JP2756502B2 - Ashing processing apparatus and method - Google Patents
Ashing processing apparatus and methodInfo
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- JP2756502B2 JP2756502B2 JP1154118A JP15411889A JP2756502B2 JP 2756502 B2 JP2756502 B2 JP 2756502B2 JP 1154118 A JP1154118 A JP 1154118A JP 15411889 A JP15411889 A JP 15411889A JP 2756502 B2 JP2756502 B2 JP 2756502B2
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Description
この発明は、アッシング処理装置および方法に関す
る。The present invention relates to an ashing processing apparatus and method.
半導体製造工程において、フォトレジスト膜を介して
下地のエッチングが行われて微細加工の終了した半導体
ウェーハやLCD基板等の被処理基板については、マスク
に用いた上記レジスト膜を、この基板表面から除去する
必要がある。このために、従来から、アッシング処理が
行われている。 従来、このアッシング処理は、例えば半導体ウェーハ
やLCD基板等の被処理基板をチャンバー内に収容し、例
えば抵抗加熱ヒータによって加熱するとともに、このチ
ャンバー内を所定の処理ガス例えばオゾンを含むガスの
常圧雰囲気あるいは減圧雰囲気として、上記処理ガスを
例えば被処理基板上に被着された有機高分子のフォトレ
ジストに作用させ、灰化して除去する等の方法によって
行われている。In a semiconductor manufacturing process, for a substrate to be processed, such as a semiconductor wafer or an LCD substrate, which has been subjected to fine processing by etching a base through a photoresist film, the resist film used as a mask is removed from the surface of the substrate. There is a need to. For this purpose, an ashing process has been conventionally performed. Conventionally, in this ashing process, for example, a substrate to be processed, such as a semiconductor wafer or an LCD substrate, is housed in a chamber and heated by, for example, a resistance heater, and a predetermined processing gas, such as ozone-containing gas, is supplied to the chamber at normal pressure. As the atmosphere or the reduced pressure atmosphere, the above-described processing gas is applied to, for example, a photoresist of an organic polymer deposited on a substrate to be processed, and is ashed and removed.
ところが、常圧雰囲気あるいは減圧雰囲気中で半導体
ウェーハ等の被処理基板にオゾン等の所定の処理ガスを
作用させる従来のアッシング処理の場合、処理速度が比
較的遅い欠点があった。 そこで、本出願人は、先に特願昭63−284638号(昭和
63年11月10日付出願)として、オゾン等の処理ガスを高
圧雰囲気下で被処理基板に作用させてアッシング処理室
を行ない、高密度の処理ガス雰囲気により処理速度の高
速化を図ったアッシング処理方法を提案した。 ところで、アッシング処理は、反応ガスを被処理基板
を加熱した状態で作用させて行なうが、その前処理とし
て、フォトレジスト中の溶剤等を除去するとともに、予
め被処理基板を予備加熱するプリヒート処理を施す。こ
のプリヒート処理によりアッシング処理のスループット
を向上させることができるものである。 また、アッシング処理の後処理として、加熱された被
処理基板を冷却させるクーリングが行われる。 このため、アッシング処理のためのアッシング用チャ
ンバーの前には、プリヒート用チャンバーが設けられる
とともにアッシング用チャンバーの後には、冷却用のク
ーリングユニットが設けられる。 ところが、これらアッシング用チャンバー、プリヒー
ト用チャンバー、クーリングユニットが独立している場
合、アッシング用チャンバーでは、枚葉式の場合には、
被処理基板を、この反応チャンバー内に搬入する毎に、
昇圧、降圧の作業を行なわなければならず、スループッ
トが悪化するという問題がある。 この発明は、以上の欠点に鑑み、高圧雰囲気下で処理
ガスを反応させてアッシング処理を行なう装置におい
て、よりスループットの向上を図ったアッシング処理装
置および方法を提供しようとするものである。However, the conventional ashing process in which a predetermined processing gas such as ozone is applied to a substrate to be processed such as a semiconductor wafer in a normal pressure atmosphere or a reduced pressure atmosphere has a disadvantage that the processing speed is relatively slow. Therefore, the present applicant has previously filed Japanese Patent Application No. 63-284638 (Showa
Ashing process in which a processing gas such as ozone is applied to a substrate to be processed in a high-pressure atmosphere to perform an ashing processing chamber, and the processing speed is increased by a high-density processing gas atmosphere. A method was proposed. Incidentally, the ashing process is performed by applying a reaction gas while heating the substrate to be processed. As a pretreatment, a preheating process for removing the solvent and the like in the photoresist and preheating the substrate to be processed in advance is performed. Apply. Through the preheating process, the throughput of the ashing process can be improved. Cooling for cooling the heated substrate to be processed is performed as a post-processing of the ashing process. For this reason, a preheating chamber is provided before the ashing chamber for the ashing process, and a cooling unit for cooling is provided after the ashing chamber. However, when these ashing chambers, preheating chambers, and cooling units are independent, in the ashing chamber, in the case of a single wafer type,
Each time a substrate to be processed is loaded into this reaction chamber,
There is a problem that the work of boosting and stepping down must be performed, and the throughput is deteriorated. SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-described drawbacks, an object of the present invention is to provide an ashing processing apparatus and method for performing an ashing process by reacting a processing gas under a high-pressure atmosphere and further improving throughput.
この発明によるアッシング処理装置は、 被処理体の搬入側に第1の開閉機構を備えるととも
に、前記被処理体の搬出側に第2の開閉機構を備え、搬
入された前記被処理体を高圧雰囲気下で処理するアッシ
ング処理室と、 前記アッシング処理室の前記被処理体の搬入側に、前
記第1の開閉機構を通じて前記アッシング処理室と連結
して設けられ、第3の開閉機構を通じて搬入される前記
被処理体を予備加熱するための第1の予備室と、 前記アッシング処理室の前記被処理体の搬出側に、前
記第2の開閉機構を通じて前記アッシング処理室と連結
して設けられ、前記被処理体を冷却し、冷却した前記被
処理体を第4の開閉機構を通じて搬出する第2の予備室
と、 を具備し、 前記アッシング処理室でのアッシング処理と、前記第
1の予備室での予備加熱処理と、前記第2の予備室での
冷却処理は、それぞれ搬入側および搬出側の開閉機構を
閉じて各処理室を気密にした状態で行い、 前記第1の予備室で予備加熱処理した前記被処理体の
前記アッシング処理室への移送は、前記第1の予備室内
と前記アッシング処理室内の圧力を同じにした後に、前
記第1の開閉機構を開けて行い、 前記アッシング処理室でアッシング処理した前記被処
理体の前記第2の予備室への移送は、前記アッシング処
理室内と前記第2の予備室内の圧力を同じにした後に、
前記第2の開閉機構を開けて行うようにすることを特徴
とする。 また、この発明によるアッシング処理方法は、 アッシング処理室の被処理体の搬入側に、前記被処理
体を予備加熱する第1の予備室をロードロック室として
設けるとともに、前記アッシング処理室の前記被処理体
の搬出側に、後処理としての冷却を行なう第2の予備室
をロードロック室として設け、前記アッシング処理室に
おいて前記被処理体を加熱するとともに、高圧雰囲気下
で処理ガスを作用させてアッシング処理を行なうアッシ
ング方法であって、 前記第1の予備室に被処理体を搬入した後、前記第1
の予備室を気密状態にして、前記被処理体を予備加熱す
る第1の工程と、 前記第1の工程の後、前記アッシング処理室の受入れ
準備完了を待って、前記第1の予備室内の圧力と、前記
アッシング処理室内の圧力とを同じにした状態で、前記
第1の予備室と前記アッシング処理室との間のゲートを
開け、予備加熱した前記被処理体を前記第1の予備室か
ら前記アッシング処理室に搬入する第2の工程と、 前記第2の工程の後、前記第1の予備室と前記アッシ
ング処理室との間のゲートを閉じ、前記アッシング処理
室において、前記被処理体をアッシング処理する第3の
工程と、 前記第3の工程の後、前記第2の予備室内の圧力と前
記アッシング処理室内の圧力とを同じにした状態で、前
記アッシング処理室と前記第1の予備室との間のゲート
を開け、アッシング処理した前記被処理体を前記アッシ
ング処理室から前記第2の予備室に搬出し、前記アッシ
ング処理室を前記受入れ準備完了の状態にする第4の工
程と、 前記第4の工程の後、前記アッシング処理室と前記第
2の予備室との間のゲートを閉じ、前記第2の予備室で
前記アッシング処理された被処理体を冷却処理し、その
後、前記第2の予備室外に搬出し、この第2の予備室を
前記受入れ準備完了の状態にする第5の工程と、 を備え、前記第1〜第5の工程を繰り返すとともに、
前記第1の工程と前記第3の工程と前記第5の工程は、
時間的に重なる時間において行なうこと を特徴とする。An ashing processing apparatus according to the present invention includes a first opening / closing mechanism on a loading side of an object to be processed, and a second opening / closing mechanism on an unloading side of the processing object. An ashing processing chamber for processing below; and an ashing processing chamber provided on the loading side of the object to be processed in the ashing processing chamber in connection with the ashing processing chamber through the first opening / closing mechanism, and being loaded through a third opening / closing mechanism. A first preliminary chamber for pre-heating the object to be processed, and an ashing processing chamber provided on the unloading side of the object to be processed in the ashing processing chamber, the second opening and closing mechanism being connected to the ashing processing chamber; A second preparatory chamber for cooling the object to be processed and carrying out the cooled object to be processed through a fourth opening / closing mechanism, comprising: an ashing process in the ashing processing chamber; of The preliminary heating process and the cooling process in the second preliminary chamber are performed in a state in which each of the processing chambers is airtight by closing the opening / closing mechanism on the loading side and the transport side, respectively. The transfer of the object to be processed to the ashing processing chamber is performed by opening the first opening / closing mechanism after equalizing the pressures in the first preliminary chamber and the ashing processing chamber. The transfer of the object to be processed, which has been subjected to the ashing, to the second preliminary chamber is performed after the pressures in the ashing processing chamber and the second preliminary chamber are equalized.
The second opening / closing mechanism is opened to perform the operation. Further, in the ashing processing method according to the present invention, a first preliminary chamber for preheating the object to be processed is provided as a load lock chamber on the side of the ashing processing chamber where the object to be processed is carried in, and the object to be processed of the ashing processing chamber is provided. A second preparatory chamber for performing cooling as post-processing is provided as a load lock chamber on the carry-out side of the processing body, and the processing target is heated in the ashing processing chamber and a processing gas is caused to act in a high-pressure atmosphere. An ashing method for performing an ashing process, comprising: loading an object to be processed into the first preliminary chamber;
A first step of preheating the object to be processed in an airtight state of the preparatory chamber, and after the completion of the preparation for receiving the ashing processing chamber after the first step, With the pressure and the pressure in the ashing processing chamber being the same, a gate between the first preparatory chamber and the ashing processing chamber is opened, and the preheated object is transferred to the first preparatory chamber. A second step of carrying the wafer into the ashing processing chamber from the above; after the second step, closing a gate between the first preliminary chamber and the ashing processing chamber; A third step of ashing the body; and after the third step, the ashing processing chamber and the first ashing chamber are kept in a state where the pressure in the second preparatory chamber and the pressure in the ashing processing chamber are equalized. Gate between the spare room A fourth step of carrying out the opened and ashing-processed object from the ashing processing chamber to the second preliminary chamber, and bringing the ashing processing chamber into a state ready for receiving; Thereafter, a gate between the ashing processing chamber and the second preparatory chamber is closed, and the object subjected to the ashing processing in the second preparatory chamber is subjected to a cooling process. Carrying out, and setting the second spare room in the state of completion of the preparation for receiving, and repeating the first to fifth steps.
The first step, the third step, and the fifth step include:
It is characterized in that it is performed at times that overlap in time.
アッシング処理室の前後に、前処理としての予備加熱
用の第1の予備室と、後処理としての冷却用の第2の予
備室とが、ロードロック室構成に連結して設けられてい
るから、第1の予備室内を高圧状態にしてアッシング処
理室内に被処理体を搬送し、また、アッシング処理室か
ら第2の予備室内に被処理体を搬送する場合にも第2の
予備室内を高圧雰囲気にして行なうことにより、アッシ
ング処理室内の圧力を等しくした状態で、被処理体を処
理することができる。したがって、アッシング処理室内
の圧力について、被処理体毎に、昇圧、降圧作業を行な
う必要はなく、スループットの向上を図ることができ
る。Before and after the ashing processing chamber, a first preparatory chamber for preheating as pretreatment and a second preparatory chamber for cooling as postprocessing are provided in connection with the load lock chamber configuration. When the object to be processed is transported into the ashing processing chamber by setting the first preliminary chamber to a high pressure state, and when the object to be processed is transported from the ashing processing chamber to the second preliminary chamber, the high pressure is applied to the second preliminary chamber. By performing the treatment in an atmosphere, the object to be processed can be processed in a state where the pressure in the ashing processing chamber is equalized. Therefore, the pressure in the ashing processing chamber does not need to be increased or decreased for each object to be processed, and the throughput can be improved.
以下、この発明のアッシング処理装置の一実施例を、
第1図及び動作説明のための第2図を参照しながら説明
する。 アッシング用メインチャンバー1内には、被処理体と
して例えば半導体ウェーハ2などの基板が載置される加
熱板3と、この加熱板3に対向するようにガス拡散板4
が設けられている。 加熱板3は、例えばSUSやアルミニウムからなる金属
板からなり、加熱手段として例えば図示しない抵抗発熱
ヒータが内蔵されており、その上面に載置された半導体
ウェーハ2等の基板を加熱可能に構成されている。そし
て、この加熱板3には、基板昇降装置14に接続された複
数本例えば3本のピン15が加熱板3を貫通する如く設け
られており、半導体ウェーハ2等の基板のロード・アン
ロード時には、これらのピン15上に半導体ウェーハ2等
の基板を保持するように構成されている。 また、ガス拡散板4には、半導体ウェーハ2等の被処
理基板との間隔を所望の距離に設定可能とするように拡
散板昇降装置5が接続されている。また、このガス拡散
板4には、図示しないが処理ガス(オゾンを含むガス)
を噴出させるための開口の例としての図示しない噴出用
スリットと、排気ガスを排出させるための開口の例とし
て、図示しない排気用スリットとが交互に多数設けられ
ている。 そして、その噴出用スリットには、流量調節装置6を
介して、昇圧装置7が接続されている。この昇圧装置7
としては、例えばプランジャー・ポンプ、べローズポン
プ、ダイヤフラムポンプ等の昇圧ポンプが処理できる。
そして、この昇圧装置7には、酸素供給装置8から供給
される酸素からオゾンを発生させるオゾン発生装置9
と、2次ガス供給装置10から供給される2次ガスを励起
する2次ガス励起装置11が接続されている。 オゾン発生装置9としては、例えば無声放電、コロナ
放電、グロー放電等によってオゾンを発生させる装置等
を用いることができる。 一方、ガス拡散板4の排気用スリットは、圧力調節装
置12及び排ガス除害装置13を介して例えば工場排気系等
に接続されている。 そして、アッシング用メインチャンバー1の両側に
は、プリヒート用チャンバー30と、クーリングユニット
40とが、ロードロック室として構成されている。 プリヒート用チャンバー30は、矢印で示す半導体ウェ
ーハ2等の基板の搬送方向からみると、アッシング用メ
インチャンバー1の前に設けられ、クーリングユニット
40はアッシング用メインチャンバー1の後に設けられて
いることになる。 そして、アッシング用メインチャンバー1とプリヒー
ト用チャンバー30との間及びアッシング用メインチャン
バー1とクーリングユニット40との間には、ロード・ア
ンロード用開閉機構16及び17が設けられている。 また、プリヒート用チャンバー30の側部には、ロード
用開閉機構31が設けられ、さらに、クーリングユニット
40の側部には、アンロード用開閉機構41が設けられる。 さらに、プリヒート用チャンバー30及びクーリングユ
ニット40のそれぞれに対しては、昇圧装置32及び42が接
続され、それぞれプリヒート用チャンバー30内及びクー
リングユニット40内の圧力が高圧に調整可能とされてい
る。 また、プリヒート用チャンバー30内には、前述の加熱
板3と同様に構成された加熱板33が設けられる。そし
て、アッシング用メインチャンバー1内と同様に、基板
昇降装置34に接続された複数本、例えば3本のピン35
が、この加熱板33を貫通するように設けられ、半導体ウ
ェーハ2等の基板のロード・アンロード時には、これら
のピン35上に半導体ウェーハを保持するよう構成されて
いる。 クーリングユニット40内には、クーリングプレート43
が設けられ、基板昇降装置44に接続された複数本、例え
ば3本のピン45が、このクーリングプレートを貫通する
ように設けられ、半導体ウェーハ2等の基板のロード・
アンロード時には、これらピン45上に半導体ウェーハを
保持するように構成されている。 なお、プリヒート用チャンバー30の側部のロード用開
閉機構31の側方には図示しない基板搬送装置及びセンダ
ーなどが設けられている。 以上のような構成の装置において、この実施例では次
のようにして半導体ウェーハ2などの基板のアッシング
処理が行われる。 すなわち、先ず、図示しないセンダーから図示しない
搬送装置により半導体ウェーハ2などの基板をプリヒー
ト用チャンバー30のロード用開閉機構31の側方へ搬送す
る(第2図のステップ101)。 そして、予め、プリヒート用チャンバー30内の加熱板
33を所定温度例えば50〜150℃に加熱し、プリヒート条
件を整えておき(同、102)、プリヒート条件が整う
と、ロード用開閉機構31を開として、プリヒート用チャ
ンバー30内へ半導体ウェーハ2などの基板を搬入し、加
熱板33上に載置する(同、103)。このとき、基板昇降
装置34により、予めピン35を加熱板33上に突出させてお
く。そして、搬送装置の搬送アームを挿入して半導体ウ
ェーハ2などの基板をこのピン35上に載置し、搬送アー
ムを後退させた後、ピン35を下降させて加熱板33上に半
導体ウェーハ2などの基板を載置する。 そして、例えば約10Torr程度の減圧下で、半導体ウェ
ーハ2などの基板に対し、前述したようなプリヒート処
理を行なう(同、104)。このプリヒート処理により、
例えば半導体ウェーハ2などの基板表面に被着されたフ
ォトレジスト中の溶剤を効率良く短時間で除去すること
ができるとともに、基板を予め加熱しておくことで、後
述するアッシング処理における基板加熱時間を短縮する
ことができる。このプリヒート処理は、例えば数分間行
う。 しかる後、昇圧装置32によりプリヒート用チャンバー
30内をアッシング処理中のアッシング用メインチャンバ
ー1内と同じ圧力、例えば2〜20ata程度にしておく。 プリヒート処理が完了し(同、105)、アッシング用
メインチャンバー1で次のウェーハ2等の基板の受入準
備が完了している場合には、すなわち1枚前の半導体ウ
ェーハ2等の基板のアッシング処理が完了して、その処
理済みの基板がクーリングユニット40に搬出されて、ア
ッシング用メインチャンバー1が待機状態(その内部圧
力はプリヒート用チャンバー30内と同じ2〜20ataなっ
ている)になっている場合には(同、106)、ロード・
アンロード用開閉機構16を開として、プリヒート処理を
終了した半導体ウェーハ2等の基板をこのアッシング用
メインチャンバー1内に搬入する(同、107)。 この搬入時、アッシング用メインチャンバー1では、
予め拡散板昇降装置5によりガス拡散板4を上昇させて
おき、加熱板3とガス拡散板4との間に十分な間隙を設
けておく。そして、基板昇降装置14によりピン15を加熱
板3上に突出させておき、図示しない基板搬送装置から
ピン15上に半導体ウェーハ2等の基板を受け渡す。この
後、前記基板搬送装置の搬送アームを後退させ、基板昇
降装置14によりピン15を下降させて加熱板3上に半導体
ウェーハ2等の基板を載置し、拡散板昇降装置5により
ガス拡散板4と半導体ウェーハ2等の基板との間隔を所
定間隔に設定する。 また、このとき、メインチャンバー1内の圧力は、前
記のように、アッシング処理時と同じとなっており、ま
た、加熱板3は所定温度例えば150〜250℃に加熱されて
いる。したがって、プリヒート用チャンバー30内の圧力
とアッシング用メインチャンバー1内の圧力が等しく、
メインチャンバー1内の圧力に変動はないので、即座に
アッシング処理に移ることができる状態になっている。 こうして、半導体ウェーハ2等の基板をアッシング用
メインチャンバー1内に搬入したらロード・アンロード
用開閉機構16を閉じる。 そして、プリヒート用チャンバー30では、加圧下のガ
スをチャンバー外部へ排気して、圧力を常圧まで減圧し
た後、ロード用開閉機構31が開けられて、次の半導体ウ
ェーハ2等の基板が搬入され、前述したプリヒート処理
が行われる。 一方、アッシング用メインチャンバー1では、格熱板
3により半導体ウェーハ2等の基板を加熱するととも
に、オゾン発生装置9から供給されるオゾンを含むガス
と、2次ガス励起装置11から供給される励起された2次
ガスとを、昇圧装置7によって例えば2〜20ata程度に
昇圧し、流量調節装置6により例えば3〜30/minの流
量に調節しながらガス拡散板4の噴出用スリットから半
導体ウェーハ2等の基板に向けて噴出させるとともに、
排気用スリットから排気し、高圧アッシング処理を行な
う(同、108)。 なお、排ガス内に残存するオゾンは、排ガス除害装置
13によって分解された後、工場排気系等に送られる。ま
た、排気は、圧力調節装置12によってアッシング用メイ
ンチャンバー1内の圧力を上記所定圧力(例えば2〜20
ata)に保持するように制御しながら行なう。 そして、例えば所定時間の処理あるいは排出ガス中の
成分を検出することにより、処理終了を検出する等して
高圧アッシング処理の終了を検知すると(同、109)、
高圧アッシング終了処理を行なう(同、110)。 そして、クーリングチャンバー40が、次の半導体ウェ
ーハ2等の基板の受入準備が完了している状態の場合、
つまり、前の半導体ウェーハ2等の基板が、クーリング
処理が完了してアンロード用開閉機構41を介して外部に
搬出されているとともに、チャンバー40内の圧力が圧力
調整装置42により、アッシング用メインチャンバー1内
と同じにされている状態となっている場合には(同、11
1)、ロード・アンロード用開閉機構17が開とされて、
アッシング処理が完了した半導体ウェーハ2等の基板が
クーリングチャンバー40内に搬入される(同、112)。
この場合においても、昇降装置44により、ピン45が突出
されていて、その上に搬入された基板が載置され、しか
る後、昇降装置44によってピン45が下降して、クーリン
グプレート43上に基板が載置される。その後、ロード・
アンロード用開閉機構17は閉じ、アッシング用メインチ
ャンバー1は、プリヒート用チャンバー30から次の半導
体ウェーハ2等の基板の搬入の受入準備状態とされる。 一方、クーリングユニット40では、その高圧状態で半
導体ウェーハ2等の基板がクーリング処理され、冷却さ
れる(同、113)。 そして、クーリング処理が終了すると(同、114)、
図示しない搬送装置により半導体ウェーハ2等の基板を
図示しないレシーバへ搬送し(同、115)、1枚の半導
体ウェーハ2等の基板についての処理を終了する。 なお、アッシング用メインチャンバー1内の汚染を防
止するために、このアッシング用メインチャンバー1内
の圧力は、プリヒート用チャンバー30及びクーリングユ
ニット40の処理室内の圧力よりも、高めに設定しておく
方が好ましい。 なお、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、酸化して除去できるものであれば各
種のものに適用することができる。また、アッシング処
理用ガスとしてのオゾンを含むガスは酸素に限らず、オ
ゾンと反応しないガス、特にN2,Ar,Neなどのような不活
性ガスにオゾンを含有させて使用することができる。 また、被処理体は半導体ウェーハに限らず、LCD基板
のほか、ガラス基板上に設けるフォトマスク、プリント
基板等種々適用可能であることはいうまでもない。Hereinafter, an embodiment of the ashing processing apparatus of the present invention,
This will be described with reference to FIG. 1 and FIG. 2 for explaining the operation. In the ashing main chamber 1, a heating plate 3 on which a substrate such as a semiconductor wafer 2 is mounted as an object to be processed, and a gas diffusion plate 4 facing the heating plate 3.
Is provided. The heating plate 3 is made of a metal plate made of, for example, SUS or aluminum, and has, for example, a built-in resistance heating heater (not shown) as heating means, and is configured to be able to heat a substrate such as the semiconductor wafer 2 mounted on the upper surface thereof. ing. The heating plate 3 is provided with a plurality of pins, for example, three pins 15 connected to the substrate lifting / lowering device 14 so as to penetrate the heating plate 3, and when loading / unloading a substrate such as the semiconductor wafer 2. The pins 15 hold a substrate such as the semiconductor wafer 2. Further, a diffusion plate elevating device 5 is connected to the gas diffusion plate 4 so that a distance between the gas diffusion plate 4 and a substrate to be processed such as the semiconductor wafer 2 can be set to a desired distance. Although not shown, a processing gas (a gas containing ozone) is provided in the gas diffusion plate 4.
A large number of alternately provided ejection slits (not shown) as an example of an opening for ejecting exhaust gas, and a plurality of exhaust slits (not shown) as an example of an opening for exhausting exhaust gas. A pressure increasing device 7 is connected to the ejection slit via a flow rate adjusting device 6. This booster 7
For example, a booster pump such as a plunger pump, a bellows pump, and a diaphragm pump can be processed.
The booster 7 has an ozone generator 9 for generating ozone from oxygen supplied from the oxygen supply device 8.
And a secondary gas excitation device 11 that excites the secondary gas supplied from the secondary gas supply device 10. As the ozone generator 9, for example, a device that generates ozone by silent discharge, corona discharge, glow discharge, or the like can be used. On the other hand, the exhaust slit of the gas diffusion plate 4 is connected to, for example, a factory exhaust system or the like via a pressure adjusting device 12 and an exhaust gas abatement device 13. A preheating chamber 30 and a cooling unit are provided on both sides of the main chamber 1 for ashing.
40 are configured as a load lock chamber. The preheating chamber 30 is provided in front of the ashing main chamber 1 when viewed from the direction of transport of the substrate such as the semiconductor wafer 2 indicated by an arrow, and includes a cooling unit.
Numeral 40 is provided after the main chamber 1 for ashing. Load / unload opening / closing mechanisms 16 and 17 are provided between the ashing main chamber 1 and the preheating chamber 30 and between the ashing main chamber 1 and the cooling unit 40. A loading opening / closing mechanism 31 is provided on the side of the preheating chamber 30, and further includes a cooling unit.
An unloading opening / closing mechanism 41 is provided on the side of 40. Further, the pressure increasing devices 32 and 42 are connected to the preheating chamber 30 and the cooling unit 40, respectively, so that the pressures in the preheating chamber 30 and the cooling unit 40 can be adjusted to high pressures. In the preheating chamber 30, a heating plate 33 configured similarly to the above-described heating plate 3 is provided. Then, similarly to the inside of the ashing main chamber 1, a plurality of, for example, three pins 35 connected to the substrate lifting / lowering device 34.
This is provided so as to penetrate the heating plate 33, and is configured to hold the semiconductor wafer on these pins 35 when a substrate such as the semiconductor wafer 2 is loaded / unloaded. In the cooling unit 40, the cooling plate 43
And a plurality of, for example, three pins 45 connected to the substrate elevating device 44 are provided so as to penetrate the cooling plate, and load and load a substrate such as the semiconductor wafer 2.
At the time of unloading, the semiconductor wafer is held on these pins 45. In addition, a substrate transfer device, a sender, and the like (not shown) are provided beside the loading opening / closing mechanism 31 on the side of the preheating chamber 30. In the apparatus configured as described above, in this embodiment, ashing of a substrate such as the semiconductor wafer 2 is performed as follows. That is, first, a substrate such as the semiconductor wafer 2 is transferred from a sender (not shown) to a side of the loading opening / closing mechanism 31 of the preheating chamber 30 by a transfer device (not shown) (Step 101 in FIG. 2). Then, in advance, the heating plate in the preheating chamber 30
33 is heated to a predetermined temperature, for example, 50 to 150 ° C., and preheating conditions are adjusted (the same as 102). When the preheating conditions are adjusted, the load opening / closing mechanism 31 is opened and the semiconductor wafer 2 and the like are put into the preheating chamber 30. Is carried in and placed on the heating plate 33 (the same as 103). At this time, the pins 35 are previously projected above the heating plate 33 by the substrate lifting device 34. Then, the transfer arm of the transfer device is inserted, a substrate such as the semiconductor wafer 2 is placed on the pins 35, and after the transfer arm is retracted, the pins 35 are lowered to place the semiconductor wafer 2 or the like on the heating plate 33. Is placed. Then, the substrate such as the semiconductor wafer 2 is subjected to the above-described preheating process under a reduced pressure of about 10 Torr (same as 104). By this preheating process,
For example, the solvent in the photoresist applied to the surface of the substrate such as the semiconductor wafer 2 can be efficiently removed in a short time, and by heating the substrate in advance, the substrate heating time in the ashing process described below can be reduced. Can be shortened. This preheating process is performed, for example, for several minutes. Thereafter, the preheating chamber is operated by the pressure increasing device 32.
The inside of 30 is kept at the same pressure as the inside of the ashing main chamber 1 during the ashing process, for example, about 2 to 20 at. When the preheating process is completed (105 in the same example) and the preparation for receiving the next substrate such as the wafer 2 is completed in the ashing main chamber 1, that is, the ashing process for the previous substrate such as the semiconductor wafer 2. Is completed, the processed substrate is carried out to the cooling unit 40, and the ashing main chamber 1 is in a standby state (the internal pressure is the same as that in the preheating chamber 30: 2 to 20 at). In the case (Id., 106), load
The unloading opening / closing mechanism 16 is opened, and the substrate such as the semiconductor wafer 2 which has been subjected to the preheating process is carried into the ashing main chamber 1 (107 in the same). At the time of loading, in the ashing main chamber 1,
The gas diffusion plate 4 is raised by the diffusion plate lifting device 5 in advance, and a sufficient gap is provided between the heating plate 3 and the gas diffusion plate 4. Then, the pins 15 are made to protrude above the heating plate 3 by the substrate lifting device 14, and a substrate such as the semiconductor wafer 2 is transferred onto the pins 15 from a substrate transport device (not shown). Thereafter, the transfer arm of the substrate transfer device is retracted, the pins 15 are lowered by the substrate lift device 14, the substrate such as the semiconductor wafer 2 is placed on the heating plate 3, and the gas diffusion plate is moved by the diffusion plate lift device 5. An interval between the substrate 4 and a substrate such as the semiconductor wafer 2 is set to a predetermined interval. At this time, the pressure in the main chamber 1 is the same as that during the ashing process as described above, and the heating plate 3 is heated to a predetermined temperature, for example, 150 to 250 ° C. Therefore, the pressure in the preheating chamber 30 and the pressure in the ashing main chamber 1 are equal,
Since there is no change in the pressure in the main chamber 1, it is in a state where the process can immediately proceed to the ashing process. Thus, when the substrate such as the semiconductor wafer 2 is carried into the ashing main chamber 1, the load / unload opening / closing mechanism 16 is closed. In the preheating chamber 30, the gas under pressure is exhausted to the outside of the chamber, and the pressure is reduced to normal pressure. Then, the load opening / closing mechanism 31 is opened, and the next substrate such as the semiconductor wafer 2 is carried in. Then, the above-described preheating process is performed. On the other hand, in the ashing main chamber 1, the substrate such as the semiconductor wafer 2 is heated by the heating plate 3, the gas containing ozone supplied from the ozone generator 9, and the excitation supplied from the secondary gas excitation device 11. The increased secondary gas is pressurized to, for example, about 2 to 20 atm by the pressurizing device 7, and is adjusted to a flow rate of, for example, 3 to 30 / min by the flow control device 6, and the semiconductor wafer 2 is discharged from the ejection slit of the gas diffusion plate 4. While squirting toward the substrate, etc.
The air is exhausted from the exhaust slit and high-pressure ashing is performed (108 in the same). The ozone remaining in the exhaust gas is removed by the exhaust gas abatement system.
After being decomposed by 13, it is sent to the factory exhaust system. In addition, the pressure in the ashing main chamber 1 is reduced by the pressure adjusting device 12 to the predetermined pressure (for example, 2 to 20).
Ata) is performed while controlling so as to be maintained. When the end of the high-pressure ashing process is detected, for example, by detecting the end of the process, for example, by detecting the process in a predetermined time or the component in the exhaust gas (109, the same).
High-pressure ashing end processing is performed (same as 110). Then, when the cooling chamber 40 is in a state where preparation for receiving the next substrate such as the semiconductor wafer 2 is completed,
In other words, the substrate such as the previous semiconductor wafer 2 is carried out through the unloading opening / closing mechanism 41 after the cooling process is completed, and the pressure in the chamber 40 is adjusted by the pressure adjusting device 42 to the ashing main. If it is in the same state as in chamber 1 (11, 11
1), the load / unload opening / closing mechanism 17 is opened,
The substrate, such as the semiconductor wafer 2, on which the ashing process has been completed, is carried into the cooling chamber 40 (112 in the cooling chamber).
Also in this case, the pins 45 are protruded by the elevating device 44, and the loaded substrate is placed thereon. Thereafter, the pins 45 are lowered by the elevating device 44, and the substrate is placed on the cooling plate 43. Is placed. Then load
The unloading opening / closing mechanism 17 is closed, and the ashing main chamber 1 is in a state ready for receiving a next substrate such as a semiconductor wafer 2 from the preheating chamber 30. On the other hand, in the cooling unit 40, the substrate such as the semiconductor wafer 2 is subjected to a cooling process in the high-pressure state and cooled (113 in the same). Then, when the cooling process is completed (at 114),
The substrate such as the semiconductor wafer 2 is transferred to a receiver (not shown) by a transfer device (not shown) (115 in the same drawing), and the processing for one substrate such as the semiconductor wafer 2 is completed. In order to prevent contamination in the ashing main chamber 1, the pressure in the ashing main chamber 1 should be set higher than the pressure in the processing chamber of the preheating chamber 30 and the cooling unit 40. Is preferred. In the embodiment, the case where the photoresist film is used as the object to be ashed has been described. However, the present invention can be applied to various kinds of materials that can be removed by oxidation, such as ink removal and solvent removal. Further, the gas containing ozone as the gas for ashing treatment is not limited to oxygen, and a gas that does not react with ozone, particularly an inert gas such as N 2 , Ar, or Ne, may be used by containing ozone. In addition, the object to be processed is not limited to a semiconductor wafer, and it goes without saying that various types of photomasks, printed substrates, and the like provided on glass substrates can be applied in addition to LCD substrates.
以上説明したように、この発明によるアッシング処理
装置では、処理用メインチャンバーにおいて高圧処理ガ
ス雰囲気下で、処理を行なうから、高密度の処理ガス雰
囲気により短時間で処理を行なうことができるととも
に、処理用メインチャンバー、例えばアッシング用メイ
ンチャンバーの前後に、前処理用チャンバーとしてのプ
リヒート用チャンバー及び後処理用チャンバーとしての
冷却用クーリングユニットをロードロックとして構成し
て連結したので、最少限度の基板搬送時間でアッシング
処理をすることができ、スループットを向上させること
ができる。As described above, in the ashing processing apparatus according to the present invention, since the processing is performed in the processing main chamber under the high-pressure processing gas atmosphere, the processing can be performed in a short time in the high-density processing gas atmosphere, and the processing can be performed in a short time. Before and after the main chamber, for example, the ashing main chamber, a pre-heating chamber as a pre-processing chamber and a cooling cooling unit as a post-processing chamber are configured as a load lock and connected, so the minimum substrate transfer time Can perform the ashing process, and the throughput can be improved.
第1図はこの発明によるアッシング処理装置の一実施例
の構成を示す図、第2図はその処理手順を説明するため
の図である。 1;アッシング用メインチャンバー 2;半導体ウェーハ 3,33;加熱板 4;ガス拡散板 7,32,42;昇圧装置 15,35,45;ピン 16,17;ロード・アンロード用開閉機構 30;プリヒート用チャンバー 31;ロード用開閉機構 40;クーリングユニット 41;アンロード用開閉機構 43;クーリングプレートFIG. 1 is a view showing the configuration of an embodiment of an ashing processing apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a view for explaining the processing procedure. 1; Ashing main chamber 2; Semiconductor wafer 3,33; Heat plate 4; Gas diffusion plate 7,32,42; Booster 15,35,45; Pins 16,17; Load / unload opening / closing mechanism 30; Preheat Chamber 31; loading mechanism 40; cooling unit 41; unloading mechanism 43; cooling plate
Claims (2)
るとともに、前記被処理体の搬出側に第2の開閉機構を
備え、搬入された前記被処理体を高圧雰囲気下で処理す
るアッシング処理室と、 前記アッシング処理室の前記被処理体の搬入側に、前記
第1の開閉機構を通じて前記アッシング処理室と連結し
て設けられ、第3の開閉機構を通じて搬入される前記被
処理体を予備加熱するための第1の予備室と、 前記アッシング処理室の前記被処理体の搬出側に、前記
第2の開閉機構を通じて前記アッシング処理室と連結し
て設けられ、前記被処理体を冷却し、冷却した前記被処
理体を第4の開閉機構を通じて搬出する第2の予備室
と、 を具備し、 前記アッシング処理室でのアッシング処理と、前記第1
の予備室での予備加熱処理と、前記第2の予備室での冷
却処理は、それぞれ搬入側および搬出側の開閉機構を閉
じて各処理室を気密にした状態で行い、 前記第1の予備室で予備加熱処理した前記被処理体の前
記アッシング処理室への移送は、前記第1の予備室内と
前記アッシング処理室内の圧力を同じにした後に、前記
第1の開閉機構を開けて行い、 前記アッシング処理室でアッシング処理した前記被処理
体の前記第2の予備室への移送は、前記アッシング処理
室内と前記第2の予備室内の圧力を同じにした後に、前
記第2の開閉機構を開けて行うようにすることを特徴と
するアッシング処理装置。An object is provided with a first opening / closing mechanism on a loading side of an object to be processed and a second opening / closing mechanism on an unloading side of the object to be processed to process the loaded object in a high-pressure atmosphere. An ashing processing chamber to be processed, and the processing target being provided on the loading side of the ashing processing chamber with the object to be processed being connected to the ashing processing chamber through the first opening / closing mechanism and being loaded through a third opening / closing mechanism. A first preparatory chamber for preheating the body, and an ashing processing chamber provided on the unloading side of the ashing processing chamber with the ashing processing chamber through the second opening / closing mechanism; And a second preparatory chamber for carrying out the cooled object through a fourth opening / closing mechanism, comprising: an ashing process in the ashing process chamber;
The pre-heating process in the pre-chamber and the cooling process in the second pre-chamber are performed in a state where the opening / closing mechanisms on the loading side and the unloading side are closed to make each processing chamber airtight. The transfer of the object to be processed, which has been pre-heated in the chamber, to the ashing processing chamber is performed by opening the first opening / closing mechanism after equalizing the pressure in the first pre-chamber and the ashing processing chamber, The transfer of the object to be processed, which has been subjected to the ashing process in the ashing processing chamber, to the second preliminary chamber is performed after equalizing the pressure in the ashing processing chamber and the pressure in the second preliminary chamber. An ashing processing device characterized in that it is opened and performed.
前記被処理体を予備加熱する第1の予備室をロードロッ
ク室として設けるとともに、前記アッシング処理室の前
記被処理体の搬出側に、後処理としての冷却を行なう第
2の予備室をロードロック室として設け、前記被処理体
を加熱するとともに、高圧雰囲気下で処理ガスを作用さ
せてアッシング処理を行なうアッシング方法であって、 前記第1の予備室に被処理体を搬入した後、前記第1の
予備室を気密状態にして、前記被処理体を予備加熱する
第1の工程と、 前記第1の工程の後、前記アッシング処理室の受入れ準
備完了を待って、前記第1の予備室内の圧力と、前記ア
ッシング処理室内の圧力とを同じにした状態で、前記第
1の予備室と前記アッシング処理室との間のゲートを開
け、予備加熱した前記被処理体を前記第1の予備室から
前記アッシング処理室に搬入する第2の工程と、 前記第2の工程の後、前記第1の予備室と前記アッシン
グ処理室との間のゲートを閉じ、前記アッシング処理室
において、前記被処理体をアッシング処理室する第3の
工程と、 前記第3の工程の後、前記第2の予備室内の圧力と前記
アッシング処理室内の圧力とを同じにした状態で、前記
アッシング処理室と前記第1の予備室との間のゲートを
開け、アッシング処理した前記被処理体を前記アッシン
グ処理室から前記第2の予備室に搬出し、前記アッシン
グ処理室を前記受入れ準備完了の状態にする第4の工程
と、 前記第4の工程の後、前記アッシング処理室と前記第2
の予備室との間のゲートを閉じ、前記第2の予備室で前
記アッシング処理された被処理体を冷却処理し、その
後、前記第2の予備室外に搬出し、この第2の予備室を
前記受入れ準備完了の状態にする第5の工程と、 を備え、前記第1〜第5の工程を繰り返すとともに、前
記第1の工程と前記第3の工程と前記第5の工程は、時
間的に重なる時間において行なうことを特徴とするアッ
シング処理方法。2. An ashing processing chamber, on the loading side of an object to be processed,
A first pre-chamber for pre-heating the object is provided as a load lock chamber, and a second pre-chamber for performing cooling as post-processing is load-locked on the unloading side of the object in the ashing processing chamber. An ashing method for heating the object to be processed and performing an ashing process by applying a processing gas under a high-pressure atmosphere, wherein the object to be processed is carried into the first preliminary chamber; A first step of preheating the object to be processed in an airtight state of the first preparatory chamber; and after the first step, waiting for completion of the preparation for receiving the ashing processing chamber. The gate between the first preparatory chamber and the ashing processing chamber is opened in a state where the pressure in the ashing processing chamber is the same as the pressure in the ashing processing chamber, and the preheated object is subjected to the first preparatory processing. From the room A second step of loading the object into the ashing processing chamber; after the second step, closing a gate between the first preliminary chamber and the ashing processing chamber; Ashing process chamber, and after the third process, the ashing process chamber and the first ashing process are performed in a state where the pressure in the second preparatory chamber and the pressure in the ashing process chamber are equalized. Opening a gate between the preparatory chamber and the ashing processing object, and carrying out the ashing-processed object from the ashing processing chamber to the second preparatory chamber, and setting the ashing processing chamber to the state ready for receiving. And after the fourth step, the ashing processing chamber and the second
The gate between the second preliminary chamber and the second preliminary chamber is closed, and the ashing-processed object is cooled in the second preliminary chamber, and then is carried out of the second preliminary chamber. A fifth step of bringing the apparatus into a state of completion of the preparation for acceptance, wherein the first to fifth steps are repeated, and the first step, the third step, and the fifth step are performed in time. An ashing processing method, which is performed in a time overlapping with the above.
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