JPH01157528A - アッシング方法 - Google Patents

アッシング方法

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JPH01157528A
JPH01157528A JP24666287A JP24666287A JPH01157528A JP H01157528 A JPH01157528 A JP H01157528A JP 24666287 A JP24666287 A JP 24666287A JP 24666287 A JP24666287 A JP 24666287A JP H01157528 A JPH01157528 A JP H01157528A
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ashing
gas
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dinitrogen
oxide gas
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Yutaka Amamiya
雨宮 裕
Nobuo Konishi
信夫 小西
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  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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。
(従来の技術) 一般に半導体集積回路を形成する微細パターンの形成は
例えば露光およ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、このマスクの下
地膜をエツ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ツチング
過程を経た後には半導体ウェハ表面から除去する必要が
ある。
このような場合のフォlへレジスト膜を除去する処理と
してアッシング処理が行なわれている。
このアッシング処理はレジストの除去、シリコンウェハ
、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。
紫外線を照射することにより酸素原子ラジカルを発生さ
せて、バッチ処理でアッシング処理を行なうアッシング
方法がある。
第5図はこのような紫外線照射により酸素原子ラジカル
を発生させるアッシング装置を示すもので、処理室(ト
)には多数の半導体ウェハ(2)が所定間隔をおいて垂
直に配置され、処理室O)の上部に設置されている紫外
線発光管■からの紫外線を処理室■の上面に設けられた
石英等の透明な窓(へ)を通して照射し、処理室■に充
填された酸素を励起してオゾンを発生させる。そして、
苧のオゾン雰囲気から生じる酸素原子ラジカルを半導体
ウェハ■に作用させてアッシング処理を行なう。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら上記説明の従来のアッシング方法では、ア
ッシング速度が50〜150nm/winと遅く、処理
に時間がかかるため、例えば大口径半導体ウェハの処理
に適した半導体ウェハを1枚1枚処理する枚葉処理が行
なえないという問題点があった。
本発明は上記点に対処してなされたもので、フォトレジ
スト膜のアッシング速度が速く、大口径半導体ウェハの
枚葉処理等に対応することのできるアッシング方法を提
供しようとするものである。
〔発明の構成〕
(問題点を解決するための手段) 本発明は、アッシングガスと窒素酸化物ガスの混合ガス
によりアッシング処理することを特徴とするアッシング
方法を得るものである。
(作用効果) アッシングガスと窒素酸化物ガスの混合ガスでアッシン
グすることにより、高速アッシング処理を行なうことが
でき、窒素酸化物ガスを混合しないアッシングガスでア
ッシング処理する場合に比べ更に2〜3倍高速アッシン
グ処理が可能となる。
(実 施 例) 以下、本発明方法は半導体製造工程におけるアッシング
工程に適用した実施例につき図面を参照して説明する。
まず、アッシング装置の構成について説明する。
昇降機構(図示せず)により上下動自在に断面U字状で
円筒状の上チヤンバ−(ハ)が設けられている。この上
チヤンバ−0にはアッシングガスを均一に流出させるた
めの例えばガラス製乎板0が設けられている。この平板
0の中心軸にはアッシングガスを流出させるための例え
ば口径8mmの流出口■が設けられている。上記上チヤ
ンバ−0と係合する如く下チヤンバ−(ハ)が設けられ
、この下チヤンバー(8)内には被処理基板例えば半導
体ウェハ(9)を載置可能である円板状載置台(10)
が設けられている。この載置台(10)にはヒーター(
11)が内設し、このヒーター(11)は下チャンバー
■外部に設けられた温度制御機構(12)により温調自
在であり、これにより上記載置台(10)が温調自在に
構成されている。この載置台(10)上に設定した半導
体ウェハ0の表面にアッシングガスを流出する如く、ガ
ス流導管(13)によりガス流量調節器(14)を介し
て酸素供給源(15)を備えたオゾン発生器(16)が
配設されている。上記ガス流導管(13)には、窒素酸
化物ガス流導管(17)が接続されており、この窒素酸
化物ガス流感管(17)はガス流量調節器(18)を介
して一酸化二窒素供給源(19)を備えた窒素酸化物ガ
ス発生器(20)に接続されている。更に、上記ガス−
流導管(13)は分岐してエアー・パージ機構(21)
に接続されている。また、下チヤンバ−(ハ)の底部に
は処理室(22)内の排気をする排気機構(23)が排
気管(24)を介して設けられている。このようにして
アッシング装置が構成されている。
次に、上述したアッシング装置による半導体ウェハのア
ッシング方法を説明する。
昇降機構(図示せず)により上チヤンバ−0を上昇させ
、搬送機構例えばハンドアーム(図示せず)により半導
体ウェハ■を保持して下チヤンバ−(ハ)に設けられた
載置台(10)上の予め定められた位置に載置し、保持
例えば吸着保持する。そして、上記上チヤンバ−(ハ)
を昇降機構により下降させ、下チヤンバ−■と気密連結
する。この時、上記載置台(10)上に載置された半導
体ウェハ0と上チヤンバ−■に設けられた平板0との間
隔が例えば0.5〜20mm程度になるように予め設定
されており、上記気密連結時に上記間隔を保つ。またこ
の時、載置台(10)に内設しているヒーター(11)
が外部に設けられた温度制御機構(12)により予め1
50〜500℃程度例えば300℃に加熱されていたこ
とにより上記半導体ウェハ■を300℃程度に加熱して
いる。
そして、酸素供給源(15)を備えたオゾン発生器(1
6)によりオゾンを発生させ、ガス流量調節器(14)
により設定流量5−209/lll1n例えば1FMl
/min程度でガス流導管(13)に流導する。また、
−酸化二窒素供給源(19)を備えた窒素酸化物ガス発
生器(20)Lこより不安定状態である窒素酸化物ガス
例えば−酸化窒素、二酸化窒素、四酸化二窒素等を発生
させ、ガス流量調節器(14)により設定流量50〜5
00 d / min例えば250 In+l/ mi
n程度でガス流導管(13)に流導する。この時の窒素
酸化物ガス発生手段は、例えば多少の間隔を設けて対向
配置した2枚の電極に交流電源を接続し、この電源によ
り高電圧を上記電極にかけた状態で上記2枚の電極間に
一酸化二窒素供給源(19)からの−酸化二窒素を流導
して不安定状態である窒素酸化物ガス例えば二酸化窒素
や四酸化二窒素等を発生させる。この発生させた窒素酸
化物ガス例えば二酸化窒素や四酸化二窒素等を上記ガス
流導管(13)に流導し、オゾンを含有したアッシング
ガスに混合することにより五酸化二窒素にする。そして
、この窒素酸化物ガスを混合したアッシングガス即ち五
酸化二窒素を平板(へ)に設けられた例えば口径8mm
の流出口ωより載置台(10)上に載置した半導体ウェ
ハ(9)の表面に流出し、アッシング処理を行なう。こ
の時、上記窒素酸化物ガスを混合したアッシングガス即
ち五酸化二窒素が加熱することにより発生する酸素ラジ
カル○(1D)の反応により半導体ウェハ(9)表面に
被着された膜例えばC,H,nOnを二酸化炭素と水蒸
気に分解するが、オゾンのみのアッシングの場合、オゾ
ンを加熱することにより発生する酸素ラジカルO(”P
)の反応により半導体ウェハ(9)表面に被着された膜
例えばC,HmOnを二酸化炭素と水蒸気に分解し、同
様な効果を得ることができる。しかし、酸素ラジカル0
(1D)と○(3P)ではO(’D)の方が反応性が高
いため、上記窒素酸化物ガスを添加したアッシングガス
即ち五酸化二窒素によるアッシングの方がより高いアッ
シング速度を得ることができる。この時の一酸化二窒素
流量変化によるアッシング速度の変化を示したグラフを
第2図に示す。これは半導体ウェハ(9)を300℃に
加熱状態で、オゾン流量を1542/minに設定した
時の特性であるが、このグラフから窒素酸化物ガスをオ
ゾンに混合するとアッシング速度が速くなることが分か
り、更に一酸化二窒素流量が250〜300mJl/m
in程度が最適であることが分かる。
また、半導体ウェハ(9)表面におけるアッシング速度
を第3図に示す。これは半導体ウェハ(9)を300℃
に加熱状態で、オゾン流量を1!M!/minに設定し
た時の一酸化二窒素流量変化によるアッシング速度を示
したものである。このグラフから窒素酸化物ガスをオゾ
ンに混合すると、半導体ウェハ(9)表面の各部分にお
いてもアッシング速度が速くなることが分かるが、−酸
化二窒素流量が10100O!/min程度になると半
導体ウェハ(9)周辺部がオゾンのみのアッシング速度
よりも低下してしまうため、−酸化二窒素流量が250
mQ/min程度が最適であることが分かる。
以上のように半導体ウェハ(9)のアッシング処理を終
えると、排気機構(23)により排気管(24)を介し
て処理室(22)内の排ガスを排気する。同時にエアー
・パージ機構(21)からガス流導管(13)を介して
処理室(22)内にエアー・パージする。
次に、他の実施例を第4図に基づいて説明する。
図示しない昇降機構及び温度制御機構に連設して昇降及
び温調自在に構成された載置台(25)上面に被処理基
板例えば半導体ウェハ(26)を保持例えば吸着保持可
能に成っている。このような載置台(25)と係合する
如く上部に蓋(27)が設けられており、この係合時に
内部を気密するために載置台(25)周縁部にテフロン
系ゴム製バッキング(28)が設けられている。この蓋
(27)と載置台(25)が係合することにより内部に
処理空間を形成する。
上記蓋(27)の上記ウェハ(26)との対向面に、少
なくともウェハ(26)より広面積である透明な材質か
ら成る例えば石英ガラス窓(29)が上記ウェハ(26
)と平行状態に設けられている。この石英ガラス窓(2
9)上方には、ウェハ(26)表面全面を覆う如く複数
個配列した紫外線ランプ(30)が上記石英ガラス窓(
29)と平行状態に配設している。また、上記蓋(27
)の横部にはガス供給管(31)が接続されており、こ
のガス供給管(31)は図示しないガス流量調節器を介
して酸素供給源を備えたオゾン発生器に連設している。
更に上記ガス供給管(31)には、図示しないガス流量
調節器を介して一酸化二窒素供給源を備えた窒素酸化物
ガス発生器に連設している。また更に、上記ガス供給管
(31)には分岐して図示しないエアー・パージ機構に
連設している。
このような各機構に連設しているガス供給管(31)は
、上記蓋(27)に接続し、ウェハ(26)周辺部に設
けられた例えば直径1mmの複数の開口(32)から上
記ウェハ(26)表面にアッシングガスを供給可能と成
っている。
更に上記蓋(27)の横部には排気管(33)が接続さ
れており、この排気管(33)は処理空間の排気をする
図示しない排気機構に連設している。
このように構成されたアッシング装置によりアッシング
処理を行なうが、これはまず、上記載置台(25)を昇
降機構の駆動により下降させ、この載置台(25)上面
の予め定められた位置に図示しない搬送機構例えばハン
ドアームにより、被処理基板例えば半導体ウェハ(26
)を搬送して載置する。そして、上記載置台(25)を
上昇させ上記蓋(27)とウェハ(26)との間隔が0
.1〜0.5mm程度となるように係合し、更にバッキ
ング(28)の作用で処理空間内を密閉状態にする。こ
の時すてに載置台(25)は上記温度制御機構により例
えば350℃程度に温度制御されており、この載置台(
25)の熱により上記載置したウェハ(26)を上記3
5Q℃程度に加熱されている。
次に、・酸素供給源を備えたオゾン発生器によりオゾン
を発生させ、ガス流量調節器により設定流量5〜20Q
/ win例えば10Q/min程度で上記ガス供給管
(31)に供給する。また、−酸化二窒素供給源を備え
た窒素酸化物ガス発生器により窒素酸化物ガス例えばN
OXを発生させ、ガス流量調節器により設定流量50〜
500m1l/win例えば250mQ/win程度で
上記ガス供給管(31)に供給し、上記オゾンと混合す
る。そして、この混合ガスを複数の開口(32)から載
置台(25)上に載置したウェハ(26)の表面に流出
し、同時に上記紫外線ランプ(30)から例えば波長2
54nmの紫外線を透明する石英ガラス窓(29)を介
してウェハ(26)表面に照射してアッシング処理を行
なう。この時、ウェハ(26)表面に供給された混合ガ
スは、上記紫外線により励起され、更に高温状態のウェ
ハ(26)の熱により酸素原子ラジカルを発生する。こ
の酸素原子ラジカルがウェハ(26)表面に被着されて
いる例えばC,HlllOnを二酸化炭素と水蒸気に分
解する。この場合、上記混合ガスによるアッシング処理
に紫外線を併用することにより、より酸化作用が強い酸
素原子ラジカルを発生することが可能となり、上記混合
ガスまたはオゾンのみによるアッシング処理に比べ、よ
り高いアッシング速度を得ることができる。
上記アッシング処理後の排ガスは排気管(33)を介し
て排気される。
以上述べたようにこの実施例によれば、アッシングガス
に窒素酸化物ガスを混合し、この混合ガスに紫外線を照
射して励起することにより、上記混合ガスのみまたは、
オゾンのみのアッシング処理よりも、より強い酸化作用
を有する酸素原子ラジカルを発生することが可能となり
、高速アッシング処理を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
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、第3図はアッシングガスに
窒素酸化物ガスを混合した場合のアッシング速度を示す
グラフ、第4図は本発明方法の他の実施例説明図、第5
図は従来のアッシング装置の構成図である。 9.26・・・ウェハ、   16・・・オゾン発生器
、18・・・ガス流量調節器、 19・・・−酸化二窒素供給源、 20・・・窒素酸化物ガス発生器、 30・・・紫外線ランプ。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)アッシングガスと窒素酸化物ガスの混合ガスによ
    りアッシング処理することを特徴とするアッシング方法
  2. (2)窒素酸化物ガスは五酸化二窒素である特許請求の
    範囲第1項記載のアッシング方法。
  3. (3)混合ガスは、オゾンに一酸化窒素或いは二酸化窒
    素或いは四酸化二窒素の混合ガスである特許請求の範囲
    第1項記載のアッシング方法。
  4. (4)混合ガスに紫外線を照射することを特徴とする特
    許請求の範囲第1項記載のアッシング方法。
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JP12416287 1987-05-21
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JP23444887 1987-09-17
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01233727A (ja) * 1988-03-14 1989-09-19 Hitachi Ltd 表面処理方法および装置

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JPH01233727A (ja) * 1988-03-14 1989-09-19 Hitachi Ltd 表面処理方法および装置

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