JPH04307726A - Ashing apparatus - Google Patents

Ashing apparatus

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Publication number
JPH04307726A
JPH04307726A JP10050491A JP10050491A JPH04307726A JP H04307726 A JPH04307726 A JP H04307726A JP 10050491 A JP10050491 A JP 10050491A JP 10050491 A JP10050491 A JP 10050491A JP H04307726 A JPH04307726 A JP H04307726A
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JP
Japan
Prior art keywords
lamp
ashing
wafer
light
low
Prior art date
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Pending
Application number
JP10050491A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiromi Sakamoto
弘実 坂元
Akira Nishihara
西原 昭
Hiroaki Mibu
壬生 博昭
Shingo Ezaki
真伍 江崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Storage Battery Co Ltd
Original Assignee
Japan Storage Battery Co Ltd
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Publication date
Application filed by Japan Storage Battery Co Ltd filed Critical Japan Storage Battery Co Ltd
Priority to JP10050491A priority Critical patent/JPH04307726A/en
Publication of JPH04307726A publication Critical patent/JPH04307726A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To provide an ashing apparatus which causes little damage to a wafer and whose ashing rate is fast. CONSTITUTION:A lamp chamber and a substrate treatment chamber are partitioned by a light-transmitting flat plate 4. The following are arranged in the lamp chamber: a low-pressure mercury lamp 1 which is a face light-source shape made by bending a straight tube, which uses a water-cooling system and whose output is high; and a gas supply pipe 3 connected to a gas outflow port installed at the light-transmitting flat plate 4. A stage 6 provided with a heating means used to raise the temperature of a substrate 5 is arranged in the treatment chamber.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、ウエハまたはガラス基
板上に形成されたレジスト膜パターンを紫外線とオゾン
ガスで処理することにより分解して除去するアッシング
装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ashing device that decomposes and removes a resist film pattern formed on a wafer or glass substrate by treating it with ultraviolet light and ozone gas.

【0002】0002

【従来の技術とその課題】一般に半導体集積回路の製造
工程において、露光および現像によって形成されたフォ
トレジスト膜のパターンをエッチングの際のマスクとし
て用い、エッチング工程の後には半導体ウエハの表面か
ら除去する必要がある。このフォトレジスト膜を除去す
る方法としてアッシング処理が行われる。
[Background Art and its Problems] Generally, in the manufacturing process of semiconductor integrated circuits, a photoresist film pattern formed by exposure and development is used as a mask during etching, and is removed from the surface of a semiconductor wafer after the etching process. There is a need. Ashing processing is performed as a method for removing this photoresist film.

【0003】従来のアッシング装置は、処理室内を真空
に排気した後、反応ガスを導入し、高周波電力を印加し
、プラズマ放電を起させ、励起された反応ガスによって
アッシング処理を行うプラズマアッシング方式が一般的
である。
Conventional ashing equipment uses a plasma ashing method in which after evacuating the processing chamber to a vacuum, a reactive gas is introduced, high frequency power is applied, plasma discharge is caused, and ashing is performed using the excited reactive gas. Common.

【0004】このプラズマアッシング方式では、活性な
ラジカルやイオンにより反応が促進され高速処理が可能
になるが、他方においてウエハがプラズマにさらされる
ためイオンがウエハに衝撃を与えたり電荷量が増加した
りしていわゆるプラズマダメージがあり、回路パターン
の微細化が進行するとこれが問題になってくる。
In this plasma ashing method, active radicals and ions promote reactions and enable high-speed processing, but on the other hand, since the wafer is exposed to plasma, the ions may impact the wafer and the amount of charge may increase. This causes so-called plasma damage, which becomes a problem as circuit patterns become finer.

【0005】これに対して、従来から紫外線を用いたア
ッシング方式も知られている。処理室にはレジスト層を
有するウエハを配置し、処理室上部の紫外線ランプから
窓を通して照射し、処理室にアッシングガスを導入して
作用させてアッシング処理を行う構造である。この方法
はプラズマアッシングと異なり、ウエハへのダメージは
少ないが、アッシング速度が遅くて処理に時間がかかり
処理効率が低いという問題があった。従来使用されてい
る紫外線ランプはアーク長あたりのランプ電力が1w/
cm 以下と低出力の直管またはU字管形状のランプで
あり、紫外線強度が低いのがアッシング速度が遅い原因
であった。また、一定面積を均一に照射するには複数の
ランプを並べる必要があり、経済的にも不利であった。
On the other hand, an ashing method using ultraviolet light has also been known. A wafer having a resist layer is placed in the processing chamber, and ashing processing is performed by irradiating the wafer with a resist layer through a window from an ultraviolet lamp located above the processing chamber, and by introducing ashing gas into the processing chamber. Unlike plasma ashing, this method causes less damage to the wafer, but has the problem that the ashing speed is slow, the processing takes time, and the processing efficiency is low. Conventionally used ultraviolet lamps have a lamp power of 1w per arc length.
The ashing speed was slow due to the low intensity of the ultraviolet light, which was a straight tube or U-tube shaped lamp with a low output of less than cm2. Furthermore, in order to uniformly illuminate a certain area, it was necessary to line up a plurality of lamps, which was economically disadvantageous.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、このような従
来技術の問題点に対処するためなされたもので、その目
的とするところはウエハに対してダメージが少なく、ア
ッシングレートの早い高出力の紫外線ランプを用いたア
ッシング装置を提供することにある。
[Means for Solving the Problems] The present invention has been made to address the problems of the prior art, and its purpose is to provide high output with less damage to wafers and a fast ashing rate. An object of the present invention is to provide an ashing device using an ultraviolet lamp.

【0007】この目的のため、本発明は紫外線照射とオ
ゾンを含有したガス供給とにより、ウエハ上の高分子膜
をアッシングする装置において、ランプ室とウエハ処理
室とを光透過性平板で区分し、ランプ室には直管を折り
曲げた面光源状で、かつ水冷方式で高出力化した低圧水
銀ランプと平板に設けたガス流出口に接続されたガス供
給管とを配置し、処理室にはウエハを加熱する加熱手段
を備えたステ−ジを配置したことを特徴とするアッシン
グ装置を提供しようとするものである。  尚、ここで
高出力型ランプとはアーク長あたりのランプ電力が 2
w/cm以上のものを示し、1w/cm以下を低出力型
ランプと称することにする。
For this purpose, the present invention provides an apparatus for ashing a polymer film on a wafer by irradiating ultraviolet rays and supplying a gas containing ozone, in which a lamp chamber and a wafer processing chamber are separated by a light-transmitting flat plate. The lamp chamber is equipped with a low-pressure mercury lamp that is a surface light source made of a bent straight tube and has a high output using a water-cooling method, and a gas supply pipe connected to a gas outlet provided on a flat plate. An object of the present invention is to provide an ashing apparatus characterized by having a stage equipped with a heating means for heating a wafer. Note that a high-output lamp is defined as a lamp with a lamp power per arc length of 2
Those with a power output of 1 w/cm or more will be referred to as low-output lamps, and those with a power output of 1 w/cm or less will be referred to as low-output lamps.

【0008】[0008]

【作用】本発明のアッシング装置では、まず処理室に 
1枚のウエハが搬入されて、予め設定温度に加熱されて
いたステージに配置される。処理室内にはウエハ表面に
近接したガス供給管の開口部から所定量のオゾン含有ガ
スが供給され、処理された廃ガスは排気口から排気され
てガスフロー状態となる。ランプからの紫外線が合成石
英ガラスの光透過窓部を通してウエハに照射されると次
のような原理でウエハ表面の高分子膜をアッシングする
[Operation] In the ashing device of the present invention, first, the
One wafer is carried in and placed on a stage that has been heated to a preset temperature. A predetermined amount of ozone-containing gas is supplied into the processing chamber from the opening of the gas supply pipe close to the wafer surface, and the processed waste gas is exhausted from the exhaust port to create a gas flow state. When the wafer is irradiated with ultraviolet light from the lamp through the light transmission window of synthetic quartz glass, the polymer film on the wafer surface is ashed according to the following principle.

【0009】ランプとしてはアーク長あたりのランプ出
力が2w/cm 以上の合成石英製の低圧水銀ランプ等
が好適である。紫外線ランプから放射する波長 254
nmおよび 185nmの光エネルギーは、ほとんどの
有機化合物の結合を切断することができる。
As the lamp, a low-pressure mercury lamp made of synthetic quartz having a lamp output per arc length of 2 W/cm or more is suitable. Wavelength emitted from ultraviolet lamp: 254
Light energy in the nm and 185 nm wavelengths can break bonds in most organic compounds.

【0010】一方、波長 185nmの紫外線は、大気
中の酸素に吸収されるとオゾンO3 を発生する。この
オゾンO3 に波長 254nmの紫外線が吸収される
と、励起酸素原子O* が生成する。この強力な酸化力
をもつ励起酸素原子O* が、光照射によって生成され
る有機化合物のフリーラジカルや励起状態の分子と反応
してCO2 やH2 Oのような揮発性物質を生成する
。これが、有機化合物を分解・除去するアッシングの原
理である。アッシングの速度を早くするには、オゾン濃
度と処理基板温度を高めるとともに、紫外線強度を高め
ることが重要である。
On the other hand, ultraviolet rays with a wavelength of 185 nm generate ozone O3 when absorbed by oxygen in the atmosphere. When ultraviolet light with a wavelength of 254 nm is absorbed by this ozone O3, excited oxygen atoms O* are generated. This excited oxygen atom O*, which has strong oxidizing power, reacts with free radicals and excited molecules of organic compounds generated by light irradiation to generate volatile substances such as CO2 and H2O. This is the principle of ashing, which decomposes and removes organic compounds. In order to increase the speed of ashing, it is important to increase the ozone concentration and the temperature of the substrate to be processed, as well as to increase the intensity of ultraviolet rays.

【0011】従来、低圧水銀ランプはアーク長あたりの
出力が 1w/cm以下の比較的低出力であった。一般
に低圧水銀ランプの高出力化を図ろうとしてランプ電力
を増大すると、ランプ最冷点の上昇を招き、アッシング
に必要な 185nm、254nm の放射効率が低下
する問題がある。放射効率を高レベルに維持するために
は最冷点は40〜60℃の範囲にコントロールする必要
がある。本発明では、ランプ電極付近の放電管壁にアル
ミ製のブロックを取りつけ、このブロックを水冷ボード
の放熱器に接触させる方式で、高出力化を実現できた。
[0011] Conventionally, low-pressure mercury lamps have had a relatively low output per arc length of 1 W/cm or less. Generally, when the lamp power is increased in an attempt to increase the output of a low-pressure mercury lamp, there is a problem in that the coldest point of the lamp increases and the radiation efficiency at 185 nm and 254 nm necessary for ashing decreases. In order to maintain radiation efficiency at a high level, the coldest point must be controlled within the range of 40 to 60°C. In the present invention, high output was achieved by attaching an aluminum block to the wall of the discharge tube near the lamp electrode and bringing this block into contact with the radiator of the water cooling board.

【0012】放電部は処理基板の大きさに応じて、表面
が均等な照射条件になるように管を折り曲げて面光源に
近似させた形状、方式とした。これにより、アッシング
の処理速度を高め、均一に処理することができ、しかも
ランプ1灯とすることで経済的にも有利となる。また、
設定温度に調節したステージでウエハを加熱し、オゾン
ガスを吹きつけることでアッシングレートを更に高める
ことができる。
[0012] Depending on the size of the substrate to be processed, the discharge section has a shape and system in which the tube is bent to approximate a surface light source so that the surface is subjected to uniform irradiation conditions. As a result, the processing speed of ashing can be increased and the processing can be performed uniformly, and since only one lamp is required, it is also economically advantageous. Also,
The ashing rate can be further increased by heating the wafer on a stage adjusted to a set temperature and blowing ozone gas.

【0013】[0013]

【実施例】図1に本発明の実施例の構成図を示す。処理
室は一部に開口部の穴を設けた合成石英ガラス板で上下
に区分され、下方には温度制御装置によって制御される
ヒ−タが内蔵され、所定の速度で回転できる機構を備え
たステージ6が配置され、ステージ6の上には表面にレ
ジストを塗布したウエハ5が置かれ、ステージ6のヒー
タにより加熱される。
Embodiment FIG. 1 shows a configuration diagram of an embodiment of the present invention. The processing chamber is divided into upper and lower parts by synthetic quartz glass plates with opening holes in some parts, and the lower part has a built-in heater that is controlled by a temperature control device and has a mechanism that allows it to rotate at a predetermined speed. A stage 6 is arranged, and a wafer 5 whose surface is coated with resist is placed on the stage 6 and heated by a heater of the stage 6.

【0014】上方のランプ室には、アーク長あたりの電
力が 4w/cmの直管を折り曲げて165× 165
mm2 の発光面積としたランプ電力 400Wの合成
石英製高出力型低圧水銀ランプ1が 1灯配置され、窓
材の合成石英ガラス板4を介してウエハ5に照射される
。ランプ1は電極付近にアルミ製ブロックを取付け、こ
のブロックは水冷ボード2に接触させて、アーク長あた
りのランプ電力 4w/cmの高出力型を実現した。
[0014] In the upper lamp chamber, a 165 x 165 straight tube with a power per arc length of 4 w/cm was installed.
One high-output low-pressure mercury lamp 1 made of synthetic quartz and having a lamp power of 400 W and a light emitting area of mm2 is arranged, and the wafer 5 is irradiated through a synthetic quartz glass plate 4 serving as a window material. Lamp 1 has an aluminum block attached near the electrodes, and this block is brought into contact with water cooling board 2, achieving a high output lamp power of 4w/cm per arc length.

【0015】また、ランプ室には一方をオゾン発生器8
に接続し、他方を窓材のガラス板に設けた開口部に接続
したガス供給管3がある。これによりオゾンガスをウエ
ハに吹きつける構造である。
[0015] Also, one side of the lamp chamber is equipped with an ozone generator 8.
There is a gas supply pipe 3 which is connected to one end and the other end connected to an opening provided in a glass plate of the window material. This structure allows ozone gas to be blown onto the wafer.

【0016】図1に示すアッシング装置の動作説明をす
ると、まずステージ6に内蔵されたヒータを温度制御装
置によって制御し、ウエハ5を例えば 100〜300
 ℃の範囲に加熱し400 Wの高出力、面形状の低圧
水銀ランプ 1灯によって波長254nm と185n
m の紫外線を高強度でウエハ表面に照射する。
To explain the operation of the ashing apparatus shown in FIG. 1, first, a heater built into the stage 6 is controlled by a temperature control device, and the wafer 5 is heated to a temperature of 100 to 300, for example.
A single flat-shaped low-pressure mercury lamp with a high output of 400 W that heats up to a temperature range of 254 nm and 185 nm
The wafer surface is irradiated with high-intensity ultraviolet light of m2.

【0017】オゾン発生器8から供給されるオゾンを含
有する酸素ガスは流量調整し、開口からウエハ表面に吹
きつけ、排気装置によってガス排気管7を介して排気す
る。
Oxygen gas containing ozone supplied from the ozone generator 8 is regulated in flow rate, is blown onto the wafer surface from the opening, and is exhausted through the gas exhaust pipe 7 by the exhaust device.

【0018】本発明のアッシング装置を用い、次の条件
でアッシングレートを調査した。 [A条件] レジスト    ポジ型フォトレジスト    1.5
 μNPRΛ18SHI ウエハ温度                    
 250℃オゾン流量    10リットル/ 分ラン
プ        165 ×165 mm2 の面形
状400 Wのランプ電力アーク長あたりのランプ電力
 4w/cmの高出力型 合成石英製低圧水銀ランプ灯数1灯 照射時間      1分間 比較のために低出力型低圧水銀ランプを用いて同様にア
ッシングレートを調べた。 [B条件] ランプ    U管形状の 110Wランプ電力アーク
長あたりのランプ電力1w/cmの低出力型合成石英製
低圧水銀ランプ灯数        4灯その他はA条
件と同様。
Using the ashing apparatus of the present invention, the ashing rate was investigated under the following conditions. [A condition] Resist Positive photoresist 1.5
μNPRΛ18SHI Wafer temperature
250℃ ozone flow rate 10 liters/min Lamp 165 x 165 mm2 surface shape 400 W lamp power Lamp power per arc length 4 W/cm high output synthetic quartz low pressure mercury lamp Number of lamps 1 lamp Irradiation time 1 minute comparison For this reason, we similarly investigated the ashing rate using a low-output, low-pressure mercury lamp. [Condition B] Lamp: U-tube-shaped 110W lamp Power: Low-output synthetic quartz low-pressure mercury lamp with lamp power of 1W/cm per arc length Number of lamps: 4 Other conditions are the same as Condition A.

【0019】レジストアッシングレートを比較すると本
発明によるA条件でのアッシングレートは低出力型ラン
プを使用したB条件の約2倍であった。
Comparing the resist ashing rates, the ashing rate under condition A according to the present invention was approximately twice that under condition B using a low output lamp.

【0020】[0020]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、高出力型
の低圧水銀ランプを使用することでアッシング装置によ
るアッシングレートを大幅に高めることができ、しかも
面状発光する低圧水銀ランプを1灯使用することで、ラ
ンプの維持費を大幅に少なくすることができた。
As described above, according to the present invention, by using a high-output low-pressure mercury lamp, the ashing rate of the ashing device can be greatly increased. By using lamps, lamp maintenance costs could be significantly reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

【図1】本発明装置の一実施例を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of the device of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1  ランプ 2  水冷ボード 3  ガス供給管 4  光透過性平板 5  ウエハ 6  ステージ 7  ガス排気管 8  オゾン発生器 1 Lamp 2 Water cooling board 3 Gas supply pipe 4. Light-transparent flat plate 5 Wafer 6 Stage 7 Gas exhaust pipe 8 Ozone generator

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】紫外線照射とオゾンを含有したガス供給と
によりウエハまたはガラス基板上の高分子膜をアッシン
グするアッシング装置において、ランプ室と基板処理室
とを光透過性平板で区分し、ランプ室には、直管を折り
曲げた面光源状であって、かつ水冷方式で高出力化した
低圧水銀ランプ 1灯と光透過性平板に設けたガス流出
口に接続されたガス供給管とを配置し、処理室には基板
温度を上げるための加熱手段を備えたステージを配置し
たことを特徴とするアッシング装置。
1. An ashing device for ashing a polymer film on a wafer or a glass substrate by ultraviolet irradiation and supply of ozone-containing gas, wherein a lamp chamber and a substrate processing chamber are separated by a light-transmitting flat plate; A low-pressure mercury lamp, which is a surface light source made of a bent straight tube and has a high output using a water-cooling method, and a gas supply pipe connected to a gas outlet provided on a light-transmitting flat plate are arranged. , an ashing apparatus characterized in that a stage equipped with a heating means for raising the temperature of the substrate is arranged in the processing chamber.
JP10050491A 1991-04-04 1991-04-04 Ashing apparatus Pending JPH04307726A (en)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63190340A (en) * 1986-09-24 1988-08-05 Hitachi Ltd Light treatment device
JPS63197339A (en) * 1987-02-12 1988-08-16 Hitachi Ltd Wafer treatment device

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