JP2717855B2 - Ashing method - Google Patents
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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、アッシング方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial application field) The present invention relates to an ashing method.
（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、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。従っ
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ウエハ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われている。(Prior Art) In general, a fine pattern of a semiconductor integrated circuit is formed by etching a base film formed on a semiconductor wafer using a photoresist film of an organic polymer formed by exposure and development as a mask. Done. Therefore, the photoresist film used as the mask needs to be removed from the wafer surface after the etching process. An ashing process is performed as a process for removing the photoresist film in such a case.
このアッシング処理としては、例えば特開昭60−2390
27号公報等に開示された酸素プラズマを用いてアッシン
グ処理するものや、実開昭62−17123号、実開昭62−735
41号、特開昭61−290724号、特開昭62−98729号公報等
の開示された紫外線ランプ照射＋オゾン供給＋ウエハ加
熱によりアッシング処理するものがある。As the ashing process, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-2390
No. 27-17123, Japanese Utility Model Application Laid-Open No. Sho 62-735
No. 41, JP-A-61-290724, JP-A-62-98729, etc., ashing is performed by irradiation with an ultraviolet lamp + supply of ozone + heating of a wafer.
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記酸素プラズマを用いてアッシング
処理する技術では、プラズマ発生時に生じるイオンが半
導体ウエハに入射することにより、半導体ウエハがダメ
ージを受ける欠点がある。また、上記紫外線ランプ照射
＋オゾン供給＋ウエハ加熱によりアッシング処理する技
術では、オゾンを生成するために大量の酸素を必要とす
ること、及びウエハを高温例えば300℃程度に加熱する
必要があることから、不要な不純物がウエハ中に混入し
て欠陥を生じる恐れがあるという問題があった。(Problems to be Solved by the Invention) However, the technology of performing the ashing process using the oxygen plasma has a drawback that the semiconductor wafer is damaged by ions generated at the time of plasma generation being incident on the semiconductor wafer. Further, in the technology of performing the ashing process by irradiation of the ultraviolet lamp + supply of ozone + heating of the wafer, a large amount of oxygen is required to generate ozone, and the wafer needs to be heated to a high temperature, for example, about 300 ° C. In addition, there is a problem that unnecessary impurities may be mixed into the wafer to cause a defect.
本発明は、上記点に対処してなされたもので、被処理
体に被着されている膜を低温でアッシングでき、且つ、
被処理体にダメージを与えることのないアッシング方法
を提供しようとするものである。The present invention has been made in view of the above points, it is possible to ashing the film deposited on the object to be processed at a low temperature, and,
An object of the present invention is to provide an ashing method that does not damage an object to be processed.
（課題を解決するための手段） 本発明は、アッシング方法において、被処理体に被着
された膜に紫外線レーザ光を帯状に照射すると共に、上
記レーザ光の照射点の近傍のガス噴出部から酸化系ガス
を上記照射点に対して当該照射点の形状に対応するよう
に帯状に供給し、 上記レーザ光及び上記ガス噴出部を被処理体に対して
上記照射点が伸びる方向と直交する方向に相対的に移動
させながら上記膜をアッシング除去することを特徴とす
る。(Means for Solving the Problems) According to the present invention, in an ashing method, a film adhered to an object to be processed is irradiated with an ultraviolet laser beam in a band shape, and a gas ejection portion near an irradiation point of the laser beam is emitted. An oxidizing gas is supplied in a strip shape to the irradiation point so as to correspond to the shape of the irradiation point, and the laser beam and the gas ejecting portion are directed in a direction orthogonal to a direction in which the irradiation point extends with respect to the object to be processed. Ashing the film while relatively moving the film.
（作用効果） 本発明によれば、上記被処理体を高温に加熱すること
なくアッシング処理でき、被処理体に加熱による異物の
混入を防止することができる。更にアッシングガスの供
給は、紫外線レーザ光の照射点のみでよいため、アッシ
ングガスの消費量を低減することができる。また帯状に
レーザ光を照射しかつこの帯状の照射領域にガスを帯状
に供給しているため被処理体の表面をスキャンする時間
が短くて済む。(Effects) According to the present invention, ashing can be performed without heating the object to be processed to a high temperature, and contamination of the object by heating can be prevented. Further, the ashing gas needs to be supplied only at the irradiation point of the ultraviolet laser beam, so that the consumption of the ashing gas can be reduced. In addition, since the laser light is irradiated in a band shape and the gas is supplied to the band-shaped irradiation region in a band shape, the time for scanning the surface of the object to be processed can be shortened.
また、プラズマを使用しないため、被処理体へダメー
ジを与えることはない。Further, since no plasma is used, no damage is given to the object to be processed.
（実施例） 以下、本発明方法を、半導体ウエハのアッシング処理
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 method of the present invention is applied to ashing of a semiconductor wafer will be described below with reference to the drawings.
まず、アッシング装置の構成を説明する。 First, the configuration of the ashing device will be described.
処理室（１）は、例えばアルミニウム製で表面がアル
マイト処理されて耐アッシングガス特性を有し、上記処
理室（１）内を気密可能な筒状構造となっている。この
処理室（１）には図示しない開閉口が設けられており、
この開閉口から上記処理室（１）内に被処理体例えば半
導体ウエハ（２）の搬入出を可能としている。このウエ
ハ（２）は、処理室（１）内に設けられている載置台
（３）の上面の予め定められた位置に載置可能とされて
いる。この載置台（３）は、耐アッシング特性を有する
材質例えば表面がアルマイト処理されたアルミニウムか
らなり、この上面に上記ウエハ（２）を載置し保持する
ための保持機構例えば真空吸着機構（図示せず）が設け
られている。このようにウエハ（２）を載置する載置台
（３）は、ウエハ（２）を載置した状態でＸ−Ｙ方向に
移動するＸ軸駆動機構（４）及びＹ軸駆動機構（５）が
設けられている。このＸ軸駆動機構（４）及びＹ軸駆動
機構（５）は、一軸駆動機構であるボールスクリュー及
びこれを駆動するモータからなり、水平を保った状態で
Ｘ−Ｙ移動を可能としている。ここで、Ｘ軸駆動機構
（４）及びＹ軸駆動機構（５）のモータは、上記処理室
（１）の内部に設けてもよいが、耐久性及び発塵性の面
から上記処理室（１）外部に設けることが好ましい。ま
た、上記処理室（１）の上壁（1a）は透明な材質例えば
石英ガラスにより構成されており、この上壁（1a）を介
して上記ウエハ（２）表面に紫外線レーザ光を照射可能
な構造となっている。この紫外線レーザ光は、上記処理
室（１）の外部に設けられた紫外線レーザ例えばArFエ
キシマレーザ源（６）から射出され、反射鏡（７）を介
してレンズ（８）例えばシリンドリカルレンズにより例
えば1.5mm×150mm程度の帯状に集光された後に上記ウエ
ハ（２）表面に照射する如く構成されている。このよう
な光学系は処理室（１）内に配置してもよいが、処置室
（１）は小型化できることから処理室（１）外に配置す
ることが好ましい。このような光学系により上記ウエハ
（２）表面に紫外線レーザ光を照射する照射点に処理ガ
スを供給させる如く、ノズル（９）が設けられている。
このノズル（９）は、固定状態で上記処理室（１）の例
えば側壁を貫通し、処理室（１）外部に設けられた処理
ガス供給源（10）に接続している。そして、このノズル
（９）のガス噴出部（9a）は第２図及び第３図A,Bに示
すように、上記ウエハ（２）のレーザ光照射点に対応す
るように、即ちレーザスポット形状と対応するように横
長に形成され、複数の孔を有している。このガス噴出部
（9a）は第３図Ａに示すように複数の孔により構成して
も良いし、第３図Ｂに示すようなメッシュ状のもので構
成しても良い。また、上記処理室（１）の底部には排気
管（11）が設けられ、処理室（１）内で使用された廃ガ
スを排気可能な如く設けられている。また、上記処理室
（１）内には図示しないガスパージ機構が設けられてお
り、処理室（１）内の雰囲気をエアー或いは不活性ガス
に置換可能な構造となっている。このようにしてアッシ
ング装置が構成されている。The processing chamber (1) is made of, for example, aluminum and has an alumite-treated surface, has an anti-ashing gas property, and has a cylindrical structure capable of hermetically sealing the inside of the processing chamber (1). This processing chamber (1) is provided with an opening / closing port (not shown).
Through this opening / closing port, a target object, for example, a semiconductor wafer (2) can be carried in and out of the processing chamber (1). The wafer (2) can be mounted at a predetermined position on the upper surface of a mounting table (3) provided in the processing chamber (1). The mounting table (3) is made of a material having ashing resistance, for example, aluminum whose surface is anodized, and a holding mechanism for mounting and holding the wafer (2) on the upper surface thereof, for example, a vacuum suction mechanism (not shown). Z) is provided. As described above, the mounting table (3) on which the wafer (2) is mounted is an X-axis driving mechanism (4) and a Y-axis driving mechanism (5) that move in the X-Y direction while the wafer (2) is mounted. Is provided. The X-axis drive mechanism (4) and the Y-axis drive mechanism (5) are composed of a ball screw which is a single-axis drive mechanism and a motor for driving the same, and are capable of XY movement while maintaining a horizontal state. Here, the motors of the X-axis driving mechanism (4) and the Y-axis driving mechanism (5) may be provided inside the processing chamber (1), but from the viewpoint of durability and dust generation, the processing chamber ( 1) It is preferably provided outside. The upper wall (1a) of the processing chamber (1) is made of a transparent material such as quartz glass, and the surface of the wafer (2) can be irradiated with ultraviolet laser light through the upper wall (1a). It has a structure. The ultraviolet laser light is emitted from an ultraviolet laser, for example, an ArF excimer laser source (6) provided outside the processing chamber (1), and is reflected by a lens (8), for example, a cylindrical lens through a reflecting mirror (7). It is configured such that the light is condensed in a strip shape of about mm × 150 mm and then irradiated onto the surface of the wafer (2). Such an optical system may be arranged inside the processing room (1), but it is preferable to arrange it outside the processing room (1) because the treatment room (1) can be downsized. A nozzle (9) is provided so as to supply a processing gas to an irradiation point where the surface of the wafer (2) is irradiated with ultraviolet laser light by such an optical system.
The nozzle (9) penetrates, for example, a side wall of the processing chamber (1) in a fixed state, and is connected to a processing gas supply source (10) provided outside the processing chamber (1). Then, as shown in FIG. 2 and FIGS. 3A and 3B, the gas ejection portion (9a) of the nozzle (9) corresponds to the laser beam irradiation point of the wafer (2), that is, the laser spot shape. And has a plurality of holes. The gas ejection portion (9a) may be constituted by a plurality of holes as shown in FIG. 3A, or may be constituted by a mesh as shown in FIG. 3B. Further, an exhaust pipe (11) is provided at the bottom of the processing chamber (1), and is provided so that the waste gas used in the processing chamber (1) can be exhausted. Further, a gas purge mechanism (not shown) is provided in the processing chamber (1) so that the atmosphere in the processing chamber (1) can be replaced with air or an inert gas. The ashing device is configured in this manner.
次に、上述したアッシング装置の動作作用及び半導体
ウエハのアッシング方法を説明する。Next, the operation of the above-described ashing apparatus and the method of ashing a semiconductor wafer will be described.
処理室（１）の開閉口（図示せず）を開き、被処理体
例えば半導体ウエハ（２）を搬送機構例えばハンドアー
ム（図示せず）により上記処理室（１）内に搬送し、こ
の処理室（１）に設けられている載置台（３）の上面の
予め定められた位置に載置する。この時、上記載置台
（３）に設けられている真空吸着機構により上記ウエハ
（２）を吸着保持する。そして、上記処理室（１）の開
閉口を閉じ、処理室（１）内部を気密に設定する。An opening / closing opening (not shown) of the processing chamber (1) is opened, and an object to be processed such as a semiconductor wafer (2) is transferred into the processing chamber (1) by a transfer mechanism such as a hand arm (not shown). It is mounted at a predetermined position on the upper surface of a mounting table (3) provided in the chamber (1). At this time, the wafer (2) is suction-held by a vacuum suction mechanism provided on the mounting table (3). Then, the opening and closing port of the processing chamber (1) is closed, and the inside of the processing chamber (1) is set to be airtight.
次に、上記ウエハ（２）表面のアッシング開始点に紫
外線レーザ光の照射点が位置するように、上記載置台
（３）をＸ−Ｙ方向に移動させる。そして、ArFエキシ
マレーザ源（６）から波長例えば193nm程度の紫外線レ
ーザ光を照射し、反射鏡（７）及びレンズ（８）により
例えば1.5mm×150mm程度の帯状に集光して、上記ウエハ
（２）表面に照射する。これと同時に、ウエハ（２）表
面の上記紫外線レーザ光照射点に酸素ガスを供給する。
これは、処理ガス供給源（10）から送られた酸素ガスを
ノズル（９）先端のガス噴出部（9a）から上記照射点に
供給する。すると、上記照射点において酸素ガスが紫外
線レーザ光により直接分解されて酸素ラジカルが生成さ
れる。この酸素ラジカルが上記ウエハ（２）表面に塗布
されているレジスト中の成分であるC,Hと反応し、CO2及
びH2Oとなることにより上記レジストを除去することが
できる。この酸素ラジカルによるレジストの分解作用に
よりジレストは気体となってウエハ（２）表面から除去
される。Next, the mounting table (3) is moved in the XY direction so that the irradiation point of the ultraviolet laser beam is located at the ashing start point on the surface of the wafer (2). Then, an ultraviolet laser beam having a wavelength of, for example, about 193 nm is irradiated from the ArF excimer laser source (6), and is condensed into a band of, for example, about 1.5 mm × 150 mm by the reflecting mirror (7) and the lens (8). 2) Irradiate the surface. At the same time, oxygen gas is supplied to the ultraviolet laser light irradiation point on the surface of the wafer (2).
In this method, the oxygen gas sent from the processing gas supply source (10) is supplied to the irradiation point from the gas ejection part (9a) at the tip of the nozzle (9). Then, at the irradiation point, the oxygen gas is directly decomposed by the ultraviolet laser beam to generate oxygen radicals. These oxygen radicals react with C and H, which are components in the resist applied to the surface of the wafer (2), to form CO 2 and H 2 O, whereby the resist can be removed. Due to the decomposition of the resist by the oxygen radicals, the gaseous gas is removed from the wafer (2) surface as a gas.
このようなレジスト除去処理即ちアッシング処理を連
続的或いは所望箇所のみ選択的に実行させるように、上
記ウエハ（２）を載置している載置台（３）をＸ軸駆動
機構（４）及びＹ軸駆動機構（５）により夫々Ｘ−Ｙ方
向に駆動して、上記照射点を相対的に移動させる。この
載置台（３）は、上記1.5mm×150mmの帯状レーザ光でウ
エハ（２）を全面アッシングする場合、例えばＸ軸を15
mm/secの速度で移動させてアッシング処理を実行する。
これにより、従来６インチウエハのアッシング処理が60
秒以上であったものが、この実施例によると10秒程度で
アッシング処理することができた。上記アッシング処理
中及び処理後には、排気管（11）を介して処理室（１）
内の雰囲気を適宜排気する。The mounting table (3) on which the wafer (2) is mounted is moved to the X-axis driving mechanism (4) and the Y-axis so that the resist removal processing, that is, the ashing processing is performed continuously or selectively only at a desired position. The irradiation points are relatively moved by being driven in the X and Y directions by the shaft driving mechanism (5). When the entire surface of the wafer (2) is ashed by the 1.5 mm × 150 mm band laser light, the mounting table (3) is set at, eg, an X-axis of 15 mm.
The ashing process is performed by moving at a speed of mm / sec.
As a result, the ashing process of the conventional 6-inch wafer can be reduced to 60
Although it took more than a second, the ashing process could be performed in about 10 seconds according to this embodiment. During and after the ashing process, the processing chamber (1) is connected via the exhaust pipe (11).
The inside atmosphere is evacuated appropriately.
上記実施例では、紫外線レーザ光の光軸を固定としウ
エハを載置した載置台を移動させることにより紫外線レ
ーザ光とウエハの相対的な移動を行ったが、これに限定
するものではなく、例えば紫外線レーザ光をスキャンニ
ングする構成としても同様な効果が得られる。In the above embodiment, the relative movement between the ultraviolet laser light and the wafer was performed by moving the mounting table on which the wafer was mounted with the optical axis of the ultraviolet laser light fixed, but the present invention is not limited to this. A similar effect can be obtained by a configuration in which an ultraviolet laser beam is scanned.
また、上記実施例では、1.5mm×150mmの帯状レーザ光
をＹ軸移動させてウエハの全面アッシングを行なった
が、これに限定するものではなく、レーザ光の形状をウ
エハより小さくしてＸ−Ｙ方向に走査するようにしても
同様な効果が得られる。この場合の走査方法は、Ｘ軸を
一定速度でＹ軸をステップ送り、Ｘ軸Ｙ軸共に一定速度
等何れでも同様な効果が得られる。Further, in the above embodiment, the entire surface of the wafer was ashed by moving the 1.5 mm × 150 mm belt-shaped laser beam in the Y axis. However, the present invention is not limited to this. Similar effects can be obtained by scanning in the Y direction. In the scanning method in this case, the same effect can be obtained by stepping the Y axis at a constant speed on the X axis and at a constant speed for both the X axis and the Y axis.
また、上記実施例では、ウエハ表面に供給する処理ガ
スとして酸素を用いて説明したが、これに限定するもの
ではなく、例えばアッシングガスであるO3やNOx等を使
用しても同様な効果が得られる。更に、低温例えば100
℃程度のウエハ加熱を併用してアッシング処理してもア
ッシング速度を向上させることができる。Further, in the above embodiment, the description has been made using oxygen as the processing gas supplied to the wafer surface.However, the present invention is not limited to this. For example, the same effect can be obtained by using an ashing gas such as O 3 or NO x. Is obtained. Furthermore, low temperature, for example, 100
The ashing speed can be improved even if the ashing process is performed in combination with the wafer heating at about ° C.
また更に、上記実施例では、被処理体として半導体ウ
エハを例に挙げて説明したが、これに限定するものでは
なく、例えば液晶TVなどの画面表示装置等に使用される
LCD基板でも同様な効果が得られる。Furthermore, in the above embodiment, the semiconductor wafer is described as an example of the object to be processed, but the present invention is not limited to this, and is used for a screen display device such as a liquid crystal TV.
Similar effects can be obtained with an LCD substrate.
以上説明したようにこの実施例によれば、被処理体に
被着された膜に紫外線レーザ光を照射し、且つこの照射
点に酸化系ガスを供給して上記膜をアッシング除去する
ことにより、上記被処理体を加熱せずにアッシング処理
することができ、被処理体に加熱による異物の混入を防
止することができる。更にアッシングガスの供給は、紫
外線レーザ光の照射点のみでよいため、アッシングガス
の消費量を低減することができる。As described above, according to this embodiment, the film adhered to the object to be processed is irradiated with ultraviolet laser light, and an oxidizing gas is supplied to this irradiation point to remove the film by ashing. The ashing process can be performed without heating the object to be processed, and entry of foreign matter into the object by heating can be prevented. Further, the ashing gas needs to be supplied only at the irradiation point of the ultraviolet laser beam, so that the consumption of the ashing gas can be reduced.
更に、プラズマを使用しないため被処理体へダメージ
を与えることはない。Furthermore, since no plasma is used, there is no damage to the object.
また、被処理体表面の所望する部分を選択的にアッシ
ング除去することができる。Further, a desired portion on the surface of the object to be processed can be selectively removed by ashing.
第１図は本発明方法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図及び第３図は第１図アッシン
グ装置のノズル説明図である。 １……処理室、２……ウエハ ３……載置台、６……レーザ源 ９……ノズル、9a……ガス噴出部 10……処理ガス供給源FIG. 1 is a block diagram of an ashing apparatus for explaining one embodiment of the method of the present invention, and FIGS. 2 and 3 are explanatory views of a nozzle of the ashing apparatus of FIG. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Processing chamber 2, 2 ... Wafer 3 ... Mounting table, 6 ... Laser source 9 ... Nozzle, 9a ... Gas ejection part 10 ... Processing gas supply source
Claims (1)
を帯状に照射すると共に、上記レーザ光の照射点の近傍
のガス噴出部から酸化系ガスを上記照射点に対して当該
照射点の形状に対応するように帯状に供給し、 上記レーザ光及び上記ガス噴出部を被処理体に対して上
記照射点が伸びる方向と直交する方向に相対的に移動さ
せながら上記膜をアッシング除去することを特徴とする
アッシング方法。1. A method according to claim 1, further comprising: irradiating the film deposited on the object to be processed with an ultraviolet laser beam in a belt shape, and irradiating the irradiating point with an oxidizing gas from a gas ejection portion near the irradiating point of the laser beam. The film is supplied in a strip shape corresponding to the shape of a point, and the film is removed by ashing while the laser beam and the gas ejection part are relatively moved with respect to the object to be processed in a direction perpendicular to a direction in which the irradiation point extends. An ashing method, comprising:
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP1178436A JP2717855B2 (en) | 1989-07-11 | 1989-07-11 | Ashing method |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP1178436A JP2717855B2 (en) | 1989-07-11 | 1989-07-11 | Ashing method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0342825A JPH0342825A (en) | 1991-02-25 |
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ID=16048485
Family Applications (1)
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| JP1178436A Expired - Fee Related JP2717855B2 (en) | 1989-07-11 | 1989-07-11 | Ashing method |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR20190092305A (en) * | 2018-01-29 | 2019-08-07 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | Ashing apparatus, ashing method and recording medium |
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-
1989
- 1989-07-11 JP JP1178436A patent/JP2717855B2/en not_active Expired - Fee Related
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| KR102629527B1 (en) * | 2018-01-29 | 2024-01-25 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | Ashing apparatus, ashing method and recording medium |
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| JPH0342825A (en) | 1991-02-25 |
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