JP2000305284A - アッシング装置 - Google Patents

アッシング装置

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JP2000305284A
JP2000305284A JP11111905A JP11190599A JP2000305284A JP 2000305284 A JP2000305284 A JP 2000305284A JP 11111905 A JP11111905 A JP 11111905A JP 11190599 A JP11190599 A JP 11190599A JP 2000305284 A JP2000305284 A JP 2000305284A
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JP
Japan
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ashing
temperature
processing chamber
ashing processing
heater
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JP11111905A
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English (en)
Inventor
Tetsuo Imaoka
哲夫 今岡
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electronics Corp
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体製品製造工程におけるバッチ式のレジ
ストアッシング処理において、アッシングレートのばら
つきを低減させることが可能なアッシング装置を提供す
る。 【解決手段】 トンネル型のアッシング処理室1と、ア
ッシング処理室1内に載置される複数のダミー基板2〜
5のそれぞれの温度を測定する温度測定器10と、アッ
シング処理室1の壁に沿うように近接して設けられ、ア
ッシング処理室1の長手方向に複数に分割されたヒータ
ー12〜19と、前記測定されたそれぞれのダミー基板
2〜5の温度に基づいてアッシング処理室1内の温度ま
たはアッシング速度が均一になるように、前記分割され
たそれぞれのヒーター12〜19を温度制御するヒータ
ー制御装置11を備えたものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はアッシング装置、特
に、半導体製品製造工程におけるバッチ式のレジストア
ッシング処理をするにあたり、バッチ内の処理精度のば
らつきを最小限にするアッシング装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】半導体製品などの製造工程において従来
から使用されているバッチ式のレジストアッシング処理
においては、アッシング処理装置の真空処理を行うアッ
シング処理室内の一部分の雰囲気温度を常に測定し、そ
れに基づいて温度制御装置がアッシング処理室左右に1
台ずつ設けられているヒーターを制御し、アッシング処
理室内の雰囲気温度を一定の温度に保つ構造になってお
り、以下、図面を参照しながら説明する。
【0003】図3は従来のアッシング装置の一例を示す
概略図であり、図中、46はアッシング装置の真空処理
を行うトンネル型のアッシング処理室で、通常円筒形の
トンネル型をしており、ガラス材などからなる。47
は、このアッシング処理室46内に半導体基板などを複
数枚設置し、例えば酸素プラズマを発生させてレジスト
アッシングを行っている最中に雰囲気温度を測定する熱
電対、48は熱電対47からの起電力を温度に換算する
温度測定器、49は、熱電対47で測定された温度を予
め設定された温度と比較し、ヒーター電力を調整して設
定温度になるように温度制御を行うヒーター制御装置、
50および51はヒーターで、アッシング処理室46の
外側の一部を取り巻くように2つに分割され、ほぼ左右
対称に配置されているものである。そして半導体集積回
路等を形成した製品になるべき基板は半導体基板53
で、両端と中央にはダミー基板52がいずれも円筒形の
アッシング処理室46の長手方向に対して直角にしかも
長手方向に並べて置かれ、このすべてで1バッチを形成
している。熱電対47は主としてダミー基板52付近の
温度を測定しているものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
なアッシング処理室の内部構成、特に、プラズマ発生時
の温度測定や温度制御のための構成では、アッシング処
理室内の半導体基板温度が1バッチ内の基板間でばらつ
き、レジストエッチング速度のようなレジストアッシン
グ処理精度が低下する等のアッシングレートにばらつき
が生じ、場合によっては半導体基板上のレジスト残渣等
の品質異常を発生させていた。また、アッシング処理室
内のダミー基板の温度を測定し、それに対応してヒータ
ー温度を制御しただけではアッシングレートのばらつき
を低減させるには至らない等、種々の問題点があった。
【0005】本発明は上記従来の問題点を解決したもの
であり、半導体製品製造工程におけるバッチ式のレジス
トアッシング処理において、アッシングレートのばらつ
きを低減させることが可能なアッシング装置を提供する
ことを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明のアッシング装置
は、トンネル型のアッシング処理室と、前記アッシング
処理室内に載置される複数のダミー基板のそれぞれの温
度を測定する手段と、前記アッシング処理室の壁に沿う
ように近接して設けられ、前記アッシング処理室の長手
方向に複数に分割されたヒーターと、前記測定されたそ
れぞれのダミー基板の温度に基づいて前記アッシング処
理室内の温度またはアッシング速度が均一になるよう
に、前記分割されたそれぞれのヒーターを温度制御する
手段を備えたものである。
【0007】この発明によれば、アッシングレートのば
らつきを低減させることができ、処理速度、再現性に優
れた半導体集積回路などの半導体製品の製造が容易とな
る。
【0008】
【発明の実施の形態】以下本発明の各実施の形態につい
て図面を参照しながら説明する。なお、前記従来のもの
および各実施の形態において同一部分は同一符号を用い
るものとする。
【0009】(実施の形態1)図1は本発明のアッシン
グ装置の実施の形態1における構成を示す概略図であ
る。図1において、1はアッシング装置の真空処理を行
うトンネル型のアッシング処理室であり、従来同様円筒
形のトンネル型でガラス材などから構成されている。2
〜5はダミー基板であり、これも従来のように本来の加
工をすべき半導体基板53の配置の中でその両端と中央
に設置される。6〜9は感温部である熱電対でダミー基
板2〜5に対応して4個あり、それぞれの熱電対6〜9
の先端はそれぞれのダミー基板2〜5に接触している。
10は温度測定器で熱電対6〜9のそれぞれの熱起電力
を温度信号に変換する機能を有する。11はヒーター制
御装置で、特に酸素プラズマ等を発生させてアッシング
している途中で各ダミー基板位置での測定温度を設定温
度と比較し、それに基づきヒーター電力が設定温度にな
るように制御する。
【0010】12〜19はアッシング処理室1内部の特
に半導体基板53、ダミー基板2〜5付近の温度を制御
するヒーターである。このヒーター12〜19は図1で
はその断面を示したものであるが、実際には例えばヒー
ター12とヒーター16はアッシング処理室1の左右に
対になって取り付けられ、しかもアッシング処理室1を
ほとんど取り囲むようになっていて、アッシング処理室
1のアッシング用ガス導入管や真空排気管が設けられて
いる箇所だけは設置されていない。この位置関係は、ヒ
ーター13とヒーター17、ヒーター14とヒーター1
8、ヒーター15とヒーター19の対についても同様で
ある。このように本実施の形態ではヒーターは8個に分
割されている。なお、この円筒型のアッシング装置では
アッシング処理室1内でプラズマを発生させるために、
アッシング処理室1外部に高周波誘導コイルが巻かれる
が、そのコイルはヒーター12〜19の内側にある(図
示せず)。
【0011】次に図1を用いてその動作を説明する。ま
ず、酸素プラズマを発生させ、レジストアッシングが開
始されると同時にアッシング処理室1内のダミー基板2
〜5の温度を、これらに取り付けられた熱電対6〜9に
よって測定し、測定されたそれぞれのダミー基板2〜5
の温度に対応する熱起電力は温度測定器10に入力さ
れ、温度に対応した電気信号に変換される。この信号は
温度測定器10からヒーター制御装置11に送信される
が、ここで各ダミー基板2〜5のそれぞれの温度と設定
温度とが比較され、それに対応したヒーター電力制御信
号が各ヒーター12〜19に送られる。すなわち、ダミ
ー基板2〜5の温度が設定温度より低ければヒーター投
入電力を増加させる信号が与えられ、高ければその反対
の信号が与えられる。このようにしてダミー基板2〜5
およびその付近の温度が一定に制御されるので、その間
に置かれた本来の製品となるべき半導体基板53もほぼ
設定温度となり、全体としてアッシング処理室1の内部
温度が制御されるのである。
【0012】以上のように本実施の形態によれば、複数
の熱電対によりダミー基板それぞれの温度を直接測定で
き、また、温度を制御するヒーターを8個に分割したの
で部分的により精密に温度調節できるようになる。した
がって従来のアッシング装置の構成と比較して、アッシ
ング中の温度が非常に均一となってアッシングレートの
ばらつきが低減され、アッシング処理室内に設置された
1バッチの半導体基板全体でレジストエッチング速度が
一定となるからレジスト残渣等の品質異常の発生も防止
することができる。
【0013】(実施の形態2)図2は本発明のアッシン
グ装置の実施の形態2における構成を示す概略図であ
り、アッシング装置を横から見た図を示している。図2
において、20はアッシング装置の真空処理を行う円筒
形のアッシング処理室、21〜24はダミー基板、25
〜28は感温部である熱電対、29〜32は真空継ぎ
手、33〜36は駆動シリンダーである。この駆動シリ
ンダー33〜36の先端には熱電対25〜28が接続さ
れ、それぞれ真空継ぎ手29〜32を通して外部大気圧
雰囲気からアッシング処理室20内部の減圧雰囲気へ上
下運動を伝達できるようになっている。37は基板収納
絶縁ボート位置決め部、38は基板収納絶縁ボート設置
部、39は基板収納絶縁ボートでダミー基板21〜2
4、半導体製品を形成すべき半導体基板53をアッシン
グ処理中固定する。
【0014】40は温度測定器であり、熱電対25〜2
8で測定された熱起電力を温度に対応する信号に変換す
る。41はヒーター制御装置で、温度測定器40の信号
に基づいて予め設定された温度になるようにヒーターに
信号を送る役目をする。42〜45はアッシング処理室
20内部の温度を制御するヒーターである。ヒーター4
2〜45は、他の部分例えば半導体基板53や基板収納
絶縁ボート39などを明示するためにそれらのごく一部
分のみを表示しているものである。したがってヒーター
42〜45は実際にはアッシング処理室20の外側の左
右にそれぞれ4個、合計8個に分割して設けられ、図2
ではそのうちの4個が見えているのである。さらにヒー
ター42〜45は、アッシング処理室20から外部に突
き出たアッシングガス導入ライン、ガス排気ライン(共
に図示せず)の部分を避けてできる限りアッシング処理
室20を取り囲むように設けられている。
【0015】次にその動作を説明する。まずアッシング
処理室20内に基板収納絶縁ボート39に収納された基
板が設置される際、基板収納絶縁ボート39の下部にあ
る基板収納絶縁ボート位置決め部37が基板収納絶縁ボ
ート設置部38に設けられた場所に設置される。その
後、アッシング処理室20内と大気とを遮断する真空継
ぎ手29〜32によって真空を保持されたアッシング処
理室20内部の熱電対25〜28が、駆動シリンダー3
3〜36によって上方に移動し、ダミー基板21〜24
の裏面に接触する。
【0016】そしてアッシング処理するための酸素プラ
ズマ発生後、ダミー基板21〜24の温度を測定し、熱
電対25〜28のそれぞれの測定されたダミー基板21
〜24の温度に対応する熱起電力は温度測定器40で電
気信号に変換され、ヒーター制御装置41に送信され
る。ダミー基板21〜24の温度を均一に制御するため
に、ヒーター制御装置41は予め設定された温度と各熱
電対25〜28で測定された温度とを比較し、ヒーター
42〜45を制御し、アッシング処理室20内部の1バ
ッチ内の基板温度を常に均一に保つ。その理由は前記実
施の形態1の場合と同様である。
【0017】以上のように本実施の形態によれば、複数
の熱電対によりダミー基板それぞれの温度を直接測定で
き、また、温度を制御するヒーターを8個に分割したの
で部分的により精密に温度調節できるは勿論、さらに熱
電対が、ダミー基板の温度を測定しなければならないと
きのみ基板裏面に接触するので、半導体基板やダミー基
板の真空処理室内部への設置が簡単になるという利点が
ある。
【0018】以上の各実施の形態においては、アッシン
グ処理室全体にわたって少なくともプラズマが発生して
いる間の基板温度を一定にすることに主眼をおいている
が、現実には円筒形のアッシング処理室の両端と中央で
プラズマ密度やプラズマ電力の不均一が存在することが
あり、このような場合にもアッシング速度に不均一が生
じる可能性がある。
【0019】本発明はこのようなときにも有効であり、
アッシング処理室全体にわたってアッシング速度が均一
になるように各部の温度を調整することによってアッシ
ング速度の均一化を達成することができる。ただし、こ
のときはアッシング速度を均一にするのであるからアッ
シング処理室の各部によって温度が異なるように調整さ
れることはいうまでもない。さらに本発明はアッシング
装置だけでなく、処理条件の半導体基板53バッチ内で
の不均一性を有する他の装置、例えば炉やCVD装置に
対しても必要ならば応用可能である。
【0020】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、アッシン
グレートのばらつきを低減させることができ、処理速
度、再現性に優れた半導体集積回路などの半導体製品の
製造が容易になるという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のアッシング装置の実施の形態1におけ
る構成を示す概略図
【図2】本発明のアッシング装置の実施の形態2におけ
る構成を示す概略図
【図3】従来のアッシング装置の一例を示す概略図
【符号の説明】
1 アッシング処理室 2〜5 ダミー基板 6〜9 熱電対 10 温度測定器 11 ヒーター制御装置 12〜19 ヒーター 53 半導体基板

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 トンネル型のアッシング処理室と、前記
    アッシング処理室内に載置される複数のダミー基板のそ
    れぞれの温度を測定する手段と、前記アッシング処理室
    の壁に沿うように近接して設けられ、前記アッシング処
    理室の長手方向に複数に分割されたヒーターと、前記測
    定されたそれぞれのダミー基板の温度に基づいて前記ア
    ッシング処理室内の温度が均一になるように、前記分割
    されたそれぞれのヒーターを温度制御する手段を備えた
    ことを特徴とするアッシング装置。
  2. 【請求項2】 トンネル型のアッシング処理室と、前記
    アッシング処理室内に載置される複数のダミー基板のそ
    れぞれの温度を測定する手段と、前記アッシング処理室
    の壁に沿うように近接して設けられ、前記アッシング処
    理室の長手方向に複数に分割されたヒーターと、前記測
    定されたそれぞれのダミー基板の温度に基づいて前記ア
    ッシング処理室内のアッシング速度が均一になるよう
    に、前記分割されたそれぞれのヒーターを温度制御する
    手段を備えたことを特徴とするアッシング装置。
  3. 【請求項3】 複数のダミー基板のそれぞれの温度を測
    定する手段は、その感温部を前記複数のダミー基板のそ
    れぞれの温度を測定する時に、前記アッシング処理室の
    外部から前記それぞれのダミー基板に接触させる機構を
    有することを特徴とする請求項1または請求項2記載の
    アッシング装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015015315A (ja) * 2013-07-03 2015-01-22 東京エレクトロン株式会社 基板処理方法及び制御装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2015015315A (ja) * 2013-07-03 2015-01-22 東京エレクトロン株式会社 基板処理方法及び制御装置

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