JP2001144080A - 表面処理方法及び表面処理装置 - Google Patents

表面処理方法及び表面処理装置

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JP2001144080A
JP2001144080A JP2000247924A JP2000247924A JP2001144080A JP 2001144080 A JP2001144080 A JP 2001144080A JP 2000247924 A JP2000247924 A JP 2000247924A JP 2000247924 A JP2000247924 A JP 2000247924A JP 2001144080 A JP2001144080 A JP 2001144080A
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ozone
surface treatment
ozone generator
oxygen
nitrogen
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English (en)
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Kenichi Kawasumi
建一 川澄
Sukeyoshi Tsunekawa
助芳 恒川
Akiisa Inada
暁勇 稲田
Kotaro Koizumi
浩太郎 小泉
Takeshi Kimura
剛 木村
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】高レベルの金属汚染の発生を防止した表面処理
装置を提供すること。 【解決手段】オゾン発生器1、処理室8、両者の間のガ
スの配管4、6、7の少なくともガスと接触する部分の
構成材料をアルマイト、高純度石英、フッソ樹脂、サフ
ァイア及びシリコンカーバイトからなる群から選ばれた
少なくとも一種の材料とするか又はオゾン発生器1に導
入される酸素及び窒素を所定の値以下の水分濃度とした
表面処理装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、オゾン或いはオゾ
ン及び紫外光によってレジストの除去や試料表面を処理
する表面処理方法及びそれを行うための表面処理装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】半導体装置の製造工程において、レジス
トはイオン打ち込みのマスク、種々の膜の加工、パター
ンニング等に用いられる。そして不要になったレジスト
は除去される。従来、レジスト除去方法としてオゾンに
よる或いはオゾン雰囲気中で紫外線を照射するアッシン
グ方法が知られている。
【0003】なお、この種の装置に関連するものとし
て、日立評論 第73巻 第9号(1991−9)第3
7頁から第42頁が挙げられる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、これ
までオゾン発生器の原料ガス(酸素、窒素等)中の水分
濃度、装置のガス系の構成材料に対しては十分配慮され
ていなかった。その理由としては、アッシング工程では
イオン打ち込み或いは様々なガスによるエッチング等半
導体製造工程ではどちらかというと汚染の多い工程を経
てきたレジストを対象としていたこと、またレジストの
アッシング後は汚染除去のため通常湿式の洗浄を行って
いたこと等が考えられる。そのため、オゾン発生条件等
によって、被処理試料に1×1011atoms/cm2
を越える高レベルの金属汚染が発生するという問題があ
った。
【0005】本発明の目的は、高レベルの金属汚染の発
生を防止した表面処理方法及びそれを行うための表面処
理装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の表面処理装置は、オゾン発生器、このオゾ
ン発生器で生成したオゾンを用いて試料表面を処理する
ための処理室及び両者の間のガスの流路の少なくともガ
スと接触する部分の構成材料をアルマイト、高純度石
英、フッソ樹脂、サファイア及びシリコンカーバイトか
らなる群から選ばれた少なくとも一種の材料とする。処
理室は、試料を照射するための紫外線ランプを備えるこ
とが好ましい。
【0007】また、本発明の表面処理装置は、水分濃度
が0.5ppm以下のガスを導入するための導入孔が設
けられたオゾン発生器及びこのオゾン発生器で生成した
オゾンを用いて試料表面を処理するための処理室から構
成される。この場合も、処理室は、試料を照射するため
の紫外線ランプを備えることが好ましい。ガスとしては
酸素及び窒素が用いられ、これらを導入するための導入
孔のガス流路の上流側に、それぞれガス精製手段を有す
ることが好ましい。
【0008】さらにまた、本発明の表面処理装置は、オ
ゾン発生器、このオゾン発生器に導入されるガスの流路
の上流側に設けられたガス精製手段及びオゾン発生器で
生成したオゾンを用いて試料表面を処理するための処理
室よりなり、ガス精製手段を通ったガスの水分濃度が所
望の値以下のときに上記オゾン発生器でオゾンを発生さ
せるために、ガス精製手段とオゾン発生器の間のガス流
路に水分検出手段を設けるように構成される。
【0009】さらにまた、本発明の表面処理方法は、オ
ゾン発生器、処理室及び両者の間のガスの流路の少なく
ともガスと接触する部分の構成材料がアルマイト、高純
度石英、フッソ樹脂、サファイア及びシリコンカーバイ
トからなる群から選ばれた少なくとも一種の材料である
表面処理装置を用い、オゾン発生器でオゾンを発生さ
せ、オゾンを処理室に送り、処理室中に置かれた試料の
表面を処理する方法を用いる。このオゾンは、水蒸気が
添加されることが好ましく、また、試料表面を処理する
ときに、試料に紫外線を照射して行うことが好ましい。
【0010】さらにまた、本発明の表面処理方法は、水
分濃度が0.5ppm以下のガスを用いて、オゾンを発
生させ、このオゾンを処理室に送り、処理室中に置かれ
た試料の表面を処理する方法を用いる。ガスとしては水
分濃度が0.5ppm以下の酸素及び窒素を用いること
が好ましい。
【0011】さらにまた、本発明の表面処理方法は、ガ
ス精製手段によって精製されたガスを用いてオゾン発生
器でオゾンを発生させ、このオゾンを処理室に送り、処
理室中に置かれた試料の表面を処理するときに、ガス精
製手段によって精製されたガスの水分濃度が所望の値以
下のときにオゾン発生器でオゾンを発生させるように構
成する。
【0012】従来のアッシング中のウェーハの金属汚染
は次のようにして起こる。オゾン発生器に供給する酸
素、窒素等原料ガス中の水分濃度が大きいと、オゾン発
生器で作られた窒素酸化物と原料ガス中の水分とが反応
して硝酸が生成される。次にこの硝酸がオゾン発生器に
使われているステンレス配管や装置間のステンレス配
管、処理室の構成の一部に使用しているステンレスに作
用し、その表面の金属を腐食させる。次にこの腐食した
金属がオゾンと共にアッシング中のウェーハまで運ば
れ、ウェーハが金属で汚染される。
【0013】これに対して、本発明ではオゾン発生部分
から処理室までのオゾンに触れる部分から金属汚染源を
取り除くか、または酸素、窒素等の原料ガス中の水分濃
度を0.5ppm(露点−80℃)以下としたので、ウ
ェーハが金属汚染されることがない。
【0014】
【発明の実施の形態】〈実施例1〉図1に本発明の第1
の実施例の表面処理装置の断面模式図を示す。図におい
て窒素は、オゾンの発生効率を向上させるために供給す
る。オゾン発生器1の石英放電管2、その前後の配管
3、4、オゾン発生器1と表面処理装置本体5との間の
装置間の配管6、表面処理装置本体5内の配管7、処理
室8及び加熱ステージ9の構成材料にアルマイトを除く
金属を使用せず、アルマイト、高純度石英、フッソ樹
脂、サファイア、シリコンカーバイト等の材料を組合せ
て用いた。なお、図において14は高周波電源である。
配管3のオゾンが逆流する範囲よりもガス流路の上流側
は、上記の材料でなくともよい。
【0015】ウェーハ10上のレジストのアッシングは
次の様にして行う。加熱ステ−ジ9上にウェーハ10を
設置し、ウェーハ10を100〜300℃に加熱する。
次に酸素と窒素をオゾン発生器1に供給し、石英放電管
2の表面に設けた電極に高周波電圧を印加し、オゾンを
発生させる。次にオゾンをウェーハ10上に導くと共に
UVランプ13で紫外線を石英窓11を通して照射す
る。紫外線によってオゾンを分解し、発生した酸素ラジ
カルによってレジストを二酸化炭素と水に変えて除去す
る。
【0016】基板温度:250℃、紫外線強度:100
mW/cm2(254nm光)、オゾン濃度:5体積%
においてシリコンウェーハを処理した。オゾン発生器に
供給する酸素、窒素ガス中の水分濃度を10ppm(露
点−60℃)程度としても、シリコンウェーハ表面のF
e、Cr、Ni等の重金属汚染を1×1011atoms
/cm2以下とすることが出来た。
【0017】なお、この時レジスト除去速度を向上させ
るため、ガス添加器12によってオゾンに水蒸気を添加
することがあるが、処理室8や配管7にはステンレス材
料等の金属材料が使用されていないので、Fe、Cr、
Ni等の新たな重金属汚染が発生することはない。
【0018】〈実施例2〉図2に本発明の第2の実施例
の表面処理装置の断面模式図を示す。窒素は、実施例1
と同様に、オゾンの発生効率を向上させるために供給す
る。ガス精製器15、15’は、オゾン発生器に供給す
る酸素、窒素ガス中の水分を低減させるためのものであ
る。オゾン発生器1の石英放電管2は高純度石英からな
り、その前後の配管3、4及びオゾン発生器1と表面処
理装置本体5との間の装置間の配管6はステンレスから
なる。また、表面処理装置本体5内の配管7はフッソ樹
脂からなり、処理室8はアルマイトからなる。加熱ステ
ージ9はアルマイトからなり、その表面は石英板が置か
れている。
【0019】ウェーハ上のレジストのアッシングは実施
例1と同様にして行う。基板温度:250℃、紫外線強
度:100mW/cm2(254nm光)、オゾン濃
度:5体積%においてシリコンウェーハを処理し、オゾ
ン発生器に供給する酸素、窒素ガス中の水分濃度を0.
5ppm(露点−80℃)以下にすると、シリコンウェ
ーハ表面のFe、Cr、Ni等の重金属汚染は、1×1
11atoms/cm2以下であった。
【0020】なお、この時レジスト除去速度を向上させ
るため、ガス添加器12によってオゾンに水蒸気を添加
することがあるが、処理室8や配管7にはステンレス等
の金属材料が使用されていないので、Fe、Cr、Ni
等の新たな重金属汚染が発生することはない。
【0021】〈実施例3〉図3に本発明の第3の実施例
の表面処理装置の断面模式図を示す。図において水分計
16、16’は酸素、窒素ガス中の水分濃度を計測する
ものである。この水分計によって精製器15、15’を
通った後のガス中の水分濃度を監視し、水分濃度が所定
の値(例えば0.5ppm(露点−80℃))以下にな
った場合のみオゾン発生器1の石英放電管2に高周波電
圧を印加し、オゾンを発生させる。このようにするとガ
ス中の水分濃度が突発的に上昇した場合においてもウェ
ーハや装置内部を重金属で汚染することはない。なお、
オゾン発生器に供給する酸素、窒素ガス中の水分が所定
の値より十分小さければガス精製器15、15’は備え
なくても良い。
【0022】以上述べた実施例は、レジストの除去を中
心にして説明したが、液晶用ガラス、レジストがない半
導体基板表面等の洗浄にも本発明が適用できることは言
うまでもない。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、本発明はオゾン発
生器のオゾン発生部分から処理室までのガスに触れる部
分の構成材料がアルマイト以外の金属を含まないように
するか、または、オゾン発生器に供給する酸素、窒素等
の原料ガス中の水分濃度を0.5ppm(露点−80
℃)以下とすることにより、シリコンウェーハ表面のF
e、Cr、Ni等の重金属汚染を1×1011atoms
/cm2以下とすることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1の表面処理装置を示す模式断
面図。
【図2】本発明の実施例2の表面処理装置を示す模式断
面図。
【図3】本発明の実施例3の表面処理装置を示す模式断
面図。
【符号の説明】
1…オゾン発生器 2…石英放電管 3、4、6、7…配管 5…表面処理装置本体 8…処理室 9…加熱ステージ 10…ウェーハ 11…石英窓 12…ガス添加器 13…UVランプ 14…高周波電源 15、15’…ガス精製器 16、16’…水分計
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // C01B 13/10 H01L 21/30 572A (72)発明者 稲田 暁勇 東京都青梅市藤橋888番地 株式会社日立 製作所青梅工場内 (72)発明者 小泉 浩太郎 東京都青梅市藤橋888番地 株式会社日立 製作所青梅工場内 (72)発明者 木村 剛 東京都青梅市藤橋888番地 株式会社日立 製作所青梅工場内

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】オゾン発生器及び該オゾン発生器で生成し
    たオゾンを用いて試料表面を処理するための処理室を有
    する表面処理装置において、上記オゾン発生器は、水分
    濃度が0.5ppm以下の酸素及び窒素を導入するため
    の導入孔が設けられていることを特徴とする表面処理装
    置。
  2. 【請求項2】請求項1記載の表面処理装置において、上
    記オゾン発生器は、上記酸素及び窒素の導入孔のガス流
    路の上流側に、それぞれガス精製手段を有することを特
    徴とする表面処理装置。
  3. 【請求項3】請求項1又は2記載の表面処理装置におい
    て、上記処理室は、試料を照射するための紫外線ランプ
    を有することを特徴とする表面処理装置。
  4. 【請求項4】オゾン発生器及び該オゾン発生器で生成し
    たオゾンを用いて試料表面を処理するための処理室を有
    する表面処理装置において、上記オゾン発生器に導入さ
    れる酸素及び窒素の流路の上流側にガス精製手段が設ら
    れ、該ガス精製手段を通った酸素及び窒素の水分濃度が
    所望の値以下のときに上記オゾン発生器でオゾンを発生
    させるために、上記ガス精製手段とオゾン発生器の間の
    ガス流路に水分検出手段が設けられたことを特徴とする
    表面処理装置。
  5. 【請求項5】オゾン発生器でオゾンを発生させ、該オゾ
    ンを処理室に送り、処理室中に置かれた試料の表面を処
    理する表面処理方法において、上記オゾンの発生は、水
    分濃度が0.5ppm以下の酸素及び窒素を用いて行わ
    れることを特徴とする表面処理方法。
  6. 【請求項6】請求項5記載の表面処理方法において、上
    記オゾンの発生は、ガス精製手段によって精製された酸
    素及び窒素によって行われることを特徴とする表面処理
    方法。
  7. 【請求項7】オゾン発生器でオゾンを発生させ、該オゾ
    ンを処理室に送り、処理室中に置かれた試料の表面を処
    理する表面処理方法において、上記オゾンの発生は、ガ
    ス精製手段によって精製された酸素及び窒素を用いて行
    われ、該酸素及び窒素の水分濃度が所望の値以下のとき
    に上記オゾン発生器でオゾンを発生させることを特徴と
    する表面処理方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003059809A1 (fr) * 2001-12-27 2003-07-24 Sumitomo Precision Products Co., Ltd Procede pour produire de l'ozone, generateur d'ozone, gaz d'alimentation pour la production d'ozone, humidificateur
WO2005111512A1 (ja) * 2004-05-18 2005-11-24 Fuji Yakuhin Co., Ltd. 無菌性を要求される室の空調システム
WO2018173525A1 (ja) * 2017-03-24 2018-09-27 株式会社Screenホールディングス 基板処理方法および基板処理装置

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