JPH04338629A - 改質装置 - 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】

【０００１】本発明は、有機物の灰化除去や表面洗浄、
保護膜の形成等改質装置に係わる。

【０００２】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造、光
学部品、液晶用ガラスの洗浄等に利用できる。

【０００３】

【従来の技術】オゾンと紫外線の作用によって有機物を
灰化することによつてクリーニングや除去することは公
知である。このプロセスを応用して例えば半導体装置の
製造過程においてマスクとして使用したレジストを除去
する装置がある。

【０００４】近年半導体素子は、ますます微細化しその
製造工程におけるプロセスは一段とクリーン化、低温化
の要求が強くなっている。クリーン化にたいしては薬液
洗浄からドライ洗浄へとそのプロセスが移行しつつあり
、低温化に対してはレジスト中の不純物であるアルカリ
金属がプロセス中の温度によって絶縁膜であるＳｉＯ２
内への熱拡散することによる稼働イオン汚染によるダメ
ージを嫌うためである。ドライプロセスとして酸素プラ
ズマを利用するものがあるが、素子が電界や荷電粒子に
曝されてチャージアップによるダメージの問題があった
。このような状況の中にあって上記オゾンと紫外線との
作用によるドライプロセスでは、電界や荷電粒子が存在
しないソフトなプロセスのため上記のようなダメージが
発生しないが、より低温にすることは上記作用が化学反
応であるために反応速度の低下による処理能力の低下を
伴う問題があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
の紫外線とオゾンの作用によるドライプロセスで低温化
に伴う処理能力の低下を改善し、低温処理に対応できる
改質装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】処理温度の低温化に伴う
処理能力の低下をオゾンに定量の水蒸気などの蒸気を安
定に添加することによって改善する。定量の水蒸気を安
定して生成するために蒸気発生容器に連続して原料液体
を定量供給するとともに蒸気発生容器の温度分布制御を
行うと同時に蒸気発生容器内に粒子を充填することによ
って液体の突発的蒸発を防止する。発生した蒸気が結露
しないようにまた、上記温度が高すぎてオゾンを熱分解
させないようにするため、発生した蒸気の温度を所定の
温度に制御してオゾンに蒸気を混合させ、回路の配置を
工夫することによって結露防止のために回路を改めて加
熱配線しないで済むようにし、複数ノズルへの前記混合
ガスの供給には紫外線光源の発生する熱により保温され
た分岐筒を介して供給する。

【０００７】また、前記混合ガスを被処理物の表面に均
等にかつ有効に供給するために、被処理物を回転させガ
ス供給ノズルを複数とし且つ該ノズルを回転中心を避け
て互いに同一半径にないように配置する。更に、供給ガ
スの被処理物表面上での流速を速くするためにガスのフ
ローギャップを狭くする。

【０００８】

【作用】オゾンに水蒸気などの蒸気を添加すると紫外線
による活性酸素原子の生成量がより増加しその結果処理
能力が大幅に改善される。加えて、供給オゾンの濃度を
増すことによってさらに処理能力が向上する。液体原料
を連続的に定量供給することによりその蒸気化が連続し
て安定に起こりオゾンに一定量の蒸気が添加できる。蒸
気の温度を制御することにより蒸気の結露を防止すると
ともに、逆に高温によるオゾンの温度消滅を防止する。 オゾンと蒸気の混合はオゾンの気流に蒸気を載せるので
その混合は均一となる。混合気体は一旦加熱領域に配置
した分岐筒を通って複数ノズルに分岐供給されるので混
合気体内の蒸気が途中で結露することはない。被処理物
を回転させ、複数ノズルの配置を回転中心になく且つ互
いに同一半径上にないようにしているので、供給ガスに
よる被処理物の表面の冷却が少なくなり表面上での処理
速度の均一化が図れる。また、ガスフローギャップを狭
くしているので表面上のガスの流速が速く、ガス供給ノ
ズルの出口から離れた位置までの到達速度が速くなり離
れた位置でのオゾンの熱分解による濃度低下を少なくで
きるので処理速度の向上と同時に均一化に効果がある。

【０００９】

【実施例】以下本発明の一実施例を図１に示す半導体装
置の製造工程におけるレジストの除去装置に関して説明
する。

【００１０】被処理物であるウェハ１３の表面にはマス
クとして使用したホトレジストがある。このウェハ１３
を石英製の真空吸着パットを装備した搬送アーム（図示
せず）によって、処理室内の搬送位置の高さにあるステ
ージ１４に載せる。該ステージ１４の内部には加熱用の
ヒータが内蔵されており加熱温度を制御している。また
、該ステージ１４のウェハ１３の載る表面には、石英の
薄い板を配置してウェハ１４が直接金属に接触しないよ
うに配慮してある。ステージ１４上のウェハ１３は、滑
らないようにまた、熱伝達を良くするようにするために
真空によって吸着固定されている。ステージ１４は、処
理の均一性を良くするために回転するようにしてある。 ウェハ１３がステージ１４載せられた後ステージ１４は
、回転軸方向に移動し対抗して配置してある高純度石英
板１１の方に近づき、ウェハ１３表面と前記石英板１１
の面との間の間隔が０．２ｍｍ程度になるようにステー
ジ１４の回転軸方向の移動が制御される。前記高純度石
英板１１には複数のノズル１０が溶接固定されており、
該複数ノズル１０は石英製の分岐筒９に溶接接続してあ
り該分岐筒９は紫外線光源１５の容器１６の中の光源１
５の近くに配置してある。該分岐筒９へは接続管８によ
ってオゾンと蒸気の混合ガスが供給される。オゾンは酸
素ガスを原料とし石英管を二重にした狭い空間に流し該
石英管の外側の両面間に高電圧で高周波の電圧を印加し
放電によって生成される。該オゾン発生機１はオゾンの
濃度を、２７３Ｋ，１気圧換算で〜１８０ｇ／ｍ３程度
を発生させる能力のものである。蒸気に関して、本実施
例では水蒸気の場合について説明する。水蒸気の温度は
、蒸気発生容器３の出口の部分に配置した温度センサ７
によって検知し蒸気発生容器の後半部分に配置した加熱
ヒータ６の入力を調整して約１５０℃前後にコントロー
ルされる。供給液体の蒸気化は、蒸気発生容器３の前半
の加熱ヒータ５によって行われる。ここで蒸気発生容器
３の加熱ヒータを二つに分けて制御するのは、液体の供
給部分では、その気化潜熱によって多量の熱が必要であ
るために供給熱量を多くしなければならず、このためも
し蒸気発生容器３を一つのヒータで加熱した場合には出
口の蒸気の温度が高くなりすぎ、オゾンと混合したとき
にオゾンを加熱し熱分解させてしまうのでこれを防止す
るためである。ヒータの熱分布を改善し蒸気発生容器内
３の温度分布を適当にすることにより一つのヒータにす
ることも可能ではある。

【００１１】蒸気発生容器内３に高純度の石英よりなる
粒子４を充填して供給液体の突沸の発生及び突沸した場
合に発生する衝撃波並びに大粒な水滴の発生を防止する
。蒸気発生容器３への液体の供給口は、石英粒子４の中
に差し込まれている。該液体の供給筒に沿って蒸気のキ
ァリァガスとして酸素ガスが供給口１８から供給されて
いる。該蒸気発生容器３は、その保護容器１９に収納し
紫外線光源１５の収納容器１６の表面に配置し、その蒸
気の出口２０が前記分岐筒の接続管８に継ぎ手２２にて
直接接続できる位置になるようにできるだけ近距離に配
置し回路途中での蒸気の結露を防止している。

【００１２】水蒸気源となる水は、超純水が使用され液
体微量連続定量供給装置２によって供給される。液体の
供給量は、酸素１０ｌ／ｍｉｎ中のオゾンの濃度１３０
〜１５０ｇ／ｍ３（２７３Ｋ，１気圧換算）で０．５ｇ
／ｍｉｎ程度である。

【００１３】微量の液体の供給装置としてポンプのシリ
ンダの移動量やストロークのサイクルを調整するものは
、その供給が間歇的となりために蒸気の供給が間歇的と
なるばかりか気化部分での潜熱の奪取の不連続にともな
いヒータ温度の制御を乱し、突沸の発生を招きやすい欠
点があるので使用できない。

【００１４】

【発明の効果】本発明の装置によれば、水蒸気を供給せ
ず、かつオゾンの濃度が１００ｇ／ｍ３処理温度２５０
℃の時のレジストの処理性能を処理温度を２００℃に下
げても得られることが確認された。これは処理性能とし
てほぼ２倍に近い性能の改善であった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を説明するための装置の構成
概念図。

【符号の説明】

１…オゾン発生機、２…液体微量連続定量供給装置、３
…蒸気発生容器、４…石英粒子、５…液体気化用ヒータ
、６…蒸気温度制御用ヒータ、７…温度センサ、８…接
続管、９…分岐筒、１０…ノズル、１１…石英板、１２
…ウエハ、１３…ステージ、１４…処理室、１５…紫外
線光源、１６…光源収納容器、１８…キャリアガス供給
口、１９…保護容器、２０…蒸気出口、２１…接続管、
２２…継ぎ手。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被処理物の表面にオゾンとともに水蒸気ま
   たはアンモニアガス等を単独または混合して供給し、紫
   外線と熱によって表面を改質する装置であって、前記蒸
   気を生成する容器が高純度石英ガラスよりなり且つ内部
   に高純度石英よりなる粒子を充填したことを特徴とする
   改質装置。
2. 【請求項２】前記蒸気を生成する石英容器に液体を連続
   的に定量供給することを特徴とする請求項１記載の改質
   装置。
3. 【請求項３】前記蒸気を運搬するキァリァガスを前記石
   英容器に供給し該キァリァガスを含む生成蒸気の温度を
   検出して蒸気生成容器の加熱を制御することを特徴とす
   る請求項２記載の改質装置。
4. 【請求項４】前記生成蒸気をオゾンの気流にのせて混合
   し且つ該混合蒸気を分岐筒を介して複数のノズルに分岐
   し被処理物表面に供給したことを特徴とする請求項３記
   載の改質装置。
5. 【請求項５】前記蒸気生成容器が紫外線光源を収納する
   容器の表面に近接して配置し、該生成蒸気とオゾンの合
   流点が前記紫外線光源を収納する容器の表面に近接する
   ように配置し、前記合流点と前記分岐筒とを継ぎ手によ
   り接続し前記分岐筒が前記紫外線光源を収納する容器の
   内部に配置し、前記分岐筒と前記複数ノズルが石英ガラ
   スで一体に成形し且つ該複数ノズルが高純度石英ガラス
   の板に貫通して溶接したことを特徴とする請求項４記載
   の改質装置。
6. 【請求項６】前記複数ノズルのいずれもが回転中心及び
   同一回転半径上になく且つ、該ノズルを貫通させて溶接
   固定している前記高純度石英ガラス板の面と被処理物表
   面の間隔を０．５ｍｍ以下好ましくは０．２ｍｍ前後に
   制御したことを特徴とする請求項４記載の改質装置。