JP2544121B2 - アッシング装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、アッシング装置に関するものである。

（従来の技術） 例えば半導体ウエハのアッシング処理を例にとって説
明すると、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、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
ら除去される必要がある。

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われており、その例として特開
昭52−20766号公報に開示されたものがある。

これによると、アッシングガスを半導体ウエハ上に拡
散して流出させるための複数個の開口がある拡散板を半
導体ウエハ上に近接させ、その拡散板を介してアッシン
グガスを半導体ウエハ上に流出させ、アッシング処理を
行っている。

上記した機構によりアッシングガスとしてオゾンを含
むガスを用いてアッシングする場合、オゾンの流路にお
ける分解を防止するため、拡散板を冷却し、被処理基板
である半導体ウエハの表面を高温により分解してアッシ
ングすることが行われる。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら前記従来技術によってアッシング処理を
行うと、拡散板における半導体ウエハとの対向面にかな
りの堆積物の付着がみられた。このような堆積物は汚染
の原因となり、高集積化のクリーン対応としては望まし
くない。

本発明者等は、ウエハ対向面に何故付着するのか検討
した。まず種々の手段により付着物を取り出し、これを
分析した結果アッシング物質が付着していることが判っ
た。このアッシング物質が付着する原因を調査した結
果、ウエハ表面に急激な温度勾配が形成されるために付
着することが判った。

本発明はそのような点に鑑みてなされたものであり、
反応生成物が付着しにくく、かつ被処理基板上に均一に
処理ガスを流出させ、均一な処理が行えるアッシング装
置を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 前記目的を達成するため、本発明によれば、排気機構
によって所定圧力に排気可能な気密な処理室内に設けら
れて、被処理基板を載置する載置台と、前記載置台上の
被処理基板を加熱する加熱手段と、前記載置台上の被処
理基板の温度を制御する温度制御機構と、前記載置台上
の被処理基板の中心から周縁部に向けて処理ガスを供給
するノズルと、前記ノズルの先端開口部周縁から載置台
上の被処理基板に対して対向配設され、前記被処理基板
を覆う大きさに形成された平板とを有し、該平板は処理
室内壁から離隔して配置されるとともに、熱伝導率の低
い耐熱ガラスからなるアッシング装置が提供される。

この場合、前記ノズルに、前記載置台上の被処理基板
の表面に均一に処理ガスを流出させる拡散部を設けても
よく、さらにまた前記載置台は１枚の被処理基板を載置
する構成を持たせると共に、被処理基板の中心位置を位
置合わせする中心位置合わせ機構を持たせてもよい。

（作用） 本発明によれば、ノズルの先端開口部から、被処理基
板に対向して熱伝導率の低い耐熱ガラスからなる平板
が、処理室内壁と離隔して設けられているので、当該平
板の被処理基板に対する対向表面は被処理基板とほぼ等
しい温度に設定させることが可能であり、また被処理基
板に供給された処理ガスの温度を低下させることがな
い。したがって、反応生成物が上記耐熱ガラス板におけ
る対向表面に堆積付着することはなく、アッシング処理
において、均一なアッシング処理が可能になる。

そしてノズルに拡散部を設ければさらに均一性が向上
し、また被処理基板の中心位置を位置合わせする中心位
置合わせ機構を持たせれば、被処理基板の中心に正確に
処理ガスを供給することができる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面に基づき説明すると、
第１図は実施例にかかるアッシング装置の構成を示して
おり、本実施例における処理室は上チャンバー２と下チ
ャンバー４とによって構成される。

この上チャンバー２は全体として円筒状でその断面が
略Ｕ字状をなしており、昇降機構１によって上下動自在
に構成されている。そしてこの上チャンバー２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8m
mの円筒状のノズル15から連なる流出口３が設けられ、
この流出口３の周縁には、この流出口３の開口端面と同
一面となるように、熱伝導率の低い耐熱ガラス板からな
る円板（平板）10が設けられている。

一方下チャンバー４は、上記上チャンバー２と係合す
る如き構成を有し、この下チャンバー４内には温度制御
機構５によって温度調節自在な円板状の載置台６が設け
られている。

上記載置台６上には、被処理基板として例えば半導体
ウエハ７が載置される。そしてこの半導体ウエハ７の表
面に、処理ガスであるアッシングガスを照射するよう
に、酸素供給源８を備えたオゾン発生器９が配設されて
いる。そして上記のアッシングガスは、流出口３から半
導体ウエハ７の表面に流出される。

また上記半導体ウエハ７の表面の膜をアッシング処理
するために、上記円板10は、載置台６上に載置された上
記半導体ウエハ７に対して平行になるように配置され、
上記円板10と処理対象である上記半導体ウエハ７との間
は、その中心部、周辺部とも等間隔になっている。

そして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、排気機構11により排
気される。上記ノズル15におけるアッシングガスの流路
には、このアッシングガスを拡散するための多数の開口
が設けられた拡散板が内蔵されており、また上記ノズル
15の先端は断面扇状に開口している。

次に上記構成からなるアッシング装置を用いた半導体
ウエハのアッシング処理について説明する。

昇降機構１により上チャンバー２を上昇させ、図示し
ない搬送機構により、下チャンバー４に内設された載置
台６上の予め定められた位置に、被処理基板、例えば半
導体ウエハ７を自動的に搬送し、これを載置させる。こ
の半導体ウエハ７は必要に応じてオリフラ合わせを行う
と同一特性の素子を再現性よく製造できる。

次に、上記上チャンバー２が下降し、下チャンバー４
と係合して連結すると気密な処理室が構成される。この
時、耐熱ガラスにより形成された前記円板10は、半導体
ウエハ７面から例えば0.5〜20mm程度の間隔をあけた位
置になるように設定される。また上記流出口３の先端の
中心が載置台６と半導体ウエハ７の中心軸上に位置する
ように設定される。したがって半導体ウエハ７の表面全
体に亘って均一な処理が可能となっている。

そのような中心位置合わせするために、半導体ウエハ
７は次のような方法によって所定位置に載置されてい
る。

即ち、第２図に示したような中心位置合わせ機構が処
理室以前の段階で設けられており、半導体ウエハ７は、
例えばアルミニウムにより形成された基台12に埋設した
例えばシリコンゴムで形成された複数のベルト13によっ
て移動され、例えばテフロンにより形成された中心位置
合わせガイド14に接触し、その時点で半導体ウエハ７の
中心位置合わせが完了する。

これは半導体ウエハ７が接触した時点で中心位置が合
うように上記中心位置合わせガイド14を設定しておくこ
とによってなされるものである。なおこのような中心位
置合わせ機構は、上記のように処理室以前の段階ではな
く、処理室内に設けてあってもよい。

そして叙上のような中心位置合わせ機構によって半導
体ウエハ７の中心位置合わせをし、例えばハンドアーム
などの搬送機構によって載置台６の中心と半導体ウエハ
７の中心を合わせてこれを載置台６上に載置する。

この後、酵素供給源８を備えたオゾン発生器９から発
生させたアッシングガスをノズル内の拡散部16により拡
散して円板10の中心部に設けられた流出口３から半導体
ウエハ７表面に流出させる。この時半導体ウエハ７は、
既述の温度制御機構５、載置台３に内設されたヒータに
より、例えば300℃程度に加熱されている。

一方上記ノズル15と拡散部16の構成は次のようになっ
ている。即ち上記円板10の構成は第３図に示すように、
熱伝導率の低い耐熱ガラス（例えば、商品名「パイレッ
クス」）により形成された円板10の中心部に、例えば直
径20〜40mm程度の円形に貫通した流出口３上に上チャン
バー２を介してオゾン発生器９と連設している。例えば
直径２〜30mm程度のアルミニウム管で形成されたノズル
15が接続されており、このノズル15を介してアッシング
ガスが流出口３より流出する構造になっている。

そしてこのノズル15と流出口３との接続部には、第４
図で示したような、例えば直径0.01〜5mm程度の複数の
小孔17が穿設された例えば直径２〜30mm程度の、アルミ
ニウムによって形成されたアッシングガスの拡散部16が
設けられている。

この拡散部16は、載置台６上に載置された半導体ウエ
ハ７の表面に、より均一にアッシングガスを流出させる
ものである。仮にこのような拡散部16を設けずにアッシ
ングガスを流出させると、半導体ウエハ７全面における
アッシング処理の均一性が低下してしまう。

また既述の如く半導体ウエハ７は300℃に加熱されて
いるため、耐熱ガラスからなる上記円板10の表面はこの
熱によって加熱され、この半導体ウエハ７とほぼ同温に
設定される。このことによって上記円板10は、半導体ウ
エハ７の表面から発生するアッシングガスの付着から回
避され、不要なガスは排気されるものである。

上記流出口３から載置台６上に載置された半導体ウエ
ハ７の表面に、半導体ウエハ７の中心部から放射状に均
一にアッシングガスを流出させて、半導体ウエハ７のア
ッシング処理が行われる。

そして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し、排気機構11から排気さ
れる。

以上で半導体ウエハ７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７は搬送
される。

上記実施例では、円板10の材質として商品名「パイレ
ックス」を使用したが、これに限らず、熱伝導率の低い
耐熱ガラスであればよく、石英ガラスを使用してもよ
い。

また上記円板10の直径は処理される半導体ウエハより
も大きければ、上チャンバー２の内径に等しく上チャン
バー２を塞ぐ大きさであっても差し支えない。

しかしながら流出口３の大きさは、半導体ウエハなど
の被処理基板よりも小さいことが必要である。

上記実施例では上述した中心位置合わせ機構により半
導体ウエハ７の中心位置合わせを行ったが、半導体ウエ
ハ７の中心と載置台６の中心が一致した状態にできるも
のであれば、中心位置合わせ機構は、上述した機構に限
定されるものではない。

以上述べたように上記実施例によれば、被処理基板で
ある半導体ウエハの中心を載置台の中心に合わせて載置
し、その中心軸上に流出口を設けているため、半導体ウ
エハ上に均一にアッシングガスを流出させることができ
る。また円板10には熱伝導率の低い耐熱ガラスを使用し
ているため、アッシングガス自体の温度を低下させるこ
とがない。またこのようなガラスを使用しているから、
汚染の発生も防止できるものである。

（発明の効果） 本発明によれば、ノズルの先端開口部から、被処理基
板に対向して熱伝導率の低い耐熱ガラスからなる平板が
設けられ、しかも該平板自体は処理室内壁から離隔して
配置されているので、当該平板の被処理基板に対する対
向表面を被処理基板とほぼ同温度に設定させることがで
き、また被処理基板上の処理ガスの温度を低下させるこ
とがない。したがって、平板における被処理基板との対
向表面に反応生成物が堆積付着することは殆ど防止され
る。それゆえ、均一なアッシング処理が可能で、しかも
汚染を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例にかかるアッシング装置の構成を示す説
明図、第２図は実施例における被処理基板の中心位置合
わせ機構の構成を示す斜視図、第３図は実施例における
アッシングガス流出口付近の説明図、第４図は実施例に
おけるアッシング流出口内に設けた拡散部の様子を示す
説明図である。 ２……上チャンバー、３……流出口、 ４……下チャンバー、５……温度制御機構、 ６……載置台、10……円板、 14……中心位置合わせ機構、 15……ノズル、16……拡散部、 17……小孔

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】排気機構によって所定圧力に排気可能な気
   密な処理室内に設けられて、被処理基板を載置する載置
   台と、 前記載置台上の被処理基板を加熱する加熱手段と、 前記載置台上の被処理基板の温度を制御する温度制御機
   構と、 前記載置台上の被処理基板の中心から周縁部に向けて処
   理ガスを供給するノズルと、 前記ノズルの先端開口部周縁から載置台上の被処理基板
   に対して対向配設され、前記被処理基板を覆う大きさに
   形成された平板とを有し、 該平板は処理室内壁から離隔して配置されるとともに、
   熱伝導率の低い耐熱ガラスからなる、アッシング装置。
2. 【請求項２】前記ノズルには、前記載置台上の被処理基
   板の表面に均一に処理ガスを流出させる拡散部が設けら
   れていることを特徴とする、特許請求の範囲第（１）項
   に記載のアッシング装置。
3. 【請求項３】前記載置台は１枚の被処理基板を載置する
   構成を有し、さらにこの被処理基板の中心位置を位置合
   わせする中心位置合わせ機構を有することを特徴とす
   る、特許請求の範囲第（１）又は第（２）項に記載のア
   ッシング装置。