JPH08283439A - 紫外線処理方法及びその装置 - Google Patents

紫外線処理方法及びその装置

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JPH08283439A
JPH08283439A JP9532195A JP9532195A JPH08283439A JP H08283439 A JPH08283439 A JP H08283439A JP 9532195 A JP9532195 A JP 9532195A JP 9532195 A JP9532195 A JP 9532195A JP H08283439 A JPH08283439 A JP H08283439A
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哲郎 平岡
Hisakazu Satake
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 処理時間の短縮,面内均一処理及び品質劣化
の削減を容易に実現することが可能な紫外線処理方法及
びその実施に使用する装置を提供すること。 【構成】 処理室1内上部には波長 185nm及び 254nmの
紫外線を放射する紫外線ランプ2が配設されている。紫
外線ランプ2の下側には平面的に揺動可能なガス供給管
3が設置されており、紫外線ランプ2の上側には反射板
4が取り付けられている。処理室1内底部には被処理物
5を載置するための、Al, ステンレス鋼等の材料からな
るステージ6が設置されている。ステージ6は平面視正
方形であり、上面の中央部には正方形の凹部6aを有す
る。またステージ6の下面にはステージ6の全面を加熱
するヒータ7を備える。さらに凹部6aには数本のピン8
が設けられており、このピン8にて被処理物5を支持す
るようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、紫外線及びオゾンによ
り有機化合物を分解,除去するアッシング装置等の紫外
線処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体回路の製造におけるパターニング
には、フォトリソグラフィ技術が最も一般的に使用され
ている。フォトリソグラフィは、ウエハに形成された被
エッチング層上にフォトレジストを塗布する工程と、パ
ターンが形成されているガラスマスクを介して露光を行
うことによりパターンを転写する工程と、パターン形成
されたフォトレジストをマスクとして被エッチング層を
加工(エッチング)する工程とを有する。その後マスク
として使用されたフォトレジストは除去される。
【0003】このパターン露光に使用されるフォトマス
ク(ガラスマスク)は、透明ガラス基板上にクロム膜等
の遮光膜パターンが形成された構成をなしており、以下
のような工程で製造される。即ち先ずガラス基板の全面
にクロム膜が形成されたマスクブランクを用意し、クロ
ム膜上にフォトレジストを塗布しベーキングする。次に
パターン発生装置で設計パターン形状にフォトレジスト
を露光し現像してレジストパターンを作成する。そして
このレジストパターンをマスクとしてクロム膜をエッチ
ング加工し、最後にフォトレジストを除去してフォトマ
スクを完成する。
【0004】ウエハ又はガラス基板上のフォトレジスト
を除去する方法には剥離液に浸漬するWET処理とアッ
シング処理等のDRY処理とがある。WET処理は、変
質したレジストを完全に除去することができない、薬液
が高コストである、環境汚染をもたらす等の問題があ
り、DRY処理への移行が望まれている。アッシング処
理としては、真空排気された処理室内に反応ガスを導入
し、また高周波電力を印加することにより、プラズマ放
電を生じさせ、励起された反応ガスによって行われるプ
ラズマアッシング方式が一般的である。この方式では活
性なラジカル及びイオンにより反応が促進され高速処理
が可能である。しかしながらその一方で被処理物(特に
ウエハ)がプラズマに曝されるためイオンにより衝撃を
受けたり、電荷量が増大したりする所謂プラズマダメー
ジを受ける。回路パターンが微細であるほどこれによる
影響は大きい。
【0005】また紫外線を使用したアッシング方式も知
られている。この方式は、処理室内に載置された、レジ
スト層を有する被処理物に対し、上方(レジスト層側)
から紫外線を照射しまたアッシングガスを導入すること
により、レジストを分解する。この原理は以下のとおり
である。即ち紫外線ランプから放射される波長 185nm及
び 254nmの紫外線が有する光エネルギが有機化合物の結
合を切断しフリーラジカル及び励起状態の分子を生成す
る。また波長 185nmの紫外線が酸素に吸収されるとオゾ
ンが発生する。さらにオゾンに波長 254nmの紫外線が吸
収されると励起酸素原子が生成される。この強力な酸化
力を有する励起酸素原子が有機化合物のフリーラジカル
及び励起状態の分子と反応して、CO2 ,H2 O のような物
質が生成される。このようにして有機化合物は分解・除
去される。
【0006】この方式は、上述のプラズマアッシング方
式に比べ、ウエハ等の基板へのダメージは少ないが、ア
ッシング速度が遅いために処理に長時間を要し処理効率
が低い。一般に従来のこの方式では面内均一にアッシン
グするために、例えば被処理物の表面温度を均一( 150
℃±5%又は 180℃±5%)に維持し、約5000Åのレジ
ストを4分で処理している。
【0007】ウエハ,ガラス基板等の基板上に塗布され
ているレジストは、例えばスピンコートによる場合、周
縁部にレジストが集中して、中央部に比べ周縁部の膜厚
が厚く(2〜3倍)なることがある。特に四角形の材料
の場合は、これに対する前処理が施されていないのが現
状であり、アッシング処理において対策を講じる必要が
ある。そこで周縁部におけるレジストを完全に除去しよ
うとすると、中央部では被エッチング層が露出しダメー
ジを受ける。この工程がフォトマスクの製造工程に使用
されている場合、被エッチング層であるクロム膜が紫外
線に曝されることにより、光の透過率が変化する等して
品質が劣化することが多い。また露光時の光の反射を防
止するために、クロム膜とレジストとの間に酸化クロム
膜を形成する場合があるが、中央部における過剰なアッ
シングによりこの酸化クロム膜が蒸発することもある。
【0008】これを防止する方法として特開平2−1510
29号公報には、まず第1段階で周縁部に集中的にオゾン
を吹きつけ、第2段階で中央部にオゾンを吹きつけるア
ッシング方法が開示されている。この方法では処理の面
内均一化が可能であるが、従来の通常処理より時間がか
かるという問題がある。
【0009】また周縁部にガス濃度が高いオゾンを吹き
つける方法も考えられるが、この場合2倍厚みの周縁部
を中央部と同じ時間で処理しようとすると、周縁部に中
央部の約2倍ガス濃度のオゾンを吹きつける必要があ
る。しかしながら通常のオゾン発生装置を使用する場合
は技術的に限界があり、2倍程度というガス濃度は容易
に得られない。
【0010】以下に本出願人により提案されているアッ
シング装置を列挙する。特開平4−307725号公報には、
オゾン含有ガスを供給するガス供給管の開口部を被処理
物表面に近接させ、ガス供給管内を流れるオゾンが紫外
線照射により分解されないように構成することにより、
アッシング速度向上を図るアッシング装置が開示されて
いる。また特開平4−307734号公報には、ウエハとステ
ージとの間にスペーサを設けてウエハ裏面における接触
面積を小さくして汚染を減少し、また裏面側に反射板を
設けることにより、側面及び裏面に付着したレジストの
除去効果を増大させるアッシング装置が開示されてい
る。さらに特開平4−307726号公報には、高出力型の低
圧水銀ランプを使用することにより、アッシング速度を
高め、またコスト削減を実現するアッシング装置が開示
されている。さらにまた特願平5−148462号公報には、
窒素等の紫外線吸収が少ないガスとオゾン含有ガスとを
交互に吹きつけることにより、レジストに到達する紫外
線強度を増してアッシング速度が向上するアッシング装
置が開示されている。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】これら従来のアッシン
グ装置によりアッシング速度の向上は実現しつつある
が、処理時間を増大させずに面内均一に処理し、且つ品
質劣化を防止することは非常に困難である。
【0012】本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたも
のであり、基板の角部の温度を中央部の温度より高くな
るように制御しながら紫外線処理することにより、処理
時間の短縮,均一処理及び品質劣化の削減を容易に実現
することが可能な紫外線処理方法及びその実施に使用す
る装置を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】第1発明に係る紫外線処
理方法は、平面視矩形の基板上に塗布された有機化合物
を、紫外線及びオゾンの作用により分解・除去する方法
において、基板の角部の温度を中央部の温度より高く維
持しつつ紫外線を照射することを特徴とする。
【0014】第2発明に係る紫外線処理装置は、その表
面に有機化合物が塗布された平面視矩形の基板をステー
ジ上にて加熱し、紫外線及びオゾンを作用させて前記有
機化合物を分解・除去する紫外線処理装置において、前
記ステージは、基板の角部に近接する周縁部の厚みが中
央部の厚みより厚くなしてあることを特徴とする。
【0015】第3発明に係る紫外線処理装置は、第2発
明において、前記ステージとの間隔を調節して前記基板
を支持するためのピンを備えることを特徴とする。
【0016】第4発明に係る紫外線処理装置は、その表
面に有機化合物が塗布された平面視矩形の基板をステー
ジ上にて加熱し、紫外線及びオゾンを作用させて前記有
機化合物を分解・除去する紫外線処理装置において、前
記ステージの全面を加熱する第1の加熱手段と、基板の
角部に近接するステージの周縁部を加熱する第2の加熱
手段とを備えることを特徴とする。
【0017】第5発明に係る紫外線処理装置は、第4発
明において、前記ステージは、基板の角部に近接する周
縁部の厚みが中央部の厚みより厚くなしてあることを特
徴とする。
【0018】
【作用】第1発明にあっては、有機化合物直下の下地に
ダメージを与えることなく、周縁部及び中央部において
厚みが異なる有機化合物を、略同じ処理時間で処理する
ことができる。また従来より処理時間が長くなることも
ない。
【0019】第2発明にあっては、基板とステージとの
間隔が、基板の周縁部と中央部とで異なるように、周縁
部におけるステージの厚みを中央部のそれより厚くする
ことにより、空気とステージ材料との熱伝導率の差を利
用して、基板の角部の温度を高く維持する。これにより
上述の第1発明の作用を実現することができる。
【0020】第3発明にあっては、加熱媒体たるステー
ジの周縁部又は中央部と、基板との間に形成される両間
隔を調整してピンにて支持するので、基板の設定温度を
微調整することができる。また基板がピンにて支持され
ることにより、接触面積が小さく基板裏面の汚染を低減
することができる。
【0021】第4発明にあっては、周縁部におけるステ
ージのヒータ温度を中央部におけるそれより高くするこ
とにより、上述の第1発明の作用を実現することができ
る。
【0022】第5発明にあっては、ステージの厚みの差
とヒータ温度の差を併用することにより、基板の周縁部
と中央部との温度差を容易に拡大することができる。
【0023】
【実施例】以下、本発明をその実施例を示す図面に基づ
き具体的に説明する。 実施例1.図1は、本発明に係る紫外線処理装置を示す
模式的縦断面図である。図中1は処理室であり、処理室
1内上部には波長 185nm及び 254nmの紫外線を放射する
紫外線ランプ2が配設されている。紫外線ランプ2の下
側には揺動機構に接続されたノズル管3が設置されてお
り、紫外線ランプ2の上側には反射板4が取り付けられ
ている。処理室1内底部には被処理物5を載置するため
の、熱伝導率が高いAl, 耐腐食性が高いステンレス鋼等
の材料からなるステージ6がテーブル9上に設置されて
いる。
【0024】ステージ6は平面視正方形であり、上面の
中央部にはステージ6の外縁と同心正方形の凹部6aを有
する。またステージ6の下面には面状のヒータ7を備え
ている。面状のヒータ7としては、例えば2枚のマイカ
板の間にカーボン等の発熱砥粒を面状に備えるもの、又
は面状に蛇行させた電熱線をマイカ板で挟んだようなも
のがある。ステージ6,テーブル9間はバネ及び連結ネ
ジで連結されており、その間隔はその締代で調節可能と
なしてある。さらに凹部6aに対応する位置のテーブル9
には、セラミックスからなる数本のピン8がステージ6
及びヒータ7を貫通して固定されており、被処理物5は
このピン8にて支持される。ステージ6,テーブル9間
の間隔を前記連結ネジで変化させると、ステージ6の上
面とピン8の先端との高低差が変更され、これにより被
処理物5とステージ6との間隔が変更される。
【0025】図2は紫外線ランプ2及びノズル管3を示
す下面図である。紫外線ランプ2は、1本の管を複数回
蛇行させた態様をなした低圧水銀ランプである。ノズル
管3は、平行な2本の横管の間に複数の縦管が並設され
た形態をなし、各縦管の下面にはノズル孔3aが多数設け
られている。ノズル孔3aはスリット状の開口でもよい。
そして紫外線ランプ2の直管部分がノズル管3の前記縦
管と平行となるように設置されている。一の横管の両端
は屈曲せしめられて揺動機構30のスライドガイド部31に
連結されている。揺動機構30は、モータ32に連結された
リニアヘッド33にてスライドガイド部31を、内部に気体
通路を有するスライド軸34に沿って揺動させるようにな
っている。オゾンガスは、図示しないオゾン発生装置か
ら揺動機構の内部を通ってノズル管3の前記一の横管へ
供給され、これによりノズル管3は、縦管の並設方向に
揺動しながらオゾンガスを被処理物5へ向けて噴射す
る。
【0026】このような構成の紫外線処理装置におい
て、アッシングを行った結果について述べる。被処理物
5は、フォトマスクの製造途中のものである。即ち5イ
ンチ角,厚み0.09インチのガラス基板5a上に、厚み800
Åのクロム膜5b及び厚み100 〜200 Åの酸化クロム膜5c
が真空蒸着法にて形成されており、その表面にスピンコ
ートにて厚み5000Åのフォトレジスト(ポジ型EBレジ
スト)5dが塗布されており、これらクロム膜5b,酸化ク
ロム膜5c, 及びフォトレジスト5dは露光によりパターン
化されている。但しフォトレジスト5dの厚みは周縁部が
中央部の約2倍である。
【0027】表面温度を約50℃上昇させれば通常の約2
倍のアッシング速度が得られることが公知である。そこ
で本発明装置の具体的な構成は以下のようになしてあ
る。ステージ6は、Alからなり220 mm角である。凹部6a
は115 mm角,深さ1mmとする。従ってステージ6の中央
部(凹部6a下側)の厚みは24mmであり、周囲の厚みは25
mmである。そしてヒータ出力を700 Wとし、被処理物5
の周縁部とステージ6との間隔を0.1 mm(被処理物5の
中央部とステージ6との間隔を1.1 mm)として、被処理
面の温度が中央部において 150℃, 周縁部において 200
℃となるように調整する。またノズル管3からのオゾン
ガス流量は10リットル/分であり、紫外線ランプ2の出
力は670 Wである。そして上述した被処理物5を、図3
に示す如く、ステージ6に対し平面内で45度回転させ、
被処理物5の角部の温度が高くなるようにしてアッシン
グ処理を行った。
【0028】その結果、従来と同じ4分間の処理で中央
部及び周縁部のフォトレジスト5dを全て除去することが
できた。また下地であるクロム膜5bについては光の透過
率の変化が見られず、また酸化クロム膜5cが蒸発するこ
となく残っており、均質なフォトマスクが得られた。な
おウエハ上のフォトレジストをアッシング処理した場合
でも、ウエハにダメージを与えることなく、中央部及び
周縁部について面内均一に処理することができる。
【0029】実施例2.図4は、本発明に係る紫外線処
理装置の他の実施例を示す模式的平面図であり、図3に
相当する。本実施例では、制御装置9にてヒータ7とは
別に出力制御されるヒータ10を周縁部に備える。その他
の構成は実施例1と同様である。このようにヒータ7に
てステージ6の全面を加熱し、ステージ6の周縁部をヒ
ータ10にて別途加熱する構成とすることにより、ステー
ジ6の厚みの差を大きくしなくても中央部と周縁部との
温度格差をさらに拡大することができる。本実施例にお
いてもステージ6に対し、被処理物5を平面内で45度回
転させ、被処理物5の角部の温度が特に高くなるように
してアッシング処理を行うとよい。本実施例は、中央
部,周縁部におけるフォトレジスト5dの厚みの差が大き
い場合に適する。
【0030】実施例3.実施例2の構成において、ステ
ージ6の厚みを一定とし、ステージ6の全面を加熱する
ヒータ7及び周縁部を加熱するヒータ10を備える構成に
よっても、被処理物5の周縁部を中央部より高い温度を
維持することができ、実施例1と同様な効果が得られ
る。
【0031】なお上述の実施例では正方形の被処理物5
をアッシング処理しているが、長方形のものにも適用可
能である。
【0032】
【発明の効果】以上のように本発明は、基板の角部の温
度を中央部の温度より高く維持しながら紫外線処理す
る。例えば基板側のステージ面に凹凸を設けて基板との
間隔を変える構成では、ステージの形状を変えるだけで
基板の部分的加熱温度を変更することができるので回路
装置等の追加を要しない。また周縁部を加熱する第2の
加熱手段を備えた場合は、周縁部温度の調整が容易に行
える。このようにして紫外線処理を行うと、有機化合物
の厚みが異なる周縁部及び中央部の処理に要する時間の
差が短縮され、また有機化合物下の層に悪影響を及ぼす
ことがないので、面内均一処理及び品質劣化の削減を処
理時間を延長することなく実現することが可能である
等、本発明は優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る紫外線処理装置を示す模式的縦断
面図である。
【図2】紫外線ランプ及びノズル管を示す下面図であ
る。
【図3】ステージ及び被処理物を示す平面図である。
【図4】本発明に係る紫外線処理装置の他の実施例を示
す模式的平面図である。
【符号の説明】
2 紫外線ランプ 5 被処理物 5a ガラス基板 5b クロム膜 5c 酸化クロム膜 5d フォトレジスト 6 ステージ 6a 凹部 7,10 ヒータ 8 ピン 9 制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平岡 哲郎 京都府京都市南区吉祥院西ノ庄猪之馬場町 1番地 日本電池株式会社内 (72)発明者 佐竹 久和 京都府京都市南区吉祥院西ノ庄猪之馬場町 1番地 日本電池株式会社内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 平面視矩形の基板上に塗布された有機化
    合物を、紫外線及びオゾンの作用により分解・除去する
    紫外線処理方法において、基板の角部の温度を中央部の
    温度より高く維持しつつ紫外線を照射することを特徴と
    する紫外線処理方法。
  2. 【請求項2】 その表面に有機化合物が塗布された平面
    視矩形の基板をステージ上にて加熱し、紫外線及びオゾ
    ンを作用させて前記有機化合物を分解・除去する紫外線
    処理装置において、前記ステージは、基板の角部に近接
    する周縁部の厚みが中央部の厚みより厚くなしてあるこ
    とを特徴とする紫外線処理装置。
  3. 【請求項3】 前記ステージとの間隔を調節して前記基
    板を支持するためのピンを備えることを特徴とする請求
    項2記載の紫外線処理装置。
  4. 【請求項4】 その表面に有機化合物が塗布された平面
    視矩形の基板をステージ上にて加熱し、紫外線及びオゾ
    ンを作用させて前記有機化合物を分解・除去する紫外線
    処理装置において、前記ステージの全面を加熱する第1
    の加熱手段と、基板の角部に近接するステージの周縁部
    を加熱する第2の加熱手段とを備えることを特徴とする
    紫外線処理装置。
  5. 【請求項5】 前記ステージは、基板の角部に近接する
    ステージの周縁部の厚みが中央部の厚みより厚くなして
    あることを特徴とする請求項4記載の紫外線処理装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002036259A1 (fr) * 2000-11-01 2002-05-10 Shin-Etsu Engineering Co., Ltd. Photoreacteur a rayonnement uv excimere
WO2004055879A1 (ja) * 2002-12-13 2004-07-01 Sumitomo Precision Products Co., Ltd. オゾン処理装置

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WO2002036259A1 (fr) * 2000-11-01 2002-05-10 Shin-Etsu Engineering Co., Ltd. Photoreacteur a rayonnement uv excimere
WO2004055879A1 (ja) * 2002-12-13 2004-07-01 Sumitomo Precision Products Co., Ltd. オゾン処理装置

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