【レジスト剥離】アッシング(灰化)とは？

アッシングとは？

レジスト剥離には溶液を使用するウェットプロセスと、溶液を使用しないドライプロセスがあります。ドライプロセスにはプラズマアッシングとオゾンアッシングがあります。

• プラズマアッシング

プラズマ化したガスとレジストを反応させることで、気体として除去する方法です。通常は酸素プラズマが用いられ、有機物であるレジストと反応するとCO₂・H₂Oがガスとして生成するため気体として除去されます。

• オゾンアッシング

オゾンの分解で生成した酸素原子とレジストを反応させることで、レジストを気体として除去する方法です。プラズマとは違い、荷電粒子が存在しないため、基板へのダメージが抑えられます。

• ウェットプロセス

レジスト剥離液にウェーハを浸すことで、レジストを分解・除去する方法です。洗浄工程同様、バッチ式で処理することで生産性の向上が見込めます。

プラズマアッシングの原理

真空チャンバー内に酸素を導入し、マイクロ波または高周波(RF)を印加すると、酸素ラジカルや酸素イオン等の酸素プラズマが生成します。

O₂→2O^*

生成した酸素プラズマが有機物のレジスト(C_xH_y)と反応しCO₂・H₂Oが生成します。

O^*+C_xH_y→xCO₂↑+y/2 H₂O↑

生成したCO₂・H₂Oはガスとして除去され、レジストのアッシングが進行します。

チャージアップ

一方、酸素プラズマ発生時には、酸素ラジカルの他に酸素イオンO⁺や電子e^-が同時に生成します。

O₂→2O^*+O⁺+e^-

酸素イオンや電子の様な荷電粒子はウェーハ上のデバイスを帯電させます(＝チャージアップ)。チャージアップは素子に電位差を生じ、素子の破壊につながるため可能な限り減らす必要があります。

オゾンアッシングの原理

反応メカニズムはプラズマアッシング同じです。

O₂→2O^*

O^*+C_xH_y→xCO₂↑+y/2 H₂O↑

オゾンアッシングは光照射により酸素ラジカルO^*のみが発生し、酸素イオンO⁺や電子e^-などの荷電粒子が存在しないため、ウェーハに与えるダメージが小さい特徴があります。

加えて、紫外線はレジストにも照射され、レジストの化学結合が切断されアッシングが促進されるというメリットもあります。

ウェットプロセス

バッチ式であれば、複数枚のウェーハを同時に処理できるため生産性が高いというメリットがあります。