JPH07106217A - 触媒反応器を有するレジスト酸化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】ホトリソグラフィでパターン形成後、ウエハに
残ったレジストの除去装置の排気管内にレジストが付着
する汚染を防止乃至は減少させる。 【構成】完全に酸化されなかったレジスト片は排気開口
２６からステンレス管２９、テフロン排気ホース３０を
通って処理室２４から排気される際に触媒反応器３１を
通過するように構成してあるので、ここでほぼ完全に酸
化され、分解されてから排気される。 【効果】レジスト片が触媒反応器内でほぼ完全に酸化さ
れ、分解されるので、排気管内がレジスト片により汚染
されたり閉塞されることが無くなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は半導体チップ製造技術に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】集積回路を製造する場合に、ホトリソグ
ラフィ技術がしばしば使用される。この技術を実施する
場合に、半導体ウエハをホトレジトでコーティングし、
それを、次いで、紫外線に露光させ、紫外線がマスクを
介して通過されて所望のパターンがホトレジスト上に形
成される。これによって、ホトレジストの露光された区
域の溶解度が変化し、従って、適宜の溶媒で現像した後
に、その所望のパターンはウエハ上に固定され、一方ホ
トレジストをハードベークさせて、それを爾後の処理に
耐えることが可能であるようにさせる。

【０００３】このような爾後の処理において、所望のパ
ターンに対応する集積回路構成要素が、プラズマエッチ
ング又はイオン注入等を包含する処理によって形成され
る。集積回路構成要素が形成された後に、ウエハからホ
トレジストを剥離することが望ましく、何故ならば、ホ
トレジストはこの時点においてはその有用な目的を果た
しているからである。ホトレジストを剥離する場合の相
対的な容易性又は困難性は、特定のプラズマエッチング
又はイオン注入期間中にレジスト内に誘起される物理的
及び化学的変化の程度及びレジストがクロスリンクされ
た程度に依存する。従って、一般的に公知なことである
が、かなりの程度のハードベーク、及びより大きな範囲
にわたって、プラズマエッチング及びイオン注入のプロ
セスは、ホトレジスト内に物理的及び化学的変化を誘起
させ、従って、剥離を行うことは特に困難である。

【０００４】米国特許第４，８８５，０４７号（Ｕｒｙ
ｅｔ ａｌ．）は、半導体ウエハからレジストを剥離
する装置を記載しており、その場合に、ウエハに対して
平坦状部材を配置させてそれらの間に小さなギャップを
形成し、例えばオゾン等の酸素を水と共に高速で通過さ
せ、酸化したレジストを包含するオキシダントガス流が
チャンバから排出される。このような装置は「アッシ
ャ」とも呼ばれる。

【０００５】米国特許第５，０７１，４８７号（Ｍａｔ
ｔｈｅｗｓ ｅｔ ａｌ．）は、上述した米国特許に記
載されているアッシャ装置の改良を記載しており、その
場合に、オキシダントガスがウエハの周辺部に供給さ
れ、ウエハに関して半径方向内側へ流れ、且つウエハの
中心上方から排出される。

【０００６】図１は上述した特許に記載されているタイ
プの実際のアッシャの排気システムを示した概略図であ
る。このアッシャにおける灰化プロセスは、処理室１内
において行われ、その場合に、図面に示した如く、レジ
ストの上側に存在する幅の狭いギャップを介してオゾン
が通過される。灰化プロセスにおいてレジストを酸化さ
せるオゾンは中央のオリフィス２を介して排気される。
中央のオリフィスにはフィッティング３を介してテフロ
ン排気導管４へ接続している。排気導管４は第二フィッ
ティング４ａを介してオゾン破壊器５へ接続している。
オゾン破壊器５は、処理室１において全てのオゾンが使
い尽くされるわけではなくオゾンをやたらに放出するこ
とは危険であるので必要なものである。オゾン破壊器５
はインレットとアウトレットとを具備する容器から構成
されており、該容器はオゾンを酸素へ反応させる場合に
効果的なアルミニウムの大きな表面積を与えるためにア
ルミニウムのペレットで充填されている。オゾン破壊器
５のアウトレット６は第二導管へ接続している。殆どの
排気ガスは第二導管７に沿って流れエジェクタ８へ到達
し、且つ最終的な導管９を介してプラント排気施設（不
図示）へ流れる。アウトレット６を介してオゾン破壊器
５から流失する排気ガスの小さな部分が分岐導管７Ａへ
分流され、且つ冷却用の熱交換器１０へ流れ、次いで、
二酸化炭素含有モニタ１１を介し最終的に第二エジェク
タ１２へ到達する。排気中の二酸化炭素レベルが、レジ
スト酸化率を表わし、灰化プロセスをモニタするために
使用される。

【０００７】このタイプのアッシャは、レジストがウエ
ハから取除かれるのに充分な程度に酸化されるものであ
るが、レジストが完全に酸化されないという問題を有し
ている。分子及びそれより大きなレジスト片が排気流れ
中に持込まれる。これらの破片はシステムに付着し且つ
閉塞する傾向となる。上述した特定のシステムにおいて
は、破片は主にオゾン破壊器５へ通じるフィッティング
４Ａにおいて付着する傾向となる。オゾン破壊器のアウ
トレット６及び熱交換器１０において汚染が発生する。

【０００８】上述したタイプのレジスト除去装置は約大
気圧においてオキシダントガスを使用している。その他
のタイプのレジスト除去装置は低圧ガスを使用し、排気
管路中におけるレジスト汚染の厳しい問題が発生するこ
とはない。もちろん、低圧アッシャは、それ自身の問題
を有しており、そのうちの重要なものはウエハを高エネ
ルギの種で衝撃することにより損傷を発生する場合があ
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上の点に
鑑みなされたものであって、上述した如き従来技術の欠
点を解消し、レジスト除去装置の排気管路内のレジスト
付着による汚染を防止乃至は減少することを目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、完全に酸化さ
れなかったレジスト片が処理室から排気されるタイプの
レジスト酸化システムの排気システム内に触媒反応器を
設けるものである。この触媒反応器は、完全なる酸化を
促進し且つレジスト物質を分解させる触媒手段を有して
おり、その結果、排気管路の閉塞が発生することは回避
される。この触媒手段はプラチナのグループの物質とす
ることが好適である。触媒反応器は汚染物質を除去する
ために、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）を処理するものと
して知られているが、汚染及び閉塞の発生を回避するた
めにレジスト除去システムにおいて固体有機化合物を処
理するためにこのような反応器を使用することは本発明
が最初である。

【００１１】

【実施例】図２を参照すると、本発明の好適実施例に基
づいて構成されたシステムが示されている。酸素供給源
２０及び亜酸化窒素供給源２１が別個のＲＦ励起セル２
２及び２３へ接続されている。このような励起セルはオ
ゾン発生器として当該技術分野において公知なものであ
る。励起セル２２，２３を介して通過した後に、ガスは
処理室２４へ流れ、そこで該ガスはウエハの周りに位置
された環状供給路２５を介して供給される。ウエハの上
方には石英プレート５０が設けられており、該プレート
は幅の狭いギャップ５１によってウエハから分離されて
いる。ウエハ２７は加熱されたプラットホーム２８の上
に載置されている。石英プレートの中心に位置された排
気開口２６は排気管路へ連通している。

【００１２】排気管路は、以下に説明する如く複数個の
部品から構成されている。垂直方向に配置されたステン
レススチールの管２９が排気開口へ接続されている。こ
の垂直な管２９は直角なベンドを介して使い捨て可能な
テフロン排気ホース３０へ接続している。

【００１３】本発明によれば、触媒反応器がこの排気管
路内に設けられている。好適実施例においては、図２に
示した如く、テフロンホース３０が直接反応器３１へ連
通している。触媒反応器３１は排気流れ中のレジスト片
の完全な酸化を起こさせ、且つその排気流れ中の残留オ
ゾンを実質的に完全に酸素へ変換させる。この固体有機
物質を分解するために触媒作用を起こさせるために使用
される触媒はプラチナグループの物質である。本明細書
においては、この「プラチナグループの物質」という用
語は、プラチナ、パラジウム又はニッケル、及びそれら
の各々の合金を包含するものとして使用されている。触
媒物質を加熱し、従って反応は約２００℃より高い温度
で発生する。それより高い温度を使用することも可能で
あるが、その反応は約２００℃と約５００℃との間で行
うことが可能である。

【００１４】図３を参照すると、触媒反応器３１の好適
実施例が示されている。反応器３１は、大略、円筒形状
であり且つ双方向同軸流れ構成を使用している。従っ
て、流れはテフロンへ排気ホースからラジアルインレッ
ト４０内へ導入される。円筒形状のバッフル４１が外側
円筒壁４２内に設けられており、インレットから反応器
の前方端部４３へ向けて軸方向流れを確立する。バッフ
ル４１Ａの後端部は外側壁４２と当接しその外部周りが
シールされており、従って逆方向への流れは防止され
る。然しながら、バッフル４１の前方端部４１Ｂは外側
壁４２の端部手前側で停止しており、従って排気ガスは
バッフル４１の前方端部４１Ｂを超えて流れ且つ内側へ
方向変換し、従って逆方向にバッフル４１の内側を軸方
向に流れる。バッフル４１の内側の空間を占有して触媒
要素４４が設けられている。触媒要素４４は高い開放面
積、高い表面積の六角形のハニカム支持体を有してい
る。該支持体はキン青石セラミックからなるものとする
ことが可能である。その支持体上には上述した如く触媒
物質がメッキされている。使用することが可能な触媒の
一例はプラチナロジウム合金である。このような触媒要
素４４は、例えば、インゲルハードコーポレイションに
より製造されておりＰ５として命名されている。漏斗の
形状をした流れ遷移セクション４６がバッフル４１の後
端部へ接続している。ニップル４７が漏斗セクション４
６の先端に付けられている。触媒要素４４を介して通過
した後に、排気ガスは漏斗セクション４６を介して流れ
次いでニップル４７を介して流れる。オーミック加熱要
素４５がバッフル４１の外側に巻着されている。この加
熱要素４５は、好適には、少なくとも約２００℃で触媒
要素を介して流れる排気ガスを維持するのに充分な電力
で動作される。触媒要素の長さ、段面積、及び六角形セ
ル密度は、試行錯誤によって決定することが可能であ
り、即ち、その場合にレジスト片が実質的に完全に酸化
され、且つオゾンが実質的に完全に酸素へ変換されるよ
うに設定することが可能である。図示した実施例におい
ては、触媒要素の長さは８インチであり、段面積は０．
７５平方インチであり、且つハニカム密度は２００セル
数／平方インチであり、このような構成は、排気レジス
ト片の実質的に完全なる酸化を与え、且つオゾンを実質
的に完全に酸素へ変換させる。高い開放面積のために、
圧力降下は問題ではない。外側壁４２の前方端４３はネ
ジ付プラグ４８により閉塞されている。このプラグによ
る閉塞は、触媒要素４４をその寿命が来た時に交換させ
ることを可能としている。

【００１５】再度図２を参照して本システムの他の部品
について説明すると、第二導管３２は触媒反応器３１か
らメインエジェクタ３３へ連通している。メインエジェ
クタ３３は本装置が取付られている施設の排気システム
内へ排出を行う。メインエジェクタから分岐して第三導
管３４が設けられている。第三導管３４は脱イオン化水
冷却型熱交換器３５へ流入する。第四導管３６は熱交換
器からの第三導管３４の流れ経路を継続し二酸化炭素モ
ニタ３７へ連通している。二酸化炭素レベルは、レジス
ト除去反応に関連しており、且つこの目的のためにエン
ドポイント（端点）検知器として使用される。熱交換器
３５は、二酸化炭素モニタ３７によって使用するのに適
した温度へ排気ガスを冷却するために必要である。

【００１６】実際のシステムの動作パラメータは以下の
如くである。酸素は、約２５ＳＬＭ（標準の毎分当たり
のリットル）でほぼ大気圧力において供給する。酸素Ｒ
Ｆ励起器２０は２１００ワットで駆動し、一方亜酸化窒
素励起器２１は２３０ワットで駆動する。加熱プラット
ホーム２８は典型的には約３００℃で動作させる。理解
すべきことであるが、上述したものは基本的な設定であ
り、パラメータは特定の適用条件に適合すべく変化させ
ることが可能である。オキシダントの比較的高い流量及
び圧力は、このシステムをその他の乾燥オキシダントレ
ジスト除去システムと異なるものとしており、その場合
に、レジスト物質による排気系統の閉塞は深刻な問題で
はない。

【００１７】以上、本発明の具体的実施の態様について
詳細に説明したが、本発明は、これら具体例にのみ限定
されるべきものではなく、本発明の技術的範囲を逸脱す
ることなしに種々の変形が可能であることは勿論であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 従来のシステムを示した概略図。

【図２】 本発明の一実施例に基づいて構成したレジス
ト除去装置を示した概略図。

【図３】 本発明の好適実施例において使用するのに適
した触媒反応器を示した概略図。

【符号の説明】

２６ 排気開口 ２７ ウエハ ２８ 加熱プラットホーム ３１ 触媒反応器 ４０ インレット ４２ 円筒壁 ４１Ａ バッフル ４４ 触媒要素 ５０ 石英プレート ５１ 幅狭ギャップ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ウエハからレジストを除去する装置にお
   いて、 処理室、 前記処理室内に配設され除去すべきレジストを有するウ
   エハを支持する支持手段、 前記レジストを除去するために前記処理室へ酸化用ガス
   を供給する供給手段、 前記処理室と連通した排気管路、 前記排気管路内に配接されており不完全に酸化されたレ
   ジスト物質を分解させる触媒手段を具備する触媒反応
   器、を有することを特徴とする装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記触媒手段がプラ
   チナのグループに属する物質であることを特徴とする装
   置。
3. 【請求項３】 請求項２において、前記プラチナのグル
   ープに存在する物質が、元素の形態又は合金の形態での
   プラチナ又はパラジウムであることを特徴とする装置。
4. 【請求項４】 請求項２において、前記触媒反応器が前
   記触媒手段の温度を２００℃以上の温度に維持する加熱
   手段を有することを特徴とする装置。