JP3234091B2 - 表面処理装置 - Google Patents

表面処理装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は表面処理装置、更に詳し
くいえば、オゾンあるいはオゾンと紫外線を用いて被処
理物表面を処理する装置に関する。特に半導体基板表面
の有機物を効果的に除去する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の表面処理装置は、図2に示すよう
に被処理物1は、加熱機構部3上の支持機構部2上に載
置され、吸気口4により真空吸引することにより支持機
構部2に固定されていた。その目的は被処理物1の温度
を制御することと、ノズル板5と被処理物1との間隙を
0.2〜1.0mmにした時にノズル板5と被処理物1と
が接触しない様に被処理物1を支持機構部2に固定する
ことであった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年、
被処理物の表面に形成されるパタ−ンサイズの微細化に
伴い、被処理物の裏面の異物が無視できなくなり問題に
なってきた。即ち、被処理物裏面に付着した異物はその
後の工程において被処理物表面に回り込み、正常なパタ
−ン形成を妨げる。また、その異物が金属であった場合
にはパタ−ンサイズの形成を妨げない様な微細なもので
あっても半導体素子に特性変動等重大な影響を及ぼす。
【0004】本発明の目的は被処理物の裏面に付着する
異物を減少させる表面処理装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、被処理物の裏面の異物を減
少し、同時に、オゾンあるいはオゾンと紫外線により半
導体基板表面の有機物を効果的に除去する表面処理装置
を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の表面処理装置は、支持台の被処理物側に複
数の突起体を形成し、上記突起体の先端が上記被処理物
の裏面を支持するようにし、上記被処理物の裏面と上記
支持台の被処理物側で上記突起体のない部分の面との間
に空隙を設けた。上記空隙は0.1〜0.5mmの範囲に
設定することが好ましい。また、上記突起体に被処理物
の裏面を吸着するための吸気口を設ける。上記被処理物
の裏面に直接支持台側からオゾンを供給するガス供給手
段を設けることが望ましい。更に、支持台は被処理物を
加熱する加熱機構部と被処理物を支持する支持機構部で
構成し、支持機構部を加熱機構部の材料の熱放射率より
大きい熱放射率の材料で形成する。
【0006】
【作用】調査の結果、半導体ウエハである被処理物の裏
面に付着する異物には、被処理物1が真空吸引された時
に支持機構部2との滑り摩擦によって発生する異物や傷
と、被処理物1と支持機構部2の単なる接触によって付
着する異物が有ることが分かった。本発明の表面処理装
置に於いては、被処理物は複数の突起体で支持され、被
処理物と支持台との接触面積は被処理物の裏側の面積に
比べきわめて小されるため。被処理物と支持機構部との
滑り摩擦による異物と傷の発生を抑えることができる。
また、接触面積を減少させることにより接触による異物
転写を減少させることができる。被処理物の裏面と上記
支持台との間に空隙を設ることにより、被処理物の裏面
の清浄処理が効率よくおこなわれる。被処理物の裏面と
上記支持台との間に空隙を設ることによ加熱効率の低下
は、支持機構部を加熱機構部の材料の熱放射率より大き
い熱放射率の材料で形成することにより防止できる。
【0007】
【実施例】<実施例1> 図1は本発明による表面処理装置の一実施例の断面模式
図を示す。図に示すように、表面処理装置は容器0内の
下側から順に、加熱機構部3、加熱機構部3に密着して
装着された支持機構部2が設けられ、支持機構部2の上
側面には被処理物1を載置するための複数の突起体11
が形成されている。突起体11の高さ、すなわち、被処
理物1の裏面と支持機構部2の空隙は0.1〜0.5mm
の範囲に設定される。支持機構部2と加熱機構部3は円
盤状で、回転かつ上下移動できるように上下駆動機構
(図示せず)が設けられている。容器0内の上部は、容
器0内の下部にオゾンを供給するためのノズル6と、ノ
ズル6下側は被処理物1の表面に面している。また、ノ
ズル6下側には仕切りを兼ねたノズル板5が設けられて
いる。ノズル板5の下側面と被処理物1の上面の空隙は
加熱機構部3の上下駆動機構により、0.2〜1.0mm
の所望の値に調節されるようになっている。また、容器
0内の上部は、必要に応じて紫外線を被処理物1に照射
する複数個の紫外線ランプ7が配設されている。そのた
め、ノズル板5は紫外線を透過し易い合成石英等の材料
で構成されている。なお、公知例調査を行った結果、試
料台にピンを有するレジスト灰化装置は特開平1−25
8426号公報、特開平2−46725号公報、特開平
3−40418号公報及び特開平6−13307号公報
がある。しかしながら、ステージ材料の熱放射率につい
ては記載されていない。
【0008】上記表面処理装置による被処理物1の清浄
のための表面処理は次のように行われる。まず、加熱機
構部3(加熱ヒ−タは図示していない)の上下機構(図示
せず)により支持機構部2が下がり、被処理物1が搬送
ア−ム(図示せず)により支持機構部2上に0.1〜0.5
mmの空隙を設けて載置される。次に加熱機構部3の上
下駆動機構により被処理物1とノズル板5とのギャップ
が0.2〜1.0mmの所望の値に調節され、ノズル6か
らオゾンを供給すると共に加熱機構部3を回転し、処理
を行う。被処理物の表面不要な有機物はオゾンと反応
し、炭酸ガス、水蒸気となり、これを排気口8より排気
する。必要に応じて紫外線ランプ7により紫外線を被処
理物に照射することにより、オゾンと有機物の反応を促
進する。
【0009】被処理物1を突起体11で空隙を設けて支
持機構部2に載置したことにより、被処理物1の裏面の
付着異物は接触面積の減少比に見合って減少した。ま
た、上記被処理物1の上下面部の空隙がともに0.2m
mにおいて被処理物表面の有機物除去速度は、真空吸引
により支持機構部2に固定されていた従来装置とほぼ同
等であった。これは加熱機構部3の材料(アルミニウム)
の熱放射率より大きい熱放射率の材料(石英)を支持機構
部2に用いたため、被処理物1が効率良く加熱されたた
めと考えられる。また、支持機構部2と被処理物1の空
隙としては0.1〜0.5mmが最適であった。空隙を
0.1mmより小さくすると支持機構部2から被処理物
1の裏面に異物が転写し易くなり、反対に0.5mmを
越えると支持機構部2から被処理物1への熱伝達が著し
く低下した。
【0010】<実施例2>図3は本発明による表面処理
装置の第2の実施例の断面模式図を示す。本実施例は、
支持機構部2周辺の表面の高さを被処理物1の高さと同
等としたもので、他の部分は、実施例1のものと実質的
に同じで、同一構成部分には同一の番号をつけ、説明を
省く。以下の実施例について同様である。本実施例は実
施例1に比較して、有機物除去速度の均一性を5〜10
%改善できた。これは被処理物周辺のオゾンガスの流れ
が均一化されたためと考えられる。被処理物1の厚みが
規格化され、一定のものを処理する場合に、支持機構部
2周辺の表面の高さを上述のように固定することができ
有効である。
【0011】<実施例3>図4は本発明による表面処理
装置の第3の実施例の断面模式図を示す。本実施例は突
起体11を吸引管で構成したものである。吸気口4によ
り被処理物1を真空吸着することにより被処理物1の反
りが有る場合においても従来装置と同様に表面処理がで
きる。
【0012】<実施例4>図5は本発明による表面処理
装置の第4の実施例の断面模式図を示す。本実施ではガ
ス供給手段として、第1の実施例に更に被処理物裏面側
にもガス供給口9を配置した。本実施例はガス供給口9
につながるパイプを支持機構部2、加熱機構部3内に設
け、オゾンガスを供給する。紫外線ランプ7からの紫外
線によるオゾンの分解は期待できないが、支持機構部3
からの熱放射によりオゾンが分解され被処理物裏面の有
機物が効率よく除去された。特にシリコンウェ−ハの様
な被処理物の側面に付着した有機物の除去に効果があ
る。
【0013】<実施例5>図6は本発明による表面処理
装置の第5の実施例の断面模式図を示す。本実施例は第
1の実施例に赤外線ランプ10を付加し、被処理物1を
表面からも加熱する構成とした。赤外線ランプ10は被
処理物1を裏面から加熱するのを補う効果の他に、被処
理物1表面のレジスト等の有機物を直接加熱できるこ
と、被処理物1周辺の赤外線ランプ10の電力を中心の
それより増加することにより被処理物1の温度むら補正
できること、ランプ10の電力を処理時間に対してプロ
グラマブルに変えることができ、かつ、その結果が被処
理物の温度に速やかに反映される等の利点がある。赤外
線ランプ10の代わりに加熱ヒ−タを用いてもほぼ同様
の効果が得られる。
【0014】
【発明の効果】本発明によれば、接触による異物転写は
接触面積の減少比に見合って減少させることができる。
上記実施例では支持機構部2に石英を用いたが加熱機構
部3のアルミニウムより放射率の大きい材料を用いた場
合同様の効果のあることが確認された。即ち、支持機構
部2に加熱機構部3の材料の放射率より大きい放射率を
もつ材料を用いることにより被処理物を効果的に加熱で
き、被処理物表面の有機物を効率良く除去できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による表面処理装置の第1の実施例の断
面模式図
【図2】従来装置を説明するための断面模式図
【図3】本発明による表面処理装置の第2の実施例の断
面模式図
【図4】本発明による表面処理装置の第3の実施例の断
面模式図
【図5】本発明による表面処理装置の第4の実施例の断
面模式図
【図6】本発明による表面処理装置の第5の実施例の断
面模式図
【符号の説明】
1………被処理物 2………支持機構部 3………加熱機構部 4………吸気口 5………ノズル板 6………ノズル 7………紫外線ランプ 8………排気口 9………ガス供給口 10………赤外線ランプ又はヒ−タ 11………突起体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 稲田 暁勇 東京都青梅市藤橋888番地 株式会社日 立製作所リビング機器事業部内 (72)発明者 加来 雅郎 東京都青梅市藤橋888番地 株式会社日 立製作所リビング機器事業部内 (56)参考文献 特開 平6−333896(JP,A) 特開 平4−116823(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/304 645 H01L 21/027

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】加熱機構部と支持機構部で構成され支持台
    に被処理物を載置し、上記被処理物の表面をオゾンを用
    いて処理する装置において、支持台の被処理物側に複数
    の突起体を形成し、上記突起体の先端が上記被処理物の
    裏面を支持するようにし、上記被処理物の裏面と上記支
    持台の被処理物側で上記突起体のない部分の面との間に
    空隙を設けて構成され、上記支持機構部が上記加熱機構
    部の材料の熱放射率より大きい熱放射率の材料で構成さ
    たことを特徴とする表面処理装置。
  2. 【請求項2】請求項1記載の表面処理装置において、上
    記空隙が0.1〜0.5mmの範囲であることを特徴とす
    る表面処理装置。
  3. 【請求項3】請求項1又は2記載の表面処理装置におい
    て、上記支持機構部が周辺より低い面をもち、上記突起
    体は上記面に形成され、上記突起体の高さが、上記被処
    理物を上記突起体に載置したとき、上記被処理物の表面
    の高さが上記支持機構部の周辺の表面の高さと実質的に
    同等としたことを特徴とする表面処理装置。
  4. 【請求項4】請求項1、2又は3記載の表面処理装置に
    おいて、支持台に上記支持機構部と上記被処理物との空
    隙にもオゾンを供給する機構をもうけたことを特徴とす
    る表面処理装置
  5. 【請求項5】請求項1、2、3又は4記載の表面処理装
    置において、上記被処理物表面に紫外線を照射する手段
    を付加して構成されたことを特徴とする表面処理装置
  6. 【請求項6】請求項1、2、3、4又は5記載の表面処
    理装置において、上記被処理物が上記支持台と共に回転
    するように上記支持台の回転駆動機構を付加して構成さ
    れたことを特徴とする表面処理装置
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