(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部中央部にマイクロ波透過部を有する反応容器内に設けられた孔付金属板上における該孔付金属板の孔が設けられていない中央部直上に半導体デバイスを載置し、前記反応容器内に反応ガスを導入し、前記マイクロ波透過部下からマイクロ波を照射して前記反応容器内にプラズマを生成し、前記半導体デバイスに対して所定の処理を行うことを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の発明において、前記孔付金属板下における前記反応容器内に反応ガスを導入することを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載の発明において、前記反応容器の上部中央部から排気することを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、前記マイクロ波透過部は石英ガラス板からなることを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載の発明において、前記反応ガスは酸素と四フッ化炭素との混合ガスであり、前記半導体デバイス上のフォトレジストをアッシングすることを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
【請求項６】
下部中央部にマイクロ波透過部を有する反応容器と、前記マイクロ波透過部下からマイクロ波を照射するマイクロ波照射手段と、前記反応容器内に設けられ、半導体デバイスステージを兼ねた孔付金属板と、該孔付金属板下における前記反応容器内に反応ガスを導入するガス導入部と、前記反応容器の上部中央部に設けられた排気部とを具備することを特徴とする半導体デバイス製造装置。
【請求項７】
請求項６に記載の発明において、前記孔付金属板の中央部であって半導体デバイスステージを兼ねた部分には孔が設けられていないことを特徴とする半導体デバイス製造装置。
【請求項８】
請求項６または７に記載の発明において、前記マイクロ波透過部は石英ガラス板からなることを特徴とする半導体デバイス製造装置。
【請求項９】
請求項８に記載の発明において、前記反応ガスは酸素と四フッ化炭素との混合ガスであり、半導体デバイス上のフォトレジストをアッシングすることを特徴とする半導体デバイス製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は半導体デバイスの製造方法およびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイスの製造方法では、例えば、ＥＣＲプラズマ(Electron Cyclotron Resonance Plasma)アッシング装置を用い、半導体デバイス上のフォトレジストをアッシングして除去することがある。
【０００３】
図２は従来のこのようなアッシング装置の概略構成図を示したものである。このアッシング装置は反応容器１を備えている。反応容器１の上部中央部には石英ガラス板からなるマイクロ波透過部２が設けられている。マイクロ波透過部２には、図示しない導波管を介してマイクロ波（２．４５ＧＨｚ）が照射されるようになっている。反応容器１の上部周辺部の所定の箇所にはガス導入部３が設けられている。この場合、ガス導入部３は、酸素とハロゲンガス（例えば四フッ化炭素）との混合ガスを供給するガス供給手段（図示せず）に接続されている。
【０００４】
反応容器１内のほぼ中央部には孔（４ａ）付金属板４が設けられている。反応容器１内の底部上面中央部にはステージ５が設けられている。ステージ５内にはヒータ６が設けられている。反応容器１の下部周辺部の所定の箇所には排気部７が設けられている。ステージ５上に配置された半導体デバイス８は、詳細には図示していないが、基板上にフォトレジストが設けられたものからなっている。
【０００５】
次に、このアッシング装置を用いて半導体デバイス８のフォトレジストをアッシングして除去する場合について説明する。まず、反応容器１内のガスを排気部７から排気して反応容器１内を真空状態にした後、ガス供給手段から供給される酸素と四フッ化炭素との混合ガスをガス導入部３から孔付金属板４上における反応容器１内に導入する。そして、マイクロ波がマイクロ波透過部２を透過して反応容器１内に照射されると、この照射されたマイクロ波は孔付金属板４によって遮断され、これにより孔付金属板４上における反応容器１内に酸素プラズマ９が生成される。このとき、四フッ化炭素の存在により、酸素ラジカルの生成が促進される。
【０００６】
そして、この生成された酸素プラズマ９中の主として酸素ラジカルは、孔付金属板４の孔４ａを通り抜け、孔付金属板４下の反応容器１内に配置された半導体デバイス８のフォトレジストと反応し、反応生成物が生成される。この生成された反応生成物は半導体デバイス８の表面から速やかに除去されて排気部７から排気され、これによりフォトレジストのアッシングが進行する。このとき、ヒータ６の加熱により、半導体デバイス８の基板温度は１００〜１５０℃程度の高温とされており、これは高いアッシングレートを得るためである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のこのようなアッシング装置では、反応ガスとして酸素に四フッ化炭素等を添加した混合ガスを用いているので、石英ガラス板からなるマイクロ波透過部２がエッチングされ、これにより発生するダストが孔付金属板４の孔４ａを通り抜け、半導体デバイス８のフォトレジスト上に落下して付着し、フォトレジストのアッシング不良が発生することがあるという問題があった。また、ステージ５の周囲に配置された排気部７から排気しているので、半導体デバイス８の中心部におけるアッシング反応生成物の排気が滞り、半導体デバイス８の中心部におけるアッシングレートが周囲部におけるアッシングレートよりも小さくなり、アッシングが不均一になってしまうという問題があった。さらに、高いアッシングレートを得るために、ステージ５に内蔵されたヒータ６で半導体デバイス８を加熱しているので、装置の構造が複雑となり、装置のコストが高くなるという問題があった。
この発明の課題は、マイクロ波透過部のエッチングにより発生するダストが半導体デバイス上に落下して付着しないようにすることである。
この発明の他の課題は、アッシング等の処理を均一に行うことができるようにすることである。
この発明のさらに他の課題は、装置の構造を簡単化することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明に係る半導体デバイスの製造方法は、下部中央部にマイクロ波透過部を有する反応容器内に設けられた孔付金属板上における該孔付金属板の孔が設けられていない中央部直上に半導体デバイスを載置し、前記反応容器内に反応ガスを導入し、前記マイクロ波透過部下からマイクロ波を照射して前記反応容器内にプラズマを生成し、前記半導体デバイスに対して所定の処理を行うようにしたものである。請求項２に記載の発明に係る半導体デバイスの製造方法は、請求項１に記載の発明において、前記孔付金属板下における前記反応容器内に反応ガスを導入するようにしたものである。請求項３に記載の発明に係る半導体デバイスの製造方法は、請求項２に記載の発明において、前記反応容器の上部中央部から排気するようにしたものである。請求項４に記載の発明に係る半導体デバイスの製造方法は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、前記マイクロ波透過部を石英ガラス板によって構成したものである。請求項５に記載の発明に係る半導体デバイスの製造方法は、請求項４に記載の発明において、前記反応ガスとして酸素と四フッ化炭素との混合ガスを用い、前記半導体デバイス上のフォトレジストをアッシングするようにしたものである。請求項６に記載の発明に係る半導体デバイス製造装置は、下部中央部にマイクロ波透過部を有する反応容器と、前記マイクロ波透過部下からマイクロ波を照射するマイクロ波照射手段と、前記反応容器内に設けられ、半導体デバイスステージを兼ねた孔付金属板と、該孔付金属板下における前記反応容器内に反応ガスを導入するガス導入部と、前記反応容器の上部中央部に設けられた排気部とを具備したものである。請求項７に記載の発明に係る半導体デバイス製造装置は、請求項６に記載の発明において、前記孔付金属板の中央部であって半導体デバイスステージを兼ねた部分に孔を設けないようにしたものである。請求項８に記載の発明に係る半導体デバイス製造装置は、請求項６または７に記載の発明において、前記マイクロ波透過部を石英ガラス板によって構成したものである。請求項９に記載の発明に係る半導体デバイス製造装置は、請求項８に記載の発明において、前記反応ガスとして酸素と四フッ化炭素との混合ガスを用い、半導体デバイス上のフォトレジストをアッシングするようにしたものである。そして、請求項１または６に記載の発明によれば、下部中央部にマイクロ波透過部を有する反応容器内に設けられた孔付金属板上に半導体デバイスを載置するようにしているので、反応容器のマイクロ波透過部のエッチングにより発生するダストがその上方に配置された半導体デバイス上に落下して付着しないようにすることができる。また、請求項３または６に記載の発明によれば、反応容器の上部中央部から排気するようにしているので、排気が均一となり、ひいてはアッシング等の処理を均一に行うことができる。さらに、請求項１または６に記載の発明によれば、反応容器内に設けられた孔付金属板上における該孔付金属板の孔が設けられていない中央部直上に半導体デバイスを載置するようにしているので、孔付金属板がマイクロ波の照射および生成するプラズマとの接触により加熱され、その上に載置された半導体デバイスも加熱され、したがって専用の加熱手段が不要となり、その分だけ装置の構造を簡単化することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１はこの発明の一実施形態におけるアッシング装置の概略構成図を示したものである。このアッシング装置は反応容器１１を備えている。反応容器１１の下部中央部には石英ガラス板からなるマイクロ波透過部１２が設けられている。マイクロ波透過部１２には、図示しない導波管を介してマイクロ波（２．４５ＧＨｚ）が照射されるようになっている。反応容器１１の下部周辺部の所定の箇所にはガス導入部１３が設けられている。この場合、ガス導入部１３は、酸素とハロゲンガス（例えば四フッ化炭素）との混合ガスを供給するガス供給手段（図示せず）に接続されている。
【００１０】
反応容器１１内のほぼ中央部には孔（１４ａ）付金属板１４が設けられている。この場合、孔付金属板１４の周囲部のみに孔１４ａが設けられ、中央部には孔は設けられていない。そして、孔付金属板１４の孔が設けられていない中央部上に半導体デバイス１５が配置されるようになっている。半導体デバイス１５は、詳細には図示していないが、基板上にフォトレジストが設けられたものからなっている。反応容器１１の上部中央部には排気部１６が設けられている。
【００１１】
次に、このアッシング装置を用いて半導体デバイス１５のフォトレジストをアッシングして除去する場合について説明する。まず、反応容器１１内のガスを排気部１６から排気して反応容器１１内を真空状態にした後、ガス供給手段から供給される酸素と四フッ化炭素との混合ガスをガス導入部１３から孔付金属板１４下における反応容器１１内に導入する。そして、マイクロ波がマイクロ波透過部１２を透過して反応容器１１内に照射されると、この照射されたマイクロ波は孔付金属板１４によって遮断され、これにより孔付金属板１４下における反応容器１１内に酸素プラズマ１７が生成される。このとき、四フッ化炭素の存在により、酸素ラジカルの生成が促進される。
【００１２】
そして、この生成された酸素プラズマ１７中の主として酸素ラジカルは、孔付金属板１４の周囲部の孔１４ａを通り抜け、孔付金属板１４の中央部上に配置された半導体デバイス１５のフォトレジストと反応し、反応生成物が生成される。この生成された反応生成物は半導体デバイス１５の表面から速やかに除去されて排気部１６から排気され、これによりフォトレジストのアッシングが進行する。このとき、孔付金属板１４がマイクロ波の照射および生成する酸素プラズマ１７との接触により加熱され、その上に配置された半導体デバイス１５も加熱されてある程度の高温とされ、これにより高いアッシングレートが得られる。また、孔付金属板１４の孔が設けられていない中央部上に半導体デバイス１５を配置しているので、半導体デバイス１５にマイクロ波が照射されることがなく、半導体デバイス１５をマイクロ波照射から保護することができる。
【００１３】
ところで、このアッシング装置では、反応容器１１の下部中央部にマイクロ波透過部１２を設けているので、石英ガラス板からなるマイクロ波透過部１２が反応ガスによりエッチングされても、これにより発生するダストが孔付金属板１４の周囲部の孔１４ａを通り抜けてそのまま排気部１６から排気される。したがって、エッチングダストが孔付金属板１４の中央部上に配置された半導体デバイス１５上に落下して付着しないようにすることができ、ひいてはアッシング不良が発生しないようにすることができる。
【００１４】
また、このアッシング装置では、反応容器１１の上部中央部に排気部１６を設けているので、排気が均一となり、ひいてはアッシングを均一に行うことができる。この場合、排気部１６の中心位置は、孔付金属板１４の中央部上に配置された半導体デバイス１５の中心位置と一致する方が好ましい。また、反応容器１１の上部には排気部１６のほかには何もないので、装置を大型化することなく、排気部１６の排気口を可及的に大きくすることができる。この結果、排気コンダクタンスが大きくなり、反応ガスの流量を大きくする必要がある場合には、容易に対応することができる。
【００１５】
さらに、このアッシング装置では、上述したように、孔付金属板１４がマイクロ波の照射および生成する酸素プラズマとの接触により加熱され、その上に配置された半導体デバイス１５も加熱され、したがって専用の加熱手段が不要となり、その分だけ装置の構造を簡単化することができ、ひいては装置のコストを低減することができる。
【００１６】
なお、上記実施形態では、この発明をアッシング装置に適用した場合について説明したが、これに限らず、酸化膜成膜装置としても使用することができ、また反応ガスを適宜に選択することによりエッチング装置としても使用することができる。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１または６に記載の発明によれば、下部中央部にマイクロ波透過部を有する反応容器内に設けられた孔付金属板上における該孔付金属板の孔が設けられていない中央部直上に半導体デバイスを載置するようにしているので、反応容器のマイクロ波透過部のエッチングにより発生するダストがその上方に配置された半導体デバイス上に落下して付着しないようにすることができ、ひいてはアッシング等の処理不良が発生しないようにすることができる。また、請求項３または６に記載の発明によれば、反応容器の上部中央部から排気するようにしているので、排気が均一となり、ひいてはアッシング等の処理を均一に行うことができる。さらに、請求項１または６に記載の発明によれば、反応容器内に設けられた孔付金属板上における該孔付金属板の孔が設けられていない中央部直上に半導体デバイスを載置するようにしているので、孔付金属板がマイクロ波の照射および生成するプラズマとの接触により加熱され、その上に載置された半導体デバイスも加熱され、したがって専用の加熱手段が不要となり、その分だけ装置の構造を簡単化することができ、ひいては装置のコストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態におけるアッシング装置の概略構成図。
【図２】従来のアッシング装置の一例の概略構成図。
【符号の説明】
１１  反応容器
１２  マイクロ波透過部
１３  ガス導入部
１４  孔付金属板
１４ａ  孔
１５  半導体デバイス
１６  排気部
１７  プラズマ
【図１】
0003648594.tif 000002
【図２】
0003648594.tif 000003