JP2645420B2 - Ashing equipment - Google Patents

Ashing equipment

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JP2645420B2
JP2645420B2 JP63118011A JP11801188A JP2645420B2 JP 2645420 B2 JP2645420 B2 JP 2645420B2 JP 63118011 A JP63118011 A JP 63118011A JP 11801188 A JP11801188 A JP 11801188A JP 2645420 B2 JP2645420 B2 JP 2645420B2
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【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。The present invention relates to an ashing device.

(従来の技術) 半導体集積回路の微細なパターンの形成は、一般に露
光および現象によってパターニング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、拡散、不純物注
入などすることにより行なわれる。
(Prior Art) In general, a fine pattern of a semiconductor integrated circuit is formed by etching and diffusing a base film formed on a semiconductor wafer using a photoresist film of an organic polymer patterned by exposure and phenomenon as a mask. , By implanting impurities.

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例としてアッシング処理が行な
われる。この処理は露出される下地膜を傷めることなく
不要なレジスト膜を選択的に除去できる点で実用され
る。また、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。
Therefore, the photoresist film used as a mask needs to be removed from the surface of the semiconductor wafer after the etching process. An ashing process is performed as an example of a process for removing the photoresist film in such a case. This process is practical in that an unnecessary resist film can be selectively removed without damaging the exposed base film. The ashing process is also used for removing resist, cleaning silicon wafers and masks, removing ink, removing solvent residues, and the like, and is suitable for performing a dry cleaning process in a semiconductor process.

フォトレジスト膜の除去を行なうアッシング装置のう
ち、オゾンを含有するガスを用いたものとして、例えば
特開昭52−20766号公報で開示された装置がある。これ
は、上方に複数のアッシングガス流入孔を備え、その下
方にはベルト搬送により順次搬送可能とされた半導体ウ
エハを設定し、上記アッシングガス流入孔から上記順次
搬送される半導体ウエハ表面にアッシングガスを供給し
てアッシング処理することにより、均一なアッシングを
行なうものである。
As an ashing apparatus for removing a photoresist film, an apparatus using an ozone-containing gas is disclosed, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 52-20766. In this method, a plurality of ashing gas inflow holes are provided above, and a semiconductor wafer which can be sequentially conveyed by belt conveyance is set below the plurality of ashing gas inflow holes. Is supplied to perform an ashing process, thereby performing uniform ashing.

また、よりアッシング速度を高めるために、予め加熱
したアッシングガスを処理室内に供給し、この処理室内
に設定した半導体ウエハ表面に上記アッシングガスを流
出してアッシング処理する技術も使用されている。
In order to further increase the ashing speed, a technique is also used in which an ashing gas heated in advance is supplied into a processing chamber, and the ashing gas flows out to a surface of a semiconductor wafer set in the processing chamber to perform an ashing process.

(発明が解決しようとする課題) しかしながら上記特開昭52−20766号公報に開示され
た技術では、半導体ウエハを順次搬送した状態で、この
半導体ウエハ表面にアッシングガスを流入することによ
り均一なアッシング処理を行なおうとするものである
が、これは、所望するアッシングの均一性及びアッシン
グ速度を得るために上記半導体ウエハを下面から所定温
度に加熱することのみであるため、上記アッシングガス
が半導体ウエハ表面に供給される際に、上記アッシング
ガスとの接触及び流通により半導体ウエハが冷却されて
しまい、上記所望するアッシングの均一性及びアッシン
グ速度が得られないという問題があった。このような半
導体ウエハの下面からのみの加熱では、上記所望する温
度に半導体ウエハを精密に温度設定することは極めて困
難となっている。
(Problems to be Solved by the Invention) However, in the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 52-20766, ashing is performed uniformly by flowing an ashing gas into the surface of a semiconductor wafer while the semiconductor wafer is sequentially transported. However, this is only to heat the semiconductor wafer from the lower surface to a predetermined temperature in order to obtain a desired ashing uniformity and ashing speed. When the semiconductor wafer is supplied to the surface, the semiconductor wafer is cooled due to the contact and flow with the ashing gas, so that the desired ashing uniformity and ashing speed cannot be obtained. It is extremely difficult to precisely set the temperature of the semiconductor wafer to the desired temperature by heating only the lower surface of the semiconductor wafer.

また、上記予め加熱したアッシングガスを処理室内に
供給し、この処理室内に設定した半導体ウエハ表面に上
記アッシングガスを流入する技術では、上記アッシング
ガス例えばオゾンガスを加熱して活性化し、この活性化
したオゾンガスが上記半導体ウエハ表面に到達するまで
の時間及び距離が長く、そのため、この活性化したオゾ
ンガスが不活性化即ち他の分子との結合により酸素分子
等となり、上記アッシング処理が困難となっていた。即
ち、上記オゾンガスを加熱することにより発生する酸素
原子ラジカルの寿命が非常に短かいことから、上記アッ
シングガスを加熱してから半導体ウエハ表面に到達する
までの時間及び距離が影響していた。そのため、上記半
導体ウエハのアッシング処理に寄与するオゾンが少なく
なり、結果的にアッシング速度が低下してしまう問題点
があった。
Further, in the technique of supplying the preheated ashing gas into the processing chamber and flowing the ashing gas into the surface of the semiconductor wafer set in the processing chamber, the ashing gas, for example, the ozone gas is heated and activated, and the activated ashing gas is activated. The time and distance required for the ozone gas to reach the semiconductor wafer surface is long, so that the activated ozone gas becomes inactive, that is, becomes oxygen molecules or the like by bonding with other molecules, making the ashing process difficult. . That is, since the lifetime of oxygen atom radicals generated by heating the ozone gas is very short, the time and distance from when the ashing gas is heated to when it reaches the semiconductor wafer surface are affected. Therefore, there is a problem that the amount of ozone that contributes to the ashing process of the semiconductor wafer is reduced, and as a result, the ashing speed is reduced.

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、
従来より均一で高速なアッシング処理を可能とするアッ
シング装置を提供することをその目的とする。
The present invention has been made in view of such a point,
It is an object of the present invention to provide an ashing apparatus which can perform an ashing process which is more uniform and faster than before.

(課題を解決するための手段) 上記目的を達成するため、本発明は、処理室内にアッ
シングガスを流入させる流入孔との対向位置に被処理基
板を位置させると共に、アッシングガスを前記流入孔か
ら流してこの被処理基板の表面に接触させて該被処理基
板をアッシングする装置において、処理室内の上部に
は、前記流入孔と、この流入孔から流入したアッシング
ガスを処理室内から排気する排出孔とを、同一面に複数
形成したガス流入排出部が形成され、処理室内の下部に
は、前記被処理基板を前記ガス流入排出部に対して所定
間隔の下で平行に移動させる搬送部が設けられ、前記各
流入孔と各排出孔は各々スリット形状に成形されると共
に、これら流入孔と排出孔は交互にかつ相互に平行とな
るように配置され、さらにこれら流入孔と排出孔は、前
記搬送部による被処理基板の移動方向とは直角になるよ
うに配置されたことを特徴としている。
(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, according to the present invention, a substrate to be processed is located at a position opposed to an inflow hole through which an ashing gas flows into a processing chamber, and ashing gas is supplied from the inflow hole. In the apparatus for ashing a substrate to be processed by flowing and contacting the surface of the substrate to be processed, the inflow hole and an exhaust hole for exhausting the ashing gas flowing from the inflow hole out of the processing chamber are provided in an upper portion of the processing chamber. A plurality of gas inflow / outflow portions are formed on the same surface, and a transport portion that moves the substrate to be processed in parallel with the gas inflow / outflow portion at a predetermined interval is provided at a lower portion in the processing chamber. The inflow holes and the outflow holes are formed in a slit shape, and the inflow holes and the outflow holes are arranged alternately and in parallel with each other. The holes are arranged so as to be perpendicular to the direction of movement of the substrate to be processed by the transfer unit.

(作用) 本発明のアッシング装置によれば、処理室内の上部に
設けられた流入排出部に流入孔と排出孔とが同一面に形
成されており、しかもこれら流入孔と各排出孔は各々ス
リット形状に成形されると共に、交互にかつ相互に平行
となるように配置され、さらにこれら流入孔と排出孔
は、被処理基板の移動方向とは直角になるように配置さ
れているので、被処理基板の移動に伴って被処理基板の
表面に対しては、あたかもスリット状の流入孔と排出孔
が交互にスキャンする格好となり、均一なアッシングガ
スの接触と排出が行われる。しかもマクロ的にみた場
合、流入孔から排出孔までのガスの流れはバルク流動的
な流れとなって被処理基板の移動方向と平行な状態にな
っている。従って、均一かつ高速なアッシング処理を被
処理基板に対して施すことができる。
(Operation) According to the ashing device of the present invention, the inflow hole and the discharge hole are formed on the same surface in the inflow and discharge portion provided in the upper portion of the processing chamber, and the inflow hole and each of the discharge holes are each slit. In addition to being formed into a shape, they are arranged alternately and in parallel with each other, and furthermore, since these inflow holes and discharge holes are arranged so as to be perpendicular to the moving direction of the substrate to be processed, With the movement of the substrate, the slit-like inflow hole and discharge hole are scanned alternately on the surface of the substrate to be processed, and uniform contact and discharge of the ashing gas are performed. In addition, when viewed from a macro perspective, the gas flow from the inflow hole to the discharge hole becomes a bulk flow and is parallel to the moving direction of the substrate to be processed. Accordingly, uniform and high-speed ashing processing can be performed on the substrate to be processed.

(実施例) 以下、本発明を半導体ウエハのアッシング処理装置に
適用した一実施例につき図面を参照して説明する。
(Embodiment) An embodiment in which the present invention is applied to a semiconductor wafer ashing processing apparatus will be described below with reference to the drawings.

なお、被処理基板とガス流入排出部との相対的移動
は、この実施例では被処理基板、即ち半導体ウエハを移
動させる実施例について説明する。処理室11内には、例
えば金属線等の搬送ベルト13aで構成され、被処理基板
例えば半導体ウエハ12を載せて搬送するベルトコンベア
ーからなる搬送部13が配置されている。また、半導体ウ
エハ12の下方には半導体ウエハ12を加熱する加熱部15が
配置されており、この加熱部15は温度制御装置14によっ
て制御されるヒーター15aを内蔵している。
In this embodiment, the relative movement between the substrate to be processed and the gas inflow / emission unit will be described with reference to an embodiment in which the substrate to be processed, that is, the semiconductor wafer is moved. In the processing chamber 11, there is disposed a transfer section 13 which is constituted by a transfer belt 13a of, for example, a metal wire, and which is formed by a belt conveyor on which a substrate to be processed, for example, a semiconductor wafer 12, is loaded and transferred. A heating unit 15 for heating the semiconductor wafer 12 is disposed below the semiconductor wafer 12, and the heating unit 15 has a built-in heater 15a controlled by a temperature control device 14.

搬送部13の上方には、第2図および第3図に示すよう
に例えば0.1〜5mm程度の幅を有し、平行する複数の細長
いスリット状の溝からなるアッシングガスの流入孔、排
出孔である開口17a〜17jで構成されるガス流入排出部17
例えばガラス板が近接対向して配置されており、このガ
ス流入排出部17は冷却装置16から循環される冷却水等に
より冷却されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, an ashing gas inflow hole and a discharge hole having a width of, for example, about 0.1 to 5 mm and formed of a plurality of parallel elongated slit-like grooves are provided above the transport section 13. Gas inlet / outlet part 17 composed of certain openings 17a to 17j
For example, glass plates are arranged to face each other, and the gas inflow / outflow portion 17 is cooled by cooling water or the like circulated from the cooling device 16.

また、ガス流入排出部17のアッシングガスの流入孔で
ある開口17a〜17eはガス流量調節器18に接続されてお
り、このガス流量調節器18は酸素供給源19に接続された
オゾン発生器20に接続されている。
The openings 17a to 17e, which are the inflow holes of the ashing gas, of the gas inflow / emission unit 17 are connected to a gas flow controller 18, and the gas flow controller 18 is connected to an ozone generator 20 connected to an oxygen supply source 19. It is connected to the.

一方ガス流入排出部17のアッシングガスの排出孔であ
る開口17f〜17jは、排気装置21に接続されている。
On the other hand, openings 17f to 17j, which are discharge holes of the ashing gas of the gas inflow / outflow portion 17, are connected to the exhaust device 21.

さらに、上記ガス流入排出部17には、開口17a〜17jの
周囲を取り囲むように埋め込まれた加熱手段例えばヒー
ター22が内蔵されている。このヒーター22は温度制御装
置23により温度制御され、上記ガス流入排出部17を加熱
することにより、開口17a〜17jを通過するアッシングガ
スを加熱すると共に、半導体ウエハ12表面を加熱する如
く構成されている。
Further, the gas inflow / outflow portion 17 incorporates a heating means, for example, a heater 22, which is embedded so as to surround the openings 17a to 17j. The temperature of the heater 22 is controlled by a temperature controller 23, and the heater 22 is configured to heat the gas inflow / outflow unit 17 to heat the ashing gas passing through the openings 17a to 17j and to heat the surface of the semiconductor wafer 12. I have.

また、ガス流入排出部17の開口17a〜17eは、上記ガス
流量調節器18の他に、他の第2ガス供給源24に接続され
たガス流量調節器25にも接続されており、必要に応じて
流入可能に構成されている。
Further, the openings 17a to 17e of the gas inflow / emission unit 17 are connected to a gas flow controller 25 connected to another second gas supply source 24 in addition to the gas flow controller 18, and It is configured to be able to flow in accordingly.

処理室11外に右方には、処理前の半導体ウエハ12を収
納する投入室26が設けられ、処理室11外の左方には処理
後の半導体ウエハ12を収納する取出室27が設けられてい
る。なお、半導体ウエハ12は、例えば上記ガス流入排出
部17の開口17a〜17jの溝と直角方向に搬送される。そし
て上記構成のこのアッシング装置では、次のようにして
アッシング処理を行なう。
An input chamber 26 for storing the unprocessed semiconductor wafer 12 is provided on the right outside the processing chamber 11, and an unloading chamber 27 for storing the processed semiconductor wafer 12 is provided on the left outside the processing chamber 11. ing. The semiconductor wafer 12 is carried, for example, in a direction perpendicular to the grooves of the openings 17a to 17j of the gas inflow / emission unit 17. In this ashing apparatus having the above configuration, the ashing process is performed as follows.

まず、投入室26に収納されている半導体ウエハ12を図
示しない投入装置により処理室11内に順次搬入し、次に
搬送部13の搬送ベルト13a上に複数枚、順次載置し、図
示しない駆動装置により移動する搬送ベルト13aと同一
速度例えば1〜50mm/sec程度の速度で左方向に移送す
る。
First, the semiconductor wafers 12 accommodated in the loading chamber 26 are sequentially loaded into the processing chamber 11 by a loading device (not shown), and then a plurality of semiconductor wafers 12 are sequentially placed on the transport belt 13a of the transport unit 13, and a drive (not shown) The transport belt 13a is moved leftward at the same speed as the transport belt 13a moved by the apparatus, for example, at a speed of about 1 to 50 mm / sec.

そして、ヒーター15a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100〜350℃程度の範囲に加熱
し、酸素供給源19およびオゾン発生器20から供給される
オゾンを含有する酸素ガスをガス流量調節器18によっ
て、半導体ウエハ1枚あたりの流量が例えば7.5〜20sl/
min(slは常温常圧換算での流量)程度となるよう調節
し、ガス流入排出部17から半導体ウエハ12に向けて流入
させ、排気装置21により例えば処理室11内の気体圧力が
200〜700Torr程度の範囲になるよう排気する。
Then, the heater 15a is controlled by the temperature controller 14 to heat the semiconductor wafer 12 to, for example, about 100 to 350 ° C., and the oxygen gas containing ozone supplied from the oxygen supply source 19 and the ozone generator 20 is supplied at a gas flow rate. The controller 18 allows the flow rate per semiconductor wafer to be, for example, 7.5 to 20 sl /
min (sl is the flow rate at normal temperature and normal pressure), and the gas flows from the gas inflow / outflow section 17 toward the semiconductor wafer 12. The gas pressure in the processing chamber 11 is reduced by the exhaust device 21, for example.
Evacuate so as to be in the range of about 200 to 700 Torr.

同時に、温度制御装置23によりガス流入排出部17に内
蔵されているヒーター22を温度制御して、上記ガス流入
排出部17を例えば20〜300℃程度の範囲に加熱する。
At the same time, the temperature of the heater 22 incorporated in the gas inflow / outflow section 17 is controlled by the temperature control device 23 to heat the gas inflow / outflow section 17 to, for example, about 20 to 300 ° C.

この時、第3図に矢印で示すようにガス流入排出部17
と半導体ウエハ12との間にガスの流入排出の流れが形成
される。そして、この流れは、マクロ的に見た場合、開
口17a〜17eから出て開口17f〜17jに排出される全体的な
流れ、即ちバルク流動的な流れを形成し、この流れは半
導体ウエハ12の搬送方向と平行状態になる。
At this time, as shown by arrows in FIG.
A flow of gas inflow and outflow is formed between the semiconductor wafer 12 and the semiconductor wafer 12. Then, when viewed macroscopically, this flow forms an overall flow that exits from the openings 17a to 17e and is discharged to the openings 17f to 17j, that is, a bulk flow, and this flow is a flow of the semiconductor wafer 12. Becomes parallel to the transport direction.

ここで、上記ガスに含まれているオゾンO3は、上記ガ
ス流入排出部17により流入直前に分解されない程度の温
度に加熱されて半導体ウエハ12に向い、そして半導体ウ
エハ12の表面に接触してさらに加熱されることにより分
解し、酸素原子ラジカルが多量に発生する。
Here, the ozone O 3 contained in the gas is heated to a temperature at which it is not decomposed immediately before inflow by the gas inflow / outflow unit 17 and faces the semiconductor wafer 12, and contacts the surface of the semiconductor wafer 12. It is further decomposed by heating, and a large amount of oxygen atom radicals are generated.

そして、この酸素原子ラジカルが半導体ウエハ12の表
面に被着されたフォトレジスト膜と反応し、アッシング
が行なわれフォトレジスト膜を除去する。アッシングに
よって生成した廃ガスは、直ちにガス流入排出部17によ
って処理室11外に排気される。この時、上記ガス流入排
出部17のアッシングガス排出孔である開口17f〜17jも同
時に加熱されているため、ミストが付着することはな
く、このミストの影響による上記半導体ウエハ12の汚染
を防止することができる。このようなミストは、主に低
温部に付着する特性があるため、上記ガス流入排出部17
に付着することはない。また、上記ガス流入排出部17を
加熱するため、上記アッシングガスの廃ガスを排気する
際、この廃ガス中に残存するオゾンも同時に分解するこ
とができる。
Then, the oxygen atom radicals react with the photoresist film deposited on the surface of the semiconductor wafer 12, and ashing is performed to remove the photoresist film. The waste gas generated by the ashing is immediately exhausted to the outside of the processing chamber 11 by the gas inflow / emission unit 17. At this time, the openings 17f to 17j, which are the ashing gas discharge holes of the gas inflow / emission unit 17, are also heated at the same time, so that mist does not adhere and the contamination of the semiconductor wafer 12 due to the influence of the mist is prevented. be able to. Since such a mist has a characteristic of mainly adhering to a low-temperature portion, the gas inflow / outflow portion 17
Does not adhere to Further, since the gas inflow / emission unit 17 is heated, when exhausting the ashing gas waste gas, ozone remaining in the waste gas can be decomposed at the same time.

そして、搬送ベルト13aにより処理室11の左側に移送
され処理を終えた半導体ウエハ12を、図示しない取出装
置により取出室27に収納する。
Then, the semiconductor wafer 12 which has been transferred to the left side of the processing chamber 11 by the transport belt 13a and has been processed is housed in the unloading chamber 27 by an unshown unloading device.

なお、オゾン発生器20で生成されたオゾンの寿命は温
度に依存し、縦軸をオゾン分解半減期、横軸をオゾンを
含有するガスの温度とした第4図のグラフの示すよう
に、温度が高くなるとオゾンの寿命は急激に短くなる。
このため、上記ガスの温度は25℃程度以下とすることが
好ましく、一方、半導体ウエハ12の温度は150℃程度以
上に加熱することが好ましく、またガス流入排出部17は
50℃以上に加熱するのが好ましい。
The life of ozone generated by the ozone generator 20 depends on the temperature. As shown in the graph of FIG. 4, the vertical axis represents the half-life of ozone decomposition and the horizontal axis represents the temperature of the gas containing ozone. The higher the value, the shorter the life of ozone.
For this reason, the temperature of the gas is preferably about 25 ° C. or less, while the temperature of the semiconductor wafer 12 is preferably heated to about 150 ° C. or more.
It is preferred to heat to 50 ° C. or higher.

第5図のグラフは、縦軸をアッシング速度、横軸をオ
ゾンを含有するガスの流量とし、上記説明のこの実施例
のアッシング装置におけるガス流入排出部17と半導体ウ
エハ12間の距離ギャップを1.5mmとして6インチの半導
体ウエハ12を250℃にガス流入排出部17を200℃に加熱
し、移動速度を10mm/secとした場合の半導体ウエハ12の
アッシング速度の変化を示している。なお、オゾン濃度
は、3〜10重量%程度となるよう調節されている。第6
図のグラフは、ガス流入排出部17と半導体ウエハ12との
ギャップ(間隔)を変化させた場合の各々のアッシング
速度の変化を表わす特性例図であり、ギャップが約1.5m
m程度の時にアッシング速度が最高になることを示して
いる。また、第7図のグラフは、ガス流入排出部17の加
熱温度を変化させた場合のアッシング速度の変化を表わ
す特性例図であり、ガス流入排出部17の温度が約200℃
程度の時、アッシング速度が最高になることを示してい
る。このようにガス流入排出部17の加熱手段を備えてい
るので、上記ガス流入排出部17の温度を可変でき、しか
も半導体ウエハ12の加熱温度とは別々に単独に可変でき
るので、アッシングガスを最良の処理温度条件に容易に
設定して、半導体ウエハ12表面に流入できる。
In the graph of FIG. 5, the vertical axis represents the ashing speed, the horizontal axis represents the flow rate of the gas containing ozone, and the distance gap between the gas inflow / outlet unit 17 and the semiconductor wafer 12 in the ashing apparatus of this embodiment described above is set to 1.5. The graph shows a change in the ashing speed of the semiconductor wafer 12 when the 6-inch semiconductor wafer 12 is heated to 250 ° C. and the gas inflow / outlet unit 17 is heated to 200 ° C. and the moving speed is 10 mm / sec. The ozone concentration is adjusted to be about 3 to 10% by weight. Sixth
The graph in the figure is a characteristic example diagram showing a change in each ashing speed when the gap (interval) between the gas inflow / emission unit 17 and the semiconductor wafer 12 is changed.
It shows that the ashing speed becomes maximum when the distance is about m. Further, the graph of FIG. 7 is a characteristic example diagram showing a change in the ashing speed when the heating temperature of the gas inflow / emission unit 17 is changed.
In this case, the ashing speed is the highest. Since the heating means for the gas inflow / outflow section 17 is provided as described above, the temperature of the gas inflow / outflow section 17 can be varied, and furthermore, the heating temperature of the semiconductor wafer 12 can be independently varied independently. Can be easily set to the processing temperature condition described above and flow into the surface of the semiconductor wafer 12.

また、上記ガス流入排出部17の温度を変化させること
により、アッシング速度を可変できるので、アッシング
処理末期に一定の残膜厚さで上記アッシングを中止する
などのコントロールも可能となる。
In addition, since the ashing speed can be varied by changing the temperature of the gas inflow / emission unit 17, control such as stopping the ashing with a constant remaining film thickness at the end of the ashing process is also possible.

また、半導体ウエハ12を移動する際、その移動方向は
ガス流入排出部17から流入排出される全体的なガスの流
れ、すなわちバルク流動的な流れと平行状態に設定され
ているので、アッシングガスは半導体ウエハ12表面の全
域に均等に流入した後上方から排気される。したがっ
て、アッシングの均一度は、例えば第8図に示すように
極めて良好である。
When the semiconductor wafer 12 is moved, the moving direction is set in parallel with the flow of the entire gas flowing in and out of the gas inflow / emission unit 17, that is, the flow of the bulk fluid. After uniformly flowing into the entire surface of the semiconductor wafer 12, the gas is exhausted from above. Therefore, the ashing uniformity is extremely good, for example, as shown in FIG.

なお、上記実施例では、半導体ウエハ12の移動は、複
数枚の半導体ウエハ12を搬送部13に順次載置してガス流
入排出部17下の反応空間をワンスルーで一過的に所定の
処理時間で通過させることについて説明したが、他の移
動例えば、上記ガス流入排出部17下の反応空間を、所定
速度で必要とするアッシング時間、一定のストローク例
えば開口17aから1個隣りの開口17bまでの距離を1スト
ロークとしてスキャン方式で往復運動をさせるように構
成しても、上記同様の作用効果が得られる。また、搬送
ベルトに半導体ウエハを載置して移動する代りに、載置
台を設け、この載置台を例えばエアシリンダーや、バル
スモータ、サーボモータ、ステッピングモータ等を使用
した回転式直進機構を使用して、往復運動させるように
構成してもよい。
In the above embodiment, the movement of the semiconductor wafer 12 is performed by sequentially placing a plurality of semiconductor wafers 12 on the transfer unit 13 and temporarily passing through the reaction space below the gas inflow / outflow unit 17 for a predetermined processing time. However, other movements, for example, the ashing time required at a predetermined speed in the reaction space below the gas inflow / outlet unit 17, a constant stroke, for example, from the opening 17a to the next opening 17b Even if the distance is set to one stroke and the reciprocating motion is performed by the scanning method, the same operation and effect as described above can be obtained. Also, instead of placing and moving the semiconductor wafer on the transport belt, a mounting table is provided, and this mounting table is provided by using a rotary linear mechanism using, for example, an air cylinder, a pulse motor, a servo motor, a stepping motor, or the like. , It may be configured to reciprocate.

また、この実施例ではアッシング対象としてフォトレ
ジスト膜の場合について説明したが、インクの除去を始
め溶剤の除去等各種のものに適用でき、酸化して除去で
きるものならば、アッシング対象はどのようなものでも
よく、オゾンを含有するガスは酸素に限らずオゾンと反
応しないようなガス、特にN3、Ar、Ne等のような不活性
なガスにオゾンを含有させて使用することができる。
Also, in this embodiment, the case of a photoresist film was described as an object to be ashed. However, the object to be ashed can be applied to various things such as solvent removal including ink removal and any object that can be removed by oxidation. The gas containing ozone is not limited to oxygen, and may be a gas which does not react with ozone, particularly an inert gas such as N 3 , Ar, Ne, etc., which contains ozone.

さらに、上記実施例では、半導体ウエハの処理に適用
した実施例について説明したが、アッシング工程であれ
ばガラス基板上に設けるフォトマスク、プリント基板、
大型ディスプレイパネル、被着されるアモルファスシリ
コン膜など何れにも適用できることは説明するまでもな
いことである。
Further, in the above embodiment, the embodiment applied to the processing of a semiconductor wafer has been described. However, in the case of an ashing process, a photomask provided on a glass substrate, a printed board,
It is needless to say that the present invention can be applied to any of a large display panel and an amorphous silicon film to be deposited.

特に、LCD基板やマスク用基板などのように、下地膜
としてITO膜、アモルファスシリコン(αSi)、タンタ
ル(Ta)やクロム(Cr)の如き非常に酸化されやすいデ
リケートな材料が使用されているもののアッシングに際
しては、上記下地膜に損傷を与えないような処理が必要
とされている。
In particular, delicate materials that are highly susceptible to oxidation, such as ITO film, amorphous silicon (αSi), tantalum (Ta), and chromium (Cr), are used as base films, such as LCD substrates and mask substrates. At the time of ashing, a treatment that does not damage the base film is required.

例えば、上記アッシングを、一定の残膜厚さで中止し
て、その後はウェット処理に切換える方式が必要とされ
ており、このためには精密なアッシングのコントロール
が不可欠であり、本発明装置を適用して非常に有効であ
る。
For example, there is a need for a method in which the ashing is stopped at a certain remaining film thickness and then switched to a wet process. For this purpose, precise ashing control is indispensable. It is very effective.

さらに、大型の被処理基板をアッシング処理する場合
にはガス流入排出部の形状を大型化即ち、アッシングガ
スの流入孔排出孔である開口の長さと個数を調整するこ
とで対応できるので、装置のスケールアップが容易に可
能となる。
Further, when performing ashing processing on a large substrate to be processed, the shape of the gas inflow / outflow portion can be increased by adjusting the shape of the gas inflow / outflow portion, that is, by adjusting the length and number of the openings serving as the ashing gas inflow / outflow holes. Scale-up becomes easy.

また、アッシングガスとしてオゾンを含む酸素ガスの
他に、必要に応じて第2ガスとして例えばN2O、NO、N
O2、C2F5、CCl4、CF4などをガス流量調節器25により流
量調整して上記酸素ガスと混合してアッシングするよう
にすれば、アッシング適用範囲を広げ汎用性のあるアッ
シングが可能となる。
In addition to the oxygen gas containing ozone as an ashing gas, a second gas such as N 2 O, NO, N
If ashing is performed by adjusting the flow rate of O 2 , C 2 F 5 , CCl 4 , CF 4, etc. with the gas flow controller 25 and mixing with the above oxygen gas, the ashing application range is widened and versatile ashing is achieved. It becomes possible.

さらに、各半導体ウエハのレジスト量またはレジスト
面積が異なってもアッシングレートは一定であり、且つ
アッシング反応空間内にある半導体ウエハの枚数の如何
にかかわらず各半導体ウエハのアッシングレートは同一
不変である。すなわちローディング効果がないため、オ
ペレーションは容易である。
Further, the ashing rate is constant even if the resist amount or the resist area of each semiconductor wafer is different, and the ashing rate of each semiconductor wafer is the same regardless of the number of semiconductor wafers in the ashing reaction space. That is, since there is no loading effect, the operation is easy.

以上述べたようにこの実施例によれば、被処理基板に
対向して設けられたアッシングガス流入孔及び排出孔を
有するガス流入排出部に加熱手段を設けたことにより、
上記アッシングガス温度を所望するアッシング速度を得
る温度に容易に設定でき、更に、上記アッシングガスを
被処理基板直前で加熱することができるため、上記アッ
シングガスを有効に使用でき、上記被処理基板のスルー
プットを向上することが可能となる。
As described above, according to this embodiment, the heating unit is provided in the gas inflow / outflow unit having the ashing gas inflow hole and the discharge hole provided to face the substrate to be processed,
The ashing gas temperature can be easily set to a temperature at which a desired ashing speed is obtained, and the ashing gas can be heated immediately before the substrate to be processed. Throughput can be improved.

また、上記ガス流入排出部を加熱するため、上記アッ
シングガスの廃ガスをこのガス流入排出部から排気する
際に、このガス流入排出部にミストが付着することはな
く、このミストの影響による上記被処理基板の汚染を抑
止することが可能となる。
Further, in order to heat the gas inflow / exhaust portion, when exhaust gas of the ashing gas is exhausted from the gas inflow / exhaust portion, no mist adheres to the gas inflow / exhaust portion. It is possible to suppress contamination of the substrate to be processed.

また、上記被処理基板を下方からの加熱のみならず、
上方に配置された上記ガス流入排出部の輻射熱も伝達さ
れるため、一定で信頼性が高く所望する温度帯で制御を
することができる。
In addition, the substrate to be processed is not only heated from below,
Since the radiant heat of the gas inflow / outflow portion disposed above is also transmitted, it is possible to control the temperature in a desired and constant temperature zone with high reliability.

(発明の効果) 本発明のアッシング装置によれば、被処理基板の移動
に伴って被処理基板の表面に対しては、あたかもスリッ
ト状の流入孔と排出孔が交互にスキャンする格好とな
り、均一なアッシングガスの接触と排出が行われる。し
かもマクロ的にみた場合、流入孔から排出孔までのガス
の流れはバルク流動的な流れとなって被処理基板の移動
方向と平行な状態になっている。従って、従来より極め
て均一でかつ高速なアッシング処理を実施することがで
きる。
(Effects of the Invention) According to the ashing apparatus of the present invention, it becomes more like a slit-like inflow hole and an outflow hole are alternately scanned on the surface of the substrate to be processed with the movement of the substrate to be processed. Contact and discharge of the ashing gas are performed. In addition, when viewed from a macro perspective, the gas flow from the inflow hole to the discharge hole becomes a bulk flow and is parallel to the moving direction of the substrate to be processed. Therefore, it is possible to perform an ashing process which is much more uniform and faster than before.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の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図は第1図のアッシング装置におけ
るガス流入排出部の底面図、第3図は第1図のアッシン
グ装置におけるガス流入排出部のガスの流れを示す説明
図、第4図は第1図のアッシング装置におけるオゾンの
分解半減期と温度との関係を示すグラフ、第5図は第1
図のアッシング装置におけるアッシング速度とオゾンを
含有するガス流量の関係を示すグラフ、第6図は第1図
のアッシング装置におけるアッシング速度と反応空間の
ギャップとの関係を示すグラフ、第7図は第1図のアッ
シング装置におけるアッシング速度とガス流入排出部温
度との関係を示すグラフ、第8図は第1図のアッシング
装置における残存レジスト膜厚さと半導体ウエハ中心か
らの距離との関係を示すグラフである。 11…処理室、12…半導体ウエハ 13…搬送部、15a…ヒーター 16…冷却装置、17…ガス流入排出部 17a〜17j…開口、20…オゾン発生器 22…ヒーター、23…温度制御装置
FIG. 1 is an explanatory view showing a configuration of an ashing device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a bottom view of a gas inflow / outlet portion in the ashing device of FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is a graph showing the relationship between the half-life of decomposition of ozone and the temperature in the ashing device of FIG. 1, and FIG.
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the ashing speed and the gas flow rate containing ozone in the ashing device shown in FIG. 6, FIG. 6 is a graph showing the relationship between the ashing speed and the gap of the reaction space in the ashing device in FIG. 1, and FIG. FIG. 8 is a graph showing a relationship between an ashing speed and a gas inflow / outlet temperature in the ashing device of FIG. 1, and FIG. 8 is a graph showing a relationship between a remaining resist film thickness and a distance from the center of the semiconductor wafer in the ashing device of FIG. is there. 11 processing chamber, 12 semiconductor wafer 13 transport unit, 15a heater 16 cooling unit, 17 gas inlet / outlet unit 17a-17j opening, 20 ozone generator 22 heater, 23 temperature control unit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−84029(JP,A) 特開 昭64−42129(JP,A) 実開 昭62−73541(JP,U) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-63-84029 (JP, A) JP-A-64-42129 (JP, A) Jpn.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】処理室内にアッシングガスを流入させる流
入孔との対向位置に被処理基板を位置させると共に、ア
ッシングガスを前記流入孔から流してこの被処理基板の
表面に接触させて該被処理基板をアッシングする装置に
おいて、 処理室内の上部には、前記流入孔と、この流入孔から流
入したアッシングガスを処理室内から排気する排出孔と
を、同一面に複数形成したガス流入排出部が形成され、 処理室内の下部には、前記被処理基板を前記ガス流入排
出部に対して所定間隔の下で平行に移動させる搬送部が
設けられ、 前記各流入孔と各排出孔は各々スリット形状に成形され
ると共に、これら流入孔と排出孔は交互にかつ相互に平
行となるように配置され、 さらにこれら流入孔と排出孔は、前記搬送部による被処
理基板の移動方向とは直角になるように配置されたこと
を特徴とする、アッシング装置。
A substrate to be processed is located at a position facing an inflow hole through which an ashing gas flows into a processing chamber; and the ashing gas flows from the inflow hole to come into contact with the surface of the substrate to be processed to thereby perform the processing. In an apparatus for ashing a substrate, a gas inflow / outflow portion is formed in the upper portion of the processing chamber, in which a plurality of the inflow holes and a plurality of discharge holes for exhausting the ashing gas flowing through the inflow holes from the processing chamber are formed on the same surface. In a lower portion of the processing chamber, a transfer unit that moves the substrate to be processed in parallel with the gas inflow / outflow unit at a predetermined distance below the gas inflow / outflow unit is provided. While being formed, the inflow holes and the outflow holes are arranged alternately and in parallel with each other. Further, the inflow holes and the outflow holes are directly in the moving direction of the substrate to be processed by the transfer section. An ashing device characterized by being arranged at a corner.
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