these steps, a photoresist layer made of an organic substance such as a photosensitive resin is used as a mask material.
【0003】そして、たとえば選択的エッチングを終え
ると、フォトレジスト層は不要となるため、除去する必
要がある。このため、フォトレジスト層が有機物からな
る場合には、酸素プラズマ、酸素ラジカル、オゾン等を
用いたドライ処理によって、フォトレジスト層を酸化作
用により酸化又は灰化させて除去する。[0003] When the selective etching is completed, for example, the photoresist layer becomes unnecessary and needs to be removed. Therefore, when the photoresist layer is made of an organic substance, the photoresist layer is oxidized or incinerated by an oxidizing action and removed by a dry process using oxygen plasma, oxygen radicals, ozone, or the like.
【0004】この手法は、たとえば酸素ガス中で放電し
たり、酸素ガスに紫外線を照射すると、活性化した酸素
が得られ、これにレジスト層が曝露されるため、その酸
化作用により、レジスト層が水蒸気、二酸化炭素又は一
酸化炭素などの気体になるという原理を利用したもので
あり、アッシングなどと呼ばれる。According to this method, for example, when oxygen gas is discharged or oxygen gas is irradiated with ultraviolet rays, activated oxygen is obtained and the resist layer is exposed to the oxygen. It utilizes the principle of becoming a gas such as water vapor, carbon dioxide or carbon monoxide, and is called ashing or the like.
【0005】しかし、局所的なイオン注入をする際に、
マスク材として使用されたフォトレジスト層を除去する
場合には、注入されたイオンがフォトレジスト層の表面
付近を変質、硬化させるため、フォトレジスト層は酸化
されにくくなっており、そのため、フォトレジスト層を
除去するのに長時間を要していた。However, when performing local ion implantation,
When removing the photoresist layer used as a mask material, the implanted ions alter and harden the vicinity of the surface of the photoresist layer, so that the photoresist layer is not easily oxidized. Took a long time to remove.
【0006】具定例を挙げると、注入されたイオンがフ
ォトレジスト層の表面付近を変質させるのは、Nuclear
Instruments and Methods, B39,pp.809〜812に記載さ
れているとおり、たとえばクレゾール・ノボラック樹脂
をベースとしたレジスト層にリンが注入された場合に
は、主鎖のフェノール環にリン原子が結合し、メチレン
基との置換を経て進行する架橋が原因とされている。As a specific example, the reason why the implanted ions deteriorate the vicinity of the surface of the photoresist layer is that of Nuclear.
As described in Instruments and Methods, B39, pp. 809-812, when phosphorus is injected into a resist layer based on cresol novolak resin, for example, a phosphorus atom is bonded to a phenol ring in the main chain. And cross-linking that progresses through substitution with a methylene group.
【0007】また、変質したフォトレジスト層を通常の
灰化温度である150℃〜250℃に昇温すると、フォ
トレジスト層のうちイオンにより変質等していない部分
で有機溶媒の蒸気が発生し、これにより、フォトレジス
ト層の表面付近で大きいフレーク上のパーティクルとな
り飛散する、いわゆるポッピングが生じる場合があり、
ポッピングが生じると半導体基体を汚染することが知ら
れている。When the deteriorated photoresist layer is heated to a normal ashing temperature of 150 ° C. to 250 ° C., vapor of an organic solvent is generated in a portion of the photoresist layer which is not deteriorated by ions, and This may cause so-called popping, which becomes particles on large flakes near the surface of the photoresist layer and scatters,
It is known that popping contaminates a semiconductor substrate.
【0008】さらに、注入されたイオンは、酸化プラズ
マにより揮発しにくく安定した酸化物の生成源となるた
め、フォトレジスト層が酸素などの活性種によって灰化
除去された後に酸化物が生成され、この酸化物が半導体
基体上に残留する場合がある。残留した酸化物は、半導
体基体から除去する必要があり、そのため、この酸化物
を洗浄液で除去し、さらに、この半導体基体を乾燥処理
する必要がある。Further, since the implanted ions are hardly volatilized by the oxidizing plasma and serve as a stable oxide generation source, an oxide is generated after the photoresist layer is ashed and removed by an active species such as oxygen. This oxide may remain on the semiconductor substrate. It is necessary to remove the remaining oxide from the semiconductor substrate, and therefore, it is necessary to remove the oxide with a cleaning liquid and further dry the semiconductor substrate.
【0009】イオン注入により表面付近が変質したフォ
トレジスト層は、一般的に、CF4に代表されるフッ化
炭素系ガスを添加した酸素プラズマにより灰化を行い、
フッ素の活性種によってイオン種を揮発性の化合物にす
ることによって除去する。しかし、このとき、フォトレ
ジスト層の開口部などのように、半導体基体のフォトレ
ジスト層が形成されていない部分が、フッ素の活性種に
長時間曝されることによって腐食される場合があるた
め、より精度の高い加工が要求される近年の高精細化し
た半導体デバイスの製造プロセスに用いることは好まし
くない。The photoresist layer whose surface has been altered by ion implantation is generally ashed by oxygen plasma to which a fluorocarbon gas represented by CF 4 is added.
The active species of fluorine remove the ionic species by converting them into volatile compounds. However, at this time, a portion of the semiconductor substrate where the photoresist layer is not formed, such as an opening of the photoresist layer, may be corroded due to prolonged exposure to an active species of fluorine. It is not preferable to use it in recent manufacturing processes for high-definition semiconductor devices that require more precise processing.
【0010】このため、Japanese Journal of Applied
Physics,28巻,10号,pp.2130〜2136には、
たとえば水素プラズマや水蒸気プラズマのRIE(反応
性イオンエッチング)を用いて、下地への腐食が少ない
水素の活性種によってフォトレジスト層表面の変質層を
還元して除去した後に、変質部分の下に存在する変質し
ていない部分を、酸素プラズマを用いたダウンフロー・
アッシングなどにより灰化して除去する2段階の処理方
法が提案されている。[0010] For this reason, Japanese Journal of Applied
Physics, Vol. 28, No. 10, pp. 2130-2136,
For example, using hydrogen plasma or water vapor plasma RIE (Reactive Ion Etching) to reduce and remove the deteriorated layer on the photoresist layer surface with active species of hydrogen that does not corrode the underlayer, and exist under the deteriorated portion. The part that has not been transformed is down-flowed using oxygen plasma.
A two-stage treatment method has been proposed in which the ash is removed by ashing or the like.
【0011】また、特開平5−275326号公報に
は、たとえば注入されたイオン種を除去する作用のある
フッ素系ガスを酸素に添加したプラズマにより、変質部
分を灰化除去した後に、残留した変質されていないレジ
スト層部分を酸素プラズマにより灰化するという2段階
のアッシング方法が記載されている。一方、特開200
0−12521号公報には、フッ素系ガスと酸素ガスと
水素ガスとの混合ガスのプラズマにより、灰化するアッ
シング方法が記載されている。Japanese Unexamined Patent Publication No. 5-275326 discloses, for example, a method in which a deteriorated portion is incinerated and removed by plasma obtained by adding a fluorine-based gas having a function of removing implanted ion species to oxygen. A two-stage ashing method of ashing an unreacted resist layer portion with oxygen plasma is described. On the other hand, JP 200
JP-A No. 0-12521 describes an ashing method in which ashing is performed by plasma of a mixed gas of a fluorine-based gas, an oxygen gas, and a hydrogen gas.
【0012】[0012]
【発明が解決しようとする課題】しかし、Japanese Jou
rnal of Applied Physics,28巻,10号,pp.2130
〜2136に記載されているアッシングでは、水素の活
性種によるアッシングの処理速度が遅いため、処理効率
の低下が懸念される場合がある。[Problems to be solved by the invention] However, Japanese Jou
rnal of Applied Physics, Vol. 28, No. 10, pp. 2130
In the ashing described in Nos. 1 to 2136, the processing speed of the ashing by the active species of hydrogen is slow, so that the processing efficiency may be reduced.
【0013】また、特開平5−275326号公報に記
載されているアッシングでは、変質部分を灰化除去して
いる間に、半導体基体のフォトレジスト層が形成されて
いない部分が弗素化合物ガスやその活性種によって腐食
されているため、より精度の高い加工が要求される近年
の高精細化した半導体デバイスの製造プロセスに用いる
ことは好ましくない。In the ashing described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-275326, a portion of the semiconductor substrate on which the photoresist layer is not formed is exposed to a fluorine compound gas or a fluorine compound gas while the altered portion is ashed and removed. Since it is corroded by active species, it is not preferable to use it in a recent high-definition semiconductor device manufacturing process that requires more precise processing.
【0014】さらに、特開2000−12521号公報
に記載されているアッシングでは、弗素化合物ガスやそ
の活性種に晒される時間が長くなり、腐食の問題は十分
に解決できていない。Furthermore, in the ashing described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-12521, the time of exposure to a fluorine compound gas or its active species becomes long, and the problem of corrosion cannot be sufficiently solved.
【0015】そこで、本発明は、レジスト層から露出し
た基体の腐食を抑えるようにして基体からレジスト層を
除去することができる、レジスト層の除去方法、有機物
除去方法、半導体装置の製造方法及びレジスト層除去装
置を提供することを目的とする。Accordingly, the present invention provides a method of removing a resist layer, a method of removing an organic substance, a method of manufacturing a semiconductor device, and a method of removing a resist layer from a substrate by suppressing corrosion of the substrate exposed from the resist layer. It is an object to provide a layer removing device.
【0016】[0016]
【課題を解決するための手段】本発明の骨子は、イオン
注入された領域を有する有機物を、少なくとも酸素含有
ガスのプラズマを利用して、基体上から除去する有機物
除去方法において、酸素含有ガスと水素含有ガスと弗素
含有ガスとを反応室に導入し、該反応室に導入されたガ
スのプラズマを発生させ、プラズマ処理を施す第1の工
程と、弗素含有ガスを導入することなく、酸素含有ガス
を反応室に導入し、該反応室に導入されたガスのプラズ
マを発生させ、プラズマ処理を施す第2の工程と、を含
むことを特徴とする。The gist of the present invention is to provide a method for removing an organic substance having an ion-implanted region from a substrate using at least a plasma of an oxygen-containing gas. A first step of introducing a hydrogen-containing gas and a fluorine-containing gas into a reaction chamber, generating plasma of the gas introduced into the reaction chamber, and performing a plasma process; and introducing an oxygen-containing gas without introducing a fluorine-containing gas. A second step of introducing a gas into the reaction chamber, generating a plasma of the gas introduced into the reaction chamber, and performing a plasma treatment.
【0017】本発明の別の骨子は、イオン注入された領
域を有する有機物を、少なくとも酸素含有ガスのプラズ
マを利用して、基体上から除去する有機物除去方法にお
いて、酸素含有ガスと水素含有ガスと弗素含有ガスとを
反応室に導入し、該反応室に導入されたガスのプラズマ
を発生させ、プラズマ処理を施す第1の工程と、弗素含
有ガスの濃度が0.01体積%以下となるように、弗素
含有ガスと酸素含有ガスとを反応室に導入し、該反応室
に導入されたガスのプラズマを発生させ、プラズマ処理
を施す第2の工程と、を含むことを特徴とする。Another gist of the present invention is a method for removing an organic substance having an ion-implanted region from a substrate using at least a plasma of an oxygen-containing gas. A first step of introducing a fluorine-containing gas into a reaction chamber, generating a plasma of the gas introduced into the reaction chamber, and performing a plasma treatment, so that the concentration of the fluorine-containing gas becomes 0.01% by volume or less. A second step of introducing a fluorine-containing gas and an oxygen-containing gas into a reaction chamber, generating plasma of the gas introduced into the reaction chamber, and performing a plasma treatment.
【0018】本発明の別の骨子は、イオン注入された領
域を有する有機物を、少なくとも酸素含有ガスのプラズ
マを利用して、基体上から除去する有機物除去方法にお
いて、酸素含有ガスと水素含有ガスと弗素含有ガスとを
反応室に導入し、該反応室に導入されたガスのプラズマ
を発生させ、プラズマ処理を施す第1の工程と、弗素含
有ガスの濃度が前記第1の工程において導入した弗素含
有ガスの濃度より低くなるように、弗素含有ガスと酸素
含有ガスと水素含有ガスとを反応室に導入し、該反応室
に導入されたガスのプラズマを発生させ、プラズマ処理
を施す第2の工程と、を含むことを特徴とする。Another gist of the present invention is a method of removing an organic substance having an ion-implanted region from a substrate using at least a plasma of an oxygen-containing gas. A first step of introducing a fluorine-containing gas into the reaction chamber, generating plasma of the gas introduced into the reaction chamber, and performing a plasma treatment; and a step of controlling the concentration of the fluorine-containing gas by the fluorine introduced in the first step. A second step of introducing a fluorine-containing gas, an oxygen-containing gas, and a hydrogen-containing gas into the reaction chamber so as to be lower than the concentration of the contained gas, generating plasma of the gas introduced into the reaction chamber, and performing a plasma treatment; And a step.
【0019】本発明の別の骨子は、イオン注入された領
域を有する有機物を、少なくとも酸素含有ガスのプラズ
マを利用して、基体上から除去する有機物除去方法にお
いて、酸素含有ガスと水素含有ガスと弗素含有ガスとを
反応室に導入し、該反応室に導入されたガスのプラズマ
を発生させ、プラズマ処理を施す第1の工程と、水素含
有ガスの濃度が前記第1の工程において導入した水素含
有ガスの濃度より高くなるように、弗素含有ガスと酸素
含有ガスと水素含有ガスとを反応室に導入し、該反応室
に導入されたガスのプラズマを発生させ、プラズマ処理
を施す第2の工程と、を含むことを特徴とする。Another gist of the present invention is a method for removing an organic substance having an ion-implanted region from a substrate using at least a plasma of an oxygen-containing gas. A first step of introducing a fluorine-containing gas into a reaction chamber, generating plasma of the gas introduced into the reaction chamber, and performing a plasma treatment; and a step of reducing the concentration of the hydrogen-containing gas to hydrogen introduced in the first step. A fluorine-containing gas, an oxygen-containing gas, and a hydrogen-containing gas are introduced into the reaction chamber so as to have a concentration higher than the concentration of the contained gas, a plasma of the gas introduced into the reaction chamber is generated, and a second plasma treatment is performed. And a step.
【0020】本発明の別の骨子は、イオン注入された領
域を有する有機物を、少なくとも酸素含有ガスのプラズ
マを利用して、基体上から除去する有機物除去方法にお
いて、酸素含有ガスと水素含有ガスと弗素含有ガスとを
反応室に導入し、該反応室に導入されたガスのプラズマ
を発生させ、プラズマ処理を施す第1の工程と、前記第
1の工程で該反応室に導入したガスより該基体の露出面
をエッチングし難いガスを反応室に導入し、該反応室に
導入されたガスのプラズマを発生させ、プラズマ処理を
施す第2の工程と、を含むことを特徴とする。Another feature of the present invention is a method for removing an organic substance having an ion-implanted region from a substrate using at least a plasma of an oxygen-containing gas. A first step of introducing a fluorine-containing gas into the reaction chamber, generating plasma of the gas introduced into the reaction chamber, and performing a plasma treatment; and A second step of introducing a gas into which the exposed surface of the base is difficult to be etched into the reaction chamber, generating plasma of the gas introduced into the reaction chamber, and performing a plasma treatment.
【0021】さらに、本発明の半導体装置の製造方法の
骨子は、半導体領域を有する基体上にパターニングされ
た有機物を形成する工程と、前記有機物をマスクとして
利用して前記半導体領域にイオン注入する工程と、イオ
ン注入された前記有機物を、少なくとも酸素含有ガスの
プラズマを利用して、前記基体上から除去する有機物除
去工程と、を含み、前記有機物除去工程は、酸素含有ガ
スと水素含有ガスと弗素含有ガスとを反応室に導入し、
該反応室に導入されたガスのプラズマを発生させ、プラ
ズマ処理を施す第1の工程と、弗素含有ガスを導入する
ことなく、酸素含有ガスを反応室に導入し、該反応室に
導入されたガスのプラズマを発生させ、プラズマ処理を
施す第2の工程と、を含むことを特徴とする。Further, the gist of the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention is a step of forming a patterned organic substance on a substrate having a semiconductor area, and a step of ion-implanting the semiconductor area using the organic substance as a mask. And an organic substance removing step of removing the ion-implanted organic substance from the substrate using at least plasma of an oxygen-containing gas, wherein the organic substance removing step includes an oxygen-containing gas, a hydrogen-containing gas, and a fluorine-containing gas. Introduce the contained gas into the reaction chamber,
A first step of generating plasma of the gas introduced into the reaction chamber and performing a plasma treatment, and introducing an oxygen-containing gas into the reaction chamber without introducing a fluorine-containing gas, and introducing the oxygen-containing gas into the reaction chamber A second step of generating gas plasma and performing plasma processing.
【0022】本発明の別の半導体装置の製造方法の骨子
は、半導体領域を有する基体上にパターニングされた有
機物を形成する工程と、前記有機物をマスクとして利用
して前記半導体領域にイオン注入する工程と、イオン注
入された前記有機物を、少なくとも酸素含有ガスのプラ
ズマを利用して、前記基体上から除去する有機物除去工
程と、を含み、前記有機物除去工程は、酸素含有ガスと
水素含有ガスと弗素含有ガスとを反応室に導入し、該反
応室に導入されたガスのプラズマを発生させ、プラズマ
処理を施す第1の工程と、弗素含有ガスの濃度が0.0
1体積%以下となるように、弗素含有ガスと酸素含有ガ
スとを反応室に導入し、該反応室に導入されたガスのプ
ラズマを発生させ、プラズマ処理を施す第2の工程と、
を含むことを特徴とする。The main points of another method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention include a step of forming a patterned organic substance on a substrate having a semiconductor area and a step of ion-implanting the semiconductor area using the organic substance as a mask. And an organic substance removing step of removing the ion-implanted organic substance from the substrate using at least plasma of an oxygen-containing gas, wherein the organic substance removing step includes an oxygen-containing gas, a hydrogen-containing gas, and a fluorine-containing gas. A first step of introducing a gas containing gas into the reaction chamber, generating plasma of the gas introduced into the reaction chamber, and performing a plasma treatment;
A second step of introducing a fluorine-containing gas and an oxygen-containing gas into the reaction chamber so as to be 1% by volume or less, generating plasma of the gas introduced into the reaction chamber, and performing a plasma treatment;
It is characterized by including.
【0023】本発明の更に別の半導体装置の製造方法の
骨子は、半導体領域を有する基体上にパターニングされ
た有機物を形成する工程と、前記有機物をマスクとして
利用して前記半導体領域にイオン注入する工程と、イオ
ン注入された前記有機物を、少なくとも酸素含有ガスの
プラズマを利用して、前記基体上から除去する有機物除
去工程と、を含み、前記有機物除去工程は、酸素含有ガ
スと水素含有ガスと弗素含有ガスとを反応室に導入し、
該反応室に導入されたガスのプラズマを発生させ、プラ
ズマ処理を施す第1の工程と、弗素含有ガスの濃度が前
記第1の工程において導入した弗素含有ガスの濃度より
低くなるように、弗素含有ガスと酸素含有ガスと水素含
有ガスとを反応室に導入し、該反応室に導入されたガス
のプラズマを発生させ、プラズマ処理を施す第2の工程
と、を含むことを特徴とする。The gist of still another method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention is a step of forming a patterned organic substance on a substrate having a semiconductor area, and ion-implanting the semiconductor area using the organic substance as a mask. And an organic substance removing step of removing the ion-implanted organic substance from the substrate using at least plasma of an oxygen-containing gas, wherein the organic substance removing step includes an oxygen-containing gas and a hydrogen-containing gas. Introducing a fluorine-containing gas into the reaction chamber;
A first step of generating plasma of the gas introduced into the reaction chamber and performing a plasma treatment; and a step of reducing the concentration of the fluorine-containing gas to be lower than the concentration of the fluorine-containing gas introduced in the first step. A second step of introducing a contained gas, an oxygen-containing gas, and a hydrogen-containing gas into a reaction chamber, generating plasma of the gas introduced into the reaction chamber, and performing a plasma treatment.
【0024】本発明の半導体装置の製造方法の別の骨子
は、半導体領域を有する基体上にパターニングされた有
機物を形成する工程と、前記有機物をマスクとして利用
して前記半導体領域にイオン注入する工程と、イオン注
入された前記有機物を、少なくとも酸素含有ガスのプラ
ズマを利用して、前記基体上から除去する有機物除去工
程と、を含み、前記有機物除去工程は、酸素含有ガスと
水素含有ガスと弗素含有ガスとを反応室に導入し、該反
応室に導入されたガスのプラズマを発生させ、プラズマ
処理を施す第1の工程と、水素含有ガスの濃度が前記第
1の工程において導入した水素含有ガスの濃度より高く
なるように、弗素含有ガスと酸素含有ガスと水素含有ガ
スとを反応室に導入し、該反応室に導入されたガスのプ
ラズマを発生させ、プラズマ処理を施す第2の工程と、
を含むことを特徴とする。Another method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes a step of forming a patterned organic substance on a substrate having a semiconductor area, and a step of ion-implanting the semiconductor area using the organic substance as a mask. And an organic substance removing step of removing the ion-implanted organic substance from the substrate using at least plasma of an oxygen-containing gas, wherein the organic substance removing step includes an oxygen-containing gas, a hydrogen-containing gas, and a fluorine-containing gas. A first step of introducing a gas containing gas into the reaction chamber, generating a plasma of the gas introduced into the reaction chamber, and performing a plasma treatment, and a step of reducing the concentration of the hydrogen-containing gas introduced in the first step. A fluorine-containing gas, an oxygen-containing gas, and a hydrogen-containing gas are introduced into the reaction chamber so that the concentration of the gas becomes higher than that of the gas, and plasma of the gas introduced into the reaction chamber is generated. A second step of performing a plasma treatment,
It is characterized by including.
【0025】本発明の半導体装置の製造方法の別の骨子
は、半導体領域を有する基体上にパターニングされた有
機物を形成する工程と、前記有機物をマスクとして利用
して前記半導体領域にイオン注入する工程と、イオン注
入された前記有機物を、少なくとも酸素含有ガスのプラ
ズマを利用して、前記基体上から除去する有機物除去工
程と、を含み、前記有機物除去工程は、酸素含有ガスと
水素含有ガスと弗素含有ガスとを反応室に導入し、該反
応室に導入されたガスのプラズマを発生させ、プラズマ
処理を施す第1の工程と、前記第1の工程で該反応室に
導入したガスより該基体の露出面をエッチングし難いガ
スを反応室に導入し、該反応室に導入されたガスのプラ
ズマを発生させ、プラズマ処理を施す第2の工程と、を
含むことを特徴とする。Another method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes a step of forming a patterned organic substance on a substrate having a semiconductor area and a step of ion-implanting the semiconductor area using the organic substance as a mask. And an organic substance removing step of removing the ion-implanted organic substance from the substrate using at least plasma of an oxygen-containing gas, wherein the organic substance removing step includes an oxygen-containing gas, a hydrogen-containing gas, and a fluorine-containing gas. A first step of introducing a contained gas into the reaction chamber, generating a plasma of the gas introduced into the reaction chamber, and performing a plasma treatment; and performing a plasma treatment on the substrate from the gas introduced into the reaction chamber in the first step. Introducing a gas that is difficult to etch the exposed surface of the reaction chamber into the reaction chamber, generating plasma of the gas introduced into the reaction chamber, and performing a plasma process. That.
【0026】そして、本発明の別の骨子は、イオン注入
された領域を有する有機物を基体から除去するための有
機物除去システムにおいて、容器と、前記容器内を排気
する手段と、前記容器内に酸素と水素と弗素とを含むガ
スを導入するためのガス導入装置と、前記ガス導入装置
によって前記容器内に導入されるガスの流量を制御する
制御装置と、前記容器内に導入されたガスのプラズマを
起こすための電気エネルギーを供給する電力供給器と、
を備え、前記制御装置は、前記ガス導入装置を、酸素含
有ガスと水素含有ガスと弗素含有ガスとを反応室に導入
する第1のモードに設定した後、所定時間経過してか
ら、前記ガス導入装置を、(1)弗素含有ガスを導入す
ることなく、酸素含有ガスを反応室に導入するモード、
(2)弗素含有ガスの濃度が0.01体積%以下となる
ように、弗素含有ガスと酸素含有ガスとを反応室に導入
するモード、(3)弗素含有ガスの濃度が前記第1のモ
ードにおいて導入した弗素含有ガスの濃度より低くなる
ように、弗素含有ガスと酸素含有ガスと水素含有ガスと
を反応室に導入するモード、及び、(4)水素含有ガス
の濃度が前記第1のモードにおいて導入した水素含有ガ
スの濃度より高くなるように、弗素含有ガスと酸素含有
ガスと水素含有ガスとを反応室に導入するモード、の4
つのモードから選択されるいずれかのモードを第2のモ
ードとして設定することを特徴とする。Another essential feature of the present invention is an organic substance removing system for removing an organic substance having an ion-implanted region from a substrate, comprising: a container; means for exhausting the inside of the container; A gas introduction device for introducing a gas containing hydrogen, hydrogen, and fluorine, a control device for controlling a flow rate of a gas introduced into the container by the gas introduction device, and a plasma of the gas introduced into the container. A power supply that supplies electrical energy to cause
The control device, after setting the gas introduction device to a first mode for introducing an oxygen-containing gas, a hydrogen-containing gas, and a fluorine-containing gas into a reaction chamber, after a predetermined time has elapsed, (1) a mode in which an oxygen-containing gas is introduced into a reaction chamber without introducing a fluorine-containing gas,
(2) a mode in which a fluorine-containing gas and an oxygen-containing gas are introduced into a reaction chamber so that the concentration of the fluorine-containing gas is 0.01% by volume or less, and (3) a concentration of the fluorine-containing gas in the first mode. (4) a mode in which a fluorine-containing gas, an oxygen-containing gas, and a hydrogen-containing gas are introduced into the reaction chamber so as to be lower than the concentration of the fluorine-containing gas introduced in (1); and (4) the concentration of the hydrogen-containing gas in the first mode. A mode in which a fluorine-containing gas, an oxygen-containing gas, and a hydrogen-containing gas are introduced into the reaction chamber so as to be higher than the concentration of the hydrogen-containing gas introduced in step 4.
One of the two modes is set as the second mode.
【0027】さらに、本発明の別の骨子は、イオン注入
された領域を有する有機物を基体から除去するための有
機物除去システムにおいて、容器と、前記容器内を排気
する手段と、前記容器内に酸素と水素と弗素とを含むガ
スを導入するためのガス導入装置と、前記ガス導入装置
によって前記容器内に導入されるガスの流量を制御する
制御装置と、前記容器内に導入されたガスのプラズマを
起こすための電気エネルギーを供給する電力供給器と、
を備え、前記制御装置は、前記ガス導入装置を、酸素含
有ガスと水素含有ガスと弗素含有ガスとを反応室に導入
する第1のモードに設定した後、所定時間経過してか
ら、前記ガス導入装置を、前記第1のモードにおいて該
反応室に導入したガスより基体の露出面をエッチングし
難いガスを反応室に導入する第2のモードに、移行させ
ることを特徴とする。Further, another gist of the present invention is an organic substance removing system for removing an organic substance having an ion-implanted region from a substrate, comprising: a container; means for exhausting the inside of the container; A gas introduction device for introducing a gas containing hydrogen, hydrogen, and fluorine, a control device for controlling a flow rate of a gas introduced into the container by the gas introduction device, and a plasma of the gas introduced into the container. A power supply that supplies electrical energy to cause
The control device, after setting the gas introduction device to a first mode for introducing an oxygen-containing gas, a hydrogen-containing gas, and a fluorine-containing gas into a reaction chamber, after a predetermined time has elapsed, The introduction device may be shifted to a second mode for introducing a gas into the reaction chamber, in which the exposed surface of the substrate is harder to be etched than the gas introduced into the reaction chamber in the first mode.
【0028】前記弗素含有ガスは、弗素ガス(F2)、
弗化窒素ガス(NF3等)、弗化硫黄ガス(SF6、S2
F6、S2F2、SF2、SF4、SOF2等)、弗化炭素ガ
ス(CF4、C2F6、C4F8、CHF3、CH2F2、CH
3F、C3F8等)、希ガスの弗素化合物ガス(XeF
等)からなる群から選択される少なくとも一種のガスで
あり、有機物のイオン注入された領域を改質し除去し易
くするとともに、有機物の除去速度を高めることができ
る。The fluorine-containing gas is fluorine gas (F 2 ),
Nitrogen fluoride gas (NF 3 etc.), sulfur fluoride gas (SF 6 , S 2
F 6 , S 2 F 2 , SF 2 , SF 4 , SOF 2, etc.), carbon fluoride gas (CF 4 , C 2 F 6 , C 4 F 8 , CHF 3 , CH 2 F 2 , CH)
3 F, C 3 F 8, etc.), fluorine compound of a rare gas gas (XeF
And the like, which is at least one gas selected from the group consisting of: (1) modifying the region into which ions of the organic substance have been implanted to facilitate removal thereof, and increasing the removal rate of the organic substance.
【0029】前記水素含有ガスは、水素ガス(H2)、
水素化合物ガス(H2O、CH4、C2H6、C3H8、CH
3OH、C2H5OH、C3H7OH等)からなる群から選
択される少なくとも一種のガスであり、弗素含有ガスに
より有機物から露出した基体の表面がエッチングされる
ことを抑制する。The hydrogen-containing gas includes hydrogen gas (H 2 ),
Hydrogen compound gas (H 2 O, CH 4 , C 2 H 6 , C 3 H 8 , CH
At least one gas selected from the group consisting of 3 OH, C 2 H 5 OH, C 3 H 7 OH, etc., and suppresses etching of the surface of the substrate exposed from the organic matter by the fluorine-containing gas.
【0030】前記第1の工程におけるプラズマの密度を
1×1011cm-3以上とすれば、有機物の除去速度を高
めることができる。If the plasma density in the first step is set to 1 × 10 11 cm −3 or more, the removal rate of organic substances can be increased.
【0031】前記第1の工程における前記基体の加熱温
度は、前記第2の工程における前記基体の加熱温度以下
として、有機物のポッピングを抑制する。The heating temperature of the base in the first step is set to be equal to or lower than the heating temperature of the base in the second step to suppress the popping of organic substances.
【0032】前記第1の工程では、リン、砒素、硼素が
注入された前記有機物に、前記プラズマから弗素が注入
されて前記有機物の表面改質がなされる。In the first step, fluorine is implanted from the plasma into the organic material into which phosphorus, arsenic, and boron have been implanted, thereby modifying the surface of the organic material.
【0033】前記プラズマの発光をモニターしながら、
前記第1の工程から前記第2の工程に処理を移行した
り、前記第1の工程における時間の経過を計測した後
に、前記第1の工程から前記第2の工程に処理を移行し
たりすることにより、再現性よく有機物の除去を行うこ
とができる。While monitoring the plasma emission,
The process is shifted from the first process to the second process, or the process is shifted from the first process to the second process after measuring the lapse of time in the first process. As a result, organic substances can be removed with good reproducibility.
【0034】前記第1の工程においてイオン注入により
変質した領域を除去する前に、前記第1の工程から前記
第2の工程に処理を移行することも、基体の露出面のエ
ッチングをより抑制するために好ましいものである。Before the region altered by the ion implantation in the first step is removed, the processing is shifted from the first step to the second step, and the etching of the exposed surface of the base is further suppressed. It is preferred for.
【0035】前記第1の工程と前記第2の工程とは共通
の反応室にて行うとよい。The first step and the second step are preferably performed in a common reaction chamber.
【0036】前記有機物は、たとえばパターニングされ
たレジスト層である。The organic substance is, for example, a patterned resist layer.
【0037】前記基体は、前記有機物から露出したシリ
コン或いはシリコン化合物から選択される少なくとも一
種からなる表面を含む。The base has a surface made of at least one selected from silicon or a silicon compound exposed from the organic substance.
【0038】[0038]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0039】図1は、本発明の実施形態のフォトレジス
ト層のような有機物を除去する除去システムの構成図で
ある。FIG. 1 is a configuration diagram of a removal system for removing an organic substance such as a photoresist layer according to an embodiment of the present invention.
【0040】図1に示すフォトレジスト層の除去システ
ムは、マイクロ波等の高周波電力を用いて発生させた1
×1011cm-3以上、具体的には1×1012cm-3程度
の高密度プラズマによって、半導体基体に形成されたフ
ォトレジスト層のイオン注入による変質部分を改変し
て、さらに、改変した変質部分を含むフォトレジスト層
を酸素プラズマ処理などによって除去することができ
る。The photoresist layer removal system shown in FIG. 1 uses a high frequency power such as microwaves to generate 1
The denatured portion of the photoresist layer formed on the semiconductor substrate by ion implantation was modified by high-density plasma of × 10 11 cm -3 or more, specifically about 1 × 10 12 cm -3 , and further modified. The photoresist layer including the altered portion can be removed by oxygen plasma treatment or the like.
【0041】図1に示すフォトレジスト層を除去する除
去システムは、反応室を画成するためのステンレス鋼な
どからなる容器1と、容器1内を排気するための排気口
2と、半導体基体などを支持する支持手段に取り付けら
れた基体3を加熱するためのヒータ4と、容器1内にガ
スを導入するガス導入管5と、高周波電力を透過させる
とともに容器内外を隔離する誘電体窓6と、マイクロ波
などの高周波電力を供給する高周波電力供給器7と、を
備えている。The removal system for removing the photoresist layer shown in FIG. 1 includes a container 1 made of stainless steel or the like for defining a reaction chamber, an exhaust port 2 for exhausting the inside of the container 1, a semiconductor substrate and the like. A heater 4 for heating the substrate 3 attached to the support means for supporting the gas, a gas introduction pipe 5 for introducing gas into the container 1, a dielectric window 6 for transmitting high-frequency power and isolating the inside and outside of the container; , A high-frequency power supply 7 for supplying high-frequency power such as microwaves.
【0042】排気口2には真空ポンプやバルブなどを含
む排気装置8が接続されており、排気装置8を働かせ
て、容器1内のガスを排気口2を通して排気する。An exhaust device 8 including a vacuum pump and a valve is connected to the exhaust port 2. The exhaust device 8 is operated to exhaust gas in the container 1 through the exhaust port 2.
【0043】ガス導入管5には、バルブや流量制御器な
どを含むガス導入装置9や、酸素含有ガス源10、弗素
含有ガス源11及び水素含有ガス源12などが接続され
ている。そして、ガス導入装置9が、酸素含有ガス源1
0、弗素含有ガス源11及び水素含有ガス源12との各
ガスラインに備えられている流量制御器を制御して、各
工程で容器1内に導入されるガス種を定める。The gas introduction pipe 5 is connected to a gas introduction device 9 including a valve and a flow controller, an oxygen-containing gas source 10, a fluorine-containing gas source 11, a hydrogen-containing gas source 12, and the like. Then, the gas introduction device 9 is connected to the oxygen-containing gas source 1.
By controlling the flow controllers provided in the respective gas lines of the gas source 11 and the fluorine-containing gas source 11 and the hydrogen-containing gas source 12, the type of gas introduced into the container 1 in each step is determined.
【0044】高周波電力供給器7には、マイクロ波電源
などの高周波電源13が接続されている。The high frequency power supply 13 is connected to a high frequency power supply 13 such as a microwave power supply.
【0045】本実施形態では、高周波電力供給器7とし
てマイクロ波導波管を用いたが、この他に、スロットア
ンテナ、棒状のアンテナを用いることができる。In this embodiment, a microwave waveguide is used as the high-frequency power supply 7, but other than this, a slot antenna or a rod-shaped antenna can be used.
【0046】また、高周波電源13としては、マイクロ
波電源の代わりにVHF電源やRF電源などを用いてもよ
く、この場合には、棒状のアンテナや、コイル、誘導結
合用電極、容量結合用電極などを用いて容器内に電力を
供給しプラズマを発生させることができる。As the high frequency power supply 13, a VHF power supply or an RF power supply may be used instead of the microwave power supply. In this case, a rod-shaped antenna, a coil, an inductive coupling electrode, a capacitive coupling electrode The plasma can be generated by supplying electric power to the inside of the container by using such a method.
【0047】排気装置8、ヒータ4、ガス導入装置9、
高周波電源13は、コントローラ14から送信されてく
る制御信号SG31、SG2、SG1、SG4によっ
て、それらの動作(オン・オフのタイミング、ガス流
量、通電量、高周波電力供給量など)が制御できるよう
に構成されている。The exhaust device 8, the heater 4, the gas introducing device 9,
The high-frequency power supply 13 can control its operation (on / off timing, gas flow rate, power supply amount, high-frequency power supply amount, and the like) by control signals SG31, SG2, SG1, and SG4 transmitted from the controller 14. It is configured.
【0048】なお、本実施形態では、ヒータ4の上下方
向の位置は、ヒータ4上に載置される半導体基体3が、
プラズマ中のイオンが到達しない様な高さとしている。In the present embodiment, the position of the heater 4 in the up-down direction is such that the semiconductor substrate 3 mounted on the heater 4 is
The height is set so that ions in the plasma do not reach.
【0049】図2は、図1に示すフォトレジスト層を除
去する除去システムの使用方法を示すフローチャートで
ある。図2を用いて図1に示すフォトレジスト層を除去
する除去システムの使用方法について説明する。FIG. 2 is a flowchart showing a method of using the removal system for removing the photoresist layer shown in FIG. A method of using the removal system shown in FIG. 1 for removing the photoresist layer will be described with reference to FIG.
【0050】まず、フォトレジスト層の変質部分が、酸
素プラズマにより除去できるように、第1の工程で、以
下に述べるような改質処理を行う。First, in the first step, a modification process described below is performed so that a deteriorated portion of the photoresist layer can be removed by oxygen plasma.
【0051】基体3であるところのシリコンウエハなど
の半導体基体の表面に有機物としてのフォトレジスト層
を塗布し、露光装置により所定のパターンに露光して、
現像する。こうして得られたパターニングされた有機物
からなるレジスト層(この状態では感光性がなくてもよ
い)付の半導体基体をイオン注入装置にセットして(ス
テップS1)、リン、砒素、硼素などのイオンを注入す
る。イオン注入装置としては、一般的なラインビーム注
入装置であってもよいし、プラズマイオン注入装置であ
ってもよい。こうして、得られた試料を用意して、図2
に示す処理を開始する。A surface of a semiconductor substrate such as a silicon wafer as the substrate 3 is coated with a photoresist layer as an organic substance, and is exposed to a predetermined pattern by an exposure device.
develop. The thus obtained semiconductor substrate with a patterned resist layer made of an organic substance (in this state, it is not necessary to have photosensitivity) is set in an ion implantation apparatus (step S1), and ions such as phosphorus, arsenic, and boron are removed. inject. The ion implanter may be a general line beam implanter or a plasma ion implanter. The sample thus obtained was prepared, and FIG.
The processing shown in FIG.
【0052】たとえば70℃〜180℃程度に加熱され
たヒータ4の上に、イオン注入したことにより、難灰化
性に変質した変質部分が存在するレジスト層が形成され
ている半導体基体を載置する。こうして、ヒータ4によ
り半導体基体を70℃〜180℃程度に加熱する。For example, on a heater 4 heated to about 70 ° C. to 180 ° C., a semiconductor substrate on which a resist layer having a deteriorated portion which is transformed into inashable by ion implantation is formed. I do. Thus, the semiconductor substrate is heated to about 70 ° C. to 180 ° C. by the heater 4.
【0053】なお、適切な加熱温度は、イオン注入の量
(ドーズ量)や、レジスト層を紫外光(UV)で処理する
か否かなどに依存して決められる。一般に、温度が高い
方が高密度プラズマによって改質処理を行う時間を短縮
することができるが、半導体基体がポッピングした有機
物により汚染されることを防止するため、レジスト層が
ポッピングを生じない程度の温度とすることが必要であ
る。よって、ここでは100℃以下を選択することが望
ましい。The appropriate heating temperature is determined depending on the amount of ion implantation (dose amount) and whether or not the resist layer is treated with ultraviolet light (UV). In general, the higher the temperature, the shorter the time required for the modification treatment by the high-density plasma. However, in order to prevent the semiconductor substrate from being contaminated by the popped organic substance, the resist layer is formed so as not to cause the popping. It is necessary to be temperature. Therefore, it is desirable to select 100 ° C. or less here.
【0054】つづいて、排気口2に接続された排気装置
8の真空ポンプを動作させて、容器1内の圧力を減じ
て、たとえば1.33×10-7Pa(≒0.01×10
-7Torr)以下になるまで排気する。つぎに、ガス供
給系のガス導入装置9を第1のモードに切り替えて、プ
ラズマ処理用ガスとして供給される酸素と水素と弗素を
含むガス(たとえばSF6のような弗素含有ガスと、O2
のような酸素含有ガスと、H2のような水素含有ガスと
の混合ガス)を、排気しながらガス導入管5を介して容
器1内に導入して(ステップS2)、容器1内の圧力を
66.5Pa〜400Pa(≒0.5Torr〜3To
rr)程度に維持する。Subsequently, the pressure inside the container 1 is reduced by operating the vacuum pump of the exhaust device 8 connected to the exhaust port 2 to, for example, 1.33 × 10 −7 Pa (≒ 0.01 × 10 7
-7 Torr) or less. Next, the gas introduction system 9 of the gas supply system is switched to the first mode, and a gas containing oxygen, hydrogen and fluorine (for example, a fluorine-containing gas such as SF 6 , O 2
And an oxygen-containing gas, a mixed gas) of hydrogen-containing gas such as H 2, is introduced into the exhaust while the vessel 1 through the gas inlet pipe 5 (step S2), such as, the pressure in the vessel 1 From 66.5 Pa to 400 Pa (≒ 0.5 Torr to 3 To
rr).
【0055】このときの酸素含有ガスの濃度は50体積
%〜99体積%の範囲から、弗素含有ガスの濃度は0.
05体積%から5体積%の範囲から、水素含有ガスの濃
度は0.3体積%〜3体積%の範囲から各々選択すると
よい。At this time, the concentration of the oxygen-containing gas is in the range of 50% by volume to 99% by volume, and the concentration of the fluorine-containing gas is 0.1%.
The concentration of the hydrogen-containing gas may be selected from the range of 05% to 5% by volume, and the concentration of the hydrogen-containing gas may be selected from the range of 0.3% to 3% by volume.
【0056】また、所定のガスの濃度を調整したり、上
述したガスのキャリアガスとして用いるために、必要に
応じて、窒素、アルゴン、ヘリウム、ネオン、クリプト
ン、キセノンなどの不活性ガスを下記のガスに加えて用
いることも好ましいものである。Further, in order to adjust the concentration of a predetermined gas or to use it as a carrier gas for the above-described gas, an inert gas such as nitrogen, argon, helium, neon, krypton, or xenon may be used as necessary. It is also preferable to use in addition to the gas.
【0057】酸素含有ガスとしては、酸素ガスや、酸化
窒素が挙げられる。具体的には、O 2、N2O、NO2、
CO2などである。Examples of the oxygen-containing gas include oxygen gas and oxidized gas.
Nitrogen. Specifically, O Two, NTwoO, NOTwo,
COTwoAnd so on.
【0058】弗素含有ガスとしては、弗素ガスや、弗化
窒素、弗化硫黄、弗化炭素などの弗素化合物ガスが挙げ
られる。具体的には、F2、NF3、SF6、CF4、C2
F6、C4F8、CHF3、CH2F2、CH3F、C3F8、
S2F2、SF2、SF4、SOF 2などである。As the fluorine-containing gas, fluorine gas, fluorinated
Examples include fluorine compound gases such as nitrogen, sulfur fluoride, and carbon fluoride.
Can be Specifically, FTwo, NFThree, SF6, CFFour, CTwo
F6, CFourF8, CHFThree, CHTwoFTwo, CHThreeF, CThreeF8,
STwoFTwo, SFTwo, SFFour, SOF TwoAnd so on.
【0059】水素含有ガスとしては、水素ガスや、水、
炭化水素、アルコールなどの水素化合物ガスが挙げられ
る。具体的にはH2、H2O、CH4、C2H6、C3H8、
CH3OH、C2H5OH、C3H7OHなどである。水素
ガスを用いる場合には4体積%以下に不活性ガスで希釈
したものを用いるとよい。As the hydrogen-containing gas, hydrogen gas, water,
Hydrogen compound gases such as hydrocarbons and alcohols are exemplified. Specifically, H 2 , H 2 O, CH 4 , C 2 H 6 , C 3 H 8 ,
CH 3 OH, C 2 H 5 OH, C 3 H 7 OH and the like. When using hydrogen gas, it is preferable to use hydrogen gas diluted to 4% by volume or less with an inert gas.
【0060】そして、高周波電源13により高周波電力
としてのマイクロ波を、たとえば1500Wで出力させ
る(ステップS3)。このマイクロ波は、高周波電力供
給器7であるマイクロ波導波管及び誘電体窓を通じて容
器1内に供給される。Then, the microwave as the high frequency power is output at 1500 W, for example, by the high frequency power supply 13 (step S3). The microwave is supplied into the container 1 through a microwave waveguide serving as the high-frequency power supply 7 and a dielectric window.
【0061】上記のような条件で、酸素含有ガス、弗素
含有ガス、水素含有ガスが導入された雰囲気に高周波電
力が供給されると、1×1012cm-3程度の高密度プラ
ズマが発生する。When high-frequency power is supplied to an atmosphere containing an oxygen-containing gas, a fluorine-containing gas, or a hydrogen-containing gas under the above conditions, a high-density plasma of about 1 × 10 12 cm −3 is generated. .
【0062】この高密度プラズマにより、発生したオゾ
ン、酸素活性種、弗素活性種、水素活性種などが、レジ
スト層の表面に付与されて、レジスト層のイオン注入に
より変質した領域が改質処理される(ステップS4)。
これにより、第2の工程で酸素含有ガスのみを用いたア
ッシングでもレジスト層を良好に除去することが可能に
なる。Ozone, oxygen active species, fluorine active species, hydrogen active species, and the like generated by this high-density plasma are imparted to the surface of the resist layer, and the region of the resist layer that has been altered by ion implantation is modified. (Step S4).
This makes it possible to satisfactorily remove the resist layer even by ashing using only the oxygen-containing gas in the second step.
【0063】所定の時間が経過したならば、高周波電力
の供給を一旦止めて、プラズマを消して、次の第2の工
程に移る。つまりレジスト層除去システムは、コントロ
ーラ14により第1のモードから第2のモードに切り替
えられる。After a predetermined time has elapsed, the supply of the high-frequency power is temporarily stopped, the plasma is turned off, and the process proceeds to the next second step. That is, the controller 14 switches the resist layer removal system from the first mode to the second mode.
【0064】第1の工程に必要な時間のデータは、実験
データから予め算出できる。そして、これをコントロー
ラ14のメモリーに記憶させておけば、これを基に、コ
ントローラ14により第1の工程を終了させ、第2の工
程を開始するようにすることができる。The data of the time required for the first step can be calculated in advance from the experimental data. If this is stored in the memory of the controller 14, the first step can be completed by the controller 14 and the second step can be started based on this.
【0065】たとえばフォトレジスト層を塗布、現像し
てパターニングした後に、リン(P +)を注入エネルギ
ー60keV、ドーズ量5×1015cm-2という条件で
イオンインプラした8インチの半導体基体3に対して、
1×1012cm-3程度の高密度プラズマによって改質処
理をしたときに、第1の工程に要する酸素、弗素、水素
の混合プラズマの発生時間は30秒程度である。よっ
て、この発生時間が経過した後、第2のモードに切り替
えて後述する第2の工程に移行すればよい。For example, applying and developing a photoresist layer
After patterning by phosphorus (P +) Inject energy
-60 keV, dose 5 × 10Fifteencm-2On condition
For the ion-implanted 8-inch semiconductor substrate 3,
1 × 1012cm-3Reforming by high density plasma
Oxygen, fluorine, and hydrogen required for the first step
Is about 30 seconds. Yo
After this time elapses, switch to the second mode
Instead, the procedure may shift to the second step described later.
【0066】モードの切り替えは、インサイチュモニタ
ー15からの信号に基づいて行ってもよい。つまりレジ
スト層からの生成物であるCO、H、又は添加ガスからのO
を起因とする発光をモニターして、その情報SG15を
コントローラ14に送って、モードの切り替え行う。The mode may be switched based on a signal from the in-situ monitor 15. In other words, CO, H which is a product from the resist layer, or O
And the information SG15 is sent to the controller 14 to switch the mode.
【0067】たとえば、図1の符号15に示すようにプ
ラズマ発光強度を検出する光検出器を用いて、水素原子
の発光ピーク波長656nm、酸素原子の発光ピーク波
長777nm,COの発光ピーク波長309nmなどの
光の強度を測定して、その結果に応じて、第1の工程を
終了し、第2の工程に移行してもよい。For example, as shown by reference numeral 15 in FIG. 1, using a photodetector for detecting plasma emission intensity, the emission peak wavelength of hydrogen atoms is 656 nm, the emission peak wavelength of oxygen atoms is 777 nm, and the emission peak wavelength of CO is 309 nm. May be measured, and the first step may be terminated and the process may be shifted to the second step according to the result.
【0068】第2の工程では、酸素プラズマによってフ
ォトレジスト層の主として変質していない部分の灰化処
理を行う。この灰化処理は、まず、ヒータ4の温度を保
持し及び容器1を気密に保持したまま、排気口2に接続
されている排気装置8の真空ポンプにより容器1をほぼ
真空になるまで排気することにより減圧する。その後、
ガス導入管5から純粋な酸素ガスのみを導入し(ステッ
プS5)、容器1内の圧力を39.9Pa(≒0.3T
orr)程度とする。In the second step, an ashing process is mainly performed on a portion of the photoresist layer which is not deteriorated by oxygen plasma. In the ashing process, first, while maintaining the temperature of the heater 4 and keeping the container 1 airtight, the container 1 is evacuated by the vacuum pump of the exhaust device 8 connected to the exhaust port 2 until the container 1 becomes almost vacuum. To reduce the pressure. afterwards,
Only pure oxygen gas is introduced from the gas introduction pipe 5 (step S5), and the pressure in the vessel 1 is increased to 39.9 Pa (≒ 0.3T).
orr).
【0069】つぎに、高周波電源13により発生させた
マイクロ波を、たとえば1500Wで出力させる(ステ
ップS6)。このマイクロ波は、マイクロ波導波管7及
び誘電体窓6を通じて容器1内に供給される。Next, the microwave generated by the high frequency power supply 13 is output at, for example, 1500 W (step S6). This microwave is supplied into the container 1 through the microwave waveguide 7 and the dielectric window 6.
【0070】上記のような条件で、酸素にマイクロ波が
当てられると、1×1012cm-3程度の高密度の酸素プ
ラズマが発生する。酸素プラズマにより生成されたオゾ
ン、酸素活性種などが改質処理されたレジスト層を灰化
し、これが基体上から除去される(ステップS7)。上
記条件で、灰化処理を行うと50秒程度で処理を完了す
ることができる。When microwaves are applied to oxygen under the above conditions, high-density oxygen plasma of about 1 × 10 12 cm −3 is generated. Ozone, oxygen active species, and the like generated by the oxygen plasma ash the modified resist layer and remove it from the substrate (step S7). When the ashing process is performed under the above conditions, the process can be completed in about 50 seconds.
【0071】なお、第2の工程では、灰化処理を酸素の
みによる酸素プラズマで処理するのではなく、たとえば
半導体基体に腐食を生じない程度に濃度を低くしたフッ
素含有ガスと酸素との混合ガスや、プラズマ内で水素ラ
ジカルを生成する水素含有ガスと酸素との混合ガスを用
いてもよい。さらには、弗素含有ガスと酸素含有ガスと
水素含有ガスとの混合ガスを用いてもよい。In the second step, the ashing process is not performed by oxygen plasma using only oxygen. For example, a mixed gas of a fluorine-containing gas and oxygen whose concentration is reduced so as not to corrode the semiconductor substrate. Alternatively, a mixed gas of a hydrogen-containing gas and oxygen that generates hydrogen radicals in plasma may be used. Further, a mixed gas of a fluorine-containing gas, an oxygen-containing gas, and a hydrogen-containing gas may be used.
【0072】具体的には、第2の工程において、弗素含
有ガスを添加する場合には、以下の3つのうちいずれか
の混合ガスを用いることが望ましい。 (1)弗素含有ガスの濃度が0.01体積%以下となる
ように、弗素含有ガスと酸素含有ガスとを反応室に導入
する。 (2)弗素含有ガスの濃度が第1の工程において導入し
た弗素含有ガスの濃度より低くなるように、弗素含有ガ
スと酸素含有ガスとに加え、水素含有ガスを反応室に導
入する。この場合には、必ずしも弗素含有ガスの濃度を
0.01体積%以下にする必要はない。 (3)水素含有ガスの濃度が第1の工程において導入し
た水素含有ガスの濃度より高くなるように、弗素含有ガ
スと酸素含有ガスとに加え、水素含有ガスを反応室に導
入する。この場合には、必ずしも弗素含有ガスの濃度を
第1の工程におけるそれより低い濃度にする必要はな
い。Specifically, in the case where a fluorine-containing gas is added in the second step, it is desirable to use any one of the following three mixed gases. (1) A fluorine-containing gas and an oxygen-containing gas are introduced into the reaction chamber so that the concentration of the fluorine-containing gas is 0.01% by volume or less. (2) In addition to the fluorine-containing gas and the oxygen-containing gas, a hydrogen-containing gas is introduced into the reaction chamber so that the concentration of the fluorine-containing gas is lower than the concentration of the fluorine-containing gas introduced in the first step. In this case, the concentration of the fluorine-containing gas does not necessarily need to be 0.01 vol% or less. (3) In addition to the fluorine-containing gas and the oxygen-containing gas, the hydrogen-containing gas is introduced into the reaction chamber so that the concentration of the hydrogen-containing gas is higher than the concentration of the hydrogen-containing gas introduced in the first step. In this case, the concentration of the fluorine-containing gas does not necessarily need to be lower than that in the first step.
【0073】こうすることで、下地の腐食を防ぎつつ処
理に要する時間を短縮することができる。By doing so, it is possible to reduce the time required for the treatment while preventing corrosion of the base.
【0074】第1の工程から第2の工程に移行するとき
の、ガス導入装置の具体的な動作としては、第1の工程
におけるプラズマ消灯後、弗素含有ガス供給ラインの流
量制御器を制御して流量を下げるか供給を停止すればよ
い。As a specific operation of the gas introducing device when shifting from the first step to the second step, after turning off the plasma in the first step, the flow controller of the fluorine-containing gas supply line is controlled. Then, the flow rate may be reduced or the supply may be stopped.
【0075】また、第2の工程において、ヒータ4によ
る基体3の加熱温度をたとえば250℃まで上昇させる
と、残留レジスト層の灰化処理に必要な時間が短縮で
き、第2の工程におけるプラズマ発生時間は約20秒間
程度に短縮することも可能である。In the second step, if the heating temperature of the base 3 by the heater 4 is increased to, for example, 250 ° C., the time required for the ashing process of the residual resist layer can be shortened, and the plasma generation in the second step The time can be reduced to about 20 seconds.
【0076】ただし、この手法によってレジスト層を除
去しようとすると、ヒータ4の温度を上昇させる時間を
要することになる。そのため、第1の工程では、プラズ
マ発生中は基体3をヒータ4上に載置せず、支持手段に
設けられら移動手段により、ヒータ4の上方にヒータ4
から離して基体3を保持し、第2の工程に移行する際
に、基体3を下げてプラズマ発生中、基体3をヒータ4
上に載置してもよい。基体3をヒータ4の上方で上下に
移動できる移動手段としては公知のリフトピンなどを用
いることができる。However, in order to remove the resist layer by this method, it takes time to raise the temperature of the heater 4. Therefore, in the first step, the substrate 3 is not placed on the heater 4 during the generation of the plasma, but is moved above the heater 4 by the moving means provided on the support means.
When the substrate 3 is held away from the substrate 3 and the process proceeds to the second step, the substrate 3 is lowered and the substrate 3 is
It may be placed on top. A known lift pin or the like can be used as a moving unit that can move the base 3 up and down above the heater 4.
【0077】なお、プラズマ中のイオンによって基体3
が腐食されないように、移動手段によって上方に移動さ
れた基体3の位置は、プラズマ中のイオンが到達しない
ような、中性ラジカルのみが存在するような位置までと
することが必要である。Note that the ions in the plasma cause the substrate 3
It is necessary that the position of the substrate 3 moved upward by the moving means to a position where only neutral radicals exist such that ions in the plasma do not reach so as not to be corroded.
【0078】さらに、ヒータ4の温度を上昇させるため
に必要な時間の存在により、レジスト層を除去するまで
に要する総時間を少なくする工夫を施してもよい。たと
えば図1に示す除去システムを2台隣接させておき、一
方を第1の工程専用とし、他方を第2の工程専用とす
る。このような装置を用いて、低温で第1の工程による
処理を施された基体3は、他方の容器内に移され、すで
に250℃に加熱されている状態のヒータ4上に、第1
の工程を経た基体3を載置して灰化処理する。Further, depending on the time required for raising the temperature of the heater 4, a measure may be taken to reduce the total time required for removing the resist layer. For example, two removal systems shown in FIG. 1 are adjacent to each other, and one is dedicated to the first step and the other is dedicated to the second step. Using such an apparatus, the substrate 3 that has been subjected to the treatment in the first step at a low temperature is transferred into the other container and placed on the heater 4 already heated to 250 ° C.
The substrate 3 having undergone the above-mentioned steps is placed and subjected to an incineration treatment.
【0079】(半導体装置の製造方法)図3(a)〜図
3(d)を参照して、本発明の一実施形態による半導体
装置の製造方法について説明する。(Method of Manufacturing Semiconductor Device) A method of manufacturing a semiconductor device according to one embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 (a) to 3 (d).
【0080】シリコンウエハなどのn型半導体基板21
を用意して、その表面にn型の半導体層23をエピタキ
シャル成長させる。硼素のようなP型ドーパントを拡散
させてp型半導体からなるpウエル22を形成する。選
択酸化により酸化シリコンからなる素子分離領域24を
形成する。シリコンの表面を熱酸化してゲート酸化膜2
5a,25bを形成した後、多結晶シリコンを堆積し、
パターニングして多結晶シリコンゲート電極26a、2
6bを形成する。そして、フォトレジスト層を塗布し、
露光し、現像して、パターニングされたレジスト層27
を形成する。こうして図3(a)に示す構造体が得られ
る。An n-type semiconductor substrate 21 such as a silicon wafer
Is prepared, and an n-type semiconductor layer 23 is epitaxially grown on the surface. A p-type dopant such as boron is diffused to form a p-well 22 made of a p-type semiconductor. An element isolation region 24 made of silicon oxide is formed by selective oxidation. Thermal oxidation of silicon surface to form gate oxide film 2
After forming 5a, 25b, polycrystalline silicon is deposited,
After patterning, the polysilicon gate electrodes 26a, 2a
6b is formed. And apply a photoresist layer,
Exposure, development and patterned resist layer 27
To form Thus, the structure shown in FIG. 3A is obtained.
【0081】リンや砒素などのイオンを打ち込んで、レ
ジスト層27から露出した領域にn型半導体からなるソ
ース・ドレイン領域28を形成する。レジスト層27の
表面側には、イオン注入により変質した領域29が形成
される。こうして図3(b)に示す構造体が得られる。A source / drain region 28 made of an n-type semiconductor is formed in a region exposed from the resist layer 27 by implanting ions such as phosphorus and arsenic. On the surface side of the resist layer 27, a region 29 altered by ion implantation is formed. Thus, the structure shown in FIG. 3B is obtained.
【0082】なお、イオン注入の際に、図3(a)のn
型半導体基板21を傾けた状態で回転させれば、レジス
ト層27の側壁にも変質領域が形成される。Note that at the time of ion implantation, n in FIG.
If the mold semiconductor substrate 21 is rotated while being tilted, a deteriorated region is also formed on the side wall of the resist layer 27.
【0083】上述した第1の工程と同じ工程により、酸
素、水素、弗素含有ガスのプラズマ処理を行い、レジス
ト層27を改質する。イオン注入された変質領域29は
このとき同時に除去されても、除去されずに改質のみ行
われてもよい。こうして図3(c)に示すnチャンネル
MOSを有する構造体が得られる。In the same step as the above-mentioned first step, a plasma treatment with a gas containing oxygen, hydrogen and fluorine is performed to modify the resist layer 27. At this time, the ion-implanted altered region 29 may be removed at the same time, or only the reforming may be performed without being removed. Thus, a structure having the n-channel MOS shown in FIG. 3C is obtained.
【0084】つづいて、第2の工程に移行して、酸素ガ
スのプラズマ処理を行い残留しているレジスト層27を
除去する。リンや砒素などの注入イオン種は、第1の工
程により、弗素化物や水素化物となって、消失するた
め、注入イオン種による残渣もみられない。こうして図
3(d)に示す構造体が得られる。Subsequently, the process proceeds to the second step, in which plasma treatment with oxygen gas is performed to remove the remaining resist layer 27. The implanted ion species such as phosphorus and arsenic are converted into fluorinated substances and hydrides by the first step and disappear, so that no residue due to the implanted ion species is observed. Thus, the structure shown in FIG. 3D is obtained.
【0085】さらに、NチャンネルMOS部分をレジス
ト層で覆い、注入イオン種を硼素に変えて、図3(a)
〜図3(d)と同様の工程を施せば、PチャンネルMO
Sを作製できる。Further, the N-channel MOS portion is covered with a resist layer, and the ion species to be implanted is changed to boron.
3D, a P-channel MO
S can be produced.
【0086】本実施形態によれば、多結晶シリコンゲー
ト電極26a,26bや、酸化シリコンからなるソース
・ドレイン領域28上の膜を過度にエッチングすること
なく、イオン注入のためのレジスト層27を良好に且つ
速く除去できる。According to this embodiment, the resist layer 27 for ion implantation can be formed without excessively etching the polysilicon gate electrodes 26a and 26b and the film on the source / drain regions 28 made of silicon oxide. And can be removed quickly.
【0087】(実験1)8インチの表面を酸化したシリ
コンウエハを用意して、フェノールノボラック樹脂を主
成分とするi線用のフォトレジスト層を塗布して、i線
で露光してベーキングして厚さ1μmのレジスト層膜を
形成した。このレジスト層に、リン(P +)を注入エネ
ルギー60keV、ドーズ量5×1015cm-2という条
件でイオン打ち込みを行い、試料1を作製した。(Experiment 1) An 8 inch surface oxidized silicon
Prepare a con wafer and use phenol novolak resin
Applying a photoresist layer for i-line as a component,
Exposure and baking to form a 1 μm thick resist layer film
Formed. Phosphorus (P +) Injecting energy
Lugie 60 keV, dose 5 × 10Fifteencm-2Article
Sample 1 was produced by ion implantation according to the conditions.
【0088】容器内の加熱されたヒータ上に、上記試料
を載せ100℃に加熱するとともに、容器内を排気し
た。酸素ガスを2100SCCMの流量で、SF6ガス
を3SCCMの流量で、アルゴンガスにより4体積%に
希釈した水素ガスを900SCCMの流量で、容器内に
導入した。The above sample was placed on a heated heater in the container, heated to 100 ° C., and the inside of the container was evacuated. Oxygen gas was introduced into the vessel at a flow rate of 2100 SCCM, SF 6 gas at a flow rate of 3 SCCM, and hydrogen gas diluted to 4% by volume with argon gas at a flow rate of 900 SCCM.
【0089】容器内の圧力を133Paに維持して、周
波数2.45GHz、出力1500Wのマイクロ波を供
給し、40秒間混合ガスのプラズマを発生させた。この
ような処理を経た試料のレジスト層における、リンと弗
素のプロファイルを2次イオン質量分析法(SIMS)
により分析した。その結果を、図4に示す。While maintaining the pressure in the container at 133 Pa, a microwave having a frequency of 2.45 GHz and an output of 1500 W was supplied, and plasma of the mixed gas was generated for 40 seconds. The profile of phosphorus and fluorine in the resist layer of the sample that has undergone such processing is analyzed by secondary ion mass spectrometry (SIMS).
Was analyzed by The result is shown in FIG.
【0090】表面側近傍にピーク濃度を有するリンと弗
素とのプロファイルが得られた。A profile of phosphorus and fluorine having a peak concentration near the surface was obtained.
【0091】これから、残留レジスト層には予めイオン
注入されたリン以外に、弗素プラズマから弗素が注入さ
れていて、イオン注入レジスト層が改質されていること
がわかる。これは、改質処理をした結果、注入したイオ
ン成分であるリンがレジスト層内でフッ素と結合してい
ることを示唆している。From this, it can be seen that fluorine was implanted into the residual resist layer from fluorine plasma, in addition to phosphorus ion-implanted in advance, and the ion-implanted resist layer was modified. This suggests that as a result of the modification treatment, phosphorus, which is an ion component implanted, is bonded to fluorine in the resist layer.
【0092】すなわち、改質処理によって、注入したイ
オン成分であるリンとフッ素とが結合すると、レジスト
層の成分であるフェノール環の間に形成されていた架橋
の切断が生じるため、この後に第2の工程による酸素プ
ラズマを行えば、灰化中にイオン成分を揮発性のフッ化
物として除去することができると考えられる。That is, when phosphorus and fluorine, which are implanted ion components, are bonded by the reforming treatment, the bridge formed between phenol rings, which are components of the resist layer, is cut off. It is considered that the ionic component can be removed as a volatile fluoride during the incineration by performing the oxygen plasma in the step (1).
【0093】このようにレジスト層が改質されている
と、続く第2の工程では、弗素を少なくするか、或いは
弗素を用いなくても十分に速い残留レジスト層のアッシ
ングが可能である。When the resist layer is modified in this manner, in the subsequent second step, it is possible to reduce the amount of fluorine or to perform ashing of the residual resist layer sufficiently quickly without using fluorine.
【0094】[0094]
【実施例】(実施例1)実験1と同じ条件と手順によ
り、多数の試料2(イオン注入されたレジスト層を有す
る基体)を作製した。EXAMPLE 1 A large number of samples 2 (substrates having an ion-implanted resist layer) were manufactured under the same conditions and procedures as in Experiment 1.
【0095】容器1内の加熱されたヒータ4上に、一つ
の試料2を載せ100℃に加熱するとともに、容器1内
を排気口2を通じてを排気した。ガス導入装置9及びコ
ントローラ14により、酸素ガスを2100SCCMの
流量で、SF6ガスを3SCCMの流量で、アルゴンガ
スにより4体積%に希釈した水素ガスを900SCCM
の流量で、容器1内にそれぞれ導入した。One sample 2 was placed on the heated heater 4 in the container 1, heated to 100 ° C., and the inside of the container 1 was exhausted through the exhaust port 2. The gas introducing device 9 and the controller 14 supply oxygen gas at a flow rate of 2100 SCCM, SF 6 gas at a flow rate of 3 SCCM, and hydrogen gas diluted to 4% by volume with argon gas at 900 SCCM.
At a flow rate of 1.
【0096】そして、容器1内の圧力を133Pa(≒
1Torr)に維持して、周波数2.45GHz、出力
1500Wのマイクロ波を高周波電力供給器7を通じて
容器1内に供給し、28秒間、混合ガスのプラズマを発
生させた(第1の工程)。Then, the pressure in the container 1 is set to 133 Pa (≒
While maintaining the pressure at 1 Torr, a microwave having a frequency of 2.45 GHz and an output of 1500 W was supplied into the container 1 through the high-frequency power supply 7 to generate plasma of the mixed gas for 28 seconds (first step).
【0097】その後、コントローラ14とガス導入装置
9とにより、モードを切り替えて、SF6ガスと水素ガ
スとの供給を止め、圧力と基板温度は変えずに、酸素ガ
スのプラズマを発生させた(第2の工程)。Thereafter, the modes were switched by the controller 14 and the gas introducing device 9 to stop the supply of the SF 6 gas and the hydrogen gas, and the oxygen gas plasma was generated without changing the pressure and the substrate temperature ( Second step).
【0098】レジスト層の成分によるプラズマ発光強度
が減少し、ほぼ一定になったところで、マイクロ波の供
給を停止しプラズマを消灯した。When the plasma emission intensity due to the components of the resist layer decreased and became substantially constant, the supply of the microwave was stopped and the plasma was turned off.
【0099】そして、試料2を容器1から取り出した。Then, the sample 2 was taken out of the container 1.
【0100】以上のような処理を、第1の工程における
プラズマ発生時間を0時間(第1の工程がない場合)〜
80秒の範囲で変更して、試料2をそれぞれ処理した。
その結果を図5に示す。The above processing is performed by setting the plasma generation time in the first step to 0 hours (when there is no first step).
Sample 2 was processed with each change in the range of 80 seconds.
The result is shown in FIG.
【0101】図5は、第1の工程におけるプラズマ発生
時間(改質処理時間)と、改質処理後に灰化処理を行っ
た後の半導体基体上の酸化物の残渣数との関係を示す図
である。FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the plasma generation time (reforming time) in the first step and the number of oxide residues on the semiconductor substrate after the ashing process has been performed after the reforming process. It is.
【0102】図5に示すように、たとえば改質処理を行
う時間が、28秒までの間には、改質処理時間に応じて
半導体基体上の0.2μm以上の大きさの酸化物の残渣
は、たとえば1×104個程度から1×102個程度ま
で、指数対数的に減少する。As shown in FIG. 5, for example, when the time for performing the reforming process is up to 28 seconds, the residue of the oxide having a size of 0.2 μm or more on the semiconductor substrate according to the reforming time is determined. Decreases exponentially logarithmically from, for example, about 1 × 10 4 to about 1 × 10 2 .
【0103】一方、改質処理を行う時間が28秒を超え
ると、半導体基体上の酸化物の残渣数に大きな変化はな
い。そのため、改質処理を行う時間を、28秒を大きく
上回る様な時間とすると、半導体基体のレジスト層が形
成されていない部分が腐食されるため好ましくない。On the other hand, if the time for performing the reforming treatment exceeds 28 seconds, there is no significant change in the number of oxide residues on the semiconductor substrate. Therefore, it is not preferable that the time for performing the reforming process be much longer than 28 seconds because a portion of the semiconductor substrate on which the resist layer is not formed is corroded.
【0104】上述した実施例では、被処理体となる半導
体基体,レジスト層の諸条件及びヒータによる加熱条件
等が同じ場合には、第1の工程により改質処理する時間
と、改質処理した後に第2の工程により酸素プラズマに
よって灰化処理したときの半導体基体上の酸化物の残渣
との間の相関関係に再現性が見られた。In the above-described embodiment, when the conditions of the semiconductor substrate to be processed, the resist layer, the heating conditions by the heater, and the like are the same, the time for the reforming process in the first step and the time for the reforming process are performed. Reproducibility was found in the correlation between the oxide residue on the semiconductor substrate and the ashing treatment by oxygen plasma in the second step later.
【0105】(実施例2)基体3として8インチの表面
を酸化したシリコンウエハを用意して、i線用のフォト
レジスト層を塗布して、i線で露光し、現像してベーキ
ングした。このパターニングされたレジスト層に、リン
(P+)を注入エネルギー60keV、ドーズ量5×1
015cm-2という条件でイオンインプラして、試料3を
作製した。(Example 2) A silicon wafer having an 8-inch surface oxidized was prepared as a substrate 3, a photoresist layer for i-line was applied, exposed to i-line, developed, and baked. Phosphorus (P + ) is implanted into the patterned resist layer at an implantation energy of 60 keV and a dose of 5 × 1.
Sample 3 was prepared by ion implantation under the condition of 0 15 cm -2 .
【0106】容器1内の加熱されたヒータ4上に、上記
試料を載せ100℃に加熱するとともに、容器1内を排
気口2を通じて排気した。ガス導入装置9及びコントロ
ーラ14により、酸素ガスを2100SCCMの流量
で、SF6ガスを3SCCMの流量で、アルゴンガスに
より4体積%に希釈した水素ガスを900SCCMの流
量で、容器1内にそれぞれ導入した。The sample was placed on the heated heater 4 in the container 1 and heated to 100 ° C., and the inside of the container 1 was evacuated through the exhaust port 2. Oxygen gas was introduced at a flow rate of 2100 SCCM, SF 6 gas was introduced at a flow rate of 3 SCCM, and hydrogen gas diluted to 4% by volume with argon gas was introduced at a flow rate of 900 SCCM into the vessel 1 by the gas introduction device 9 and the controller 14. .
【0107】容器1内の圧力を133Pa(≒1Tor
r)に維持して、周波数2.45GHz、出力1500
Wのマイクロ波を高周波電力供給器7を通じて容器1内
に供給し、40秒間混合ガスのプラズマを発生させた
(第1の工程)。The pressure in the container 1 was set to 133 Pa (≒ 1 Torr).
r), while maintaining a frequency of 2.45 GHz and an output of 1500
The microwave of W was supplied into the container 1 through the high-frequency power supply 7 to generate plasma of the mixed gas for 40 seconds (first step).
【0108】コントローラ14によりガス導入装置9を
制御して、SF6ガスの供給を止めた。基体3の温度と
圧力は、第1の工程から変更せずに、第1の工程と同様
にマイクロ波を供給して、酸素と水素の混合ガスのプラ
ズマを100秒〜120秒間発生させた。The gas supply device 9 was controlled by the controller 14 to stop the supply of the SF 6 gas. The temperature and the pressure of the substrate 3 were not changed from the first step, and a microwave was supplied in the same manner as in the first step to generate a plasma of a mixed gas of oxygen and hydrogen for 100 seconds to 120 seconds.
【0109】その結果、処理後の基体3上の0.2μm
以上の残渣の数の平均は50個であった。As a result, 0.2 μm
The average of the number of the above residues was 50.
【0110】また、基体3のレジスト層が形成されてい
なかった部分は、0.1nm以下の厚さしか腐食されて
いなかった。Further, the portion of the base 3 where the resist layer was not formed was corroded only to a thickness of 0.1 nm or less.
【0111】[0111]
【発明の効果】以上説明したように、本発明のレジスト
層除去方法は、酸素含有ガスに微量の弗素含有ガスを添
加したガスのプラズマにより、イオン注入されて変質部
分が生じたレジスト層の変質部分を改質する。このと
き、水素含有ガスを添加するので、レジスト層から露出
した部分へのエッチングによる腐食を抑えることができ
る。As described above, the method of removing a resist layer according to the present invention provides a method for removing a deteriorated portion of a resist layer which is ion-implanted by a plasma of a gas obtained by adding a small amount of a fluorine-containing gas to an oxygen-containing gas. Reforming part. At this time, since the hydrogen-containing gas is added, corrosion of the portion exposed from the resist layer due to etching can be suppressed.
【0112】その後、弗素含有ガスの濃度を0.01体
積%以下に更に減らすか、弗素含有ガスを用いずに、酸
素ガスを用いて処理をするか、弗素含有ガスを減らすと
ともに水素含有ガスを添加するか、水素含有ガスの濃度
が高くなるようにしてプラズマ処理を行い、半導体基体
から改質された残留レジスト層をほぼ完全に除去する。
こうして、レジスト層から露出した半導体基体の表面の
腐食を抑えつつ、良好にイオン注入レジスト層をアッシ
ング除去することができる。Then, the concentration of the fluorine-containing gas is further reduced to 0.01% by volume or less, or the treatment is performed using oxygen gas without using the fluorine-containing gas, or the fluorine-containing gas is reduced and the hydrogen-containing gas is reduced. Plasma treatment is performed by adding or increasing the concentration of the hydrogen-containing gas to remove the modified residual resist layer from the semiconductor substrate almost completely.
Thus, the ion-implanted resist layer can be ashed and removed satisfactorily while suppressing the corrosion of the surface of the semiconductor substrate exposed from the resist layer.
【図1】本発明の実施形態による有機物除去システムの
構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of an organic matter removal system according to an embodiment of the present invention.
【図2】本発明の実施形態による有機物除去方法のフロ
ーチャートである。FIG. 2 is a flowchart of an organic matter removing method according to an embodiment of the present invention.
【図3】本発明の実施形態による半導体装置の製造方法
を説明するための模式図である。FIG. 3 is a schematic view for explaining the method for manufacturing a semiconductor device according to the embodiment of the present invention.
【図4】改質処理されたフォトレジスト層の表面からの
距離と、その距離に対するフッ素及びリンの各濃度との
関係を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a distance from a surface of a modified photoresist layer and each concentration of fluorine and phosphorus with respect to the distance.
【図5】第1の工程の時間と、その後の第2の工程を経
て得られた試料上の酸化物残渣の数との関係を示す図で
ある。FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the time of a first step and the number of oxide residues on a sample obtained through a subsequent second step.
1 容器 2 排気口 3 基体 4 ヒータ 5 ガス導入管 6 誘電体窓 7 高周波電力供給器(マイクロ波導波管) 8 排気装置 9 ガス導入装置 10 酸素含有ガス源 11 弗素含有ガス源 12 水素含有ガス源 13 高周波電源(マイクロ波電源) 14 コントローラ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Container 2 Exhaust port 3 Base 4 Heater 5 Gas introduction pipe 6 Dielectric window 7 High frequency power supply (microwave waveguide) 8 Exhaust device 9 Gas introduction device 10 Oxygen-containing gas source 11 Fluorine-containing gas source 12 Hydrogen-containing gas source 13 High frequency power supply (microwave power supply) 14 Controller
Claims (33)
を、少なくとも酸素含有ガスのプラズマを利用して、基
体上から除去する有機物除去方法において、 酸素含有ガスと水素含有ガスと弗素含有ガスとを反応室
に導入し、該反応室に導入されたガスのプラズマを発生
させ、プラズマ処理を施す第1の工程と、 弗素含有ガスを導入することなく、酸素含有ガスを反応
室に導入し、該反応室に導入されたガスのプラズマを発
生させ、プラズマ処理を施す第2の工程と、 を含むことを特徴とする有機物除去方法。An organic substance removing method for removing an organic substance having an ion-implanted region from a substrate using at least a plasma of an oxygen-containing gas, wherein an oxygen-containing gas, a hydrogen-containing gas, and a fluorine-containing gas are reacted. A first step of generating plasma of the gas introduced into the reaction chamber and performing a plasma treatment, and introducing an oxygen-containing gas into the reaction chamber without introducing a fluorine-containing gas. A second step of generating plasma of the gas introduced into the chamber and performing a plasma treatment.
を、少なくとも酸素含有ガスのプラズマを利用して、基
体上から除去する有機物除去方法において、 酸素含有ガスと水素含有ガスと弗素含有ガスとを反応室
に導入し、該反応室に導入されたガスのプラズマを発生
させ、プラズマ処理を施す第1の工程と、 弗素含有ガスの濃度が0.01体積%以下となるよう
に、弗素含有ガスと酸素含有ガスとを反応室に導入し、
該反応室に導入されたガスのプラズマを発生させ、プラ
ズマ処理を施す第2の工程と、 を含むことを特徴とする有機物除去方法。2. A method for removing an organic substance having an ion-implanted region from a substrate using at least a plasma of an oxygen-containing gas, wherein an oxygen-containing gas, a hydrogen-containing gas, and a fluorine-containing gas are reacted. A first step of generating a plasma of the gas introduced into the reaction chamber and performing plasma treatment, and a step of generating a plasma of the gas introduced into the reaction chamber, wherein the concentration of the fluorine-containing gas is 0.01% by volume or less. Introducing an oxygen-containing gas into the reaction chamber,
A second step of generating plasma of the gas introduced into the reaction chamber and performing a plasma treatment.
を、少なくとも酸素含有ガスのプラズマを利用して、基
体上から除去する有機物除去方法において、 酸素含有ガスと水素含有ガスと弗素含有ガスとを反応室
に導入し、該反応室に導入されたガスのプラズマを発生
させ、プラズマ処理を施す第1の工程と、 弗素含有ガスの濃度が前記第1の工程において導入した
弗素含有ガスの濃度より低くなるように、弗素含有ガス
と酸素含有ガスと水素含有ガスとを反応室に導入し、該
反応室に導入されたガスのプラズマを発生させ、プラズ
マ処理を施す第2の工程と、 を含むことを特徴とする有機物除去方法。3. An organic substance removing method for removing an organic substance having an ion-implanted region from a substrate using at least a plasma of an oxygen-containing gas, wherein an oxygen-containing gas, a hydrogen-containing gas, and a fluorine-containing gas are reacted. A first step of introducing plasma into the chamber, generating plasma of the gas introduced into the reaction chamber, and performing a plasma treatment, wherein the concentration of the fluorine-containing gas is lower than the concentration of the fluorine-containing gas introduced in the first step. A second step of introducing a fluorine-containing gas, an oxygen-containing gas, and a hydrogen-containing gas into a reaction chamber, generating plasma of the gas introduced into the reaction chamber, and performing a plasma treatment. A method for removing organic substances.
を、少なくとも酸素含有ガスのプラズマを利用して、基
体上から除去する有機物除去方法において、 酸素含有ガスと水素含有ガスと弗素含有ガスとを反応室
に導入し、該反応室に導入されたガスのプラズマを発生
させ、プラズマ処理を施す第1の工程と、 水素含有ガスの濃度が前記第1の工程において導入した
水素含有ガスの濃度より高くなるように、弗素含有ガス
と酸素含有ガスと水素含有ガスとを反応室に導入し、該
反応室に導入されたガスのプラズマを発生させ、プラズ
マ処理を施す第2の工程と、 を含むことを特徴とする有機物除去方法。4. An organic substance removing method for removing an organic substance having an ion-implanted region from a substrate using at least a plasma of an oxygen-containing gas, wherein an oxygen-containing gas, a hydrogen-containing gas, and a fluorine-containing gas are reacted. A first step of generating a plasma of the gas introduced into the reaction chamber and introducing the gas into the reaction chamber and performing a plasma treatment; and a step in which the concentration of the hydrogen-containing gas is higher than the concentration of the hydrogen-containing gas introduced in the first step. A second step of introducing a fluorine-containing gas, an oxygen-containing gas, and a hydrogen-containing gas into a reaction chamber, generating plasma of the gas introduced into the reaction chamber, and performing a plasma treatment. A method for removing organic substances.
を、少なくとも酸素含有ガスのプラズマを利用して、基
体上から除去する有機物除去方法において、 酸素含有ガスと水素含有ガスと弗素含有ガスとを反応室
に導入し、該反応室に導入されたガスのプラズマを発生
させ、プラズマ処理を施す第1の工程と、 前記第1の工程で該反応室に導入したガスより該基体の
露出面をエッチングし難いガスを反応室に導入し、該反
応室に導入されたガスのプラズマを発生させ、プラズマ
処理を施す第2の工程と、 を含むことを特徴とする有機物除去方法。5. An organic substance removing method for removing an organic substance having an ion-implanted region from a substrate using at least plasma of an oxygen-containing gas, wherein an oxygen-containing gas, a hydrogen-containing gas, and a fluorine-containing gas are reacted. A first step of generating plasma of a gas introduced into the reaction chamber and introducing the gas into the reaction chamber, and performing a plasma treatment; and etching the exposed surface of the substrate with the gas introduced into the reaction chamber in the first step. A second step of introducing a difficult gas into the reaction chamber, generating plasma of the gas introduced into the reaction chamber, and performing a plasma treatment.
素ガス、弗化硫黄ガス及び弗化炭素ガスからなる群から
選択される少なくとも一種のガスを含む請求項1から5
のいずれか1項に記載の有機物除去方法。6. The gas according to claim 1, wherein the fluorine-containing gas includes at least one gas selected from the group consisting of fluorine gas, nitrogen fluoride gas, sulfur fluoride gas, and carbon fluoride gas.
The organic matter removing method according to any one of the above.
化合物のガスからなる群から選択される少なくとも一種
のガスを含む請求項1から5のいずれか1項に記載の有
機物除去方法。7. The organic matter removing method according to claim 1, wherein the hydrogen-containing gas includes at least one gas selected from the group consisting of hydrogen gas and hydrogen compound gas.
は、1×1011cm -3以上である請求項1から5のいず
れか1項に記載の有機物除去方法。8. The density of plasma in the first step
Is 1 × 1011cm -3Any of claims 1 to 5 that are above
2. The method for removing organic matter according to claim 1.
温度は、前記第2の工程における前記基体の加熱温度以
下である請求項1から5のいずれか1項に記載の有機物
除去方法。9. The method according to claim 1, wherein a heating temperature of the substrate in the first step is lower than a heating temperature of the substrate in the second step.
素が注入された前記有機物に、前記プラズマからさらに
弗素が注入されて前記有機物の表面改質がなされる請求
項1から5のいずれか1項に記載の有機物除去方法。10. The method according to claim 1, wherein in the first step, fluorine is further injected from the plasma into the organic substance into which phosphorus, arsenic, and boron have been injected, and the surface of the organic substance is modified. 2. The method for removing organic matter according to claim 1.
ら、前記第1の工程から前記第2の工程に処理を移行す
る請求項1から5のいずれか1項に記載の有機物除去方
法。11. The organic substance removing method according to claim 1, wherein the processing is shifted from the first step to the second step while monitoring the emission of the plasma.
計測した後に、前記第1の工程から前記第2の工程に処
理を移行する請求項1から5のいずれか1項に記載の有
機物除去方法。12. The organic substance removal method according to claim 1, wherein the process is shifted from the first step to the second step after measuring a lapse of time in the first step. Method.
より変質した領域を除去する前に、前記第1の工程から
前記第2の工程に処理を移行する請求項1から5のいず
れか1項に記載の有機物除去方法。13. The method according to claim 1, wherein the processing is shifted from the first step to the second step before removing the region altered by the ion implantation in the first step. The organic matter removing method according to the above.
共通の反応室にて行われる請求項1から5のいずれか1
項に記載の有機物除去方法。14. The method according to claim 1, wherein the first step and the second step are performed in a common reaction chamber.
The organic substance removing method according to the above item.
ジスト層である請求項1から5のいずれか1項に記載の
有機物除去方法。15. The method according to claim 1, wherein the organic substance is a patterned resist layer.
体領域を有する基体上にパターニングされた有機物を形
成する形成工程と、 前記有機物をマスクとして利用して前記半導体領域にイ
オン注入する注入工程と、イオン注入された前記有機物
を、少なくとも酸素含有ガスのプラズマを利用して、前
記基体上から除去する有機物除去工程と、を含み、 前記有機物除去工程は、 酸素含有ガスと水素含有ガスと弗素含有ガスとを反応室
に導入し、該反応室に導入されたガスのプラズマを発生
させ、プラズマ処理を施す第1の工程と、 弗素含有ガスを導入することなく、酸素含有ガスを反応
室に導入し、該反応室に導入されたガスのプラズマを発
生させ、プラズマ処理を施す第2の工程と、 を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。16. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: forming a patterned organic material on a substrate having a semiconductor region; implanting an ion into the semiconductor region using the organic material as a mask; An organic substance removing step of removing the injected organic substance from the substrate using at least a plasma of an oxygen-containing gas, wherein the organic substance removing step comprises: an oxygen-containing gas, a hydrogen-containing gas, and a fluorine-containing gas. Is introduced into a reaction chamber, a plasma of the gas introduced into the reaction chamber is generated, and a first step of performing plasma processing is performed. An oxygen-containing gas is introduced into the reaction chamber without introducing a fluorine-containing gas, A second step of generating plasma of the gas introduced into the reaction chamber and performing a plasma treatment.
体領域を有する基体上にパターニングされた有機物を形
成する形成工程と、 前記有機物をマスクとして利用して前記半導体領域にイ
オン注入する注入工程と、 イオン注入された前記有機物を、少なくとも酸素含有ガ
スのプラズマを利用して、前記基体上から除去する有機
物除去工程と、 を含み、 前記有機物除去工程は、 酸素含有ガスと水素含有ガスと弗素含有ガスとを反応室
に導入し、該反応室に導入されたガスのプラズマを発生
させ、プラズマ処理を施す第1の工程と、 弗素含有ガスの濃度が0.01体積%以下となるよう
に、弗素含有ガスと酸素含有ガスとを反応室に導入し、
該反応室に導入されたガスのプラズマを発生させ、プラ
ズマ処理を施す第2の工程と、 を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。17. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: forming a patterned organic material on a substrate having a semiconductor region; implanting an ion into the semiconductor region using the organic material as a mask; An organic substance removing step of removing the injected organic substance from the substrate using at least a plasma of an oxygen-containing gas, wherein the organic substance removing step comprises: an oxygen-containing gas, a hydrogen-containing gas, and a fluorine-containing gas. Is introduced into a reaction chamber, a plasma of the gas introduced into the reaction chamber is generated, and a plasma process is performed. The first step includes the steps of: Introducing a gas and an oxygen-containing gas into the reaction chamber,
A second step of generating plasma of the gas introduced into the reaction chamber and performing a plasma treatment.
体領域を有する基体上にパターニングされた有機物を形
成する形成工程と、 前記有機物をマスクとして利用して前記半導体領域にイ
オン注入する注入工程と、 イオン注入された前記有機物を、少なくとも酸素含有ガ
スのプラズマを利用して、前記基体上から除去する有機
物除去工程と、を含み、 前記有機物除去工程は、 酸素含有ガスと水素含有ガスと弗素含有ガスとを反応室
に導入し、該反応室に導入されたガスのプラズマを発生
させ、プラズマ処理を施す第1の工程と、 弗素含有ガスの濃度が前記第1の工程において導入した
弗素含有ガスの濃度より低くなるように、弗素含有ガス
と酸素含有ガスと水素含有ガスとを反応室に導入し、該
反応室に導入されたガスのプラズマを発生させ、プラズ
マ処理を施す第2の工程と、 を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。18. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: forming a patterned organic material on a substrate having a semiconductor region; implanting an ion into the semiconductor region using the organic material as a mask; An organic substance removing step of removing the injected organic substance from the substrate using at least a plasma of an oxygen-containing gas, wherein the organic substance removing step comprises: an oxygen-containing gas, a hydrogen-containing gas, and a fluorine-containing gas. Is introduced into the reaction chamber, a plasma of the gas introduced into the reaction chamber is generated, and a plasma process is performed. A fluorine-containing gas, an oxygen-containing gas, and a hydrogen-containing gas are introduced into the reaction chamber so as to be lower, and a plasma of the gas introduced into the reaction chamber is generated. A method of manufacturing a semiconductor device which comprises a second step of performing a plasma treatment, a.
体領域を有する基体上にパターニングされた有機物を形
成する形成工程と、 前記有機物をマスクとして利用して前記半導体領域にイ
オン注入する注入工程と、 イオン注入された前記有機物を、少なくとも酸素含有ガ
スのプラズマを利用して、前記基体上から除去する有機
物除去工程と、 を含み、 前記有機物除去工程は、 酸素含有ガスと水素含有ガスと弗素含有ガスとを反応室
に導入し、該反応室に導入されたガスのプラズマを発生
させ、プラズマ処理を施す第1の工程と、 水素含有ガスの濃度が前記第1の工程において導入した
水素含有ガスの濃度より高くなるように、弗素含有ガス
と酸素含有ガスと水素含有ガスとを反応室に導入し、該
反応室に導入されたガスのプラズマを発生させ、プラズ
マ処理を施す第2の工程と、 を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。19. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: forming a patterned organic material on a substrate having a semiconductor region; implanting ions into the semiconductor region using the organic material as a mask; An organic substance removing step of removing the injected organic substance from the substrate using at least a plasma of an oxygen-containing gas, wherein the organic substance removing step comprises: an oxygen-containing gas, a hydrogen-containing gas, and a fluorine-containing gas. Is introduced into the reaction chamber, a plasma of the gas introduced into the reaction chamber is generated, and a plasma process is performed, and the concentration of the hydrogen-containing gas is the concentration of the hydrogen-containing gas introduced in the first step. A fluorine-containing gas, an oxygen-containing gas, and a hydrogen-containing gas are introduced into a reaction chamber so as to be higher, and plasma of the gas introduced into the reaction chamber is generated. And a second step of performing a plasma treatment.
体領域を有する基体上にパターニングされた有機物を形
成する形成工程と、 前記有機物をマスクとして利用して前記半導体領域にイ
オン注入する注入工程と、 イオン注入された前記有機物を、少なくとも酸素含有ガ
スのプラズマを利用して、前記基体上から除去する有機
物除去工程と、 を含み、 前記有機物除去工程は、 酸素含有ガスと水素含有ガスと弗素含有ガスとを反応室
に導入し、該反応室に導入されたガスのプラズマを発生
させ、プラズマ処理を施す第1の工程と、 前記第1の工程で該反応室に導入したガスより該基体の
露出面をエッチングし難いガスを反応室に導入し、該反
応室に導入されたガスのプラズマを発生させ、プラズマ
処理を施す第2の工程と、 を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。20. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: forming a patterned organic material on a substrate having a semiconductor region; implanting ions into the semiconductor region using the organic material as a mask; An organic substance removing step of removing the injected organic substance from the substrate using at least a plasma of an oxygen-containing gas, wherein the organic substance removing step comprises: an oxygen-containing gas, a hydrogen-containing gas, and a fluorine-containing gas. Is introduced into the reaction chamber, a plasma of the gas introduced into the reaction chamber is generated, and a plasma process is performed; and the exposed surface of the substrate is formed from the gas introduced into the reaction chamber in the first step. Introducing a gas that is difficult to etch into the reaction chamber, generating a plasma of the gas introduced into the reaction chamber, and performing a plasma treatment. The method of manufacturing a semiconductor device according to.
窒素ガス、弗化硫黄ガス及び弗化炭素ガスからなる群か
ら選択される少なくとも一種のガスを含む請求項16か
ら20のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。21. The gas according to claim 16, wherein the fluorine-containing gas includes at least one gas selected from the group consisting of fluorine gas, nitrogen fluoride gas, sulfur fluoride gas, and carbon fluoride gas. 13. The method for manufacturing a semiconductor device according to item 10.
素化合物のガスからなる群から選択される少なくとも一
種のガスを含む請求項16から20のいずれか1項に記
載の半導体装置の製造方法。22. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 16, wherein the hydrogen-containing gas includes at least one kind of gas selected from the group consisting of hydrogen gas and hydrogen compound gas.
度は、1×1011cm-3以上である請求項16から20
のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。23. The plasma processing apparatus according to claim 16, wherein the density of the plasma in the first step is 1 × 10 11 cm −3 or more.
13. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1.
熱温度は、前記第2の工程における前記基体の加熱温度
以下である請求項16から20のいずれか1項に記載の
半導体装置の製造方法。24. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 16, wherein a heating temperature of said base in said first step is lower than a heating temperature of said base in said second step. .
素が注入された前記有機物に、前記プラズマから弗素が
注入されて前記有機物の表面改質がなされる請求項16
から20のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方
法。25. In the first step, fluorine is implanted from the plasma into the organic material into which phosphorus, arsenic, and boron have been implanted, and the surface of the organic material is modified.
21. The method of manufacturing a semiconductor device according to any one of items 20 to 20.
ら、前記第1の工程から前記第2の工程に処理を移行す
る請求項16から20のいずれか1項に記載の半導体装
置の製造方法。26. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 16, wherein the processing is shifted from the first step to the second step while monitoring the emission of the plasma.
計測した後に、前記第1の工程から前記第2の工程に処
理を移行する請求項16から20のいずれか1項に記載
の半導体装置の製造方法。27. The semiconductor device according to claim 16, wherein, after measuring a lapse of time in said first step, processing is shifted from said first step to said second step. Manufacturing method.
より変質した領域を除去する前に、前記第1の工程から
前記第2の工程に処理を移行する請求項16から20の
いずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。28. The method according to claim 16, wherein the processing is shifted from the first step to the second step before removing a region altered by ion implantation in the first step. The manufacturing method of the semiconductor device described in the above.
共通の反応室にて行う請求項16から20のいずれか1
項に記載の半導体装置の製造方法。29. The method according to claim 16, wherein the first step and the second step are performed in a common reaction chamber.
13. The method for manufacturing a semiconductor device according to the above item.
れたレジスト層である請求項16から20のいずれか1
項に記載の半導体装置の製造方法。30. The method according to claim 16, wherein the organic substance is a resist layer formed of a photosensitive resin.
13. The method for manufacturing a semiconductor device according to the above item.
シリコン或いはシリコン化合物から選択される少なくと
も一種からなる表面を含む請求項16から20のいずれ
か1項に記載の半導体装置の製造方法。31. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 16, wherein the base includes a surface made of at least one selected from silicon or a silicon compound exposed from the organic substance.
を基体から除去するための有機物除去システムにおい
て、 容器と、 前記容器内を排気する手段と、 前記容器内に酸素と水素と弗素とを含むガスを導入する
ためのガス導入装置と、 前記ガス導入装置によって前記容器内に導入されるガス
の流量を制御する制御装置と、 前記容器内に導入されたガスのプラズマを起こすための
電気エネルギーを供給する電力供給器と、を備え、 前記制御装置は、 前記ガス導入装置を、酸素含有ガスと水素含有ガスと弗
素含有ガスとを反応室に導入する第1のモードに設定し
た後、所定時間経過してから、 前記ガス導入装置を、 (1)弗素含有ガスを導入することなく、酸素含有ガス
を反応室に導入するモード、 (2)弗素含有ガスの濃度が0.01体積%以下となる
ように、弗素含有ガスと酸素含有ガスとを反応室に導入
するモード、 (3)弗素含有ガスの濃度が前記第1のモードにおいて
導入した弗素含有ガスの濃度より低くなるように、弗素
含有ガスと酸素含有ガスと水素含有ガスとを反応室に導
入するモード、及び、 (4)水素含有ガスの濃度が前記第1のモードにおいて
導入した水素含有ガスの濃度より高くなるように、弗素
含有ガスと酸素含有ガスと水素含有ガスとを反応室に導
入するモード、 の4つのモードから選択されるいずれかのモードを第2
のモードとして設定することを特徴とする有機物除去シ
ステム。32. An organic substance removing system for removing an organic substance having an ion-implanted region from a substrate, comprising: a container; means for exhausting the inside of the container; and a gas containing oxygen, hydrogen, and fluorine in the container. A gas introduction device for introducing gas, a control device for controlling a flow rate of gas introduced into the container by the gas introduction device, and an electric energy for causing plasma of the gas introduced into the container. And a control unit that sets the gas introduction device to a first mode in which an oxygen-containing gas, a hydrogen-containing gas, and a fluorine-containing gas are introduced into a reaction chamber, and a predetermined time has elapsed. Then, the gas introducing device is operated in the following manner: (1) a mode in which an oxygen-containing gas is introduced into a reaction chamber without introducing a fluorine-containing gas; and (2) a concentration of a fluorine-containing gas of 0.01 body. % In which the fluorine-containing gas and the oxygen-containing gas are introduced into the reaction chamber so that the concentration of the fluorine-containing gas is not more than the concentration of the fluorine-containing gas introduced in the first mode. A mode in which a fluorine-containing gas, an oxygen-containing gas, and a hydrogen-containing gas are introduced into a reaction chamber; and (4) the concentration of the hydrogen-containing gas is higher than the concentration of the hydrogen-containing gas introduced in the first mode. A mode in which a fluorine-containing gas, an oxygen-containing gas, and a hydrogen-containing gas are introduced into a reaction chamber;
An organic matter removal system, which is set as a mode.
を基体から除去するための有機物除去システムにおい
て、 容器と、 前記容器内を排気する手段と、 前記容器内に酸素と水素と弗素とを含むガスを導入する
ためのガス導入装置と、 前記ガス導入装置によって前記容器内に導入されるガス
の流量を制御する制御装置と、 前記容器内に導入されたガスのプラズマを起こすための
電気エネルギーを供給する電力供給器と、を備え、 前記制御装置は、 前記ガス導入装置を、酸素含有ガスと水素含有ガスと弗
素含有ガスとを反応室に導入する第1のモードに設定し
た後、所定時間経過してから、 前記ガス導入装置を、前記第1のモードにおいて該反応
室に導入したガスより基体の露出面をエッチングし難い
ガスを反応室に導入する第2のモードに、移行させるこ
とを特徴とする有機物除去システム。33. An organic substance removing system for removing an organic substance having an ion-implanted region from a substrate, comprising: a container; means for exhausting the inside of the container; and a gas containing oxygen, hydrogen and fluorine in the container. A gas introduction device for introducing gas, a control device for controlling a flow rate of gas introduced into the container by the gas introduction device, and an electric energy for causing plasma of the gas introduced into the container. And a control unit that sets the gas introduction device to a first mode in which an oxygen-containing gas, a hydrogen-containing gas, and a fluorine-containing gas are introduced into a reaction chamber, and a predetermined time has elapsed. Then, the gas introducing device is introduced into the reaction chamber in a gas in which the exposed surface of the substrate is harder to be etched than the gas introduced into the reaction chamber in the first mode. , Organic matter removing system characterized by shifting.
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