JPH0319318A - 被処理体処理装置 - 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】 【産業上の利用分野】

この発明は、半導体ウエーハやＬＣＤ　（液品表示素子
）基板のような被処理体の処理装置に関する。

【従来の技術】

半導体製造工程において、フォトレジスト膜を介して下
地のエッチングが行われて微細加工の終了した半導体ウ
エーハやＬＣＤ基板等の被処理基板については、マスク
に用いた上記レジスト膜を、この基板表面から除去する
必要がある。このよー，Ｉな場合のフォトレジスト膜の
除去処理例として、従来から、アッシング処理が行われ
ている。 このアッシング処理は、露出される下地膜を傷めるこε
なく不要なレジスト膜を選択的に除去一Ｃきる点で実用
される。また、このアッンング処１Ｉ！は、レジストの
除去、シリコンウエーハ、マスクの洗浄の他、インクの
除去、溶剤残留物の除夫などにも使用され、半導体プロ
セスのドライクリニング処理を行う場合にも適するもの
である。 この種のアッシング装置のうち、オゾンを＠　（ｉする
ガスを用いたものとして、例えば特開昭５２２０７６６
号広報に開示された装置が知られている。 これは、例えば半導体ウェーハをチャンバー．内の加熱
板上に載置し、また、半導体ウエーハの上ノｊに複数の
アッシングガス噴出口を備えたガス拡散板を設け、上記
加熱板を例えば抵抗加熱ヒータによって加熱するととも
に、チャンバー内を所定のアッシングガス例えばオゾン
を含むガスの常圧雰囲気あるいは減圧雰囲気として、上
記アッシングガスを上記拡散板のガス噴出口から半導体
ウエー八表面に噴射して、このガスを半導体ウエーハに
彼着された有機高分子のフォトレジストに作用させ、灰
化して除去するものである。 なお、アッシングガス噴出口を備えた拡散板として、従
来、例えば多数の小孔を備えたもの、焼結体からなるも
の、直線状のスリットを備えたもの、複数の細長い溝状
のスリットを備えたもの等が試みられている。

【発明が解決しようとする課題】

ところで、近年、被処理体としての半導体基板は大型化
の傾向にあり、例えばＬＣＤ基板のように一辺が３００
ｍＩ１程度以上の方形状ガラス基板のアッシング処理を
行うことが必要になってきた。 したがって、如何にして、広範囲に亘り均−にアッシン
グガスを噴出させ、均一なアッシング処理を行うかは、
重要な課題である。 ところが、従来のアッシング装置の場合、被処理体の被
処理面上において、ガス拡散板のアッシングガス噴出口
の位置は定まっており、このアッシングガス噴出口付近
と他の部分とでガス雰囲気濃度の不均一を生じてしまう
。このため、被処理面上の位置によりアッシングの不均
一を生じ、特に大型基板の場合、その影響が大きくなる
。 また、従来は、常圧雰囲気あるいは減圧雰囲気中で半導
体ウエー八等の被処理基板にオゾン等の所定の処理ガス
を作用させるため、アッシング処理速度が比較的遅い欠
点があった。 この発明は、以上の点に鑑み、被処理体の被処理面に対
し処理ガスを均一に噴射でき、均一な処理を行え、大型
基板にも十分対応可能であると共に、処理速度が速い被
処理体処理装置を堤供しようとするものである。

【課題を解決するための手段】

この発明による被処理体処理装置は、 反応チャンバー内に載置された被処理体の彼処理面に、
上記反応チャンバー内に設けられるガス拡散板より所定
の反応ガスを高圧下において供給して所定の処理を行う
装置において、 上記ガス拡散板を上記反応チャンバー内で、上記被処理
体の被処理面に少なくとも平行な方向に上記被処理体に
対し相対的に移動させる移動機構を設けるとともに、こ
の移動機構の上記反応チャンバーとの連結部分をシーリ
ングするようにしたことを特徴とする。

【作用】

ガス拡散板が被処理面に平行に相対的に移動しつつ、処
理ガスを被処理而に供給する。ガス噴出口が被処理而に
対し相対的に移動するから、処理ガスは被処理而に均一
に供給され、均一な処理ができる。 また、高圧下で処理を行うので処理速度を速くすること
ができる。しかも、このように、高圧下において、ガス
拡散板を相対的に移動しながら処理したとしても、ガス
拡散板の被処理体に対する相対的な移動機構のチャンバ
ーとの連結部分にはシーリングが施されているので、安
全に良好な処理を行うことができる。

【実施例】

以下、この発明による被処理体処理装置をアッシング処
理装置に適用した場合の一実施例を図を参照しながら説
明する。 第１図は、この実施例のアッシング装置の側面図、第２
図はその上面図で、アッシング用反応チャンバー１内に
は、被処理体としての例えば半導体ウエーハ２が載置さ
れる加熱板３と、この加熱板３に対向するようにガス拡
散板４が設けられている。 加熱板３は、例えばＳＵＳやアルミニウムからなる金属
板からなり、加熱手段として例えば抵抗発熱ヒータ５が
内蔵されており、その上面に載置された半導体ウェーハ
２を加熱可能に構威されている。そして、この加熱板３
には、基板昇降装置６に接続された複数本例えば３本の
ピン７が加熱板３を貫通する如く設けられており、半導
体ウ工−ハ２のロード・アンロード時には、これらのピ
ン７上に半導体ウェーハ２を保持するよう構成されてい
る。 また、このガス拡散板４は、この例では拡散板本体４Ａ
と、アダプター４Ｂとからなっており、本体４Ａとアダ
プター４Ｂとは、例えばねし止めされている。さらに、
この例では、被処理体の大きさに応じてアダプター４Ｂ
が交換されて、効率の良い処理ガス噴射を行えるように
している。 すなわち、第５図は、拡散板本体４Ａのアダプター４Ｂ
との接続而４０を下から見た図で、処理ガス（オゾンを
含むガス）を噴出させるための開口の例としての噴出用
スリット４１と、排気ガスを排出させるための開口の例
としての排気用スリット４２とが交互に多数設けられて
いる。 一方、アダプター４Ｂには、拡散板本体４ＡにねしＩＩ
−めしたとき、噴出用スリット４１及び排気用スリット
４２の位置と一致するようにガス拡散スリット４３が設
けられ、ガスの給排流路が拡散板本体４Ａと連結するよ
うにされている。そして、この場合、アダプター４Ｂと
しては、そのガス拡散スリット４′３の本数及び長さが
、処理対象である半導体ウエーハの大きさに応じて異な
るものが用意される。また、この例の場合、反応チャン
バー１の、例えば上面板は、第８図に示すように開閉可
能に支持されており、被処理体の大きさに応してアダプ
ター４Ｂを交換することができるようにされている。 すなわち、大きな半導体基板に対しては、例えば第６図
に示すように、その大きさに応して、本数が多く、しか
も長さの長い複数のガス拡散スリット４３＋が形威され
たアダプター４Ｂ，が、拡散板本体４Ａに対してねじ止
めされて用いられる。 また、小さな半導体基板に対しては、例えば第７図に示
すように、その大きさに応じて、本数が少なく、しかも
長さが短い複数の拡散スリット・４３２が形成されたア
ダプター４Ｂ２が、拡散板本体４Ａに対してねじ止めさ
れて用いられる。 以上のようにして、アダプター４Ｂを被処Ｐ１！体の大
きさに応じて交換することにより、被処理体の大きさに
応じてガス拡散萌域を規定ずることかできるので、無駄
無く、効率の良い処理ガス供給を、被処理体に対して行
うことができる。 そし、で、第１図に示すように、ガス拡散板４の本体４
Ａの噴出用スリット４１は、流ｉｔ調節装置８を介して
、昇圧装置９が接続されている。この昇圧装置つとして
は、例えばブランジャー・ボンブ、ベローズポンブ、ダ
イヤプラムポンプ等の昇ＬＥボンプが使用できる。そし
て、この昇圧装置９には、酸素供給装置１０から供給さ
れる酸素からオゾンを発生させるオゾン発生装置１１と
、２次ガス供給装置１２から供給される２次ガスを励起
する２次ガス励起装置１３が接続されている。 オゾン発生装置１１としては、例えば無声放電、コロナ
放電、グロー枚電等によってオゾンを発生させる装置等
を用いることができる。 −−／ｊ、ガス拡散板４の本体４Ａの排気用スリッ！・
４２は、圧力１凋節装置１４及び排ガス除害装置１５を
介して例えばＪｌ場排気系等に接続されている。 また、反応チャンバー１の上面板には、凸状小部屋２０
が設けられ、このハ状小部屋２ｏの壁面を貫いて、加熱
板３の被処理体載置而に・Ｆ行な方向であって、ガス拡
散板４の噴出用スリソト４１と排気用スリット４２との
交互の形成方向に、ホールねじ２１が設けられている。 そＩ７て、このボールねじ２１は、モータ２２によって
回転されるようになっている。 一方、ガス拡散板４の上面には吊り下げ部材２３が取り
付けられる。そして、この吊りドげ部｛｛２３は、ハ状
小部屋２０内のボールねじ２１と螺合されて、連結され
ている。第２図において２４はその連結部である。 また、ボールねじ２１と平行なｈ゛向に、ガス拡散板移
動案内用の丸棒２５が、反応チャンバー１の側壁面をＭ
通して設けられている。そして、ｚｙス拡散板４の上而
に取り｛＝Ｉけられた連桔アーノ、２６の先端部２６Ａ
が、第３図に示すようにべ了リング２７によって丸棒２
５と連結されており、連拮アーム２６は、丸棒２５に沿
って自由に移動可能となっている。 丸棒２５の両端は、支柱２８．２９によって支持され固
定されている。 したがって、モータ２２によりボールねじ２１を回転さ
せると、ガス拡散板４は、このボールねじ２１に沿った
方向（噴出用スリットと排気用スリットとの交互の形成
方向）であって、ボールねじ２１の回転方向に応じた方
向に移動可能となる。 この場合、後述するように、アッシング処理はチャンバ
ー１内において、高圧雰囲気下で行うものであるため、
気密にする必要がある。このため、この例では凸状小部
屋２０の、ボールねじ２１との貫通部壁面と、ボールね
じ２１とガス拡散板４の吊り下げ部材２３との連結部２
４との間には、ボールねじを覆うような状態でベローズ
３０及び３１が取り付けられる。 このベローズ３０及び３１によって、凸状小部屋２０の
ボールねじ２１との貫通部に、ねじ２１回転のための遊
びを保持した状態であっても、反応チャンバー１内の気
密を確保することができる。 また、丸棒２５と反応チャンバー１との連結部も、気密
保持のため、この例ではシリンダー内シール３２．３３
が施される。 すなわち、第４図はシリンダー内シール３２．３３の一
例を示し、底面の中央に丸棒２５の径に応じた貫通孔が
形或されたカップ状部材３４，３５及び３６が用いられ
る。カップ状部材３４は、カップ状部材３５及び３６よ
りも大型のものとされ、その底面の貫通孔の先端部はテ
ーパ状に尖らされている。そして、カップ状部材３５．
３６を、カップ状部材３４の底面を両側から挾むような
状態で丸棒２５に取り付ける。そして、カップ状部材３
５内には、Ｏリング３７が丸棒２５に巻回されて取り付
けられており、また、カップ状部材３６内には、加圧シ
ール３８がその撓みのよって丸棒２５に隙間なく巻回さ
れるように取り付けられている。 なお、ガス拡散板４に対し、半導体ウェーハ２等の被処
理基板との間隔を所望の距離に設定可能とするように拡
散板昇降装置を接続しても良い。 以上のような構成の装置において、この実施例では次の
ようにして半導体ウエーハ２などの基板のアッシング処
理が行われる。 先ず、図示しないセンダーから図示しない搬送装置によ
り半導体ウェーハ２などの基板はプリヒート用チャンバ
ーにおいて、所定温度例えば５０〜１５０℃の加熱温度
でブリヒート処理が行なわれた後、半導体ウエーハ２は
図示しない搬送装置によって、アッシング用反応チャン
バー１内に搬入される。 この搬入時、アッシング用チャンバー１では、基板昇降
装置６によりビン７を加熱板３上に突出させておき、図
示しない基板搬送装置からビン７上に゛Ｐ導体ウェーハ
２等の基板を受け渡す。この後、基板搬送装置の搬送ア
ームを後退させ、基板昇降装置６によりビン７を下降さ
せて加熱板３上に半導体ウェーハ２等の基板を載置する
。このとき、加熱板３は温度制御装置５０により抵抗加
熱ヒータ５が制御されることにより所定温度例えば１５
０〜２５０℃に加熱されている。 こうして、半導体ウエーハ２等の基板をアッシング用チ
ャンバー１内に搬入したらアッシング処理を開始する。 すなわち、アッシング用チャンバー１では、加熱板３に
より半導体ウエー！・２等の基板を加熱するとともに、
オゾン発生装置１１から供給されるオゾンを含むガスと
、２次ガス励起装置１３から供給される励起された２次
ガスとを、昇圧装置９によって例えば２〜２０ａｔａ程
度に昇圧し、流量調節装置８により例えば３〜３０４！
／ＩＩｉｎの流量に３！！ｌｆｍＬながらガス拡散板４
の噴出用スリットから半専体ウェーハ２等の基板に向け
て噴出させるとともに、排気用スリットから排気し、高
圧アッシング処理を行なう。 この際、モータ２２に駆動信号が供給されて、この七ー
タ２２が駆動され、これによりボールねじ２１が回転し
、これに伴い、ガス拡散板４はボールねじ２１に沿った
方向に移動する。この例の場合、モータ２２には、所定
時間ごとに回転方向を反転させるような駆動信号が供給
され、これにより、ガス拡散板４は、噴出用スリットと
排気用スリットとの交互形成方向に、往復運動を行う。 この場合、ガス拡散板４の移動距離は、例えば４備程度
とされる。 このときに、排ガス内に残存するオゾンは、排ガス除害
装Ｗ１５によって分解された後、工場排気系等に送られ
る。また、排気は、圧力調節装置］４によってアッシン
グ用チャンバー１内の圧力を上記所定圧力（例えば２〜
２０ａ　ｔ　ａ）に保持するように制御しながら行なわ
れる。 そして、例えば所定時間の処理あるいは排出ガス中の成
分を検出することにより、処理終了を検知する等して高
圧アッシング処理の終了を検知すると、高圧アッシング
終了処理が行なわれる。アッシングが終了した半導体ウ
エ／＼は、図示しないクーリングユニットに送られ、冷
却処理される。 こうしてガス拡散板４を移動させながら半導体ウェー八
等の被処理体に処理ガスであるオゾンを噴射することに
より、噴出用スリットの位置に関係なく、均一に半導体
ウエーハ等の被処理体の被処理而に対して処理ガスが噴
射される。すなわち、ガス拡散板４が停止していれば、
第１図において矢印で示すようにガス拡散板４と半導体
ウェーハ２との間にアッシングガスが流れ、噴出用スリ
ットの位置近傍の方が排気用スリットの近傍よりちガス
の濃度が高くなる恐れがあるが、ガス拡散板４の移動に
より噴出用スリットの位置は移動し，て半導体ウエーハ
２面の全ての部分を走査するようになるので、半導体ウ
工−ハ２而の全体に桓り、均一にアッシングガスが噴射
されることになる。 そして、以上のようにアッシングガスとじてオゾンを含
む酸素ガスの他に、２次ガスとして例えばＮ２　０，Ｎ
ｏ，ＮＯ２　，Ｃ２　Ｆ６　，ＣＣ　ｊ２＜　，ＣＦ４
等を流量調節装置８により流量１苅節して上記酸素ガス
と混合してアッシング処理するようＣこしたときは、ア
ッシング適用範囲を拡げ、汎用性のあるアッシング処理
が可能になる。 また、上述の実施例では、ガス拡散板を往復運動させる
ようにしたが、他の移動例えば一方向に一過的に所定の
処理時間で移動通過させるように構成しても、上記と同
様の作用効果が得られる。 また、上述の実施例では、ガス拡散板を移動させるよう
にしたが、被処理体との相対的な移動であれば良いので
、被処理体側を移動させても良いし、両者を互いに逆向
きに移動させても良い。 また、シーリング処理の方法としては、上記の実施例に
限らず種々のシーリング技術を用いることができること
はいうまでもない。 また、実施例では、アソ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、酸化して除去できるものであれば各種の
ものに適用することができる。また、オゾンを含むガス
は酸素に限らず、オゾンと反応しないガス、特にＮ２　
，Ａｒ，Ｎｅなどのような不活性ガスにオゾンを含有さ
せて使用することができる。 また、被処理体は半導体ウエーハに限らず、ＬＣＤ基板
のほか、ガラス基板上に設けるフォトマスク、プリント
基板等種々適用可能であることはいうまでもない。特に
、下地膜としてＩＴＯ膜、アモルファスシリコン等のよ
うに非常に酸化されやすい材料が使用されているものの
アッシングに際して、下地膜に損傷を与えないようにア
ッシングを一定の残膜厚さで中止して、その後はウェッ
ト処理に切り替える方式をとる場合のように、オｌ１密
なアッシングコントロールが必要な場合に、この発明は
非常に有効である。 また、さらに、この発明は以上のようなアソシング処理
に限らず、例えばＴＥＯＳとオゾンとを用いて成模する
ＣＶＤ装置や、酸化膜形成装置にも適用することができ
るものである。

【発明の効果】

以上説明したように、この発明によれば、ガス拡散板を
被処理体の被処理面に対し相対的に移動させた状態で処
理ガスを、被処理面に供給するようにしたので、被処理
面の全体に亘って均−に処理ガスを供給することができ
、被処理面の均一な処理を行うことができる。 また、処理は高圧ｆで行うものであるから、処理速度を
速くすることができる。この高圧ドの処理では反応チャ
ンバー内を気密に保つ必要があるが、この発明によれば
、ガス拡散板と被処理体との相対的な移動機構の反応チ
ャンバーとの連結部にはシーリング処理が施されている
ので、反応チャンバー内の気密は充分に保つことができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の装置の一実施例の側面図、第２図
は、この発明の装置の一実施例の上面図、第３図及び第
４図は、その一部の説明のための図、第５図〜第７図は
、ガス拡散板を説明するための図、第８図はガス拡散板
のアダプターを交換する状態を説明するための図である
。 ］；反応チャンバー ２；半導体ウェーハ ３；加熱板 ４：ガス拡散板 ４Ａ；拡散板本体 ４Ｂ；アダプター ２１；ボールねじ ２２；モータ ２３；吊り下げ部材 ２５；案内用丸棒 ３０，３１．ベローズ ３２．３３；シリンダー内シール ３７；０リング ３８；加圧シール ４１；ガス噴出用スリット ４２；ガス排気用スリット

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 反応チャンバー内に載置された被処理体の被処理面に、
   上記反応チャンバー内に設けられるガス拡散板より所定
   の反応ガスを高圧下において供給して所定の処理を行う
   装置において、 上記ガス拡散板を上記反応チャンバー内で上記被処理体
   の被処理面に少なくとも平行な方向に上記被処理体に対
   し相対的に移動させる機構を設けると共に、この機構の
   上記反応チャンバーとの連結部分をシーリングするよう
   にしたことを特徴とする被処理体処理装置。