JP2588511B2 - 処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、処理技術、特に、半導体ウエハの表面に付
着したフォトレジストの除去処理に適用して有効な技術
に関する。

〔従来の技術〕

半導体ウエハの表面に付着したフォトレジストなどの
除去については、株式会社工業調査会、昭和56年11月10
日発行、「電子材料」1981年11月号別冊、P137〜P148に
記載されている。

ところで、半導体装置の製造におけるウエハ処理工程
では、半導体ウエハに対するエッチング処理後、半導体
ウエハの表面を所定の図形に隠蔽していたフォトレジス
トを除去する方法として、紫外線とオゾンガスとを併用
する酸化除去法が考えられる。

すなわち、所定の処理室内に半導体ウエハおよび低圧
水銀ランプなどの光源を対向して位置させ、所定の温度
に加熱された半導体ウエハに紫外線を照射するととも
に、光源の背後から半導体ウエハの表面にオゾンと酸素
ガスとの混合気体を供給し、紫外線によって励起される
酸素やオゾンが解離して発生される化学的に活性な酸素
ラジカルなどにより、有機物などからなるフォトレジス
トを酸化し、炭素ガスや水蒸気などとして除去するもの
である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上述のように、光源と半導体ウエハが
同一の処理室内に位置される方式では、処理室内に供給
される酸素やオゾン、さらには反応生成物である炭酸ガ
スや水蒸気などの雰囲気が光源の周囲に形成されるた
め、光源から放射される紫外線が周囲の雰囲気に吸収さ
れて減衰し、実質的に半導体ウエハの表面に照射される
紫外線の照度が低下されるとともに、光源が過熱されや
すく、発光強度が低下される結果、フォトレジストの除
去速度が低下されるという問題があることを本発明者は
見い出した。

特開昭60−7936号公報には、反応気体に光源が直接接
触するのを防止するために処理容器を光源窓で区切るよ
うにした処理装置が開示されているが、この処理装置で
は被処理物と光源室との距離が離れているため、処理流
体を効率良く被処理物表面に導くことはできないという
問題がある。

本発明の目的は、処理速度を向上させることが可能な
処理技術を提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、
本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろ
う。

〔問題点を解決するための手段〕

本願において開示される発明のうち代表的なものの概
要を簡単に説明すれば、次の通りである。

すなわち、処理容器と、前記処理容器内に設けられ、
被処理物を支持する台と、処理流体を前記被処理物表面
に供給する手段と、前記台が設けられた前記処理容器下
部の処理室と、前記処理容器上部の光源室とに前記処理
容器内を区分すると共に、前記被処理物との間に前記処
理流体が層流をなして供給されるように設けられた板体
と、前記処理室内の排気ガスを排出する排出部と、前記
光源室に設けられ、前記処理流体を励起させる光を前記
板体を介して前記被処理物表面に照射する光源と、前記
光源室に前記光源からの光を吸収しない気体を供給する
手段とを有することを特徴とする。

〔作用〕

上記した手段によれば、光源から放射される光を吸収
して減衰させる処理流体や反応生成ガスなどの雰囲気が
光源の周囲に形成されることがなく、かつ、反射板によ
り光源の背面側に放射される光も被処理物側に照射され
るので、透明な板体を介して光源から被処理物に光が効
率よく照射されるとともに、光源側に流通される気体に
よって光源の過熱が防止され、発光強度の低下などが回
避されるため、被処理物の表面における所定の処理の速
度を向上させることができる。

また、板体は試料台の近傍に設けられているので、反
応ガスは板体と被処理物との間の間隙に層流をなして供
給されることになり、少量の処理ガスで効果的に被処理
物を処理することができるとともに、反応ガスの流れは
乱れないことから、被処理物の表面を高精度で処理する
ことができる。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例である処理装置の要部を示
す説明図である。

本実施例においては、処理装置がフォトレジスト除去
装置として構成されている。

本体１の底部には、水平面内において回転自在な試料
台２が設けられ、この試料台２の上には、たとえば表面
にフォトレジストなどが付着した半導体ウエハなどの被
処理物３が着脱自在に載置されている。

試料台１の内部には、図示しないヒータが設けられ、
載置された被処理物３が所定の温度に加熱される構造と
されている。

試料台１の上方には、たとえば水銀ランプなどからな
る複数の光源４が試料台２に載置される被処理物３に面
して配設されており、紫外線などの光５が被処理物３の
表面に照射されるように構成されている。

この場合、本体１の内部において光源４と試料台２と
の間には、たとえば合成石英などからなり紫外線などの
光５に対して透明な板体６が本体１の内部を水平に仕切
るように試料台２の近傍にほぼ平行に配設されており、
板体６の上側および下側にそれぞれ光源室Ａおよび処理
室Ｂが独立に構成されることによって、光源室Ａに位置
される光源４が被処理物３が位置される処理室Ｂから隔
離されている。

処理室Ｂには、板体６の下面近傍に開口される処理流
体入口７が接続されるとともに、試料台２の周辺部には
板体６と平行な案内部材7aが配設されており、板体６と
試料台２に載置される被処理物３との間隙に、図示する
ように板体６に案内されて、酸素とオゾンとの混合気体
などからなる処理流体８が層流をなして供給される構造
とされている。

そして、処理室Ｂに供給される、酸素とオゾンとの混
合気体などからなる処理流体８は、板体６を介して光源
４から照射される紫外線などの光５によって励起され、
この時発生される酸素ラジカルなどによって、所定の温
度に加熱された被処理物３の表面に付着したフォトレジ
ストなどが酸化され、水蒸気や炭素ガスとなって除去さ
れるものである。

本体１の底部には、試料台２を介して処理流体供給口
７と反対の位置に排気口９が開口されており、半導体ウ
エハなどの被処理物３の表面に付着したフォトレジスト
などが酸化される際に処理室Ｂの内部に発生される炭酸
ガスや水蒸気などが余剰の処理流体８などとともに外部
に排出されるものである。

一方、光源４が位置される光源室Ａには、気体入口10
および気体出口11が対向して開口されており、光源４か
ら放射される紫外線などの光５を吸収しない窒素ガスな
どの気体12が流通されるように構成されている。

また、光源室Ａにおける光源４の背面側には、反射板
13が配設されており、光源４の背面側に放射される紫外
線などの光５が透明な板体６を介して被処理物３の表面
に効率良く照射されるようにされている。

以下、本実施例の作用について説明する。

まず、処理室Ｂの内部の試料台２には、表面にフォト
レジストなどが付着した半導体ウエハなどの被処理物３
が載置されて所定の温度に加熱されるとともに、光源４
が位置される光源室Ａには、窒素ガスなどの気体８が流
通される。

次に、試料台２を回転させるとともに、試料台２に位
置された被処理物３と板体６との間には、処理流体供給
口７を通じて酸素とオゾンとの混合気体８が層流をなし
て供給され、さらに光源４が点灯されることによって、
光源４から放射される紫外線などの光５が該光５に対し
て透明な板体６を介して被処理物３の表面に照射され
る。

そして、所定の温度に加熱された被処理物３の表面に
おいては、酸素とオゾンなどとの混合気体で構成される
処理流体８が紫外線などの光５に励起されれることによ
って化学的に活性な酸素ラジカルが形成され、半導体ウ
エハなどの被処理物３の表面に付着している有機物など
からなるフォトレジストが酸化され、炭酸ガスや水蒸気
などとして除去され、排気口９を通じて外部に排除され
る。

ここで、本実施例においては、光５を被処理物３に照
射する光源４が板体６によって処理室Ｂから隔離される
とともに、光源４が位置される光源室Ａには光５を吸収
しない気体12が流通されているため、光源４の周囲に光
５を吸収して減衰させる処理流体８や炭酸ガス，水蒸気
などからなる雰囲気が形成されることが回避されてい
る。

このため、光源室Ａの内部の光源４から直接または反
射板13を経た後に板体６を介して処理室Ｂの内部の被処
理物３の表面に照射される紫外線などの光５の照度を大
きくすることができ、被処理物３の表面において光５に
よって励起される処理流体８から生成される酸素ラジカ
ルの量を増加させることが可能となり、被処理物３の表
面に付着したフォトレジストなどの酸化除去処理の速度
を向上させることができる。

また、光源室Ａの内部に気体12が流通されていること
により、光源室Ａに位置される光源４の過熱が回避さ
れ、この過熱に起因する光源４の発光強度の低下が防止
される。

さらに、被処理物３が載置される試料台２が回転され
ていることにより、被処理物３の各部におけるフォトレ
ジストなどの除去速度を均一にすることができる。

このように、本実施例においては以下の効果を得るこ
とができる。

（１）．酸素とオゾンとの混合気体などからなる処理流
体８を励起させて処理を促進する紫外線などの光５を被
処理物３に照射する光源４が、板体６によって処理室Ｂ
から隔離されるとともに、光源４の周囲には光５を吸収
しない窒素ガスなどの気体12が流通されているため、光
源４の周囲に光５を吸収して減衰させる処理流体８や炭
酸ガス，水蒸気などからなる雰囲気が形成されることが
回避されるので、光源室Ａの光源４から直接または反射
板13を経た後に板体６を介して処理室Ｂに位置された被
処理物３の表面に照射される光５の照度を大きくするこ
とができ、被処理物３の表面において光５によって励起
される処理流体８から生成される酸素ラジカルなどの量
を増加させることが可能となり、被処理物３の表面に付
着したフォトレジストなどの酸素ラジカルなどによる酸
化除去処理の速度を向上させることができる。

（２）．前記（１）の結果、光源室Ａの内部に気体12が
流通されていることにより、光源室Ａに位置される光源
４の過熱が回避され、過熱に起因する光源４の発光強度
の低下が防止される。

（３）．被処理物３が載置される試料台２が回転されて
いることにより、被処理物３の各部におけるフォトレジ
ストなどの除去速度を均一にすることができる。

（４）．前記（１）〜（３）の結果、単位時間当たりに
処理される半導体ウエハなどの被処理物３の数量を増加
させることができ、半導体ウエハなどにおけるフォトレ
ジスト除去処理の生産性を向上させることができる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき
具体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。

たとえば、処理流体供給口７を、板体６を貫通して被
処理物３に面して開口させ、処理流体８が被処理物３の
中央部に供給されるようにようにしてもよい。

以上の説明では主として本発明者によってなされた発
明をその背景となった利用分野である半導体ウエハのフ
ォトレジスト除去技術に適用した場合について説明した
が、これに限定されるものではなく、たとえば、有機物
などに汚染された被処理物のクリーニング技術などに広
く適用できる。

〔発明の効果〕

本願において開示される発明のうち代表的なものによ
って得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りであ
る。

すなわち、処理室内に位置される被処理物に対して光
源から光を照射するとともに、この光によって励起され
る処理流体を供給することによって所定の処理を行う処
理装置であって、前記光源が前記光に対して透明な板体
を介して前記処理室から隔離され、前記光源側には前記
光を吸収しない気体が流通される構造であるため、光源
から放射される光を吸収して減衰させる処理流体や反応
生成ガスなどの雰囲気が光源の周囲に形成されることが
ないので、透明な板体を介して光源から被処理物に光が
効率よく照射されるとともに、光源側に流通される気体
によって光源の過熱が防止され、発光強度の低下などが
回避されるため、被処理物の表面における所定の処理の
速度を向上させることができる。

また、反応ガスは板体と被処理物との間の間隙に層流
をなして供給されるので、少量の処理ガスで効果的に被
処理物を処理することができ、さらに反応ガスの流れは
層流となり乱れないことから、レジスト膜の除去などの
被処理物の表面の処理を高精度で行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である処理装置の要部を示す
説明図である。 １……本体、２……試料台、３……被処理物、４……光
源、５……光、６……板体、７……処理流体供給口、7a
……案内部材、８……処理流体、９……排気口、10……
気体入口、11……気体出口、12……気体、13……反射
板、Ａ……光源室、Ｂ……処理室。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中込 義之 小平市上水本町1450番地 株式会社日立 製作所武蔵工場内 (56)参考文献 特開 昭61−67920（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−212021（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−194440（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−63136（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−53016（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−7936（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−116231（ＪＰ，Ｕ)

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】処理容器と、 前記処理容器内に設けられ、被処理物を支持する台と、 処理流体を前記被処理物表面に供給する手段と、 前記台が設けられた前記処理容器下部の処理室と、前記
   処理容器上部の光源室とに前記処理容器内を区分すると
   共に、前記被処理物との間に前記処理流体が層流をなし
   て供給されるように設けられた板体と、 前記処理室内の排気ガスを排出する排出部と、 前記光源室に設けられ、前記処理流体を励起させる光を
   前記板体を介して前記被処理物表面に照射する光源と、 前記光源室に前記光源からの光を吸収しない気体を供給
   する手段とを有することを特徴とする処理装置。
2. 【請求項２】前記被処理物は表面にフォトレジストが付
   着した半導体ウエハであることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の処理装置。
3. 【請求項３】前記処理室に前記板体に平行に設けられ前
   記処理流体を案内する案内部材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項または第２項に記載の
   処理装置。
4. 【請求項４】前記光源の背面側に、前記光を前記台に向
   けて反射する反射板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項ないし第３項の何れかに記載の処
   理装置。
5. 【請求項５】前記台を回転するようにしたことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項ないし第４項の何れかに記載
   の処理装置。