(57)【要約】【課題】本発明は、基板に対してヘリコン波プラズマを斜めから照射して洗浄箇所を効率的に洗浄できるようにした基板洗浄装置を提供することを目的とするものである。【解決手段】本発明は、減圧した真空チャンバ内に酸素と水蒸気を導入して高周波によりプラズマを発生させ、水平に保持した基板のレジストを剥離するプラズマアッシャーにおいて、前記真空チャンバを傾けて基板に対してプラズマを斜めから照射することを特徴とする基板洗浄装置の構成とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
減圧した真空チャンバ内に酸素と水蒸気を導入して高周波によりプラズマを発生させ、水平に保持した基板のレジストを剥離するプラズマアッシャーにおいて、前記真空チャンバを傾けて基板に対してプラズマを斜めから照射することを特徴とする基板洗浄装置。
【請求項２】
基板に対してヘリコン波プラズマを含むプラズマ発生源を斜めから照射することを特徴とする請求項１に記載の基板洗浄装置。
【請求項３】
マスクに対しプラズマを斜めから照射する場合において、マスクを回転させる機構及びマスクの高さを調整する機構を設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の基板洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板に対してヘリコン波プラズマを斜めから照射して洗浄箇所を効率的に洗浄できるようにした基板洗浄装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体を製造する過程において、基板を加工するには、ヘリコン波プラズマを利用したドライエッチング等が行われる。また、基板に付着したレジストを剥離する際にも、ヘリコン波プラズマを利用することができる。
【０００３】
図１１は、従来の基板洗浄装置の図である。従来の基板洗浄装置１ａは、真空チャンバ２内の上方においてヘリコン波プラズマを発生させ、下方に載置したマスク１３等の基板の表面をアッシングする。
【０００４】
マスク１３等の基板の表面及び端面を洗浄する場合においては、基板の表面に対してヘリコン波プラズマが垂直に当たるため、端面に厚みがある場合には、十分にレジストを剥離できない可能性がある。
【０００５】
特許文献１に記載されているように、基板上に幅の小さな被加工プレートを角度を設けて置き、被加工プレートに対して傾いた方向にエッチングすることにより、傾いた構造体を得ることができる発明も公開されている。
【特許文献１】特開２００６−０００９４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の発明は、基板上のプレートに傾斜構造を形成するものであり、ヘリコン波プラズマにより基板を洗浄するには、均一にレジストを剥離できる必要がある。
【０００７】
そこで、本発明は、基板に対してヘリコン波プラズマを斜めから照射して洗浄箇所を効率的に洗浄できるようにした基板洗浄装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記の課題を解決するために、減圧した真空チャンバ内に酸素と水蒸気を導入して高周波によりプラズマを発生させ、水平に保持した基板のレジストを剥離するプラズマアッシャーにおいて、前記真空チャンバを傾けて基板に対してプラズマを斜めから照射することを特徴とする基板洗浄装置の構成とした。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、以上の構成であるから以下の効果が得られる。第１に、チャンバーを傾けてヘリコン波プラズマを斜めから当てることにより、洗浄対象の端面に厚みがある場合でも、均一に洗浄することができる。
【００１０】
第２に、基板を上下させる機構及び回転させる機構を設けることにより、傾斜したヘリコン波プラズマが適切に当たるように調整することができ、効率的にアッシングすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明は、基板に対してヘリコン波プラズマを斜めから照射して洗浄箇所を効率的に洗浄できるようにするという目的を、真空チャンバを傾けて基板に対してプラズマを斜めから照射すると共に、マスクを回転させる機構とマスクの高さを調整する機構を設けることで実現した。
【実施例１】
【００１２】
以下に、添付図面に基づいて、本発明である基板洗浄装置について詳細に説明する。図１は、本発明である基板洗浄装置の図である。基板洗浄装置１は、アッシング角度を変えるために、真空チャンバ２を斜めに傾けた装置である。
【００１３】
真空チャンバ２は、上箱体２ａと中枠体２ｂと下箱体２ｃとを連結した密閉容器であり、上箱体２ａ及び中枠体２ｂが斜めに傾くように下箱体２ｃの側面を加工する。尚、傾斜角度は、アッシング対象に合わせて決定する。
【００１４】
上箱体２ａの上部中央には石英ベルジャー３が上方に突出するように設置され、上部内側には酸素導入口５が設けられる。また、インピーダンスを補正するためのマッチングボックス４も上側に設置される。
【００１５】
中枠体２ｂは、上箱体２ａと下箱体２ｃの間に挟まれた枠状の部材であり、内側には水蒸気導入口６が設けられ、マスク１３周辺を水蒸気雰囲気とすることで、酸素プラズマによるアッシング率を調整する。
【００１６】
下箱体２ｃの下部のステージには、マスク１３等の基板を固定するためのマスクホルダー１４が設けられる。また、下面には真空ポンプ１１等と連結させるための真空配管９が接続される。
【００１７】
下箱体２ｃの側面にはマスク投入口７があり、ゲートバルブ８により開閉する。マスク搬送機１２により自動的にマスクホルダー１４の位置にマスク１３を搬入させたり、外部へ搬出させたりすることができる。
【００１８】
マスク１３は、マスクホルダー１４により水平に保持され、回転軸１５を上下させることにより、高さを調整することができる。また、回転機構１６により回転軸１５に回転力を加え、マスク１３を回転させることもできる。
【００１９】
圧力調整バルブ１０で調整しながら真空ポンプ１１により真空チャンバ２内を減圧する。減圧下の真空チャンバ２内に酸素導入口５から酸素を供給し、石英ベルジャー３に高周波電源で印加することにより、ヘリコン波プラズマが発生する。
【００２０】
真空チャンバ２が傾いているため、マスク１３等の基板に対し、ヘリコン波プラズマが斜めから照射される。尚、マスク１３を回転させることで、反対側など他の面にも照射することが可能である。
【００２１】
マスク１３の高さを変更してプラズマがアッシング対象に効果的に当たるように調整することが可能である。マスク１３に厚みがあるなど形状が特殊な場合に、斜めから当てることで効率良くレジストの剥離等を行うことができる。
【実施例２】
【００２２】
図２は、本発明である基板洗浄装置の評価について実験方法を示す図である。評価実験においては、マスク１３の角度を傾けて、ヘリコン波２ｄを垂直に照射することにより、レジストのアッシング率を比較する。
【００２３】
実際の基板洗浄装置１では、マスク１３は水平で真空チャンバ２を傾斜させるが、マスク１３を傾けてヘリコン波２ｄを垂直に照射すれば、マスク１３に対して斜めに当てていることとなり、評価実験は有効である。
【００２４】
実験条件は、高周波電源の電力が１５００Ｗ、真空チャンバ２内の圧力が１０ｍｔｏｒｒ、酸素導入口５から供給する酸素の量が１８０ｓｃｃｍ、水蒸気導入口６から供給する純水の量が１分間当たり６０ｍｇ、温度が２０℃、処理時間が３０秒である。
【００２５】
３０度傾斜時１８、４５度傾斜時１９、及び６０度傾斜時２０について、マスク１３の表面及び側面２面のレジストを測定し、傾斜のない水平な状態で測定した比較データ１７と比較する。
【００２６】
図３は、本発明である基板洗浄装置の評価について３０度での実験を示す図である。図４は、本発明である基板洗浄装置の評価について４５度での実験を示す図である。図５は、本発明である基板洗浄装置の評価について６０度での実験を示す図である。
【００２７】
３０度傾斜時１８は、ステージ１４ａの中央に石英製の支持台１４ｂを設置し、３０度傾けたマスク１３を支持台１４ｂで支える。ヘリコン波２ｄを上方から垂直に当てて、マスク１３の表面１３ａと端面１３ｂ、１３ｃのレジスト剥離量を測定する。
【００２８】
４５度傾斜時１９は、ステージ１４ａの中央に石英製の支持台１４ｂを設置し、４５度傾けたマスク１３を支持台１４ｂで支える。ヘリコン波２ｄを上方から垂直に当てて、マスク１３の表面１３ａと端面１３ｂ、１３ｃのレジスト剥離量を測定する。
【００２９】
６０度傾斜時２０は、ステージ１４ａの中央に石英製の支持台１４ｂを設置し、６０度傾けたマスク１３を支持台１４ｂで支える。ヘリコン波２ｄを上方から垂直に当てて、マスク１３の表面１３ａと端面１３ｂ、１３ｃのレジスト剥離量を測定する。
【００３０】
図６は、本発明である基板洗浄装置の評価について評価方法を示す図である。マスク１３の表面１３ａと、傾けた際に上側となる端面１３ｂと、端面１３ｂの隣りの端面１３ｃに比較評価用の測定ポイント１３ｄを設定する。
【００３１】
実験においては、マスク１３の表面１３ａ上に５点の測定ポイント１３ｄ、端面１３ｂ上に３点の測定ポイント１３ｄ、及び端面１３ｃ上に３点の測定ポイント１３ｄを設定し、レジストの量を測定する。
【００３２】
図７は、本発明である基板洗浄装置の評価について３０度での測定データを示す図である。図８は、本発明である基板洗浄装置の評価について４５度での測定データを示す図である。図９は、本発明である基板洗浄装置の評価について６０度での測定データを示す図である。
【００３３】
３０度傾斜時１８において、表面１３ａの第１の測定ポイント１３ｄを見ると、処理前のレジスト量は５６２１．５であり、３０秒間処理すると１４１２．１剥離されて４２０９．４となることから、１分間のアッシング率は２８２４．２となる。
【００３４】
表面１３ａの第１〜５の測定ポイント１３ｄにおける１分間のアッシング率を算出すると、２８２４．２、３０４６．４、２８０１、２７１７、２８７３であり、平均すると、２８５２．３２となる。
【００３５】
同様にして、端面１３ｂの第１〜３の測定ポイント１３ｄにおける平均アッシング率は３２１０．８６７となり、端面１３ｃの第１〜３の測定ポイント１３ｄにおける平均アッシング率は１７０４．４となる。
【００３６】
４５度傾斜時１９において、表面１３ａの第１の測定ポイント１３ｄを見ると、処理前のレジスト量は５７０２．１であり、３０秒間処理すると１５３９剥離されて４１６３．１となることから、１分間のアッシング率は１５３９となる。
【００３７】
表面１３ａの第１〜５の測定ポイント１３ｄにおける１分間のアッシング率を算出すると、３０７８、３２１６、３０５８、２９５４．８、３１２１であり、平均すると、３０８５．５６となる。
【００３８】
同様にして、端面１３ｂの第１〜３の測定ポイント１３ｄにおける平均アッシング率は４２１９となり、端面１３ｃの第１〜３の測定ポイント１３ｄにおける平均アッシング率は２０６１．０６７となる。
【００３９】
６０度傾斜時２０において、表面１３ａの第１の測定ポイント１３ｄを見ると、処理前のレジスト量は５５８５．１であり、３０秒間処理すると１６５９．３剥離されて３９２５．８となることから、１分間のアッシング率は３３１８．６となる。
【００４０】
表面１３ａの第１〜５の測定ポイント１３ｄにおける１分間のアッシング率を算出すると、３３１８．６、３１１５．２、３３０１、３４８７．２、３２６３であり、平均すると、３２９７となる。
【００４１】
同様にして、端面１３ｂの第１〜３の測定ポイント１３ｄにおける平均アッシング率は４６９７．０６７となり、端面１３ｃの第１〜３の測定ポイント１３ｄにおける平均アッシング率は２４７７．４となる。
【００４２】
図１０は、本発明である基板洗浄装置の評価について結果を示す図である。比較データ１７における表面１３ａのアッシング率は３２３０．９、端面１３ｂのアッシング率は２２９２．６、端面１３ｃのアッシング率は２２８７．５である。
【００４３】
それに対し、３０度傾斜時１８の評価データ２１については、表面１３ａのアッシング率は２８５２、端面１３ｂのアッシング率は３２１１、端面１３ｃのアッシング率は１７０４．４である。
【００４４】
また、４５度傾斜時１９の評価データ２１については、表面１３ａのアッシング率は３０８６、端面１３ｂのアッシング率は４２１９、端面１３ｃのアッシング率は２０６１．１である。
【００４５】
さらに、６０度傾斜時２０の評価データ２１については、表面１３ａのアッシング率は３２９７、端面１３ｂのアッシング率は４６９７、端面１３ｃのアッシング率は２４７７．４である。
【００４６】
マスク１３を傾けることでヘリコン波２ｄが当たりやすくなった端面１３ｂのアッシング率が角度を上げる度に飛躍的に向上する。ヘリコン波２ｄを斜めから照射することは、特定部位のアッシング率を向上させるのに効果的である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明である基板洗浄装置の図である。
【図２】本発明である基板洗浄装置の評価について実験方法を示す図である。
【図３】本発明である基板洗浄装置の評価について３０度での実験を示す図である。
【図４】本発明である基板洗浄装置の評価について４５度での実験を示す図である。
【図５】本発明である基板洗浄装置の評価について６０度での実験を示す図である。
【図６】本発明である基板洗浄装置の評価について評価方法を示す図である。
【図７】本発明である基板洗浄装置の評価について３０度での測定データを示す図である。
【図８】本発明である基板洗浄装置の評価について４５度での測定データを示す図である。
【図９】本発明である基板洗浄装置の評価について６０度での測定データを示す図である。
【図１０】本発明である基板洗浄装置の評価について結果を示す図である。
【図１１】従来の基板洗浄装置の図である。
【符号の説明】
【００４８】
１        基板洗浄装置
１ａ      基板洗浄装置
２        真空チャンバ
２ａ      上箱体
２ｂ      中枠体
２ｃ      下箱体
２ｄ      ヘリコン波
３        石英ベルジャー
４        マッチングボックス
５        酸素導入口
６        水蒸気導入口
７        マスク投入口
８        ゲートバルブ
９        真空配管
１０        圧力調整バルブ
１１        真空ポンプ
１２        マスク搬送機
１３        マスク
１３ａ      表面
１３ｂ      端面
１３ｃ      端面
１３ｄ      測定ポイント
１４        マスクホルダー
１４ａ      ステージ
１４ｂ      支持台
１５        回転軸
１６        回転機構
１７        比較データ
１８        ３０度傾斜時
１９        ４５度傾斜時
２０        ６０度傾斜時
２１        評価データ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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