JP5987815B2 - アッシング方法およびアッシング装置 - Google Patents
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Description
本発明は、真空紫外線を利用したアッシング方法およびアッシング装置に関する。更に詳しくは、本発明は、半導体や液晶等の製造工程におけるレジストの光アッシング処理、ナノインプリント法におけるテンプレートのパターン面に付着したレジストの除去処理、液晶用のガラス基板やシリコンウエハなどのドライ洗浄処理、プリント基板製造工程におけるデスミア処理に好適に適用することができるアッシング方法およびアッシング装置に関する。
例えば半導体素子や液晶パネル等の製造工程においては、レジストの光アッシング処理や、ガラス基板またはシリコンウエハに対するドライ洗浄処理が行われる。また、ナノインプリント法においては、テンプレートのパターン面に付着したレジストの除去処理が行われる。更に、プリント基板製造工程においては、配線基板材料に対して、デスミア処理や絶縁層の表面の粗面化処理が行われる。そして、これらの処理を実行する方法としては、真空紫外線を利用するアッシング方法が知られている（例えば特許文献１参照。）。
このアッシング方法においては、真空紫外線を透過する光透過窓に間隙を介して対向するよう被処理物を配置する。そして、光透過窓と被処理物との間隙に例えば酸素を含む処理用ガスを供給しながら、真空紫外線を当該光透過窓を介して当該被処理物に向かって照射する。これにより、光透過窓と被処理物との間隙を流通する処理用ガス中の酸素が反応する結果、オゾンや酸素ラジカルが生成される。そして、これらのオゾンや酸素ラジカルが被処理物の被処理面に接触することにより、当該被処理物の被処理面に対するアッシング処理が行われる。
しかしながら、このようなアッシング方法においては、被処理物の被処理面に対して所要のアッシング処理を確実に行うことが困難であることが判明した。
本発明者らは、上記の問題について鋭意研究を重ねた結果、光透過窓と被処理物との間隙における処理用ガスの流速によって、アッシング処理の効果に差があることを見いだした。具体的に説明すると、以下の通りである。
本発明者らは、上記の問題について鋭意研究を重ねた結果、光透過窓と被処理物との間隙における処理用ガスの流速によって、アッシング処理の効果に差があることを見いだした。具体的に説明すると、以下の通りである。
処理用ガスは、光透過窓と被処理物との間隙に、その一方向に沿って流通するよう供給される。このとき、真空紫外線が照射されることによって生成した酸素ラジカル等や、被処理物がアッシング処理されることによって生成したＣＯ2 等の分解ガスなども、光透過窓と被処理物との間隙をその一方向に沿って流通する。
そして、光透過窓と被処理物との間隙における処理用ガスの流速が大きい場合には、生成した酸素ラジカル等が、光透過窓と被処理物との間隙より下流側に直ちに移動する。そのため、当該間隙における酸素ラジカルの濃度が低くなり、その結果、所要のアッシング処理が困難となる。
一方、光透過窓と被処理物との間隙における処理用ガスの流速が小さい場合には、アッシング処理によって被処理物の分解ガスが、光透過窓と被処理物との間隙より下流側に直ちに移動せず、これにより、当該間隙における分解ガスの濃度が高くなる。そのため、当該間隙における酸素の濃度が相対的に低くなる。これに伴い、十分な量の酸素ラジカル等が生成されず、その結果、所要のアッシング処理が困難となる。
そして、光透過窓と被処理物との間隙における処理用ガスの流速が大きい場合には、生成した酸素ラジカル等が、光透過窓と被処理物との間隙より下流側に直ちに移動する。そのため、当該間隙における酸素ラジカルの濃度が低くなり、その結果、所要のアッシング処理が困難となる。
一方、光透過窓と被処理物との間隙における処理用ガスの流速が小さい場合には、アッシング処理によって被処理物の分解ガスが、光透過窓と被処理物との間隙より下流側に直ちに移動せず、これにより、当該間隙における分解ガスの濃度が高くなる。そのため、当該間隙における酸素の濃度が相対的に低くなる。これに伴い、十分な量の酸素ラジカル等が生成されず、その結果、所要のアッシング処理が困難となる。
本発明の目的は、被処理物に対して所要のアッシング処理を確実に行うことができるアッシング方法およびアッシング装置を提供することにある。
本発明のアッシング方法は、真空紫外線を透過する光透過窓に対向するよう配置された被処理物に対して、前記光透過窓と前記被処理物との間隙に活性種源を含む処理用ガスを供給しながら、前記光透過窓を介して真空紫外線を照射する工程を有し、
前記被処理物は、当該被処理物を載置する載置台の載置面上に載置され、
前記光透過窓と前記被処理物との間隙は１ｍｍ以下であり、
前記載置台には、それぞれ前記間隙に通ずるガス供給孔およびガス排出孔が互いに離間して形成され、前記被処理物は、前記ガス供給孔と前記ガス排出孔との間に配置されており、
前記載置台と前記光透過窓との間には、前記載置面の周縁に沿って矩形枠状のスペーサ部材が配置され、
前記間隙を流通する前記処理用ガスの流速が１〜１００ｍｍ／ｓｅｃに制御されることを特徴とする。
前記被処理物は、当該被処理物を載置する載置台の載置面上に載置され、
前記光透過窓と前記被処理物との間隙は１ｍｍ以下であり、
前記載置台には、それぞれ前記間隙に通ずるガス供給孔およびガス排出孔が互いに離間して形成され、前記被処理物は、前記ガス供給孔と前記ガス排出孔との間に配置されており、
前記載置台と前記光透過窓との間には、前記載置面の周縁に沿って矩形枠状のスペーサ部材が配置され、
前記間隙を流通する前記処理用ガスの流速が１〜１００ｍｍ／ｓｅｃに制御されることを特徴とする。
本発明のアッシング方法においては、前記間隙における前記処理用ガスの圧力が、１気圧より大きくかつ２気圧以下であることが好ましい。
また、前記処理用ガスは、活性種源として少なくともオゾンを含むことが好ましい。
また、前記処理用ガスは、活性種源として少なくともオゾンを含むことが好ましい。
本発明のアッシング装置は、被処理物を載置する載置面を有する載置台と、前記被処理物に対して真空紫外線を出射する紫外線出射ランプと、前記被処理物と前記紫外線出射ランプとの間に配置された、当該紫外線出射ランプからの真空紫外線を透過する光透過窓とを有するアッシング装置において、
前記光透過窓と前記被処理物との間隙は１ｍｍ以下とされ、
前記載置台には、それぞれ前記間隙に通ずるガス供給孔およびガス排出孔が互いに離間して形成され、前記被処理物は、前記ガス供給孔と前記ガス排出孔との間に配置されており、
前記載置台と前記光透過窓との間に、前記載置面の周縁に沿って配置された矩形枠状のスペーサ部材と、
前記間隙に活性種源を含む処理用ガスを供給するガス供給手段と、
前記間隙を流通する前記処理用ガスの流速を１〜１００ｍｍ／ｓｅｃに制御するガス流速制御手段と
を備えてなることを特徴とする。
前記光透過窓と前記被処理物との間隙は１ｍｍ以下とされ、
前記載置台には、それぞれ前記間隙に通ずるガス供給孔およびガス排出孔が互いに離間して形成され、前記被処理物は、前記ガス供給孔と前記ガス排出孔との間に配置されており、
前記載置台と前記光透過窓との間に、前記載置面の周縁に沿って配置された矩形枠状のスペーサ部材と、
前記間隙に活性種源を含む処理用ガスを供給するガス供給手段と、
前記間隙を流通する前記処理用ガスの流速を１〜１００ｍｍ／ｓｅｃに制御するガス流速制御手段と
を備えてなることを特徴とする。
本発明によれば、光透過窓と被処理物との間隙を流通する処理用ガスの流速が１ｍｍ／ｓｅｃ以上であることにより、光透過窓と被処理物との間隙において、被処理物から発生するＣＯ2 などの分解ガスの濃度が高くなることが抑制される。すなわち、当該間隙における活性種源の濃度が低くなることが抑制されるため、十分な量の活性種を生成することができる。
また、光透過窓と被処理物との間隙を流通する処理用ガスの流速が１００ｍｍ／ｓｅｃ以下であることにより、光透過窓と被処理物との間隙においては、生成した活性種が直ちに下流側の領域に移動することが抑制される。そのため、活性種の濃度が低くなることが抑制される。
従って、被処理物に対して所要のアッシング処理を確実に行うことができる。
また、光透過窓と被処理物との間隙を流通する処理用ガスの流速が１００ｍｍ／ｓｅｃ以下であることにより、光透過窓と被処理物との間隙においては、生成した活性種が直ちに下流側の領域に移動することが抑制される。そのため、活性種の濃度が低くなることが抑制される。
従って、被処理物に対して所要のアッシング処理を確実に行うことができる。
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本発明のアッシング方法を実施するためのアッシング装置の一例における構成を説明用断面図である。
このアッシング装置においては、例えば略平板状の被処理物Ｗが載置される載置台１０が設けられている。この載置台１０は、平坦な矩形の被処理物載置面１１を有する。載置台１０の被処理物載置面１１上には、当該被処理物載置面１１の周縁部に沿って配置された矩形枠状のスペーサ部材１５およびこのスペーサ部材１５上に配置されたシール部材１６を介して、光源ユニット２０が配置されている。
図１は、本発明のアッシング方法を実施するためのアッシング装置の一例における構成を説明用断面図である。
このアッシング装置においては、例えば略平板状の被処理物Ｗが載置される載置台１０が設けられている。この載置台１０は、平坦な矩形の被処理物載置面１１を有する。載置台１０の被処理物載置面１１上には、当該被処理物載置面１１の周縁部に沿って配置された矩形枠状のスペーサ部材１５およびこのスペーサ部材１５上に配置されたシール部材１６を介して、光源ユニット２０が配置されている。
光源ユニット２０は、下面に開口部を有する略直方体の箱型形状のケーシング２１を備えている。このケーシング２１の開口部には、真空紫外線を透過する光透過窓３０が気密に設けられている。ケーシング２１の内部には、密閉されたランプ収容室Ｓ１が形成されている。また、光透過窓３０と載置台１０との間には、被処理物Ｗがアッシング処理される処理室Ｓ２が形成されている。
ランプ収容室Ｓ１には、棒状の複数の紫外線出射ランプ２５が、同一水平面内において互いに平行に並ぶよう配置されている。また、ランプ収容室Ｓ１における紫外線出射ランプ２５の上方には、反射ミラー２６が設けられている。また、ケーシング２１には、例えば窒素ガスなどの不活性ガスによってランプ収容室Ｓ１内をパージするガスパージ手段（図示せず）が設けられている。
紫外線出射ランプ２５としては、真空紫外線を放射するものであれば、公知の種々のランプを用いることができる。具体的には例えば、紫外線出射ランプ２５としては、１８５ｎｍの真空紫外線を放射する低圧水銀ランプ、中心波長が１７２ｎｍの真空紫外線を放射するキセノンエキシマランプ、あるいは、発光管内にキセノンガスが封入されると共に、発光管の内面に例えば１９０ｎｍの真空紫外線を出射する蛍光体が塗布されてなる蛍光エキシマランプなどを例示することができる。
図１に示すように、例えば紫外線出射ランプ２５からの真空紫外線を被処理物Ｗに一括照射して処理を行うアッシング装置においては、被処理物Ｗの被処理面Ｗａにおける紫外線強度の均一性を得るために、紫外線出射ランプ２５としては、円筒型のものを用いることが好ましい。
図１に示すように、例えば紫外線出射ランプ２５からの真空紫外線を被処理物Ｗに一括照射して処理を行うアッシング装置においては、被処理物Ｗの被処理面Ｗａにおける紫外線強度の均一性を得るために、紫外線出射ランプ２５としては、円筒型のものを用いることが好ましい。
光透過窓３０を構成する材料としては、紫外線出射ランプ２５から放射される真空紫外線について透過性を有し、かつ、真空紫外線および生成される活性種に対する耐性を有するものであればよい。このような材料としては、例えば合成石英ガラスを用いることができる。
載置台１０には、それぞれ載置台１０の厚み方向に貫通するガス供給用孔１２およびガス排出用孔１３が形成されている。ガス供給用孔１２およびガス排出用孔１３の各々における開口形状は、紫外線出射ランプ２５のランプ軸方向に沿って延びる帯状とされている。そして、ガス供給用孔１２およびガス排出用孔１３は、紫外線出射ランプ２５の配列方向に互いに離間した位置に形成されている。ここに、被処理物Ｗは、載置台１０の被処理物載置面１１上において、紫外線出射ランプ２５の配列方向における、ガス供給用孔１２とガス排出用孔１３との間の位置に配置される。
ガス供給用孔１２には、ガス管４１を介して、処理室Ｓ２に処理用ガスを供給する処理用ガス供給手段４０が接続されている。ガス管４１には、被処理物Ｗの被処理面Ｗａ上を流通する処理用ガスの流速を制御するガス流速制御手段４５が設けられている。
処理用ガス供給手段４０から供給される処理用ガスとしては、活性種源を含むものが用いられる。処理用ガス中に含まれる活性種源としては、真空紫外線を受けることによって活性種が生成されるものであればよい。このような活性種源の具体例としては、酸素（Ｏ2 ）、オゾン（Ｏ3 ）等の酸素ラジカルを発生させるもの、水蒸気等のＯＨラジカルを発生させるもの、ハロゲンラジカルを発生させるもの（例えば四フッ化炭素（ＣＦ4 ）等のフッ素ラジカルを発生させるもの。塩素（Ｃｌ2 ）等の塩素ラジカルを発生させるもの、臭化水素（ＨＢｒ）等の臭素ラジカルを発生させるもの）などが挙げられる。これらの中では、酸素ラジカルを発生させるものが好ましく、特に、少なくともオゾン（Ｏ3 ）を含むものを用いることが好ましい。
処理用ガス中の活性種源の濃度は、５０体積％以上であることが好ましく、より好ましくは７０体積％以上である。このような処理用ガスを用いれば、当該処理用ガスが真空紫外線を受けることにより、十分な量の活性種が生成するため、所期のアッシング処理を確実に行うことができる。
また、活性種源として少なくともオゾン（Ｏ3 ）を含む処理用ガスを用いる場合には、当該処理用ガス中のオゾン（Ｏ3 ）の濃度は、０．１〜１２体積％であることが好ましく、より好ましくは１〜１２体積％である。
また、活性種源として少なくともオゾン（Ｏ3 ）を含む処理用ガスを用いる場合には、当該処理用ガス中のオゾン（Ｏ3 ）の濃度は、０．１〜１２体積％であることが好ましく、より好ましくは１〜１２体積％である。
また、載置台１０には、被処理物Ｗを加熱する加熱手段（図示せず）が設けられていることが好ましい。このような構成によれば、被処理物Ｗの被処理面Ｗａの温度が上昇されることに伴って活性種による作用を促進させることができる。そのため、被処理物Ｗに対するアッシング処理を効率よく行うことができる。また、処理用ガスがガス供給用孔１２を流通することによって、処理室Ｓ２内に加熱された処理用ガスを供給することができる。そのため、処理用ガスが被処理物Ｗの被処理面Ｗａに沿って流通されることによっても被処理物Ｗの被処理面Ｗａの温度を上昇させることができ、その結果、上記効果を一層確実に得ることができる。
加熱手段による加熱条件は、被処理物Ｗの被処理面Ｗａの温度が、例えば８０℃以上、３４０℃以下となる条件であることが好ましく、より好ましくは、８０℃以上、２００℃以下となる条件である。
加熱手段による加熱条件は、被処理物Ｗの被処理面Ｗａの温度が、例えば８０℃以上、３４０℃以下となる条件であることが好ましく、より好ましくは、８０℃以上、２００℃以下となる条件である。
本発明のアッシング方法においては、上記のアッシング装置を用い、以下のようにして被処理物Ｗのアッシング処理が実行される。
先ず、載置台１０から光源ユニット２０が取り外された状態で、当該載置台１０の被処理物載置面１１上におけるガス供給用孔１２とガス排出用孔１３との間の位置に、被処理物Ｗが載置される。次いで、載置台１０上に、光源ユニット２０がスペーサ部材１５およびシール部材１６を介して配置される。これにより、光源ユニット２０における光透過窓３０は、被処理物Ｗの被処理面Ｗａに間隙を介して対向するよう配置される。また、必要に応じて、加熱手段によって、載置台１０を介して被処理物Ｗが加熱される。
先ず、載置台１０から光源ユニット２０が取り外された状態で、当該載置台１０の被処理物載置面１１上におけるガス供給用孔１２とガス排出用孔１３との間の位置に、被処理物Ｗが載置される。次いで、載置台１０上に、光源ユニット２０がスペーサ部材１５およびシール部材１６を介して配置される。これにより、光源ユニット２０における光透過窓３０は、被処理物Ｗの被処理面Ｗａに間隙を介して対向するよう配置される。また、必要に応じて、加熱手段によって、載置台１０を介して被処理物Ｗが加熱される。
そして、ガスパージ手段によって、ランプ収容室Ｓ１に不活性ガスが供給される。これにより、不活性ガスによってランプ収容室Ｓ１内がパージされる。また、処理用ガス供給手段によって、処理用ガスがガス供給用孔１２を介して処理室Ｓ２に供給される。処理室Ｓ２内に供給された処理用ガスは、ガス排出用孔１３を介して当該処理室Ｓ２から排出される。これにより、処理室Ｓ２内においては、ガス供給用孔１２からの処理用ガスが、光透過窓３０と被処理物Ｗとの間隙をガス排出用孔１３に向かって流通する。このとき、光透過窓３０と被処理物Ｗとの間隙を流通する処理用ガスの流速が、ガス流速制御手段４５によって制御される。
その後、光源ユニット２０における紫外線出射ランプ２５が点灯される。そして、紫外線出射ランプ２５からの真空紫外線は、光透過窓３０を介して、被処理物Ｗに照射されると共に、光透過窓３０と被処理物Ｗと間隙を流通する処理用ガスに照射される。これにより、処理用ガスに含まれる活性種源が分解されることにより、活性種が生成される。その結果、被処理物Ｗの被処理面Ｗａに到達する真空紫外線、および、真空紫外線により生成される活性種によって、被処理物Ｗの被処理面Ｗａのアッシング処理が行われる。
以上において、光透過窓３０と被処理物Ｗとの間隙の厚みｈは１ｍｍ以下、好ましくは０．１〜０．７ｍｍとされる。間隙の厚みｈが１ｍｍを超える場合には、真空紫外線が光透過窓３０から被処理物Ｗに到達する前に、当該真空紫外線の大部分が処理用ガスに吸収される。このため、被処理物Ｗの被処理面Ｗａの近傍において生成する活性種の量が少なく、その結果、被処理物Ｗの被処理面Ｗａの近傍の活性種の濃度が低下する。また、真空紫外線による被処理物Ｗの被処理面Ｗａ上に存在する有機物の分解速度が低下するため、アッシング処理能力が低下する。
また、光透過窓３０と被処理物Ｗとの間隙を流通する処理用ガスの流速は、１〜１００ｍｍ／ｓｅｃとされ、好ましくは２〜５０ｍｍ／ｓｅｃとされる。処理用ガスの流速が１ｍｍ／ｓｅｃ未満である場合には、間隙における被処理物Ｗから発生するＣＯ2 などの分解ガスの濃度が高くなる。これに伴い、活性種源の濃度が低くなるため、十分な量の活性種を生成することが困難となる。一方、処理用ガスの流速が１００ｍｍ／ｓｅｃを超える場合には、間隙における活性種の濃度が低くなる。
図１に示すアッシング装置のように、光透過窓３０と被処理物Ｗとの間隙との厚みｈと、処理室Ｓ２の高さ（載置台１０と光透過窓３０との距離）とが異なる場合には、光透過窓３０と被処理物Ｗとの間隙を流通する処理用ガスの流速は、以下のようにして求めることができる。
処理室Ｓ２のガス流通空間における処理用ガスの流通方向に垂直な断面の断面積Ｃは、被処理物Ｗ上の処理用ガスの流通空間（光透過窓３０と被処理物Ｗとの間隙）における処理用ガスの流通方向に垂直な断面の断面積Ｃ１と、被処理物Ｗの周囲の処理用ガスの流通空間における処理用ガスの流通方向に垂直な断面の断面積Ｃ２との和である（Ｃ＝Ｃ１＋Ｃ２）。
そして、上記断面積Ｃ１に対する上記断面積Ｃ２の比率（Ｃ２／Ｃ１×１００）が２％以下である場合には、上記処理用ガスの流速を下記の式（１）によって算出することができる。
式（１）：Ｖ＝Ｑ／Ｃ
但し、Ｖは、処理用ガスの流速（単位：ｍ／ｓ）、Ｑは、処理用ガスの流路に供給される処理用ガスの流量（単位：ｍｍ3 ／ｓｅｃ）、Ｃは、処理室Ｓ２のガス流通空間における処理用ガスの流通方向に垂直な断面の断面積（単位：ｍｍ2 ）である。ここで、処理用ガスの流路に供給される処理用ガスの流量は、処理室Ｓ２に供給される処理用ガスの流量であり、この値が上記式（１）のＱに相当する。
また、上記断面積Ｃ１に対する上記断面積Ｃ２の比率（Ｃ２／Ｃ１×１００）が２％を超える場合には、例えば汎用熱流体解析ソフトウェア「ＡＮＳＹＳ Ｆｌｕｅｎｔ」（ＡＮＳＹＳ社製) を用い、下記のような条件設定を行って処理室Ｓ２内における処理用ガスの挙動を解析することにより、上記処理用ガスの流速を算出することができる。
流路モデル：載置台１０、被処理物Ｗ、光透過窓３０、シール部材１６等の形状や配置などから処理用ガスの流路モデルを設定する。
処理用ガスの物性条件設定：処理用ガスの密度および粘性係数（例えば処理用ガスが酸素ガスであれば、密度が１．２９９９ｋｇ／ｍ3 、粘性係数が１．９２×１０-5Ｐａ・ｓ）を入力する。
境界条件設定：処理用ガスの流入口（ガス供給用孔１２の開口）は（ｍ／ｓ）で設定される。処理用ガスの流出口（ガス排出用孔１３の開口）は大気圧面とされる。
また、処理用ガスの流速の均一性を確認するために、定常計算で行われる。また、処理用ガスの流速は、被処理物Ｗの被処理面の上方空間の平均値として求められる。
一方、載置台１０に、被処理物Ｗの形態に適合する被処理物配置用の凹所が形成されることによって、光透過窓３０と被処理物Ｗとの間隙との厚みｈと、処理室Ｓ２の高さとが同一の場合（図３参照）には、光透過窓３０と被処理物Ｗとの間隙を流通する処理用ガスの流速は、上記断面積Ｃ１に対する上記断面積Ｃ２の比率の値に関わらず、上記の式（１）によって求めることができる。
処理室Ｓ２のガス流通空間における処理用ガスの流通方向に垂直な断面の断面積Ｃは、被処理物Ｗ上の処理用ガスの流通空間（光透過窓３０と被処理物Ｗとの間隙）における処理用ガスの流通方向に垂直な断面の断面積Ｃ１と、被処理物Ｗの周囲の処理用ガスの流通空間における処理用ガスの流通方向に垂直な断面の断面積Ｃ２との和である（Ｃ＝Ｃ１＋Ｃ２）。
そして、上記断面積Ｃ１に対する上記断面積Ｃ２の比率（Ｃ２／Ｃ１×１００）が２％以下である場合には、上記処理用ガスの流速を下記の式（１）によって算出することができる。
式（１）：Ｖ＝Ｑ／Ｃ
但し、Ｖは、処理用ガスの流速（単位：ｍ／ｓ）、Ｑは、処理用ガスの流路に供給される処理用ガスの流量（単位：ｍｍ3 ／ｓｅｃ）、Ｃは、処理室Ｓ２のガス流通空間における処理用ガスの流通方向に垂直な断面の断面積（単位：ｍｍ2 ）である。ここで、処理用ガスの流路に供給される処理用ガスの流量は、処理室Ｓ２に供給される処理用ガスの流量であり、この値が上記式（１）のＱに相当する。
また、上記断面積Ｃ１に対する上記断面積Ｃ２の比率（Ｃ２／Ｃ１×１００）が２％を超える場合には、例えば汎用熱流体解析ソフトウェア「ＡＮＳＹＳ Ｆｌｕｅｎｔ」（ＡＮＳＹＳ社製) を用い、下記のような条件設定を行って処理室Ｓ２内における処理用ガスの挙動を解析することにより、上記処理用ガスの流速を算出することができる。
流路モデル：載置台１０、被処理物Ｗ、光透過窓３０、シール部材１６等の形状や配置などから処理用ガスの流路モデルを設定する。
処理用ガスの物性条件設定：処理用ガスの密度および粘性係数（例えば処理用ガスが酸素ガスであれば、密度が１．２９９９ｋｇ／ｍ3 、粘性係数が１．９２×１０-5Ｐａ・ｓ）を入力する。
境界条件設定：処理用ガスの流入口（ガス供給用孔１２の開口）は（ｍ／ｓ）で設定される。処理用ガスの流出口（ガス排出用孔１３の開口）は大気圧面とされる。
また、処理用ガスの流速の均一性を確認するために、定常計算で行われる。また、処理用ガスの流速は、被処理物Ｗの被処理面の上方空間の平均値として求められる。
一方、載置台１０に、被処理物Ｗの形態に適合する被処理物配置用の凹所が形成されることによって、光透過窓３０と被処理物Ｗとの間隙との厚みｈと、処理室Ｓ２の高さとが同一の場合（図３参照）には、光透過窓３０と被処理物Ｗとの間隙を流通する処理用ガスの流速は、上記断面積Ｃ１に対する上記断面積Ｃ２の比率の値に関わらず、上記の式（１）によって求めることができる。
また、光透過窓３０と被処理物Ｗとの間隙における処理用ガスの圧力は、１気圧より大きく、かつ、２気圧以下であることが好ましい。間隙における処理用ガスの圧力が１気圧以下である場合には、活性種源の原子数が不足し、活性種の濃度が低くなり、アッシング能力が低下する。一方、間隙における処理用ガスの圧力が２気圧を超える場合には、ランプ収納室Ｓ１の圧力差による光透過窓３０の破損、光透過窓３０の撓みによる被処理面Ｗａとの間隙のズレ、装置外周部への処理用ガスの漏れ等の問題が多数発生する。また、装置設計が難しく、装置の構造が複雑になったり、装置の製造コストが上昇したりする、という問題が発生する。
本発明のアッシング方法によれば、光透過窓３０と被処理物Ｗとの間隙を流通する処理用ガスの流速が１ｍｍ／ｓｅｃ以上であることにより、当該間隙においては、被処理物Ｗから発生するＣＯ2 などの分解ガスの濃度が高くなることが抑制される。すなわち、当該間隙における活性種源の濃度が相対的に低くなることが抑制されるため、十分な量の活性種を生成することができる。
また、光透過窓３０と被処理物Ｗとの間隙を流通する処理用ガスの流速が１００ｍｍ／ｓｅｃ以下であることにより、間隙において生成した活性種が直ちに下流側に移動することが抑制される。そのため、当該間隙における活性種の濃度が低くなることが抑制される。
従って、被処理物Ｗに対して所要のアッシング処理を確実に行うことができる。
また、光透過窓３０と被処理物Ｗとの間隙を流通する処理用ガスの流速が１００ｍｍ／ｓｅｃ以下であることにより、間隙において生成した活性種が直ちに下流側に移動することが抑制される。そのため、当該間隙における活性種の濃度が低くなることが抑制される。
従って、被処理物Ｗに対して所要のアッシング処理を確実に行うことができる。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されず、種々の変更を加えることが可能である。
例えば、図１に示すアッシング装置は、いわゆる一括照射タイプのものであるが、図２に示すように、スキャンタイプのものであってもよい。
具体的に説明すると、図２に示すアッシング装置は、被処理物Ｗのアッシング処理が実行される処理室Ｓ２を形成する処理室形成部材３５と、この処理室形成部材３５の上方に設けられた光源ユニット２０ａと、光源ユニット２０ａおよび処理室形成部材３５の一方を他方に対して相対的に水平方向に移動させる駆動手段（図示せず）とを備えている。この例においては、処理室形成部材３５が駆動手段によって光源ユニット２０ａに対して水平方向に移動される構成とされている。図２においては、処理室形成部材３５の移動方向を白抜きの矢印で示してある。
具体的に説明すると、図２に示すアッシング装置は、被処理物Ｗのアッシング処理が実行される処理室Ｓ２を形成する処理室形成部材３５と、この処理室形成部材３５の上方に設けられた光源ユニット２０ａと、光源ユニット２０ａおよび処理室形成部材３５の一方を他方に対して相対的に水平方向に移動させる駆動手段（図示せず）とを備えている。この例においては、処理室形成部材３５が駆動手段によって光源ユニット２０ａに対して水平方向に移動される構成とされている。図２においては、処理室形成部材３５の移動方向を白抜きの矢印で示してある。
処理室形成部材３５においては、被処理物Ｗが載置される載置台１０の上方に、真空紫外線を透過する光透過窓３０が当該載置台１０に対向するよう配置されている。この光透過窓３０は、載置台１０の周側面に固定された光透過窓保持枠３６によって保持されている。そして、載置台１０、光透過窓３０および光透過窓保持枠３６に取り囲まれることによって、処理室Ｓ２が形成されている。載置台１０および光透過窓３０は、図１に示すアッシング装置と同様の構成ものである。
光源ユニット２０ａにおいては、下方に開口するケーシング２１ａが設けられている。このケーシング２１ａ内には、矩形の扁平な箱状の紫外線出射ランプ２５ａが設けられている。また、ケーシング２１ａには、ケーシング２１ａ内に不活性ガス（例えば窒素ガス）を流通させるためのガス流路管２２が設けられている。
また、載置台１０におけるガス供給用孔１２には、ガス管４１を介して、処理室Ｓ２に処理用ガスを供給する処理用ガス供給手段４０が接続されている。ガス管４１には、被処理物Ｗの被処理面Ｗａ上を流通する処理用ガスの流速を制御するガス流速制御手段４５が設けられている。
また、載置台１０におけるガス供給用孔１２には、ガス管４１を介して、処理室Ｓ２に処理用ガスを供給する処理用ガス供給手段４０が接続されている。ガス管４１には、被処理物Ｗの被処理面Ｗａ上を流通する処理用ガスの流速を制御するガス流速制御手段４５が設けられている。
このアッシング装置においては、処理室形成部材３５の移動速度を調整することにより、真空紫外線の被処理物Ｗに対する照射露光量を適正化することができる。
スキャンタイプのアッシング装置においては、複数の処理室形成部材を備えた構成とすることができる。このような構成においては、一の処理室形成部材における載置台１０上に載置された被処理物についてアッシング処理を行う際に、予め、別工程で、他の処理室形成部材において被処理物のアッシング処理の準備作業を行うことができる。従って、複数の被処理物について連続的な紫外線照射処理が可能になり、その結果、処理効率の向上を図ることができる。
＜実験例１＞
以下、本発明の効果を確認するために行った実験例について説明する。
図３に示す構成に従って、実験用のアッシング装置を作製した。このアッシング装置は、被処理物Ｗのアッシング処理が実行される処理室Ｓ２を形成する処理室形成部材３５と、この処理室形成部材３５の上方に設けられた光源ユニット２０ｂとを備えている。処理室形成部材３５においては、被処理物Ｗが載置される載置台１０上に、矩形の枠状のスペーサ部材１５ａを介して、光透過窓３０が当該載置台１０に対向するよう配置されている。この光透過窓３０は、シール部材１６ａを介して、載置台１０の周側面に固定された光透過窓保持枠３６ａによって保持されている。そして、載置台１０、光透過窓３０および光透過窓保持枠３６ａに取り囲まれることによって、処理室Ｓ２が形成されている。
以下、本発明の効果を確認するために行った実験例について説明する。
図３に示す構成に従って、実験用のアッシング装置を作製した。このアッシング装置は、被処理物Ｗのアッシング処理が実行される処理室Ｓ２を形成する処理室形成部材３５と、この処理室形成部材３５の上方に設けられた光源ユニット２０ｂとを備えている。処理室形成部材３５においては、被処理物Ｗが載置される載置台１０上に、矩形の枠状のスペーサ部材１５ａを介して、光透過窓３０が当該載置台１０に対向するよう配置されている。この光透過窓３０は、シール部材１６ａを介して、載置台１０の周側面に固定された光透過窓保持枠３６ａによって保持されている。そして、載置台１０、光透過窓３０および光透過窓保持枠３６ａに取り囲まれることによって、処理室Ｓ２が形成されている。
載置台１０には、それぞれ載置台１０の厚み方向に貫通するガス供給用孔１２およびガス排出用孔１３が形成されている。ガス供給用孔１２およびガス排出用孔１３の各々における開口形状は、紫外線出射ランプ２５ｂの長手方向（図において紙面に垂直な方向）に沿って延びる帯状とされている。これらのガス供給用孔１２およびガス排出用孔１３は、紫外線出射ランプ２５ｂの長手方向に垂直な方向（図において左右方向）に互いに離間した位置に形成されている。また、載置台１０の上面には、ガス供給用孔１２とガス排出用孔１３との間の位置に、被処理物Ｗに適合する形状の凹所が形成されている。
載置台１０におけるガス供給用孔１２には、ガス管（図示省略）を介して、処理室Ｓ２に処理用ガスを供給する処理用ガス供給手段（図示省略）が接続されている。ガス管には、光透過窓３０と被処理物Ｗとの間隙における処理用ガスの流速を制御するガス流速制御手段（図示省略）が設けられている。
光源ユニット２０ｂにおいては、下方に開口するケーシング２１ｂが設けられている。このケーシング２１ｂ内には、矩形の扁平な箱状の紫外線出射ランプ２５ｂが、光透過窓３０に近接して設けられている。また、ケーシング２１ａには、ケーシング２１ａ内に窒素ガス（不活性ガス）を流通させるためのガス流路管（図示省略）が設けられている。
上記のアッシング装置の具体的な仕様は、下記の通りである。
光源ユニット２０ｂにおいては、下方に開口するケーシング２１ｂが設けられている。このケーシング２１ｂ内には、矩形の扁平な箱状の紫外線出射ランプ２５ｂが、光透過窓３０に近接して設けられている。また、ケーシング２１ａには、ケーシング２１ａ内に窒素ガス（不活性ガス）を流通させるためのガス流路管（図示省略）が設けられている。
上記のアッシング装置の具体的な仕様は、下記の通りである。
［載置台１０］
寸法：１５０ｍｍ×１５０ｍｍ×２０ｍｍ
材質：アルミニウム
ガス供給用孔１２の開口寸法：３ｍｍ×１４０ｍｍ
ガス排出用孔１３の開口寸法：１０ｍｍ×１４０ｍｍ
［紫外線出射ランプ２５］
発光幅：７５ｍｍ
発光長：３００ｍｍ
高さ：１５ｍｍ
入力電力：２００Ｗ
［光透過窓３０］
寸法：１５０ｍｍ×１５０ｍｍ×５ｍｍ
材質：合成石英ガラス
［処理室Ｓ２］
寸法：１３５ｍｍ×１３５ｍｍ×０．３ｍｍ
寸法：１５０ｍｍ×１５０ｍｍ×２０ｍｍ
材質：アルミニウム
ガス供給用孔１２の開口寸法：３ｍｍ×１４０ｍｍ
ガス排出用孔１３の開口寸法：１０ｍｍ×１４０ｍｍ
［紫外線出射ランプ２５］
発光幅：７５ｍｍ
発光長：３００ｍｍ
高さ：１５ｍｍ
入力電力：２００Ｗ
［光透過窓３０］
寸法：１５０ｍｍ×１５０ｍｍ×５ｍｍ
材質：合成石英ガラス
［処理室Ｓ２］
寸法：１３５ｍｍ×１３５ｍｍ×０．３ｍｍ
被処理物Ｗとして下記のプリント配線基板材料を用い、下記の条件で被処理物のアッシング処理を行った。
［プリント配線基板材料］
構成：銅箔上に絶縁層が積層されてなり、絶縁層にビアホールが形成されてなるもの。 平面の寸法：５０ｍｍ×５０ｍｍ×０．５ｍｍ
銅箔の厚みが３５μｍ
絶縁層の厚み：３０μｍ
ビアホールの直径：５０μｍ
光透過窓３０と被処理物Ｗとの間隙の厚み：０．３ｍｍ
［アッシング条件］
処理用ガス：酸素濃度１００％
処理室内の圧力：１気圧
処理用ガスの流速：０〜２００ｍｍ／ｓｅｃの範囲で選択
真空紫外線の照射時間：１分間
［プリント配線基板材料］
構成：銅箔上に絶縁層が積層されてなり、絶縁層にビアホールが形成されてなるもの。 平面の寸法：５０ｍｍ×５０ｍｍ×０．５ｍｍ
銅箔の厚みが３５μｍ
絶縁層の厚み：３０μｍ
ビアホールの直径：５０μｍ
光透過窓３０と被処理物Ｗとの間隙の厚み：０．３ｍｍ
［アッシング条件］
処理用ガス：酸素濃度１００％
処理室内の圧力：１気圧
処理用ガスの流速：０〜２００ｍｍ／ｓｅｃの範囲で選択
真空紫外線の照射時間：１分間
アッシング処理を行った後、プリント配線基板材料におけるビアホールの底部（銅箔）について、エネルギー分散型Ｘ線分光法（ＥＤＸ）によって元素分析を行い、Ｃ／Ｃｕ比を測定した。結果を図４に示す。尚、アッシング処理前におけるビアホールの底部のＣ／Ｃｕ比は０．８０である。
＜実験例２＞
光透過窓３０と被処理物Ｗとの間隙の厚みを０．５ｍｍとしたこと以外は、実験例１と同様にしてプリント配線基板材料のアッシング処理を行った後、ビアホールの底部についてＣ／Ｃｕ比を測定した。結果を図４に示す。
光透過窓３０と被処理物Ｗとの間隙の厚みを０．５ｍｍとしたこと以外は、実験例１と同様にしてプリント配線基板材料のアッシング処理を行った後、ビアホールの底部についてＣ／Ｃｕ比を測定した。結果を図４に示す。
＜実験例３＞
光透過窓３０と被処理物Ｗとの間隙の厚みを１．０ｍｍとし、真空紫外線の照射時間を５分間に変更したこと以外は、実験例１と同様にしてプリント配線基板材料のアッシング処理を行った後、ビアホールの底部についてＣ／Ｃｕ比を測定した。結果を図４に示す。
光透過窓３０と被処理物Ｗとの間隙の厚みを１．０ｍｍとし、真空紫外線の照射時間を５分間に変更したこと以外は、実験例１と同様にしてプリント配線基板材料のアッシング処理を行った後、ビアホールの底部についてＣ／Ｃｕ比を測定した。結果を図４に示す。
図４に示すように、処理用ガスの流速が１〜１００ｍｍ／ｓｅｃであれば、アッシング処理後におけるビアホールの底部のＣ／Ｃｕ比が０．５以下となり、従って、所要のアッシング処理を確実に行うことができることが確認された。
１０ 載置台
１１ 被処理物載置面
１２ ガス供給用孔
１３ ガス排出用孔
１５，１５ａ スペーサ部材
１６，１６ａ シール部材
２０，２０ａ，２０ｂ 光源ユニット
２１，２１ａ，２１ｂ ケーシング
２２ ガス流路管
２５，２５ａ，２５ｂ 紫外線出射ランプ
２６ 反射ミラー
３０ 光透過窓
３５ 処理室形成材
３６，３６ａ 光透過窓保持枠
４０ 処理用ガス供給手段
４１ ガス管
４５ ガス流速制御手段
Ｗ 被処理物
Ｗａ 被処理面
Ｓ１ ランプ収容室
Ｓ２ 処理室
１１ 被処理物載置面
１２ ガス供給用孔
１３ ガス排出用孔
１５，１５ａ スペーサ部材
１６，１６ａ シール部材
２０，２０ａ，２０ｂ 光源ユニット
２１，２１ａ，２１ｂ ケーシング
２２ ガス流路管
２５，２５ａ，２５ｂ 紫外線出射ランプ
２６ 反射ミラー
３０ 光透過窓
３５ 処理室形成材
３６，３６ａ 光透過窓保持枠
４０ 処理用ガス供給手段
４１ ガス管
４５ ガス流速制御手段
Ｗ 被処理物
Ｗａ 被処理面
Ｓ１ ランプ収容室
Ｓ２ 処理室
Claims (4)
- 真空紫外線を透過する光透過窓に対向するよう配置された被処理物に対して、前記光透過窓と前記被処理物との間隙に活性種源を含む処理用ガスを供給しながら、前記光透過窓を介して真空紫外線を照射する工程を有し、
前記被処理物は、当該被処理物を載置する載置台の載置面上に載置され、
前記光透過窓と前記被処理物との間隙は１ｍｍ以下であり、
前記載置台には、それぞれ前記間隙に通ずるガス供給孔およびガス排出孔が互いに離間して形成され、前記被処理物は、前記ガス供給孔と前記ガス排出孔との間に配置されており、
前記載置台と前記光透過窓との間には、前記載置面の周縁に沿って矩形枠状のスペーサ部材が配置され、
前記間隙を流通する前記処理用ガスの流速が１〜１００ｍｍ／ｓｅｃに制御されることを特徴とするアッシング方法。 - 前記間隙における前記処理用ガスの圧力が、１気圧より大きくかつ２気圧以下であることを特徴とする請求項１に記載のアッシング方法。
- 前記処理用ガスは、活性種源として少なくともオゾンを含むことを特徴とする請求項１に記載のアッシング方法。
- 被処理物を載置する載置面を有する載置台と、前記被処理物に対して真空紫外線を出射する紫外線出射ランプと、前記被処理物と前記紫外線出射ランプとの間に配置された、当該紫外線出射ランプからの真空紫外線を透過する光透過窓とを有するアッシング装置において、
前記光透過窓と前記被処理物との間隙は１ｍｍ以下とされ、
前記載置台には、それぞれ前記間隙に通ずるガス供給孔およびガス排出孔が互いに離間して形成され、前記被処理物は、前記ガス供給孔と前記ガス排出孔との間に配置されており、
前記載置台と前記光透過窓との間に、前記載置面の周縁に沿って配置された矩形枠状のスペーサ部材と、
前記間隙に活性種源を含む処理用ガスを供給するガス供給手段と、
前記間隙を流通する前記処理用ガスの流速を１〜１００ｍｍ／ｓｅｃに制御するガス流速制御手段と
を備えてなることを特徴とするアッシング装置。
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