JPS62165934A - アッシング方法 - 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
ング終点検出方法（灰化終点検出方法）ニ関シ、↑Ｓに
、オゾンを利用してウェハにのフォトレジスト膜（塩ト
リ１にレジスト）を酸化することで除去する枚葉処理に
適したアッシング終点検出方法去に関する。

［従来の技術］ 半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Ｈ機高分子のレジスト膜をマ
スクとして用い、ウェハｌ−に形成されたド地膜をエツ
チングすることにより１−？ゎれる。

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
７安がある。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。

シリコンウェハ、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。

レジスト除去のアッシング処理としては、酸素ブラスマ
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４１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　１１′、導体集積
回路の電気的特性に悪影響をＬｊ“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、バン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１０１，１０１Φ・書
が所定間隔をおいて重直に配置され、処理室１００の１
を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のに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ｌｎ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］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楔部処理方式が
＝−膜化しつつある。

［解決しようとする問題点］ １）１１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ｔｊ、えるない利点はあるが、バ
ッチ処理である関係から時間がかかる欠点がある。しか
も、弔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／ｌｌ１
ｉｎ稈度に過ぎない。

一方、人［−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〜２μｍ／ｍｉｎ稈度が
７認とされ、紫外線を照射する従来の装置では、枚葉処
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。

［発明の目的コ そこで、このような従来技術の問題点等を除去するため
に、この発明者等は、「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て、ウェハ表面に被着さ
れている膜を酸化して除去する」という技術を提案して
いる。

ここで、ア・ノシング処理が′完全になされていること
を保証するためには、多少余裕を見た状態で余分にアッ
シング処理時間を確保することが必′災となる。これは
処理のオーバヘッドとともに、アッシング完了したウェ
ハをさらにアッシングする状態を招き、かえってウエノ
１の損傷の危険性を発生させることにもなり兼ねない。

このようなことから、より完全でより確実なアッシング
処理を行いかつ装置の稼働率を向上するために、アッシ
ング処理の終了点を検出して、短時間に次のアッシング
処理に移る必１災が生じ、これを解決するに至った。

しかして、この発明は、前記の従来技術の問題点等にか
んがみ、さらにこのような問題を解決するようなアノソ
ング終点検出方法を提供することを目Ｃ自とする。

［問題点を解決するための丁１段］ このようなＬ１的を達成するためのこの発明のアソ／ン
グ終点検出方法における手段は、オゾンを含有するガス
が流れる流れ空間をウニノ１に接して設けて、ウェハ表
面に波？′１されている膜を化学反応によって酸化して
除去するアッシング処理に対するア、シングの終点を検
出する方法であって、化学反応の結果生成される特定の
ガスの１１１−が所定値以ドになったことを検出してア
１．．シング処理の終ｊ′時点を決定するというもので
ある。

口作用］ 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
オゾン流出部を設けて、ウニノ１との間にオゾン＋酸素
のガス流れ空間を形成し、ウニノ＼面に新しいオゾンを
供給しつづける。このことにより、酸素原ｒラジカルと
ウニｌｓｊこ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ｒラジカ
ルに対してウニ／＼ｔｒ、に被着された膜５例えば打機
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
く曝すことかできる。

したがって、高速なア・ソ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ンソング装置を実現
できるものである。

そして、アッシング処理から次のアッシング処理へと移
行するに際して、前記のような処理による化学反応の結
果生成される特定のガスの量を監視して、それが所定値
以下になったことに基づいてアッシング処理の終了時点
を検知する。このことにより移行時間を短縮でき、かつ
各ウニノーについて確実なアッシング処理が行え、ウニ
／Ｘを傷める危険性が少ない高速な楔部処理を実現でき
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、ブシング終点検出方法を適用
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５Ｖ、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
（１〕）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−減期と拡散量１−１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°Ｃにおける
とガス流６１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１１１１ｔ度３００　
’Ｃにおける拡ｒｆｔ　ｔｌＱ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小す説
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、
アッシング処理の終わりを判定するア・ンソング処理７
ステムの実施例のブロック図、第１５図は、そのり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、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・ソシング装置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、
アッング装置２内部に配置されたウニノ１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２
１に内設された加熱装置２１ａの発熱状態を１５！４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ｊｉｔ、アッシング装置２（処
理室）内の気体圧力は、これら気体流陥１調節器３　ａ
　＋　オゾン発生器３ｂ、酸素供給源３ｃと、υト気装
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Ｚ４３ｂ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の温度は、温度調節器６により所定
値に維持される。

ウェハ２８の１−都には、その表面から０．５〜２０ｍ
ｍ稈度の間隔を隔ててオゾン＋酸素ガスを噴射する円鉗
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、５１１降装置５によりウェハ載置台２１
がト：　Ｆ＋’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５１１降装置により−に
下動させてもよい。

噴４＝Ｈ１＜２２　ハ、Ｓ　Ｕ　Ｓ　（ステンレススチ
ール）又はＡλ等で構成されていて、そのウニノＸ２８
対向而に、ウェハ２８の表面と５（ｉ、行となる円板状
の拡散板部２２ａを有している。モしてウェハ２８の搬
入及び搬出の処理は、ウェハ載置台２１が！ｒ１′降装
置５により降下されて、この拡散板部２２七ウエハ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℃〜３５０　’Ｃ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４
シ合比は、オゾン発生器３ｃて調整する。そして、この
オゾンを含有する酸素ガス。

例えば、３λ〜１５．Ｉ！／ｍｉｎ程度を処理室である
アッング装置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　Ｔｏ
ｒｒ稈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
５℃なり、・ウェハ載置台を１・、ド移動させる代わり
に噴射８１りを１−１下移動する構成を採っている。

第２図において、アッシング処理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、コレラｏ　−タ／　７　：／　ローダｉｌ＜　
２３　ａ　＋　　２３１）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２３２ｋ　、　ベルト
ｇ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、
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１部は、１Ｌ：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、ベルト搬送機構２４ａ、２
４ｂの反対側端部には、それぞれウニ／Ｓ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
してアノシンク処Ｅ’ｌ！　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２４１）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ＳＵＳ、Ａλ或いはＴＩ　
Ｎ等によりコーテングされたＡ！Ｑ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か＋、ド移動１丁能にチャンバ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１妾続されたコーン７Ｍ＜２０３とからな
る円Ｘ［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がその上部において接続
され、導入パイプ２０２は、ＳＵＳ等で構成される金属
蛇腹２０１で一４二下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必
′冴なオゾン＋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、その頂点部分で０１′山され、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、ガスを吹
く出すためのスリブト（開口）３１を有していて、冷却
されたオゾン＋酸素ガスを均一にウェハ２８の表面へき
吹出す。

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

その駆動は、ボールスクリュウ−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ＲＢ２２ａの５＋’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−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−１−Ｙ＋
’状態（待機位置）にあって、ウニノ１２８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ｆｆｉ＜２２ａ
が降下した場合には、拡散板２００の吹出し面が、ウエ
ノ１表面から０．５〜数ｎ＋ｍ、又は１０数ｔｏｍ程度
の間隔（反応位置）となり、ウェハ載置台２０５の−ｌ
ｘ部に位置付けられ、ウェハ載置台２０５１−のづエバ
２８の表面にガスを供給する状態となる。

なお、このウェハＩｌ＆置台２０５の内部には、ウェハ
載置台２０５を加熱するために加Ｍ装置２０６か設置さ
れている。また、この例では、チャンバ２９には、オゾ
ンを含（ｒするカスの他に、拡散板２００からのガスの
流れに対し、これに影響を＋７Ｊ、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？’ｆチャック部であって、１０ａは、吸７１チャ
ック部２６　ａの本体に対して」二上動する、吸？’ｔ
チャック部２６ａに支承された静電チャ、ツクである。

図では、ウェハ２８が静電チャ、ツクｌＯａ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／アンロータ部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ラブレ、グ搬送機構形のアームであ
る。なお、この移送アーｌ、２５ａは、マグネティクン
リング或いはエア／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ＪｌＨＩＪ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ノソ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７０ノグレソグ搬送機構を
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
ンクアップして、反転してチャンバ側に搬送することも
１−ｉ）能であり、このような場合にあっても装置全体
を小（町ツ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
様なフロッグレンゲ搬送機構形の移送アー１．２５　ｂ
　、吸着チャックｊηつ２６ｂ、その静電チャック１０
ｂ、そして支持具２７　ｂ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
ニノ１２８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たけ均等に
排出するために、環状に所定間隔で設けられた複数の排
気量［１２１９，２１９・−・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の上面より少し下位置でウェハ載置台２
０５の外周側にはめ込まれている。

２２Ｌ　２２３は、それぞれチャンバ２９を排気するｊ
ＪＦ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つ乃至は、複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
、１゛〔空ポンプによりυｒ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、噴射部２２
ａが１−昇状態に設定され、待機位置に保１、ｌされて
、ガス導入ｎ　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、昇降装置５を駆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ｌｏａを降下さ
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」１昇させて
、ウェハ２８をピンクアップする。次に搬送アーム２５
ａを伸張し、吸着したウェハ２８をローダ／アンローダ
８Ｔ＜　２３ａから処理室２０へと搬送してウェハ載置
台２０５１−、に（１γ１６付けてその静電チャック１
０ａ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−昇させた後、搬送ア
ーＪ−２５ａを縮小して吸ｊｔチャック２６ａをローダ
／アンローダｍ＜２３ａ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２
２４を閉めて、噴射ｆｆ１ｓ２２ａ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図に見るアソ／ング装置２の場合には、ウェ
ハ載置台２１か１・５１１．装置５により１・、シー１
１．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ｒ１２０２の
バルブを開け、ウェハ載置台２０５状に１没置されたウ
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のレンストが酸化され、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Ｉ非気される。

アッシング処理が完ｒした時点（例えば１　ｍｉｎ〜数
ｍｉｎ　）で、ガス導入ｒ：ｌ　２０２のバルブを閉め
て、拡散板２００を待機位置まで一１ｘ　？’／、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２８１）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ｌ
Ｏｂ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　＋−
で吸着して静電チャック１０ｂを一卜昇させてピンクア
ンプする。そして静電チャック１０ａを−１−がさせた
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。

１０１）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゛ｉ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１１．１２
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
ェハを吸い上げて搬送することを認求される場合が１１
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へ径Ｒのほぼ半円状の外周に幅Ｗの部分を残し
て、内部が凹状に窪み（深さ１１）、この幅Ｗの部分が
半導体ウェハの吸着部１５．ＩＥ３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の一部として絶縁膜１５ａ、ｌｅａがコーテング
された層とじて設けられていて、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、池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
シング処理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以下同じ）の内部では、次の
ような熱平行状態となっている。

０３コ０２＋Ｑ 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、ｌ！Ｉ’１１度に依存し、第６図に見るよ
うに２５°Ｃ付近では、非常に長くなっている。

しかし、１ＩＩＩｉ度が１−ｈｌ、すると急激にその寿
命が短くなる。

一方、酸素原子ラン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、温度が高０（ヨと速くなる。

しかも、酸素ｊｓ’＋ｔ−ｒ−ラノカルがウニ／％表面
に作用するためには、ある程度の時間も必要となる。そ
こでウニノ＼２８の表面にいかるこ効率よ（酸素原子ラ
ジカルを供給しつづけるかが重・易な問題である。

この発明で提案するア・・ノシング処理は、ウニ／Ｎ２
８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９１７１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（Ａで、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ｌ−させることがで
きる。

したがって、酸素原ｒ・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・毛°畏である。

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ｉ３＋＜　２２ａの
拡散板２００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ｌｑ度を高く採
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５開以上外側に吹出すように、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負圧領域を
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°Ｃ程度に冷却される。

そこで酸素原ｒラジカルが噴射）■≦２２ａのコーン都
２０３内部に保持されている率が高くなる。

そして、オゾン（０３，０２＋Ｏ）と酸素０２が拡散板
２００の開１−１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か、そのノｒ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、同時に上
昇して拡散板２００から噴き出す１％２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１ノ１除され、リングプレート２２２の排気量［１
２１９から排気管２２１゜２２３へと運ばれ、υ［気装
置に４により順次υ１気される。

したがって、ウェハ２８の表面は、常に酸素酸ｒ−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　’Ｃに採り、ウェハ載置
台２０５の表面と拡散板２００（噴射［１側で）、！＝
　ノ間ｔ９４　（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を状態（常温、常圧条件ド
）のガス流ｉ）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％２Ｓλ前後
から４０ｓヌの範囲（ｓＪ：常７！ｌＪ　＋常圧換算で
の流は）で、特に高速のアッシング処理が可能であって
、４０ｓλ／ｍｌｎ程度から徐々に飽和する方向となる
。

この流ＩＩ（を一般のウェハ径に対応させるために、ウ
ェハのｊｌｊｌ面位当たりの流量に換算すると、０゜０
１〜０．２５ｓＪ２／ｍｉｎ　　”Ｃ＋♂となる。

また、ウェハの表面１１１Ｉ１１度３００°Ｃ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１１℃をパラメータおして測定する
と、第８図に見るようにその間隔が２０ｍｍ以１−では
、カスの噴射流１ｉに関係なく、−″定値に向かって収
束する方向の特例を示す。

さらに、拡散板２００から噴出するガスのｌ！ｕＬ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　ｍｉｎとした場合、ガス流ｉ辻をパラメータ
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°Ｃ稈度に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−し加熱して反応
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ｌ！＋！度が１
５〜５０°Ｃにあることであろうこのことは、第６図で
見てきた、オゾン分解゛１１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
シング速度の関係を調査して見ると、オゾン濃度をｌ−
’ｊ＋−させるに従って、アッ／／グ魅１則がＩＪ＋’
する関係にある。しかしｌ　Ｑ　ｍ　ｉｉｉ％稈度以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／＋１１１度か２５０°Ｃ
であって、ガス流量が５Ｓλ／ｍｌｎ＋　チャンバ内圧
力が７００Ｔｏｒｒ程度としてエンチング上程において
プラズマ照射により硬化したレジストに対して１ｉｌｌ
＋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、ウエハ
ヒ部に流動ガス空間を形成して、オゾンを３自゛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ｉ’ｌ能となる。そ
してこれは、枚便処理に適し、かつ人１１径ウェハの処
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ｉ＋’／−
は、ウェハに対し屯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、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
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、板全面に屍って多孔質な孔３１
５を均一・にイｒしている。

そして、第１０図（ｅ）では、噴射１．Ｊ３１６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
質の孔か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「１
を設けるとよ（、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雉いという利点かある。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１１１！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２
０５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ｉ’ｆ＋＋Ｌ度１−シ、
＋、する傾向にある。

その結果、噴射口付近でガスのｒ’ｒ＋１度がｌ−昇し
てウェハ表面に供給される酸素原子ラジカルの：ｌｌ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−Ｉ−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１！ａ　ｒ′
−ランカルも多くなる。また、ギヤ。

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ｌム＾度」二’ｙ＋
’　Ｌｒま、より１１石（なる傾向にある。しかも拡散
板２００から吹出すガスの流けによりその温度」二昇値
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、
ウェハのメｉ、Ｊ度が２００°Ｃ〜３５０°Ｃ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１１１は、常温、常圧の条件ドで６″ウエ
ハでは、５．５〜１７　ｓ　Ｊ！　／ｍｌｎ程度である
。したがって、これをウェハの中積重面積当たりの流；
ＩＸに換算すると、０．０３〜０゜１　ｓＪ／ｍｉｎ　
１１　ｃｒＴｉ′となる。

また、酸素原子ラジカルにより反応した一酸化炭素、−
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小量％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（膜厚に対する単位時間の減少ネク）が低くなり、均
一性が落ちて効率がよくない。−ツバオゾン（０３）が
多くて酸素（０２）が少ないとレートは高くなるが、ウ
ェハ表面上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＋；
、ｔ％としては、３市Ｍ％から５玉量％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（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、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
２００の外側面（ウェハ２８側）に蛇管からなる冷却管
２０４ｂ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
制することかでき、噴射するガスの温度を抑えて、より
自刃な条件下で効率のよいアッシング処理を行うことが
ｉｉＪ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、１１部にガ
ス拡散のためのドーム２２ｄを（ｌていて、このドーム
部分てあらかじめガスを拡散してからスリットを仔する
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（ａ）、（１））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１−１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［１３６，３６，・・争が所定間隔でＦＳｉＳ記数さ
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）の相互に背を向けて反対側の位置に噴射口３７
．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１１３６に代えて、拡散管
３４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、ウニノ＼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、モータによりウニノＸ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叉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、
ウェハのレンストがｒＪｌ除される鷺理時間が短くなる
。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
短縮において灯効であり、しがち、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＃というような大１−１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
ｔｌｌ、純となる利点があるが、ガスをそれだけ多（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
）ｉ’Ｗ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１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．ガス導入パイプ（第２図のガス導入パイプ２０
２参照）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
ブを閉める信シツ・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Ｓにウェハ載置台２
１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ｆｆｌ＜）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／アンローダｆｆｉ＜２３ｂ参照
）に連通ずるゲートバルブ（第２図のゲートバルブ２２
５）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２９参照
）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、ウェハ２８の
吸７を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２０５参照）上のウェハ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／アンローダ部に連通す
るゲートバルブ（ゲートバルブ２２５）を閉塞する制御
１３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／アンローダ部（第２図の
ローダ／アンローダ部２３ａ参ｊｊ（（）に連通ずるバ
ルブ（第２図のバルブ２２４　）　ヲ解ＪＩｔ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Ｗ放シ、−ｙ−ヤン
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２８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
了し、そのアーム等がローダ／アンローダに復帰した時
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、この信号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
塞する制御信号をアッシング装置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−ＩＪ’信号（第
２図では噴射部２２の降下信号）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ダ／ア
ンローダ部とを切離す。−ツバウェハ載置台２１の上昇
信号を受けたη１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。

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、この場合のその排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、一定値となり、酸化反
応空間のギャップとウェハの２１１１度、そしてガス流
ＩＡ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温度、そしてガ
ス流頃に応じては、１〜数分でアッシング処理が完了し
、そのＩＱ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・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又は一定値以下に減少した点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ノ、（＋（
／を値を変更すればよ（、ｒ・測終了点は、この検出時
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、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簡甲に実
現できる。

ところで、ｔＪ［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の判定部とは、ｊｌｉなる特定のガス
（ｉ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γ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！往に対
応する信号を検出信号として発生、する、；１／ｌ１ｌ
Ｉ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１・、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ｌ−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。

四するに、これらの配置関係は、１ニドに限定されるも
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力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上移動してもよい。

さらに、ベルト移送機構と、ブツシャ雪・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四となるので、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、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、弔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生
ガスを噴射し、又は流出するようにしてもよく、種々の
形状のものが適用できるものである。

したがって、この明細書における平板部には、棒状のも
のを回転することで、その軌跡が平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。

冷却器は、反応条件に応じて採用すればよく、必ずしも
必要ではない。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、多孔質な飼料は、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、アッング処理時における、ウェハの温度は、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ドで
反応させることかできる。また、オゾンのｒＴ＜ｉｉ％
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ｆｆ（
、ｆ１１％は、１０〜１３％程度前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
らばとのようなものであっでもよい。

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
、Ｎ２１　Ａｒｔ　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切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、オゾンを含有するガスが流れる流れ空間をウェハ
に接して設けて、ウェハ表面に被着されている膜を化学
反応によって酸化して除去し、化学反応の結果生成され
る牛、７定のガスのｊｌｌを計１１（りし、特定のガス
の量が所定値以下になったことに基づいてアッシング処
理の終了時点を検出するというものであるので、アッシ
ング処理から次のアッシング処理へと移行するに際して
、化学反応の結果生成される゛特定のガスの１．Ｖが所
定値以下になったことに基づいてアッシング処理の終了
１１．ｌ１点を検知することかできる。このことにより
移行時間を短縮でき、かつ各ウェハについて確実なアソ
シング処理が行え、ウェハを傷める危険性が少ない１ζ
６速な枚葉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終点検出方法を適用し
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
分解半減期と拡散開口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°Ｃ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°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）＋　　（ｄＬ　　（ｅＬ　　（ｆ）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。 ■・・・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・・・気体流用調節器、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、１０ｂ・・・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、２３ａ、２３
ｂ・・・ローダ／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・・・吸着チャック、２８・・・ウェハ
、３１・・・スリ　ン　ト。 特許出願人　東京エレクトロン株式会参１第３図 （ｑ）７ 第４図 第５図 ２Ｂａ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　ｔｏａ第６図 第７図 ウジ１透υ矩　（０℃　　　　ウェハ掻　６イー＋Ｔｉ
’ｌ＠量（５Ｑ／ｍＩｎ） 第８図 第９図 ≠ル板ヒロ１彦　（’Ｃ） 第１１区］ （Ｃ） （ｄ） 第１２図 （ＣＩ）　　　　　　　　　　（ｂ） 第１７図 第１３図

Claims (4)

【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化
   学反応によって酸化して除去するアッシング処理に対す
   るアッシングの終点を検出する方法であって、前記化学
   反応の結果生成される特定のガスの量が所定値以下にな
   ったことを検出してアッシング処理の終了時点を決定す
   ることを特徴とするアッシング終点検出方法。
2. （２）アッシング処理における流れ空間は、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、化学反応の結
   果生成される特定のガスの量が計測されて、その量が所
   定値以下になったことを検出す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終点検出方法。
3. （３）対向配置は、流出部が上であり、化学反応の結果
   生成される特定のガスは二酸化炭素であって、その量は
   ガス分析計により計測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終点検出方法。
4. （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
   ング終点検出方法。