JP2519049B2 - アッシング装置 - Google Patents

アッシング装置

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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は、被処理基板に被着された不要な膜を除去す
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の微細パターンの形成は露光お
よび現象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、半導体ウエハ上に形成された
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から除去
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。特にプラズマを
用いたアッシング処理がその主流である。ところが、半
導体の集積度が向上し、256Kビットから1Mビット・4Mビ
ットの超々LSIになると、各要素例えば能動素子や配線
などの形成領域が狭くなると共に各々の間隔が狭くな
り、プラズマ雰囲気で処理すると配線など要素間で放電
などを発生して半導体ウエハにダメージを与え歩留りの
低下を招いている。
また、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7図はこのような紫外線を用いたアッシング装置を
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の上部に設置さ
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原子ラジカル
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問題点) 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
ハの処理に適した枚葉処理が行なえないという問題があ
った。
これら上記問題点を解決する手段として特開昭52−20
766号などに開示されたオゾンガスを熱励起したアッシ
ング装置がある。しかしながら、これらの装置を商品化
開発しているが、ウエハ径が大きくなればなる程顕著に
アッシングむらが発生する為、均一なアッシング開発を
実行していた。
本発明は、上記点に対処してなされたもので、被処理
基板のアッシングの処理速度を向上するとともに、均一
にアッシング処理でき、大口径半導体ウエハの枚葉処理
等に対応することのできるアッシング装置を提供するも
のである。
〔発明の構成〕
(問題点を解決するための手段) 本発明は、被処理基板に対向して設けられ、前記被処
理基板に処理ガスを供給するガス流出孔と、このガス流
出孔から供給されるガスを排気するガス吸引孔とを有す
る板を具備するアッシング装置であって、前記被処理基
板に対向する板にガス流出孔と前記ガス吸引孔とを交互
に形成し、これらガス流出孔とガス吸引孔との間の板
に、ガス流出孔からガス吸引孔に向かって被処理基板に
接近する傾斜部を形成したことを特徴とする。
前記傾斜部の傾斜角は1〜30゜の範囲で傾斜させるの
が好ましい。
前記ガス流出孔及び前記ガス吸引孔は5〜30mmの範囲
で交互に設けるのが好ましい。
(作用) 被処理基板に対向配置するガスの流出孔を有する板に
ガスの滞留を防止するガス吸引孔を設け、さらにこれら
吸引孔と流出孔の流れを良くするため傾斜部により、ガ
スの流動を促進するので、被処理基板の処理の均一性を
向上させることができる。
(実施例) 以下、本発明装置を半導体製造工程におけるアッシン
グ工程に適用した実施例につき図面を参照して説明す
る。
第1図において、処理室11内には被処理基板例えば半
導体ウエハ12を例えば真空チャック等により吸着保持す
る載置台13が設けられている。この載置台13は温度制御
装置14により温調自在に制御されるヒーター15を内設
し、昇降装置16によって上下動自在に設定されている。
そして、載置台13の上方には例えば金属又はセラミッ
ク等の焼結体からなるガス流出吸引部17が設けられてい
る。このガス流出吸引部17周辺はオゾンの流路における
分解を防止するため冷却装置18から循環される冷却水等
により冷却される。
また、ガス流出排出部17には被処理基板対向面側に複
数のスリット孔17a〜17jが設けられ、アッシングガス流
出孔17a〜17eは半導体ウエハ12の表面にアッシングガス
を照射する如くガス流量調節器19を介して酸素供給源20
に接続されたオゾン発生器21に例えば口径8mmのテフロ
ン製ガス管で接続され、他方、排ガス吸引孔17f〜17jは
排出装置22に例えば口径8mmのテフロン製ガス管で接続
されている。そして、アッシング処理後のアッシングガ
スは排ガス処理例えば図示しないオゾン分解器により分
解され、排出装置22により排出される。
上記ガス流出排出部17のスリット孔はアッシングガス
の停留を除くため例えばガス流出孔17a〜17eと排ガス吸
引孔17f〜17jが交互に設けられ、各々のスリット孔間の
被処理基板対向面には被処理基板に対して例えば1〜30
゜程度の角度でアッシング条件が適切となるようなガス
の流れを考慮した傾斜部17k〜17uが交互な角度で設けら
れている。この傾斜はアッシングガスの流出に対しては
一様な拡散を促進し、排ガスに対しては、より多くの排
ガスを吸引集収する作用を呈する。
次に、上述したアッシング装置による半導体ウエハの
アッシング動作を説明する。
上記昇降装置16により載置台13を降下させガス流出排
出部17との間に図示しないウエハ搬送装置の例えばハン
ドアーム等が導入される間隔が設けられ、半導体ウエハ
12が上記ウエハ搬送装置等により載置台13上に載置され
て吸着保持される。この時、半導体ウエハ12は必要に応
じてオリフラ合せを行うと同一特性の素子を再現性よく
製造できる。次に、昇降装置16によって載置台13を上昇
させ、処理室11を密閉状態に設定する。そして、ガス流
出排出部17は半導体ウエハ12面から例えば0.5〜20mm程
度の間隔をあけた位置になるように設けられる。なお、
この場合、ガス流出排出部17を昇降装置によって上下動
させてもよい。
それから、載置台13に内蔵されたヒーター15を温度制
御装置14により制御し半導体ウエハ12を例えば150〜500
℃程度の範囲に加熱し、酸素供給源20に接続されたオゾ
ン発生器21により発生したアッシングガスをガス流量調
節器19により流量が例えば3〜15Sl/min(常温常圧換算
での流量)程度となるよう調節し、ガス流出排出部17の
ガス流出孔17a〜17eから半導体ウエハ12表面に流出さ
せ、半導体ウエハ12のアッシング処理を行なう。また、
アッシング処理後のアッシングガスはガス流出排出部17
の排ガス吸引孔17f〜17jより排出される。ガス流出排出
部17は被処理基板より大きければよく、第2図に示すよ
うにライン間に例えば幅0.5〜5mm程度で深さ5〜15mm程
度のスリット孔17a〜17jを形成し、ガス流出孔17a〜17e
と排ガス吸引孔17f〜17jを例えば孔間隔5〜30mm程度で
交互に設け、各々のスリット孔間の被処理基板対向面に
第3図に示すようにアッシングガスの流れが排ガス吸引
孔17f〜17j付近で絞られアッシング処理条件に適切とな
るような傾斜部が形成される。反応ガスの流れは前記傾
斜部がない場合、第4図に示すようになり、排ガス吸引
孔部でアッシングレートが低下する。一方、前記傾斜部
がある場合、第5図に示すように排ガス吸引孔部でのア
ッシングむらを防止でき、アッシングの均一性と処理速
度が向上する。
上述した方法によるアッシング処理後のアッシングガ
スは図示しないオゾン分解器により分解され、排出装置
22から排気される。
以上で半導体ウエハ12のアッシング処理が終了し、図
示しない搬送機構により次工程へ半導体ウエハ12を搬送
する。
なお、この実施例ではガス流出排出部17を第2図に示
すように円板形状とし、直線状のガス流出孔17a〜17eと
排ガス吸引孔17f〜17jを交互に構成したが、本発明は係
る実施例に限定されるものではなく、ガス流出排出部は
例えば方形状でもよく、例えば第6図に示すように同心
円状のスリット孔23a〜23jを備えたガス流出排出部でも
よく、流出と吸引のスリット孔の配置や孔数はアッシン
グ処理に適した構成になっていればよい。
また、本実施例のスリット孔間の被処理基板対向面の
傾斜部17k〜17uの傾斜角は1〜30゜程度で形成された
が、アッシング条件が適切となるようなガスの流れとな
ればよく、被処理基板と平行でなければよいことは言う
までもない。
以上述べたように本実施例によれば、直線状に形成し
た流出・吸引用スリット孔間の被処理基板対向面に傾斜
部を設けたことにより、アッシング処理に適したガスの
流れが実現されアッシングむらが防止されることにより
処理速度と均一性が向上する。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、ガス流出孔とガ
ス吸引孔との間の板に、ガス流出孔からガス吸引孔に向
かって被処理基板に接近する傾斜部を形成したので、処
理ガスがガス流出孔から傾斜部に沿って被処理基板に接
近し、この被処理基板付近に位置するガス吸引孔から処
理ガスが吸引される。このため、処理ガスをガス流出孔
からほぼ垂直に被処理基板に流出できるとともに、処理
ガスを傾斜部に沿って被処理基板に流出できるので、処
理ガスを被処理基板に均一に流出することができる。さ
らに、傾斜部がガス吸引孔に向かって被処理基板に接近
形成されているので、処理ガスを傾斜部から絞ってガス
吸引孔で吸引でき、ガス吸引孔付近でのアッシングむら
を防止できる。したがって、被処理基板のアッシングの
均一性と処理速度を向上させることができ、ダメージを
受けない大口径被処理基板の枚葉処理等を行なうことが
できる。
【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図は第1図のガス流出排出部の
構成図、第3図は第2図のガス流出排出部によるガスの
流れを示す図、第4図および第5図は第1図のアッシン
グ装置の傾斜部を設けない場合と設けた場合のアッシン
グガスの流れが処理に与える影響を示す図、第6図は第
2図のガス流出排出部の変形例を示す図、第7図は従来
のアッシング装置を示す構成図である。 11……処理室、12……半導体ウエハ 13……載置台、15……ヒーター 17……ガス流出排出部 17a〜17j,23a〜23j……スリット孔 17k〜17u……傾斜部

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】被処理基板に対向して設けられ、前記被処
    理基板に処理ガスを供給するガス流出孔と、このガス流
    出孔から供給されるガスを排気するガス吸引孔とを有す
    る板を具備するアッシング装置であって、前記被処理基
    板に対向する板にガス流出孔と前記ガス吸引孔とを交互
    に形成し、これらガス流出孔とガス吸引孔との間の板
    に、ガス流出孔からガス吸引孔に向かって被処理基板に
    接近する傾斜部を形成したことを特徴とするアッシング
    装置。
  2. 【請求項2】前記傾斜部の傾斜角は1〜30゜の範囲で傾
    斜したことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のア
    ッシング装置。
  3. 【請求項3】前記ガス流出孔及び前記ガス吸引孔は5〜
    30mmの範囲で交互に設けられたことを特徴とする特許請
    求の範囲第1項記載のアッシング装置。
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