JP2501444B2 - アツシング装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、被処理基板表面に被着されたフォトレジス
ト膜を除去するアッシング装置に関する。

（従来の技術） 一般に半導体集積回路を形成する微細パターンの形成
は、例えば露光及び現像によって形成された有機高分子
のフォトレジスト膜をマスクとして用い、このマスクの
下地膜をエッチングすることにより行なわれる。したが
って、マスクとして用いられたフォトレジスト膜はエッ
チング過程を経た後には半導体ウエハの表面除去する必
要がある。

このような場合のフォトレジスト膜を除去する処理と
してアッシング処理が行なわれている。

このアッシング処理はレジストの除去、シリコンウエ
ハ、マスクの洗浄を始めインクの除去、溶剤残留物の除
去等にも使用され、半導体プロセスのドライクリーニン
グ処理を行なう場合に適するものである。

紫外線を照射することにより酸素原子ラジカルを発生
させて、バッチ処理でアッシング処理を行なうアッシン
グ装置がある。

第３図はこのような紫外線照射により酸素原子ラジカ
ルを発生させるアッシング装置を示すもので、処理室１
には、多数の半導体ウエハ２が所定間隔をおいて垂直に
配置され、処理室１の上部に載置されている紫外線発光
管３からの紫外線を処理室１の上面に設けられた石英等
の透明な窓４を通して照射し、処理室１に充填された酸
素を励起してオゾンを発生させる。

そしてこのオゾン雰囲気から生じる酸素ラジカルを半
導体ウエハ２に作用させてアッシング処理を行なう。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記説明の従来の紫外線を用いたアッ
シング装置では、アッシング速度が50〜150nm/minと遅
く処理に時間がかかるため、例えば大口径の半導体ウエ
ハの処理に適した、半導体ウエハを１枚１枚処理する枚
葉処理が行なえないという問題点があった。また、従来
のアッシング装置は、処理室内へ基板が搬送されたこ
と、処理室が気密に保持されたこと、処理ガスが供給さ
れたか否か、さらに処理室の処理ガスが置換されて処理
室の安全か否か等の確認ができず、高価な基板にダメー
ジを与えてしまったり、不良の基板を製造してしまうこ
とがあった。

本発明は上記事情に着目してなされたもので、その目
的とするところは、基板の処理が安全にしかも異常が発
生した場合には処理動作を停止して異常をオペレータに
報知することができ、不良基板の製造を防止でき、歩留
まりの向上を図ることができるアッシング装置を提供し
ようとするものである。

（課題を解決するための手段及び作用） 本発明は、前記目的を達成するために、上チャンバー
及び下チャンバーとによって構成され、いずれか一方の
チャンバーを昇降機構によって昇降することにより、気
密に連結及び開放される処理室と、前記処理室内に設け
られ、アッシングガスの流出口を有する平板と、前記処
理室内に前記平板と対向して設けられた被処理基板を載
置する載置台と、前記処理室が開放されたとき前記被処
理基板を前記載置台に搬送載置する手段と、前記被処理
基板が処理室内の載置台上へ搬送されたことを検知する
第１のセンサーと、前記上チャンバーが下降して処理室
内が密閉されたとき、処理室内が気密に連結されたこと
を検知する第２のセンサーと、前記処理室と連結され該
処理室内を排気することにより減圧する排気機構と、前
記処理室内が排気され減圧されたことを圧力によって検
知する第３のセンサーと、前記処理室内にアッシングガ
スを供給するアッシングガス発生器と、前記処理室内の
前記被処理基板へアッシングガスが供給されたことを検
知する第４のセンサーと、前記排気機構によって処理室
内のアッシングガスを排気すると同時に処理室内へパー
ジ・エアーを供給して処理室内をアッシングガスとパー
ジ・エアーとの置換を行うエアーパージ機構と、前記処
理室内のアッシングガスが排気され置換されたことを検
知する第５のセンサーと、前記第１乃至第５のセンサー
のいずれかが異常を検知すれば、処理動作を停止し、異
常の表示を行なう制御手段とを具備したことを特徴とす
る。

（実施例） 以下、本発明のアッシング装置を図面を参照して説明
する。

第１図において、昇降機構（図示せず）により上下動
自在に断面Ｕ字状で円筒状の上チャンバー５が設けられ
ている。この上チャンバー５にはアッシングガスを均一
に流出させるための例えばガラス製平板６が設けられて
いる。この平板６の中心軸にはアッシングガスを流出さ
せるための例えば口径8mmの流出口７が設けられてい
る。

上記上チャンバー５と係合する如く下チャンバー８が
設けられ、この下チャンバー８内には被処理基板、例え
ば半導体ウエハ９を載置可能である円板状載置台10が設
けられている。この載置台10にはヒーター11が内設され
ている。このヒーター11は下チャンバー８の外部に設け
られた温度制御機構12により温調自在であり、これによ
り上記載置台10が温調自在に構成されている。この載置
台10上に設定した半導体ウエハ９の表面にアッシングガ
スを流出する如く、ガス流導管13によりガス流量調節器
14を介して酸素供給源15を備えたオゾン発生器16が配設
されている。

上記ガス流導管13は分岐して一方が上記ガス流量調節
器14に接続され、他方はエアー・パージ機構17に接続さ
れている。また、下チャンバー８の底部には処理室18内
の排気をする排気機構19が排気管20を介して設けられて
いる。このようにしてアッシング装置が構成されてい
る。

次に上述したアッシング装置による半導体ウエハのア
ッシング方法を説明する。昇降機構（図示せず）により
上チャンバー５を上昇させ、搬送機構例えばハンドアー
ム（図示せず）により半導体ウエハ９を保持例えば吸着
保持して下チャンバー８に設けられた載置台10上の予め
定められた位置に載置し、保持例えば吸着保持する。

この時、載置台10上へ上記半導体ウエハ９が搬送され
たか否かを検知するため、上記載置台10に半導体ウエハ
９を吸着保持する際、第１のセンサーとしてのバキュー
ムセンサーS₁により上記半導体ウエハ９の有無を検知す
る。そして、上記上チャンバー５を昇降機構により下降
させ、下チャンバー８と気密連結する。この時、上記上
チャンバー５と下チャンバー８により処理室18内が気密
連結されていない場合、有害であるオゾンのリーク事故
が発生してしまうため、上チャンバー５の上下動操作を
行なう図示しない昇降機構、例えばシリンダーによって
上チャンバー５と下チャンバー８が連結し、処理室18内
が気密に連結されたことを検知する第２のセンサーS₂を
設ける。この第２のセンサーS₂は上チャンバー５と接触
して検出するセンサまたは上チャンバー５の位置を検出
するハイトセンサであってもよく、上チャンバー５と下
チャンバー８が物理的に密閉しているか否かを検出でき
ればよい。

次に、排気機構19により排気管20を介して処理室18内
の排気を排気圧例えば20mmH₂Oで行ない、上記処理室18
上を減圧する。この時、上記処理室18内が減圧されたか
否かを例えば排気圧設定した第３のセンサーとしての圧
力スイッチS₃により検知する。

そして、酸素供給源15を備えたオゾン発生器16により
発生したオゾンを含有するアッシングガスをガスを流量
調節器14により例えば101/min程度の流量に調節し、平
板６に設けられた流出口７から載置台10上に設定した半
導体ウエハ９の表面に流出する。この時、上記半導体ウ
エハ９の表面にアッシングガスが供給されたか否かはガ
ス流導管13を通過するアッシングガスを検出する第４の
センサーとしての例えばマグネット式フロースイッチS₄
により検知することができる。

そして、載置台10に内設しているヒーター11が予め温
度制御機構12により例えば300℃程度に加熱されている
ため、上記載置台10上に載置した半導体ウエハ９も同様
に加熱されている。

上記により加熱した半導体ウエハ９表面に被着された
フォトレジスト膜とアッシングガスが反応し、アッシン
グが行なわれ、上記フォトレジスト膜が除去される。

そして、アッシング処理後、エア・パージ機構17から
パージ・エアーをガス流導管13を介して処理室18内へ10
〜120/min程度例えば80/minの流量で流出し、排気
機構19により排気管20を介して80〜150/min程度例え
ば100/minの流量で排気することにより、処理室18内
のアッシングガスを強制排気する。この時、処理室内に
おいて、有害であるオゾンを含有するアッシングガスが
排気され、パージ・エアーとの置換を検知するため、第
５のセンサーとしての例えばマグネット式フロースイッ
チS₅によりパージ・エアーの流出の有無と、例えば排気
圧設定した圧力スイッチにより処理室18内の排気の有無
を検知し、上記アッシングガスとパージ・エアーとの置
換を検知する。

この後、昇降機構（図示せず）により上チャンバー５
を上昇させ、搬送機構（図示せず）により上記半導体ウ
エハ９を次工程へ搬出する。

上述した動作処理は第２図に示すフローチャートに基
づき行なわれる。

上記それぞれの検知部において、総てが検知された場
合に上記半導体ウエハ９はアッシング処理され次工程へ
搬出されるが、一部でも検知されない場合は、つまり第
１乃至第５のセンサーS₁〜S₅のいずれかが異常を検知す
れば、制御手段により処理動作を停止し、異常の表示や
オペレーターへの報告等を行なう。

以上説明したように、この実施例によれば、密閉され
た処理室内を排気して減圧状態にした後、上記処理室内
にアッシングガスを供給することにより、瞬間的に適量
のアッシングガスを上記処理室内に供給することが可能
となる。

また、それぞれの動作に検知部を設けたため、不良な
半導体ウエハの製造を防止することが可能となる。

（発明の効果） 以上説明したように本発明の基板の処理装置によれ
ば、 第１に、処理室内に被処理基板が搬送されたことを検
知するので、搬送中の基板の取り落とし等の異常を検出
可能である。

第２に、処理室内を気密に連結したことを検知するの
でアッシングガスが誤って処理室内に漏れることを防止
でき安全性が高い。

第３に、アッシンガスの供給に適した減圧雰囲気を確
認するので、誤って減圧されないまま処理室内にアッシ
ングガスを供給して基板にダメージを与えることを防止
できる。

第４に、アッシングガスの供給を検知して処理の実行
を確認することができる。

第５に、アッシングガスが置換されて処理室内の安全
が確認されてから、処理室を開くことが可能であり、さ
らに仮に異常が以上のいずれかで発生すれば、処理動作
を停止し、異常の表示によりオペレータに報告を行うの
で不良の基板の製造を防止し、歩留まりの向上を図るこ
とができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例を説明するためのアッシ
ング装置の構成図、第２図は本発明装置の処理動作を説
明するためのフローチャート、第３図は従来のアッシン
グ装置を示す構成図である。 5……上チャンバー 8……下チャンバー 9……半導体ウエハ 10……載置台 17……エアーパージ機構 18……処理室 19……排気機構 S₁〜S₅……センサー

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】上チャンバー及び下チャンバーとによって
   構成され、いずれか一方のチャンバーを昇降機構によっ
   て昇降することにより、気密に連結及び開放される処理
   室と、 前記処理室内に設けられ、アッシングガスの流出口を有
   する平板と、 前記処理室内に前記平板と対向して設けられた被処理基
   板を載置する載置台と、 前記処理室が開放されたとき前記被処理基板を前記載置
   台に搬送載置する手段と、 前記被処理基板が処理室内の載置台上へ搬送されたこと
   を検知する第１のセンサーと、 前記上チャンバーが下降して処理室内が密閉されたと
   き、処理室内が気密に連結されたことを検知する第２の
   センサーと、 前記処理室と連結され該処理室内を排気することにより
   減圧する排気機構と、 前記処理室内が排気され減圧されたことを圧力によって
   検知する第３のセンサーと、 前記処理室内にアッシングガスを供給するアッシングガ
   ス発生器と、 前記処理室内の前記被処理基板へアッシングガスが供給
   されたことを検知する第４のセンサーと、 前記排気機構によって処理室内のアッシングガスを排気
   すると同時に処理室内ヘパージ・エアーを供給して処理
   室内をアッシングガスとパージ・エアーとの置換を行う
   エアーパージ機構と、 前記処理室内のアッシングガスが排気され置換されたこ
   とを検知する第５のセンサーと、 前記第１乃至第５のセンサーのいずれかが異常を検知す
   れば、処理動作を停止し、異常の表示を行なう制御手段
   と、 を具備したことを特徴とするアッシング装置。