JPS62165928A - アツシング装置 - 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】 ［産業上の利用分呵］ この発明は、ウェハ等に彼シトされた膜を除去するアッ
シング装置（灰化装置）に関し、特に、オゾンを利用し
てウニハト、のフォトレジスト膜（以ドｒｌｉ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
ング装置に関する。

［従来の技術］ ゛１′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、ウェハー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エノ）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が行われる。

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、半導体プロセス
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。

レノ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１５：Ｅ子うジカルによりイ１゛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ノ／フグ処理にあっ
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、効ネ（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垂直に配置され、処理室１００の１
ユ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１−面に設けられた石英等の透明な窓
１０２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］二１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低処理方式
が一般化しつつある。

［解決しようとする問題点コ １）；ｉ記の紫外線！１（１射によるアッシング処理に
あっＣ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かかかる欠点がある。し
かも、？（１，なるオゾン雰囲気での作用であるため、
そのし／ス］・アンソング速度は、５００人〜１５００
人／ｍｉｎ程度に過ぎない。

しかしながら、人１］径に適するウニ／’％の枚位処理
にあっては、その処理速度として通常１μ〜２μｍ／ｍ
ｉｎ程度が必隻とされ、紫外線を照射する従来の装置で
は、枚低処理化に十分に対応できない。

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ＬＩ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、アッシング速度が人きく、シか
も紫外線等を用いないでも済むようなアッシング装置を
提供することを「１的とする。

［問題点を解決するための手段コ このような１１的を達成するためのこの発明のア、／ン
グ装置におけるＬ段は、ウエノ＼に対して所定間隔離れ
て対向配置されオゾンを含イ１′するガスを流出する平
板部を有する、流出部を備えていて、甲板部にはガスを
前記ウェハ表面にほぼ均一に流出するための開口が設け
られ、流出部にはガスを冷却するための冷却手段が配置
されていて、開口からガスを流出してウェハ表面に被着
されている膜を酸化して除去するようにしたものである
。

［作用］ ウェハに対して所定間隔をおいて対向した位置に平板部
を有するオゾン流出部を設けて、ウエノ１との間にウェ
ハ而に平行なオゾン＋酸素のガス流れ空間を形成し、か
つ流出するガスを流出部に設けた冷却手段で冷却するこ
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、−酸化炭素及び水害
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］−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子ラジカルに効眸（よ＜
１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ｉ’ｉ
（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。

［実施例コ 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装置を適用した−・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＞１１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、それぞれ拡散量［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
分解半減期と拡散量［二１都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
ガス流量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［］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、アッング処理の終わりを判定
するア・ソソング処理ンステムの実施例のブロック図、
第１５図は、その排気カ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、１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υ［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−ド移動させる昇降装置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
ハの温度を制御する温度調節器６とを備えている。

前記オゾン＋酸素ガス供給装置３は、気体流量１凋節器
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ｉ１１、アッシング装置２（
処理室）内の気体圧力は、これら気体流ｊｌ調節器３ａ
、オゾン発生器３ｂ、酸素供給源３ｃと、排気装置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３１）により、Ｊ！Ｉ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つエバ載置
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の温度はＮ　／！１４度調節器６に
より所定値に維持される。

ウェハ２８の旧都には、その表面から０．５〜２０ｍｍ
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ｔ昇す
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上下動させてもよい。

噴射部２２は、ＳＵＳ　（ステンレススチール）又はＡ
λ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が昇降ＡＡ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２１−に
のウェハ２８を１５０℃〜５００℃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
を含イイする酸素ガス。

例えば、３，１２〜１５λ／ｗｉｎ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（。

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、ウェハ載置台を上下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／アンローダ部２３ａ、２
３ｂと、これらローダ／アンロー１部２３ａ、２３ｂ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ＭＩＪ送Ｊａ＋Ｒ２４ｂがアッ
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
のカートリッジが上下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
てアッング処理済みのウェハが、ローダ／アンローダｆ
ｆｉ＜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（。

さて、処理室２０は、例えばＳＵＳ、ＡＪ或いはＴＡＮ
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ｌ［に所定間隔をおいてガス噴射
部２２ａが１ニド移動ｉ＋Ｊ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ｍ＜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がそのに部において接続され、導
入パイプ２０２は、ＳＵＳ等で構成される金属蛇腹２０
１で上ド移動可能に密閉包囲されていて、この導入パイ
プ２０２からアッシングのための反応に２認なオゾン＋
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、冷媒がコーン部２０３のド側から
導入されて、そのｒｎ点部分で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（するように、ガスを
吹く出すためのスリット（開口）３１を介していて、冷
却されたオゾン士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１２０°間隔
でポールスクリュウ−機構２３ｆ、２３２．２３３によ
り３点で支持され、−にド移動する。

その駆動は、ポールスクリュウ−４ｆｆｉ＋Ｊｉ２３１
，２３２．２３３のボール部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２３０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−Ｌ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２２ａが−にシー１
状態（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
。一方、第４図に見るように、噴射部２２ａが降下した
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ｌ一部に位置付けられ
、ウェハ載置台２０５−１−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、これに影響を与えず、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、１０ａは、吸着チャック部
２８ａの本体に対してＬＰ動する。

吸７ｔチャック部２．６ａ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７部２３ａ内に
配置された支ｔ、′Ｆｉ　２７　ａに他端が固定され、
ローダ／アンローダｍ（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
ネティクシリンダ或いはエアンリンダ等で構成していて
もよい。

ここで、フロッグレンゲ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、その支持具２７ａを回転
可能にすれば、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
凸■能であり、この上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
様なフロッ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
着されている。

そこで、ウェハ載置台２０５には、負圧吸着のための孔
２２０が複数個設けられている。また、ウェハ載置台２
０５の周囲には、反応後の排気ガスをできるだけ均等に
排出するために、環状に所定間隔で、没けられた複数の
排気開口２１９．２１９拳・・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２２２は、ウェ
ハ載置台２０５の」−面より少し上位置でウエノ、ｌ＆
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ｔ）１気す
る１ノ）−気管であって、Ｉ’ｌｌ：気装置４のポンプ
に接続されている。これらυ１気管２２１．２２３は、
均等に１４１゛気が行われように２つ乃至は、Ｎ数個段
けられているか、これは１つであってもよい。また、２
２４，２２５は、それぞれゲートバルブである。

また、２２８，２２７は、それぞれベルト搬送機構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
、真空ポンプにより排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と、噴射？Ｊ＜
　２２　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を昇降するものにあっ
ては、５ｉ’降装置５を駆動してウェハ設置台２１を降
下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ｌｏａを降下さ
せ、これに電圧を印加して吸ｉｔチャック２Ｅ３ａ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をピンクアップする。次に搬送アーム２
５ａ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
０５上に位置付けてその静電チャック１０ａを降下させ
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を上昇させた後、搬送アーム
２５ａを縮小して吸着チャ、り２６ａをローダ／アンロ
ーダ部２３ａへと戻す。吸着チャ、り２６ａがローダ／
アンローダ１集に移動した後、ゲートバルブ２２４を閉
めて、噴射Ｆ’Ｊ’ｓ　２２　ａ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＋、昇装置５により１−昇することで反
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、ただちにガス導入口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。

’Ｃ（７）ｌｉ＋’ｉ　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、
１ノ１″気装置４により排気管２２１，２２３を経てυ
ｌ゛気される。

アノ／フグ処理か完丁した１ＩＦ７点（例えば１　ｍｉ
ｎ〜ｖ１ｍｉｎ）で、ガス導入ＩＴ＋　２０２のバルブ
を閉めて、拡散板２００を待機位置まで１−、昇させる
（第１図では、ウェハ載置箱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
２０５」―に移動して、その先端側の静電チャック１０
ｂを降下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上で吸着
して静電チャックｔａｂを上界させてピックアップする
。そして静電チャックｌｏａを上昇させた後、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ｍ＜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、同一・の構成となるため、以ドの説明におい
ては、静電チャック１０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、裏面内部に半円形
の窪み部１１ａ、１２ａをそれぞれ設けた゛１６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Ｌげて搬送することを認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り下げられた杖態で、その吸
着面側が下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、所定の間隔りの間
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・ツク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（２１）に見
るように゛１′径Ｒのほぼ゛口１１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゛１６導体ウェハの吸着部１５．１６となってい
る。吸着部１５．１６のそれぞれその表面には、前記絶
縁膜１３．１４の−・部として絶縁膜１５ａ、１８ａ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Ｌ　５　ａ、　　１８　ａ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
等に触れた場合に十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
ような非平行状態とな、っている。

０３　：０２　＋０ この場合のオゾンが分解して得られる酸素原丁ラジカル
Ｏの寿命は、ｉ’！、１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、温度がＩ：、　９［’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、７１４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２凹となる。そこでウェハ２
８の表面にいかに効４（よ（酸素原子ラジカルを供給し
つづけるかが重質な問題である。

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排除するものであって、この
ような生成物の（ノ１除と酸素原ｒ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ユ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
改易である。

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、ウエノ１２８の加熱温度を高く採
れば、ウニ／％表面に対して０．５〜数ｍｍ程度になる
ようにすることが必要となる。また、噴射されるガスは
、ウエノＸ２８の外形より５ｍｍ以−１１外側に吹出す
ように、その最外間［］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、ウエノ１外周部外側にガス流によるｆ’ｌ圧
領域を形成して中心（ηく側からの生成ガスをより速（
ウェハ外周より外側に連撮し、ｒ、Ｊｌ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ｒ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℃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ｍ−に保持されている率が高（なる。

そして、オゾン（０，？　、　０２　＋Ｏ）と酸素０２
が拡散板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−
Ｌ昇して拡散板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の排気開口２１９か
ら排気管２２１゜２２３へと運ばれ、排気装置に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、ウェハ２８の
表面部分であって、２８ｂは、ウェハ２８に被着された
レジストの部分であり、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、ウェハ温度を３００℃に採り、ウェハ載置台２
０５の表面と拡散板２００（噴射口側で）との間隔（ギ
ャップ）をパラメータとして、拡散板２００の開口部に
おける標準状態（常温、常圧条件下）のガス流量に対す
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“ウェハでは、２ｓｊ！前後から４０ｓＪｉの範
囲（ｓ、ｉ’　：常温、常圧換算での流量）で、特に高
速のアッシング処理が可能であって、４０　ｓλ／１ｎ
程度から徐々に飽和する方向となる。

この流量を−・般のウェハ径に対応させるために、ウェ
ハの！１冒η而積当たりの流量に換算すると、０゜０１
〜０．２５ｓλ／ｍｌｎ＠ｃぜとなる。

また、ウェハの表面温度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
ガス流量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１
１１に関係な（、一定植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
１　ｍｉｎとした場合、ガス流；ｉｋ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
の温度を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　’Ｃ以上加熱して反応
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の流出ガス温度か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゛１−滅期
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、オゾン濃度を上昇
させるに従って、アッシング速度が一１＝！ｒ＋’する
関係にある。しかしｌ　ＯｉＲ１１％程度以１−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、その温度が２５０℃であって、ガス流Ｘｌ
が５ｓλ／１ｎ、チャンバ内圧力が７００　Ｔｏｒｒ程
度としてエンチング工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
に部に流動ガス空間を形成して、オゾンを含有したガス
をウェハに噴射させ又は流出させることにより、１〜数
μｍ／ｍｉｎのアッシング処理が１ゴ能となる。そして
これは、枚葉処理に適し、かつ人［１径ウエハの処理に
適するアッシングを実現させる。

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つの弧状のスリット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
ハに対し毛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リット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、番孔
３１４は、外側に向かって少し大きくなっている。第１
０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、板全面に亙って多孔質な孔３１５
を均一に有している。

そして、第１Ｏ図（ｅ）では、噴射ｎ３Ｈ３が渦巻き状
に形成され、第１０図（ｆ）では、？１１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１０図（ｄ）の焼結合金２００ａのよ
うに多孔質の孔が均一に分布している場合とを比較して
みると、前者の場合には、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
びウニ１１２８側から放射される輻射熱等により加熱さ
れ、拡散板２００の表面が温度上昇する傾向にある。

その結果、噴射口付近でガスの温度が上昇してウェハ表
面に供給される酸素原子ラジカルのＭ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、温度上
界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２０５側の温度
の影響を直接受け、拡散板２００の表面の温度上シＩ′
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ｉ１１によりその１ＩｌＪ度」−が値も
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７１＾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Ｅ辻は、常ｉ’ＡＪ　＋常圧の条件−ドで６＃ウ
エハでは、５．５〜１７ｓヌ／ｍｊｎ程度である。した
がって、これをウエノ１の中位表面積上たりの流ｉ４に
換算すると、０．０３〜０゜１ｓ、ｌ！／ｍ１ｎｅｃ＋
７１’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（ｏ２）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重量％がある。

すなわち、オゾン（０３）が少ないとアッシングのレー
ト（膜厚に対するり１−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くなるが、
ウェハ表面１−で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、最適なオゾンの市［１
１％としては、３　ｉ’ｌ”＋、、　、ｒ、ｔ％から５
市川％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、できるたけｔｌｕ１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１土通したもの
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、噴射するガスの温度を抑えて、より
自由な条（’Ｉ下で効率のよいアッング処理を行うこと
がｉ＋Ｊ能となる。

第１１図（ｃ）、（ｄ）に見る噴射部２２ｃは、１’［
ｌＩ形状ではなく、円筒形状としたものであって、Ｌｉ
？にガス拡散のためのドーム２２ｄを自゛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（Ｃ）では円筒部の内部に蛇管状の冷却
器２０４ｃ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Ｉｎシている。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
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［Ｉ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＋１７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１」３６，３６．　　・・・が所定間隔で複数配設さ
れている。さらに、その端部側面（ウェハ表面と重訂と
なる側）の相互に背を向けて反対側の位置に噴射ｒ１３
７．３８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＋１３６に代えて、拡散
管３４のド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ｔ、′ｌ′シて、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１
２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、
ウェハのレジストが排除される処理時間が短くなる。す
なわち回転力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
排除すれているが、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＃ウエ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
短縮において打効であり、しかも、ウェハ中央１■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１−１径ウェ
ハに対してはイｆ効なものである。なお、第１２図（２
Ｉ）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、ガスをそれだけ多く
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側を回転するので装置は多少
複雑となるが、ガスの噴射；ｉｌ−が少な（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
ッシング処理の終Ｙ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了は、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
）Ｅｉ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・ノ７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１什７の出力を受けるコンパレー
タからアッシング処理終点検出信号を受けて、アッシン
グ装置２．ガス導入バイブ（第２図のガス導入パイプ２
０２参照）のガスバルブ及びｈ’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、ガスの噴射を停止する制御
をする。これと同時に昇降装置５にウェハ載置台２１の
降ド信号を送出して、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７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
を解放し、チャンバ（第２図のチャンバ２９＄！！（１
）とウェハ搬出側のロータ／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）を作動する信壮
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／−２８
の吸着保持を解除するとともに、ウエノ１ノ＼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２０５参照）ｌのウエノＡ２８をピンクアンプし
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
。

−・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ｒした時点で、アッシング装置
２は、終点判定／制御装置８にその完了信号を送出する
。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）■りに
連通ずるゲートバルブ（ゲートバルブ２２５）を閉塞す
る制御部シシ・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／アンローダ部（
第２図のローダ／アンロー１部２３ａ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）からピックアップして、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ｒが完
ｒし、そのアーム等がローダ／アンローダに復：ｈｉｌ
　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″；シ・を受けた時点
でウェハ搬入側のローブ／アンローダ部に連通ずるバル
ブを閉塞する制御信号をアッシング装置２へと送出する
とともに、’ｙ／降装置５にウェハ載置台２１の−に昇
信号（第２図では噴射部２２の降ド信号）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ブ／ア
ンローダ部とを切離す。一方、ウェハ載置台２１の−Ｌ
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
必要なギャップに設定（反応位置に設定）する。

ｙ〜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
る信号を発生して、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υ１：気ガス中における二
酸化炭素の濃度変化を示したグラフである。

図に見るようにアッ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、−・定値となり、酸化
反応空間のギャップとウニ／１の温度、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７１＾度、そしてガ
ス流量に応じては、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一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３１測してアッシン
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、その終了時点を予測できる。

減少した点Ｂの検出は、前記コンパレータの基準４１１
″ｔを変更すればよく、予測終γ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ができ
る。

また、前記変化点への検出は、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？１月
こ実現できる。

ところで、排気ガスの量が所定値以下であることを検出
する場合には、第１４図に見るガス分析計７と終点判定
／制御装置８の判定都とは、ずドなる特定のガスｈｋ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。−・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
する仏弓−を検出信号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−Ｉ−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
がドから１−へとガスを吹り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、］−下に限定されるも
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−１−ド移動してもよ
い。

さらに、ベルト移送機構と、ブノ／ヤ等によりウェハ載
置台にウェハ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、前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Ｌ上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、弔に、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、ｌｊ、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１
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流
出部を噴射し、又は流出するようにしてもよく、種々の
形状のものが適用できるものである。

したがって、この明細ｉｊＦにおける甲板部には、棒状
のものを回転することで、その軌跡が甲板と均等なガス
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１１１：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有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２ｕ度は
、それが蒔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、その値
は、オゾンの寿命時間から見ても、常温程度又はそれ以
下で反応させることができる。また、オゾンの玉量％を
高いｆｎＹに設定できれば、常ｚ証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、オゾンの発生型
１１１％は、１０〜１３％程度＋］ｉｒ後が限界ではな
いがと考えられる。

実施例では、アッシング処理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
％　Ｎ２＋　Ａｒ、Ｎｅ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−１−の説明から理解できるように、この発明にあっ
ては、ウェハに対して所定間隔をおいて対向した位置に
平板部を有するオゾン流出部を設けてウェハとの間にウ
ェハ而に４’　？’Ｆなオゾン＋酸素のガス流れ空間を
形成し、かつ流出するガスを流出部に設けた冷却手段で
冷却することにより、ウェハ而に新しいオゾンを供給し
つつけ、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
素及び水等を気化吠態のままウェハ表面から移動。

０１゛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ｌ−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可能と
なり、枚葉処理に適するアッシング処理を実現できるも
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装置を適用した一実施
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）はその千面図、第４図は、その反応部分の拡大
説四囲、第５図（ａ）は、酸素原子ランカルによる反応
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（二１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減期と拡散量１−１部の温度との関係を１悦明する
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ＩＪ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）、（ｅ）、（ｆ）は、それぞれ拡
散板の開［−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、第１７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・・・気体流量調節器、３ｂ・・・オゾン発生器、
３ｃ・・・酸素供給源、４・・・排気装置、５・・・昇
降装置、６・・・温度調節器、７・・・ガス分析計、８
・・・終点判定／制御装置、１０ａ、ｊｏｂ・・・静電
チャック、 ２１・・・ウェハ載置台、 ２１ａ、２０６・・・加熱装置、 ２２．２２ａ、２２ｂ・−ガス噴射部、２３ａ、２３ｂ
・・・ローダ／アンローダ部、２４ａ、２４ｂ・・・ベ
ルト搬送機構ｍ＜、２５ａ、２５ｂ・・・移送アーム、 ２６ａ、２６ｂ・・・吸着チャック、２８・・・ウエノ
１．３１・・・スリ　ン　ト。 特許出願人　東京エレクトロン株式会社第３図 （ＣＩ）　　　　　　二 （ｂ） １１ａ　　　　　　　　　　　　１２ａ第４図 第５図 ］２ ２８ａ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　２１ｊａ第６図 第７図 吻１、法し蔓　３００’Ｃウェハ糧　６イー今１友流量
（３！！／ｍ１ｎ） 第８図 業　９　図 ＄、讐板七り庄ｒｔ　　（’Ｃ） 第１１０ （Ｃ） （ｄ） 第１２図 （ａ）　　　　　　　　　　　（ｂ） 第１７図 第１３図 、ミ　１５１．２

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）ウェハに対して所定間隔離れて対向配置されオゾ
   ンを含有するガスを流出する平板部を有する、流出部を
   備え、前記平板部には前記ガスを前記ウェハ表面にほぼ
   均一に流出するための開口が設けられ、前記流出部には
   前記ガスを冷却するための冷却手段が配置されていて、
   前記開口から前記ガスを流出して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
   シング装置。
2. （２）冷却手段は、平板部に配置されていることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載のアッシング装置。
3. （３）冷却手段は管状の冷却器であり、この冷却器によ
   り開口から流出される際の前記ガスの温度が５０℃以下
   にされることを特徴とする特許請求の範囲第１項又は２
   項記載のアッシング装置。
4. （４）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項乃至第３項のうちのいずれか１項記載のアッ
   シング装置。
5. （５）対向配置は、流出部が上であり、冷却されるガス
   の温度が１５〜５０℃の範囲にあって、ウェハの加熱温
   度が１５０〜５００℃であ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装置。
6. （６）平板部は、多孔質の物質で構成されかつウェハの
   上部に配置されていて、開口が、前記多孔物質の多孔で
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第４項
   のうちのいずれか１項記載のアッシング装置。
7. （７）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６項記載のアッシ
   ング装置。