JPS62165927A - アツシング方式 - 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】 ［産業−１一の利用分野］ 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
ウェハ上のフォトレノスト膜（以ド甲にレジスト）を酸
化することで除去する枚便処理に適したアッシング方式
に関する。

［従来の技術コ 半導体集積回路の微細パターンの形成は、　・般に露光
及び現像によって形成された有機品分ｒ・のレジスト膜
をマスクとして用い、ウェハ１・、に形成されたド地膜
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
ソチング過程を経た後にはウェハの表面から除去される
必認がある。このような場合のレジス１・を除去する処
理としてアッシング方式が行われる。

このアン７ング処理は、レジストリソピング。

ンリコンウエハ、マスクの洗θ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、丁導体プロセス
のドライクリーニング処理を行う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、レジスト
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、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、゛ト導体集積回路
の電気的特性に悪影響を′ｊ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１１（１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ｒへのダメージかはとんとないため、素子を
傷つけず、効率的なストリッ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毛直に配置され、処理室ｌＯＯの上
目≦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１
０２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、人［−１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葉処理方式
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
ェハへの損傷を与えるない利点はあるが、ハツチ処理で
ある関係から時間がかかる欠点がある。しかも、中なる
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人〜１５００人／ｍｉｎ程度に過ぎ
ない。

しかしながら、人に１径に適するウェハの枚葉処理にあ
っては、その処理速度として通常１μ〜２７１ｍ／ｎｔ
ｔｎ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（］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
雪を解決するとともに、アッシング曲度が大きく、しか
も紫外線等を用いないでも済むようなアッシング方式を
提供することを目的とする。

［問題点を解決するための−Ｌ段コ このような１−１的を達成するためのこの発明のアッシ
ング方式におけるＬ段は、オゾンを金白するガスか流れ
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するものであって、ガスの
流出時のｔｉ１１１度が１５〜５０′Ｃの範囲にあると
いうものである。

［作用］ 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
オゾン流出部を説けて、ウェハとの間にオゾン＋酸素ガ
スの流れ空間を形成し、そこへ流出するオゾン＋酸素ガ
スの温度を１５〜５０’Ｃの範囲に設定することにより
、効ヰくよくウェハ而に新しいオゾンを供給しつづける
ことができ、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できるとともに、ラジカルでな
い酸素（０２）により反応後に生じた一酸化炭素、−・
酸化炭素及び水等を気化状咀のままウェハ表面から移動
、υ１°出させることかできる。

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１−に被着された膜１例えば０機物の
膜に対してその反応面を酸素原子ラジカルに効率よく曝
すことができる。

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

［実施例］ 以ド、この発明の−・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効果を適用した一実施
例のアッシング処理７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・１４而図、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、それぞれ拡散量１−１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゛１′減期と拡散１ｊ旧１部の温度との関係を説明
するグラフである。

また、第７図は、ウェハの表面温度３００℃におけると
ガス流ｉｋ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、ウェハの表面温度３００℃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、ガスの温度とレジ
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）、（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、ウェハ側を同転させる
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７ステムの実施例のブロック図、
第１５図は、そのす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
ンを含介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
−ド移動させるシ１′降装置５、そしてウェハ載置台２
１に内設された加熱装置２Ｌａの発熱状態を調節してウ
ェハの１１１λ度を制御する１１１＾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ｉＩＵ調節
器３ａと、オゾン発生器３ｂ１酸素供給源３Ｃとを備え
ていて、オゾン濃度、気体流（ｉ１ア。

ソング装置２（処理室）内の気体目当は、これら気体流
：１１調節器３ａ、　　オゾン発生’！＋’ｉ　３　ｂ
　＋酸素供給’ｔｈｒＬ　３　ｃと、υｌ気装置４との
関係で調整される。

１２１にアノ７ング装置２に供給されるオゾン濃度につ
いては、オゾン発生に＋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（１′１保持するものであっ
て、保持されたウェハ２８の温度は、ｔ７１１１度調節
器６により所定値に維持される。

ウェハ２８の−に部には、その表面から０．５〜２０ｍ
ｍ程度の間隔を隔ててオゾン＋酸素ガスを噴射する円１
１ｉ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
土性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Ｗ降装置により１−駆動させてもよ
い。

噴射？Ｖ２２は、ＳＯ８（ステンレススチール）又はＡ
Ｊｉ等で構成されていて、そのウェハ２８対向而に、ウ
ェハ２８の表面と下行となる円板状の拡散板部２２ａ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Ｙ＋’降装置５により降ドされて
、この拡散板部２２とウェハ２８との間の空間が拡大し
、その空間につエバ搬送機構のアームか侵入することで
行われる。

さて、アッシング装置としては、ウェハ載置台２１１ｔ
のウェハ２８を１５０℃〜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で調整する。そして、このオゾン
を含有する酸素ガス。

例えば、３ヌル１５ヌ／ｌｌｌ１ｎ程度を処理室である
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７００〜２００　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１ユ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／アンローダ部２３ａ、２
３ｂと、これらローダ／アンローダ部２３ａ、２３ｂ内
部にそれぞれ設置されたベルト搬送機構２４　ａ　＋　
　２４１）とから構成されている。

ここでは、ローダ／アンローダｆｆｉ＜２３ａ、ベルト
搬送機構２４ａ側がウエノ１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２４ｂ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、
ど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つだけであってもよい。

なお、図示されていないが、ベルト搬送機構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ッジが設置されていて、こ
のカートリッジが１−上移動することにより、処理１）
１１のウエノ＼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７ｍ＜　２３　ｂからベルト搬送機構２４１
）を経てカートリノン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ＳＵＳ、Ａヌ或いはＴＩＮ
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−（一部に所定間隔をおいてガス
噴射部２２ａが−１−ド移動ｒｊＪ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［−に接続されたコーン部２０３とからなる円錐形
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１１において接続され、導入
パイプ２０２は、ＳＵＳ等で構成される金属蛇腹２０１
で−１−ド移動１工能に密閉包囲されていて、この４人
パイプ２０２からアッシングのための反応に必認なオゾ
ン＋酸素ガスが導入される。

２０４は、コーンｆｆｌ＜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２０３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、冷媒がコーン部２０３の一
部側から導入されて、そのＪ′ｌ′１点品分でυ１出さ
れ、外部に導かれる構成である。

一方、拡散板２００は、第４図に見るように、ガスを１
欠く出すためのスリット（開「１）　３１を打していて
、冷却されたオゾン＋酸素ガスを均一にウェハ２８の表
面へと吹出す。

拡散板２００は、その周辺部においてほぼ１２００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−ド移動する。

その駆動は、ポールスクリュウ−機構２３１，２３２．
２３３のボール都２３４，２３５，２３８（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の昇降機構は、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く、エアーシリ
ンダ等を用いて直接１・、ド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２２ａが１−シ１１
状態（待機位置）にあって、ウェハ２８がウエハ載置台
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ｒＭ＜　２２　ａ
か降ドした場合には、拡散板２００の吹出し而か、ウェ
ハ表面から０．５〜ｆｉｍｍ、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１−８部
に位置付けられ、ウェハ載置台２０５１−のウェハ２８
の表面にガスを供給する状態となる。

ナオ、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１％を′ｊえず、これを）夏うように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？′１チャック部であって、１０ａは、吸着チャッ
ク部２６ａの本体に対して」ニド動する、吸（″１チャ
ック？η５２６ａ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１０２Ｉにｌｊ９　？
’ｔされている状態を小している。なお、この場合のウ
ェハの吸着は、ｆ′ｌ圧による吸着でもよく、機械的な
侠１、冒す１）保持によってもよい。

移送アーム２５ａは、ローダ／アンロー７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２０のウェハ載置台２０５と
の間を進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７リ
ンダ或いはエアシリンダ等で構成していてもよい。

ここで、フロッグ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ＩＩ）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、その支持具２７ａを回転
１−ＩＪ能にすれば、同様にベルト搬送機構側からウェ
ハをピックアップして、反転してチャンバ側に搬送する
こともｉ＋ｆ能であり、このような場合にあっても装置
全体を小ノー”（なものとして実現できる。

さて、ローダ／アンローダ部２３１）にも、対称関係で
同様なフロンブレツブ搬送機構形の移送アー１．２５ｂ
、吸着チャック部２６ｂ、その静電チャックｊｏｂ、そ
して支ｔ！ｊ只２７１〕がそれぞれ設けられている。な
お、図では、静電チャック１０１）には、処理済みのウ
ェハ２８が吸着されている。

そこで、ウェハ載置台２０５には、ｆ′ｌ圧吸７ｔのた
めの孔２２０が複数個設けられている。また、ウェハ載
置台２０５の周囲には、反応後の排気ガスをできるたけ
均等にｊＪＦ出するために、環状に所定間隔で設けられ
た複数の１１１気１１旧＋２１９，２１９・・・かりン
グプレート２２２に設けられていて、このリングプレー
ト２２２は、ウェハ載置台２０５の１１面より少しド（
ｒ’ｔ’、　ｉ〆１：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υｌ気する
υ１．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、均等に排気か行
われように２つ乃至は、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ａ送機構２４
ａ、２４ｂの搬送ベルトであり、２１７゜２１８は、ロ
ーダ／アンローダｆｆｉ＜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、１′〔空ポンプによりｉｌｌｌｌ才気ようにし
てもよい。

次に、この装置の動作について説明すると、噴射部２２
ａがｌ−弁状態に１１シ定され、待機位置に保持されて
、ガス導入１’＋２０２のバルブが閉じられているとす
る。

ゲートバルブ２２４，２２５か閉じられていると、チャ
ンバ２０１内は、常圧に近い減１Ｆ状態にある。

なお、第１図のウェハ設置台２１をシ１１降するものに
あっては、？＋’降装同装置５動してウェハ載置台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、その静電チャック１０ａを降ドさ
せ、これに電圧を印加して吸着チャック２８ａにより吸
着する。そしてこの静電チャック１０ａを上昇させて、
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２０５
Ｉ−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２８を
白市落ドさせる。そしてウェハ載置台２０５側にｆ″ｌ
ｌ＋−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ｌＪ＋’させた後、搬送ア
ーム２５ａを縮小して吸着チャック２（３ａをローダ／
アンローダ部２３ａへと戻す。吸？′ｔ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２
２４を閉めて、噴射部２２ａを反応位置まで降ドさせて
、第４図に見る反応位置に拡散板２００を設定する。

なお、第１図に見るアノ７ング装置２の場合には、ウェ
ハ載置台２１が上シ１′装置５により１−シメすること
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の温度を監視して、所定のアッシン
グ処理温度になったら、ただちにガス導入１１２０２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の表面にオゾン士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、排気装置４により
排気管２２１，２２３を経てυ１気される。

アノ７ング装置が完了した時点（例えばｌ　１１１ｉｎ
〜数ｍｉｎ　）で、ガス導入Ｌｌ　２０２のバルブを閉
めて、拡散板２００を待機位置までｌニジ＋’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２
５ｂを伸張し、吸着チャック２６ｂをウェハ載置台２０
５１ユに移動して、その先端側の静電チャック１０ｂを
降ドさせてこれに電圧を印加する。そしてアンソング処
理済みのウェハ２８をウェハ載置台２０５Ｉ−で吸着し
て静電チャ、りｔｏｂを１．９＋’させてピックアップ
する。そして静電チャック１０ａを上！？ｉ’させた後
、搬送アーム２５１）を縮小して処理済みのウェハ２８
をローダ／アンローダ部２３１）へと搬出する。

このようにしてローダ／アンローダ部２３ｂへと搬出さ
れたウェハは、ローダ／アンローダ部２３ｂからベルト
搬送機＋１■２４１）へと渡されてカートリソ／に収納
されてア７／ング処ｒ１１１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一ついＣ１説明する。

なお、第１図において静電チャック１０ａ。

１０ｂは、同一・の構成となるため、以ドの説明におい
ては、静電チャ、り１０を以て１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
用静電チャンク１０の電極部１７は、裏面内部に゛１４
円形の窪みｆｆ１Ｎ１ａ、１２ａをそれぞれ設けた１へ
円板状の金属等の導体よりなる第１゜第２の電極１１．
１２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１−げて搬送することを“反末される場合が
圧倒的に多い。そこで前記電極）■≦１７は、静電吸７
Ｆ千ヤソクとしてウェハ搬送装置に吊りドげられた状態
で、その吸着面側が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１）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、り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゛１４円状の外周に幅Ｗの部分
を残して、内ｉｎ＜が凹状に窪み（深さｈ）、この幅Ｗ
の部分が゛１′導体ウェハの吸着部１５．１８となって
いる。吸着部１５．１６のそれぞれその表面には、＋ｌ
ｉｌ記絶縁膜１３．１４の一部として絶Ｍ膜Ｌ　５　ａ
、　　３．８　ａ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
仝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、アノ／フグ処理においては、オゾ
ン＋酸素ガス供給装置３から供給されたオノ′／は、噴
射ｆｆｌ＜２２ａ（又は噴射部２２以ド同じ）の内部で
は、次のような熱・ｌｉ？ｉ’状態となっている。

０３ヰ０２＋０ この場合のオノ゛ンが分解して（−）られる酸素原子ラ
ジカルＯのスト命は、温度に依存し、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、１部度が上ｈ′４すると急激にその寿命が短く
なる。

−・方、酸素原子ラジカルによるアラソング処理は、酸
化化学反応であり、それは、１ｉｌｌ１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７四となる。そこでウ
ェハ２８の表面にいかに効・ネ（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ラソング処理は、ウェハ２８の表
面に効率よく、酸素ｊ京ｒ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υｌ除するものであって、
このような生成物の＋ＪＩ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、アン７ング速度を枚葉処
理に適するような処理油１床まで向１−させることがで
きる。

したがって、酸素＋３１　Ｊ’ラジカルを供給するとと
もに、反応１１成物をυ１・除する適切なガスの流れ空
間を作ることが市′〃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の加熱温度を高（採れ
ば、ウェハ表面に対して０．５〜Ｈｍｍ程度になるよう
にすることが７認となる。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、
その最外開１１位置（第４図のス’Ｊ　ノド３１　ａ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ｆ１月領域
を形成して中心部側からの生成ガスをより速（ウェハ外
周より外側に運搬し、υ１出するものである。

その結果、ウェハ表面へのすシ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シ／十酸素は、
例えば２５〜５０℃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高くなる。

そして、オゾン（０３，０２＋０）と酸素０２が拡散板
２００の開［１部から噴射したとたんに高温シメ囲気に
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、ウェハ表面に波？゛トされて
いる膜をア、／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
た一酸化炭素、　・酸化炭素及び気化状態の水は、１１
ｉ１１１．’ｌに１−シＩ′、シて拡ｌ牧板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＋Ｊ＋除され、リノグプ
レー１−２２２の排気１）旧−１２１９からυ１気管２
２１゜２２３へと運ばれ、排気装置に４により順次υＩ
気される。

したかって、ウェハ２８の表面は、常に酸素原ｒランカ
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、ウェハ２８の
表面部分であって、２８　＋）は、ウェハ２８に被ｊ“
′ｔされたレジストの部分であり、矢印３２は、拡散１
ｆｉ２２００からのオゾン＋酸素ガスの流れを小してい
る。

ここで、ウェハｌ！、１度を３００℃に採り、ウェハ載
置台２０５の表面と拡散板２００（噴射に１側で）との
間隔（ギャップ）をパラメータとして、拡散板２００の
１１旧−１部における標準状態（常温、常圧条件ド）の
ガス’／’Ａｉ　ｊ、！：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＃ウエハては、
２ｓＪ！前後から４０ｓＪの範囲（ｓ！２：常温、常圧
換算でのｌイＬ；、１゜）で、特に高速のアソ７ング処
理かＩＩＪ能であって、４０　ｓ　、！’　／ｍｉｎ程
度から徐々に飽和する方向となる。

この流；１１を・般のウェハ径に対応させるために、ウ
ェハの９’　６’＋而積当たりの流；Ｉ（に換算すると
、０゜０１〜０．２５ｓλ／ｍ１ｎｅｅｄとなる。

また、ウェハの表面／−ａ度３００℃において、拡散板
とウェハ表面とのギヤングに対するアッシング速度の関
係をガス流ｆ＋ｌ：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２０ｍｍ以１−では、ガス
の噴射流；１１に関係なく、一定（＋１′１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温度とレジス
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　ｗｉｎとした場合、ガス流Ｘ１１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ｔｕ度を２００℃程度に１−げろと、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−ｌユ加熱して反応
を行う場合にあっては、噴射するガス（オゾン＋酸素）
は、冷却することか好ましい。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ｌ晶度か１５〜
５０℃にあることである。

このことは、第６図で見てきた、オゾン分解半絨期の特
性とも一致する。

また、第１６図に見るように、オゾン濃度に対するアッ
シング速度の関係を調査して見ると、オゾン濃度を一１
ｈ’させるに従って、アッシング速度がｌＪ＋’する関
係にある。しかし１０１Ｒｉｉｋ％程度以１°９ては飽
和方向に移行する。なお、この特性は、６“ウェハに対
するもので、その温度か２５０℃であって、ガス流電が
５ｓλ／ｍｉｎ、チャンバ内圧力が７００Ｔｏｒｒ程度
としてエツチング−Ｉ−程においてプラズマ照射により
嫂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
１一部に流動ガス空間を形成して、オゾンを金白したカ
スをウェハに噴射させ又は流出させることにより、１部
数μｍ／ｍｉｎのアッ／ング処理かＩＩＪ能となる。そ
してこれは、枚葉処理に適し、かつ人１１径ウェハの処
理に適するア、７ングを実現させる。

第１０図（ａ）〜（ｄ）は、ウェハの表面に均一にオゾ
ン＋酸素ガスを噴射する拡散板２００の具体例の説明図
である。

第１０図（ａ）は、４つの弧状のスリ、ト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ＩＦ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１１す；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リ７ト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、名札
３１４は、外側に向かって少し人きくなっている。第１
０図（ｄ）は、ア゛ト結合金２００ａを拡散板２００と
して用いたものであって、板全面にＩ；１：って多孔質
な孔３１５を均・に自している。

そして、第１０図（ｅ）では、噴射Ｎ　３１６か１ｌＩ
７＋ｊ巻き状に形）戊され、第［０図（［）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
検討するために、第１０図（ｆ）のように孔をまばらに
開けた場合と、第１Ｏ図（ｄ）の焼結合金２００ａのよ
うに多孔質の孔が均一・に分７１】シている場合とを比
較してみると、＋）ｉ７者の場合には、第５図（１））
に見るように、レノスト部分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ｔ１つむらかできる。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。

したかって、ガスがより均一になるようにガス噴射１−
１を設けるとよく、このようにすることにより完″ｉト
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１）；ｉのレジストの表面位置（厚み）で
ある。

さて、先の第６図界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。

ところで、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、反応温度まで加熱装置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の表面が温度Ｉ　Ｆｉ’する傾向にある
。

その結果、噴射「１付近でガスの温度が一１ｚ　ｈｏし
てウェハ表面に供給される酸素原子ラジカルの：、Ｖ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ｒ・ラジカルの移動時間が長く
なるので、温度Ｌ　ｈ’の影響も含めてウェハ２８の表
面に到達するまでにノミ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２０５側の温度の影響を直接受け、拡散板２０
０の表面の温度−Ｌ５１′は、より高（なる傾向にある
。しかも拡散板２００から吹出すガスの流；１１により
そのｔ！ｌＪ度１−屁値も相違して来る。

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（７）　ｉ’Ｌ１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１１士は、常温、常圧の条件ドで６″ウ
エハでは、５．５〜１７　ｓ　ｉ’　／ｍｌｎ程度であ
る。したがって、これをウェハの中位表面積当たりの流
：１１に換算するさ、０．０３〜０゜１ｓλ／ｍ１ｎｃ
ｅぜとなる。

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、１ヨに酸素（０２）に
よりウェハ表面がら便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千°１ｉ１％かある
。

すなわち、オゾン（０３）か少ないとア、／ノグのレー
ト（膜厚に対する栄位時間の減少率）が低くなり、均・
性か落ちて効率かよくない。　・方、オゾン（０３）か
多くて酸素（ｏ２）が少ないとレートは高（なるが、ウ
ェハ表面にて反応生成物のよどみか発生して反応速度が
落ちる。

このような点を４慮に入れると、最適なオゾンのｌ″ｒ
＋、：　ｊｌｔ％としては、３Φ場１％から５市ｊｉ１
％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、できるだけ温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（εｌ）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
行状に伝わせたものである。

また、第１１図（ｂ）に５−、！、る噴射部２２ｂは、
拡散板２００の外側面（ウェハ２８側）に蛇管からなる
冷却管２０４１）を配設し、これを冷却器２０４と連通
したものであって、同様にスリット３１８を避ける状態
でこれを蛇１Ｊルて口わせたものである。なお、この場
合、第１１図（ａ）、（１））においては、コーン部２
０３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１ｉｔａ度を抑えて
、より自由な条件下で効率のよいアン７グ処理を行うこ
とか＋ｒＪ能となる。

第１１図（ｅ）、（ｄ）に見る噴射部２２ｃは、田用、
形状ではなく、円筒形状としたものであって、！・部に
ガス拡散のためのドーム２２ｄをＣ１でいて、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有す
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（ｅ）では円筒部の内部に蛇管状の冷却
器２０４　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２．ＯＯｂを
その内部に充用している。なお、これらは外側に冷却器
を設けていないが、第１１図（ａ）、（ｂ）と同様に、
円ＣＩ’　Ｍ＜の外側に冷却管を信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ｌＩ的でウェハと拡ａ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３５七からなっていて、ガ
ス導入管３６は、回転１■能なようにチャンバ２９の天
井側で枢支されている９、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１１３８．３８．　−・・
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１■直となる側）の相ｔｌ）に背を向
けて反対側の位置に噴射１１３７．３８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宋たす。なお
、噴射ｎ　３６に代えて、拡散管３４のｒ而に多孔質な
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の床面側でこの袖を枢支してお
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２２２１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、回転力式を用いた場合に、
ウェハのレジストかυ１除される処理１１、冒：１１が
短くなる。すなわち回転方式と同一・処理時間で同転さ
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か、その周辺部では、レ
ノスト残部４０か除去されずに線条模様として残る現象
か見られる。なお、これは、６″ウエハについて１Ｊ・
ったものである。

このようなことから回転処理は、アノ／フグ処ｐｌＢ１
１．ＩＩ間の短縮においてイ１゛効であり、しかも、つ
エバ中央部を除いた周辺部のアン７ング処理に効果を発
揮するものといえる。↑、冒こ、６”〜１０″というよ
うな人１−１径ウェハに対してはイｆ効なものである。

なお、第１２図（＝Ｓ　）の場合には、自動的にガス噴
射部が回転するので、装置がｒｌｊ純となる利点がある
が、ガスをそれたけ多（噴射しなければならない。一方
、第１２図（ｂ）の場合には、ウェハ載置台２０５側を
同転するので装置は多少複雑となるが、ガスの噴射１１
１か少な（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
ン７ング処理の終ｒ検出について説明する。

第１４図に見るように、アン／フグ処理の終ｒは、１）
１気装置４の前にガス分析１１１７を介装する。

そして、ガス分析１；１７から？１すられる二酸化炭素
（ＣＯ２）　／’ａ度に対応する検出イバーノを終点判
定／制御装置８に人力して、−酸化炭素のｔ農度を’ｒ
＝“視し、この濃度がゼロ又は所定値以ドになったとき
にアッシング処理か終Ｊ’したものと判定する。

ここて、終７．’、ｊ刊定／制御装置８は、内部にコン
パレータき、マイクロブロセ、すて構成されるコントロ
ーラとを有していて、ガス分析、＋＋７の出力を受ける
コンパレータからアノ／フグ処理終点検出（，１シシを
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２０２　参！ｉ（１）のガスバルブ及び
ｙ１′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−フを発生して、ガスの噴射を停車する制
御をする。これと同時にｈ１降装置５にウェハ載置台２
１の降下信−ノ・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ヤングを大きくして、ウェハ
載置台（第２図の実施例では、噴射７１＜　）を待機位
置に移動させる。

ｈ’降装置５から１．１１機位置設定イ；：号を受けた
時点て、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（第２図のローダ／アンローダｑ＜　
２３　ｂ　Ｓ！！（（）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４＋−’：　
ＳＪ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、そのゲートバルブを解放し、
チャンバ（第２図のチャンバ２９参！！（Ｄとウェハ搬
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、搬出側ウエノλハンド
リング機構（第２図の移送アーム２５ｂ）を作動する信
号・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、ウニ／Ｘ２８
の吸７を保持を解除するとともに、ウエノ＼／％ンドリ
ング機構を作動して、ウエノ１載置台２１（第２図のウ
ェハ載置台２０５参照）ｌ−のウエノ１２８をピックア
ップしてチャンバから搬出する。そしてウェハをベルト
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−ｒ信シ」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
０１１　’ＡＡｓ２、ウェハ搬出側のローダ／アンロー
ダ３１（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ｔ−ｊ’　”’Ｊ°をアッシング装置
２へと送出して、そのバルブを閉メチウェハ搬出側のロ
ーダ／アンローダ部を切離す。次に、ウェハ搬入側のロ
ーダ／アンローダ部（第２図のローダ／アンローダ韻２
３２Ｉ参！ｌ（１）に連通ずるバルブ（第２図のバルブ
２２４）を解放する制御イ１着ノをアッシング装置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
ローダ／アンローダ部とを連通させる。

次に、終点判定／　；ｆｉｌ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
動する信シ３°をアッシング装置２の送出する。

アッシング装置２は、搬入側ウニノー／％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）からピンクアップして、こ
れをチャンバへと搬入してウエノ１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かこれを吸イ″°１保１、）す
る。

搬入側のウニ／”ｔハンドリング機構のウニｌ［Ａ完了
が完ｒし、そのアーム等がローダ／アンローダに車力＋
ｌ　Ｌ、た時点で、アッシング装置２は、終点判定／制
御装置８に搬入完了仁−ｊ・を送出する。

終点判定／制御装置８は、この信−じ゛を受けた時点で
ウェハ搬入側のローダ／アンローダ部に連通するバルブ
を閉塞する制御４＋”；　’Ｊをアッシング装置２へと
送出するとともに、５ｉ’降装置５にウェハ載置台２１
のＩ−ｈ’信−）・（第２図では噴射部２２の降ド信シ
ｊ）を送出する。

バルブを閉塞する制御信号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。−ツバウェハ載置台２１のｌ＝
　！Ｍ’信シナを受けたシ１′降装置５は、ウェハ載置
台２１を制御して、拡散板とウエノ、１ｔｌｉ置台との
間のギヤングを反応に必・易なギャップに設定（反応位
置に設定）する。

シ１′降装置５から反応位置設定４＋”＋”Ｊを受けた
１１，５点で、終点判定／制御装置８は、カス導入バイ
ブのバルブを開ける４＋’（”Ｊを発生して、カスの噴
射を開始する制御をする。そして排気ガスを’乙視して
終点判定処理に入る。

第１５図は、この場合のその排気プｊス中における一１
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ソング処理＋１Ｓ間の経過に従って
゛酸化炭素のｌ農肋が徐々に増加して、−・定値となり
、酸化反応空間のギャップとウェハの温度、そしてガス
ｉ　ｆｉｌが最適な範囲での条件では、６“ウェハにあ
っては１分以内に、また、ギャップとウェハのｌｉ＋ａ
度、そしてガスＭＬ　ｉｉ）に応じては、１〜数分でア
ッシング処理が完了し、その濃度は、この１１、一点て
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一定値を基をとしてこれらをコ
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；−１１を計測してアノ
／フグ処理の終点を判定１７てもよい。

・方、このグラフに見るように、ガスの発生か・定値か
ら減少しはじめ、それかゼロになる傾斜傾向は、υ１気
ガスにあっては、ぼぼ同様な特性となる。したかって、
この↑、５↑ノ１の変化点Ａ又は一定値以−ドに減少し
た点Ｂを検１ｊすることで、その終ｒ時点をｐ測できる
。

減少した点Ｂの検出は、ｌｌ’ｌ記フンパレータのノ１
（準値を変更すればよく、予測終ｒ点は、この検出１１
、’１点に対して−・定時間をプラスすることで決定す
ることができる。

また、＋ｌ’ｌ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簡
ｒｌｊに実現できる。

ところで、υ１気ガスの６１が所定値以下であることを
検出する場合には、第１４図に見るガス分析、；１７と
終了判定／制御装置８の判定部とは、弔なる牛、一定の
ガス［，１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、その検出イ０．すから終ｒ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ょる判定処理）とで足りる。　
一方、υ１気ガスの変化点を検出する場合には、特定の
ガスの；旧こ対応する（１ニーじを検出器−じとして発
生する。ｔｌｌ測色か、センサ、又は変化状態のみ検出
するセンサが７凹である。

以１・説明してきたか、実施例にあっては、拡散板かウ
ェハのＩｒ、　、’ｄ＜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
散板側かドから−１，へとガスを吹１−げる構成を採っ
てもよく、さらには、これらは、横方向に所定間隔のギ
ャップをおいて配置されていてもよい。

′皮するに、これらの配置関係は、１．ドに限定される
ものではなく、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処理への搬入、搬出は、七の
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力を相対的に移動してハントリング
アーｔ・の挿入空間を確保している。

しかしこれらは、ｉｉｌ　１１．’Ｈに相方とも１・、
上移動してもよい。

サラに、ベルＩ−、Ｆ＞送機構と、ブ、／ヤ等によりウ
ェハ載置台にウェハを送り出す１７．￥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、：）；ｉ
記ハンドリングアーム等が侵入する拡大空間は不必要と
なるので、ウェハ載置台又は拡散板の１−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、？１櫓こ、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、１ｌｊＪこ流出るだけの
もので足りる。

また、実施例では、噴射部の構造は、田川形状のもの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すシン＋
ガスを噴射し、又は流出するようにしてもよく、種々の
形状のものが１凶川できるものである。

したかって、この明細１１：における甲板部には、棒状
のものを回転することで、その軌跡が・１・板と均等な
ガスの流れを形成するものを含めるものである。

冷却器の構造は、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Ｔするものとして焼結
合金を利用した例を挙げているが、多孔質な材料は、金
属に限定されるものではなく、セラミックス等種々の材
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、ウェハの温度は、
それか高ければ酸化反応速度も速くなるが、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
ずしも高い値に設定しなくてもよい。さらに、その（ｏ
′Ｉは、オゾンの寿命１１．５間から見ても、常／Ａ１
程度又はそれ以ドで反応させることかできる。また、オ
ゾンの重ｆｉｔ％を高い値に設定できれば、常７ｋｌ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
、オゾンの発生子：Ｅｋ％は、１０〜１３％程度１；ｆ
後か限界ではないかとシえられる。

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、従来技術でも述べたように、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
、Ｎ、）　＋　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−Ｉ−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＋
酸素ガスの流れ空間を形成し、そこへ流出するオゾン＋
酸素ガスのｌ！ｎ１度を１５〜５０　’Ｃの範囲に設定
することにより、効率よくウェハ而に新しいオゾンを供
給しつづけることができ、酸素原−ｒ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できるとともに
、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１−に被着された膜１例えば有機物の
膜に対してその反応面を酸素原−ｒラジカルに効率よく
曝すことができる。

したかって、高速なアッシング処理を行うことが１■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、この発明のアノ７ング力式を適用した　・実
施例のアノ／フグ処理ンステｔ、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（３Ｌ）及び
（１））は、そのウェハ搬送機構における静電チャック
の長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・１４而図、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、それぞれ拡散量１−１とウェハ而にお
けるア、ソング状態との関係を説明する図、第６図は、
オゾンの分解゛１へ減期と拡散量Ｌｔ　ｍ＜の温度との
関係を説明するグラフである。 また、第７図は、ウェハの表面温度３００　’Ｃにおけ
るとガス流ｔ１ｔに対するアッ／ング速度の関係を説明
するグラフ、第８図は、ウェハの表面温度３００℃にお
ける拡散板とウェハ表面とのギヤ、。 プに対するア、・、シング速度の関係を１詠明するグラ
フ、第９図は、ガスのｌ！ｌ１１度とレジスト除去棒（
との関係を示す説明図、第ｉｏ図（ａ）、（ｂ）、（ｃ
）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）は、それぞれ拡散板の開１
−１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一°、
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、第１
７図は、従来の紫外線によるアッシ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ｌｉｔ調節器、３ｂ・・・オゾン発生
器、３ｃ・・・酸素イハ給源、４・・・ｖ１゛気装置、
５・・・’ｙ−＋’降装置、６・・・ｌｕ度調節器、７
・・・ガス分析計、８・・・終点判定／制御装置、１０
ａ、１０ｂ・・・静電チャック、 ２１・・・ウェハ載置台、 ２１ａ、２０Ｂ・・・加ｐ８ＡＡ置、 ２２．２２ａ、２２ｂ・・・ガス噴射部、２３　ａ　＋
　　２３　ｂ　＝・ローダ／アンローダ■≦、２４ａ、
２４ｂ・・・ベルト搬送機構部、２５ａ、２５ｂ＝移送
アーム、 ２８ａ、２６ｂ・・・吸７ｔチャック、２８・・・ウェ
ハ、３１・・・スリット。 特許出願人　東京エレクトロン株式会社第３図 １１ａ　　　　　１２ａ 第４図 范５図 第６７ 第７図 ウジＩ鞄　χΩ℃　　　　ウェハ糧　６イ７＋−ｒｉ’
ｘＪ＋　（５２７ｍｉｎ） 第８図 第９区 ｆ、取板と０５１７食　（０Ｃ） 嘉１１図 （Ｃ） （ｄ） 第１２図 （α）（ｂ） 第１７図 第１３図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （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
   化して除去するものであって、前記ガスの流出時の温度
   が１５〜５０℃の範囲にあることを特徴とするアッシン
   グ方式。
2. （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、流出時のガスの温度は冷却されて設定
   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. （３）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２項記載のアッシング方式。
4. （４）対向配置は、流出部が上であり、ウェハの加熱温
   度は、１５０〜５００℃であ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。
5. （５）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４項記載のアッシ
   ング方式。