JPS63310118A - オゾン反応処理方法 - 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） 本発明は、半導体ウェハー表面のフォトレジストを除去
するためのアッシングプロセス、あるいは半導体ウェハ
ー表面に酸化被膜を形成するのに用いるためのオゾン処
理方法に関する。

（従来技術及びその問題点） 従来ウェハーの表面からフォトレジストを除くのにウェ
ハーを有機溶媒や苛性アルカリ水溶液などの洗浄液に浸
漬して洗浄するウェットプロセスが一般的に用いられて
きた。しかし、近年の半導体の集積度の向上に伴い配線
の幅が２ミクロン（２５６Ｋ）から１ミクロン（４Ｍ）
と狭くなっている。

このためウェットプロセスは、洗浄液などからのアルカ
リ金属イオンによりウェハーが汚染されることや、細部
のフォトレジストが残ってしまうことなどが問題になっ
ている。

これらの理由から、近年、酸素プラズマなどによって表
面のフォトレジストを燃やすアッシングプロセスが注目
されている。

アッシングプロセスには、酸素などのプラズマを用いて
行うプロセスと、オゾン反応処理装置を用いてオゾンに
よって行うプロセスがある。

プラズマを用いるプロセスでは、ウェハーを酸素プラズ
マで照射する際にゲート電極の絶縁層を破壊してしまう
ので、不良が発生し易い。

オゾン反応処理装置を用いればこのような問題点を克服
できることが期待できるので、近年アッシング処理など
に用いるオゾン反応処理装置の開発が、精力的に進めら
れている。

従来のオゾン反応処理装置における問題点として、オゾ
ンの不安定さのために、処理されるべき固体の表面に到
達するまえにオゾンの多くが分解してしまうということ
がある。このことはオゾン発生能力の過大化、電力消費
量の増大、装置コストや運転費用の増加を招く、また処
理に要する時間が長（なる。

（問題解決のための技術的手段） 本発明は、上記した欠点のないオゾン反応処理方法を提
供する。

本発明を、図を参照して説明する。

第１図は、本発明において使用されるオゾン反応処理装
置の一例を示す概略図である。

１はオゾン反応処理装置の本体である。

オゾン含有ガスが吹き出し口２から吹き出して処理され
るべき固体５の表面に到達するまでの時間は１万分の５
秒以下でな（ではならない。

この到達時間が１万分の５秒より長くなると、吹き出し
口２から吹き出されたオゾンが固体５の表面に到達する
前に分解してしまうため、初期の目的が達成されなくな
る。

到達時間を１万分の５秒以下にしてオゾンの分解を防ぐ
ためには、吹き出し口２と固体５との距離を短くするこ
と、及びオゾン含有ガスの速度を高くすることが有効で
ある。

このためには、吹き出し口２と処理されるべき固体５０
表面との間の距離が１ｍｍ以下であることが望ましい。

また吹き出し口２の穴の大きさ及び数は、オゾン含有ガ
スの線流速が２ｍ／ｓｅｃ以上になるように設定するの
が望ましい。

オゾン含有ガス分散器４には、図のａの方向からオゾン
含有ガスが送りこまれる。

オゾン含有ガス分散器４には、ジャケット３が取りつけ
られており、ジャケット３には水などの冷媒を流して、
オゾン含有ガスの温度が上がらないようになっているこ
とが望ましい。冷媒の流通によりオゾン含有ガス中のオ
ゾンの分解を抑えることができる。

処理されるべき固体５とオゾン含有ガス分散器４とは、
対向して、相対的に回転させることが望ましい、第１図
に示すように、通常は支持台８に取りつけられた回転軸
７を図示しないモーターで駆動させて、固体５を回転さ
せる。

しかし、処理されるべき固体５が大きな物であるなどの
理由で回転させることが好適でないときは、吹き出し口
２あるいはオゾン含有ガス分散器４を回転させてもよい
。

６は、処理されるべき固体５を加熱するための手段であ
り、ヒーター、マイクロ波加熱、ホットプレート、ラン
プ加熱などの手段を用いることが可能である。

（本発明の効果） 本発明の方法により、オゾン含有がスが処理されるべき
固体の表面に達するまでのオゾンの分解が抑えられるの
で、ウェハーなどのアッシング等の処理時間を大きく短
縮することができる。

（実施例） 以下に実施例を示す。

実施例１ 第１図に示したオゾン反応処理装置を用いて、フォトレ
ジストの膜を表面に形成したシリコンウェハーをアッシ
ングする実験を行った。処理されるべき固体５は、フォ
トレジストの膜を表面に形成したシリコンウェハーであ
る。

フォトレジストの牌を表面に形成したシリコンウェハー
５は、吹き出し口２との距離が１ｍｍになるようにした
。

シリコンウェハー５は、ヒーター６により２５０℃に加
熱した。２５０℃に達するまでは、オゾン反応処理装置
ｌ内部を窒素ガスでパージしたシリコンウェハー５の温
度が２５０°Ｃに達してから、オゾン反応処理装置のオ
ゾン含有ガス分散装置４を通して、オゾン反応処理装置
内部にオゾン５００００ｐｐｍを含有する酸素を１０２
／分の流量で供給した。

ジャケット３には水を流し、オゾン含有ガスの温度が１
５°Ｃに保たれるようにした。

オゾンを含有する酸素ガスで処理している間、シリコン
ウェハー５は、吹き出し口２に対して回転させて、表面
が均一にオゾンを含有する酸素ガスで処理されるように
した。

その結果、シリコンウェハー５の温度が２５０℃のとき
は６０秒のアッシング時間で表面のフォトレジストは完
全に除去できることが分かった。

実施例２ 実施例１で用いたのと同様の装置により、シリコンウェ
ハーの表面に酸化物被膜を形成させることを試みた。

テトラエトキシシランで飽和させた窒素ガスを５０００
０ｐｐｍのオゾンを含む酸素ガスとオゾン反応処理装置
の直前で混合し、オゾン含有ガス分散器４から供給した
。

オゾン含有ガス吹き出し口２と１腫の間隔でシリコンウ
ェハーを置き、加熱板６で４００°Ｃに加熱した。

その結果、シリコンウェハー５の表面に、６０００人／
分の速度で酸化物被膜が形成されることが分かった。

！実施例３！ 実施例１で用いたのと同様の装置により、シリコンウェ
ハーの表面に酸化タンタルの被膜を形成させることを試
みた。

タンクルアルコキシドで飽和させた窒素ガスと５０００
０ｐｐｍのオゾンを含む酸素ガスとを、オゾン反応処理
装置の直前で混合し、オゾン含有ガス分散器４から供給
した。オゾン含有ガス吹き出し口２とＬ−の間隔でシリ
コンウェハーを置き、加熱板６で４００℃に加熱した。

その結果、シリコンウェハー５の表面に、酸化タンタル
の被膜が形成されることが分かった。

（比較例１） 実施例１と同様の実験において、吹き出し口とシリコン
ウェハー５との距離を変化させたときのアッシング速度
の変化を調べた。

その結果、吹き出し口とシリコンウェハー５との距離が
１閣を超えると、アッシング速度が急激に低下すること
が分かった。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明で使用されるオゾン反応処理袋Ｗ　ｃ
７）　１　（Ｍ　ヲ示ｆ　ＩＩＬ＜Ｆｊｌ　ｉ−＄７：
Ｊ。 ｌ：本発明のオゾン反応処理装置。 ２ニオシン含有ガス吹き出し口。 ３：ジャケット。 ４ニオシン含有ガス分散装置。 ５：処理されるべき固体（シリコンウェハー等）７：処
理されるべき固体５を回転させるための手８：支持台

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）固体表面をオゾンを含有するガスと接触させて反
   応処理を行うオゾン処理方法において、オゾン含有ガス
   吹き出し口から吹き出したオゾン含有ガスが処理すべき
   固体の表面に接触するまでの時間を１万分の５秒以下に
   することを特徴とする、オゾン反応処理方法。
2. （２）オゾン含有ガス吹き出し口と処理されるべき固体
   の表面との間隔を１ｍｍ以下とすることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項に記載のオゾン反応処理方法。
3. （３）オゾン含有ガス吹き出し口から、２ｍ／ｓｅｃ以
   上の線速度でオゾン含有ガスを吹き出すことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項に記載のオゾン反応処理方法
4. （４）オゾン含有ガス吹き出し口を冷却することを特徴
   とする特許請求の範囲第１項に記載のオゾン反応処理方
   法。