JPH0779100B2 - Ashing method - Google Patents
Ashing methodInfo
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- JPH0779100B2 JPH0779100B2 JP63067779A JP6777988A JPH0779100B2 JP H0779100 B2 JPH0779100 B2 JP H0779100B2 JP 63067779 A JP63067779 A JP 63067779A JP 6777988 A JP6777988 A JP 6777988A JP H0779100 B2 JPH0779100 B2 JP H0779100B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、アッシング方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Object of the Invention (Field of Industrial Application) The present invention relates to an ashing method.
（従来の技術） 一般に半導体集積回路の微細パターンの形成は、露光及
び現像によって形成された有機高分子のフォトレジスト
膜をマスクとして用い、半導体ウエハ上に形成された下
地膜をエッチングすることにより行なわれる。従って、
マスクとして用いられたフォトレジスト膜はエッチング
過程を経た後には半導体ウエハの表面から除去される必
要がある。このような場合のフォトレジスト膜を除去す
る処理としてアッシング処理が行なわれている。(Prior Art) Generally, a fine pattern of a semiconductor integrated circuit is formed by etching a base film formed on a semiconductor wafer using a photoresist film of an organic polymer formed by exposure and development as a mask. Be done. Therefore,
The photoresist film used as the mask needs to be removed from the surface of the semiconductor wafer after the etching process. An ashing process is performed as a process for removing the photoresist film in such a case.
このアッシング処理は、温調手段により温度制御自在な
載置台上の予め定められた位置に被処理基板例えば半導
体ウエハを載置し、このウエハ周囲を気密状態に設定す
る。この時、このウエハ対向位置に開口を有する平板が
配置されており、この平板の上記開口から加熱された上
記ウエハ表面にアッシングガスを供給する。このアッシ
ングガスは、酸素供給源を備えたオゾン発生器により生
成されたオゾンを使用し、このオゾンが上記ウエハの熱
により分解されて発生する酸素ラジカルの強い酸化力に
より、上記ウエハ表面に被着した膜例えばフォトレジス
ト膜をアッシング除去する。そして、このアッシング後
の排ガス中に残存するオゾンが分解された後、この排ガ
スを排気するものである。In this ashing process, a substrate to be processed, such as a semiconductor wafer, is placed at a predetermined position on a mounting table whose temperature can be controlled by the temperature control means, and the periphery of this wafer is set in an airtight state. At this time, a flat plate having an opening is arranged at a position facing the wafer, and an ashing gas is supplied to the heated wafer surface from the opening of the flat plate. This ashing gas uses ozone generated by an ozone generator equipped with an oxygen supply source, and this ozone is decomposed by the heat of the wafer and is deposited on the surface of the wafer by the strong oxidizing power of oxygen radicals generated. The formed film, for example, the photoresist film is removed by ashing. Then, after the ozone remaining in the exhaust gas after the ashing is decomposed, the exhaust gas is exhausted.
このようなアッシング処理技術は、例えば特開昭52−20
766号公報等に開示されている。Such an ashing processing technique is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 52-20.
No. 766 is disclosed.
（発明が解決しようとする課題） しかしながら上記従来の技術では、ウエハを加熱してオ
ゾンをこの熱により分解し、強い酸化力を有する酸素ラ
ジカルを発生させることによりアッシング処理を行なう
が、上記オゾンの分子は他の分子や気密容器の壁等と衝
突してゆるやかに分解するため、上記アッシング処理に
必要な酸素ラジカルの発生が遅く、そのため上記ウエハ
のアッシング速度が遅くなるという問題があった。(Problems to be Solved by the Invention) However, in the conventional technique described above, the ashing process is performed by heating the wafer to decompose ozone by this heat and generating oxygen radicals having a strong oxidizing power. Since the molecules collide with other molecules and the wall of the airtight container and slowly decompose, the generation of oxygen radicals necessary for the ashing process is slow, which causes a problem that the ashing speed of the wafer is slowed.
本発明は上記点に対処してなされたもので、オゾンの分
解を速めることによりアッシングの高速化を可能とする
アッシング方法を提供しようとするものである。The present invention has been made in consideration of the above points, and an object of the present invention is to provide an ashing method that can accelerate ashing by accelerating the decomposition of ozone.
（課題を解決するための手段） 本発明は、請求項１は、水を所望の温度に加熱して水蒸
気を発生させ、アッシングガスと混合して混合ガスを得
る第１の工程と、前記混合ガスを処理室内に導入し、こ
の処理室内に設けられた被処理基板の表面に被着した膜
をアッシングする第２の工程とを具備したことを特徴と
するアッシング方法にある。(Means for Solving the Problems) According to the present invention, in claim 1, a first step of heating water to a desired temperature to generate steam and mixing with ashing gas to obtain a mixed gas, and the mixing A second step of introducing a gas into the processing chamber and ashing a film deposited on the surface of the substrate to be processed provided in the processing chamber is provided.
前記第１の工程において、被処理基板は、好ましくは、
150℃〜500℃に加熱されることを特徴とする。さらに好
ましくは、前記アッシングガスは、オゾンを含有するア
ッシングガスであり、前記第１の工程において、前記ア
ッシングガスと前記水蒸気とを混合容器内で混合した
後、この混合容器から前記処理室内へ接続されているア
ッシングガス供給管を介して前記アッシングガスを供給
することを特徴とする。また、前記第１の工程における
水は、70℃に加熱されることを特徴とする。In the first step, the substrate to be processed is preferably
It is characterized by being heated to 150 ° C to 500 ° C. More preferably, the ashing gas is an ashing gas containing ozone, and in the first step, after the ashing gas and the water vapor are mixed in a mixing container, the mixing container is connected to the processing chamber. The ashing gas is supplied through the ashing gas supply pipe that is provided. The water in the first step is heated to 70 ° C.
（作用） 本発明は、オゾンを含有するアッシングガスと水蒸気の
混合ガスによりアッシング処理することにより、上記水
蒸気の存在により上記オゾン分子の分解を連鎖的に発生
させ、オゾンのみの分解より分解速度を速めてアッシン
グ処理に必要な酸素ラジカルを短時間で多量に発生させ
るため、高速アッシング処理を可能とする。(Operation) In the present invention, by performing ashing treatment with a mixed gas of ashing gas containing ozone and water vapor, the decomposition of the ozone molecules is caused to occur in chain due to the presence of the water vapor, and the decomposition rate is higher than the decomposition of only ozone. Since a large amount of oxygen radicals required for the ashing process are quickly generated in a short time, the high-speed ashing process can be performed.
（実施例） 以下、本発明方法を半導体ウエハのアッシング処理に適
用した一実施例につき、図面を参照して説明する。(Example) An example in which the method of the present invention is applied to an ashing process of a semiconductor wafer will be described below with reference to the drawings.
まず、アッシング装置の構成を説明する。First, the configuration of the ashing device will be described.
アッシング処理が行なわれる処理室は、有底円筒形の容
器（１）と蓋体（２）との係合により形成される。この
容器（１）内部には、例えば真空吸着機構（図示せず）
で被処理基板例えば半導体ウエハ（３）を保持可能な如
く載置台（４）が設けられている。この載置台（４）に
は図示しない加熱手段が内設しており、この載置台
（４）を介して保持したウエハ（３）を間接的に加熱可
能としている。また、上記容器（１）の底部には排気機
構（５）が設けられており、この排気機構（５）により
上記処理室内の排気を可能としている。このような載置
台（４）上方の対向位置には、この載置台（４）表面と
平行状態に所定の間隔を開けて中心部に開孔（６）を有
する円形状平板（７）が設けられている。この平板
（７）の下面周縁部の複数箇所例えば３箇所に、所望す
る厚さに形成されたスペーサ（８）が設けられ、このス
ペーサ（８）と上記載置台（４）上面の周縁部と当接す
ることにより、この載置台（４）上面と上記平板（７）
の下面との間隔を上記スペーサ（８）の厚さに設定可能
としている。このような平板（７）は上記蓋体（２）と
平行状態で支持されており、この平板（７）の中心部の
開孔（６）には、アッシングガス供給管（9a）が接続し
ている。このアッシングガス供給管（9a）は、上記処理
室内の気密を保持する如くシールされた状態で上記蓋体
（２）を貫通し、後に説明する気液混合手段（10）に連
設している。また、上記蓋体（２）の下面周縁部には、
シール部材（11）が設けられており、上記容器（１）及
び蓋体（２）の相対的昇降で、このシール部材（11）の
下端部と上記容器（１）の側壁上面と当接することによ
り、上記処理室内を気密可能としている。また、上記気
液混合手段（10）には、上部に上記アッシングガス供給
管（9a）及びアッシングガス供給管（9b）が接続した気
液混合容器（12）が設けられ、この気液混合容器（12）
内に液量制御された状態で注入可能とされた水（13）を
加熱する如く加熱機構（14）が設けられている。このよ
うな気液混合手段（10）の上方に接続している上記アッ
シングガス供給管（9b）を介してオゾン発生器（15）が
接続している。このようにしてアッシング装置が構成さ
れている。The processing chamber in which the ashing process is performed is formed by the engagement between the bottomed cylindrical container (1) and the lid (2). Inside the container (1), for example, a vacuum suction mechanism (not shown)
A mounting table (4) is provided so that a substrate to be processed, for example, a semiconductor wafer (3) can be held. A heating means (not shown) is internally provided in the mounting table (4), and the wafer (3) held via the mounting table (4) can be indirectly heated. An exhaust mechanism (5) is provided at the bottom of the container (1), and the exhaust mechanism (5) enables exhaust of the processing chamber. A circular flat plate (7) having an opening (6) in the center thereof is provided at a facing position above the mounting table (4) in parallel with the surface of the mounting table (4) at a predetermined interval. Has been. Spacers (8) having a desired thickness are provided at a plurality of locations, for example, three locations, on the lower edge of the flat plate (7), and the spacer (8) and the edge of the upper surface of the mounting table (4). By contacting each other, the upper surface of the mounting table (4) and the flat plate (7)
The distance from the lower surface of the spacer can be set to the thickness of the spacer (8). The flat plate (7) is supported in parallel with the lid body (2), and the ashing gas supply pipe (9a) is connected to the opening (6) at the center of the flat plate (7). ing. The ashing gas supply pipe (9a) penetrates the lid body (2) in a sealed state so as to maintain the airtightness inside the processing chamber, and is connected to a gas-liquid mixing means (10) described later. . In addition, on the peripheral portion of the lower surface of the lid (2),
A sealing member (11) is provided, and the lower end of the sealing member (11) and the upper surface of the side wall of the container (1) are brought into contact with each other when the container (1) and the lid (2) are moved up and down. Thus, the processing chamber can be hermetically sealed. Further, the gas-liquid mixing means (10) is provided with a gas-liquid mixing container (12) having the ashing gas supply pipe (9a) and the ashing gas supply pipe (9b) connected to the upper part thereof. (12)
A heating mechanism (14) is provided so as to heat the water (13) which can be injected in a state in which the liquid amount is controlled. An ozone generator (15) is connected via the ashing gas supply pipe (9b) connected above the gas-liquid mixing means (10). The ashing device is configured in this way.
次に、上述したアッシング装置による半導体ウエハのア
ッシング方法を説明する。Next, a method of ashing a semiconductor wafer by the above ashing apparatus will be described.
まず、容器（１）及び蓋体（２）の相対的な昇降により
処理室内の気密を解除し、この処理室内に被処理基板例
えば半導体ウエハ（３）を搬送し、このウエハ（３）を
載置台（４）表面の予め定められた位置に設定し、吸着
保持する。そして、上記容器（１）及び蓋体（２）の相
対的昇降により上記容器（１）の側壁上面と上記蓋体
（２）下面周縁部のシール部材（11）との当接により、
上記処理室内を気密に設定する。この気密と同時に、上
記載置台（４）と平板（７）下面周縁部に設けられたス
ペーサ（８）の当接により、この平板（７）と載置台
（４）に載置したウエハ（３）との間隔を所望値に設定
する。この時、ウエハ（３）は載置台（４）に内設して
いる加熱手段（図示せず）により例えば150〜500℃程度
に加熱される。First, the airtightness in the processing chamber is released by the relative elevation of the container (1) and the lid (2), and the substrate to be processed, for example, a semiconductor wafer (3) is transferred into the processing chamber and the wafer (3) is mounted. The table is set at a predetermined position on the surface of the stand (4) and sucked and held. Then, due to the relative elevation of the container (1) and the lid (2), the upper surface of the side wall of the container (1) and the seal member (11) on the peripheral portion of the lower surface of the lid (2) are brought into contact with each other,
The inside of the processing chamber is set airtight. At the same time as this airtightness, the plate (7) and the wafer (3) mounted on the plate (4) are brought into contact with the plate (7) and the spacer (8) provided on the peripheral portion of the lower surface of the plate (7). ) To the desired value. At this time, the wafer (3) is heated to, for example, about 150 to 500 ° C. by a heating means (not shown) provided inside the mounting table (4).
一方、上記ウエハ（３）をアッシング処理するためのア
ッシングガスは、例えばオゾン発生器（15）で酸素ガス
を原料として生成したオゾンを含有するアッシングガス
を、アッシングガス供給管（9b）を介して気液混合手段
（10）の気液混合容器（12）内を介してアッシングガス
供給管（9b）へ流通させる。このアッシングガスが気液
混合容器（12）内に流通する際、この気液混合容器（1
2）内に注入されている水（13）による水蒸気雰囲気内
を流通するため、上記アッシングガスに水蒸気が混合さ
れる。この時、上記水（13）から多量の水蒸気を発生せ
るために加熱機構（14）により上記水（13）を所望する
温度に加熱してもよい。また、この水蒸気の混合量は、
90％以上の飽和水蒸気量とすることが好ましく、より効
果がある。そして、上記水蒸気を混合したアッシングガ
スを上記アッシングガス供給管（9a）を介して平板
（７）の中心部に設けられた開孔（６）から上記加熱状
態のウエハ（３）表面に供給する。ここで、上記ウエハ
（３）の熱によりオゾンが分解されて酸素ラジカルが発
生し、この酸素ラジカルの強い酸化力により上記ウエハ
（３）表面に被着している膜例えばフォトレジスト膜を
除去する。この時、上記アッシングガス中のオゾンはゆ
るやかに分解するため、上記混合している水蒸気が増感
剤として作用し、オゾンの分解を加速する。このため、
分解しないまま排気されてしまうオゾン量を減少させて
より多くの酸素ラジカルを発生させることにより、高速
なアッシング処理を可能とする。このアッシング処理後
の排ガスは、排気機構（５）により適宜排気される。On the other hand, as the ashing gas for ashing the wafer (3), for example, the ashing gas containing ozone generated from oxygen gas as a raw material in the ozone generator (15) is supplied through the ashing gas supply pipe (9b). The gas and liquid mixing means (10) is circulated to the ashing gas supply pipe (9b) through the gas and liquid mixing container (12). When the ashing gas flows into the gas-liquid mixing container (12), the gas-liquid mixing container (1
Since the water (13) injected into the inside of (2) flows in the steam atmosphere, the steam is mixed with the ashing gas. At this time, in order to generate a large amount of water vapor from the water (13), the water (13) may be heated to a desired temperature by the heating mechanism (14). Also, the mixing amount of this steam is
It is preferable that the amount of saturated steam is 90% or more, which is more effective. Then, the ashing gas mixed with the water vapor is supplied to the surface of the wafer (3) in the heated state from the opening (6) provided in the central portion of the flat plate (7) through the ashing gas supply pipe (9a). . Here, ozone is decomposed by the heat of the wafer (3) to generate oxygen radicals, and the strong oxidizing power of the oxygen radicals removes a film such as a photoresist film deposited on the surface of the wafer (3). . At this time, since ozone in the ashing gas is slowly decomposed, the mixed water vapor acts as a sensitizer to accelerate the decomposition of ozone. For this reason,
By reducing the amount of ozone that is exhausted without being decomposed and generating more oxygen radicals, high-speed ashing processing is possible. The exhaust gas after this ashing process is appropriately exhausted by the exhaust mechanism (5).
このアッシング工程の特性例を以下説明する。An example of characteristics of this ashing process will be described below.
アッシングガスに混合する水蒸気の混合量を変化させる
ために上記気液混合容器（12）内の水（13）を加熱機構
（14）により加熱した場合のウエハ（３）アッシング速
度の影響を第２図に示す。これは、縦軸をアッシング速
度，横軸をウエハ（３）直径，オゾンの原料となる酸素
流量を5.0l/m,オゾン濃度を88g/m3，上記載置台（４）
温度を300℃とし、水蒸気を混合しないオゾンのみでア
ッシングした場合，上記水（13）を20℃に設定した場
合，上記水（13）を50℃に設定した場合，上記水（13）
を70℃に設定した場合を夫々比較した特性例であり、こ
の特性例からアッシングガスに水蒸気を混合すると全体
的にアッシング速度が向上し、上記水（13）の温度が50
℃程度がよりアッシング速度が高く、これはオゾンのみ
のアッシング速度より約20％向上していることが判る。
また、第２図のものと同条件で、オゾン原料となる酸素
流量を10.0l/m,オゾン濃度を65g/m3と変更した場合を夫
々比較した特性例を第３図に示しこれも上記第２図の特
性例と同様な効果となっていることが判る。The influence of the ashing speed of the wafer (3) when the water (13) in the gas-liquid mixing container (12) is heated by the heating mechanism (14) in order to change the mixing amount of the water vapor mixed with the ashing gas Shown in the figure. The vertical axis is the ashing speed, the horizontal axis is the diameter of the wafer (3), the flow rate of oxygen as a raw material for ozone is 5.0 l / m, the ozone concentration is 88 g / m 3 , and the mounting table (4) above.
When the temperature is set to 300 ° C and only the ozone that does not mix water vapor is ashed, the water (13) is set to 20 ° C, the water (13) is set to 50 ° C, and the water (13) is set.
Is a characteristic example in which the temperature is set to 70 ° C. From this characteristic example, when ashing gas is mixed with water vapor, the ashing speed is improved overall, and the temperature of the water (13) is 50%.
It can be seen that the ashing rate is higher at about 0 ° C., which is about 20% higher than that of ozone alone.
In addition, under the same conditions as those in FIG. 2, characteristic examples comparing respective cases where the flow rate of oxygen as an ozone raw material is changed to 10.0 l / m and the ozone concentration is changed to 65 g / m 3 are shown in FIG. It can be seen that the same effect as the characteristic example of FIG. 2 is obtained.
次に、上記載置台（４）の温度変化によるオゾンのみの
アッシング速度，オゾンと窒素酸化物ガスを混合した時
のアッシング速度，オゾンと水（13）を混合した時のア
ッシング速度の比較を第４図に示す。これは、縦軸をア
ッシング速度，横軸をウエハ（３）直径，オゾンの原料
となる酸素流量を5.0l/m,オゾン濃度を88g/m3，窒素酸
化物ガス例えばNOx流量を150ml/mとし、載置台（４）温
度が250℃でオゾンのみによりアッシング処理した場
合、載置台（４）温度が250℃でオゾンとNOxを混合して
アッシング処理した場合，載置台（４）温度が250℃で
オゾンと水蒸気（水を70℃で加熱した水蒸気）を混合し
てアッシング処理した場合，載置台（４）温度が300℃
でオゾンのみによりアッシング処理した場合，載置台
（４）温度が300℃でオゾンとNOxを混合してアッシング
処理した場合，載置台（４）温度が300℃でオゾンと水
蒸気（水を70℃で加熱した水蒸気）を混合してアッシン
グ処理した場合を夫々比較した特性例であり、この特性
例から載置台（４）温度が250℃の時は上記オゾンとNOx
を混合してアッシング処理した場合、また、載置台
（４）温度が300℃の時は上記オゾンと水蒸気を混合し
てアッシング処理した場合が夫々アッシング速度が優れ
ていることが判かる。また、第４図のものと同条件でオ
ゾンの原料となる酸素流量を10.0l/m,オゾン濃度を65g/
m3，NOx流量を300ml/mと変更した場合を夫々比較した特
性例を第５図に示し、これも上記第４図の特性例と同様
な効果となっていることが判かる。Next, a comparison will be made between the ashing rate of only ozone due to the temperature change of the mounting table (4), the ashing rate when ozone and nitrogen oxide gas are mixed, and the ashing rate when ozone and water (13) are mixed. It is shown in FIG. The vertical axis is the ashing speed, the horizontal axis is the wafer (3) diameter, the oxygen flow rate as the ozone source is 5.0 l / m, the ozone concentration is 88 g / m 3 , and the nitrogen oxide gas such as NO x flow rate is 150 ml / m 3 . m, and when the ashing process is performed only with ozone when the mounting table (4) temperature is 250 ° C, the mounting table (4) temperature is measured when the mounting table (4) temperature is 250 ° C and ozone and NO x are mixed. When the ashing process is performed by mixing ozone and water vapor (water vapor heated at 70 ° C) at 250 ° C, the mounting table (4) temperature is 300 ° C.
When the ashing process is performed only with ozone, the mounting table (4) temperature is 300 ° C, and the ashing process is performed by mixing ozone and NO x . When the mounting table (4) temperature is 300 ° C, ozone and water vapor (water is 70 ° C) 2 is a characteristic example in which the ashing treatment is carried out by mixing (steam heated in step 1). From this characteristic example, when the temperature of the mounting table (4) is 250 ° C., ozone and NO x
It can be seen that the ashing rate is excellent when the ashing process is performed by mixing the above-mentioned materials and when the temperature of the mounting table (4) is 300 ° C. and the ashing process is performed by mixing the ozone and water vapor. Also, under the same conditions as those in Fig. 4, the flow rate of oxygen, which is a raw material of ozone, is 10.0 l / m, and the ozone concentration is 65 g /
FIG. 5 shows a characteristic example comparing the cases where the m 3 and NO x flow rates are changed to 300 ml / m, respectively, and it is understood that this also has the same effect as the characteristic example of FIG. 4 above.
次に、オゾンとNOxと水蒸気を混合したアッシングガス
を使用してアッシング処理した場合のアッシング速度へ
の影響を第６図に示す。これは、縦軸をアッシング速
度，横軸をウエハ（３）直径，オゾンの原料となる酸素
流量を10.0l/m,NOx流量を300ml/m,載置台（４）温度を3
00℃とし、オゾンと水蒸気（水を70℃で加熱した水蒸
気）を混合してアッシング処理した場合，オゾンと水蒸
気（水を70℃で加熱した水蒸気）とNOxを混合してアッ
シング処理した場合を比較した特性例であり、この特性
例から水蒸気とNOxが同時に存在した場合、NOxの効果は
全くなくなり水蒸気の効果のみが存在することが判か
る。また、第６図のものと同条件でオゾンの原料となる
酸素流量を5.0l/m,NOx流量を150ml/mと変更した場合を
比較した特性例を第７図に示し、これも上記第６図の特
性例とほぼ同様な効果となっていることが判かる。Next, FIG. 6 shows the influence on the ashing rate when the ashing treatment is performed by using the ashing gas in which ozone, NO x and water vapor are mixed. The vertical axis is the ashing speed, the horizontal axis is the wafer (3) diameter, the oxygen flow rate as ozone source is 10.0 l / m, the NO x flow rate is 300 ml / m, and the mounting table (4) temperature is 3
When the temperature is set to 00 ° C and ozone and water vapor (water vapor heated at 70 ° C) are mixed for ashing treatment, and when ozone and water vapor (water vapor heated at 70 ° C) and NO x are mixed for ashing treatment It is clear from this characteristic example that when water vapor and NO x are present at the same time, the effect of NO x disappears at all and only the effect of water vapor exists. Fig. 7 shows a characteristic example comparing the case of changing the flow rate of oxygen, which is a raw material of ozone, to 5.0 l / m and the flow rate of NO x to 150 ml / m under the same conditions as in Fig. 6, and this is also the same as above. It can be seen that the effect is almost the same as the characteristic example of FIG.
次に、高濃度オゾンと水蒸気を混合したアッシングガス
を使用してアッシング処理した場合のアッシング速度へ
の影響を第８図に示す。これは、縦軸をアッシング速
度，横軸をウエハ（３）直径，オゾンの原料となる酸素
流量を5.0l/m,オゾン濃度を160g/m3，NOx流量を150ml/m
とし、載置台（４）温度が250℃でオゾンのみによりア
ッシング処理した場合，載置台（４）温度が250℃でオ
ゾンとNOxを混合してアッシング処理した場合，載置台
（４）温度が250℃でオゾンと水蒸気（水を70℃で加熱
した水蒸気）を混合してアッシング処理した場合，載置
台（４）温度が300℃でオゾンのみによりアッシング処
理した場合，載置台（４）温度が300℃でオゾンとNOxを
混合してアッシング処理した場合，載置台（４）温度が
300℃でオゾンと水蒸気（水を70℃で加熱した水蒸気）
を混合してアッシング処理した場合を夫々比較した特性
例であり、この特性例から載置台（４）温度が250℃の
時は上記オゾンとNOxを混合してアッシング処理した場
合、また、載置台（４）温度が300℃の時は上記オゾン
と水蒸気を混合してアッシング処理した場合が夫々アッ
シング速度が優れていることが判かる。また、第８図の
ものと同条件でオゾンの原料となる酸素流量を10.0l/m,
オゾン濃度を150g/m3，NOx流量300ml/mと変更した場合
を夫々比較した特性例を第９図に示し、これも上記第８
図の特性例と同様な効果となっていることが判かる。Next, FIG. 8 shows the influence on the ashing rate when the ashing treatment is performed using the ashing gas in which high-concentration ozone and water vapor are mixed. The vertical axis is the ashing rate, the horizontal axis is the wafer (3) diameter, the oxygen flow rate as the ozone source is 5.0 l / m, the ozone concentration is 160 g / m 3 , and the NO x flow rate is 150 ml / m.
When the mounting table (4) temperature is 250 ° C. and only the ashing process is performed with ozone, when the mounting table (4) temperature is 250 ° C. and the ozone and NO x are mixed and the ashing process is performed, the mounting table (4) temperature is When the ashing process is performed by mixing ozone and water vapor (water vapor obtained by heating water at 70 ° C) at 250 ° C, the mounting table (4) temperature is 300 ° C, and when the ashing process is performed only by ozone, the mounting table (4) temperature is When the ashing process was performed by mixing ozone and NO x at 300 ° C, the temperature of the mounting table (4) was
Ozone and water vapor at 300 ° C (water vapor heated at 70 ° C)
6 is a characteristic example comparing the cases of mixing and ashing, and from this characteristic example, when the temperature of the mounting table (4) is 250 ° C., the ozone and NO x are mixed and the ashing processing is performed. It can be seen that when the temperature of the stand (4) is 300 ° C., the ashing rate is excellent when the ozone and water vapor are mixed and the ashing process is performed. Also, under the same conditions as those in FIG. 8, the flow rate of oxygen, which is a raw material of ozone, is set to 10.0 l / m,
Fig. 9 shows a characteristic example comparing the cases where the ozone concentration was changed to 150 g / m 3 and the NO x flow rate was 300 ml / m.
It can be seen that the same effect as the characteristic example in the figure is obtained.
次に、オゾンを上記気液混合容器（12）に注入されてい
る水（13）中でバブリングしてオゾンと水蒸気を混合し
た場合のアッシング速度の比較を第10図に示す。これ
は、縦軸をアッシング速度，横軸をウエハ（３）直径，
オゾンの原料となる酸素流量を5.0l/m,オゾン濃度を88g
/m3，載置台（４）温度を300℃とし、オゾンのみにより
アッシング処理した場合，水（13）を20℃に加熱してこ
の水（13）中でオゾンをバブリングすることによりオゾ
ンと水蒸気を混合してアッシング処理した場合，水（1
3）を40℃に加熱してこの水（13）中でオゾンをバブリ
ングすることによりオゾンと水蒸気を混合してアッシン
グ処理した場合，水（13）を60℃に加熱してこの水（1
3）中でオゾンをバブリングすることによりオゾンと水
蒸気を混合してアッシング処理した場合を夫々比較した
特性例であり、この特性例から第２図に示す特性例とほ
ぼ同様な結果となっており、上記水（13）中でオゾンを
バブリングすることによりオゾンと水蒸気を混合して
も、上記水（13）面上をオゾンを通過させてオゾンと水
蒸気を混合しても同じであり、特にバブリングをする必
要がないことが判る。Next, FIG. 10 shows a comparison of the ashing rates when ozone is mixed with water vapor by bubbling ozone in the water (13) injected into the gas-liquid mixing container (12). The vertical axis is the ashing speed, the horizontal axis is the wafer (3) diameter,
The flow rate of oxygen, which is the raw material for ozone, is 5.0 l / m, and the ozone concentration is 88 g.
/ m 3, mounting base (4) temperature of the 300 ° C., if you ashing only with ozone, the ozone and water vapor by the water (13) was heated to 20 ° C. bubbling ozone in the water (13) When mixed and ashed, water (1
When 3) is heated to 40 ° C and ozone is bubbled in this water (13) to mix ozone and water vapor for ashing treatment, the water (13) is heated to 60 ° C and the water (1
3) It is a characteristic example comparing the case where ozone and water vapor are mixed by bubbling ozone and the ashing process is compared, and the result is almost the same as the characteristic example shown in FIG. The same applies when ozone and water vapor are mixed by bubbling ozone in the water (13) or when ozone and water vapor are mixed by passing ozone on the surface of the water (13). It turns out that you don't have to.
上記した特性例から、オゾンを含むアッシングガス中に
水蒸気を混合し、この混合ガスでウエハ（３）のアッシ
ング処理を行なうと、上記ウエハ（３）表面各点におい
て全体的にアッシング速度が向上する。これは、水蒸気
にオゾンの分解を加速する作用があるため、この水蒸気
が触媒的に働き、上記ウエハ（３）表面に被着されてい
る膜との反応を促進していると考えられる。この水蒸気
の存在により上記オゾンの分解を促進し、このオゾンを
分解することにより発生する強い酸化力を有する酸素ラ
ジカルを多量に生成することとなり、その結果アッシン
グ速度が速くなる。また、上記オゾンに窒素酸化物ガス
即ちNOxを混合してアッシング処理することにより、ア
ッシング速度を速めるということが行なわれており、こ
れはオゾンとNOxの反応により生成した五酸化二窒素を
熱分解して生成する酸素ラジカルO(1D）が、オゾンのみ
の熱分解で生成する酸素ラジカルO(3P）より強い酸化力
を有するためアッシング速度を速めているものである
が、このオゾンとNOxが混合したアッシングガスに更に
水蒸気を混合すると、上記五酸化二窒素が水蒸気により
酸化され、その結果上記ウエハ（３）表面に被着してい
る膜例えばフォトレジスト膜との反応が起こらなくな
る。そのため、上記NOxの効果はなくなり水蒸気の効果
のみになると考えられる。このようにオゾンとNOxと水
蒸気を同時に存在させると水蒸気のみの効果となってし
まうため、オゾンとNOxの混合ガス及びオゾンと水蒸気
の混合ガスとを必要に応じて切換え流出させてアッシン
グ処理してもよい。From the above characteristic example, when ashing gas containing ozone is mixed with water vapor and the ashing process of the wafer (3) is carried out with this mixed gas, the ashing speed is generally improved at each point on the surface of the wafer (3). . It is considered that this is because the water vapor has an action of accelerating the decomposition of ozone, and thus this water vapor acts catalytically to promote the reaction with the film deposited on the surface of the wafer (3). The presence of this water vapor promotes the decomposition of the ozone, and a large amount of oxygen radicals having a strong oxidizing power generated by the decomposition of the ozone are generated, resulting in a high ashing rate. Further, it has been carried out to increase the ashing rate by mixing the nitrogen oxide gas, that is, NO x, with the ozone and performing the ashing treatment. This is because dinitrogen pentoxide produced by the reaction of ozone and NO x is generated. The oxygen radical O ( 1 D) generated by thermal decomposition has a stronger oxidizing power than the oxygen radical O ( 3 P) generated by thermal decomposition of only ozone, which accelerates the ashing rate. When water vapor is further mixed with the ashing gas in which NO x is mixed with the ashing gas, the dinitrogen pentoxide is oxidized by the water vapor, and as a result, a reaction occurs with a film deposited on the surface of the wafer (3), for example, a photoresist film. Disappear. Therefore, it is considered that the above-mentioned effect of NO x disappears and only the effect of water vapor remains. Thus, if ozone, NO x, and water vapor are present at the same time, only the water vapor will have an effect. Therefore, the mixed gas of ozone and NO x and the mixed gas of ozone and water vapor are switched out as necessary to perform the ashing treatment. You may.
また、オゾンを水蒸気雰囲気中に流通させてオゾンと水
蒸気を混合させても、オゾンを水（13）中でバブリング
してオゾンと水蒸気を混合させてもほぼ同様なアッシン
グ速度となるため、特にバブリングさせる構造とする必
要はないが、アッシングガス中に含まれる不純物の除去
を行なう場合はバブリングさせて除去することが可能と
なる。Even if ozone is circulated in a water vapor atmosphere to mix ozone and water vapor, or bubbling ozone in water (13) to mix ozone and water vapor results in almost the same ashing speed. Although it is not necessary to adopt a structure that allows the impurities to be contained in the ashing gas, bubbling can be used to remove the impurities contained in the ashing gas.
また、上記水蒸気をオゾンに混合してアッシング処理す
る場合、オゾンのみよりも腐食性が強くなるため、部品
等を酸化に対して強い材質を選択することが望ましい。Further, when the above water vapor is mixed with ozone for ashing treatment, it is more corrosive than ozone alone, so it is desirable to select a material that is strong against oxidation for parts and the like.
上記実施例ではオゾンと水蒸気の混合を水蒸気雰囲気中
にオゾンを流通させる方式、或いは水中にオゾンをバブ
リングさせる方式を例に上げて説明したが、これに限定
するものではなく、例えば超音波加湿器等の原理で水蒸
気を発生させてこれとオゾンを混合しても同様な効果を
得ることができる。In the above embodiments, the method of mixing ozone and water vapor was described by taking the method of circulating ozone in a water vapor atmosphere or the method of bubbling ozone in water as an example. However, the present invention is not limited to this and, for example, an ultrasonic humidifier. The same effect can be obtained by generating water vapor based on the principle such as the above and mixing this with ozone.
また、上記実施例では水蒸気とオゾンを予め混合した混
合ガスを処理室内に供給する例について説明したが、こ
れに限定するものではなく、例えば上記処理室内の一部
に水を貯蔵し、この水により処理室内に水蒸気雰囲気を
常時充満させた状態でこの処理室内にオゾンを供給する
構成としても同様な効果が得られる。Further, in the above embodiment, an example of supplying a mixed gas in which water vapor and ozone are premixed has been described, but the present invention is not limited to this. For example, water is stored in a part of the processing chamber, and the water Thus, the same effect can be obtained even if ozone is supplied into the processing chamber while the processing chamber is constantly filled with the water vapor atmosphere.
また、上記実施例では被処理基板として半導体ウエハを
例に上げて説明したが、これに限定するものではなく、
例えばLCD基板のアッシングでも同様な効果を得ること
ができる。Further, in the above-described embodiment, the semiconductor wafer has been described as an example of the substrate to be processed, but the present invention is not limited to this.
For example, the same effect can be obtained by ashing the LCD substrate.
以上述べたようにこの実施例によれば、オゾンを含有す
るアッシングガスと水蒸気の混合ガスによりアッシング
処理することにより、上記水蒸気の存在により上記オゾ
ン分子の分解を連鎖的に発生させ、オゾンのみの分解よ
り分解速度を速めてアッシング処理に必要な酸素ラジカ
ルを短時間で多量に発生させるため、高速アッシング処
理を可能とする。また、ウエハ１枚に対して高速アッシ
ング処理を可能とするため、スループットを向上するこ
とができる。As described above, according to this embodiment, by performing the ashing treatment with the mixed gas of the ashing gas containing ozone and the steam, the decomposition of the ozone molecules is caused to occur in chain due to the presence of the steam, and only the ozone is generated. Since the decomposition rate is made faster than the decomposition and a large amount of oxygen radicals necessary for the ashing process are generated in a short time, the high-speed ashing process is possible. Moreover, since high-speed ashing processing can be performed on one wafer, throughput can be improved.
また、上記オゾンに水蒸気を混合し、この混合ガスでア
ッシング処理するため、分解しないまま排気されてしま
うオゾン量を減少させて、逆に多くの酸素ラジカルを発
生させることができるため、アッシングガスを効率良く
使用することができる。In addition, since the ozone is mixed with water vapor and the ashing process is performed with this mixed gas, the amount of ozone exhausted without being decomposed can be reduced, and on the contrary, many oxygen radicals can be generated. It can be used efficiently.
以上説明したように本発明によれば、予め水を所望の温
度に加熱して水蒸気を作り、その中にアッシングガスを
導入して混合するので、得られる混合ガスが前記温度に
おいて活性化され、均一度の高い混合ガスを得ることが
でき、混合ガスによりアッシング処理される被処理基板
の処理をより高速化することができ、スループットを向
上させることができるという効果がある。As described above, according to the present invention, water is heated to a desired temperature in advance to generate steam, and an ashing gas is introduced and mixed therein, so that the obtained mixed gas is activated at the temperature, It is possible to obtain a mixed gas having a high degree of uniformity, to speed up the processing of the substrate to be processed that is ashed by the mixed gas, and to improve the throughput.
第１図は本発明方法の一実施例を説明すめためのアッシ
ング装置の構成図、第２図，第３図は第１図の混合する
水蒸気量説明図、第４図，第５図は第１図の被処理基板
載置台の温度変化に対する水蒸気の影響説明図、第６
図，第７図はオゾンとNOxと水蒸気を混合してアッシン
グ処理した時の影響説明図、第８図，第９図は第１図の
オゾンを高濃度として水蒸気と混合してアッシング処理
した時の影響説明図、第10図はオゾンを水中にバブリン
グして水蒸気と混合したアッシングガスによるアッシン
グ速度の比較説明図である。 10…気液混合手段、12…気液混合容器 13…水、14…加熱機構FIG. 1 is a block diagram of an ashing device for explaining one embodiment of the method of the present invention, FIGS. 2 and 3 are explanatory views of the amount of water vapor to be mixed in FIG. 1, and FIGS. FIG. 6 is an explanatory view of the influence of water vapor on the temperature change of the substrate mounting base in FIG.
Fig. 7 and Fig. 7 are explanatory views of the effect when ashing treatment is performed by mixing ozone, NO x and water vapor, and Figs. 8 and 9 are ashing treatment by mixing ozone of Fig. 1 with water vapor at high concentration. FIG. 10 is an explanatory view of the influence of time, and FIG. 10 is a comparative explanatory view of the ashing rate by the ashing gas in which ozone is bubbled in water and mixed with water vapor. 10 ... Gas-liquid mixing means, 12 ... Gas-liquid mixing container 13 ... Water, 14 ... Heating mechanism
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 7352−4Ｍ Ｈ０１Ｌ 21/30 ５７２ Ａ ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI technical display location 7352-4M H01L 21/30 572 A
Claims (4)
せ、アッシングガスと混合して混合ガスを得る第１の工
程と、前記混合ガスを処理室内に導入し、この処理室内
に設けられた被処理基板の表面に被着した膜をアッシン
グする第２の工程とを具備したことを特徴とするアッシ
ング方法。1. A first step of heating water to a desired temperature to generate water vapor and mixing with ashing gas to obtain a mixed gas; and introducing the mixed gas into a processing chamber and providing the same in the processing chamber. A second step of ashing the film deposited on the surface of the substrate to be processed thus obtained.
0℃〜500℃に加熱されることを特徴とする請求項１記載
のアッシング方法。2. The substrate to be processed is 15 in the first step.
The ashing method according to claim 1, wherein the ashing is performed at 0 ° C to 500 ° C.
アッシングガスであり、前記第１の工程において、前記
アッシングガスと前記水蒸気とを混合容器内で混合した
後、この混合容器から前記処理室内へ接続されているア
ッシングガス供給管を介して前記アッシングガスを供給
することを特徴とする請求項１記載のアッシング方法。3. The ashing gas is an ashing gas containing ozone, and in the first step, the ashing gas and the water vapor are mixed in a mixing container, and then the mixing container is introduced into the processing chamber. The ashing method according to claim 1, wherein the ashing gas is supplied through a connected ashing gas supply pipe.
されることを特徴とする請求項３記載のアッシング方
法。4. The ashing method according to claim 3, wherein the water in the first step is heated to 70 ° C.
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