JP2007227496A - アッシング処理装置およびアッシング処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】チャンバー内の酸素ガスを効率良く排気できるとともに、処理されるワークに対し、効果的に紫外線を照射することのできるアッシング処理装置およびアッシング処理方法を提供する。
【解決手段】ワークに紫外線を照射してアッシング処理をする装置であって、少なくとも、ワークに紫外線を照射する紫外線照射ランプと、前記処理されるワークを収容するチャンバーと、該チャンバー内の圧力を測定する圧力計と、前記チャンバーに接続されたポンプとを具備し、前記圧力計に基づき前記ポンプを用いて所定圧に減圧された前記チャンバー内のワークに、前記紫外線照射ランプにより紫外線を照射してアッシング処理をするものであるアッシング処理装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、ワークの表面に形成され不要となったレジスト等を除去するアッシング処理装置およびアッシング処理方法に関する。

ワーク表面の不要となったレジスト膜等の有機物の剥離を行う場合、例えば特許文献１に記載のようにエキシマランプなどの紫外線照射ランプを用い、処理されるワーク（以下、被処理ワークと言うこともある）に紫外線を照射して、紫外線のエネルギーによって上記のようなワーク表面の付着物を分解して除去する方法が行われている。このような処理は剥離と呼ばれたり、エッチングと呼ばれたりするが、本明細書では、これらを総称してアッシングと呼ぶことにする。

この場合、従来の一般的な方法としては、チャンバー内の雰囲気を大気あるいは酸素ガスとし、紫外線照射ランプにより被処理ワークに対して紫外線を照射して行っている。
このとき、照射した紫外線のエネルギーによって上記付着物が分解されて除去されるが、他方で、この紫外線、特に１７２〜２２２ｎｍの波長のものは、チャンバー内の酸素ガスと反応してオゾンガスを発生させる。
そして、照射される紫外線のエネルギーと、該紫外線により発生したオゾンガスによる酸化作用によって、被処理ワーク表面のレジストや有機物の分解・剥離が行われる。

しかしながら、酸素ガス、オゾンガスがチャンバー内に存在すると、紫外線、特に波長が１００〜３００ｎｍ程度の場合、上記のように紫外線がこれらのガスと衝突してエネルギーが吸収されて照度が落ちてしまう。このように照度の低下が生じると、被処理ワークにまで紫外線が到達しにくい状況が発生してしまう。したがって、被処理ワークに確実に紫外線が到達するようにするには、上記の照度低下の分だけ必要以上の照度を確保しなければならない。

これは、例えばランプをより高出力・高照度のものとすることにより可能になるがコストが余計にかかってしまう。さらには、高照度のものとすることにより、チャンバー雰囲気やワークに対して悪影響が生じてしまい、アッシング処理が不安定となってしまう問題がある。
また、上記従来の方法では、被処理ワークが、表面構造が例えばオゾンガスにより酸化されることでダメージを受けてしまう恐れがある。このようなダメージの発生を避けたい場合には不適である。

そこで、このような酸素ガス等の紫外線吸収ガスによる紫外線の照度低下という問題や、上記のようなダメージの発生を避ける方法としては、例えばチャンバー内の雰囲気中の酸素ガスを抑えてアッシング処理を行う方法が挙げられる。
このような方法としては、従来では、常圧下においてチャンバーに窒素等の不活性ガスを導入して、チャンバー内の大気や酸素ガスからなる雰囲気を押し流して不活性ガスに置換することにより、チャンバー内の酸素濃度を抑制する方法が挙げられる。

しかしながら、このようなガス置換によって酸素濃度を抑制する方法では、置換に長い時間を要してしまう上に、置換の効率自体もさほど良いものではなく、チャンバー内の酸素ガスを押し流しきれずに留まらせてしまい、照射する紫外線の波長によっては、やはり酸素ガスに吸収されてしまい、アッシング処理の効率が良いとは言えず、また処理後のワーク表面が劣化するという問題が生じる場合があった。

特開平５−１９８４９８号公報

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、チャンバー内の酸素ガスを効率良く排気できるとともに、処理されるワークに対し、効果的に紫外線を照射することのできるアッシング処理装置およびアッシング処理方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、ワークに紫外線を照射してアッシング処理をする装置であって、少なくとも、ワークに紫外線を照射する紫外線照射ランプと、前記処理されるワークを収容するチャンバーと、該チャンバー内の圧力を測定する圧力計と、前記チャンバーに接続されたポンプとを具備し、前記圧力計に基づき前記ポンプを用いて所定圧に減圧された前記チャンバー内のワークに、前記紫外線照射ランプにより紫外線を照射してアッシング処理をするものであることを特徴とするアッシング処理装置を提供する（請求項１）。

このような本発明のアッシング処理装置であれば、圧力計に基づいて、ポンプによってチャンバー内の圧力を所定圧に減圧することができ、すなわちチャンバー内のガス、特には酸素ガスを排気して、チャンバー内の酸素濃度を短時間かつ確実に低減することができるので、処理されるワークに対して紫外線を照射したときに酸素ガス等による紫外線の吸収を効果的に抑制することが可能であり、そのため効率良くアッシング処理をすることができる。
さらには、酸素濃度が低く、酸素ガスと紫外線との衝突の発生が減少するために、オゾンガスの発生が抑えられ、オゾンガスの酸化作用によるワークへのダメージも抑制することができる。このため、ブランクス基板等の酸化され易いワーク自体にダメージを与えることもなく、紫外線照射によりワーク表面のレジスト膜を分解して除去することができる。
なお、上記の所定圧とは、特に限定されるものではなく、チャンバー内のガスが十分に排気された程度の値であれば良い。処理時の条件や、目的等により、適宜設定することができる。

このとき、前記紫外線照射ランプは、前記チャンバーと連通する保護管内に収容されており、前記チャンバー内の圧力と前記保護管内の圧力とを同じにできるものであるのが望ましい（請求項２）。
このように、紫外線照射ランプが収容されている保護管とチャンバーとが連通していれば、例えばチャンバー内を減圧したときに保護管内も同様にして減圧され、保護管内とチャンバー内との圧力差をなくして同じにすることができ、圧力差により発生する保護管等へのダメージを未然に防ぐことができる。

また、前記チャンバーには、酸素濃度測定器が配設されており、前記チャンバー内の酸素濃度を測定することができるものが好ましい（請求項３）。
このように、チャンバーに酸素濃度測定器が配設されており、チャンバー内の酸素濃度を測定することができるものであれば、チャンバー内の酸素濃度を把握して確認することができるので、より確実に、チャンバー内から酸素を除去することが可能である。このため、紫外線の吸収をより効果的に防ぐことができ、処理の効率を向上できる。

また、前記チャンバーは、該チャンバー内に不活性ガスを導入するための不活性ガス導入ラインが接続されたものが好ましい（請求項４）。
このように、チャンバーに不活性ガスを導入するための不活性ガス導入ラインが接続されたものであれば、チャンバー内に不活性ガスを導入することができることから、チャンバー内に残存する大気や酸素ガスを効率良く排出して酸素濃度をより低下させることができる。また、例えば処理されたワークを取り出すためにアッシング処理後の減圧状態のチャンバー内を常圧に戻すとき、このラインから不活性ガスを導入すれば、当然常圧化することもできるし、同時に酸素ガスがチャンバー内に混入するのを効果的に防止することができる。そして、このようにチャンバー内が不活性ガスで満たされた状態であるので、次のワークを処理するとき、チャンバー内の酸素濃度が予め抑制されたものとすることができ作業効率やアッシング処理の効率が向上する。

このとき、前記不活性ガス導入ラインには、マスフローコントローラーが配設されており、該マスフローコントローラーにより前記チャンバー内の圧力を調整できるものが好ましい（請求項５）。
このように、不活性ガス導入ラインにマスフローコントローラーが配設されており、該マスフローコントローラーによりチャンバー内の圧力が調整できるものであれば、チャンバー内に導入されるガス流量により、チャンバー内の圧力の制御を容易かつ精度良く行うことができ、作業効率やアッシング処理の精度を向上することができる。

また、前記チャンバーと前記ポンプとの間にバルブが配設されており、該バルブの開度により前記チャンバー内の圧力を調整できるものが好ましい（請求項６）。
このように、チャンバーとポンプとの間にバルブが配設されており、該バルブの開度によりチャンバー内の圧力を調整できるものであれば、チャンバー内の圧力の制御が簡便になり、作業効率を向上することができる。

さらに、前記バルブと前記ポンプとの間に、マスフローコントローラーが配設されたガス導入ラインが接続されており、該マスフローコントローラーにより前記チャンバー内の圧力を調整できるものが好ましい（請求項７）。
このように、バルブとポンプとの間に、マスフローコントローラーが配設されたガス導入ラインが接続されており、該マスフローコントローラーにより前記チャンバー内の圧力を調整できるものであれば、チャンバーからの排気量を調整することでチャンバー内の圧力の制御を容易かつ精度良く行うことができ、作業効率やアッシング処理の精度を向上することができる。

そして、前記チャンバー内には、前記処理されるワークを支持するとともに加熱するヒーターを備えた支持台を具備するものが好ましい（請求項８）。
このように、前記チャンバー内に、処理されるワークを支持するとともに加熱するヒーターを備えた支持台を具備するものであれば、アッシング処理のときにヒーターによってワークを加熱し、それによってレジスト除去速度を向上することができ、アッシング処理を効率的に行うことが可能である。

また、本発明は、ワークに紫外線を照射してアッシング処理する方法であって、少なくとも、ポンプによりワークを収容するチャンバー内の圧力を所定圧に減圧してから、前記ワークに紫外線を照射してアッシング処理をすることを特徴とするアッシング処理方法を提供する（請求項９）。
このように、少なくとも、ポンプによりワークを収容するチャンバー内の圧力を所定圧に減圧してから、前記ワークに紫外線を照射してアッシング処理をすれば、チャンバー内のガスを効率良く短時間で確実に排気することができるため、酸素ガス等の紫外線吸収ガスをチャンバー内から排除し、紫外線吸収ガスにより、ワークに到達する前に紫外線が吸収されてしまうのを抑制し、処理されるワークに効果的に紫外線を照射することが可能である。
また、酸素ガス自体の濃度が低いことから、同時にオゾンガスの発生を抑制することができ、したがって、オゾンガスの酸化作用によりワーク表面にダメージが与えられるのを防止することができる。

さらに、前記チャンバー内の酸素濃度を測定し、該酸素濃度が所定濃度以下に達してから、前記ワークに紫外線を照射してアッシング処理をするのが好ましい（請求項１０）。
このように、チャンバー内の酸素濃度を測定し、該酸素濃度が所定濃度以下に達してから、ワークに紫外線を照射してアッシング処理をすれば、アッシング処理を開始するときのチャンバー内の酸素濃度をより確実に低いものとし、アッシング処理することができる。
この所定濃度は、特に限定されるものではなく、チャンバー内の酸素濃度が十分に低い値であれば良く、その都度条件等を考慮して適宜設定することができる。

また、前記アッシング処理のときに、前記チャンバー内の酸素濃度をモニタリングし、処理中に酸素濃度を所定値以下に維持するのが好ましい（請求項１１）。
このように、アッシング処理のときに、チャンバー内の酸素濃度をモニタリングすることにより、アッシング処理中に例えばレジスト等の分解によって酸素ガスが発生し、それによってチャンバー内の酸素濃度が高くなるのをいち早く察知することができる。そして、不活性ガスの導入やポンプによる排気量を調整する等により、アッシング処理中にチャンバー内の酸素濃度を所定値以下に維持することによって、紫外線が酸素ガスにより吸収されるのを効果的に抑制し、アッシング処理を効率良く行うことができる。
この酸素濃度の所定値は、アッシング処理中に、紫外線が照射され分解されて新たに発生する酸素ガス等の分を考慮して設定すれば良く、特に限定されない。アッシング処理が効率良く行われる程度に低く設定すれば良い。

また、前記チャンバー内を減圧してから、チャンバー内に不活性ガスを導入してガス置換を行った後に、前記アッシング処理をするのが好ましい（請求項１２）。
このように、チャンバー内を減圧してから、チャンバー内に不活性ガスを導入してガス置換を行った後に、アッシング処理をすれば、チャンバー内の酸素ガス等をより効果的に排気することができるとともに、不活性ガスによりチャンバー内を満たして、アッシング処理を開始するときに、チャンバー内の酸素濃度をより確実に低いものとすることができる。

さらに、前記アッシング処理をするときに、前記チャンバー内に不活性ガスを導入しつつ排気するのが好ましい（請求項１３）。
このように、アッシング処理をするときに、前記チャンバー内に不活性ガスを導入しつつ排気すれば、アッシング処理中に生じた酸素ガス等を不活性ガスとともに効率良くチャンバー外へと排出することができる。このため、チャンバー内に酸素ガス等が残留せず、紫外線が吸収されることなく効率的にアッシング処理をすることができる。

また、前記アッシング処理をした後に、前記チャンバー内に不活性ガスを導入して常圧化するのが好ましい（請求項１４）。
このように、アッシング処理をした後に、チャンバー内に不活性ガスを導入して常圧化すれば、常圧化するときに酸素ガスがチャンバー内に混入することを防止することが可能である。このため、次のワークに処理をするとき、チャンバー内は不活性ガスで満たされており、あらかじめ酸素濃度が低い状態になっているので効率的である。

本発明のアッシング処理装置およびアッシング処理方法であれば、チャンバー内の酸素ガスを効率よく短時間で確実に排気することができる。そのため、酸素濃度が低下して酸素ガスによる紫外線の吸収が生じるのを抑制することができ、紫外線照射ランプを例えば高照度のものとしたり、必要以上に高出力とすることなく、照射された紫外線は途中でエネルギーを失いにくく、ワークに到達することが可能である。
また、同時にオゾンガスが発生するのを抑制することができるため、オゾンガスの酸化作用によって生じるワークへのダメージを防止することが可能である。

以下、本発明について実施の形態を説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
不要となったレジスト等を表面に有するワークに紫外線を照射してアッシング処理を施すとき、チャンバー内に酸素ガスが存在していると、照射した紫外線が酸素ガスに吸収されてしまい、処理されるワークに紫外線が到達しにくくなってしまう。このため処理効率が下がってしまうという問題があった。
さらに、この酸素ガスによる紫外線の吸収によってオゾンガスが発生してしまい、オゾンガスの酸化作用によってワーク表面にダメージが与えられてしまうという問題があった。

そこで、これらの問題を解決するため、従来では、常圧下において、窒素等の不活性ガスをチャンバーに導入することにより、酸素ガスを押し流してチャンバー内の酸素濃度を低減するという方法が行われていた。

しかしながら、このような方法では時間がかかる上に、チャンバー内の酸素ガスを追い出して不活性ガスに確実に置換することは難しく、チャンバー内に酸素ガスが残りやすく、残留した酸素ガスによって、アッシング処理の効率が下がってしまっていた。
また、処理効率を上げるため、紫外光の照度を上げたりしていたが、必要以上に高出力を要することからコストがかかってしまう。また、高照度によるチャンバー雰囲気やワークへの影響も大きく、処理が不安定になってしまうという問題があった。

そこで、本発明者らが、アッシング処理に関して鋭意研究を行った結果、圧力計に基づき、ポンプを用いてチャンバー内の圧力を減圧し、この減圧されたチャンバー内に収容したワークに、紫外線照射ランプから紫外線を照射してアッシング処理をするものであれば、必要以上に紫外光の照度を上げることなく、かつチャンバー内の酸素濃度を効率良く低減して効果的にアッシング処理を行うことができることを見出し、本発明を完成させた。

そして、特には、上記の減圧処理を行うにあたって、紫外線照射ランプを収容する保護管に着目した。該保護管は紫外線を透過させるために一般的に石英から成っているが、石英は比較的脆いために、保護管内とチャンバー内との圧力に差が生じると保護管に割れが生じ易い。したがって、従来では、上述したようにチャンバー内の酸素濃度を低減するには、常圧下において不活性ガスをチャンバーに導入することによる方法がとられていた。

しかし、本発明者らは、この保護管とチャンバーとを連通させることにより、保護管内とチャンバー内との圧力差を同じにすることができることを見出した。これによって、本発明によりチャンバー内の圧力を減圧しても、連通した保護管内も同圧力となり、圧力差が生じないため、この石英製の保護管へのダメージを効果的に防止してアッシング処理を行うことができる。

以下では、本発明の実施の形態について、図を用いて具体的に説明する。
図１は、本発明のアッシング処理装置１の一例を示す概略説明図である。処理されるワーク２はチャンバー３内に収容されており、支持台４によって支持されている。そして、ワーク２に紫外線を照射する紫外線照射ランプ５を収容する保護管６が上記チャンバー３上に隣接しており、チャンバー３とは連通した構造になっている。

また、圧力計７、酸素濃度測定器８が配設されており、チャンバー３内の圧力や酸素濃度を測定できるようになっている。また、チャンバー３にはポンプ９が接続されており、チャンバー３内のガスを排気できるようになっている。さらには、チャンバー３内に不活性ガスを導入するための不活性ガス導入ライン１０が接続されており、該不活性ガス導入ライン１０にはマスフローコントローラー１１が設けられている。このマスフローコントローラー１１によって、チャンバー３へ導入する不活性ガスの流量を調整することができる。

また、チャンバー３とポンプ９とを結ぶバキュームラインはポンプ９側からチャンバー３側へ向かって二手に分かれ（バキュームライン１２、１３）、別々にチャンバー３に接続されている。そして、これらのバキュームライン１２、１３にはそれぞれバルブ１４、１５が配設されており、さらに、バルブ１４、１５とポンプ９との間にはポンプ９への負荷を調整するためのガス導入ライン１６が接続されている。このガス導入ライン１６にもマスフローコントローラー１７が配設されており、導入するガスの流量を調整することができる。
上記のポンプ９、マスフローコントローラー１１、１７、バルブ１４、１５は、圧力計７、酸素濃度測定器８の測定値に基づいてこれらを制御するためのコンピュータ２２につながれている。

以下、上記アッシング処理装置１の各構成要素について詳述する。
まず、チャンバー３について述べる。処理されるワーク２を収容するチャンバー３は、紫外線照射ランプ５からの紫外線を透過させることが可能なように、少なくとも、保護管６と隣接する部分には窓１８が設けられており、該窓１８は孔となっているか石英でできている。上記窓１８は内部に収容されるワーク２に十分に紫外線を透過して照射できるような大きさ・形状であればよく、特に形状は限定されない。また、窓１８に限らず、例えば保護管６に隣接する側の壁面が全て石英でできていても良い。
そして、チャンバー３の上記以外の他の部分はアルミニウムでできている。このように例えばアルミニウムであれば紫外線を透過させることもないので、アッシング装置の周囲に紫外線を漏らすこともなく安全であるし、また、安価なものとすることができる。なお、上記のようにアルミニウムを例に挙げたが、同様の効果を奏するものであれば特に材質等は限定されるものではない。

そして、チャンバー３の内部には支持台４が配設されており、処理中にワーク２を支持することができる。さらには、この支持台４にはヒーター１９が備えられており、このヒーター１９によって支持台４上のワーク２を加熱することができる。
これによって、アッシング処理中にワーク２を加熱しつつ処理が可能となり、ワーク２の温度を上昇させ、レジスト除去速度を向上させることができ、アッシング処理を効率的に行うことが可能である。
また、この支持台４は、例えばワーク２とともに回転させる機構を備えたものであっても良い。回転させることによって、紫外線をよりムラなく照射させることができる。また、上下動して高さを調節し、紫外線照射ランプ５との相対位置を調節できる機構を備えたものであっても良い。

さらに、チャンバー内には、ついたて２０が設けられており、チャンバー３に接続する上記不活性ガス導入ライン１０から導入される不活性ガスが、処理されるワーク２に直接あたらないようになっている。このため、ジェット流効果でワーク２表面が汚染されるのを効果的に防止することが可能である。当然、ついたて２０に限らず、例えばチャンバー３壁に段差等を設けた構造とし、同様にして不活性ガスがワーク２に直接あたらないようにすることも可能である。

また、圧力計７は一般に使用されているものであり、チャンバー３内の圧力を測定することができれば良く、特に限定されるものではない。同様に酸素濃度測定器８もチャンバー内の酸素濃度を測定することができれば良い。特に、チャンバー３内を減圧したときに、その減圧された圧力値・微量の酸素濃度を正確に測定できる精度を有するものであれば良い。このような圧力計７や酸素濃度測定器８を配設することによって、チャンバー３内の圧力・酸素濃度を正確に把握し、より確実に減圧された状態および／または酸素濃度が低減された状態で処理を行うことが可能である。

次に紫外線照射ランプ５および保護管６について詳述する。紫外線照射ランプ５にはエキシマランプを使用している。しかしながら、これに限定されるものではなく、目的に合わせて適宜選択することができる。また、出力等に関しては、本発明ではチャンバー３内の酸素濃度を効果的に低減し、効率良く紫外線を照射することができるので、特には必要以上の高照度を要することはない。高照度でなくとも十分にワーク２に紫外線を照射することができるので、コスト等を考慮してその都度設定することができる。ランプの数も目的や条件に応じて調整すれば良い。

また、この紫外線照射ランプ５を収容する保護管６は石英でできている。チャンバー３に設けた窓１８と同様に、石英製とすることで、内部の紫外線照射ランプ５からの紫外線を透過してワーク２に照射することができる。この保護管６には連通孔２１があけられており、隣接するチャンバーの内部と連通している。したがって、チャンバー３内が減圧され、例えば高真空の状態になっても、保護管６内も同じように減圧されて同圧力になるので、保護管６内とチャンバー３内との圧力差により膨張して石英製の保護管６に割れ等が生じてしまうのを効果的に防止することができる。

そして、チャンバー３に接続されるポンプ９は、通常用いられているものとすることができ、チャンバー３内のガスを排気できるものであれば良い。たとえば、ドライポンプやロータリーポンプを用いることができる。上記のように、このポンプ９とチャンバー３とを結ぶバキュームラインはチャンバー３方向に向かって二手に分かれている。それぞれのバキュームライン１２、１３においては管内径が異なっており、チャンバー３内のガスの排気のし易さに差がある。これらのバキュームライン１２、１３を使い分けることによって、チャンバー３内の雰囲気を乱すことなくガスの排気を効率的に行うことができる。
このバキュームラインは、図１に示す例では２本であるが、当然その本数は限定されるものではなく、必要であればさらに設けることもできるし、また１本とすることもできる。必要に応じてその本数を決定することができる。

また、これらのバキュームライン１２、１３にそれぞれ設けられたバルブ１４、１５は開閉の度合いを自由に調節することができ、その開度によってポンプ９への排気量を調整することが可能である。これによって、チャンバー３から排気するガス流量を調整し、ひいてはチャンバー内の圧力を調整することができる。このバルブ１４、１５は一般に用いられているものを用いることができ、特にその形式や数等限定されるものではない。

さらに、このバキュームライン１２、１３を通してのチャンバー３内からのガスの排気量、チャンバー３内の圧力をバルブ１４、１５とは別個に調整できるものとして、バルブ１４、１５とポンプ９との間のバキュームラインに接続されたガス導入ライン１６が挙げられる。上記のように、このガス導入ライン１６にはマスフローコントローラー１７が配設されており、これによりガス導入ライン１６からバキュームラインへとガスを導入し、そのガス流量を調整することによって、結果としてポンプ９の排気能力を調整し、バキュームラインを通してチャンバー３から排気するガス流量、さらにはチャンバー内の圧力を調整することが可能である。

次に、チャンバー３に接続された不活性ガス導入ライン１０について説明する。このような不活性ガスをチャンバー内に導入するラインを設ければ、例えば上記ポンプ９により減圧化したチャンバー３内を再び常圧化するとき、このラインから不活性ガスを導入することによって、大気等の混入を防ぎ、酸素ガスがチャンバー内に入り込むことを防止しつつ常圧化することができる。また、このようにして酸素ガスがチャンバー３内に混入することを防ぐことができるので、さらに次のワーク２を処理するときに、効率良くチャンバー３内の酸素濃度を低減することができて簡便である。
また、例えばアッシング処理中に不活性ガスを導入することもでき、処理中に分解されて生じたガスをこの不活性ガスとともに排気することが可能である。
さらに、この不活性ガス導入ライン１０にマスフローコントローラー１１を配設したものであれば、不活性ガスの流量を調整することができ、それによって、チャンバー３内の圧力を制御することも可能である。

そして、上述したように、ポンプ９、マスフローコントローラー１１、１７、バルブ１４、１５、さらに、圧力計７、酸素濃度測定器８はコンピュータ２２に接続されており、圧力計７や酸素濃度測定器８によって測定されたチャンバー３内の圧力値や酸素濃度がコンピュータ２２に入力され、それらに基づいて、所定の圧力・酸素濃度になるようにポンプ９、マスフローコントローラー１１、１７、バルブ１４、１５をコンピューター２２により自動制御することが可能である。

次に、図１に示す本発明のアッシング処理装置１を用いて、ワーク２にアッシング処理を施す方法について説明する。
まず、処理されるワーク２をチャンバー３内に挿入し、チャンバー３内の支持台４に載置する。ワーク２を載置後、不図示のワーク挿入口を閉じ、ポンプ９を作動させてチャンバー３内のガスの排気を開始する。
このとき、最初は管内径の小さいバキュームライン１３側のバルブ１５のみ開けることによって、ゆっくりとチャンバー内のガスを抜いていく。そして、チャンバー内がある一定の圧力値以下に減圧された後、開いていた管内径の小さいバキュームライン１３側のバルブ１５を閉じ、次に管内径が大きいバキュームライン１２側のバルブ１４を開けて、ガス排気速度を上げて、少なくとも予め決めておいた圧力まで減圧する。

このように、管内径の異なるバキュームライン１２、１３を通してチャンバー３内のガスを排気することにより、チャンバー３内の圧力が急激に変化するのを防止し、それによってチャンバー内のパーティクルの巻上げを防止したり、チャンバー３内の雰囲気の乱れによってワーク２が動いたり、衝撃により窓部１８や保護管６が破損することを防ぐことができる。

このとき、圧力計７によってチャンバー３内の圧力を確認することによって、確実に所定圧以下に減圧することができる。この所定圧は、例えば数十Ｔｏｒｒ〜１０^−５Ｔｏｒｒ（１０^３〜１．３３×１０^−３Ｐａ）に設定することができる。このような値であれば、十分にガスが排気され、低酸素濃度とすることができるが、この所定圧は特に限定されず、条件に応じて適宜設定することができる。
また、必要であれば酸素濃度測定器８により、ガス排気中に酸素濃度を直接測定すれば、より確実にチャンバー３内の酸素濃度を把握することができ、容易に所定濃度以下に低減することが可能になる。このように酸素濃度測定器８を用いて酸素濃度を直接測定して確認しても良いし、あるいは圧力計７で測定した圧力値から酸素濃度を概算することもできる。なお、酸素ガスの所定濃度の目安としては、例えば１００００ｐｐｍ以下、より好ましくは１０００ｐｐｍ以下、さらに好ましくは１００ｐｐｍ以下程度であれば十分チャンバー３内から酸素ガスが排気され、良好なアッシング処理が出来るものとすることができる。

このようにしてチャンバー３内および保護管６内を所定圧以下に減圧、すなわち酸素ガスを排気して酸素濃度を低減した後、不活性ガス導入ライン１０より窒素等の不活性ガスを導入し、ガス置換を行い、チャンバー３内を不活性ガスで置換すると同時に、さらにチャンバー３内に残留しているわずかな酸素ガスを追い出すことができる。

この後、紫外線照射ランプ５のスイッチを入れてワーク２に紫外線を照射してアッシング処理を開始する。このとき、不活性ガス導入ライン１０より不活性ガスを導入しつつポンプ９により排気することができる。このようにすることで、アッシング処理中にレジスト等が分解して発生したガスを効果的に排出することができる。もちろん、アッシング処理中ライン１０よりガスを導入することなく、排気のみしつつ処理を行うことも可能である。
なお、マスフローコントローラー１１、１７やバルブ１５の開度により、チャンバー３内に導入する不活性ガスの流量やチャンバー３から排気するガス流量を調整することで、チャンバー内の圧力を一定圧に制御することができる。
具体的には、例えばマスフローコントローラー１１により流量を増やせばチャンバー３内の圧力を増すことができる。また、例えばバルブ１４をしぼったり、マスフローコントローラー１７によりガス導入ライン１６から導入する量を増やすことによって、チャンバー３からの排気量を抑制して圧力を増加させることができる。当然逆の操作を行うことによって、圧力を下げることもできる。必要に応じてそれぞれを操作してチャンバー３内圧力を制御して調整することが可能である。

アッシング処理中におけるチャンバー３内の圧力は、紫外線によって分解されて新たにガスが発生して圧力が増すことや、また、アッシング処理開始前に一度高真空にして酸素ガスが十分に排気されていることを考慮して、アッシング処理開始時の圧力よりは比較的大きな値とすることができる。例えば１０^−３〜数百Ｔｏｒｒ（１．３３×１０^−１〜１０^４Ｐａ）程度とすることができる。この程度に減圧されていれば、チャンバー内の酸素濃度も低く、紫外線の吸収も抑えられていてアッシング処理の効率も高いものとすることができる。

さらには、アッシング処理中に、酸素濃度測定器８によってチャンバー３内の酸素濃度をモニタリングするとより確実にチャンバー３内で酸素濃度が上昇するのを防止することができる。このとき、バルブ１４やマスフローコントローラー１１、１７によってガス流量を調整し、チャンバー３内の酸素濃度が所定値以下になるようにすれば、アッシング処理中に生じた酸素ガスにより紫外線が吸収されることを抑制し、効果的にアッシング処理を施すことができる。モニタリングすることによって、例えば急激な酸素の増加をいち早く発見し、すみやかに対処することができる。
また、このときワーク２を支持する支持台４において、ヒーター１９によってワーク２を加熱したり、ワーク２を支持台４ごと回転等させることによって、より効率よく均一に処理することが可能である。

このようにしてアッシング処理を施した後、ポンプ９、バルブ１４、１５を通した排気を停止し、マスフローコントローラー１１を調整することにより、不活性ガス導入ライン１０より不活性ガスをチャンバー３内に適当な流量で送り込み、チャンバー３内を常圧化し、その後ワーク２をチャンバー３内から取り出す。
このように、アッシング処理中に発生して残留しているガスを排気した後、上記のようにしてアッシング処理後にチャンバー３内を不活性ガスで満たすことにより、次に処理するワーク２を挿入し、アッシング処理を行うときに、より短時間で確実にチャンバー３内の酸素濃度を所定濃度以下にまで低減化することができる。

このように、本発明のアッシング処理装置１およびアッシング処理方法によって、チャンバー３内の圧力を効率よく低減し、酸素濃度を低減することができ、紫外線のエネルギーが低下してしまうのを抑制して、高照度のランプを必要とすることもなく、ワーク２に十分に紫外線を照射させることができて、効果的にアッシング処理を行うことができる。

なお、上記例においては、アッシング処理を行う前に、チャンバー３内に不活性ガスを導入してガス置換を行ったが、これは省略することも可能である。処理前のチャンバー３内の酸素濃度等により適宜ガス置換を行うかどうか判断することができる。
上記例では、一旦、１０^−３Ｔｏｒｒ以下程度にまで高真空に減圧してから、その後に不活性ガスをチャンバー３内に導入して所定の圧力下でアッシング処理を行うことができるが、例えば酸素濃度が既に十分に低い場合であれば、１０^−３Ｔｏｒｒまで減圧することなく、例えば所定の圧力に減圧した後にそのまま紫外線照射ランプ５のスイッチを入れて操業を開始することもできる。各条件に合わせ、時間やコスト等の面から考慮して行うことができる。

さらには、アッシング処理中に不活性ガスを導入してもよいが、チャンバー内で新たに発生したガスを効率良く排気することができるのであれば、特に必ずしも不活性ガスを導入しながら処理を行わなくとも良い。発生するガス量や種類等によってその都度決定すれば良い。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。

本発明のアッシング処理装置の一例を示す概略構成図である。

符号の説明

１…本発明のアッシング処理装置、 ２…ワーク、 ３…チャンバー、
４…支持台、 ５…紫外線照射ランプ、 ６…保護管、 ７…圧力計、
８…酸素濃度測定器、 ９…ポンプ、 １０…不活性ガス導入ライン、
１１、１７…マスフローコントローラー、 １２、１３…バキュームライン、
１４、１５…バルブ、 １６…ガス導入ライン、 １８…窓、
１９…ヒーター、 ２０…ついたて、 ２１…連通孔、 コンピュータ２２。

Claims (14)

1. ワークに紫外線を照射してアッシング処理をする装置であって、少なくとも、ワークに紫外線を照射する紫外線照射ランプと、前記処理されるワークを収容するチャンバーと、該チャンバー内の圧力を測定する圧力計と、前記チャンバーに接続されたポンプとを具備し、前記圧力計に基づき前記ポンプを用いて所定圧に減圧された前記チャンバー内のワークに、前記紫外線照射ランプにより紫外線を照射してアッシング処理をするものであることを特徴とするアッシング処理装置。
2. 前記紫外線照射ランプは、前記チャンバーと連通する保護管内に収容されており、前記チャンバー内の圧力と前記保護管内の圧力とを同じにできるものであることを特徴とする請求項１に記載のアッシング処理装置。
3. 前記チャンバーには、酸素濃度測定器が配設されており、前記チャンバー内の酸素濃度を測定することができるものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のアッシング処理装置。
4. 前記チャンバーは、該チャンバー内に不活性ガスを導入するための不活性ガス導入ラインが接続されたものであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のアッシング処理装置。
5. 前記不活性ガス導入ラインには、マスフローコントローラーが配設されており、該マスフローコントローラーにより前記チャンバー内の圧力を調整できるものであることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のアッシング処理装置。
6. 前記チャンバーと前記ポンプとの間にバルブが配設されており、該バルブの開度により前記チャンバー内の圧力を調整できるものであることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のアッシング処理装置。
7. 前記バルブと前記ポンプとの間に、マスフローコントローラーが配設されたガス導入ラインが接続されており、該マスフローコントローラーにより前記チャンバー内の圧力を調整できるものであることを特徴とする請求項６に記載のアッシング処理装置。
8. 前記チャンバー内には、前記処理されるワークを支持するとともに加熱するヒーターを備えた支持台を具備するものであることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のアッシング処理装置。
9. ワークに紫外線を照射してアッシング処理する方法であって、少なくとも、ポンプによりワークを収容するチャンバー内の圧力を所定圧に減圧してから、前記ワークに紫外線を照射してアッシング処理をすることを特徴とするアッシング処理方法。
10. さらに、前記チャンバー内の酸素濃度を測定し、該酸素濃度が所定濃度以下に達してから、前記ワークに紫外線を照射してアッシング処理をすることを特徴とする請求項９に記載のアッシング処理方法。
11. 前記アッシング処理のときに、前記チャンバー内の酸素濃度をモニタリングし、処理中に酸素濃度を所定値以下に維持することを特徴とする請求項９または請求項１０に記載のアッシング処理方法。
12. 前記チャンバー内を減圧してから、チャンバー内に不活性ガスを導入してガス置換を行った後に、前記アッシング処理をすることを特徴とする請求項９から請求項１１のいずれか一項に記載のアッシング処理方法。
13. 前記アッシング処理をするときに、前記チャンバー内に不活性ガスを導入しつつ排気することを特徴とする請求項９から請求項１２のいずれか一項に記載のアッシング処理方法。
14. 前記アッシング処理をした後に、前記チャンバー内に不活性ガスを導入して常圧化することを特徴とする請求項９から請求項１３のいずれか一項に記載のアッシング処理方法。
    

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