(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に付着したＢＳＰを除去するＢＳＰ除去装置であって、
基板を収容するチャンバと、前記基板を保持する保持手段と、
前記基板周縁部にレーザーを照射するレーザー照射部と、
前記基板周縁部にオゾンガスを吐出するオゾン吐出部と、
前記チャンバに接続され、前記チャンバ内のオゾンガスを排気する排気流路と、
前記排気流路に配置され、前記オゾンガスを分解するガス分解システムと
を具備し、
前記ガス分解システムは、
前記オゾンガスを分解するガス分解器と、
前記ガス分解器の途中からまたは前記ガス分解器を経た後の前記排気流路から分岐し、前記排気流路に接続される分岐配管と、
前記分岐配管に設けられた前記オゾンガスの濃度を検出するガスセンサと、
前記ガスセンサが検出した前記オゾンガスの濃度をモニタするモニタ部と、
前記分岐配管における前記ガスセンサの下流側であって、前記排気流路との接続部近傍に設けられた、前記分岐配管に流れる前記オゾンガスを含む排ガスの流量を調節する流量調節弁と
を有し、前記モニタ部によりモニタされた前記オゾンガスの濃度から前記ガス分解器が寿命に達したか否かを判断することを特徴とするＢＳＰ除去装置。
【請求項２】
前記分岐配管は、前記ガスセンサを経た後、前記排気流路における前記ガス分解器の上流側に接続されていることを特徴とする請求項１に記載のＢＳＰ除去装置。
【請求項３】
前記排気流路における前記ガス分解器の上流側には、前記チャンバを密閉するための弁体からの前記オゾンガスの漏洩を防止するための局所排気シールの排気ラインが接続されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＢＳＰ除去装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板に付着したＢＳＰを所定のガスを用いて除去するＢＳＰ除去装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路の製造においては、半導体ウエハ等の被処理基板に対してプラズマエッチングが行われるが、プラズマ中で発生するラジカルやイオンが被処理基板のベベル面や裏面に回り込み、ポリマーがベベル面および裏面上に付着し、ベベル／バックサイドポリマー（Ｂｅｖｅｌ／Ｂａｃｋｓｉｄｅ  Ｐｏｌｙｍｅｒ、以下ＢＳＰという）と称される堆積層を形成する。ＢＳＰは、半導体集積回路に対して悪影響を与えるおそれがあるため、これを除去することが求められており、特許文献１にはレーザーとオゾンを用いた熱処理によってＢＳＰを除去する技術が開示されている。
【０００３】
オゾンガスは有害なガスであるため、このようなオゾンガスを利用したプロセスを行う装置では、一般的に排気系にオゾンを分解するためのオゾンキラーと呼ばれるガス分解器を設置している（例えば特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１２３８３１号公報
【特許文献２】特開平５−２６２６１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
オゾンキラーは、使用を継続すると、排気中の水分や窒素酸化物等により経時的に劣化し、オゾンを分解する能力が低下してくる。そのため、オゾンキラーの寿命を把握する必要がある。しかしながら、従来は、オゾンと反応することにより色が変化する試薬を用いる等、オゾンキラーの分解能力が消失したことを把握するものが用いられているに過ぎず、定期確認が必要であるという問題および定期確認までの期間にオゾンが分解されずに排出される可能性があるという問題がある。このため、必要以上に大きな安全率を見てオゾンキラーの寿命を設定する必要があり、オゾンキラーの寿命が短いものになってしまう。
【０００６】
このような問題は、オゾンキラーに限らず、他の有害ガスを分解するガス分解器を用いる場合にも同様に存在する。
【０００７】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、分解しようとするガスが分解されずに排出される可能性を極力抑制しつつ、ガス分解器の能力を限界付近まで使用することでその寿命を長くすることができるガス分解システムを備えたＢＳＰ除去装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るＢＳＰ除去装置は、基板に付着したＢＳＰを除去するＢＳＰ除去装置であって、基板を収容するチャンバと、前記基板を保持する保持手段と、前記基板周縁部にレーザーを照射するレーザー照射部と、前記基板周縁部にオゾンガスを吐出するオゾン吐出部と、前記チャンバに接続され、前記チャンバ内のオゾンガスを排気する排気流路と、前記排気流路に配置され、前記オゾンガスを分解するガス分解システムとを具備し、前記ガス分解システムは、前記オゾンガスを分解するガス分解器と、前記ガス分解器の途中からまたは前記ガス分解器を経た後の前記排気流路から分岐し、前記排気流路に接続される分岐配管と、前記分岐配管に設けられた前記オゾンガスの濃度を検出するガスセンサと、前記ガスセンサが検出した前記オゾンガスの濃度をモニタするモニタ部と、前記分岐配管における前記ガスセンサの下流側であって、前記排気流路との接続部近傍に設けられた、前記分岐配管に流れる前記オゾンガスを含む排ガスの流量を調節する流量調節弁とを有し、前記モニタ部によりモニタされた前記オゾンガスの濃度から前記ガス分解器が寿命に達したか否かを判断することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ガス分解器の途中からまたはガス分解器を経た後の排気流路から分岐する分岐配管にガスセンサを設け、そこで検出した前記所定のガスのガス濃度をモニタし、モニタしたガス濃度からガス分解器が寿命に達したか否かを判断するので、常時ガス分解器の能力を限界付近まで使用することでその寿命確認が可能であり、分解しようとするガスが分解されずに排出される可能性を極力抑制することができる。また、モニタしたガス濃度からガス分解器が寿命に達したか否かを判断するので、設定した寿命までガス分解器を使用することができ、ガス分解器の寿命を長くすることができる。特に、ガス分解器の途中から分岐配管を分岐させてガス濃度を検出することにより、実際の排ガスはさらにガス分解器を通過するため、モニタしている所定のガスの濃度よりも、実際の排ガス中の所定のガスの濃度のほうが低くなる。このため、より安全性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係るガス分解システムが搭載されたＢＳＰ除去装置を示す断面図である。
【図２】ＢＳＰ除去装置のゲートバルブのシール構造を拡大して示す断面図である。
【図３】図１のＢＳＰ除去装置に設けられたガス分解システムの他の例を示す模式図である。
【図４】図１のＢＳＰ除去装置に設けられたガス分解システムのさらに他の例を示す模式図である。
【図５】図１のＢＳＰ除去装置に設けられたガス分解システムのさらにまた他の例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態について説明する。
図１は本発明の一実施形態に係るガス分解システムが搭載されたＢＳＰ除去装置を示す断面図である。
【００１３】
このＢＳＰ除去装置１は、被処理基板としてＢＳＰ２が付着した半導体ウエハ（以下単にウエハと記す）Ｗを収容する容器であるチャンバ１１を備えており、チャンバ１１の内部には、ウエハＷを回転可能にかつ水平に保持するスピンチャック１２が設けられていて、このスピンチャック１２にはチャンバ１１の下方に設けられた回転モータ１３が接続されている。スピンチャック１２は例えば真空吸着によりウエハＷを保持する。そして、回転モータ１３によりスピンチャック１２を回転させることにより、スピンチャック１２に吸着保持されたウエハＷを回転させるようになっている。
【００１４】
チャンバ１１の内部には、ウエハＷの周縁部に対応する位置にＢＳＰ除去部１４が設けられている。このＢＳＰ除去部１４は、ウエハＷの周縁部が通過するように設けられた切り欠き部１６を有する本体１５を有し、この本体１５の切り欠き部１６の下方部分１５ａには、ウエハＷに付着したＢＳＰにレーザーを照射するレーザー照射部としてのレーザー照射ヘッド１８が設けられている。レーザー照射ヘッド１８は本体１５の下方部分１５ａに沿ってウエハＷの径方向に移動可能となっており、また、レーザー照射ヘッド１８は角度可変となっている。これにより、ＢＳＰ２の付着状況に応じてレーザー照射位置を調節可能となっている。また、本体１５には、ＢＳＰ２にオゾンガスを吐出するオゾンガス吐出ノズル２０と、オゾンガスをほぼ１００％吸引するオゾンガス吸引ノズル１９とが設けられている。オゾンガス吐出ノズル２０はオゾンガス供給配管２１に接続されており、オゾンガス供給配管２１にはオゾンガス供給源２２からオゾンガスが供給されるようになっている。オゾンガス吸引ノズル１９には、主にオゾンガスを排気する排気流路を構成する排気配管３１が接続されている。排気配管３１は、工場酸排気配管（図示せず）に接続されている。
【００１５】
チャンバ１１の上部には大気を吸引してチャンバ１１の内部に取り入れるためのファン３２と、ファン３２により吸引された大気のパーティクルを除去するフィルタ３３が設けられている。一方、チャンバ１１の底部には排気口３４が設けられている。そして、ファン３２によりフィルタ３３を介してチャンバ１１内に大気が取り込まれ、排気口３４から排気されることによりチャンバ１１内に清浄空気のダウンフローが形成されるようになっている。排気口３４には排気配管３５が接続されており、排気配管３５は工場酸排気配管（図示せず）に接続されている。
【００１６】
チャンバ１１の側壁には、ウエハ搬入出口１１ａが設けられており、ウエハ搬入出口１１ａはゲートバルブ２３により開閉可能となっている。ゲートバルブ２３は、弁体２４と弁体２４を開閉するエアシリンダ２６を有しており、弁体２４を閉じた際に、弁体２４とチャンバ１１との間はシールリング２５によりシールされるようになっている。図２の拡大図にも示すように、チャンバ１１側壁のシールリング２５よりも外側には、リング状の溝２７が形成されている。また、この溝２７にはガス流路２８が接続され、ガス流路２８には吸引配管２９が接続されている。吸引配管２９は後述する排気配管に接続されている。これにより、シールリング２５から漏洩したガスが溝２７、ガス流路２８、吸引配管２９を介して吸引される局所排気シールが構成されている。すなわち、シールリング２５と局所排気シールの二重シール構造となっている。
【００１７】
主にオゾンガスを排気する排気流路を構成する排気配管３１には、オゾンガスを分解するガス分解システム４０が設けられている。このガス分解システム４０は、排気配管３１に直接接続された、オゾンガスを分解するガス分解器としてのオゾンキラー４１と、オゾンキラー４１の途中から延び、オゾンキラー４１からガスをサンプリングする分岐配管４２と、分岐配管４２に接続され、排ガスのオゾン濃度を検出してオゾンキラー４１の状態を把握するオゾンセンサ４３とを有している。分岐配管４２は、排気配管３１のオゾンキラー４１の下流側に接続されている。分岐配管４２の排気配管３１との接続部近傍には、分岐配管４２に流れる排ガスの流量を調節する流量調節弁４４が設けられている。
【００１８】
排気配管３１には図示しないポンプが設けられており、このポンプにより主にチャンバ１１内のオゾンガスを排気することにより、オゾンキラー４１でオゾンガスが分解された排ガスが工場酸排気配管へ送給されるようになっている。上記局所排気シールの吸引配管２９は、排気配管３１のオゾンキラー４１上流側に接続されている。
【００１９】
オゾンキラー４１は、容器内にオゾンガスを分解するための物質が充填された状態となっている。オゾンの分解方法としては種々あるが、ここでは触媒法、活性炭法を利用する。
【００２０】
触媒法は、オゾンガスを分解する物質としてオゾン分解触媒を用いてオゾンガスを分解するものであり、オゾン分解触媒として二酸化マンガン（ＭｎＯ２）等の金属酸化物が用いられる。そして、触媒金属Ｍとオゾン（Ｏ３）との間で以下の（１）、（２）の反応が繰り返し生じ、オゾンガスが分解される。
ＭＯ２  ＋  Ｏ３  →  ＭＯ３  ＋  Ｏ２      …（１）
ＭＯ３  ＋  Ｏ３  →  ＭＯ２  ＋  ２Ｏ２    …（２）
この触媒法は、オゾンの分解効率が高いという利点がある。
【００２１】
活性炭法は、オゾンガスを分解する物質として活性炭を用いる。オゾンは活性炭と反応し分解され、活性炭の炭素が酸化されて炭酸ガス（ＣＯ２）、一酸化炭素ガス（ＣＯ）が生成される。活性炭法は比較的簡便であるが、オゾンガスの分解速度は触媒法よりも小さい。
【００２２】
オゾンセンサ４３としては、高精度でオゾン濃度を検出することができればその方式は問わないが、中性ヨウ化カリウム溶液からオキシダントによって遊離したヨウ素イオンの吸光度を測定して定量する方式、オゾンの紫外線領域での吸光度を測定して定量する方式等のＪＩＳに規定されている方式を用いたものを好適に用いることができる。
【００２３】
なお、オゾンガスはほとんどが吸引ノズル１９に吸引されるが、多少は排気口３４から排気配管３５へ流れるため、排気配管３５にも上記ガス分解システム４０を設けることが好ましい。
【００２４】
ＢＳＰ除去装置１は、さらに制御部５０を有している。制御部５０は、主にＢＳＰ除去装置１の各構成部を制御するためのものであり、マイクロプロセッサを有する演算部５１を備えている。演算部５１には、オペレータがＢＳＰ除去装置１を管理するためのコマンド等の入力操作を行うキーボードや、ディスプレイ等からなるユーザーインターフェース５２が接続されている。また、演算部５１には、所定の制御を行うための制御プログラムや、処理レシピが格納された記憶部５３が接続されている。処理レシピは記憶部５３の中の記憶媒体に記憶されている。そして、必要に応じて、ユーザーインターフェース５２からの指示等にて任意の処理レシピを記憶部５３から呼び出して実行させることで、所定の処理が行われる。
【００２５】
制御部５０の演算部５１は、オゾンセンサ４３のオゾン濃度検出値を常時モニタするモニタ部５１ａを有しており、モニタ部５１ａでモニタしたガス濃度からオゾンキラー４１が寿命に達したか否かを判断する。具体的には、モニタ部５１ａはこの濃度検出値が基準値を超えたか否かを判定し、基準値を超えたと判定した時点で、オゾンキラー４１が寿命に達したと判断し、モニタ部５１ａに接続されたアラーム装置５４に指令を発するようになっている。そして、その指令を受けたアラーム装置５４はアラームを発生する。
【００２６】
このように構成されるＢＳＰ除去装置においては、まず、ゲートバルブ２３の弁体２４を開にして、図示しない搬送アームによりウエハＷを搬入出口１１ａを介してチャンバ１１内に搬入し、スピンチャック１２に真空吸着させる。そして、ゲートバルブ２３の弁体２４を閉じ、チャンバ１１を気密にシールする。
【００２７】
次いで、回転モータ１３によりスピンチャック１２を回転させ、これによりスピンチャック１２に吸着保持されているウエハＷを回転させる。そして、このようにウエハＷを回転させつつ、ＢＳＰ除去部１４のレーザー照射ヘッド１８からウエハＷに付着したＢＳＰ２にレーザーを照射するとともに、オゾンガス吐出ノズル２０からオゾンガスを吹き付け、オゾンガス吸引ノズル１９でオゾンガスを吸引する。これにより、レーザー照射による熱とオゾンガスによる酸化によって、ＢＳＰ２が除去される。このとき、レーザーが所望の位置に当たるように、照射ヘッド１８をウエハＷの径方向に移動させるとともに、レーザー照射ヘッド１８の角度調節を行う。
【００２８】
このＢＳＰ除去処理の際には、オゾンガス吐出ノズル２０からオゾンガスが供給され、オゾンガス吸引ノズル１９から排気流路としての排気配管３１を経て排気されるため、排気配管３１を流れる排ガス中にはオゾンガスが高濃度で含まれている。オゾンガスは有害なガスであるため、排気配管３１にオゾンキラー４１を設け、オゾンガスを分解してから排出する。オゾンキラー４１は経時的に劣化してオゾンガスを分解する能力が低下し、そのまま使用を続けると、オゾンガス濃度の高い排ガスが排出されてしまうため、オゾンキラー４１の寿命を判定する必要がある。
【００２９】
そのため、本実施形態では、オゾンセンサ４３を用いてオゾンキラー４１の途中からサンプリングした排ガス中のオゾンガス濃度を検出し、そのオゾンガス濃度をモニタ部５１ａでモニタし、モニタ部５１ａでモニタしたガス濃度からオゾンキラー４１が寿命に達したか否かを判断する。具体的には、モニタ部５１ａはオゾンガス濃度の検出値が基準値を超えたか否かを判定し、基準値を超えたと判定した時点で、オゾンキラー４１が寿命に達したと判断し、モニタ部５１ａに接続されたアラーム装置５４に指令を発し、その指令を受けたアラーム装置５４はアラームを発生する。そして、アラームを確認したオペレータは、ＢＳＰ除去装置１を停止し、オゾンキラー４１を交換する。
【００３０】
このときの基準値は、安全のため実際に規定された濃度よりも低い値に設定する。具体的には、オゾンガスの安全基準は０．１ｐｐｍ以下であるが、例えば２０％の安全率を見て０．０８ｐｐｍを基準値とする。これにより、安全基準を超えるオゾンガスを流すことを極力抑制することができる。
【００３１】
このようにオゾンキラー４１を経た排ガス中のオゾン濃度を検出して常時モニタするので、常時オゾンキラー４１の寿命確認が可能であり、オゾンガスが分解されずに排出される可能性を極力抑制することができる。また、モニタしたオゾンガス濃度からオゾンキラー４１が寿命に達したか否かを判断するので、設定した寿命までオゾンキラー４１を使用することができ、ガス分解器の寿命を従来よりも長くすることができる。
【００３２】
また、オゾンキラー４１の途中から分岐配管４２を分岐させて排ガスをサンプリングすることによりオゾン濃度を検出するので、オゾンキラー４１の全部を通過する実際の排ガスよりも通過するオゾンキラー４１の長さが短く、モニタ部５１ａでモニタしているオゾン濃度よりも、実際の排ガス中のオゾン濃度のほうが低くなるようにすることができ、より安全性を高めることができる。また、これによりオゾンキラー４１を交換するまでの間の安全性を確保することもできる。
【００３３】
さらに、分岐配管４２は、オゾンセンサ４３を経た後、排気配管３１に接続されているので、オゾン濃度測定後の排ガスを通常の排ガスとともに工場の酸排気配管に送給することができる。この場合に、分岐配管４２はオゾンキラー４１の下流側に接続されているため、流量調節弁４４を適切に調節することにより、分岐配管４２にポンプを設けることなく排気配管３１のポンプによって適切な流量で分岐配管４２に排ガスを流すことができる。流量調節弁４４を調節しただけでは分岐配管４２に排ガスが適切に流れない場合もあり得るが、その場合でもオゾンセンサ４３に内蔵されたまたは分岐配管４２に外置きされた小型のポンプで十分に対応することができ、設備負担は小さい。
【００３４】
さらにまた、ゲートバルブ２３の弁体２４を閉の状態にした場合に、シールリング２５と局所排気シールの二重シール構造となっているため、シールリング２５のシールが不十分な場合であっても、有害なオゾンガスが外部に漏洩することを防止することができ、より安全性を高めることができる。また、局所排気シールの吸引配管２９はチャンバ１１の排気配管３１に接続されているため、排気配管３１のポンプにより吸引することができ簡便であるとともに、吸引したガスに基準値以上のオゾンガスが含まれていても、オゾンキラー４１で分解して排気することができる。
【００３５】
次に、ガス分解システムの他の例について説明する。
図３は、ガス分解システムの他の例を示す模式図である。この例のガス分解システム４０ａでは、分岐配管４２の代わりに、オゾンキラー４１の途中から延び、排気配管３１のオゾンキラー４１上流側に接続する分岐配管４２ａを有しており、オゾンセンサ４３はこの分岐配管４２ａに設けられ、分岐配管４２ａの排気配管３１との接続部近傍に流量調節弁４４が設けられている。このような構成においては、オゾンセンサ４３によりオゾン濃度を検出した後のガスをオゾンキラー４１の上流側に戻すので、再びオゾンキラー４１を通過することになり、基準濃度以上のオゾンを含有する排ガスを工場の酸排気設備に流すおそれを一層小さくすることができる。この場合に、分岐配管４２ａは、排気配管３１の下流側から上流側に流すため、オゾンセンサ４３に内蔵されたまたは分岐配管４２ａに外置きされたポンプを用いることが好ましい。ただし、流量調節弁４４による排気調整によりポンプが不要な場合もあり得る。
【００３６】
図４は、ガス分解システムのさらに他の例を示す模式図である。この例のガス分解システム４０ｂでは、分岐配管４２の代わりに、オゾンキラー４１を経た後の排気配管３１から延び、排気配管３１のさらに下流側に接続する分岐配管４２ｂを有しており、オゾンセンサ４３はこの分岐配管４２ｂに設けられ、分岐配管４２ｂの排気配管３１との接続部近傍に流量調節弁４４が設けられている。このような構成でも、安全率を高く設定する等、安全対策を十分にとることにより、適用可能である。
【００３７】
図５は、ガス分解システムのさらにまた他の例を示す模式図である。この例のガス分解システム４０ｃでは、分岐配管４２の代わりに、オゾンキラー４１を経た後の排気配管３１から延び、排気配管３１の上流側に接続する分岐配管４２ｃを有しており、オゾンセンサ４３はこの分岐配管４２ｃに設けられ、分岐配管４２ｃの排気配管３１との接続部近傍に流量調節弁４４が設けられている。オゾンセンサ４３によりオゾン濃度を検出した後のガスをオゾンキラー４１の上流側に戻すので、再びオゾンキラー４１を通過することになり、基準濃度以上のオゾンを含有する排ガスを工場の酸排気設備に流すおそれを小さくする効果を得ることができる。この場合にも図３の例と同様、分岐配管４２ｃは、排気配管３１の下流側から上流側に流すため、オゾンセンサ４３に内蔵されたまたは分岐配管４２ｃに外置きされたポンプを用いることが好ましい。ただし、流量調節弁４４による排気調整によりポンプが不要な場合もあり得る。
【００３８】
なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく種々変形可能である。例えば、上記実施形態では、本発明をＢＳＰ除去装置に適用した場合について示したが、オゾンを排出する処理であれば他の装置にも適用可能である。また、分解すべきガスはオゾンに限らない。なお、本発明のような分解法に限らず、Ｃｌ２、ＨＣｌ等の塩素系ガス、ＳｉＦ４等のフッ素系ガス、ＨＢｒ等の臭素系ガスを吸着法により無害化し、排気する場合にも、本発明と同様の手法を適用することができる。
【００３９】
また、上記実施形態では、オゾンセンサの情報を演算部のモニタ部で基準値と比較することによりモニタし、基準値を超えた場合にアラームを発するようにしたが、これに限らず、単に検出値をディスプレイでモニタしてそれを見ながらオペレータがオゾンキラー（ガス分解器）の寿命を判断する等、他の方法を採用することもできる。
【００４０】
さらにまた、上記実施形態では、被処理基板として半導体ウエハを用いた例を示したが、これに限るものではなく、ＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）用基板等、他の基板であってもよい。
【符号の説明】
【００４１】
１；ＢＳＰ除去装置
２；ＢＳＰ
１１；チャンバ
１２；スピンチャック
１３；回転モータ
１４；ＢＳＰ除去部
１８；レーザー照射ヘッド
１９；オゾンガス吸引ノズル
２０；オゾンガス吐出ノズル
２２；オゾンガス供給源
２３；ゲートバルブ
３１；排気配管
４０；ガス分解システム
４１；オゾンキラー
４２，４２ａ，４２ｂ，４２ｃ；分岐配管
４３；オゾンセンサ
５０；制御部
５１；演算部
５１ａ；モニタ部
５４；アラーム装置
Ｗ；ウエハ
【図１】
0005601796.tif 000002
【図２】
0005601796.tif 000003
【図３】
0005601796.tif 000004
【図４】
0005601796.tif 000005
【図５】
0005601796.tif 000006