JPH02183523A - ダウンストリーム型アッシング装置 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明は、半導体の基板に塗布されたレジスト膜を反応
性ガスのラジカルを利用してアッシング（灰化）するこ
とにより除去するに使用されるダウンストリーム型アッ
シング装置に関する。

（従来の技術） 微細な集積回路を加工するために、半導体の裁板の表面
に回路パターンを形成したレジスト膜を設け、該レジス
ト膜を介してその下層の絶縁膜、半導体膜或は金属膜を
エツチングすることが行なわれている。

該レジスト膜は、エツチング処理が終了したのち基板表
面から除去されるが、その除去方法には過酸化水素、有
機溶剤などの化学薬品を使用する湿式処理方法と、酸素
ガスを主成分とする反応性ガスのラジカルを用いてレジ
スト膜をアッシング（灰化）する乾式処理方法とがある
。

該湿式処理方法に使用される薬品には人体に有害なもの
が多く、除去作業の安全性の維持や廃液の公害防止に注
意を払う必要があって煩られしい。しかも使用される薬
品は多少は不純物を含むので、これが半導体回路のパタ
ーンの欠損や汚染の原因となり、超ＬＳＩ等の微細な加
工には適しない。

該乾式処理方法は、基板に塗布されたＣ　ｘ　Ｉｔ　ｙ
　Ｎ　ｚのレジスト膜に、反応性ガスの放電により生成
されるラジカル、主として酸素ラジカルを反応させ、該
レジスト膜をＣＯ２、ＮＯ２及びＮ２０へ分解・気化す
ることによって除去するので、湿式処理方法のような人
体への有害物の発生がなく、不純物を含まないので基板
の微細加工に適している。

該乾式処理方法に使用される装置の具体例は第１図示の
如くであり、レジスト膜が塗布された基板（１）を、放
電管で構成した反応性ガスの導入口（２）と真空排気口
（３）を備えた真空処理室（４）内の加熱手段（５）の
上方に置き、該導入口（２）に接続した反応性ガスｇ　
（６）から導入される酸素ガス或はこれに少量のＣＦ４
　、　Ｎ２もしくはＮ２とＮ２を混入した反応性ガスに
、マイクロ波電源（７）に接続したプラズマ発生部（８
）からなるプラズマ発生装置（９）の放電で酸素ラジカ
ルその他の反応性ガスのラジカルを生成させ、これを加
熱された基板（１）上のレジスト膜と反応させ、該レジ
スト膜を分解・気化して該真空排気口（３）から真空ポ
ンプ（＋１）により排出することにより除去する。

（発明が解決しようとする課題） 前記第１図示の装置は、反応性ガスのラジカルが真空処
理室の外部で生成し、該ラジカルを真空処理室の上方か
ら基板の表面を沿って反応性ガスと共に流し、該真空処
理室の下方に設けた真空排気口からυト出するのでダウ
ンストリーム型アッシング装置と称され、この装置は荷
電粒子が基板に衝突することがなく、基板に形成された
回路パターンを損傷することがない点で有利である。し
かし乍ら、第２図に見られるように、基板（１）に塗布
されるレジスト膜（１０は、微細回路が加工される基板
（１）の前面（ｌａ）にのみ塗布することが難しく、基
板（１）の背面（１ｂ）へも塗布されてしまうことが多
い。アッシングによりレジスト膜（ＩＯを除去するため
に基板（１）をプレート型の加熱手段（５）に接触させ
て加熱すると、加熱手段（５）が妨げになって背面・（
Ｉｂ）に存在するレジスト膜（ＩＯに反応性ガスのラジ
カルが作用せず、第３図のように除去されずに残る欠点
があった。

背面（１ｂ）に残ったレジスト膜（′ＩＯが基板（１）
のその後の加工工程に於て剥離すると、クリーンである
べき半導体製造装置が汚染され、剥離片が基板（１）の
微細回路に付着して不良１ｃが製造されて好ましくない
。

本発明は基板の前面のみならず背面に塗布されたレジス
ト膜をも除去し得るプラズマアッシング装置を提供する
ことを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 本発明では、真空処理室内にレジスト膜が塗布された基
板を設け、該真空処理室に、真空排気口と、該基板を加
熱する加熱手段と、プラズマ発生装置を備えた反応性ガ
スの導入口とを設け、該基板のレジスト膜を該導入口か
ら導入される反応性ガスのラジカルによりアッシングし
て除去するようにしたものに於て、該真空処理室内に、
該基板の背面を支持して加熱手段との間に間隔を形成す
る複数本のピンを設け、該間隔に該反応性ガスのプラズ
マ中のラジカルが進入して基板の背面に付着したレジス
ト膜がアッシングで除去されるようにした。

（作　用） 基板に塗布されたレジスト膜の除去は、基板を真空処理
室内の加熱手段の上に載せて加熱し、プラズマ発生装置
による放電でラジカルが生成した反応性ガスを導入口を
介して真空処理室内へ導入し、反応性ガスのラジカルを
基板のレジスト膜と化学反応させ、分解・気化して排気
口から除去することにより行なわれる。該基板の背面が
該加熱手段と接していると、該背面に付着したレジスト
膜はアッシングされないが、該基板を複数本のピンで加
熱手段と間隔を存して保持することにより、反応性ガス
のラジカルが該間隔に進入し、該背面のレジスト膜をア
ッシングすることが出来る。

（実施例） 本発明の実施例を図面第４図及び第５図に基づき説明す
るに、これらの図面に於て、符号（１）乃至（９）及び
０ｖは第１図の同一符号で示したと同一のものを指称し
、該基板（１）の前面及び背面には第２図示のようにレ
ジスト膜（ＩＱが塗布されている。

第４図示の本発明の実施例は、加熱手段（５）を複数本
の赤外線ランプで構成し、該加熱手段（５）の間を通っ
て上方へ突出した複数本のピン（′１ツを該真空処理室
（４）内に設けたもので、該ピン（Ｉ２）の先端で基板
（１）の背面を支持し、該基板（１）と加熱手段（５）
との間に間隔（′１３が形成されるようにした。

また第５図示の実施例は、加熱手段（５）をホットプレ
ートにて構成し、真空処理室（４）の外部からその室Ｖ
（４ａ）及び加熱手段（５）を挿通して上方へ突出する
複数本のピン（１２１を設け、外部のシリンダ（ＩΦに
より該ピン（′１つが昇降されるようにしたもので、該
シリンダ（′ｌ＠の作動でピン■の先端に支持した基板
（１）が加熱手段（５）と接触する後退位置と、基板（
１）の背面と加熱手段（５）との間で間隔Ｉ′１３が形
成される前進位置とに移動するようにした。

（′ｌＳｌは加熱手段（５）の温度をＤＩ定する熱電対
である。

ガス源（６）から真空処理室（４）内に送られる反応性
ガスは、酸素ガス或は酸素ガスに少量のＣＦ２　、　Ｎ
２もしくはＮ２とＮ２を混入したガスが主に使用される
。

これらの実施例に於て、基板（１）のレジスト膜（１０
は、基板（１）を加熱手段（５）により例えば２００℃
に加熱し、プラズマ発生装置（９）の作動によりラジカ
ルが生成した反応性ガスを導入口（２）を介して真空処
理室（４）内に導入し、該レジスト膜（１０と反応性ガ
スのラジカルとの化学反応によりアッシングして除去さ
れる。

該基板（１）の背面に付着するレジスト膜（１０は、第
４図示の場合、加熱手段（５）と基板（１）との間隔（
１３内に進入するラジカルによりアッシングされ除去さ
れる。また第５図示の場合、基板（１）の前面のレジス
ト膜ａＯがアッシングで除去されるまではピン（Ｉつを
基板（１）と加熱手段り５）とが接触する後退位置に位
置させ、そのあと前進位置へピン１′１ツを移動して基
板（１）と加熱手段（５）との間に間隔（１３を形成し
、該間隔（Ｉ３に進入するラジカルにより基板（１）の
背面のレジスト膜（′ＩＯをアッシングで除去すること
が出来る。

第５図示の場合の更に具体的な実施例を、図面第６図乃
至第８図に基づき説明すると、これらの図面に於て符号
（１８は枠状の機体を示し、該機体（１８の上方に真空
処理室（４）が取付けられる。

該真空処理室（４）の側方にはプラズマ発生装置（９）
が設けられ、該プラズマ発生装置（９）の内部を通って
該真空処理室（４）内へと反応性ガスｇ　（６）から連
通ずる反応性ガス導入管（ＩＧが設けられる。更に、該
真空処理室（４）の側方でプラズマ発生装置（９）から
約９０″旋回した位置に、バルブ（Ｉ９を介して該真空
処理室（４）内へ基板（１）を搬出入するトランスファ
ー室■が設けられ、該トランスファー室■には更にカッ
セト室■が連続して設けられる。該カッセト室σ内には
その外部から導入した２組の昇降杆■により夫々個別に
昇降される２台のテーブルが設けられ、各テーブル上に
側方から出し入れ自在に複数本の基板を収容する第９図
示のような棚状のカセットケース（２３ａ）（２３ｂ）
が載せられる。

一方のカセットケース（２３ａ）にはアッシングされる
基板が収められ、該基板はテーブルの下降と該トランス
ファー室■内に設けた例えば第１Ｏ図示のような全体が
旋回するフロッグアーム状の搬送装置＠とによって、該
カセットケース（Ｚ３ａ）の下段のものからランスファ
ー室■へとバルブａ９を介して真空処理室（４）内の定
位置に送られる。真空処理室（４）内に於て、該基板に
アッシング処理を施す間、該バルブ（′１９は閉じられ
、搬送装置＠はトランスファー室［相］内で待機する。

アッシング処理が終ると、再び搬送装置Ｑ＠が開かれた
バルブａ９を介して真空処理室（４）内へ進出し、アッ
シング処理された基板を載せてトラン７．７アー室■内
へ戻り、その旋回とアームノ伸長によって基板を他のカ
セットケース（２３ｂ）内へ運び込み、該カセットケー
ス（２３ｂ）の上昇により所定の位置に基板を収容する
。処理済みの基板が他のカセットケース（２３ｂ）に収
められると、もう一方のカセットケース（２３ａ）がら
次の基板を真空処理室（４）へと運び出すことを繰返し
て順次に基板のアッシング処理が行なわれる。

該真空処理室（４）の下方にスロットルバルブ（２５ａ
）を備えた真空排気管■の排気口（３）が接続され、該
真空処理室（４）内を真空ポンプａ′Ｄで真空に排気す
るが、該真空排気管■の途中を分岐してカセット室Ｏ）
に接続し、該カセット室θ内も真空に排気されるように
した。

第６図及び第７図に見られるマイクロ波電源（７）によ
り発生したマイクロ波は、導波管のを介してプラズマ発
生装置（９）に導入される。

該プラズマ発生装置（９）の詳細は、第１１図及び第１
２図示の如くであり、反応性ガス源（６）に連らなる反
応性ガス導入管器の中間部の石英製チューブからなるプ
ラズマ発生部（８）と交叉するように前記導波管のが設
けられ、該交叉部に於て反応性ガスがマイクロ波により
励起されてプラズマを発生し、励起された反応性元素の
ラジカルが真空処理室〈４）に送り込まれる。該プラズ
マ発生装置（９）のケーシング（９ａ）には、冷却水が
循環する通路■が設けられてプラズマ放電によるケーシ
ングの高温化を防止するようにした。該ケーシング（９
ａ）が石英製チューブ（８）の端部と対向する位置に、
石英窓■を介して水銀ランプωを設け、プラズマ放電の
開始時に該水銀ランプωを点灯して石英製チューブ（８
）内の反応性ガスの光イオン化を行ない、マイクロ波放
電の開始を迅速に行なえるようにした。またマイクロ波
の導波管■内の端部に、該ケーシング（９ａ）を介して
外部へ延びる調節ねじ■の旋回により進退するスライド
ブロック■を設け、その進退によりプラズマ放電のマツ
チングを行なうようにした。

真空処理室（４）内の詳細は、第１３図に示す如く、上
下方向の円筒形の空室で形成され、その側部上方に、基
板（１）をトランスファー室■との間で出し入れするた
めの開口■と、該開口■から９０℃旋回した位置に反応
性ガス導入管（Ｉｏの導入口（２）とが開口形成される
。そして、該真空処理室（４）の開口■よりも少し下方
に、複数本のポリテトラフルオロエチレン製の絶縁材の
サポート■により該真空処理室（４）の底面に支えられ
た円形状の凹部（３５ａ）を有するＭ２Ｏ３製のホルダ
リを設け、該凹部（３５ａ）内に円板状のシーズ型ヒー
タからなる加熱手段（５）を収めるようにした。該加熱
手段（５）の上面はＡｌ２Ｏ３製の絶縁板ωで覆われ、
該加熱手段（３）の上面の周縁は５１０２製のリングＧ
７）で覆われるようにした。また円板状の加熱手′段（
５）及びホルダ■にこれらを上下に挿通する透孔■を１
２０°の間隔を存して３個設け、該ホルダ■の背後から
昇降装置■により上下に移動する３本の石英製のピン（
イ）が前記各透孔■に夫々挿通される。そして真空処理
室（４）内へ開口■を介して搬送装置１２＠によって基
板（１）が搬入されると、加熱手段（５）を挿通して上
昇する各ピン（１）で該搬送装置２つから持ち上げるよ
うにして支え、該搬送装置Ｃ！Φが該開口■から退去し
たのち各ピン（１）が降下して加熱手段り５）の上面へ
基板（１）を載せる後退位置に位置し、アッシングのた
めに該基板（１）が加熱される。該基板（１）の前面の
レジスト膜のアッシングが終ると、各ピン（１）により
加熱手段（５）の上方へ基板（１）が持ち上げられて前
進位置に位置し、該加熱手段（５）と基板（１）との間
に間隔（′１３が形成されて該基板（１）の背面のレジ
スト膜のアッシングが行なわれる。該基板（１）の前面
及び背面のアッシングが完了すると、該間隔（′１３に
搬送装置ｔ２＠が進入し、次いで各ピン（７）が降下し
、その降下途中に於て基板（１）は搬送装置１２Φに保
持され、真空処理室（４）の開口■から運び出される。

該昇降装置■は、真空処理室（４）の底面からその外部
へとシール装置罰を介して延びる昇降杆（３９ａ）と、
該昇降杆（３９ａ）の上端に取付けられた昇降プレート
（３９ｂ）と、該昇降杆（３９ａ）の下端に取付けられ
た連結プレー）　（３９ｅ）　、及び該連結プレート（
３９ｃ）に螺合するねじ軸（３９ｄ）を備えており、該
真空処理室（４）の外部の固定のプレートにに取付けた
シンクロナスモーターの回転がその出力軸卿及びアイド
ル歯車（至）を介してプレートリに支承されたねじ軸（
３９ｄ）と一体の歯車（３９ｅ）に伝達されると、該ね
じ軸（３９ｄ）が回転し、連結プレート（３９ｃ）及び
昇降杆（３９ａ）を上昇或は下降させ、これに伴なって
昇降プレー　ト（３９ｃ）がピン静と共に昇降する。該
ピン船はその根部を昇降プレート（３９ｃ）の穴（３９
ｆ）に挿通させ、ばね（３９ｇ）により固定した。

（発明の効果） 以上のように、本発明によるときは、真空処理室の導入
口から導入される反応性ガスのラジカルが基板と加熱手
段との間に形成した間隔内に進入するので、該基板の背
面に付着したレジスト膜をアッシングにより除去するこ
とが出来、基板にレジスト膜が残存することによる不都
合を解消することが出来る等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のアッシング装置の断面線図、第２図はレ
ジスト膜を塗布した基板の断面図、第３図は従来のアッ
シング処理された基板の断面図、第４図は本発明の実施
例の断面線図、第５図は本発明の他の実施例の断面図で
ある。また、第６図乃至第１３図は第５図示の実施例の
詳細を示すもので、第６図は装置の一部を截除した正面
図、第７図は第６図の■−■線に沿った裁断側面図、第
８図は第６図の■−■線に沿った裁断平面図、第９図は
カセットケースの斜視図、第１０図は搬送装置の要部の
拡大平面図、第１１図はプラズマ発生装置の拡大裁断側
面図、第１２図は第１１図の右側面図、第１３図は真空
処理室の拡大裁断側面図である。 （１）・・・基板 （２）・・・反応性ガスの導入口 （３）・・・排気口 （４）・・・真空処理室 （５）・・・加熱手段 （９）・・・プラズマ発生装置 （ＩＧ・・・レジスト膜 （Ｉつ・・・ピン Ｇ３・・・間隔 第 図 第４図 第２図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、真空処理室内にレジスト膜が塗布された基板を設け
   、該真空処理室に、真空排気口と、該基板を加熱する加
   熱手段と、プラズマ発生装置を備えた反応性ガスの導入
   口とを設け、該基板のレジスト膜を該導入口から導入さ
   れる反応性ガスのラジカルによりアッシングして除去す
   るようにしたものに於て、該真空処理室内に、該基板の
   背面を支持して加熱手段との間に間隔を形成する複数本
   のピンを設けたことを特徴とするダウンストリーム型ア
   ッシング装置。 ２、前記基板を載せる複数本のピンを、該基板の背面と
   加熱手段との間に間隔を形成する前進位置と、該基板の
   背面を加熱手段に接触する後退位置とに移動自在に設け
   たことを特徴とする請求項１に記載のダウンストリーム
   型アッシング装置。