JPS62165923A

JPS62165923A - アツシング方式

Info

Publication number: JPS62165923A
Application number: JP749186A
Authority: JP
Inventors: Kimiharu Matsumura; 松村　公治; Takazo Sato; 尊三佐藤; Keisuke Shigaki; 志柿　恵介; Hiroyuki Sakai; 宏之境
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1986-01-17
Filing date: 1986-01-17
Publication date: 1987-07-22

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】［産業上の利用分身コこの発明は、ウェハ等に被着された膜を除去するアッシ
ング方式（灰化方式）に関し、特に、オゾンを利用して
ウェハー！−のフォトレジスト膜（以ド甲にレジスト）
を酸化することで除去する枚葉処理に適したアッシング
方式に関する。

〔従来の技術］１へ導体集積回路の微細パターンの形成は、一般に露光
及び現像によって形成された有機高分子のレジスト膜を
マスクとして用い、ウェハ１−に形成された下地膜をエ
ツチングすることにより行われる。

したがって、マスクとして用いられたレジスト膜は、エ
ツチング過程を経た後にはウェハの表面から除去される
必要がある。このような場合のレジストを除去する処理
としてアッシング処理か行われる。

このアッシング処理は、レジストリッピング。

ンリコンウエハ、マスクの洗浄をはじめインクのリムー
ブ、溶剤残留物の除去等にも使用され、゛１′導体プロ
セスのドライクリーニング処理を打つ場合に適するもの
である。

レジスト除去のアッシング処理としては、酸素プラズマ
によるものが一般的である。

酸素プラズマによるレジストのアッシングは、レンスト
膜の付いたウェハを処理室に置き、処理室中に導入され
た酸素ガスを高周波の電場によりプラズマ化し、発生し
た酸素原子ラジカルにより有機物であるレジストを酸化
して二酸化炭素、−酸化炭素及び水に分解せしめて気化
させるという作用を利用したものである。

しかし、＋ｌ前記酸素プラズマによるアッシング処理に
あっては、プラズマ中に存在する電場によって加速され
たイオンや電子がウェハを照射するため、゛１′：導体
集積回路の電気的特性に悪影響を与えるという欠点があ
る。

このような欠点を回避するものとして、同様に紫外線（
ＵＶ）を照射することにより酸素原子ラジカル発生させ
て、バッチ処理でアッシング処理をする装置がある。こ
の種の装置にあっては、プラズマ処理に比べて電界によ
る素子へのダメージがほとんどないため、素子を傷つけ
ず、効率的なストリンピングとクリーニングができる利
点がある。

第１７図は、従来の紫外線照射によるアッシング装置を
示す。

処理室１００には、多数のウェハ１０１，１０１−・・
が所定間隔をおいて垂直に配置され、処理室１００の上
部に設置されている紫外線発光管１０３からの紫外線を
処理室１００の上面に設けられた石英等の透明な窓１０
２を通して照射し、処理室１００に充填された酸素を励
起してオゾンを発生させる。そしてこのオゾン雰囲気か
ら生じる酸素原子ラジカルをウェハ１０１に作用させて
アッシング処理をするというものである。

ところで、近年、ウェハは、大１月径化の傾向にあり、
これに伴い、ウェハを一枚一枚処理する枚項処理方式が
・膜化しつつある。

［解決しようとする問題点］前記の紫外線照射によるアッシング処理にあっては、ウ
ェハへの損傷を１ｊ、えるない利点はあるが、パンチ処
理である関係から時間がかかる欠点がある。しかも、Ｃ
１１なるオゾン雰囲気での作用であるため、そのレジス
トアッシング速度は、５００　Ａ〜１５００人／ｍｔｎ
程度に過ぎない。

しかしながら、人Ｉ−１径に適するウェハの枚項処理に
あっては、その処理速度として通常１μ〜２μｍ／ｍｉ
ｎ程度が必要とされ、紫外線を照射する従来の装置では
、枚葉処理化に１−分に対応できない。

また、紫外線を用いる関係から装置が大型化せざるを得
す、しかも高価なものとなるという欠点がある。

［発明の目的コこの発明は、このような従来技術の問題点等にかんがみ
てなされたものであって、このような従来技術の問題点
等を解決するとともに、アッシング処理が人きく、シか
も紫外線等を用いないでも済むようなアラソング方式を
提供することを１１的とする。

［問題点を解決するための丁・段］このようなト」的を達成するためのこの発明のアラソン
グ方式における丁２段は、オゾンを含イ１″するガスが
流れる流れ空間をウェハに接して設けて、ウェハ表面に
被着されている膜を酸化して除去しようというものであ
る。

［作用コ例えばウェハに対して所定間隔をおいて対向した位置に
オゾン流出部を設けて、ウェハとの間にオゾン＋酸素の
ガス流れ空間を形成し、ウェハ而に新しいオゾンを供給
しつづける。このことにより、酸素原子ラジカルとウェ
ハに被着された膜との酸化化学反応を促進させるととも
に、ラジカルでない酸素（０２）により反応後に生じた
二酸化炭素、−酸化炭素及び水等を気化状態のままウェ
ハ表面から移動、排出させることができる。

その結果、きわめて強い酸化作用を行う酸素原子ラジカ
ルに対してウェハＩ−に被着された膜９例えば自機物の
膜に対してその反応面を酸素原ｒ・ラジカルに効率よく
１−すことかできる。

したがって、高速なアッシング処理を行うことが可能と
なり、枚葉処理に適するアッシング装置を実現できるも
のである。

［実施例］以ド、この発明の一実施例について図面を用いて詳細に
説明する。

第１図は、この発明のアッシング方式を適用した一実施
例のアッシング処理システムのブロック図、第２図は、
同様な他の実施例であって、ウェハの搬送機構を含む全
体的な構成を示す断面説明図、第３図（ａ）及び（ｂ）
は、そのウェハ搬送機構における静電チャックの具体的
な説明図であって、（ａ）は同図（ｂ）のＩ−Ｉ断面図
、（ｂ）はその平面図、第４図は、その反応部分の拡大
説明図、第５図（ａ）は、酸素原子ラジカルによる反応
と移動との関係を説明する図、第５図（ｂ）及び（Ｃ）
は、それぞれ拡散開口とウェハ而におけるアッシング状
態との関係を説明する図、第６図は、オゾンの分解％Ｉ
／、減期と拡散間Ｌ１部の湿度との関係を説明するグラ
フである。

また、第７図は、ウェハの表面湿度３００℃におけると
ガスｍ　ｆ−、」に対するアッシング速度の関係を説明
するグラフ、第８図は、ウェハの表面４度３００　’Ｃ
における拡散板とウェハ表面とのギャップに対するアッ
シング速度の関係を説明するグラフ、第９図は、ガスの
湿度とレジスト除去率との関係を示す説明図、第１０図
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、それぞれ拡散板の
開口の具体例の説明図、第１１図（ａ）、（ｂＬ　　（
ｃ）、（ｄ）は、それぞれ噴射部におけるガスの冷却構
造の具体例の説明図、第１２図（ａ）は、ガス噴射部を
回転させる方式の説明図、第１２図（ｂ）は、ウェハ側
を回転させる説明図、第１３図は、回転させない場合の
アッシング効果の説明図、第１４図は、アッシング処理
の終わりを判定するアッシング処理システムの実施例の
ブロック図、第１５図は、その排気ガス中における二酸
化炭素の濃度変化のグラフ、第１６図は、オゾン濃度に
対するアッシング速度の関係を説明するグラフである。

第１図において、■は、アッシング処理システムであっ
て、アッシング装置２と、このアッシング装置２にオゾ
ンを含有する酸素ガスを供給するオゾン＋酸素ガス供給
装置３、アッシング装置２に接続された排気装置４、ア
ッシング装置２内部に配置されたウェハ載置台２１を−
１−上移動させる５＋’降装置５、そしてウェハ載置台
２１に内設された加熱装置２１ａの発熱状態を調節して
ウェハの湿度を制御する湿度調節器６とを備えている。

前記オゾン＋酸素ガス供給装置３は、気体流計調節器３
ａと、オゾン発生器３ｂ、酸素供給源３Ｃとを備えてい
て、オゾン濃度、気体流量、アッシング装置２（処理室
）内の気体圧力は、これら気体流計調節器３　ａ　＋　
オゾン発生器３ｂ、酸素供給源３ｃと、υ１ミ気装置４
との関係で調整される。

特にアッシング装置２に供給されるオゾン濃度について
は、オゾン発生器３ｂにより調整され、所定値に設定さ
れる。

また、アッシング装置２の内部に配置されたウェハ載置
台２１は、ウェハ２８を吸着保持するものであって、保
持されたウェハ２８の湿度は、湿度調節器６により所定
値に維持される。

ウェハ２８の１一部には、その表面から０．５〜２０ｎ
ｍ程度の間隔を隔ててオゾン＋酸素ガスを噴射する円錐
状（コーン形）をした噴射部２２が設けられていて、前
記の間隔は、昇降装置５によりウェハ載置台２１が−［
−ヶ１′、することにより所定の値に設定される。なお
、この場合噴射部２２側を昇降装置により」二下動させ
てもよい。

噴射ｓ＜　２２は、ＳＵＳ　（ステンレススチール）又
はＡＪ！等で構成されていて、そのウェハ２８対向而に
、ウェハ２８の表面と平行となる円板状の拡散板部２２
ａを有している。そしてウェハ２８の搬入及び搬出の処
理は、ウェハ載置台２１が昇降装置５により降下されて
、この拡散板部２２とウェハ２８との間の空間が拡大し
、その空間にウェハ搬送機構のアームが侵入することで
行われる。

さて、アッシング処理としては、ウェハ載置台２１１−
のウェハ２８を１５０°Ｃ〜５００°Ｃ程度の範囲、特
に、２００°Ｃ〜３５０℃の特定値にウェハを加熱して
行われ、生成されるオゾンによるオゾンと酸素との混合
比は、オゾン発生器３Ｃで、−４整する。そして、この
オゾンを含有する酸素ガス。

例えば、３λ〜１５λ／ｍｉｎ稈度を処理室であるアッ
シング装置２の室内へと送込む。このときのアッシング
装置２内の気体圧力は、例えば７００〜２　Ｑ　Ｑ　Ｔ
ｏｒｒ程度の範囲に設定しておく。

次に、アッシング装置２の処理室内へのウェハ２８の搬
入／搬出ハンドリング処理について第２図に見るアッシ
ング装置３０に基づき具体的に説明する。なお、このア
ッシング装置３０は、第１図に見るアッシング装置２と
異なり、ウェハ載置台を１〕ド移動させる代わりに噴射
部を上下移動する構成を採っている。

第２図において、アッシング装置３０は、処理室２０と
その両側に配置されたローダ／アンローダｆｆｌ＜２３
ａ、２３ｂと、これらローダ／　７　ンローダ部２３　
ａ　＋　２３　ｂ内部にそれぞれ設置されたベルト搬送
機構２４ａ、２４ｂとから構成されている。

ここでは、ローダ／アンローダ部２３ａ、ベルト搬送機
構２４ａ側がウェハを搬入する側となり、ローダ／アン
ローダ部２３ｂ、ベルト搬送機構２４１）がアッシング
処理済みウェハを搬出する側となるが、これは、とちら
を搬入側又は搬出側としてもよい。さらにローダ／アン
ローダ部は、どちらか１つたけであってもよい。

なお、図示されていないが、ベルト搬送ｎ横２４ａ、２
４ｂの反対側端部には、それぞれウェハを所定間隔隔て
て積層して収納するカートリ、ジが設置されていて、こ
のカートリッジが１−ド移動することにより、処理前の
ウェハがカートリッジから順次ベルト搬送機構２４ａに
よりローダ／アンローダ部≦２３ａへと送り込まれる。

そしてアッシング処理済みのウェハが、ローダ／アンロ
ーダ部２３ｂからベルト搬送機構２４ｂを経てカートリ
ッジに順次積層されて収納されて行く。

さて、処理室２０は、例えばＳＯ８，Ａλ或いはＴｊＮ
等によりコーテングされたＡλのチャンバ２９を備えて
いて、その内側中央には、ウェハ載置台２０５が設置さ
れている。そしてその１一部に所定間隔をおいてガス噴
射部２２ａが−１−ド移動＋ｉＪ能にチャンバ２９の天
井側で支承されている。

ここに、ガス噴射部２２ａは、円板状の拡散板２００と
その−１−に接続されたコーン部２０３とからなる円メ
１．形状をしていて、コーン部２０３には、オゾン＋酸
素ガスの導入パイプ２０２がその」一部において接続さ
れ、導入パイプ２０２は、ＳＵＳ゛９・で構成される金
属蛇腹２０１でＬド移動ｒｉＪ能に密閉包囲されていて
、この導入パイプ２０２からア、シングのための反応に
必易なオゾン＋酸素ガスが導入される。

２０４は、コーン部２０３の外側周囲を渦巻き形に覆う
オゾン＋酸素ガスに対する冷却器であって、コーン部２
０３に熱伝導性のセメント等により固定されている。そ
して冷却器２０４は、冷媒かコーン部２０３のド側から
導入されて、その珀点部分てｒＪｌ出され、外部に導か
れる構成である。

−ツバ拡１攻板２００は、第４図に見るように、ガスを
吹（出すためのスリｙ　ｈ　（開１．１）３１を自−し
ていて、冷却されたオゾン＋酸素ガスを均一にウェハ２
８の表面へと吹出す。

拡散板２００は、その周辺部においてほぼ１２０°間隔
でポールスクリュウ−機構２３１，２３２．２３３によ
り３点で支持され、！１上移動する。

その駆動は、ポールスクリュウ−機構２３１，２３２．
２３３のボール部２３４，２３５．２３６（図では現れ
ていない）にそれぞれ形成されているギヤがモータ２３
０の回転軸２３６に刻まれたウオームギヤと噛合するこ
とで行われる。

なお、噴射部２２ａのシー、降機構は、このようなモー
タとボールスクリュー、ギヤとの組合せでな（、エアー
シリンダ等を用いて直接４−下に移動させる構成を採っ
てもよい。

そして、図で示す位置では、噴射部２２　ａか一ヒシ１
大態（待機位置）にあって、ウェハ２８がウェハ載置台
２０５に搬入され、又はそこから搬出される関係にある
。−・方、第４図に見るように、噴射部２２ａが降ドし
た場合には、拡散板２００の吹出し而が、ウェハ表面か
ら０．５〜数ｍｍ、又は１０数ｍｍ程度の間隔（反応位
置）となり、ウェハ載置台２０５の１一部に位置付けら
れ、ウエノ１１Ｉｔ１２置台２０５．１１のウェハ２８
の表面にガスを供給する状態となる。

なお、このウェハ載置台２０５の内部には、ウェハ載置
台２０５を加熱するために加熱装置２０６が設置されて
いる。また、この例では、チャンバ２９には、オゾンを
含有するガスの他に、拡散板２００からのガスの流れに
対し、これに影響をｔ５．えず、これを覆うようにＮ２
ガスが導入されている。

さて、２６ａは、移送アーム２５ａの先端側に支承され
た吸着チャック部であって、１ｏａは、吸着チャックｆ
ｆｉ＜２６ａの本体に対して上下動する、吸着チャック
部２８ａに支承された静電チャックである。図では、ウ
ェハ２８が静電チャック１０ａに吸着されている状態を
示している。なお、この場合のウェハの吸着は、負圧に
よる吸着でもよく、機械的な挟持乃至保持によってもよ
い。

移送アーム２５ａは、ローダ／アンロー１部２３ａ内に
配置された支持具２７ａに他端が固定され、ローダ／ア
ンローダ部２３ａと処理室２ｏのウェハ載置台２０５と
の間をＪｆ退するフロッグレッグ搬送機構形のアームで
ある。なお、この移送アーム２５ａは、マグネティクシ
リンダ或いはエアンリンダ笠で構成していてもよい。

ココテ、フロアゲレッグ搬送機構を用いているのは、搬
送機構部を小型化できるとともに、例えば、ローダ／ア
ンローダ部の両側にアッシング処理室を設けて、フロッ
グレッグ搬送機構の支持具２７ａを回転可能にすれば、
求めるチャンバ側にフロッグレッグ搬送機構を方向付け
られるので、両側のチャンバにウェハを選択的に搬送又
は搬出できる利点がある。

また、ベルト搬送機構とチャンバとの中間にローダ／ア
ンローダ部を直線状に設けて、その支ｔ、ν只２７ａを
回転ＩＩＩ能にすれば、同様にベルト搬送機＋Ｓ側から
ウェハをピヅクア、プして、反転してチャンバ側に搬送
することも可能であり、このような場合にあっても装置
全体を小型なものとして実現できる。

さて、ローダ／アンローダ部２３ｂにも、対称関係で同
様なプロラグレッグ搬送機構形の移送アーム２５ｂ、吸
着チャック部２６ｂ、その静電チャック１０ｂ、そして
支持具２７ｂがそれぞれ設けられている。なお、図では
、静電チャック１０ｂには、処理済みのウェハ２８が吸
７ｔされている。

そこで、ウェハ載置台２０５には、「ｌ圧吸着のための
孔２２０が複数個、役けられている。また、ウェハ載置
台２０５の周囲には、反応後のυト気ガスをできるだけ
均等にｔＪｆ、出するために、環杖に所定間隔で設けら
れた複数の排気開口２１９，２１９・Φ・がリングプレ
ート２２２に設けられていて、このリングプレート２２
２は、ウェハ載置台２０５の１・、而より少し下位置で
ウェハ載置台２０５の外周側にはめ込まれている。

２２１．２２３は、それぞれチャンバ２９を排気する排
気管であって、排気装置４のポンプに接続されている。

これら排気管２２１，２２３は、均等に排気が行われよ
うに２つ乃１・は、Ｎ数個設けられているが、これは１
つであってもよい。また、２２４．２２５は、それぞれ
ゲートバルブである。

また、２２６．２２７は、それぞれベルト搬送機構２４
ａ、２４ｂの搬送ヘルドであり、２１７゜２１８は、ロ
ーダ／アンローダ部＜２３ａ、２３ｂのチャンバである
。ここでこのローダ／アンローダ部２３ａ、２３ｂのチ
ャンバ２１７，２１８も、チャンバ２９の内圧に合わせ
て、真空ポンプによりｔｎ気するようにしてもよい。

次に、この装置の動作について説明するき、噴射Ｋ　２
２　ａが１−昇状態に設定され、待機位置に保持されて
、ガス導入口２０２のバルブが閉じられているとする。

ゲートバルブ２２４，２２５が閉じられていると、チャ
ンバ２０１内は、常圧に近い減圧状態にある。

なお、第１図のウェハ設置台２１を’ｉｔ降するものに
あっては、ｈ′降装置５を駆動してウェハ設置台２１を
降−ドさせて待機位置に設定することになる。しかし、
そのローダ／アンローダ部の関係は第２図に見る場合と
同様である。

さて、この状態でゲートバルブ２２４を開いて、ベルト
搬送機構２４ａからローダ／アンローダ部２３ａに搬入
されたウェハ２８を、その静電チャ、りｌｏａを降ドさ
せ、これに電圧を印加して吸着チャック２６ａにより吸
着する。そしてこの静電チャック１０ａをｆ　’ｔｒさ
せて、ウェハ２８をピックアップする。次に搬送アーム
２５ａを伸張し、吸着したウェハ２８をローダ／アンロ
ーダ部２３ａから処理室２０へと搬送してウェハ載置台
２゜５にに位置付けてその静電チャック１０ａを降ドさ
せるとともに、印加電圧を低下又はゼロにしてウェハ２
８を自重落下させる。そしてウェハ載置台２０５側に負
圧吸着させてウェハ載置台２０５１−に設置する。

次に、静電チャック１０ａを１−シ１１−させた後、搬
送アーム２５ａを縮小して吸着チャック２６ａをローダ
／アンローダ？ＪＳ　２３　ａへと戻す。吸着チャック
２６ａがローダ／アンローダ部に移動した後、ゲートバ
ルブ２２４を閉めて、噴射部２２ａを反応位置まで降下
させて、第４図に見る反応位置に拡散板２００を設定す
る。

なお、第１図に見るアッシング装置２の場合には、ウェ
ハ載置台２１が−１−昇装置５によりＩ−’ｊ＋’する
ことで反応位置にウェハ２８が設置されることになる。

ここで、ウェハ２８の湿度を監視して、所定のアッシン
グ処理湿度になったら、ただちにガス導入Ｅｌ　２０２
のバルブを開け、ウェハ載置台２０５状に設置されたウ
ェハ２８の表面にオゾン＋酸素ガスを均等になるように
吹き付ける。

その結果、ウェハ２８のレジストが酸化され、この化学
反応により生成された、二酸化炭素、−酸化炭素及び水
等のガスは、反応後の酸素とともに、υ１：気装置４に
より排気管２２１，２２３を経てυ１気される。

アッシング処理が完了した時点（例えば１　ｍｔｎ〜数
１ｎ）で、ガス導入１−１２０２のバルブを閉めて、拡
散板２００を待機位置までＩＪ−４させる（第１図では
、ウェハ載置第２０５を待機位置まで降ドさせる）とと
もに、ゲートバルブ２２５を開けて、ローダ／アンロー
ダ部２３ｂから処理室２０へと搬送アーム２５ｂを伸張
し、吸着チャック２６ｂをウェハ載置台２０５１−に移
動して、その先端側の静電チャックｔａｂを降ドさせて
これに電圧を印加する。そしてアッシング処理済みのウ
ェハ２８をウェハ載置台２０５ヒで吸着して静電チャン
ク１０ｂを１ユ昇させてピックアップする。そして静電
チャンク１０ａを１−昇させた後、搬送アーム２５ｂを
縮小して処理済みのウェハ２８をローダ／アンローダ部
２３ｂへと搬出する。

このようにしてローダ／アンローダｆｆｌ＜２３ｂへと
搬出されたウェハは、ローダ／アンローダ部２３１）か
らベルト搬送機構２４ｂへと渡されてカートリッジに収
納されてアッシング処理済みのウェハが装置外に取り出
される。

ここで、静電チャックの電極部について説明する。なお
、第１図において静電チャック１０ａ。

１０ｂは、同・の構成となるため、以ドの説明において
は、静電チャックＩＯを以て説明し、その電極部を静電
チャック電極部１７とする。

さて、第３図（ａ）、（ｂ）に見るように、ウェハ吸引
用静電チャック１０の電極部１７は、裏面内部に゛１１
円形の窪み部１１ａ、１２ａをそれぞれ設けた゛１′円
板状の金属等の導体よりなる第１゜第２の電極１１．１
２により形成される。

ところで、ウェハを自動搬送する場合は、表面側からウ
ェハを吸いＬげて搬送することを殻求される場合が圧倒
的に多い。そこで前記電極部１７は、静電吸着チャック
としてウェハ搬送装置に吊リドげられた状態で、その吸
着面側か一ドになるように取り付けられる。

ここで、これら第１．第２の電極１１．１２は絶縁膜１
３．１４により薄く皮膜されていて、所定の間隔１〕の
間隙を隔てて配置されている。この間隙Ｉ〕は、空隙の
ままでもよいし、構造によっては絶縁物が挿入されてい
てもよい。その選択は静電チャック１０の全体の構造か
ら決定すればよい。

第１．第２の電極１１及び１２は、第３図（ａ）に見る
ように゛１″、径Ｒのほぼ゛！１円状の外周に幅Ｗの部
分を残して、内部が凹状に窪み（深さｈ）、この幅Ｗの
部分が゛ｌ″、導体ウエノつの吸着部≦１５．１６とな
っている。吸着部１５．１８のそれぞれその表面には、
＋１ｉｆ記絶縁膜１３．１４の一部として絶縁膜１５ａ
、ｌｅａがコーテングされた層として設けられていて、
これら絶縁膜１５ａ、ｌｅａの膜厚は、ウェハの吸引力
等から決定されるものである。そしてこの部分以外の絶
縁膜１３．１４の厚さは、この電極部が、他の金属部分
等に触れた場合に１−分な耐圧を持つことを考慮して決
められる。

次に、第４図及び第５図（ａ）、第６図に従って、アッ
シング反応について詳細に説明する。

第４図に見るように、アッシング処理においては、オゾ
ン＋酸素ガス供給装置３から供給されたオゾンは、噴射
部２２ａ（又は噴射部２２以ド同じ）の内部では、次の
ような熱車行状態となっている。

０３ヰ０２＋０この場合のオゾンが分解して得られる酸素原子ラジカル
Ｏの寿命は、湿度に依存し、第６図に見るように２５℃
付近では、非常に長くなっている。

しかし、湿度がｌ−ｈ’すると急激にその寿命が短くな
る。

一方、酸素原子ラジカルによるアッシング処理は、酸化
化学反応であり、それは、湿度が高いほど速くなる。し
かも、酸素原子ラジカルがウェハ表面に作用するために
は、ある程度の時間も必ｄとなる。そこでウェハ２８の
表面にいかに効率よく酸素原子ラジカルを供給しつづけ
るかが重要な問題である。

この発明で提案するアッシング処理は、ウェハ２８の表
面に効率よく、酸素原子ラジカルを供給し、かつ反応生
成物を速くウェハ表面から排除するものであって、この
ような生成物の排除と酸素原子ラジカルの供給との相乗
効果の処理において、アッシング速度を枚葉処理に適す
るような処理速度まで向１−させることができる。

したがって、酸素原子ラジカルを供給するとともに、反
応生成物を排除する適切なガスの流れ空間を作ることが
重置である。

このガスの流れ空間は、この実施例では、第４図に見る
ように、ウェハ載置台２０５と噴射部２２ａの拡散板２
００との間において形成される。

このウェハ載置台２０５と拡散板２００との間隔は、比
較的狭いものあって、ウェハ２８の加熱ｌ！ｕ１度を高
（採れば、ウェハ表面に対して０．５〜数ｍｍ程度にな
るようにすることが必ｄとなる。また、噴射されるガス
は、ウェハ２８の外形より５ｍｍｍｍ以外−外側出すよ
うに、その最外間［１位置（第４図のスリット３１ａの
位置）が決定されている。

このようにウェハ２８の外形より外側にガスを吹出すこ
とにより、ウェハ外周部外側にガス流によるｆ’ｌ圧領
域を形成して中心部側からの生成ガスをより速くウェハ
外周より外側に運搬し、排出するものである。

その結果、ウェハ表面へのオゾンの供給及び酸素原子ラ
ジカルの接触を容易にし、酸化反応を促進できる効果が
ある。

さて、冷却器２０４により冷却されたオゾン＋酸素は、
例えば２５〜５０°Ｃ程度に冷却される。

そこで酸素原子ラジカルが噴射部２２ａのコーン部２０
３内部に保持されている率がＩ；’６　くなる。

そして、オゾン（０３，０２＋０）と酸素０２か拡１牧
板２００の開口部から噴射したとたんに高温雰囲気に曝
されることになるが、その寿命が尽きる前に酸素ととも
にウェハ表面に至って、ウェハ表面に被着されている膜
をアッシング（灰化。

すなわち酸化してウェハ表面から除去）する。

第５図（ａ）に見るように、アッシングされて発生した
二酸化炭素、−酸化炭素及び気化状態の水は、同時に−
にがして拡散板２００から噴き出す酸素（０２）やラジ
カルでないオゾン（０３）の流れに乗って、その表面か
ら排除され、リングプレート２２２の排気量［１２１９
から排気管２２１゜２２３へと蓮ばれ、υ１；気装置に
４により順次排気される。

したがって、ウェハ２８の表面は、常に酸素原子ラジカ
ルに曝されるような環境を作り出せる。

なお、第５図（ａ）において、２８ａは、ウエハ２８の
表面？Ａ＜分であって、２８ｂは、ウェハ２８に被着さ
れたレジストｏ＞　ｒ’ａ＜分であり、矢印３２は、拡
散板２００からのオゾン＋酸素ガスの流れを示している
。

ここで、ウェハ温匪を３００　’Ｃに採り、ウェハ載置
台２０５の表面と拡散板２００（噴射［−１側で）七の
間隔（ギャップ）をパラメータとして、拡散板２００の
開１’−Ｉ　Ｐ、（＜における標準状態（常温、常圧条
件下）のガス流ｒｌｔに対するアッシング速度を測定し
てみると、第７図に見るように、６＃ウエハでは、２ｓ
ヌ前後から４０ｓλの範囲（Ｓλ：常１訂、常圧換算で
の流１Ｊｔ）で、特に高速のアッシング処理が可能であ
って、４０ｓλ／ｗｉｎ稈度から徐々に飽和する方向と
なる。

この流ｆｉｔを一般のウェハ径に対応させるために、ウ
ェハの中位面積当たりの流７１１に換算すると、０゜０
１〜０．２５ｓヌ／ｍｉｎ　・ｃｍ’となる。

また、ウェハの表面湿度３００℃において、拡散板とウ
ェハ表面とのギャップに対するアッシング速度の関係を
ガス流ｉｉ１をパラメータとして測定すると、第８図に
見るようにその間隔が２０＋ｓｉ＋以Ｉｔでは、ガスの
噴射流１．いこ関係な（、一定値に向かって収束する方
向の特性を示す。

さらに、拡散板２００から噴出するガスのｌ！＋＋１度
とレジスト除去率との関係については、ウェハとのギャ
ップ（ウェハ載置台２０５に載置されたウェハ２８の表
面から拡散板２００の表面までの間隔）を２　ｍｍ、反
応時間をｌ　ｏ＋Ｉｎとした場合、ガス流］ルをパラメ
ータとしてその特性を測定してみると、第９図に見るよ
うに、その湿度を２００　’Ｃ程度に−Ｌげると、除去
し難いことが理解できる。

したがって、ウェハ側を２００℃以−に加熱し、て反応
を行う場合にあっては、噴射するガス（オゾン＋酸素）
は、冷却することが好ましい。そして特に好ましい範囲
としては、その拡散板２００の流出ガス湿度が１５〜５
０°Ｃにあることである。

このことは、第６図で見てきた、オゾン分解゛１４減期
の特性とも−・致する。

また、第１６図に見るように、オゾン濃度に対するアッ
ング速度の関係を調査して見ると、オゾン濃度をトシ１
′、させるに従って、アッシング速度が１．シーｉ１す
る関係にある。しかしｌ　Ｏｍ　５１％程度以１−２で
は飽和方向に移行する。なお、この特性は、６″ウエハ
に対するもので、その１７．．１度が２５０　′Ｃであ
って、カス流１ｉが５ｓヌ／ｍｉｎ、チャンバ内圧力か
７００　Ｔｏｒｒ程度としてエッチングニに程において
プラズマ照射により硬化したレジストに対して測定した
ものである。

このように各特性グラフから理解できるように、ウェハ
１．、’、？Ｊ＜に流動ガス空間を形成して、オゾンを
含イｒしたガスをウェハに噴射させ叉は流出させること
により、１〜数μｍ／ｍｉｎのア、ノシング処理がｉｉ
Ｊ能となる。そしてこれは、枚低処理に適し、かつ人に
１径ウェハの処理に適するアノンングを実現させる。

第１０図（ａ）〜（ｄ）は、ウェハの表面に均にオゾン
＋酸素ガスを噴射する拡散板２００のμ体側の説明図で
ある。

第１０図（ａ）は、４つの弧状のス’Ｊ　ノ）　３１１
を円形かつ同心固状に形成したものであって、この溝は
、ウェハに対し垂直なものであってもよいが、外側にガ
スの流れを形成するために外側に向かってガスが流出す
るように斜め溝孔にしている。

第１０図（ｂ）は、円形の中心部に孔３１２を設け、こ
れに対して放射状にス’Ｊ　ソ）　３１３を配置したも
のである。第１０図（Ｃ）は、放射状に孔３１４を設け
、６孔３１４は、外側に向かって少し人きくなっている
。第１０図（ｄ）は、焼結合金２００ａを拡散板２００
として用いたものであって、板全面に酢って多孔質な孔
３１５を均一にイｆしている。

そして、第１０図（ｅ）では、噴射１−．１３１６が渦
巻き状に形成され、第１０図（ｆ）では、弔に、円形に
小孔３１７を穿ったものである。

ここで、拡散板２００からガスを均一に流出する効果を
検１付するために、第１０図（ｆ）のように孔をまばら
に開けた場合と、第１０図（ｄ）の焼結合金２００ａの
ように多孔質の孔か均一に分布している場合とを比較し
てみると、ｌ）：１者の場合には、第５図（ｂ）に見る
ように、レジスト部分２８ｂは、ガスの流れ３２（矢印
）に対応して、アッシングされ、そのアッシングは緩や
かに波打つむらができる。＝一方、後者の焼結合金のよ
うに多孔質の孔が均一・に分布している場合には、第５
図（Ｃ）に見るように、均一なアッシングが行われる。

したがって、ガスがより均一になるようにガス噴射口を
設けるとよく、このようにすることにより完全アッシン
グまでの処理時間を短縮できること、ウェハ表面にオゾ
ンをあててもウェハを傷め難いという利点がある。なお
、第５図（ｂ）、（Ｃ）中、点線で示す部分は、アッシ
ング前のレジストの表面位置（厚み）である。

さて、先の第６図等の特性グラフに見るように、ガス（
オゾン＋酸素）は、できるだけ冷却した状態で拡散板か
ら噴射されたほうがよい。

ところて、ウェハ載置台２０５と拡散板２００との距離
は、比較的近い。一方、ウェハ載置台２０５及びウェハ
２８は、反応湿度まで加熱装置２０６により加熱される
。したがって、拡散板２００は、ウェハ載置台２０５及
びウェハ２８側から放射される輻射熱等により加熱され
、拡散板２００の表面がｒｉｌｌ１度−１−ｈ’する傾
向にある。

その結果、噴射口付近でガスの湿度が七ｙｒ、　ｔ、て
ウェハ表面に供給される酸素原子ラジカルの１℃が減少
してしまう。特に、ギャップが大きいと熱の影響は多少
減少するが、酸素原子ラジカルの移動時間が長くなるの
で、湿度上昇の影響も含めてウェハ２８の表面に到達す
るまでに寿命が尽きてしまう酸素原子ラジカルも多くな
る。また、ギャップが小さすぎれば、ウェハ載置台２０
５側の湿度の影響を直接受け、拡散板２００の表面の１
＆１度Ｌ’Ａ’は、より高くなる傾向にある。しかも拡
散板２００から吹出すガスの流量によりその湿度ｊ−”
ｙ’＋’、値も相違して来る。

このようなことから、アッシング処理においては、より
最適な条件がある。第４図に見る反応形態においては、
ウェハの湿度が２００℃〜３５０℃程度にある場合、よ
り最適なギャップは、１〜３ｍｍ程度であって、ガスの
流量は、常温、常圧の条件ドで６＃ウエハでは、５．５
〜ｌ　７　ｓ　Ｊ！　／ｍｌｎ程度である。したがって
、これをウェハの単位表面積当たりの流（７１に換算す
ると、０．０３〜０゜Ｉ　ＳＪｔ／＋ｎｊｎ　＊　ｃｎ
？となる。

また、酸素原子ラジカルにより反応した二酸化炭素、−
酸化炭素、水等の反応生成物が、主に酸素（０２）によ
りウェハ表面から運び出されるということを考えると、
より効率のよいオゾンと酸素との屯に％がある。

すなわち、オゾン（０３）が少ないとアッシング前レー
ト（膜厚に対するス１１位時間の減少率）が低くなり、
均一性が落ちて効率がよくない。一方、オゾン（０３）
が多くて酸素（０２）が少ないとレートは高（なるが、
ウェハ表面」−で反応生成物のよどみが発生して反応速
度が落ちる。

このような点を考慮に入れると、最適なオゾンの市［１
１％としては、３屯ｉ、１０％から５　屯：’ｉｔ％程
度が適する。

さて、このようなことも考慮して均一なガスの噴射とと
もとに、できるだけ湿度の低いガスを噴射する噴射部の
冷却構造の具体例について次に説明する。

第１１図（ａ）に見る噴射部２２ｂは、拡散板２００の
内側面にも蛇管からなる冷却管２０４ａを配設し、これ
を冷却器２０４と連通したものであって、これは、ガス
噴射のためのスリット３１８を避ける状態でこれを蛇行
状に這わせたものである。

また、第１１図（ｂ）に見る噴射部２２ｂは、拡散板２
００の外側面（ウェハ２８側）に蛇管からなる冷却管２
０４ｂを配設し、これを冷却器２０４と連通したもので
あって、同様にスリ、ント３１８を避ける状態でこれを
蛇行して這わせたものである。なお、この場合、第１１
図（ａ）、（ｂ）においては、コーン部２０３の周囲に
配設した冷却器２０４を設けなくてもよい。

このようにすることにより、ウェハ載置台２０５側から
の熱輻射があっても拡散板２００の表面を低い状態に抑
制することができ、噴射するガスの湿度を抑えて、より
［目１１な条件ドで効率のよいアッシング処理を行うこ
とが可能となる。

第１１図（ｃ）、（ｄ）に見る噴射部２２ｃは、円錐形
状ではなく、円筒形状としたものであって、−１一部に
ガス拡散のためのドーム２２ｄを有していて、このドー
ム部分であらかじめガスを拡散してからスリットを打す
る拡散板３１１又は焼結合金２００ａの拡散板へと送り
込む。

特に、第１１図（ｃ）では円筒部の内部に蛇管状の冷却
Ｗ２０４　ｃを内蔵していて、同図（ｄ）は、噴射を均
一化するために、比較的大きな径のボール２００ｂをそ
の内部に充填している。なお、これらは外側に冷却器を
設けていないが、第１１図（ａＬ　　（ｂ）と同様に、
円筒部の外側に冷却管を這わせてもよいことはもちろん
である。

次に、ウェハ表面に、より均一・にガスを吹出し、さら
に、酸化反応を促進する［１的でウェハと拡散板とを相
対的に回転させる例について説明する。

第１２図（ａ）に見る噴射部３３は、拡散管３４とその
中央部で連通ずるガス導入管３５とからなっていて、ガ
ス導入管３６は、回転可能なようにチャンバ２９の天井
側で枢支されている。

ここで、拡散管３４は、その両端が閉塞されていて、そ
のウェハ２８の対向面側には、ガスを拡散して吹出す噴
射口３６，３８．　　・・・が所定間隔で複数配設され
ている。さらに、その端部側面（ウェハ表面と垂直とな
る側）の相げに背を向けて反対側の位置に噴射Ｌ１３７
．３８設けられていて、ここからガスが噴射されること
により、拡散管３４は、その反作用で自刃で回転する。

しかも、両端から噴射されるガスは、ウェハ２８の外周
より外側にあって、アッシング生成物を外側へと運搬す
る役割も果たす。なお、噴射口３６に代えて、拡散管３
４の下面に多孔質な物質を使用してもよい。

第１２図（ｂ）に見る例では、ウェハ載置台２０５を軸
支持して、チャンバ２９の床面側でこの軸を枢支してお
き、モータによりウェハ載置台２０５を回転させる構成
を採る例である。なお、噴射部２２ａは、第１２図（ａ
）に示すような管状のもの又は棒状のものであってもよ
い。

このような回転操作をした場合とそうでない場合の効果
について、比較してみると、回転方式を用いた場合に、
ウェハのレジストが排除される処理時間が短（なる。す
なわち回転方式と同一処理時間で回転させない場合とこ
れとを比較してみると、第１３図に見るように、回転さ
せない場合には、ウェハ中央部においては、レジストは
排除されているが、その周辺部では、レジスト残部４０
が除去されずに線条模様として残る現象が見られる。な
お、これは、６“ウェハについて行ったものである。

このようなことから回転処理は、アッシング処理時間の
短縮において有効であり、しかも、ウェハ中央部を除い
た周辺部のアッシング処理に効果を発揮するものといえ
る。特に、６″〜１０＃というような人（−１径ウエハ
に対しては有効なものである。なお、第１２図（ａ）の
場合には、自動的にガス噴射部が回転するので、装置が
？１１純となる利点があるが、ガスをそれだけ多（噴射
しなげればならない。一方、第１２図（ｂ）の場合には
、ウェハ載置台２０５側を回転するので装置は多少複雑
となるが、ガスの噴射量が少なくて済む利点がある。

次に、枚葉処理を行う場合の全体的な制御に関係するア
ッシング処理の終了検出について説明する。

第１４図に見るように、アッシング処理の終ｒは、排気
装置４の前にガス分析計７を介装する。

そして、ガス分析計７から得られる二酸化炭素（ＣＯ２
）ｃＪ度に対応する検出信号を終点判定／制御装置８に
入力して、二酸化炭素の濃度を監視し、この濃度がゼロ
又は所定値以下になったときにアッシング処理が終了し
たものと判定する。

ここで、終点判定／制御装置８は、内部にコンパレータ
と、マイクロプロセッサで構成されるコントローラとを
有していて、ガス分析計７の出力ヲ受けるコンパレータ
からアッシング処理終点検出仁号を受けて、アッシング
装置２．ガス導入パイプ（第２図のガス導入パイプ２０
２１！！（１）のガスバルブ及び昇降装置５（第２図で
はモータ２３０）を制御する。

すなわち、終点検出した時点で、ガス導入パイプのバル
ブを閉める信号・を発生して、ガスの噴射を停市する制
御をする。これと同時に９＋’降装置５にウェハ載置台
２１の降下信号を送出して、これを制御して、拡散板と
ウェハ載置台との間のギャップを大きくして、ウェハ載
置台（第２図の実施例では、噴射部）を待機位置に移動
させる。

昇降装置５から待機位置設定信号を受けた時点で、終点
判定／制御装置８は、ウェハ搬出側のロータ／アンロー
ダ部（第２図のローダ／アンロー１部２３ｂ参照）に連
通ずるゲートバルブ（第２図のゲートバルブ２２５）を
解放する制御信号をアッシング装置２へと送出する。こ
の信号を受けたアッシング装置２は、そのゲートバルブ
ヲ解放し、チャンバ（第２図のチャンバ２９　参照）　
トウエバ搬出側のローダ／アンローダ部とを連通させる
。

次に、終点判定／制御装置８は、搬出側ウェハハンドリ
ング機構（第２図の移送アーム２５ｂ）を作動する信ジ
ノ・をアッシング装置２へ送出する。

アッシング装置２は、この信号を受けて、ウェハ２８の
吸着保持を解除するとともに、ウェハハンドリング機構
を作動して、ウェハ載置台２１（第２図のウェハ載置台
２０５参１（Ｄ　、ｉｏのウェハ２８をピックアップし
てチャンバから搬出する。そしテウエハをベルト搬送機
構（第２図のベルト搬送機構２４ｂ参照）へと受は渡す
。

一方、搬出側ウェハハンドリング機構によるチャンバか
らのウェハの搬出が完了した時点で、アッシング装置２
は、終点判定／制御装置８にその完了信りを送出する。

そしてこの完了信号を受けた時点で、終点判定／制御装
置８は、ウェハ搬出側のローダ／アンローダ部に連通ず
るゲートバルブ（ゲートバルブ２２５）を閉塞する制御
信号をアッシング装置２へと送出して、そのバルブを閉
めてウェハ搬出側のローダ／アンローダ部を切離す。次
に、ウェハ搬入側のローダ／アンロータ部（第２図のロ
ーダ／アンローダ？Ａ＜　２３　ａ　参照）に連通ずる
バルブ（第２図のバルブ２２４）を解放する制御信号を
アッシング装置２へと送出する。

アッシング装置２は、そのバルブを解放し、チャンバと
ロータ／アンローダ部とを連通させる。

次に、終点判定／制御装置８は、搬入側ウェハハンドリ
ング機構（第２図の移送アーム２５ａ）を作動する信号
をアッシング装置２の送出する。

アッシング装置２は、搬入側ウェハハンドリング機構を
作動して、ウェハ２８をベルト搬送機構（第２図のベル
ト搬送機構２４ａ参照）からビックアンプして、これを
チャンバへと搬入してウェハ載置台２１（ウェハ載置台
２０５）へと設置する。

そしてウェハ載置台２１がこれを吸着保持する。

搬入側のウェハハンドリング機構のウェハ搬入完了が完
ｒし、そのアーム等がローダ／アンローダに視力ｉ１　
シた時点で、アッシング装置２は、終点判定／制御装置
８に搬入完了信号を送出する。

終点判定／制御装置８は、この信ｚツーを受けた時点で
ウェハ搬入ｒａｑＩのローダ／アンローダ部に連通する
バルブを閉塞する制御信シシ・をアッシング装置２へと
送出するとともに、昇降装置５にウェハ載置台２１のヒ
Ｆｉ’信号（第２図では噴射部２２の降ド信壮）を送出
する。

バルブを閉塞する制御化シンを受けたアッシング装置２
は、そのバルブを閉塞し、チャンバと搬入側のローダ／
アンローダ部とを切離す。一方、ウェハ載置台２１の」
１昇信号を受けた昇降装置５は、ウェハ載置台２１を制
御して、拡散板とウェハ載置台との間のギャップを反応
に必認なギャップに設定（反応位置に設定）する。

昇降装置５から反応位置設定信号を受けた時点で、終点
判定／制御装置８は、ガス導入パイプのバルブを開ける
信ｚシ・を発生して、ガスの噴射を開始する制御をする
。そして排気ガスを監視して終点判定処理に入る。

第１５図は、この場合のその排気ガス中における７二酸
化炭素の濃度変化を示したグラフである。

図に見るようにアンシング処理時間の経過に従って二酸
化炭素の濃度が徐々に増加して、一定値となり、酸化反
応空間のギャップとウェハの湿度、そしてガス流量が最
適な範囲での条件では、６＃ウエハにあっては１分以内
に、また、ギャップとウェハの湿度、そしてガス流１１
１に応じては、１〜数分でアッシング処理が完γし、そ
の濃度は、この時点で急激にゼロに近づいて行く。

そこで、アッシング処理の終点判定は、二酸化炭素の濃
度がゼロ又はゼロに近い−・定値を基準としてこれらを
コンパレータにより比較検出することで、検出できる。

ところで、最終判定の検出ガスは、二酸化炭素に限らず
、水、−酸化炭素もほぼ同様な特性となる。したがって
、こられについて、そのガスの量を計／Ｉｔｌｌ　ｔ、
てアッシング処理の終点を判定してもよい。

一方、このグラフに見るように、ガスの発生が一定値か
ら減少しはじめ、それがゼロになる傾斜傾向は、排気ガ
スにあっては、ぼぼ同様な特性となる。したがって、こ
の特性の変化点Ａ又は一定値以−ドに減少した点Ｂを検
出することで、その終−ｒ時点をｒ測できる。

減少した点Ｂの検出は、前記コンパレータの基準値を変
更すればよく、ｒ測終了点は、この検出時点に対して一
定時間をプラスすることで決定することかできる。

また、前記変化点Ａの検出は、微分回路とか、ピーク検
出回路とコンパレータとを組合せることにより＠弔に実
現できる。

ところで、排気ガスの晴が所定値以ドであることを検出
する場合には、第１４図に見るガス分析計７と終了判定
／制御装置８の判定部とは、ｌｉなる特定のガス量をそ
の特定値又は特定範囲で検出する検出器（ガスセンサ）
と、その検出信号から終了時点を判定する終点判定回路
（コンパレータとか、論理回路、又はマイクロプロセッ
サによる判定処理）とで足りる。一方、排気ガスの変化
点を検出する場合には、特定のガスの、＋１に対応する
信ジノ・を検出信弓として発生する計測器とか、センサ
、又は変化状態のみ検出するセンサが必要である。

以、ヒ説明してきたが、実施例にあっては、拡散板がウ
ェハの−１一部に配置されているが、これはウェハが１
−にあって、吊りさげられる形態として、拡散板側が下
から１−へとガスを吹」〕げる構成を採ってもよく、さ
らには、これらは、横力向に所定間隔のギャップをおい
て配置されていてもよい。

・災するに、これらの配置関係は、１−ドに限定される
ものではな（、一定の間隔を隔てて対向していればよい
。

また、ウェハのアッシング装置への搬入、搬出は、どの
ようなハンドリング機構を用いてもよく、実施例に限定
されないことはもちろんである。

実施例では、ウェハを搬入するためにウェハ載置台又は
拡散板のいずれか一方を相対的に移動してハンドリング
アームの挿入空間を確保している。

しかしこれらは、同時に相方とも−Ｌニド動してもよい
。

さらに、ベルト移送機構と、ブ１．ンヤ等によりウェハ
載置台にウエノ１を送り出す構成をとれば、拡散板とウ
ェハ設置台との間隔は狭くても済み、＋ｌｉｉ記ハンド
リングアーム等が侵入する拡大空間は不必殻となるので
、ウェハ載置台又は拡散板の」ニド移動機構は必須なも
のではない。

実施例では、ガスを噴射する場合を述べているが、これ
は、ｔｌｌに、反応空間にオゾン＋酸素のガスが流れ出
すだけでもよい。したがって、ｊｌｊに流出るだけのも
ので足りる。

また、実施例では、噴射部の構造は、円錐形状のもの９
円筒形状のもの、そして管状のものを掲げているが、例
えば円板状のものとか、ノズルのようなものでオゾン＋
ガスを噴射し、又は流出するようにしてもよ（、種々の
形状のものが適用できるものである。

冷却器は、反応条件に応じて採用すればよ（、必ずしも
必安ではない。また、その構造は、管に冷媒を流す場合
を挙げているが、これは、噴射部に直接冷媒が流れる二
重構造の空間を設けてもよく、水とか冷却空気をはじめ
各種の液体や気体、さらには、ペルチェ効果等を利用し
た冷却金属等により冷却してもよい。

拡散板は、均一・な多孔質の孔をイ１゛するものとして
焼結合金を利用した例を挙げているが、多孔質な祠料は
、金属に限定されるものではなく、セラミ、クス等種々
の材料を使用できることはもちろんである。

さらに、アッシング処理時における、ウェハの湿度は、
それが高ければ酸化反応速度も速くなるか、これは、ウ
ェハの搬入／搬出の速度とも関係することであって、必
ずしも高い（＋１’（に設定しな（でもよい。さらに、
その値は、オゾンの寿命時間から見ても、常２晶稈度又
はそれ以下で反応させることができる。また、オゾンの
重ｊｉ【％を高い値に設定できれば、常温よりさらに低
い値でも可能である。しかし現在の装置では、オゾンの
発生市眼％は、１０〜１３％程度前後が限界ではないか
と考えられる。

実施例では、アッシング対象としてレジストを中心とし
て説明しているが、従来技術でも述へたように、このよ
うなアッシング処理は、インクの除去をはじめ溶剤の除
去等各種のものに適用でき、酸化して除去できるものな
らばどのようなものであってもよい。

また、オゾンを酸素ガスに含有する場合を挙げているが
、酸素に限らず、オゾンと反応しないようなガス、特に
、Ｎ２　、Ａ　ｒ　、Ｎ　ｅ等のような不活性な各種の
ガスにオゾンを含有させて使用することができる。

［発明の効果コ以トの説明から理解できるように、この発明にあっては
、例えば、ウェハに対して所定間隔をおいて対向した位
置にオゾン流出部を設けてウェハとの間にオゾン＋酸素
のガス流れ空間を形成するものであって、このことによ
り、ウェハ而に新しいオゾンを供給しつづけ、酸素原子
ラジカルとウェハに被着された膜との酸化化学反応を促
進させるとともに、ラジカルでない酸素（０２）により
反応後に生じた二酸化炭素、−・酸化炭素及び水笠を気
化状態のままウェハ表面から移動、υ１出させることが
できる。

その結果、きわめて強い酸化作用を行う酸素原子ラジカ
ルに対してウェハ」−に被着された膜９例えば何機物の
膜に対してその反応面を酸素１ｓ：を丁ラジカルに効率
よく曝すことかできる。

したがって、高速なアッシング処理を行うことかｉｆｆ
能となり、枚葉処理に適するアッシング装置を実現でき
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明のアッシング方式を適用した一実施
例のアッシング処理システムのブロック図、第２図は、
同様な他の実施例であって、ウェハの搬送機構を含む全
体的な構成を示す断面説明図、第３図（ａ）及び（ｂ）
は、そのウェハ搬送機構における静電チャ、りの具体的
な説明図であって、（ａ）は同図（ｂ）のＩ−Ｉ断面図
、（ｂ）はその甲面図、第４図は、その反応部分の拡大
説明図、第５図（ａ）は、酸素原子ラジカルによる反応
と移動との関係を説明する図、第５図（ｂ）及び（Ｃ）
は、それぞれ拡故口旧１とウェハ而におけるアノ／フグ
状態との関係を説明する図、第６図は、オゾンの分解士
、減］υ１と拡散量１１部の湿度との関係を説明するグ
ラフである。また、第７図は、ウェハの表面を証度３００°Ｃにおけ
るとガス流；ルに対するアッシング速度の関係を説明す
るグラフ、第８図は、ウエノ１の表面ｌ見度３００°Ｃ
における拡散板とウェハ表面とのギャップに対するアッ
シング速度の関係を説明するグラフ、第９図は、ガスの
湿度とレジスト除去率との関係を示す説明図、第１０図
（ａ）、（ｂＬ　　（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）は
、それぞれ拡散板の開１１の具体例の説明図、第１１図
（ａ）＋（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、それぞれ噴射部に
おけるガスの冷却構造の具体例の説明図、第１２図（ａ
）は、ガス噴射部を回転させる方式の説明図、第１２図
（ｂ）は、ウエノ＼側を回転させる説明図、第１３図は
、同転させない場合のアッシング効果の説明図、第１４
図は、アッシング処理の終わりを判定するアッシング処
理システムの実施例のブロック図、第１５図は、そのυ
１．気ガス中における二酸化炭素の濃度変化のグラフ、
第１６図は、オソン濃度に対するアン／フグ速度の関係
を説明するグラフ、第１７図は、従来の紫外線によるア
ノンング装置の説明図である。１・・・アッシングシステム、２．２０・・・アッシン
グ装置、３・・・酸素ガス供給装置、３ａ・・・気体流５に調節器、３ｂ・・・オゾン発生器
、３ｃ・・・酸素供給源、４・・・υ１気装置、５・・
・シ１１．降装置、６・・・湿度調節器、７・・・ガス
分析計、８・・・終点判定／制御装置、１０ａ、ｆｏｂ
・・・静電チャック、２１・・・ウェハ載置台、２１ａ、２０Ｂ・・・加熱装置、２２．２２ａ、２２ｂ−ガス噴射部、２３　ａ　＋　　２３　ｂ　・”　’−ダ／アンローダ
部、２４ａ、２４ｂ・・・ベルト搬送機構部、２５ａ、
２５ｂ・・・移送アーム、２６ａ、２６ｂ・・・吸７ｔチャック、２８・・・ウェ
ハ、３１・・・スリット。 ↑、′ｒ許出出願人東京エレクトロン株式会社第３図（Ｑ）７１１ａ　　　　　１２ａ第４図第５図１フ２ａａ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ｌ
じＯ第６７第７図力叉康量（５１！／ｍ１ｎ）第　８　図第９図＄、取板を口ｌｌ賃　（０Ｃ〕第１１県（Ｃ）（ｄ）蕩１２１１］（ａ）　　　　　　　　　　　（ｂ）第１７図第１３二］Ｈ−；　１５　：２

Claims

【特許請求の範囲】

（１）オゾンを含有するガスが流れる流れ空間をウェハ
に接して設け、前記ウェハ表面に被着されている膜を酸
化して除去することを特徴とするアッシング方式。
（２）流れ空間は、オゾンを含有するガスを流出する流
出部をウェハに対して所定間隔離れて対向配置すること
により形成され、前記ウェハは加熱されることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載のアッシング方式。
（３）対向配置は、流出部が上であり、ウェハの加熱湿
度は、１５０〜５００℃であることを特徴とする特許請
求の範囲第２項記載のアッシング方式。
（４）ウェハ又は流出部の少なくとも一方が上下移動す
ることを特徴とする特許請求の範囲第３項記載のアッシ
ング方式。