JPS63133529A - アツシング方法 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、半導体ウェハ等の被処理基板に被着されたフ
ォトレジスト膜等を除去するアッシング方法に関する。

（従来の技術） 半導体集積回路の微細パターンの形成は、一般に露光お
よび現像によってバターニング形成された有機高分子の
フォトレジスト膜をマスクとして用い、半導体ウェハ上
に形成された下地膜をエツチング、拡散、注入などする
ことにより行なわれる。

したがって、マスクとして用いられたフォトレジスト膜
は、エツチング過程を経た後には、半導体ウェハの表面
から除去される必要がある。このような場合のフォトレ
ジスト膜を除去する処理例としてアッシング処理が行な
われる。この処理は露出される下地膜を傷めることなく
不要なレジスト膜を選択的に除去できる点で実用される
。また。

このアッシング処理はレジストの除去、シリコンウェハ
、マスクの洗浄を始めインクの除去、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
処理を行なう場合に適するものである。

フォトレジスト膜の除去を行なうアッシング方法として
は、酸素プラズマを用いたものが一般的である。

酸素プラズマによるフォトレジスト膜のアッシング装置
は、フォトレジスト膜の付いた半導体ウェハを処理室に
置き、処理室内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
機物であるフォトレジスト膜を酸化して二酸化炭素、−
酸化炭素および水に分解して除去する。

また、紫外線を照射することにより酸素原子ラジカルを
発生させて、バッチ処理でアッシング処理を行なうアッ
シング方法がある。

第８図は、このような紫外線照射により酸素原子ラジカ
ルを発生させるアッシング方法を示すもので、処理室１
には、多数の半導体ウェハ２が所定間隔をおいて垂直に
配置され、処理室１の上部に設置されている紫外線発光
管３からの紫外線を処理室１の上面に設けられた石英等
の透明な窓４を通して照射し、処理室１に充填された酸
素を励起してオゾンを発生させる６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半導体ウェハ２に作
用させてアッシング処理を行なう。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記説明の従来のアッシング方法のうち
、酸素プラズマを用いたアッシング方法では、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を半
導体ウェハに照射するため、半導体ウェハに損傷を与え
るという問題がある。

また、紫外線を用いたアッシング方法では、前記のプラ
ズマによる損傷を半導体ウェハに与えることはないが、
アッシング速度が５０〜１５０ｎｍ／■ｉｎと遅く処理
に時間がかかるという問題がある。

さらに、オゾンを含有するガスを用いた処理方法として
特開昭５２−２０７６６号公報で開示された方法がある
が、この方法は処理速度が遅いという欠点があり、この
方法の量産を考慮したアッシング方法が望まれていた。

本発明は、かかる従来の事情に対処してなされたもので
、被処理基板に損傷を与えることなく、かつフォトレジ
スト膜などの除去膜のアッシング速度が速く、処理能力
の優れたバッチ式のアッシング方法を提供しようとする
ものである。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明は、アッシングガスを被処理基板へ向けて流出さ
せる流出孔および排出孔を交互に設けたガス流出排出部
と前記被処理基板を、相対的に移動させてアッシングす
ることを特徴とする。

（作用） 本発明のアッシング方法によれば、ガス流出排出部と被
処理基板を、相対的に移動する構成であるため、被処理
基板を複数枚同一の反応室内で同時に処理し得るだけで
はなく、ガス流出排出部の被処理基板移動方向の長さと
移動速度を調節することにより被処理基板を連続してア
ッシング処理でき、１枚あたりの適切な処理時間も選定
できるため、高いスループットの処理が可能である。

（実施例） 以下、本発明のアッシング方法を半導体素子の製造工程
に適用した実施例を、図面を参照して説明する。

半導体ウェハとガス流出排出部の相対的移動は。

この実施例では半導体ウェハを移動させる実施例につい
て゛説明する６処理室１１内には、例えば金属線等の搬
送ベルト１３ａで構成され、半導体ウェハ１２を載せて
搬送するベルトコンベアーからなる搬送部１３が配置さ
れている。また、半導体ウェハ１２の下方には半導体ウ
ェハ１２を加熱する加熱部１５が配置されており、この
加熱部１５は温度制御袋１１１４によって制御されるヒ
ーター１５ａ　を内蔵している。

搬送部１３の上方には、第２図および第３図番こ示すよ
うに例えば０．１〜５ａａ程度の幅を有し、平行する複
数の細長いスリット状の溝からなる開口１７ａ〜１７ｊ
で構成されるガス流出排出部１７が近接対向して配置さ
れており、このガス流出排出部１７は冷却装置１６から
循環される冷却水等により冷却されている。

また、ガス流出排出部１７の関口１７ａ〜１７ｅはガス
流量調節器１８に接続されており、このガス流量調節器
１８は酸素供給源１９に接続されたオゾン発生器２０に
接続されている。

一方ガス流出排出部１７の開口１７ｆ〜１７ｊは、排気
装置２１に接続されている。

処理室１１外の右方には、処理前の半導体ウェハ１２を
収納する投入室２２が設けられ、処理室１１外の左方に
は処理後の半導体ウェハ１２を収納する取出室２３が設
けられている。

そして上記構成のこのアッシング装置では、次のように
してアッシングを行なう。

まず、投入室２２に収納されている半導体ウェハ１２を
図示しない投入装置により処理室１１内しこ搬入し、次
に搬送部１３の搬送ベルト１３ａ上しこ載置し、図示し
ない駆動装置により移動する搬送ベルト１３ａと同一速
度で左方向に移送する。

そして、ヒーター１５ａを温度制御装置１１４により制
御し半導体ウェハ１２を例えば１５０〜５００℃程度の
範囲に加熱し、酸素供給源１９およびオゾン発生器２０
から供給されるオゾンを含有する酸素ガスをガス流量調
節器１８によって、半導体ウニノＡ１枚あたりの流量が
例えば３〜１５５ｇ／ｗｉｎ（常温常圧換算での流量）
程度となるよう調節し、ガス流出排出部１７から半導体
ウェハ１２に向けて流出させ、排気装［２１により例え
ば処理室ｌｌ内の気体圧力が２００〜７００Ｔｏｒｒ程
度の範囲になるよう排気する。

流れが形成される。

ここで、ガスに含まれているオゾンは半導体ウェハ１２
の表面に接触して加熱されることにより分解し、酸素原
子ラジカルが多量に発生する。そして、この酸素原子ラ
ジカルが半導体ウニノ′％１２の表面に被着されたフォ
トレジスト膜と反応し、アッシングが行なわれフォトレ
ジスト膜を除去する。

アッシングによって生成した排ガスは、直ちにガス流出
排出部１７によって処理室１１外に排気される。

搬送ベルト１３ａにより処理室１１の左側に移送され処
理を終えた半導体ウェハ１２を、図示しない取出装置に
より取出室２３に収納する。

なお、オゾン発生器２０で生成されたオゾンの寿命は温
度に依存し、縦軸をオゾン分解半減期、横軸をオゾンを
含有するガスの温度とした第６図のグラフの示すように
、温度が高くなるとオゾンの寿命は急激に短くなる。こ
のため、ガス流出部１７の温度は２５℃程度以下にする
ことが好ましく、一方、半導体ウェハ１２の温度は１５
０℃程度以上に加熱することが好ましい。

第７図のグラフは、縦軸をアッシング速度、横軸をオゾ
ンを含有するガスの流量とし、上記説明のこの実施例の
アッシング装置におけるガス流出排出部１７と半導体ウ
ェハ１２間の距離をパラメータとして６インチの半導体
ウェハ１２を３００℃に加熱した場合の各々の半導体ウ
ェハ１ｚのアッシング速度の変化を示している。なお、
オゾン濃度は、３〜１０重量％重量上程るよう調節され
ている。

このグラフかられかるように、この実施例のアッシング
方法では、半導体ウェハ１２とガス流出排出部１７との
間を数−とし、オゾンを含有するガス流量を半導体ウェ
ハ１枚あたり２〜４０５ｇ／ｗｉｎ程度の範囲とするこ
とによりアッシング速度が１〜ｌｔ［ｔｔｍ　／　ｒｍ
ｉ　ｎの高速なアッシング処理を行なうことができる。

したがって、アッシング装置１台あたり複数枚例えば２
〜３枚の半導体ウェハ１２を同時に処理することにより
、１００枚／Ｈ程度以上のスループットを達成すること
ができる。この実施例ではガス流出排出部１７を第２図
に示すように金属あるいはセラミック等の細長いスリッ
ト状の溝１７ａ〜１７ｊを備えたもので構成したが１本
発明は係る実施例に限定されるものではなく、例えばガ
ス流出排出部は、第４図（ａ）　（ｂ）に示すように、
０．１〜５■程度の幅を有し平行する多数の細長いスリ
ット状の溝の主ガス流路１７Ｍと、この主ガス流路の開
口部に接続する１〜１０Ｉ！１１程度の幅と０．５〜５
ｏｗｍ程度の深さを有する矩形の浅い溝の副ガス流路１
７Ｓとからなるガス流出排出部１７で構成してもよい。

さらに浅い溝の副ガス流路として、例えば第５図（ａ）
〜（ｃ）に示すように、（ａ）鍵形、（ｂ）渦巻形、（
ｃ）傾斜形、等の溝を備えた流路により構成してもより
）。

搬送部１３については、この実施例では搬送ベルト１３
ａ　を使用したベルトコンベアーで構成したが、例えば
回転する台等で構成して半導体ウェハ１２を搬送するよ
うにしてもよく、この場合、ガス流出排出部１７は、例
えば多数の開口を環状に配置した構成にしてもよい。

さらに上記実施例では半導体ウェハのみ移動した例につ
いて説明したが、流出排出部との相対的移動であればよ
く、流出排出部のみ移動させてもよいし１両者を移動さ
せてもよい。

また、この実施例ではアッシング対象としてフォトレジ
スト膜の場合について説明したが、インクの除去を始め
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、アッシング対象はどのようなものでもよ
く、オゾンを含有するガスは酸素に限らずオゾンと反応
しないようなガス、特にＮｉｌ＾ｒ、Ｎｅ等のような不
活性なガスにオゾンを含有させて使用することができる
。

上記実施例では、半導体ウェハの処理に適用した実施例
について説明したが、アッシング工程であればガラス基
板上に設けるフォトマスク、プリント基板、被着される
アモルファスシリコン膜など何れにも適用できることは
説明するまでもないことである。

〔発明の効果〕

上述のように本発明のアッシング方法では、被処理基板
に損傷を与えることなく、またアッシング速度が均一で
高速であるので、大口径被処理基板例えば半導体ウェハ
等でもバッチ処理により短時間で大量のアッシングを行
なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のアッシング方法を示す構成
図、第２図は第１図ガス流出排出部の下面図、第３図は
第１図ガス流出排出部のガスの流れの説明図、第４図は
第１図ガス流出排出部の変形例を示す図、第５図は第１
図ガス流出排出部の変形例の拡大図、第６図は第１図の
オゾンの半減期と温度の関係を示すグラフ、第７図は第
１図のアッシング速度とオゾンを含有するガス流量およ
びガス流出排出部と半導体ウェハの距離の関係を示すグ
ラフ、第８図は従来のアッシング方法を示す構成図であ
る。 １１・・・処理室、　　　　　１２・・・半導体ウェハ
、１３・・・搬送部、　　　　　１３ａ・・・搬送ベル
ト、１５・・・加熱部、　　　　　１５ａ・・・ヒータ
ー、１７・・・ガス流出排出部、１７ａ〜１７ｊ・・・
開口、２２・・・投入室、　　　　　２３・・・取出室
。 出願人　　東京エレクトロン株式会社 第２図 第３図 （ａ） （ｂ） 第４図 （ａ　）　　　　　　　　　　　　　（ｂ　）第５図 第６図 第７図 第８図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）アッシングガスを被処理基板へ向けて流出させる
   流出孔および排出孔を交互に設けたガス流出排出部と前
   記被処理基板とを、相対的に移動させてアッシングする
   ことを特徴とするアッシング方法。
2. （２）相対的に移動する手段は、直線運動または回転運
   動による構成であ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法。
3. （３）ガス流出排出部は、スリット状の流出孔および排
   出孔を設け、これら各流出孔および排出孔の端部に樹状
   に細長い溝を設けた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法。
4. （４）アッシングガスとして酸素原子ラジカルを含有す
   るガスを使用することを特徴とする特許請求の範囲第２
   項および第３項記載のアッシング方法。
5. （５）酸素原子ラジカルを含有する反応ガスは、前記酸
   素原子ラジカルがオゾンを原料として生成することを特
   徴とする特許請求の範囲第４項記載のアッシング方法。