JPH05198500A - レジスト膜のアッシング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ウエハ上のレジスト膜全体を、均等に、かつ
速い速度で除去することができるレジスト膜のアッシン
グ装置を提供することにある。 【構成】 処理室と、処理室内にオゾンを導入するオゾ
ン導入手段と、処理室内において、ウエハを載置して保
持するウエハ保持台と、ウエハ上のレジスト膜に紫外線
を照射する紫外線ランプとを具えてなるレジスト膜のア
ッシング装置において、前記オゾン導入手段は、スリッ
ト状のオゾン噴出口を有する扁平なノズル部材であっ
て、ウエハ保持台に保持されたウエハの表面に沿って、
連続的にもしくは間欠的に移動可能であることを特徴と
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、レジスト膜のアッシ
ング装置に関し、更に詳しくは、ＬＳＩなどの半導体素
子の製造プロセスにおいて、ウエハ上の不要レジスト膜
を光アッシング処理によって除去するアッシング装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＬＳＩなどの半導体素子の製造プ
ロセスにおいて、エッチングやイオンの打ち込み後、ウ
エハ上の不要レジスト膜を除去する方法として、酸素プ
ラズマによるアッシング方法が実用化されている。しか
し、酸素プラズマによるアッシング方法においては、電
界によって加速された電子やイオンなどプラズマ中の荷
電粒子がウエハと衝突して、またそのときの反応熱によ
って、ウエハの表面が傷ついて半導体素子の電気的特性
が損なわれるという、いわゆるプラズマダメージの問題
を有している。特に、半導体素子の高集積化の要請に伴
って、プラズマダメージによる電気的特性への影響を無
視することはできない。

【０００３】最近において、半導体素子を傷つけないで
レジスト膜を除去するアッシング方法として、紫外線ラ
ンプから放射される紫外線を利用した光アッシング方法
が提案されている。この光アッシング方法は、レジスト
膜が形成されたウエハを処理室内に配置し、この処理室
内にオゾンを導入し、ウエハ上のレジスト膜に、紫外線
ランプからの紫外線を照射することにより行われる。

【０００４】図４は、従来の（光）アッシング装置の一
例を示す概略断面図である。同図において、１は処理室
であり、処理室１の一端側の側面１ａにはオゾン導入パ
イプ２が設けられている。３はガス排気口、４は処理す
べきウエハＷを載置して保持するウエハ保持台、５はウ
エハＷ上のレジスト膜に紫外線を照射する紫外線ラン
プ、６は紫外線反射ミラー、７は紫外線透過窓である。
このアッシング装置において、オゾン導入パイプ２から
処理室１内に導入されたオゾン（Ｏ₃ ）は、紫外線ラン
プ５からの紫外線によって励起して活性化酸素（Ｏ^* ）
となる。そして、この活性化酸素が、ウエハＷ上のレジ
スト膜と接触すると、有機化合物よりなるレジスト膜は
酸化されて分解し、ＣＯ₂ あるいはＨ₂ Ｏ等となって除
去される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような構成のアッシング装置においては、その処理速度
が遅い、という問題がある。図４に示したように、オゾ
ン導入パイプ２は、処理室１の一端側の側面１ａに設け
られている。そして、このオゾン導入パイプ２から導入
されたオゾンは、処理室１内に均一に拡散される前に、
紫外線ランプ５からの紫外線によって活性化酸素とな
り、処理室１の他端側まで到達しにくい。従って、オゾ
ン噴出口２Ａが位置する一端側の側面１ａの近傍におい
ては活性化酸素の濃度が高く、オゾン噴出口２Ａから離
れた他端側の側面１ｂの近傍においては活性化酸素の濃
度が低い。また、活性化酸素は容易に脱活性化されやす
いため、他端側の側面１ｂの近傍においては、アッシン
グ処理に有用でない脱活性化ガスの濃度が高くなってい
る。このように、処理室の一端側から導入されたオゾン
が他端側まで到達しないため、他端側における活性化酸
素の濃度が、一端側における活性化酸素の濃度よりも低
くなる。従って、処理室１内におけるウエハＷ上のレジ
スト膜のうち、オゾン噴出口２Ａが位置する一端側の側
面１ａの近傍にあるレジスト膜が除去されやすくなる反
面、他端側の側面１ｂの近傍にあるレジスト膜は除去さ
れにくくなり、ウエハＷ上のレジスト膜全体を除去する
ために長時間を要することになる。

【０００６】なお、このような場合において、オゾン導
入パイプ２からのオゾンの導入量を増加させることによ
って、処理室１の他端側までオゾンを到達させ、他端側
における活性化酸素の濃度を高めることも考えられる
が、オゾン発生装置からのオゾンの供給量にも性能上の
制限があって容易ではない。

【０００７】このような問題に対して、ウエハ保持台に
回転機構を設け、一端側の側面の近傍におけるレジスト
膜が十分に除去された後、ウエハ保持台に保持されてい
るウエハを１８０°回転させることにより、ウエハ上の
レジスト膜全体を除去する手段が提案されている。しか
しながら、このような大がかりな回転機構を持つ手段で
は、ウエハ保持台を回転させる際に、ベアリング等のウ
エハ保持台回転機構から塵埃が発生し、半導体製品の歩
留りを低下させる原因となるので好ましくない。

【０００８】また、処理室に複数のオゾン噴出口を設
け、処理室へのオゾンの導入を多方向から行う手段が提
案されている。しかしながら、多方向からオゾンを導入
すると、処理室内においてオゾンの対流が生じ、オゾン
濃度が低い領域が部分的に形成されるので、ウエハ上の
レジスト膜全体を均等に除去することができない。

【０００９】この発明は、以上のような事情に基いてな
されたものであって、その目的は、ウエハ上のレジスト
膜全体を、均等に、かつ速い速度で除去することができ
るレジスト膜のアッシング装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明のレジスト膜の
アッシング装置は、処理室と、処理室内にオゾンを導入
するオゾン導入手段と、処理室内において、ウエハを載
置して保持するウエハ保持台と、ウエハ上のレジスト膜
に紫外線を照射する紫外線ランプとを具えてなるレジス
ト膜のアッシング装置において、前記オゾン導入手段
は、スリット状のオゾン噴出口を有する扁平なノズル部
材であって、ウエハ保持台に保持されたウエハの表面に
沿って、連続的にもしくは間欠的に移動可能であること
を特徴とする。

【００１１】

【作用】（１）オゾン導入手段が、スリット状のオゾン
噴出口を有する扁平なノズル部材よりなるので、オゾン
噴出口のスリット幅方向におけるオゾンの流れを均一に
することができ、この方向において均等なアッシング処
理が可能となる。 （２）アッシング処理の進行に伴って、オゾン導入手段
を移動させることができるので、オゾン噴出口の位置が
固定されていた従来の装置によってはオゾンが到達しに
くかった領域においても、アッシング処理に必要な量の
オゾンが到達して活性化酸素が生成される。従って、活
性化酸素とレジスト膜との接触が、ウエハの表面全体に
おいて均等に行われ、ウエハ上のレジスト膜全体を、均
等に、かつ速い速度で除去することができる。

【００１２】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面を用いて具体
的に説明する。図１は、この発明のアッシング装置の一
例を示す概略断面図である。同図において、１０は処理
室、２０はオゾン導入手段、１５はガス排気口、３０は
処理すべきウエハＷを載置して保持するウエハ保持台、
４０はウエハＷ上のレジスト膜に紫外線を照射する紫外
線ランプ、４５は紫外線反射ミラー、５０は紫外線透過
窓である。

【００１３】オゾン導入手段２０は扁平なノズル部材よ
りなる。図２に示すように、このオゾン導入手段２０
は、扁平ノズル２１と、扁平ノズル２１内にオゾンを供
給する供給パイプ２５を有している。扁平ノズル２１の
先端には、スリット状のオゾン噴出口２０Ａが形成され
ている。２２は、扁平ノズル２１内に設けられた整流板
であり、この整流板２２によって、オゾン噴出口２０Ａ
から噴出されるオゾンの層流状態を一層向上させること
ができる。供給パイプ２５は、ガスチューブ２６を介し
てオゾン発生装置（図示省略）に接続されている。オゾ
ン導入手段２０によるオゾンの導入量は、オゾン発生装
置の性能によって決定され、例えば１０リットル／分の
割合で導入される。このように、オゾン導入手段２０
が、スリット状のオゾン噴出口２０Ａを有するので、オ
ゾン噴出口２０Ａのスリット幅方向（図１において紙面
の奥行き方向）におけるオゾンの流れを均一にすること
ができ、この方向において均等なアッシング処理が可能
となる。

【００１４】スリット状のオゾン噴出口２０Ａを有する
オゾン導入手段２０は、オゾン導入手段の駆動機構（図
示省略）に接続されており、ウエハ保持台３０に保持さ
れたウエハＷの表面に沿って移動可能である（図１にお
いて、移動方向を「矢印Ｘ」で示す）。アッシング処理
の進行に伴って、オゾン導入手段２０を移動させること
により、従来のアッシング装置ではオゾンが到達しにく
かった領域においても、アッシング処理に必要な量のオ
ゾンが到達して活性化酸素が生成され、この結果、活性
化酸素とレジスト膜との接触が、ウエハＷの表面全体に
おいて均等に行われ、ウエハＷ上のレジスト膜全体を、
均等に、かつ速い速度で除去することができる。

【００１５】処理室１０内に導入されたオゾンを励起し
て活性化酸素を生成するために用いる紫外線ランプ４０
としては、紫外線を放射するものであれば特に限定され
ず、例えば低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、メタルハ
ライドランプなどを用いることができ、この実施例のア
ッシング装置においては、２基の高圧水銀ランプが用い
られている。

【００１６】以下、この発明のアッシング装置を用いた
アッシング処理について説明する。図３は、この発明の
アッシング装置によるアッシング処理方法を説明する概
略図である。なお、同図（イ）〜（ハ）において、ウエ
ハ上の各位置に対応する「活性化酸素Ｏ^* の濃度分布」
および「残留するレジスト膜」を併せて示す。 処理室１０内のウエハ保持台３０に、レジスト膜が
形成されているウエハＷを載置する。 処理室１０内にオゾンを導入し、紫外線ランプ（図
示省略）を点灯して、アッシング処理を開始する。この
とき、オゾン導入手段２０は、処理室１０の一端側で停
止しており、オゾン噴出口２０Ａからのオゾンは他端側
に到達せず、従って、他端側においては、活性化酸素の
生成反応が行われないため、一端側におけるレジスト膜
が主に除去される〔図３（イ）〕。 アッシング処理の進行に伴って、オゾン導入手段２
０を、他端側へ連続的に移動させる（移動方向を「矢印
Ｘ₁ 」で示す）。 これにより、オゾン噴出口２０Ａからのオゾンは他端側
に到達して活性化酸素となり、他端側におけるレジスト
膜が主に除去される〔図３（ロ）〜（ハ）〕。

【００１７】オゾン導入手段２０の移動は、一端側から
他端側へ向かうものに限られず、他端側から一端側へ向
かうものであっても、同一の効果を奏することができ
る。

【００１８】また、オゾン導入手段２０の移動は、必ず
しも連続的でなくてもよく、間欠的な移動であってもよ
い。オゾン導入手段２０の移動速度の制御方法として
は、経験的データに基いて、等速もしくは変速的に移動
させる方法、光学膜厚計などによってレジスト膜の膜厚
をモニタリングしながら制御する方法、レジストに吸収
される特定波長の光を発光素子からウエハ表面に照射
し、ウエハ表面からの反射光の強度を受光素子により検
出して制御する方法などを挙げることができる。これら
のうち、一対の発光−受光素子を用いてウエハ表面から
の反射強度を検出して制御する方法は安価な方法であっ
て好ましい。

【００１９】

【発明の効果】この発明のアッシング装置によれば、ス
リット状のオゾン噴出口を有するオゾン導入手段が、ウ
エハ保持台に保持されたウエハの表面に沿って、連続的
にもしくは間欠的に移動可能であるので、活性化酸素と
レジスト膜との接触が、ウエハの表面全体において均等
に行われ、ウエハ上のレジスト膜全体を、均等に、かつ
速い速度で除去することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のアッシング装置の一例を示す概略断
面図である。

【図２】オゾン導入手段の構造を示す斜視図である。

【図３】この発明のアッシング装置によるアッシング処
理方法を説明する概略図である。

【図４】従来の光アッシング装置の一例を示す概略断面
図である。

【符号の説明】

１ 処理室 ２ オゾン導入パイ
プ ３ ガス排気口 ４ ウエハ保持台 ５ 紫外線ランプ ６ 紫外線反射ミラ
ー ７ 紫外線透過窓 １０ 処理室 １５ ガス排気口 ２０ オゾン導入手段 ２０Ａ オゾン噴出
口 ２１ 扁平ノズル ２２ 整流板 ２５ 供給パイプ ２６ ガスチュー
ブ ３０ ウエハ保持台 ４０ 紫外線ラン
プ ４５ 紫外線反射ミラー ５０ 紫外線透過
窓 Ｗ ウエハ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 処理室と、 処理室内にオゾンを導入するオゾン導入手段と、 処理室内において、ウエハを載置して保持するウエハ保
   持台と、 ウエハ上のレジスト膜に紫外線を照射する紫外線ランプ
   とを具えてなるレジスト膜のアッシング装置において、 前記オゾン導入手段は、スリット状のオゾン噴出口を有
   する扁平なノズル部材であって、ウエハ保持台に保持さ
   れたウエハの表面に沿って、連続的にもしくは間欠的に
   移動可能であることを特徴とするレジスト膜のアッシン
   グ装置。