GLOSSARY

アッシングとは

Ashing
最終更新:2026-08-12エッチング装置

アッシングとは?

アッシングとは、エッチングやイオン注入を終えた後、役目を終えたフォトレジストを酸素プラズマで除去する工程です。有機物であるレジストを酸化・分解してCO₂やH₂Oなどの揮発性ガスに変え、排気して取り除きます。レジストストリッピングとも呼ばれ、薬液による湿式剥離と組み合わせて残渣を完全に落とします。

定義・解説

アッシングはO₂プラズマでフォトレジストをCO₂・H₂Oに酸化分解して除去するドライプロセス。SPMウェットストリッピングとの使い分け、ダウンストリーム(リモートプラズマ)方式、Low-kダメージ防止のH₂/N₂プロセスをわかりやすく解説。

アッシング(Ashing)とは、フォトリソグラフィ工程でウェハに塗布したフォトレジスト(感光性樹脂)を、エッチングや注入工程が終わった後に除去するプロセスです。酸素(O₂)プラズマをレジストに当てることで、有機物であるレジストを酸化・燃焼させてCO₂・H₂Oなどの揮発性ガスに分解し、チャンバー内から排気除去します。「レジストストリッピング(Resist Stripping)」とも呼ばれます。

アッシングの原理は、O₂(または O₂/CF₄・N₂H₂などの混合ガス)をプラズマ化して生成した酸素ラジカル(O・)と活性酸素イオンがレジスト(主にノボラック樹脂・化学増幅レジスト等の有機ポリマー)と反応し、炭素骨格を酸化してCO₂・H₂Oに分解します。反応温度は150〜300°C程度で、プラズマパワーと温度を調整して金属・絶縁膜へのダメージを最小化します。

アッシングの方式には「ダウンストリームアッシング(リモートプラズマ)」と「インシトゥアッシング」があります。ダウンストリームアッシングでは、プラズマ生成チャンバーと処理チャンバーを分離し、ラジカルのみ(イオン除去)をウェハに照射するため、デバイス損傷(プラズマダメージ)を低減できます。イオン注入後の硬化レジスト(改質レジスト)の除去には高エネルギーのインシトゥアッシングが効果的です。

アッシングとウェットストリッピング(SPM処理:H₂SO₄+H₂O₂混合液)の使い分けが重要です。アッシングはドライプロセスで環境負荷が低く、微細パターン向きですが、イオン注入でシェル化したレジスト(表面が硬化・クロスリンク)の完全除去には不十分な場合があります。その場合はアッシング後にウェットストリッピング(SPM)で残渣・金属汚染を除去する2ステップ方式が一般的です。

先端プロセスでのアッシングの課題は、Low-k絶縁膜(比誘電率<3.0)へのプラズマダメージです。Low-k膜(SiOC・SiOF等)は多孔質構造のため、酸素ラジカルが浸透してSi-CH₃結合を切断し誘電率を上昇させる「Low-kダメージ」が発生します。これを防ぐためH₂/N₂混合プラズマ(Forming gasアッシング)や低温プロセスが採用されています。主要アッシング装置メーカーはApplied Materials(Radiance)・Lam Research・TEL(Relius)です。

よくある質問(FAQ)

アッシングとレジスト剥離(ストリッピング)は同じですか?
広義には同じ目的ですが、アッシングは酸素プラズマによる乾式除去、剥離は薬液による湿式除去を指すのが一般的です。実際の工程では、まずアッシングで大部分を除去し、その後の薬液洗浄で残渣や金属汚染を落とす二段構えが標準です。
なぜ酸素プラズマを使うのですか?
レジストが炭素・水素・酸素からなる有機物なので、酸素ラジカルで酸化させるとCO₂・CO・H₂Oといった揮発性のガスに分解でき、そのまま真空排気で除去できるからです。固形の残渣を残さずに処理できる点が利点です。
アッシングで注意すべき点は何ですか?
酸素プラズマが下地の膜を酸化させたり、low-k絶縁膜にダメージを与えて誘電率を上げてしまうことです。またイオン注入後の高ドーズレジストは表面が硬化していて除去が難しいため、条件の作り込みが必要になります。

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