アッシャ装置及び半導体製造方法
【課題】ポッピング現象の発生を抑制し、基板の搬送を効率的にすることができるアッシャ装置及び半導体の製造方法を提供する。
【解決手段】アッシャ装置１０は、ウエハ６００のベーキングを行うロードロックチャンバ２５０と、ウエハ６００をロードロックチャンバ２５０に搬送するカセットトランスファーユニット１１０と、ベーキングされたウエハ６００のアッシング処理を行うプロセスチャンバ４１０と、ウエハ６００を搬送するトランスファーチャンバ３１０とを有し、ロードロックチャンバ２５０は、真空引きがなされるとともにウエハ６００のベーキング処理を開始し、ベーキング処理時に基板にポッピングが生じない程度の温度でウエハ６００をベーキングする。
【解決手段】アッシャ装置１０は、ウエハ６００のベーキングを行うロードロックチャンバ２５０と、ウエハ６００をロードロックチャンバ２５０に搬送するカセットトランスファーユニット１１０と、ベーキングされたウエハ６００のアッシング処理を行うプロセスチャンバ４１０と、ウエハ６００を搬送するトランスファーチャンバ３１０とを有し、ロードロックチャンバ２５０は、真空引きがなされるとともにウエハ６００のベーキング処理を開始し、ベーキング処理時に基板にポッピングが生じない程度の温度でウエハ６００をベーキングする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばプラズマアッシング処理等のアッシング処理を行うアッシャ装置、及び基板のアッシング処理する工程を含む半導体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
１０トール以上の圧力状態でシリコン基板を反応チャンバの中のホットプレートに置いて所定の時間の間ベーキングを実施するインサイチューベーキング段階と、シリコン基板がホットプレートに置かれている状態で安定な真空状態を作る真空段階と、 反応チャンバに反応ガスを選別注入するガス工程段階と、フォトレジストが大部分除去されるまでプラズマを発生させるアッシング段階と、を含むことを特徴とする半導体ウエハアッシング方法が知られている（特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】特表２００５−５２３５８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の技術は、例えばハイドーズイオン注入等を原因とするポッピング現象の対策であるが、基板の搬送効率が効率的ではないとの問題点があった。これは、ベーキング処理及びプラズマ処理がインサイチューであるためである。ここで、ポッピング現象とは、基板に塗布されたレジストの表面層が硬化し、剥離し難い状態に変質し、この状態でアッシング処理がなされた場合に、レジストの硬化した表面層の下部にある通常の状態にあるレジストが流動性となり、硬化したレジスト表面層を突き破り噴出する現象をいう。ポッピング現象は、レジストへのイオン注入工程を経ると特に生じやすく、ポッピング現象が生じると、基板に表面に硬化したレジストが飛び散り、飛び散ったレジストは、たとえ洗浄工程にて洗浄しても基板表面から除去することが困難であり、また、処理室内が飛び散った硬化した状態にあるレジストで汚染されてしまう。
【０００５】
本発明は、例えばハイドーズイオン注入等を原因とするポッピング現象の発生を抑制するとともに、基板の搬送効率を効率的にすることができるアッシャ装置及び半導体製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の特徴とするところは、基板のベーキング処理を行うベーキング処理室と、基板を前記ベーキング処理室に搬送する第１の搬送部と、前記ベーキング処理室でベーキングされた基板のアッシング処理を行うアッシング処理室と、前記ベーキング処理室と前記アッシング処理室との間で相互に基板を搬送する第２の搬送部を備える搬送室と、を有し、前記ベーキング処理室は、真空引きがなされるとともに基板のベーキング処理を開始し、ベーキング処理時に基板にポッピングが生じない程度の温度で基板をベーキングするアッシャ装置にある。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ハイドーズイオン注入等を原因とするポッピング現象の発生を抑制するとともに、基板の搬送効率を効率的にすることができるアッシャ装置及び半導体の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
次に、本発明の好ましい実施例を、図面を参照して詳細に説明する。本発明の好ましい実施例においては、半導体製造装置としてアッシャ装置を使用する。
図１は、本発明の好ましい実施例のアッシャ装置を説明するための概略横断面図であり、図２、図３は、本発明の好ましい実施例のアッシャ装置を説明するための概略縦断面図である。図１、図２に示されるように、アッシャ装置１０は、カセットトランスファー部１００と、ロードロックチャンバ部２００と、トランスファーチャンバ部３００と、アッシング処理室として用いられるプロセスチャンバ部４００とを備えている。
【０００９】
カセットトランスファー部１００は、第１の搬送部として用いられるカセットトランスファーユニット１１０、１２０を備え、カセットトランスファーユニット１１０、１２０は、基板として用いられるウエハ６００を支持するカセット５００を載置するカセットテーブル１１１、１２１と、カセットテーブル１１１、１２１のＹ軸１３０、Ｚ軸１４０をそれぞれ動作させるＹ軸アセンブリ１１２、１２２、Ｚ軸アセンブリ１１３、１２３を、それぞれが備えている。
【００１０】
ロードロックチャンバ部２００は、ベーキング処理室として用いられているロードロックチャンバ２５０、２６０と、カセットテーブル１１１、１２１に載置されたカセット５００からウエハ６００をそれぞれ受取り、ウエハ６００をロードロックチャンバ２５０、２６０内でそれぞれ保持するバッファユニット２１０、２２０と、図示しない圧力調整部とを備えている。バッファユニット２１０、２２０は、バッファフィンガーアセンブリ２１１、２２１とその下部のインデックスアセンブリ２１２、２２２とを備えている。バッファフィンガーアセンブリ２１１（２２１）と、その下部のインデックスアセンブリ２１２（２２２）は、θ軸２１４（２２４）により同時に回転する。
【００１１】
図５には、ロードロックチャンバ２５０の周辺の構成が模式的に示されている。
ロードロックチャンバ２５０の、例えば外側には、予備加熱手段として用いられるヒータ２３０が設けられている。ヒータ２３０は、例えば略円等形状を有し、その円筒内にロードロックチャンバ２５０が位置するように設けられていて、例えばランプ、金属発熱体、セラミックカーボン、ＳｉＣ等から構成されている。そして、ヒータ２３０は、ロードロックチャンバ２５０を、外側の周面から加熱して、ロードロックチャンバ２５０内に装填されたウエハ６００をベーキング（予備加熱）する。
【００１２】
この実施形態では、ロードロックチャンバ２５０の外側にヒータ２３０が設けられ、ヒータ２３０によってロードロックチャンバ２５０が外側から加熱されるが、これに替えて、ヒータ２３０をロードロックチャンバ２５０の内側に設け、内側からロードロックチャンバ２５０を加熱するようにしても良い。
【００１３】
トランスファーチャンバ部３００は、搬送室として用いられるトランスファーチャンバ３１０を備えており、先述のロードロックチャンバ２５０、２６０は、ゲートバルブ３１１、３１２を介して、トランスファーチャンバ３１０に取り付けられている。トランスファーチャンバ３１０には、第２の搬送部として用いられる真空アームロボットユニット３２０が設けられている。
【００１４】
プロセスチャンバ部４００は、アッシング処理室として用いられるプロセスチャンバ４１０、４２０と、その上部に設けられたプラズマ発生室４３０、４４０とを備えている。プロセスチャンバ４１０、４２０は、ゲートバルブ３１３、３１４を介してトランスファーチャンバ３１０に取り付けられている。
【００１５】
プロセスチャンバ４１０、４２０は、ウエハ６００を載置するサセプタテーブル４１１、４２１を備えている。サセプタテーブル４１１、４２１をそれぞれ貫通してリフターピン４１３、４２３が設けられている。サセプタテーブル４１１、４２１は、Ｚ軸４１２、４２２により、それぞれ上下する。
【００１６】
プラズマ発生室４３０、４４０は、チャンバ４３１、４４１をそれぞれ備え、チャンバ４３１、４４１の外部には、高周波コイル４３２、４４２が設けられている。高周波コイル４３２、４４２に高周波電力を印加して、ガス導入口４３３、４４３から導入されたアッシング処理用のガスをプラズマ化し、そのプラズマを利用してサセプタテーブル４１１、４２１上に載置されたウエハ６００上のレジストをアッシングする。尚、トランスファーチャンバ部４００は、後に詳細を記載する。
【００１７】
次に、カセットテーブル１１１（１２１）からロードロックチャンバ２５０（２６０）までのウエハ６００の搬送動作について説明する。
【００１８】
以上のように構成されたアッシャ装置１０においては、カセットテーブル１１１（１１２）からロードロックチャンバ２５０（２６０）へとウエハ６００が搬送される。この際、図２、図３に示されるように、カセットテーブル１１１（１２１）にカセット５００を搭載してＺ軸１４０が下方向に動作する。Ｚ軸１４０が下にある状態でバッファフィンガーアセンブリ２１１（２２１）のＹ軸１３０がカセット５００の方向に動作する。Ｉ軸２３０の動作により２５枚のウエハ６００をバッファフィンガーアセンブリ２１１（２２１）のバッファフィンガー２１３（２２３）がカセット５００から受け取る。受け取った状態でＹ軸１３０がもとの位置まで下がる。バッファフィンガーアセンブリ２１１（２２１）が上昇し、ロードロックチャンバ２５０（２６０）へウエハ６００が格納される。ウエハ６００を格納後、圧力調整部により真空引きを行う都度、ヒータ２３０を起動し、ポッピングが起きない程度の温度でウエハ６００を加熱する。
【００１９】
ロードロックチャンバ２５０（２６０）においては、ロードロックチャンバ２５０（２６０）内にバッファユニット２１０（２２０）によって、保持されているウエハ６００を、真空アームロボットユニット３２０のフィンガー３２１に搭載し、θ軸３２５により真空アームロボットユニット３２０を回転し、Ｙ軸３２６により、プロセスチャンバ４１０（４２０）内のサセプタテーブル４１１（４２１）上に移載する。そして、真空アームロボットユニット３２０のフィンガー３２１とリフターピン４１３（４２３）との協働により、ウエハ６００をサセプタテーブル４１１（４２１）上に移載する。また、逆の動作により、処理が終了したウエハ６００をサセプタテーブル４１１（４２１）から、真空アームロボットユニット３２０によって、ロードロックチャンバ２５０（２６０）内のバッファユニット２１０（２２０）にウエハ６００を移載する
【００２０】
図４には、プロセスチャンバ４１０の詳細が示されている。尚、先述のプロセスチャンバ４２０は、プロセスチャンバ４１０と同じ構成である。
プロセスチャンバ４１０は、半導体基板や半導体素子に乾式処理でアッシングを施す高周波無電極放電型のプロセスチャンバである。プロセスチャンバ４１０は、図４に示すように、先述のプラズマを生成するためのプラズマ発生室４３０、半導体基板などのウエハ６００を収容する処理室４４５、プラズマ発生室４３０に高周波電力を供給する高周波電源４４４、及び高周波電源４４４の発振周波数を制御する周波数整合器４４６を備えており、例えば、架台としての水平なベースプレート４４８の上部に前記のプラズマ発生室４３０を配置し、ベースプレート４４８の下部に処理室４４５を配置して構成される。
【００２１】
プラズマ発生室４３０は、減圧可能に構成され且つプラズマ用ガスが供給される、先述のチャンバ４３１と、反応容器の外周に巻回された共振コイル４５０と、共振コイル４５０の外周に配置され且つ電気的に接地された外側シールド４５２とから構成される。
【００２２】
チャンバ４３１は、通常、高純度の石英硝子やセラミックスにて円筒状に形成された所謂チャンバである。チャンバ４３１は、通常、軸線が垂直になるように配置され、トッププレート４５４及び処理室４４５によって上下端を気密に封止される。チャンバ４３１の下方の処理室４４５には、真空ポンプに接続され且つチャンバ４３１及び処理室４４５の内部を真空引きするための排気管４５６が、空気抵抗の役割を果たすバッフルリング４５８を介して設けられ、チャンバ４３１の上部のトッププレート４５４には、図示を省略する材料ガス供給設備から伸長され且つ所要のプラズマ用ガスを供給するためのガス供給管４５５が、先述のガス導入口４３３に付設されている。また、チャンバ４３１内には、ガスをチャンバ４３１の内壁に沿って流れるようにするための略円板形で、石英からなるバッフル板４６０が設けられている。
【００２３】
共振コイル４５０は、所定の波長の定在波を形成するため、一定波長モードで共振するように巻径、巻回ピッチ、巻数が設定される。すなわち、共振コイル４５０の電気的長さは、高周波電源４４４から供給される電力の所定周波数における１波長の整数倍（１倍、２倍、…）又は半波長もしくは１／４波長に相当する長さに設定される。
【００２４】
具体的には、共振コイル４５０は、印加する電力や発生させる磁界強度又は適用する装置の外形などを勘案し、例えば、８００ｋＨｚ〜５０ＭＨｚ、０．５〜５ＫＷの高周波電力によって０．０１〜１０ガウス程度の磁場を発生し得るように、５０〜３００mm２ の有効断面積であって且つ２００〜５００mmのコイル直径に構成され、チャンバ４３１の外周側に２〜６０回程度巻回される。共振コイル４５０を構成する素材としては、銅パイプ、銅の薄板、アルミニウムパイプ、アルミニウム薄板、ポリマーベルトに銅又はアルミニウムを蒸着した素材などが使用される。共振コイル４５０は、絶縁性材料にて平板状に形成され且つベースプレート４４８の上端面に鉛直に立設された複数のサポートによって支持される。
【００２５】
共振コイル４５０の両端は電気的に接地されるが、共振コイル４５０の少なくとも一端は、装置の最初の設置の際又は処理条件の変更の際に当該共振コイルの電気的長さを微調整するため、可動タップ４６２を介して接地される。図４中の符号４６４は他方の固定グランドを示す。更に、装置の最初の設置の際又は処理条件の変更の際に共振コイル４５０のインピーダンスを微調整するため、共振コイル４５０の接地された両端の間には、可動タップ４６６によって給電部が構成される。
【００２６】
すなわち、共振コイル４５０は、電気的に接地されたグランド部を両端に備え且つ高周波電源４４４から電力供給される給電部を各グランド部の間に備え、しかも、少なくとも一方のグランド部は、位置調整可能な可変式グランド部とされ、そして、給電部は、位置調整可能な可変式給電部とされる。共振コイル４５０が可変式グランド部及び可変式給電部を備えている場合には、後述するように、プラズマ発生室４３０の共振周波数及び負荷インピーダンスを調整するにあたり、より一層簡便に調整することができる。
【００２７】
更に、共振コイル４５０の一端（もしくは他端または両端）には、位相及び逆位相電流が共振コイル４５０の電気的中点に関して対称に流れるように、コイル及びシールドから成る波形調整回路が挿入されてもよい。斯かる波形調整回路は、共振コイル４５０の端部を電気的に非接続状態とするか又は電気的に等価の状態に設定することにより開路に構成される。また、共振コイル４５０の端部は、チョーク直列抵抗によって非接地とし、固定基準電位に直流接続されてもよい。
【００２８】
外側シールド４５２は、共振コイル４５０の外側の電界を遮蔽するとともに、共振回路を構成するのに必要な容量成分を共振コイル４５０との間に形成するために設けられる。外側シールド４５２は、一般的には、アルミニウム合金、銅又は銅合金などの導電性材料を使用して円筒状に形成される。外側シールド４５２は、共振コイル４５０の外周から、例えば５〜１５０ｍｍ程度隔てて配置される。そして、通常、外側シールド４５２は、共振コイル４５０の両端と電位が等しくなるように接地されるが、共振コイル４５０の共振数を正確に設定するため、外側シールド４５２の一端又は両端は、タップ位置を調整可能になされたり、あるいは、共振コイル４５０と外側シールド４５２の間には、トリミングキャパシタンスが挿入されたりしてもよい。
【００２９】
ウエハ６００を収容する上記の処理室４４５は、例えば短軸の略有底円筒状に形成されている。処理室４４５には、ウエハ６００を水平に保持し短軸円柱状の、先述のサセプタテーブル４１１が設けられる。サセプタテーブル４１１には、一般に使用される静電チャックが備えられていてもよい。
【００３０】
高周波電源４４４としては、共振コイル４５０に必要な電圧及び周波数の電力を供給できる電源である限り、Ｒｆゼネレータ等の適宜の電源を使用でき、例えば、周波数８０ｋＨｚ〜８００ＭＨｚで０．５〜５ＫＷ程度の電力を供給可能な高周波発生器が使用される。
【００３１】
また、高周波電源４４４の出力側には反射波電力計４６８が設置され、反射波電力計４６８によって検出された反射波電力が、制御部として用いられるコンピュータ４７０に入力される。コンピュータ４７０は、単に高周波電源４４４のみを制御するものではなく、アッシャ装置１０全体の制御を行っている。コンピュータ４７０には、表示装置４７２が接続されている。表示装置４７２は、例えば、反射波電力計４６８による反射波の検出結果等、アッシャ装置１０に設けられた各種検出部で検出されたデータ等を表示する。尚、コンピュータ４７０は、反射波電力の検出に限らず各部の制御も行う。
【００３２】
以上のように構成されたアッシャ装置１０では、第１の搬送工程として、複数の（例えば２５枚の）ウエハ６００が、ロードロックチャンバ２５０（２６０）内に搬送される。次に、ベーキング処理工程として、ロードロックチャンバ２５０（２６０）に搬送されウエハ６００がヒータ２３０によりベーキングされる。次に、第２の搬送工程として、予め定められた所定温度に到達したウエハ６００が、ロードロックチャンバ２５０から、プロセスチャンバ４１０（４２０）へと搬送される。次に、アッシング処理工程として、プロセスチャンバ４１０（４２０）内で、ウエハ６００のアッシング処理がなされる。
【００３３】
そして、ベーキング処理工程では、ロードロックチャンバ２５０（２６０）内を６０秒〜９０秒の間、真空引き（真空置換）する。真空引きを開始するとともに、ウエハ６００にベーキング処理が開始される。この時、ウエハ６００をベーキングする際の圧力が１０トール（Ｔｏｒｒ）以上であり、ベーキングする温度をウエハ６００にポッピングが生じない程度の温度である、例えば１５０℃以下とする。
【００３４】
また、ベーキング処理工程では、略真空であるトランスファーチャンバ３１０内の圧力と、大気圧であるカセットトランスファーユニット１１０（１２０）内の圧力との間の圧力にロードロックチャンバ２５０（２６０）内が保たれた状態で、ウエハ６００のベーキング処理がなされる。
【００３５】
以上のように、このアッシャ装置１０では、プロセスチャンバ４１０（４２０）内でのアッシング処理に先立だって、ロードロックチャンバ２５０（２６０）内で複数のウエハ６００のベーキング（予備加熱）がなされる。このため、プロセスチャンバ４１０（４２０）での、ウエハ６００のベーキング処理を不要としたり、プロセスチャンバ４１０（４２０）でのウエハ６００をベーキングする時間を短縮したりすることができる。その結果、プロセスチャンバ４１０（４２０）でベーキング処理を行うよりも、基板処理のスループットを高くすることができる。
【００３６】
また、以上のように、この実施形態では、１０トール以上の高圧力の下でウエハ６００がベーキングされるため、ウエハ６００表面の少なくとも一部に塗布されたレジストの表面層が、例えばイオン注入がなされる等の原因で硬化した状態にあったとしても、硬化したレジストの表面層の下にある通常のレジスト層の揮発、膨張が生じにくい。尚、ウエハ６００に塗布されたレジストにイオン注入がなされていない場合であっても、硬化したレジストの表面層の下にある通常の状態にあるレジスト層の揮発、膨張が生じにくくなることはウエハ６００に塗布されたレジストにイオン注入がなされた場合と同様である。このように、この実施形態ではスループットが高く、かつポッピング現象を防止することができる。
【００３７】
また、以上のようにこの実施形態では、ロードロックチャンバ２５０（２６０）が真空引きされる時間が６０秒〜９０秒と１分乃至は１分強の時間であり、その間に複数のウエハ６００をベーキングするので、アッシャ装置１０におけるアッシング処理の生産性が高い。
【００３８】
また、以上のように、この実施形態では、ロードロックチャンバ２５０（２６０）で、２５枚との複数枚のウエハ６００が一括してベーキングされる。このため、ウエハ６００を１枚ずつベーキング処理するアッシャ装置と比較して、ウエハ６００のスループットが向上する。
【００３９】
以上で説明をした実施形態においては、ウエハ６００をベーキングする温度が、ウエハ６００にポッピングが生じない程度の温度である１５０℃以下に設定されたが、ウエハ６００をベーキングする温度は、例えば１００℃〜３００℃の範囲で適宜定めることができる。
【００４０】
また、以上で説明をした実施形態においては、ロードロックチャンバ２５０（２６０）内を、Ｏ２ガス、Ｎ２ガス、Ｈ２Ｎ２ガス、Ｈ２Ｏガスのいずれかの雰囲気として、ウエハ６００のベーキング処理を行うことが望ましい。
【００４１】
また、以上で説明をした実施形態においては、ロードロックチャンバ２５０（２６０）内を、Ｏ２ガス、Ｎ２ガス、Ｈ２Ｎ２ガス、Ｈ２Ｏガスからなる群から選択された少なくとも２つのガスが混合された雰囲気として、ウエハ６００のベーキング処理を行うことが望ましい。
【００４２】
また、以上で説明をした実施形態においては、ロードロックチャンバ２５０（２６０）内を、Ｏ２ガス、Ｎ２ガス、Ｈ２Ｎ２ガス、又はＯ２ガス、Ｎ２ガス、Ｈ２Ｎ２ガスからなる群から選択された少なくとも２つのガスと、Ｈ２Ｏガスとが混合された雰囲気として、ウエハ６００のベーキング処理を行うことが望ましい。
【００４３】
ベーキング処理工程では、ベーキング温度が１５０℃以下であったのに対して、アッシング処理工程では、プロセスチャンバ４１０（４２０）内は、例えば２５０℃に加熱されている。また、ベーキング処理工程では、ロードロックチャンバ２５０（２６０）内の圧力が１０トール以上とされたが、アッシング処理工程では、プロセスチャンバ４１０（４２０）内は略真空に保たれる。
【００４４】
本発明の好ましい実施形態を付記する。
【００４５】
〔付記１〕
基板のベーキング処理を行うベーキング処理室と、基板を前記ベーキング処理室に搬送する第１の搬送部と、前記ベーキング処理室でベーキングされた基板のアッシング処理を行うアッシング処理室と、前記ベーキング処理室と前記アッシング処理室との間で相互に基板を搬送する第２の搬送部を備える搬送室と、を有し、前記ベーキング処理室は、真空引きがなされるとともに基板のベーキング処理を開始し、ベーキング処理時に基板にポッピングが生じない程度の温度で基板をベーキングするアッシャ装置。
【００４６】
付記１のアッシャ装置のベーキング処理室内では、アッシング処理室内でのアッシング処理に先立だってベーキング処理室内で基板のベーキング（予備加熱）がなされる。このため、アッシャ処理室内での基板のベーキング処理を行う時間をなくしたり、アッシング処理室内で基板のベーキングを行うアッシャ装置と比較して、アッシング処理室内で基板をベーキング処理する時間を短縮したりすることができる。
【００４７】
〔付記２〕
前記ベーキング処理室は、６０秒乃至９０秒の真空引きがなされるとともに基板のベーキング処理を開始し、ベーキング処理時の圧力が１０トール以上である付記１記載のアッシャ装置。
【００４８】
付記２のアッシャ装置では、１０トール以上との高圧力の下でベーキングされるため、基板表面の少なくとも一部に塗布されたレジストの表面層が、例えばイオン注入がなされる等の原因で硬化した状態にあったとしても、硬化したレジストの表面層の下にある通常のレジスト層の揮発、膨張が生じにくい。尚、レジストにイオン注入がなされていない場合であっても、硬化したレジストの表面層の下にある通常の状態にあるレジスト層の揮発、膨張が生じにくくなることは、レジストにイオン注入がなされた場合と同様である。
【００４９】
また、付記２のアッシャ装置では、ベーキング処理室の真空引きがなされる時間が、６０秒〜９０秒と１分乃至は１分強の時間であるので、ベーキング処理を行ってもアッシャ処理の生産性が低下は、ほとんど生じない。
【００５０】
〔付記３〕
前記搬送室内は略真空と、前記第１の搬送部の回りは略大気圧である付記１記載のアッシャ装置。
【００５１】
〔付記４〕
前記ベーキング処理室内は、真空引きがなされることで、略真空である前記搬送室内の圧力と、略大気圧である前記第１の搬送部の回りの圧力との間の圧力でベーキング処理を行う付記１記載のアッシャ装置。
【００５２】
〔付記５〕
前記ベーキング処理室は、複数枚の基板を一括してベーキングする付記１記載のアッシャ装置。付記５のアッシャ装置では、複数枚の基板を一括してベーキングするので、基板を１枚ずつベーキング処理する装置と比較して、基板のスループットが向上する。
【００５３】
〔付記６〕
前記基板にポッピングが生じない程度の温度が、１００℃〜３００℃に設定される付記１記載のアッシャ装置。
【００５４】
〔付記７〕
前記ベーキング処理室は、Ｏ２ガス、Ｎ２ガス、Ｈ２Ｎ２ガス、Ｈ２Ｏガスのいずれかの雰囲気で基板のベーキング処理を行う付記１記載のアッシャ装置。
【００５５】
〔付記８〕
前記ベーキング処理室は、Ｏ２ガス、Ｎ２ガス、Ｈ２Ｎ２ガス、Ｈ２Ｏガスからなる群から選択された少なくとも２つのガスが混合された雰囲気で基板のベーキング処理を行う付記１記載のアッシャ装置。
【００５６】
〔付記９〕
前記ベーキング処理室は、Ｏ２ガス、Ｎ２ガス、Ｈ２Ｎ２ガス、又はＯ２ガス、Ｎ２ガス、Ｈ２Ｎ２ガスからなる群から選択された少なくとも２つのガスと、Ｈ２Ｏガスとが混合された雰囲気で基板のベーキング処理を行う付記１記載のアッシャ装置。
【００５７】
〔付記１０〕
複数の基板をベーキング処理室に搬送する第１の搬送工程と、前記ベーキング処理室に搬送された基板をベーキング処理するベーキング処理工程と、所定温度に到達した基板を、前記ベーキング処理室からアッシング処理室に搬送する第２の搬送工程と、前記処アッシング処理室内で基板のアッシング処理を行うアッシング処理工程と、を有し、前記ベーキング処理工程は、真空引きをするとともに基板のベーキング処理を開始し、ベーキングする温度が基板にポッピングが生じない程度の温度である半導体製造方法。
【００５８】
〔付記１１〕
前記ベーキング処理室は、６０秒乃至９０秒の真空引きがなされるとともに基板のベーキング処理を開始し、ベーキング処理時の圧力が１０トール以上である付記１０記載の半導体製造方法。
【００５９】
〔付記１２〕
大気環境から基板をロードロック室に搬送した後、前記ロードロック室内において、１０トール以上圧力下で基板を加熱し、所定時間、所定温度で基板をベーキングした後に、加熱された基板をプロセス処理室に搬送し、前記プロセス修理室内にガスを流して基板からレジストの剥離を行うアッシング処理方法。
【００６０】
〔付記１３〕
前記所定温度は、１００℃〜３００℃である付記１２記載のアッシング処理方法。
【００６１】
〔付記１４〕
ベーキング時にＨ２Ｏを添付する付記１２記載のアッシング処理方法。
【００６２】
〔付記１５〕
前記ロードロック室に一度に挿入する基板の枚数が、１枚又は複数枚である付記１２記載のアッシング処理方法。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
以上述べたように、本発明は、例えばプラズマアッシング処理等のアッシング処理を行うアッシャ装置、及び基板のアッシング処理する工程を含む半導体の製造方法に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の好ましい実施例のアッシャ装置を説明するための概略横断面図である。
【図２】本発明の好ましい実施例のアッシャ装置を説明するための概略縦断面図である。
【図３】本発明の好ましい実施例のアッシャ装置を説明するための概略縦断面図である。
【図４】本発明の好ましい実施例のアッシャ装置に用いられるプロセスチャンバを示す断面図である。
【図５】本発明の好ましい実施例のアッシャ装置に用いられるロードロックチャンバ周辺の構成を模式的に示す模式図である。
【符号の説明】
【００６５】
１０…アッシャ装置
１００…カセットトランスファー部
１１０、１２０…カセットトランスファーユニット
１１１…カセットテーブル
１１２、１２２…Ｙ軸アセンブリ
１１３、１２３…Ｚ軸アセンブリ
１３０…Ｙ軸
１４０…Ｚ軸
２００…ロードロックチャンバ部
２１０、２２０…バッファユニット
２１１、２２１…バッファフィンガーアセンブリ
２１２、２２２…インデックスアセンブリ
２１３…バッファフィンガー
２１４…θ軸
２３０…Ｉ軸
２５０、２６０…ロードロックチャンバ
３００…トランスファーチャンバ部
３１０…トランスファーチャンバ
３１１、３１２、３１３、３１４…ゲートバルブ
３２０…真空アームロボットユニット
３２１…フィンガー
３２５…θ軸
３２６…Ｙ軸
３３０…ヒータ
４００…プロセスチャンバ部
４１０、４２０…プロセスチャンバ
４１１、４２１…サセプタテーブル
４１２、４２２…Ｚ軸
４１３、４２３…リフターピン
４３０、４４０…プラズマ発生室
４３１、４４１…チャンバ
４３２、４４２…高周波コイル
４３３、４４３…ガス導入口
４４５…処理室
４４４…高周波電源
４４６…周波数整合器
４４８…ベースプレート
４５０…共振コイル
４５２…外側シールド
４５４…トッププレート
４５５…ガス供給管
４５６…排気管
４５８…バッフルリング
４６０…バッフル板
４６２…可動タップ
４６４…固定グランド
４６６…可動タップ
４６８…反射波電力計
４７０…コンピュータ
４７２…表示装置
５００…カセット
６００…ウエハ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばプラズマアッシング処理等のアッシング処理を行うアッシャ装置、及び基板のアッシング処理する工程を含む半導体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
１０トール以上の圧力状態でシリコン基板を反応チャンバの中のホットプレートに置いて所定の時間の間ベーキングを実施するインサイチューベーキング段階と、シリコン基板がホットプレートに置かれている状態で安定な真空状態を作る真空段階と、 反応チャンバに反応ガスを選別注入するガス工程段階と、フォトレジストが大部分除去されるまでプラズマを発生させるアッシング段階と、を含むことを特徴とする半導体ウエハアッシング方法が知られている（特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】特表２００５−５２３５８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の技術は、例えばハイドーズイオン注入等を原因とするポッピング現象の対策であるが、基板の搬送効率が効率的ではないとの問題点があった。これは、ベーキング処理及びプラズマ処理がインサイチューであるためである。ここで、ポッピング現象とは、基板に塗布されたレジストの表面層が硬化し、剥離し難い状態に変質し、この状態でアッシング処理がなされた場合に、レジストの硬化した表面層の下部にある通常の状態にあるレジストが流動性となり、硬化したレジスト表面層を突き破り噴出する現象をいう。ポッピング現象は、レジストへのイオン注入工程を経ると特に生じやすく、ポッピング現象が生じると、基板に表面に硬化したレジストが飛び散り、飛び散ったレジストは、たとえ洗浄工程にて洗浄しても基板表面から除去することが困難であり、また、処理室内が飛び散った硬化した状態にあるレジストで汚染されてしまう。
【０００５】
本発明は、例えばハイドーズイオン注入等を原因とするポッピング現象の発生を抑制するとともに、基板の搬送効率を効率的にすることができるアッシャ装置及び半導体製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の特徴とするところは、基板のベーキング処理を行うベーキング処理室と、基板を前記ベーキング処理室に搬送する第１の搬送部と、前記ベーキング処理室でベーキングされた基板のアッシング処理を行うアッシング処理室と、前記ベーキング処理室と前記アッシング処理室との間で相互に基板を搬送する第２の搬送部を備える搬送室と、を有し、前記ベーキング処理室は、真空引きがなされるとともに基板のベーキング処理を開始し、ベーキング処理時に基板にポッピングが生じない程度の温度で基板をベーキングするアッシャ装置にある。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ハイドーズイオン注入等を原因とするポッピング現象の発生を抑制するとともに、基板の搬送効率を効率的にすることができるアッシャ装置及び半導体の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
次に、本発明の好ましい実施例を、図面を参照して詳細に説明する。本発明の好ましい実施例においては、半導体製造装置としてアッシャ装置を使用する。
図１は、本発明の好ましい実施例のアッシャ装置を説明するための概略横断面図であり、図２、図３は、本発明の好ましい実施例のアッシャ装置を説明するための概略縦断面図である。図１、図２に示されるように、アッシャ装置１０は、カセットトランスファー部１００と、ロードロックチャンバ部２００と、トランスファーチャンバ部３００と、アッシング処理室として用いられるプロセスチャンバ部４００とを備えている。
【０００９】
カセットトランスファー部１００は、第１の搬送部として用いられるカセットトランスファーユニット１１０、１２０を備え、カセットトランスファーユニット１１０、１２０は、基板として用いられるウエハ６００を支持するカセット５００を載置するカセットテーブル１１１、１２１と、カセットテーブル１１１、１２１のＹ軸１３０、Ｚ軸１４０をそれぞれ動作させるＹ軸アセンブリ１１２、１２２、Ｚ軸アセンブリ１１３、１２３を、それぞれが備えている。
【００１０】
ロードロックチャンバ部２００は、ベーキング処理室として用いられているロードロックチャンバ２５０、２６０と、カセットテーブル１１１、１２１に載置されたカセット５００からウエハ６００をそれぞれ受取り、ウエハ６００をロードロックチャンバ２５０、２６０内でそれぞれ保持するバッファユニット２１０、２２０と、図示しない圧力調整部とを備えている。バッファユニット２１０、２２０は、バッファフィンガーアセンブリ２１１、２２１とその下部のインデックスアセンブリ２１２、２２２とを備えている。バッファフィンガーアセンブリ２１１（２２１）と、その下部のインデックスアセンブリ２１２（２２２）は、θ軸２１４（２２４）により同時に回転する。
【００１１】
図５には、ロードロックチャンバ２５０の周辺の構成が模式的に示されている。
ロードロックチャンバ２５０の、例えば外側には、予備加熱手段として用いられるヒータ２３０が設けられている。ヒータ２３０は、例えば略円等形状を有し、その円筒内にロードロックチャンバ２５０が位置するように設けられていて、例えばランプ、金属発熱体、セラミックカーボン、ＳｉＣ等から構成されている。そして、ヒータ２３０は、ロードロックチャンバ２５０を、外側の周面から加熱して、ロードロックチャンバ２５０内に装填されたウエハ６００をベーキング（予備加熱）する。
【００１２】
この実施形態では、ロードロックチャンバ２５０の外側にヒータ２３０が設けられ、ヒータ２３０によってロードロックチャンバ２５０が外側から加熱されるが、これに替えて、ヒータ２３０をロードロックチャンバ２５０の内側に設け、内側からロードロックチャンバ２５０を加熱するようにしても良い。
【００１３】
トランスファーチャンバ部３００は、搬送室として用いられるトランスファーチャンバ３１０を備えており、先述のロードロックチャンバ２５０、２６０は、ゲートバルブ３１１、３１２を介して、トランスファーチャンバ３１０に取り付けられている。トランスファーチャンバ３１０には、第２の搬送部として用いられる真空アームロボットユニット３２０が設けられている。
【００１４】
プロセスチャンバ部４００は、アッシング処理室として用いられるプロセスチャンバ４１０、４２０と、その上部に設けられたプラズマ発生室４３０、４４０とを備えている。プロセスチャンバ４１０、４２０は、ゲートバルブ３１３、３１４を介してトランスファーチャンバ３１０に取り付けられている。
【００１５】
プロセスチャンバ４１０、４２０は、ウエハ６００を載置するサセプタテーブル４１１、４２１を備えている。サセプタテーブル４１１、４２１をそれぞれ貫通してリフターピン４１３、４２３が設けられている。サセプタテーブル４１１、４２１は、Ｚ軸４１２、４２２により、それぞれ上下する。
【００１６】
プラズマ発生室４３０、４４０は、チャンバ４３１、４４１をそれぞれ備え、チャンバ４３１、４４１の外部には、高周波コイル４３２、４４２が設けられている。高周波コイル４３２、４４２に高周波電力を印加して、ガス導入口４３３、４４３から導入されたアッシング処理用のガスをプラズマ化し、そのプラズマを利用してサセプタテーブル４１１、４２１上に載置されたウエハ６００上のレジストをアッシングする。尚、トランスファーチャンバ部４００は、後に詳細を記載する。
【００１７】
次に、カセットテーブル１１１（１２１）からロードロックチャンバ２５０（２６０）までのウエハ６００の搬送動作について説明する。
【００１８】
以上のように構成されたアッシャ装置１０においては、カセットテーブル１１１（１１２）からロードロックチャンバ２５０（２６０）へとウエハ６００が搬送される。この際、図２、図３に示されるように、カセットテーブル１１１（１２１）にカセット５００を搭載してＺ軸１４０が下方向に動作する。Ｚ軸１４０が下にある状態でバッファフィンガーアセンブリ２１１（２２１）のＹ軸１３０がカセット５００の方向に動作する。Ｉ軸２３０の動作により２５枚のウエハ６００をバッファフィンガーアセンブリ２１１（２２１）のバッファフィンガー２１３（２２３）がカセット５００から受け取る。受け取った状態でＹ軸１３０がもとの位置まで下がる。バッファフィンガーアセンブリ２１１（２２１）が上昇し、ロードロックチャンバ２５０（２６０）へウエハ６００が格納される。ウエハ６００を格納後、圧力調整部により真空引きを行う都度、ヒータ２３０を起動し、ポッピングが起きない程度の温度でウエハ６００を加熱する。
【００１９】
ロードロックチャンバ２５０（２６０）においては、ロードロックチャンバ２５０（２６０）内にバッファユニット２１０（２２０）によって、保持されているウエハ６００を、真空アームロボットユニット３２０のフィンガー３２１に搭載し、θ軸３２５により真空アームロボットユニット３２０を回転し、Ｙ軸３２６により、プロセスチャンバ４１０（４２０）内のサセプタテーブル４１１（４２１）上に移載する。そして、真空アームロボットユニット３２０のフィンガー３２１とリフターピン４１３（４２３）との協働により、ウエハ６００をサセプタテーブル４１１（４２１）上に移載する。また、逆の動作により、処理が終了したウエハ６００をサセプタテーブル４１１（４２１）から、真空アームロボットユニット３２０によって、ロードロックチャンバ２５０（２６０）内のバッファユニット２１０（２２０）にウエハ６００を移載する
【００２０】
図４には、プロセスチャンバ４１０の詳細が示されている。尚、先述のプロセスチャンバ４２０は、プロセスチャンバ４１０と同じ構成である。
プロセスチャンバ４１０は、半導体基板や半導体素子に乾式処理でアッシングを施す高周波無電極放電型のプロセスチャンバである。プロセスチャンバ４１０は、図４に示すように、先述のプラズマを生成するためのプラズマ発生室４３０、半導体基板などのウエハ６００を収容する処理室４４５、プラズマ発生室４３０に高周波電力を供給する高周波電源４４４、及び高周波電源４４４の発振周波数を制御する周波数整合器４４６を備えており、例えば、架台としての水平なベースプレート４４８の上部に前記のプラズマ発生室４３０を配置し、ベースプレート４４８の下部に処理室４４５を配置して構成される。
【００２１】
プラズマ発生室４３０は、減圧可能に構成され且つプラズマ用ガスが供給される、先述のチャンバ４３１と、反応容器の外周に巻回された共振コイル４５０と、共振コイル４５０の外周に配置され且つ電気的に接地された外側シールド４５２とから構成される。
【００２２】
チャンバ４３１は、通常、高純度の石英硝子やセラミックスにて円筒状に形成された所謂チャンバである。チャンバ４３１は、通常、軸線が垂直になるように配置され、トッププレート４５４及び処理室４４５によって上下端を気密に封止される。チャンバ４３１の下方の処理室４４５には、真空ポンプに接続され且つチャンバ４３１及び処理室４４５の内部を真空引きするための排気管４５６が、空気抵抗の役割を果たすバッフルリング４５８を介して設けられ、チャンバ４３１の上部のトッププレート４５４には、図示を省略する材料ガス供給設備から伸長され且つ所要のプラズマ用ガスを供給するためのガス供給管４５５が、先述のガス導入口４３３に付設されている。また、チャンバ４３１内には、ガスをチャンバ４３１の内壁に沿って流れるようにするための略円板形で、石英からなるバッフル板４６０が設けられている。
【００２３】
共振コイル４５０は、所定の波長の定在波を形成するため、一定波長モードで共振するように巻径、巻回ピッチ、巻数が設定される。すなわち、共振コイル４５０の電気的長さは、高周波電源４４４から供給される電力の所定周波数における１波長の整数倍（１倍、２倍、…）又は半波長もしくは１／４波長に相当する長さに設定される。
【００２４】
具体的には、共振コイル４５０は、印加する電力や発生させる磁界強度又は適用する装置の外形などを勘案し、例えば、８００ｋＨｚ〜５０ＭＨｚ、０．５〜５ＫＷの高周波電力によって０．０１〜１０ガウス程度の磁場を発生し得るように、５０〜３００mm２ の有効断面積であって且つ２００〜５００mmのコイル直径に構成され、チャンバ４３１の外周側に２〜６０回程度巻回される。共振コイル４５０を構成する素材としては、銅パイプ、銅の薄板、アルミニウムパイプ、アルミニウム薄板、ポリマーベルトに銅又はアルミニウムを蒸着した素材などが使用される。共振コイル４５０は、絶縁性材料にて平板状に形成され且つベースプレート４４８の上端面に鉛直に立設された複数のサポートによって支持される。
【００２５】
共振コイル４５０の両端は電気的に接地されるが、共振コイル４５０の少なくとも一端は、装置の最初の設置の際又は処理条件の変更の際に当該共振コイルの電気的長さを微調整するため、可動タップ４６２を介して接地される。図４中の符号４６４は他方の固定グランドを示す。更に、装置の最初の設置の際又は処理条件の変更の際に共振コイル４５０のインピーダンスを微調整するため、共振コイル４５０の接地された両端の間には、可動タップ４６６によって給電部が構成される。
【００２６】
すなわち、共振コイル４５０は、電気的に接地されたグランド部を両端に備え且つ高周波電源４４４から電力供給される給電部を各グランド部の間に備え、しかも、少なくとも一方のグランド部は、位置調整可能な可変式グランド部とされ、そして、給電部は、位置調整可能な可変式給電部とされる。共振コイル４５０が可変式グランド部及び可変式給電部を備えている場合には、後述するように、プラズマ発生室４３０の共振周波数及び負荷インピーダンスを調整するにあたり、より一層簡便に調整することができる。
【００２７】
更に、共振コイル４５０の一端（もしくは他端または両端）には、位相及び逆位相電流が共振コイル４５０の電気的中点に関して対称に流れるように、コイル及びシールドから成る波形調整回路が挿入されてもよい。斯かる波形調整回路は、共振コイル４５０の端部を電気的に非接続状態とするか又は電気的に等価の状態に設定することにより開路に構成される。また、共振コイル４５０の端部は、チョーク直列抵抗によって非接地とし、固定基準電位に直流接続されてもよい。
【００２８】
外側シールド４５２は、共振コイル４５０の外側の電界を遮蔽するとともに、共振回路を構成するのに必要な容量成分を共振コイル４５０との間に形成するために設けられる。外側シールド４５２は、一般的には、アルミニウム合金、銅又は銅合金などの導電性材料を使用して円筒状に形成される。外側シールド４５２は、共振コイル４５０の外周から、例えば５〜１５０ｍｍ程度隔てて配置される。そして、通常、外側シールド４５２は、共振コイル４５０の両端と電位が等しくなるように接地されるが、共振コイル４５０の共振数を正確に設定するため、外側シールド４５２の一端又は両端は、タップ位置を調整可能になされたり、あるいは、共振コイル４５０と外側シールド４５２の間には、トリミングキャパシタンスが挿入されたりしてもよい。
【００２９】
ウエハ６００を収容する上記の処理室４４５は、例えば短軸の略有底円筒状に形成されている。処理室４４５には、ウエハ６００を水平に保持し短軸円柱状の、先述のサセプタテーブル４１１が設けられる。サセプタテーブル４１１には、一般に使用される静電チャックが備えられていてもよい。
【００３０】
高周波電源４４４としては、共振コイル４５０に必要な電圧及び周波数の電力を供給できる電源である限り、Ｒｆゼネレータ等の適宜の電源を使用でき、例えば、周波数８０ｋＨｚ〜８００ＭＨｚで０．５〜５ＫＷ程度の電力を供給可能な高周波発生器が使用される。
【００３１】
また、高周波電源４４４の出力側には反射波電力計４６８が設置され、反射波電力計４６８によって検出された反射波電力が、制御部として用いられるコンピュータ４７０に入力される。コンピュータ４７０は、単に高周波電源４４４のみを制御するものではなく、アッシャ装置１０全体の制御を行っている。コンピュータ４７０には、表示装置４７２が接続されている。表示装置４７２は、例えば、反射波電力計４６８による反射波の検出結果等、アッシャ装置１０に設けられた各種検出部で検出されたデータ等を表示する。尚、コンピュータ４７０は、反射波電力の検出に限らず各部の制御も行う。
【００３２】
以上のように構成されたアッシャ装置１０では、第１の搬送工程として、複数の（例えば２５枚の）ウエハ６００が、ロードロックチャンバ２５０（２６０）内に搬送される。次に、ベーキング処理工程として、ロードロックチャンバ２５０（２６０）に搬送されウエハ６００がヒータ２３０によりベーキングされる。次に、第２の搬送工程として、予め定められた所定温度に到達したウエハ６００が、ロードロックチャンバ２５０から、プロセスチャンバ４１０（４２０）へと搬送される。次に、アッシング処理工程として、プロセスチャンバ４１０（４２０）内で、ウエハ６００のアッシング処理がなされる。
【００３３】
そして、ベーキング処理工程では、ロードロックチャンバ２５０（２６０）内を６０秒〜９０秒の間、真空引き（真空置換）する。真空引きを開始するとともに、ウエハ６００にベーキング処理が開始される。この時、ウエハ６００をベーキングする際の圧力が１０トール（Ｔｏｒｒ）以上であり、ベーキングする温度をウエハ６００にポッピングが生じない程度の温度である、例えば１５０℃以下とする。
【００３４】
また、ベーキング処理工程では、略真空であるトランスファーチャンバ３１０内の圧力と、大気圧であるカセットトランスファーユニット１１０（１２０）内の圧力との間の圧力にロードロックチャンバ２５０（２６０）内が保たれた状態で、ウエハ６００のベーキング処理がなされる。
【００３５】
以上のように、このアッシャ装置１０では、プロセスチャンバ４１０（４２０）内でのアッシング処理に先立だって、ロードロックチャンバ２５０（２６０）内で複数のウエハ６００のベーキング（予備加熱）がなされる。このため、プロセスチャンバ４１０（４２０）での、ウエハ６００のベーキング処理を不要としたり、プロセスチャンバ４１０（４２０）でのウエハ６００をベーキングする時間を短縮したりすることができる。その結果、プロセスチャンバ４１０（４２０）でベーキング処理を行うよりも、基板処理のスループットを高くすることができる。
【００３６】
また、以上のように、この実施形態では、１０トール以上の高圧力の下でウエハ６００がベーキングされるため、ウエハ６００表面の少なくとも一部に塗布されたレジストの表面層が、例えばイオン注入がなされる等の原因で硬化した状態にあったとしても、硬化したレジストの表面層の下にある通常のレジスト層の揮発、膨張が生じにくい。尚、ウエハ６００に塗布されたレジストにイオン注入がなされていない場合であっても、硬化したレジストの表面層の下にある通常の状態にあるレジスト層の揮発、膨張が生じにくくなることはウエハ６００に塗布されたレジストにイオン注入がなされた場合と同様である。このように、この実施形態ではスループットが高く、かつポッピング現象を防止することができる。
【００３７】
また、以上のようにこの実施形態では、ロードロックチャンバ２５０（２６０）が真空引きされる時間が６０秒〜９０秒と１分乃至は１分強の時間であり、その間に複数のウエハ６００をベーキングするので、アッシャ装置１０におけるアッシング処理の生産性が高い。
【００３８】
また、以上のように、この実施形態では、ロードロックチャンバ２５０（２６０）で、２５枚との複数枚のウエハ６００が一括してベーキングされる。このため、ウエハ６００を１枚ずつベーキング処理するアッシャ装置と比較して、ウエハ６００のスループットが向上する。
【００３９】
以上で説明をした実施形態においては、ウエハ６００をベーキングする温度が、ウエハ６００にポッピングが生じない程度の温度である１５０℃以下に設定されたが、ウエハ６００をベーキングする温度は、例えば１００℃〜３００℃の範囲で適宜定めることができる。
【００４０】
また、以上で説明をした実施形態においては、ロードロックチャンバ２５０（２６０）内を、Ｏ２ガス、Ｎ２ガス、Ｈ２Ｎ２ガス、Ｈ２Ｏガスのいずれかの雰囲気として、ウエハ６００のベーキング処理を行うことが望ましい。
【００４１】
また、以上で説明をした実施形態においては、ロードロックチャンバ２５０（２６０）内を、Ｏ２ガス、Ｎ２ガス、Ｈ２Ｎ２ガス、Ｈ２Ｏガスからなる群から選択された少なくとも２つのガスが混合された雰囲気として、ウエハ６００のベーキング処理を行うことが望ましい。
【００４２】
また、以上で説明をした実施形態においては、ロードロックチャンバ２５０（２６０）内を、Ｏ２ガス、Ｎ２ガス、Ｈ２Ｎ２ガス、又はＯ２ガス、Ｎ２ガス、Ｈ２Ｎ２ガスからなる群から選択された少なくとも２つのガスと、Ｈ２Ｏガスとが混合された雰囲気として、ウエハ６００のベーキング処理を行うことが望ましい。
【００４３】
ベーキング処理工程では、ベーキング温度が１５０℃以下であったのに対して、アッシング処理工程では、プロセスチャンバ４１０（４２０）内は、例えば２５０℃に加熱されている。また、ベーキング処理工程では、ロードロックチャンバ２５０（２６０）内の圧力が１０トール以上とされたが、アッシング処理工程では、プロセスチャンバ４１０（４２０）内は略真空に保たれる。
【００４４】
本発明の好ましい実施形態を付記する。
【００４５】
〔付記１〕
基板のベーキング処理を行うベーキング処理室と、基板を前記ベーキング処理室に搬送する第１の搬送部と、前記ベーキング処理室でベーキングされた基板のアッシング処理を行うアッシング処理室と、前記ベーキング処理室と前記アッシング処理室との間で相互に基板を搬送する第２の搬送部を備える搬送室と、を有し、前記ベーキング処理室は、真空引きがなされるとともに基板のベーキング処理を開始し、ベーキング処理時に基板にポッピングが生じない程度の温度で基板をベーキングするアッシャ装置。
【００４６】
付記１のアッシャ装置のベーキング処理室内では、アッシング処理室内でのアッシング処理に先立だってベーキング処理室内で基板のベーキング（予備加熱）がなされる。このため、アッシャ処理室内での基板のベーキング処理を行う時間をなくしたり、アッシング処理室内で基板のベーキングを行うアッシャ装置と比較して、アッシング処理室内で基板をベーキング処理する時間を短縮したりすることができる。
【００４７】
〔付記２〕
前記ベーキング処理室は、６０秒乃至９０秒の真空引きがなされるとともに基板のベーキング処理を開始し、ベーキング処理時の圧力が１０トール以上である付記１記載のアッシャ装置。
【００４８】
付記２のアッシャ装置では、１０トール以上との高圧力の下でベーキングされるため、基板表面の少なくとも一部に塗布されたレジストの表面層が、例えばイオン注入がなされる等の原因で硬化した状態にあったとしても、硬化したレジストの表面層の下にある通常のレジスト層の揮発、膨張が生じにくい。尚、レジストにイオン注入がなされていない場合であっても、硬化したレジストの表面層の下にある通常の状態にあるレジスト層の揮発、膨張が生じにくくなることは、レジストにイオン注入がなされた場合と同様である。
【００４９】
また、付記２のアッシャ装置では、ベーキング処理室の真空引きがなされる時間が、６０秒〜９０秒と１分乃至は１分強の時間であるので、ベーキング処理を行ってもアッシャ処理の生産性が低下は、ほとんど生じない。
【００５０】
〔付記３〕
前記搬送室内は略真空と、前記第１の搬送部の回りは略大気圧である付記１記載のアッシャ装置。
【００５１】
〔付記４〕
前記ベーキング処理室内は、真空引きがなされることで、略真空である前記搬送室内の圧力と、略大気圧である前記第１の搬送部の回りの圧力との間の圧力でベーキング処理を行う付記１記載のアッシャ装置。
【００５２】
〔付記５〕
前記ベーキング処理室は、複数枚の基板を一括してベーキングする付記１記載のアッシャ装置。付記５のアッシャ装置では、複数枚の基板を一括してベーキングするので、基板を１枚ずつベーキング処理する装置と比較して、基板のスループットが向上する。
【００５３】
〔付記６〕
前記基板にポッピングが生じない程度の温度が、１００℃〜３００℃に設定される付記１記載のアッシャ装置。
【００５４】
〔付記７〕
前記ベーキング処理室は、Ｏ２ガス、Ｎ２ガス、Ｈ２Ｎ２ガス、Ｈ２Ｏガスのいずれかの雰囲気で基板のベーキング処理を行う付記１記載のアッシャ装置。
【００５５】
〔付記８〕
前記ベーキング処理室は、Ｏ２ガス、Ｎ２ガス、Ｈ２Ｎ２ガス、Ｈ２Ｏガスからなる群から選択された少なくとも２つのガスが混合された雰囲気で基板のベーキング処理を行う付記１記載のアッシャ装置。
【００５６】
〔付記９〕
前記ベーキング処理室は、Ｏ２ガス、Ｎ２ガス、Ｈ２Ｎ２ガス、又はＯ２ガス、Ｎ２ガス、Ｈ２Ｎ２ガスからなる群から選択された少なくとも２つのガスと、Ｈ２Ｏガスとが混合された雰囲気で基板のベーキング処理を行う付記１記載のアッシャ装置。
【００５７】
〔付記１０〕
複数の基板をベーキング処理室に搬送する第１の搬送工程と、前記ベーキング処理室に搬送された基板をベーキング処理するベーキング処理工程と、所定温度に到達した基板を、前記ベーキング処理室からアッシング処理室に搬送する第２の搬送工程と、前記処アッシング処理室内で基板のアッシング処理を行うアッシング処理工程と、を有し、前記ベーキング処理工程は、真空引きをするとともに基板のベーキング処理を開始し、ベーキングする温度が基板にポッピングが生じない程度の温度である半導体製造方法。
【００５８】
〔付記１１〕
前記ベーキング処理室は、６０秒乃至９０秒の真空引きがなされるとともに基板のベーキング処理を開始し、ベーキング処理時の圧力が１０トール以上である付記１０記載の半導体製造方法。
【００５９】
〔付記１２〕
大気環境から基板をロードロック室に搬送した後、前記ロードロック室内において、１０トール以上圧力下で基板を加熱し、所定時間、所定温度で基板をベーキングした後に、加熱された基板をプロセス処理室に搬送し、前記プロセス修理室内にガスを流して基板からレジストの剥離を行うアッシング処理方法。
【００６０】
〔付記１３〕
前記所定温度は、１００℃〜３００℃である付記１２記載のアッシング処理方法。
【００６１】
〔付記１４〕
ベーキング時にＨ２Ｏを添付する付記１２記載のアッシング処理方法。
【００６２】
〔付記１５〕
前記ロードロック室に一度に挿入する基板の枚数が、１枚又は複数枚である付記１２記載のアッシング処理方法。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
以上述べたように、本発明は、例えばプラズマアッシング処理等のアッシング処理を行うアッシャ装置、及び基板のアッシング処理する工程を含む半導体の製造方法に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の好ましい実施例のアッシャ装置を説明するための概略横断面図である。
【図２】本発明の好ましい実施例のアッシャ装置を説明するための概略縦断面図である。
【図３】本発明の好ましい実施例のアッシャ装置を説明するための概略縦断面図である。
【図４】本発明の好ましい実施例のアッシャ装置に用いられるプロセスチャンバを示す断面図である。
【図５】本発明の好ましい実施例のアッシャ装置に用いられるロードロックチャンバ周辺の構成を模式的に示す模式図である。
【符号の説明】
【００６５】
１０…アッシャ装置
１００…カセットトランスファー部
１１０、１２０…カセットトランスファーユニット
１１１…カセットテーブル
１１２、１２２…Ｙ軸アセンブリ
１１３、１２３…Ｚ軸アセンブリ
１３０…Ｙ軸
１４０…Ｚ軸
２００…ロードロックチャンバ部
２１０、２２０…バッファユニット
２１１、２２１…バッファフィンガーアセンブリ
２１２、２２２…インデックスアセンブリ
２１３…バッファフィンガー
２１４…θ軸
２３０…Ｉ軸
２５０、２６０…ロードロックチャンバ
３００…トランスファーチャンバ部
３１０…トランスファーチャンバ
３１１、３１２、３１３、３１４…ゲートバルブ
３２０…真空アームロボットユニット
３２１…フィンガー
３２５…θ軸
３２６…Ｙ軸
３３０…ヒータ
４００…プロセスチャンバ部
４１０、４２０…プロセスチャンバ
４１１、４２１…サセプタテーブル
４１２、４２２…Ｚ軸
４１３、４２３…リフターピン
４３０、４４０…プラズマ発生室
４３１、４４１…チャンバ
４３２、４４２…高周波コイル
４３３、４４３…ガス導入口
４４５…処理室
４４４…高周波電源
４４６…周波数整合器
４４８…ベースプレート
４５０…共振コイル
４５２…外側シールド
４５４…トッププレート
４５５…ガス供給管
４５６…排気管
４５８…バッフルリング
４６０…バッフル板
４６２…可動タップ
４６４…固定グランド
４６６…可動タップ
４６８…反射波電力計
４７０…コンピュータ
４７２…表示装置
５００…カセット
６００…ウエハ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板のベーキング処理を行うベーキング処理室と、
基板を前記ベーキング処理室に搬送する第１の搬送部と、
前記ベーキング処理室でベーキングされた基板のアッシング処理を行うアッシング処理室と、
前記ベーキング処理室と前記アッシング処理室との間で相互に基板を搬送する第２の搬送部を備える搬送室と、
を有し、
前記ベーキング処理室は、真空引きがなされるとともに基板のベーキング処理を開始し、ベーキング処理時に基板にポッピングが生じない程度の温度で基板をベーキングするアッシャ装置。
【請求項２】
前記ベーキング処理室は、複数枚の基板を一括してベーキングする請求項１記載のアッシャ装置。
【請求項３】
複数の基板をベーキング処理室に搬送する第１の搬送工程と、
前記ベーキング処理室に搬送された基板をベーキング処理するベーキング処理工程と、
所定温度に到達した基板を、前記ベーキング処理室からアッシング処理室に搬送する第２の搬送工程と、
前記処アッシング処理室内で基板のアッシング処理を行うアッシング処理工程と、
を有し、
前記ベーキング処理工程は、真空引きをするとともに基板のベーキング処理を開始し、ベーキングする温度が基板にポッピングが生じない程度の温度である半導体製造方法。
【請求項１】
基板のベーキング処理を行うベーキング処理室と、
基板を前記ベーキング処理室に搬送する第１の搬送部と、
前記ベーキング処理室でベーキングされた基板のアッシング処理を行うアッシング処理室と、
前記ベーキング処理室と前記アッシング処理室との間で相互に基板を搬送する第２の搬送部を備える搬送室と、
を有し、
前記ベーキング処理室は、真空引きがなされるとともに基板のベーキング処理を開始し、ベーキング処理時に基板にポッピングが生じない程度の温度で基板をベーキングするアッシャ装置。
【請求項２】
前記ベーキング処理室は、複数枚の基板を一括してベーキングする請求項１記載のアッシャ装置。
【請求項３】
複数の基板をベーキング処理室に搬送する第１の搬送工程と、
前記ベーキング処理室に搬送された基板をベーキング処理するベーキング処理工程と、
所定温度に到達した基板を、前記ベーキング処理室からアッシング処理室に搬送する第２の搬送工程と、
前記処アッシング処理室内で基板のアッシング処理を行うアッシング処理工程と、
を有し、
前記ベーキング処理工程は、真空引きをするとともに基板のベーキング処理を開始し、ベーキングする温度が基板にポッピングが生じない程度の温度である半導体製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００９−４３７５５（Ｐ２００９−４３７５５Ａ）
【公開日】平成２１年２月２６日（２００９．２．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２０３９９５（Ｐ２００７−２０３９９５）
【出願日】平成１９年８月６日（２００７．８．６）
【出願人】（０００００１１２２）株式会社日立国際電気 (5,007)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月２６日（２００９．２．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月６日（２００７．８．６）
【出願人】（０００００１１２２）株式会社日立国際電気 (5,007)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]