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JP5674162B2 - Ashing method - Google Patents

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JP5674162B2
JP5674162B2 JP2012134366A JP2012134366A JP5674162B2 JP 5674162 B2 JP5674162 B2 JP 5674162B2 JP 2012134366 A JP2012134366 A JP 2012134366A JP 2012134366 A JP2012134366 A JP 2012134366A JP 5674162 B2 JP5674162 B2 JP 5674162B2
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reactive gas
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東野 秀史
秀史 東野
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Shibaura Mechatronics Corp
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Description

本発明は、アッシング方法およびアッシング装置に関し、特に、イオン注入時にマスクとして用いられたレジストをアッシングするのに適したアッシング装置およびアッシング方法に関する。   The present invention relates to an ashing method and an ashing apparatus, and more particularly to an ashing apparatus and an ashing method suitable for ashing a resist used as a mask during ion implantation.

プラズマを利用してレジストを除去するプラズマアッシング処理は、半導体や液晶ディスプレイをはじめとする各種の産業分野において広く利用されている。「アッシング」とは、具体的には、パターンを加工するエッチング時や、イオン注入(ion implantation:以下「インプラ」という)時のマスクとして用いられたレジストを、酸素プラズマなどとの反応により、例えばシリコン基板より分解除去するプロセスである。   Plasma ashing treatment that removes resist using plasma is widely used in various industrial fields including semiconductors and liquid crystal displays. Specifically, “ashing” means that a resist used as a mask at the time of etching to process a pattern or ion implantation (hereinafter referred to as “implantation”) is reacted with oxygen plasma, for example, It is a process of decomposing and removing from a silicon substrate.

ここで、インプラのマスクとしてレジストを用いた場合、当然のことながらレジスト自体にもイオンが注入されることになる。そのため、レジスト内部においては、レジスト表面のイオンが注入された変質層(硬化層)と、変質層の下のイオンが注入されていない未変質層(バルク層)とが存在することになる。   Here, when a resist is used as an implantation mask, it goes without saying that ions are also implanted into the resist itself. Therefore, in the resist, there are an altered layer (cured layer) in which ions on the resist surface are implanted, and an unmodified layer (bulk layer) in which ions below the altered layer are not implanted.

このような変質層は、通常のアッシングプロセスで用いられる酸素プラズマでは分解除去し難い。これは、インプラ時のイオン衝撃によってレジスト中の水素が離脱し、有機高分子が複雑にクロスリンクした構造となっているためである。またさらに、後に詳述する「ポッピング」という現象により、変質層の残渣が残りやすいという問題もある。   Such a deteriorated layer is difficult to decompose and remove with oxygen plasma used in a normal ashing process. This is because hydrogen in the resist is released by ion bombardment at the time of implantation, and the organic polymer is complicatedly linked. Furthermore, there is a problem that the residue of the deteriorated layer tends to remain due to a phenomenon called “popping” described in detail later.

そこで、変質層の除去とポッピングの抑制のために、変質層と未変質層とでアッシング条件(処理温度や反応性ガスの成分など)を変える技術が提案されている(特許文献1、2を参照)。   Therefore, in order to remove the altered layer and suppress popping, a technique for changing the ashing conditions (processing temperature, reactive gas components, etc.) between the altered layer and the unaltered layer has been proposed (see Patent Documents 1 and 2). reference).

しかしながら、特許文献1に開示された技術のように、ポッピングの発生を抑制するために変質層のアッシング温度を低くすると、アッシングレートが低下して生産性が低下するという新たな問題を生じる。また、特許文献2に開示された技術のように、変質層のアッシング温度を低く抑えてもアッシングレートを高くできるようにフッ素系のガスを添加すると、基板におけるイオン注入層などをもエッチングしてしまうおそれがある。   However, as in the technique disclosed in Patent Document 1, if the ashing temperature of the deteriorated layer is lowered to suppress the occurrence of popping, a new problem arises that the ashing rate is lowered and the productivity is lowered. Further, as in the technique disclosed in Patent Document 2, if a fluorine-based gas is added so that the ashing rate can be increased even if the ashing temperature of the deteriorated layer is kept low, the ion-implanted layer in the substrate is also etched. There is a risk that.

そのため、変質層を処理して微細孔を形成させることにより、ポッピングの発生を抑制しつつ変質層と未変質層とを同一条件でアッシングする技術が提案されている(特許文献3を参照)。   For this reason, a technique has been proposed in which the altered layer and the unaltered layer are ashed under the same conditions while suppressing the occurrence of popping by treating the altered layer to form micropores (see Patent Document 3).

しかしながら、特許文献1〜3に開示された技術ではポッピングの発生を完全には防止することができず、ポッピングが発生してしまった場合には、基板表面などの上に飛散した変質層の破片が残渣として残るおそれがあった。   However, the techniques disclosed in Patent Documents 1 to 3 cannot completely prevent the occurrence of popping, and if popping occurs, fragments of the altered layer scattered on the substrate surface or the like May remain as a residue.

また、レジストを分解除去する場合には酸素プラズマを用いるのが一般的であるが、酸素プラズマを用いた場合には、レジストに覆われていないイオンの注入面に酸化層が形成される場合がある。そして、アッシング後にSPM処理を行う場合には、この酸化層とともにイオン注入層の一部がエッチング除去されてしまい、いわゆる「膜減り」を生じることがある。このような膜減りが生じた場合には、イオン注入層の一部が失われるためにデバイス特性が悪化するという問題が生じるおそれがある。   In general, oxygen plasma is used to decompose and remove the resist. However, when oxygen plasma is used, an oxide layer may be formed on the ion implantation surface that is not covered with the resist. is there. When the SPM process is performed after ashing, a part of the ion implantation layer is etched away together with the oxide layer, and so-called “film reduction” may occur. When such film reduction occurs, a part of the ion implantation layer may be lost, which may cause a problem that device characteristics deteriorate.

特開平11−67738号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-67738 特開平5−275326号公報JP-A-5-275326 特開平11−233489号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-233489

本発明は、ポッピングの発生を抑制するとともに、ポッピングが発生してしまった場合には飛散した変質層の破片をも除去することができるアッシング方法提供する。 The present invention provides an ashing method that can suppress the occurrence of popping and can also remove spattered fragments of an altered layer when the popping has occurred.

本発明の一態様によれば、イオン注入により表面に形成された変質層とその下の未変質層とを有するレジストを除去するアッシング方法において
前記変質層における反応性ガスのプラズマに対する耐性と同じ耐性を有する塗布膜を、基板の前記レジストが形成された面を覆うように形成する工程と、
前記レジストと前記塗布膜とを前記反応性ガスを用いたプラズマ処理により除去する工程とを有し、
前記除去する工程において、前記プラズマ処理中に発生するポッピングによる変質層の破片をも、前記プラズマ処理により除去すること、を特徴とするアッシング方法が提供される。
According to one aspect of the present invention, the ashing method for removing a resist having an altered layer formed on the surface by ion implantation and the undegraded layer thereunder,
Forming a coating film having the same resistance to the reactive gas plasma in the altered layer so as to cover the surface of the substrate on which the resist is formed;
Removing the resist and the coating film by plasma treatment using the reactive gas;
In the removing step, there is provided an ashing method characterized in that debris of an altered layer caused by popping generated during the plasma treatment is also removed by the plasma treatment.

本発明によれば、ポッピングの発生を抑制するとともに、ポッピングが発生してしまった場合には飛散した変質層の破片をも除去することができるアッシング方法提供される。


ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while the generation | occurrence | production of popping is suppressed, the ashing method which can also remove the fragment of the altered layer which scattered when popping generate | occur | produces is provided.


本発明の第1の実施の形態に係るアッシング方法を例示するための模式工程断面図である。It is a typical process sectional view for illustrating the ashing method concerning a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施の形態に係るアッシング方法を例示するための模式工程断面図である。It is a typical process sectional view for illustrating the ashing method concerning a 1st embodiment of the present invention. インプラによる変質層の形成とポッピングの発生とを例示するための模式工程断面図である。It is a schematic process sectional view for illustrating formation of a deteriorated layer by implantation and occurrence of popping. ポッピングが発生した場合を例示するための模式断面図である。It is a schematic cross section for illustrating the case where popping generate | occur | produces. 本発明の第2の実施の形態に係るアッシング方法を例示するための模式行程断面図である。It is a typical process sectional view for illustrating the ashing method concerning a 2nd embodiment of the present invention. 比較例に係るアッシング方法について例示をするための模式行程断面図である。It is a schematic process sectional drawing for demonstrating about the ashing method which concerns on a comparative example. 本発明の第3の実施の形態に係るアッシング装置を例示するための模式断面図である。It is a schematic cross section for illustrating the ashing device concerning a 3rd embodiment of the present invention. 本発明の第4の実施の形態に係るアッシング装置を例示するための模式断面図である。It is a schematic cross section for illustrating the ashing device concerning a 4th embodiment of the present invention. 本発明の第5の実施の形態に係るアッシング装置を例示するための模式断面図である。FIG. 9 is a schematic cross-sectional view for illustrating an ashing device according to a fifth embodiment of the invention. 本発明の第6の実施の形態に係るアッシング装置を例示するための模式平面図である。FIG. 10 is a schematic plan view for illustrating an ashing device according to a sixth embodiment of the invention. 塗布装置を例示するための模式断面図である。It is a schematic cross section for illustrating a coating device. アッシングのみを行う除去装置を例示するための模式断面図である。It is a schematic cross section for illustrating the removal apparatus which performs only ashing.

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明をする。
尚、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
In addition, in each drawing, the same code | symbol is attached | subjected to the same component and detailed description is abbreviate | omitted suitably.

図1、図2は、本発明の第1の実施の形態に係るアッシング方法を例示するための模式工程断面図であり、図1は塗布工程、図2は除去工程を示している。
図1に示すように、インプラ後のシリコン基板1には、その表面にマスクとして形成されたレジストの未変質層(バルク層)3、インプラによりレジストの表面が変質した変質層4、インプラによりAs(ヒ素)やP(リン)などのイオンが注入されたイオン注入層2が形成されている。
本実施の形態においては、まず、図1に示すように、インプラ後のシリコン基板1の表面を覆うように塗布膜5を形成する。すなわち、インプラによる変質層4を有するレジストやイオン注入層2を覆うように塗布膜5を形成する。
1 and 2 are schematic process cross-sectional views for illustrating an ashing method according to the first embodiment of the present invention. FIG. 1 shows an application process, and FIG. 2 shows a removal process.
As shown in FIG. 1, a silicon substrate 1 after implantation has an unaltered layer (bulk layer) 3 of resist formed as a mask on the surface thereof, an altered layer 4 in which the resist surface has been altered by implantation, and As by the implantation. An ion-implanted layer 2 into which ions such as (arsenic) and P (phosphorus) are implanted is formed.
In the present embodiment, first, as shown in FIG. 1, a coating film 5 is formed so as to cover the surface of the silicon substrate 1 after the implantation. That is, the coating film 5 is formed so as to cover the resist having the altered layer 4 by the implantation and the ion implantation layer 2.

しかる後、図2に示すように、フッ素原子を有するガス(例えば、CF4など)を添加した反応性ガスを用いたプラズマアッシングを行い、高いアッシングレートで迅速なアッシングを行う。   Thereafter, as shown in FIG. 2, plasma ashing is performed using a reactive gas to which a gas having fluorine atoms (for example, CF 4) is added, and rapid ashing is performed at a high ashing rate.

以下、本実施の形態のかかるアッシング方法を詳細に説明する前に、変質層4を有するレジストをアッシングした場合に発生する「ポッピング」について説明をする。   Hereinafter, before explaining the ashing method according to the present embodiment in detail, “popping” that occurs when the resist having the altered layer 4 is ashed will be described.

図3は、インプラによる変質層の形成とポッピングの発生とを例示するための模式工程断面図である。
まず、図3(a)に示すように、シリコン基板1の表面にマスクとなるレジスト3aを所望の形状に形成させる。
次に、図3(b)に示すように、レジスト3aをマスクとしてインプラによりAs(ヒ素)やP(リン)などのイオン6を注入することでイオン注入層2を形成させる。この際、レジスト3aにもイオン6が注入されることになるので、レジスト3aの表面が変質して変質層4が形成されることになる。尚、変質層4の下には、未変質なレジストが未変質層3として残っている。
FIG. 3 is a schematic process cross-sectional view for illustrating formation of a deteriorated layer by implantation and occurrence of popping.
First, as shown in FIG. 3A, a resist 3a serving as a mask is formed on the surface of the silicon substrate 1 in a desired shape.
Next, as shown in FIG. 3B, the ion implantation layer 2 is formed by implanting ions 6 such as As (arsenic) and P (phosphorus) by implantation using the resist 3a as a mask. At this time, since the ions 6 are also implanted into the resist 3a, the surface of the resist 3a is altered and the altered layer 4 is formed. Note that an unmodified resist remains as the unmodified layer 3 under the modified layer 4.

次に、マスクであるレジスト3aをプラズマアッシング法を用いて除去する。この際、インプラによって変質層4が形成されたレジスト3aを高温でアッシングすると、レジストベーク温度(およそ100℃)を超えた時点において変質層4の下の未変質層3でガス9が発生する(図3(c)参照)。発生したガスは変質層4によって逃げ場を塞がれ、未変質層3における圧力が高くなり、やがて図3(c)に示すような爆発を起こす。これが「ポッピング」と呼ばれる現象である。ポッピングが発生すると変質層4の一部が破片4aとなり周辺に飛び散り付着する。破片4aは、変質層4の一部であるためアッシングに通常用いられる酸素プラズマによる除去がし難い。そのため、アッシングを続行しても図3(d)に示すように、飛び散った破片4aの一部が残渣として残る場合がある。   Next, the resist 3a which is a mask is removed using a plasma ashing method. At this time, if the resist 3a on which the altered layer 4 is formed by implantation is ashed at a high temperature, the gas 9 is generated in the unaltered layer 3 below the altered layer 4 when the resist baking temperature (approximately 100 ° C.) is exceeded ( (Refer FIG.3 (c)). The generated gas blocks the escape zone by the altered layer 4, and the pressure in the unaltered layer 3 becomes high, causing an explosion as shown in FIG. This is a phenomenon called “popping”. When popping occurs, a part of the altered layer 4 becomes a fragment 4a and scatters and adheres to the periphery. Since the debris 4a is a part of the deteriorated layer 4, it is difficult to remove the debris 4a by oxygen plasma that is usually used for ashing. Therefore, even if ashing is continued, as shown in FIG. 3D, a part of the scattered pieces 4a may remain as a residue.

このような残渣がシリコン基板1の表面に残ると半導体装置の製造の歩留まりを低下させる要因となる。また、近年の微細化された回路パターンでは、ポッピング時の衝撃で近接する回路パターンが破壊されて半導体装置の製造の歩留まりを低下させる要因ともなる。   If such a residue remains on the surface of the silicon substrate 1, it causes a reduction in the manufacturing yield of the semiconductor device. Further, in recent miniaturized circuit patterns, adjacent circuit patterns are destroyed by an impact at the time of popping, which causes a decrease in the manufacturing yield of semiconductor devices.

本発明者は検討の結果、インプラ後のシリコン基板の表面を塗布膜で覆い、これをアッシングするようにすれば、その補強効果によりポッピングの発生を抑制することができ、かつ、ポッピングが発生してしまった場合であっても飛散した変質層の破片を残渣として残ることなく除去することができるとの知見を得た。   As a result of the investigation, if the surface of the silicon substrate after the implantation is covered with a coating film and ashed, the generation of popping can be suppressed by the reinforcing effect, and popping occurs. It was found that even if it was, the debris of the altered layer that was scattered could be removed without remaining as a residue.

以下、これらの点について図1、図2を参照しつつ説明する。
本実施の形態に係るアッシング方法においては、まず、図1に示すように、インプラ後のシリコン基板1の表面を覆うように塗布膜5を形成させる。
塗布膜5の材質としては、反応性ガスのプラズマに対する耐性が変質層4と同等またはそれより若干低いものを選択することが好ましい。すなわち、変質層4のアッシングレートと同等またはそれより若干高いものを選択することが好ましい。
Hereinafter, these points will be described with reference to FIGS.
In the ashing method according to the present embodiment, first, as shown in FIG. 1, a coating film 5 is formed so as to cover the surface of the silicon substrate 1 after the implantation.
As a material for the coating film 5, it is preferable to select a material having a resistance to plasma of a reactive gas equal to or slightly lower than that of the altered layer 4. That is, it is preferable to select one that is equal to or slightly higher than the ashing rate of the altered layer 4.

反応性ガスのプラズマに対する耐性が高すぎるとレジストが先に除去されてしまうので、イオン注入層2の上に塗布膜5が残ってしまうおそれがある。また、反応性ガスのプラズマに対する耐性が低すぎるとレジストより先に塗布膜5が除去されてしまうので、後述する塗布膜5による補強や飛散した変質層4の破片4aの除去ができなくなるおそれがある。   If the resistance of the reactive gas to the plasma is too high, the resist is removed first, so that the coating film 5 may remain on the ion implantation layer 2. In addition, if the resistance of the reactive gas to plasma is too low, the coating film 5 is removed before the resist, so that there is a possibility that reinforcement by the coating film 5 described later and removal of the scattered debris 4a of the altered layer 4 cannot be performed. is there.

ここで、塗布膜5の材質としては、ポリイミド樹脂、ノボラック樹脂、ポリヒドロキシスチレン樹脂、アクリル樹脂、シロキサン樹脂、シルセスキオキサン樹脂、ポリシクロオレフィン樹脂などを基本骨格とする高分子材料などを例示することができる。ただし、これらに限定されるわけではなく、反応性ガスのプラズマに対する耐性が変質層4と同等またはそれより若干低いものを適宜選択することができる。   Here, examples of the material of the coating film 5 include polymer materials having a basic skeleton of polyimide resin, novolac resin, polyhydroxystyrene resin, acrylic resin, siloxane resin, silsesquioxane resin, polycycloolefin resin, and the like. can do. However, the present invention is not limited to these, and the reactive gas having a resistance to plasma equivalent to or slightly lower than that of the altered layer 4 can be appropriately selected.

また、塗布膜5の形成方法(塗布法)としては、シリコン基板1を回転させながらシリコン基板1の表面に、例えば、前記の高分子材料を溶媒で溶解させたもの(以下、塗布溶液という)を供給して、遠心力で均一な膜を形成させるスピンコート法、シリコン基板1を低速回転させながらシリコン基板1の外周部分から中心部に向かって、例えば、塗布溶液を霧状に噴霧して均一な薄膜を形成させるスプレーコート法、シリコン基板1の表面を、例えば、塗布溶液に浸漬させてから引き上げるディップコータ法、スリットから、例えば、塗布溶液を押し出してシリコン基板1上に塗布するスリットダイコータ法 、カーテン状に、例えば、塗布溶液を吐出させてシリコン基板1上に塗布するカーテンコータ法、ロールの表面に、例えば、塗布溶液の膜を形成させて、これをシリコン基板1上に転写するロールコータ法、インクジェットにより、例えば、塗布溶液の液滴を吐出させてシリコン基板1上に塗布するインクジェット法などの各種の塗布方法を適用させることができる。   As a method for forming the coating film 5 (coating method), for example, the above-described polymer material is dissolved in a solvent on the surface of the silicon substrate 1 while rotating the silicon substrate 1 (hereinafter referred to as a coating solution). A spin coating method in which a uniform film is formed by centrifugal force, and, for example, a coating solution is sprayed in the form of a mist from the outer peripheral portion of the silicon substrate 1 toward the center while rotating the silicon substrate 1 at a low speed. For example, a spray coating method for forming a uniform thin film, a dip coater method in which the surface of the silicon substrate 1 is dipped in a coating solution and then pulled up, for example, a slit die coater for extruding a coating solution from a slit and coating it on the silicon substrate 1 For example, a curtain coater method in which a coating solution is discharged onto a silicon substrate 1 in the form of a curtain. Various coating methods such as a roll coater method in which a liquid film is formed and transferred onto the silicon substrate 1, and an inkjet method in which, for example, droplets of a coating solution are ejected and applied onto the silicon substrate 1 by inkjet. Can be applied.

また、シリコン基板1上に、塗布溶液を塗布した後に、これを乾燥させる工程を設けるようにすることもできる。この場合、高温で乾燥させることもできるが、常温下や減圧環境下での乾燥を行うこともできる。このような乾燥工程を設けるものとすれば、塗布膜5の強度を上げることができるので、後述する、塗布膜5による補強効果を向上させることができる。尚、例えば、塗布溶液の性質や塗膜の強度などによっては、乾燥工程を省くようにすることもできる。   Moreover, after apply | coating a coating solution on the silicon substrate 1, the process of drying this can also be provided. In this case, drying can be performed at a high temperature, but drying can also be performed at room temperature or in a reduced pressure environment. If such a drying step is provided, the strength of the coating film 5 can be increased, so that the reinforcing effect by the coating film 5 described later can be improved. For example, depending on the properties of the coating solution and the strength of the coating film, the drying step can be omitted.

次に、図2に示すように、反応性ガスを用いたプラズマアッシングを行う。
まず、図2(a)に示す状態(図1と同じ)より、反応性ガスを用いたプラズマアッシングを行い塗布膜5を除去する。この場合、未変質層3や変質層4は塗布膜5により覆われるようにして補強されているので、レジストベーク温度(およそ100℃)を超えるような高温でアッシングをしてもポッピングが生じるおそれがない。また、イオン注入層2も塗布膜5で覆われ保護されているので、フッ素原子を有するガス(例えば、CF4など)が添加されたアッシングレートの高い反応性ガスを用いるものとしても、イオン注入層2が損傷するおそれもない。そのため、アッシングレートの高い迅速なアッシングをすることができる。
Next, as shown in FIG. 2, plasma ashing using a reactive gas is performed.
First, from the state shown in FIG. 2A (same as FIG. 1), plasma ashing using a reactive gas is performed to remove the coating film 5. In this case, since the unmodified layer 3 and the modified layer 4 are reinforced by being covered with the coating film 5, popping may occur even if ashing is performed at a high temperature exceeding the resist baking temperature (approximately 100 ° C.). There is no. Further, since the ion implantation layer 2 is also covered and protected by the coating film 5, the ion implantation layer may be a reactive gas having a high ashing rate to which a gas having fluorine atoms (for example, CF4) is added. There is also no risk of damage to 2. Therefore, quick ashing with a high ashing rate can be performed.

この場合のアッシングの条件を例示するものとすれば、例えば、基板温度を200℃程度、圧力を20Pa程度、反応性ガスを酸素(O2)ガスとCF4ガスの混合ガスとし、その混合比を酸素(O2)ガス:CF4ガス=20:1程度とすることができる。ただし、これらのアッシング条件に限定されるわけではなく、適宜変更することができる。   As an example of the ashing conditions in this case, for example, the substrate temperature is about 200 ° C., the pressure is about 20 Pa, the reactive gas is a mixed gas of oxygen (O 2) gas and CF 4 gas, and the mixing ratio is oxygen (O2) gas: CF4 gas = about 20: 1. However, it is not necessarily limited to these ashing conditions, and can be changed as appropriate.

そして、図2(b)に示すように、変質層4の上面が露出するまで塗布膜5の除去が行われると、次には、変質層4と塗布膜5との除去が行われる。この場合、塗布膜5の反応性ガスのプラズマに対する耐性は、変質層4と同等または若干低いもの(変質層4のアッシングレートと同等または若干高いもの)とされているため、変質層4と塗布膜5との除去がほぼ同時、あるいは、塗布膜5の方が若干速く進むことになる。   Then, as shown in FIG. 2B, when the coating film 5 is removed until the upper surface of the altered layer 4 is exposed, the altered layer 4 and the coated film 5 are next removed. In this case, the resistance of the coating film 5 to the plasma of the reactive gas is equal to or slightly lower than that of the altered layer 4 (same or slightly higher than the ashing rate of the altered layer 4). The removal with the film 5 proceeds almost simultaneously, or the coating film 5 proceeds slightly faster.

この場合、レジスト側面側の変質層4は塗布膜5により覆われるようにして補強されているので、レジスト側面側にポッピングが発生することはない。
また、アッシングによる熱は、直接的にはレジスト上面側の変質層4から未変質層3に伝わり、レジスト側面側の変質層4からは熱伝達の悪い塗布膜5(例えば、高分子材料など)を介して間接的に未変質層3に伝わることになる。そのため、未変質層3の温度上昇を遅らせることができる。その結果、未変質層3の温度が所定の温度に達する前に変質層4の除去をすることができるので、未変質層3の圧力上昇を抑えることができ、レジスト上面側からのポッピングの発生も抑制することができる。この場合、レジスト上面側の変質層4の一部に孔があく程度に除去が進んだ時点でも、未変質層3の内部で発生したガスを逃がすことができる。
In this case, the altered layer 4 on the side surface of the resist is reinforced so as to be covered with the coating film 5, so that no popping occurs on the side surface of the resist.
Further, heat due to ashing is directly transmitted from the altered layer 4 on the resist upper surface side to the unaltered layer 3, and from the altered layer 4 on the resist side surface side, a coating film 5 (for example, a polymer material) having poor heat transfer. It is transmitted to the unmodified layer 3 indirectly through the. Therefore, the temperature rise of the unmodified layer 3 can be delayed. As a result, the altered layer 4 can be removed before the temperature of the unaltered layer 3 reaches a predetermined temperature, so that an increase in the pressure of the unaltered layer 3 can be suppressed and occurrence of popping from the resist upper surface side. Can also be suppressed. In this case, the gas generated inside the unaltered layer 3 can be released even when the removal progresses to such a degree that a hole is formed in a part of the altered layer 4 on the resist upper surface side.

このように、本実施の形態によれば、ポッピングの発生を大幅に抑制することができる。   Thus, according to the present embodiment, the occurrence of popping can be significantly suppressed.

図4は、ポッピングが発生した場合を例示するための模式断面図である。
尚、図1、図2と同様の部分には同じ符号を付し、その説明は省略する。
図4に示すように、レジスト上面側でポッピングが発生した場合には、変質層4の一部が破片4aとなり周囲に飛び散る。ところが本実施の形態において、その破片4aは塗布膜5の上には付着するが、塗布膜5で覆われているイオン注入層2の上には付着することがない。また、破片4aの下方には厚みの厚い塗布膜5があるので、除去がし難い破片4aであっても除去(アッシング)に充分な時間をとれることになる。そのため、アッシングを続行することで、飛び散った変質層4の破片4aを塗布膜5とともに除去することができ残渣が残ることを防止することができる。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view for illustrating the case where popping occurs.
1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
As shown in FIG. 4, when popping occurs on the resist upper surface side, a part of the altered layer 4 becomes a fragment 4a and scatters around. However, in this embodiment, the debris 4a adheres to the coating film 5, but does not adhere to the ion implantation layer 2 covered with the coating film 5. Further, since the thick coating film 5 exists below the fragments 4a, even if the fragments 4a are difficult to remove, sufficient time can be taken for removal (ashing). Therefore, by continuing the ashing, the spattered debris 4a of the altered layer 4 can be removed together with the coating film 5, and the residue can be prevented from remaining.

次に、図2(c)に示すように、未変質層3、変質層4、塗布膜5の除去がシリコン基板1の表面近くまで進んだ時点で、シリコン基板1に対する損傷がより少ない反応性ガス(アッシングレートがより低い反応性ガス)に切り替える。このようにすれば、シリコン基板1に対する損傷を抑制することができ、例えば、配線幅の狭い品種であっても製品の歩留まりを向上させることができる。シリコン基板1に対する損傷がより少ない反応性ガスはアッシングレートが低いので、処理時間は長くなる。しかしながら、本実施の形態においては、シリコン基板1の表面近くまでアッシングレートの高い反応性ガスを用いたアッシングをしているので、生産性の低下を最小限に抑制することができる。尚、反応性ガスの切替は、例えば、時間管理により行うことができる。   Next, as shown in FIG. 2C, when the removal of the unaltered layer 3, the altered layer 4, and the coating film 5 proceeds to the vicinity of the surface of the silicon substrate 1, the reactivity with less damage to the silicon substrate 1 Switch to gas (reactive gas with lower ashing rate). In this way, damage to the silicon substrate 1 can be suppressed, and for example, the yield of products can be improved even if the product has a narrow wiring width. Since the reactive gas with less damage to the silicon substrate 1 has a low ashing rate, the processing time becomes long. However, in the present embodiment, the ashing using the reactive gas having a high ashing rate is performed up to the vicinity of the surface of the silicon substrate 1, so that a decrease in productivity can be suppressed to the minimum. Note that switching of the reactive gas can be performed by time management, for example.

この場合のアッシングの条件を例示するものとすれば、例えば、基板温度を200℃程度、圧力を20Pa程度、反応性ガスを酸素(O2)ガスとすることができる。ただし、これらのアッシング条件に限定されるわけではなく、適宜変更することができる。   If the ashing conditions in this case are exemplified, for example, the substrate temperature can be about 200 ° C., the pressure can be about 20 Pa, and the reactive gas can be oxygen (O 2) gas. However, it is not necessarily limited to these ashing conditions, and can be changed as appropriate.

このように、酸素ガスよりもアッシングレートの高いガスを反応性ガスとして用いた第1の工程と、酸素ガスを反応性ガスとして用いた第2の工程とを備えることで、より損傷の少ないアッシングを行うことができる。   As described above, ashing with less damage is provided by including the first step using a gas having a higher ashing rate than oxygen gas as a reactive gas and the second step using oxygen gas as a reactive gas. It can be performed.

尚、反応性ガスの切替は必ずしも必要ではなく、例えば、処理時間の短縮が優先されるような品種においては、前述のフッ素原子を有するガスが添加されたアッシングレートの高い反応性ガスを用いたアッシングを続行することもできる。   Note that it is not always necessary to switch the reactive gas. For example, in a product whose priority is to shorten the processing time, a reactive gas having a high ashing rate to which the above-described gas having fluorine atoms is added is used. You can also continue ashing.

次に、図2(d)に示すように、未変質層3、変質層4、塗布膜5の除去がシリコン基板1の表面まで進んだ時点でアッシングを終了させる。この場合、アッシングに伴う分解物などに起因する光の強度の変化などによりアッシングの終点を検出することができる。ただし、終点検出はこれに限定されるわけではなく、例えば、ラジカル濃度の変化、高周波電力などの変化、シリコン基板の温度変化などにより終点を検出するようにすることもできる。   Next, as shown in FIG. 2D, ashing is terminated when the removal of the unaltered layer 3, the altered layer 4, and the coating film 5 proceeds to the surface of the silicon substrate 1. In this case, the end point of ashing can be detected by a change in light intensity caused by a decomposed product accompanying ashing. However, the end point detection is not limited to this. For example, the end point can be detected by a change in radical concentration, a change in high frequency power, a temperature change of the silicon substrate, or the like.

本実施の形態に係るアッシング方法によれば、ポッピングの発生を抑制するとともに、仮にポッピングが発生してしまった場合には飛散した変質層4の破片4aをも除去することができる。その結果、高温下でアッシングレートの高い反応性ガスを用いたアッシングを行うことが可能となり、製品の歩留まりを向上させつつ生産性をも向上させることができるようになる。
また、シリコン基板1に対する損傷がより少ない反応性ガスはアッシングレートが低いものが多いが、アッシングレートの高いガスを前工程に用いることができるので生産性の低下を抑制しつつ、シリコン基板1に対する損傷を抑制することができる。
According to the ashing method according to the present embodiment, the occurrence of popping can be suppressed, and if the popping has occurred, the scattered debris 4a of the altered layer 4 can also be removed. As a result, it is possible to perform ashing using a reactive gas having a high ashing rate at a high temperature, and it is possible to improve productivity while improving product yield.
Although many reactive gases with less damage to the silicon substrate 1 have a low ashing rate, a gas with a high ashing rate can be used in the previous process, so that a decrease in productivity is suppressed and the silicon substrate 1 is not damaged. Damage can be suppressed.

次に、本発明の他の実施の形態に係るアッシング方法について説明をする。
図5は、本発明の第2の実施の形態に係るアッシング方法を例示するための模式行程断面図である。
また、図6は、比較例に係るアッシング方法について例示をするための模式行程断面図である。
Next, an ashing method according to another embodiment of the present invention will be described.
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view for illustrating an ashing method according to the second embodiment of the invention.
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view for illustrating the ashing method according to the comparative example.

まず、図6に例示をする比較例に係るアッシング方法について説明をする。
図6(a)に示すように、シリコン基板1の表面に形成されたレジスト3aをマスクとしてインプラによりAs(ヒ素)やP(リン)などのイオン6を注入することでイオン注入層2を形成させる。この際、レジスト3aにもイオン6が注入されることになるので、レジスト3aの表面が変質して変質層4が形成されることになる。尚、変質層4の下には、未変質なレジストが未変質層3として残っている。
First, an ashing method according to a comparative example illustrated in FIG. 6 will be described.
As shown in FIG. 6A, an ion implantation layer 2 is formed by implanting ions 6 such as As (arsenic) and P (phosphorus) by implantation using a resist 3a formed on the surface of the silicon substrate 1 as a mask. Let At this time, since the ions 6 are also implanted into the resist 3a, the surface of the resist 3a is altered and the altered layer 4 is formed. Note that an unmodified resist remains as the unmodified layer 3 under the modified layer 4.

次に、図6(b)に示すように、マスクであるレジスト3aをプラズマアッシング法を用いて除去する。この際、反応性ガスとして酸素原子を含むガスを用いるものとすれば、レジストに覆われていないイオンの注入面に酸化層が形成される。また、レジストに覆われていた部分であっても、レジストが除去された後に酸化層が形成される場合がある。そのため、図6(b)に示すように、シリコン基板1の表面に酸化層1aが形成されることになる。   Next, as shown in FIG. 6B, the resist 3a as a mask is removed by using a plasma ashing method. At this time, if a gas containing oxygen atoms is used as the reactive gas, an oxide layer is formed on the ion implantation surface not covered with the resist. Further, even in a portion covered with the resist, an oxide layer may be formed after the resist is removed. Therefore, an oxide layer 1a is formed on the surface of the silicon substrate 1, as shown in FIG.

ここで、プラズマアッシング法によりレジスト3aが除去された後に、硫酸と過酸化水素水との混合液によるSPM処理が行われる場合がある。
そして、シリコン基板1の表面に酸化層1aが形成されたものをSPM処理した場合には、図6(c)に示すように、シリコン基板1の表面の酸化層1aとともにイオン注入層2の酸化層1aがエッチング除去されてしまい、いわゆる「膜減り」を生じることがある。
このような膜減りが生じた場合には、イオン注入層2の表層が失われるためにデバイス特性が悪化するおそれがある。
Here, after the resist 3a is removed by the plasma ashing method, an SPM process using a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide solution may be performed.
Then, when the surface of the silicon substrate 1 having the oxide layer 1a formed thereon is subjected to SPM treatment, the ion implantation layer 2 is oxidized together with the oxide layer 1a on the surface of the silicon substrate 1 as shown in FIG. The layer 1a may be etched away, resulting in so-called “film loss”.
When such film reduction occurs, the surface layer of the ion implantation layer 2 is lost, so that device characteristics may be deteriorated.

次に、図5に戻って本実施の形態にかかるアッシング方法について説明をする。
まず、図5(a)に示すように、インプラ後のシリコン基板1の表面を覆うように塗布膜5を形成させる。
次に、反応性ガスを用いたプラズマアッシングを行い塗布膜5を除去する。この場合、図2において説明をしたものと同様に、未変質層3や変質層4は塗布膜5により覆われるようにして補強されているので、レジストベーク温度(およそ100℃)を超えるような高温でアッシングをしてもポッピングが生じるおそれがない。また、イオン注入層2も塗布膜5で覆われ保護されているので、フッ素原子を有するガス(例えば、CF4など)が添加されたアッシングレートの高い反応性ガスを用いるものとしても、イオン注入層2が損傷するおそれもない。そのため、アッシングレートの高い迅速なアッシングをすることができる。
尚、ポッピング発生の抑制や、ポッピング発生の際に飛散した変質層の破片を除去できることなどについては、図2や図4において説明をしたものと同様のためこれらの説明は省略する。
Next, returning to FIG. 5, the ashing method according to the present embodiment will be described.
First, as shown in FIG. 5A, a coating film 5 is formed so as to cover the surface of the silicon substrate 1 after the implantation.
Next, plasma ashing using a reactive gas is performed to remove the coating film 5. In this case, the unmodified layer 3 and the modified layer 4 are reinforced so as to be covered with the coating film 5 in the same manner as described in FIG. 2, so that the resist baking temperature (approximately 100 ° C.) is exceeded. There is no risk of popping even if ashing is performed at a high temperature. Further, since the ion implantation layer 2 is also covered and protected by the coating film 5, the ion implantation layer may be a reactive gas having a high ashing rate to which a gas having fluorine atoms (for example, CF4) is added. There is also no risk of damage to 2. Therefore, quick ashing with a high ashing rate can be performed.
Note that the suppression of the occurrence of popping and the removal of debris from the altered layer that has been scattered at the time of the occurrence of popping are the same as those described with reference to FIG. 2 and FIG.

この場合のアッシングの条件を例示するものとすれば、例えば、基板温度を200℃程度、圧力を20Pa程度、反応性ガスを酸素(O2)ガスとCF4ガスの混合ガスとし、その混合比を酸素(O2)ガス:CF4ガス=20:1程度とすることができる。ただし、これらのアッシング条件に限定されるわけではなく、適宜変更することができる。   As an example of the ashing conditions in this case, for example, the substrate temperature is about 200 ° C., the pressure is about 20 Pa, the reactive gas is a mixed gas of oxygen (O 2) gas and CF 4 gas, and the mixing ratio is oxygen (O2) gas: CF4 gas = about 20: 1. However, it is not necessarily limited to these ashing conditions, and can be changed as appropriate.

次に、図5(b)に示すように、未変質層3、変質層4、塗布膜5の除去がシリコン基板1の表面近くまで進んだ時点で、シリコン基板1に対する損傷がより少なく、かつ、酸化層1aが形成されにくい反応性ガスに切り替える。このようにすれば、シリコン基板1に対する損傷と酸化層1aの形成(ひいてはイオン注入層2の膜減り)を抑制することができる。そのため、配線幅の狭い品種であってもデバイス特性を悪化させることがないので、製品の歩留まりを向上させることができる。シリコン基板1に対する損傷がより少なく、かつ、酸化層1aが形成されにくい反応性ガスはアッシングレートが低いので、処理時間は長くなる。しかしながら、本実施の形態においては、シリコン基板1の表面近くまでアッシングレートの高い反応性ガスを用いたアッシングをしているので、生産性の低下を最小限に抑制することができる。尚、反応性ガスの切替は、例えば、時間管理により行うことができる。
シリコン基板1に対する損傷がより少なく、かつ、酸化層1aが形成されにくい反応性ガスとしては、例えば、水素原子を含んだガス(例えば、水素ガスやアンモニア(NH3)ガス、水素ガスと不活性ガスなどとの混合ガスなど)などを例示することができる。
Next, as shown in FIG. 5B, when the removal of the unaltered layer 3, the altered layer 4, and the coating film 5 has progressed to the vicinity of the surface of the silicon substrate 1, damage to the silicon substrate 1 is less, and Then, switching to a reactive gas in which the oxide layer 1a is difficult to be formed. In this way, damage to the silicon substrate 1 and formation of the oxide layer 1a (and hence film reduction of the ion implantation layer 2) can be suppressed. For this reason, even if the product has a narrow wiring width, the device characteristics are not deteriorated, so that the product yield can be improved. Since the reactive gas that causes less damage to the silicon substrate 1 and is less likely to form the oxide layer 1a has a low ashing rate, the processing time becomes long. However, in the present embodiment, the ashing using the reactive gas having a high ashing rate is performed up to the vicinity of the surface of the silicon substrate 1, so that a decrease in productivity can be suppressed to the minimum. Note that switching of the reactive gas can be performed by time management, for example.
Examples of the reactive gas that causes less damage to the silicon substrate 1 and is less likely to form the oxide layer 1a include, for example, a gas containing hydrogen atoms (for example, hydrogen gas, ammonia (NH 3) gas, hydrogen gas, and inert gas). Etc.) and the like.

この場合のアッシングの条件を例示するものとすれば、例えば、基板温度を200℃程度、圧力を20Pa程度、反応性ガスを水素原子を含んだガス(例えば、水素ガスやアンモニア(NH3)ガス、水素ガスと不活性ガスなどとの混合ガスなど)とすることができる。   As an example of the ashing conditions in this case, for example, the substrate temperature is about 200 ° C., the pressure is about 20 Pa, the reactive gas is a gas containing hydrogen atoms (for example, hydrogen gas or ammonia (NH 3) gas, A mixed gas of hydrogen gas and inert gas or the like.

このように、酸素ガスよりもアッシングレートの高いガスを反応性ガスとして用いた第1の工程と、シリコン基板1に対する損傷がより少なく、かつ、酸化層1aが形成されにくい反応性ガスを用いた第2の工程とを備えることで、損傷と酸化層1aの形成がより少ないアッシングを行うことができる。
なお、シリコン基板1に対する損傷がより少なく、かつ、酸化層1aが形成されにくい反応性ガス(例えば、水素原子を含んだガス(例えば、水素ガスやアンモニア(NH3)ガス、水素ガスと不活性ガスなどとの混合ガスなど))を用いて全行程のアッシングを行うこともできる。そのようにすれば、シリコン基板1に対する損傷を確実に抑制することができる。ただし、生産性の観点からは前述した2段階の工程を行うようにすることが好ましい。
As described above, the first step using the gas having a higher ashing rate than the oxygen gas as the reactive gas, and the reactive gas that causes less damage to the silicon substrate 1 and hardly forms the oxide layer 1a are used. By providing the second step, it is possible to perform ashing with less damage and formation of the oxide layer 1a.
Note that a reactive gas (for example, a gas containing hydrogen atoms (for example, hydrogen gas or ammonia (NH 3) gas, hydrogen gas and inert gas) is less likely to damage the silicon substrate 1 and the oxide layer 1a is not easily formed. Ashing of the whole process can also be performed using a mixed gas etc.)). By doing so, damage to the silicon substrate 1 can be reliably suppressed. However, from the viewpoint of productivity, it is preferable to perform the two-stage process described above.

次に、図5(c)に示すように、未変質層3、変質層4、塗布膜5の除去がシリコン基板1の表面まで進んだ時点でアッシングを終了させる。この場合、アッシングに伴う分解物などに起因する光の強度の変化などによりアッシングの終点を検出することができる。
ただし、終点検出はこれに限定されるわけではなく、例えば、ラジカル濃度の変化、高周波電力などの変化、シリコン基板の温度変化などにより終点を検出するようにすることもできる。
Next, as shown in FIG. 5C, ashing is terminated when the removal of the unaltered layer 3, the altered layer 4, and the coating film 5 proceeds to the surface of the silicon substrate 1. In this case, the end point of ashing can be detected by a change in light intensity caused by a decomposed product accompanying ashing.
However, the end point detection is not limited to this. For example, the end point can be detected by a change in radical concentration, a change in high frequency power, a temperature change of the silicon substrate, or the like.

本実施の形態に係るアッシング方法によれば、ポッピングの発生を抑制するとともに、仮にポッピングが発生してしまった場合には飛散した変質層4の破片4aをも除去することができる。その結果、高温下でアッシングレートの高い反応性ガスを用いたアッシングを行うことが可能となる。
また、シリコン基板1に対する損傷がより少なく、かつ、酸化層1aが形成されにくい反応性ガスを用いたアッシングを行うことで、シリコン基板1の表面に酸化層1aが形成されることを抑制することができる。そのため、アッシングの後に硫酸と過酸化水素水の混合液によるSPM処理が行われる場合には、イオン注入層2の膜減りを抑制することができる。この場合、シリコン基板1に対する損傷がより少なく、かつ、酸化層1aが形成されにくい反応性ガスはアッシングレートが低いものが多いが、アッシングレートの高いガスを前工程に用いることができるので生産性の低下を抑制することができる。
そのため、配線幅のより狭い品種であっても製品の歩留まりを向上させつつ生産性をも向上させることができるようになる。
According to the ashing method according to the present embodiment, the occurrence of popping can be suppressed, and if the popping has occurred, the scattered debris 4a of the altered layer 4 can also be removed. As a result, it is possible to perform ashing using a reactive gas having a high ashing rate at a high temperature.
In addition, by performing ashing using a reactive gas that causes less damage to the silicon substrate 1 and is difficult to form the oxide layer 1a, the formation of the oxide layer 1a on the surface of the silicon substrate 1 is suppressed. Can do. Therefore, when the SPM process with the mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide solution is performed after ashing, film loss of the ion implantation layer 2 can be suppressed. In this case, most of the reactive gases that cause less damage to the silicon substrate 1 and are less likely to form the oxide layer 1a have a low ashing rate. However, since a gas having a high ashing rate can be used in the previous process, the productivity is high. Can be suppressed.
Therefore, it is possible to improve the productivity while improving the yield of the product even if the product has a narrower wiring width.

次に、本実施の形態に係るアッシング方法を用いることができるアッシング装置について説明をする。
図7は、本発明の第3の実施の形態に係るアッシング装置を例示するための模式断面図である。
図7に示すように、アッシング装置10には、処理容器11が設けられている。そして、処理容器11の天井の中央部付近には開孔11aが設けられ、開孔11aを覆うようにプラズマ発生手段12が設けられている。また、プラズマ発生手段12の近傍には、塗布手段13が設けられている。
Next, an ashing apparatus that can use the ashing method according to this embodiment will be described.
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view for illustrating an ashing device according to a third embodiment of the invention.
As shown in FIG. 7, the ashing device 10 is provided with a processing container 11. An opening 11a is provided in the vicinity of the center of the ceiling of the processing container 11, and plasma generating means 12 is provided so as to cover the opening 11a. A coating unit 13 is provided in the vicinity of the plasma generating unit 12.

処理容器11の側壁の上部には、シリコン基板1の搬入搬出をするための開孔11bが設けられ、開孔11bを気密に開閉可能な開閉扉14が設けられている。また、側壁の下部には、処理容器11内の排気をするための開孔11cが設けられ、開孔11cを気密に開閉可能な開閉手段15が設けられている。また、開孔11cは、図示しない真空ポンプなどの排気手段と接続され、処理容器11内を所望の圧力に減圧可能となっている。   An opening 11b for loading and unloading the silicon substrate 1 is provided on the upper side wall of the processing container 11, and an opening / closing door 14 capable of opening and closing the opening 11b in an airtight manner is provided. In addition, an opening 11c for exhausting the inside of the processing container 11 is provided at a lower portion of the side wall, and an opening / closing means 15 capable of opening and closing the opening 11c in an airtight manner is provided. The opening 11c is connected to an exhaust means such as a vacuum pump (not shown) so that the inside of the processing container 11 can be depressurized to a desired pressure.

処理容器11の底面には、塗布後の廃液(例えば、残余の塗布溶液)を排出するための開孔11dが設けられ、開孔11dを気密に開閉可能な開閉手段16が設けられている。
また、開孔11dは、図示しない廃液タンクなどの廃棄手段と接続され、処理容器11内の廃液が廃棄可能となっている。
On the bottom surface of the processing container 11, an opening 11 d for discharging a waste liquid after application (for example, remaining coating solution) is provided, and an opening / closing means 16 that can open and close the opening 11 d is provided.
Further, the opening 11d is connected to a discarding means such as a waste liquid tank (not shown) so that the waste liquid in the processing container 11 can be discarded.

処理容器11内には、開孔11aに対向するように、シリコン基板1を載置するための載置台17が設けられている。載置台17の載置面(シリコン基板1が載置される面)と対向する側の面には、回転軸17aの一端が固着され、回転軸17aの他端は処理容器11の底面を貫通するようにして処理容器11の外部に延出するようになっている。そして、回転軸17aの他端には、モータなどの回転手段17bが接続され、回転軸17aを介して載置台17が回転可能となっている。尚、載置台17には、シリコン基板1を保持するための、例えば、静電チャックのような図示しない保持手段、シリコン基板1の温度を調整するための、例えば、ヒータやチラーなどのような図示しない温度調整手段などを設けるようにすることができる。   A mounting table 17 for mounting the silicon substrate 1 is provided in the processing container 11 so as to face the opening 11a. One end of the rotating shaft 17 a is fixed to the surface of the mounting table 17 facing the mounting surface (the surface on which the silicon substrate 1 is mounted), and the other end of the rotating shaft 17 a penetrates the bottom surface of the processing container 11. In this way, it extends to the outside of the processing container 11. And the rotating means 17b, such as a motor, is connected to the other end of the rotating shaft 17a, and the mounting table 17 can be rotated via the rotating shaft 17a. The mounting table 17 has a holding means (not shown) such as an electrostatic chuck for holding the silicon substrate 1, and a heater or chiller for adjusting the temperature of the silicon substrate 1. A temperature adjusting means (not shown) can be provided.

載置台17の周囲を覆うように、残余の塗布溶液を受け止めるカップ18が設けられている。カップ18の底面の中央部分には開孔18aが設けられ、回転軸17aを挿通させるとともに残余の塗布溶液を処理容器11の底面に向けて排出できるようになっている。
尚、カップ18の底面は開孔18aに向けて下り勾配を有しており、塗布溶液の排出が容易となるようになっている。また、カップ18の側壁の上部には中心方向に向けて屈曲する屈曲部18bが設けられ、上方に飛び散る塗布溶液の捕捉が容易となるようになっている。また、カップ18の底面には、昇降軸18cの一端が固着され、昇降軸18cの他端は処理容器11の底面を貫通するようにして処理容器11の外部に延出するようになっている。そして、昇降軸18cの他端には、エアシリンダなどの昇降手段18dが接続され、昇降軸18cを介してカップ18が昇降可能となっている。そのため、シリコン基板1の搬入搬出時にはカップ18を下降させることができ、載置台17へのシリコン基板1の受け渡しが容易となるようになっている。
A cup 18 that receives the remaining coating solution is provided so as to cover the periphery of the mounting table 17. An opening 18 a is provided in the center portion of the bottom surface of the cup 18 so that the rotating shaft 17 a can be inserted and the remaining coating solution can be discharged toward the bottom surface of the processing container 11.
The bottom surface of the cup 18 has a downward slope toward the opening 18a so that the coating solution can be easily discharged. In addition, a bent portion 18b that bends toward the center is provided at the upper part of the side wall of the cup 18, so that the coating solution that scatters upward can be easily captured. In addition, one end of the lifting shaft 18 c is fixed to the bottom surface of the cup 18, and the other end of the lifting shaft 18 c extends through the bottom surface of the processing container 11 and extends to the outside of the processing container 11. . The other end of the lifting shaft 18c is connected to lifting means 18d such as an air cylinder, and the cup 18 can be lifted and lowered via the lifting shaft 18c. Therefore, the cup 18 can be lowered when the silicon substrate 1 is carried in and out, so that the silicon substrate 1 can be easily transferred to the mounting table 17.

プラズマ発生手段12には、誘電体からなる円筒状のプラズマ発生室12aが設けられており、プラズマ発生室12aの一端は、開孔11aを覆うようにして処理容器11の天井に気密に接続されている。プラズマ発生室12aの他端には、反応性ガスを導入するための開孔が設けられたノズルプレート12bが気密に設けられている。そして、ノズルプレート12bの開孔には、流路の開閉、反応性ガスの圧力や流量の制御などを行うための制御手段12c(例えば、電磁弁のような開閉弁、減圧弁、マスフローコントローラのような流量制御弁など)を介して高圧ボンベなどの反応性ガス供給手段12dが接続されている。反応性ガスとしては、例えば、酸素ガスや水素ガスが用いられる。また、プラズマ発生室12aの周囲には、コイル12eが設けられ、コイル12eには高周波電源12fが接続されている。   The plasma generating means 12 is provided with a cylindrical plasma generating chamber 12a made of a dielectric, and one end of the plasma generating chamber 12a is airtightly connected to the ceiling of the processing vessel 11 so as to cover the opening 11a. ing. The other end of the plasma generation chamber 12a is airtightly provided with a nozzle plate 12b provided with an opening for introducing a reactive gas. The opening of the nozzle plate 12b has a control means 12c (for example, an open / close valve such as an electromagnetic valve, a pressure reducing valve, or a mass flow controller) for opening and closing the flow path and controlling the pressure and flow rate of the reactive gas. Reactive gas supply means 12d such as a high-pressure cylinder is connected via a flow control valve. As the reactive gas, for example, oxygen gas or hydrogen gas is used. A coil 12e is provided around the plasma generation chamber 12a, and a high frequency power source 12f is connected to the coil 12e.

塗布手段13には、シリコン基板1の表面に塗布膜を形成するための塗布溶液を収納する溶液タンク13aが設けられている。溶液タンク13aの天井部分には、窒素ガスなどのような不活性なガスを導入するための導入管13bが連通されている。導入管13bの他端は、流量や圧力の制御を行う図示しない制御手段を介して、これも図示しない窒素ガスボンベなどの加圧手段と接続されている。   The coating means 13 is provided with a solution tank 13 a that stores a coating solution for forming a coating film on the surface of the silicon substrate 1. An inlet pipe 13b for introducing an inert gas such as nitrogen gas is communicated with the ceiling portion of the solution tank 13a. The other end of the introduction pipe 13b is connected to a pressurizing means such as a nitrogen gas cylinder (not shown) via a control means (not shown) that controls the flow rate and pressure.

また、溶液タンク13a内に収納された塗布溶液中に一端を浸すようにして送液管13cが設けられている。そして、送液管13cの他端は、処理容器11の天井に設けられた供給部13dと接続されている。供給部13dには内部に空間が設けられ、この空間と処理容器11の天井を貫通するようにして設けられたノズル13eとが連通するようになっている。また、ノズル13eの一端を開閉するための開閉手段13fが設けられ、ノズル13eの他端は載置台17に載置されたシリコン基板1の表面の回転中心に向けて塗布溶液が供給可能となるような向きに傾斜して設けられている。   A liquid feed pipe 13c is provided so that one end is immersed in the coating solution stored in the solution tank 13a. The other end of the liquid feeding pipe 13 c is connected to a supply unit 13 d provided on the ceiling of the processing container 11. A space is provided in the supply unit 13d, and this space and the nozzle 13e provided so as to penetrate the ceiling of the processing container 11 communicate with each other. In addition, an opening / closing means 13f for opening and closing one end of the nozzle 13e is provided, and the other end of the nozzle 13e can supply the coating solution toward the rotation center of the surface of the silicon substrate 1 placed on the placing table 17. Inclined in such a direction.

そのため、窒素ガスなどのような不活性なガスで溶液タンク13aの内部を加圧することで、供給部13dを介して、塗布溶液をノズル13eからシリコン基板1の表面に向けて供給することができる。尚、塗布溶液の供給開始と停止は開閉手段13fにより行うことができ、供給量は導入管13bに設けられた流量や圧力の制御を行う図示しない制御手段により行うことができる。   Therefore, by pressurizing the inside of the solution tank 13a with an inert gas such as nitrogen gas, the coating solution can be supplied from the nozzle 13e toward the surface of the silicon substrate 1 through the supply unit 13d. . The supply solution can be started and stopped by the opening / closing means 13f, and the supply amount can be controlled by a control means (not shown) for controlling the flow rate and pressure provided in the introduction pipe 13b.

次に、アッシング装置10の作用について説明をする。
図示しない搬送装置により、その表面にレジストが形成され、かつインプラ処理されたシリコン基板1が、開孔11bから処理容器11の内部に搬入され、載置台17に載置、保持される。そして、図示しない搬送装置が処理容器11の外に退避した後、開閉扉14が閉じられ処理容器11が密閉される。
Next, the operation of the ashing device 10 will be described.
The silicon substrate 1 on which the resist is formed and subjected to the implantation process is carried into the processing container 11 from the opening 11b by the transfer device (not shown), and is mounted and held on the mounting table 17. Then, after a transfer device (not shown) has retreated from the processing container 11, the open / close door 14 is closed and the processing container 11 is sealed.

次に、カップ18を上昇させて載置台17の周囲を覆うようにする。そして、載置台17を回転させるとともに、溶液タンク13a内に収納された塗布溶液をシリコン基板1の表面に向けて供給する。シリコン基板1の表面に供給された塗布溶液は、遠心力で均一な膜(塗布膜5)となる(スピンコート法)。この際、残余の塗布溶液は、遠心力によりシリコン基板1の外周からカップ18の内面に向けてとばされ、開孔18aから処理容器11の底面に向けて排出される。その後、残余の塗布溶液は開孔11dを介して図示しない廃液タンクなどの廃棄手段に送られる。   Next, the cup 18 is raised so as to cover the periphery of the mounting table 17. Then, the mounting table 17 is rotated, and the coating solution stored in the solution tank 13 a is supplied toward the surface of the silicon substrate 1. The coating solution supplied to the surface of the silicon substrate 1 becomes a uniform film (coating film 5) by a centrifugal force (spin coating method). At this time, the remaining coating solution is blown from the outer periphery of the silicon substrate 1 toward the inner surface of the cup 18 by centrifugal force, and is discharged toward the bottom surface of the processing container 11 from the opening 18a. Thereafter, the remaining coating solution is sent to a disposal means such as a waste liquid tank (not shown) through the opening 11d.

ここで、シリコン基板1の表面に供給された塗布溶液を乾燥させることもできる。乾燥は、例えば、載置台17を回転させるなどして常温、大気圧下で乾燥させることもできるし、載置台17に設けられたヒータなどによりシリコン基板1を加熱して乾燥させることもできる。また、処理容器11内を減圧して乾燥を行うこともできる。尚、前述したように、乾燥は必ずしも必要ではなく、省くこともできる。
以上の塗布工程は、大気圧下で行うこともできるし、処理容器11内を減圧して行うこともできる。
Here, the coating solution supplied to the surface of the silicon substrate 1 can also be dried. The drying can be performed, for example, by rotating the mounting table 17 at room temperature and atmospheric pressure, or by heating the silicon substrate 1 with a heater or the like provided on the mounting table 17. Moreover, the inside of the processing container 11 can be decompressed and dried. As described above, drying is not always necessary and can be omitted.
The above coating process can be performed under atmospheric pressure, or the inside of the processing container 11 can be decompressed.

次に、プラズマアッシングにより未変質層3、変質層4、塗布膜5を除去する。
まず、処理容器11内、プラズマ発生室12a内が所定の圧力まで減圧される。そして、反応性ガス供給手段12dから所定量の反応性ガスがプラズマ発生室12a内に導入される。また、コイル12eには高周波電源12fから電力が供給される。そのため、プラズマ発生室12a内にプラズマPが発生し、プラズマ発生室12内に導入された反応性ガスが励起、活性化されて中性活性種、イオンなどのプラズマ生成物が生成される。そして、生成されたプラズマ生成物が下降するようにしてシリコン基板1の表面に到達して未変質層3、変質層4、塗布膜5が除去(アッシング)される。また、カップ18の内面などに付着していた残余の塗布溶液も除去される。
Next, the unmodified layer 3, the modified layer 4, and the coating film 5 are removed by plasma ashing.
First, the inside of the processing vessel 11 and the plasma generation chamber 12a are depressurized to a predetermined pressure. Then, a predetermined amount of reactive gas is introduced into the plasma generation chamber 12a from the reactive gas supply means 12d. In addition, power is supplied to the coil 12e from the high-frequency power source 12f. Therefore, plasma P is generated in the plasma generation chamber 12a, and the reactive gas introduced into the plasma generation chamber 12 is excited and activated to generate plasma products such as neutral active species and ions. Then, the generated plasma product reaches the surface of the silicon substrate 1 so as to descend, and the unmodified layer 3, the modified layer 4, and the coating film 5 are removed (ashed). Further, the remaining coating solution adhering to the inner surface of the cup 18 is also removed.

アッシングの終了後においては、処理容器11内の圧力が大気圧に戻され、カップ18が下降し、図示しない搬送装置によりシリコン基板1が処理容器11外に搬出される。   After the ashing is finished, the pressure in the processing container 11 is returned to the atmospheric pressure, the cup 18 is lowered, and the silicon substrate 1 is carried out of the processing container 11 by a transfer device (not shown).

図8は、本発明の第4の実施の形態に係るアッシング装置を例示するための模式断面図である。
アッシング装置10cのプラズマ発生手段12には、誘電体からなる円筒状のプラズマ発生室12aが設けられており、プラズマ発生室12aの一端は、開孔11aを覆うようにして処理容器11の天井に気密に接続されている。プラズマ発生室12aの他端には、反応性ガスを導入するための開孔が設けられたノズルプレート12bが気密に設けられている。
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view for illustrating an ashing device according to a fourth embodiment of the invention.
The plasma generation means 12 of the ashing device 10c is provided with a cylindrical plasma generation chamber 12a made of a dielectric, and one end of the plasma generation chamber 12a is placed on the ceiling of the processing vessel 11 so as to cover the opening 11a. Airtight connection. The other end of the plasma generation chamber 12a is airtightly provided with a nozzle plate 12b provided with an opening for introducing a reactive gas.

そして、ノズルプレート12bの開孔には、流路の開閉、反応性ガスの圧力や流量の制御などを行うための制御手段12c1〜12c3(例えば、電磁弁のような開閉弁、減圧弁、マスフローコントローラのような流量制御弁など)が3系統設けられている。
そして、制御手段12c1〜12c3には、高圧ボンベなどの反応性ガス供給手段12d1〜12d3がそれぞれ接続されている。また、プラズマ発生室12aの周囲には、コイル12eが設けられ、コイル12eには高周波電源12fが接続されている。
The opening of the nozzle plate 12b has control means 12c1 to 12c3 (for example, an on-off valve such as an electromagnetic valve, a pressure reducing valve, a mass flow) for opening and closing the flow path and controlling the pressure and flow rate of the reactive gas. Three systems such as a flow control valve such as a controller are provided.
Reactive gas supply means 12d1 to 12d3 such as high pressure cylinders are connected to the control means 12c1 to 12c3, respectively. A coil 12e is provided around the plasma generation chamber 12a, and a high frequency power source 12f is connected to the coil 12e.

ここで、反応性ガス供給手段12d1〜12d3からは、それぞれ異なる種類のガスを供給可能とすることができる。例えば、反応性ガス供給手段12d1〜12d3が高圧ボンベなどの場合には、それぞれに異なる種類の反応性ガスを収納し、各工程における処理条件などに応じて適宜供給するようにすることができる。   Here, it is possible to supply different types of gases from the reactive gas supply means 12d1 to 12d3. For example, when the reactive gas supply means 12d1 to 12d3 are high-pressure cylinders or the like, different types of reactive gases can be accommodated in each of the reactive gas supply units 12d1 to 12d3 and appropriately supplied according to the processing conditions in each process.

この場合、反応性ガス供給手段12d1からはCF4ガス、反応性ガス供給手段12d2からは水素原子を含んだガス(例えば、水素ガスやアンモニア(NH3)ガス、水素ガスと不活性ガスなどとの混合ガスなど)、反応性ガス供給手段12d3からは酸素(O2)ガスを供給するようにすることができる。   In this case, CF4 gas is supplied from the reactive gas supply means 12d1, and a gas containing hydrogen atoms is supplied from the reactive gas supply means 12d2 (for example, hydrogen gas or ammonia (NH3) gas, a mixture of hydrogen gas and inert gas, etc.). Gas), and the reactive gas supply means 12d3 can supply oxygen (O2) gas.

そして、反応性ガス供給手段12d1〜12d3から各反応性ガスを適宜選択して供給することで、例えば、プラズマ発生室12aに酸素(O2)ガスとCF4ガスの混合ガスを供給したり、酸素(O2)ガスや水素原子を含んだガス(例えば、水素ガスやアンモニア(NH3)ガス、水素ガスと不活性ガスなどとの混合ガスなど)を供給したりすることができるようになっている。   Then, by appropriately selecting and supplying each reactive gas from the reactive gas supply means 12d1 to 12d3, for example, a mixed gas of oxygen (O2) gas and CF4 gas is supplied to the plasma generation chamber 12a, or oxygen ( O 2) gas or gas containing hydrogen atoms (for example, hydrogen gas, ammonia (NH 3) gas, mixed gas of hydrogen gas and inert gas, etc.) can be supplied.

そのため、前述したような各工程における反応性ガスが異なるものであっても、反応性ガスの種類を適宜選択して対応することができるようになっている。
尚、3系統の制御手段、反応性ガス供給手段を例示したが、これに限定されるわけではなく系統数は適宜変更することもできる。また、反応性ガスの種類も例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。この場合、複数の反応性ガス供給手段(例えば、複数の高圧ボンベなど)に同種類のガスを収納することもできるし、予め混合された混合ガスを収納することもできる。
なお、図7と同様の部分には同じ符号を付した。
Therefore, even if the reactive gas in each step as described above is different, the type of reactive gas can be selected as appropriate.
Although three control means and reactive gas supply means are illustrated, the present invention is not limited to this, and the number of systems can be changed as appropriate. Moreover, the kind of reactive gas is not necessarily limited to what was illustrated, and can be changed suitably. In this case, the same kind of gas can be stored in a plurality of reactive gas supply means (for example, a plurality of high-pressure cylinders), or a premixed mixed gas can be stored.
In addition, the same code | symbol was attached | subjected to the part similar to FIG.

図9は、本発明の第5の実施の形態に係るアッシング装置を例示するための模式断面図である。
本実施の形態においては、シリコン基板1を収納し、また、アッシング装置10にシリコン基板1を供給するための供給装置20が設けられている点が異なる。そのため、アッシング装置10に関する説明は省略する。尚、図9に例示をしたものは、1系統の制御手段、反応性ガス供給手段を備えたものであるが、例えば、図8に例示をしたように、複数系統の制御手段、反応性ガス供給手段を備えたものとすることもできる。
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view for illustrating an ashing device according to a fifth embodiment of the invention.
The present embodiment is different in that a silicon substrate 1 is accommodated and a supply device 20 for supplying the silicon substrate 1 to the ashing device 10 is provided. Therefore, the description regarding the ashing device 10 is omitted. The example illustrated in FIG. 9 is provided with one system of control means and reactive gas supply means. For example, as illustrated in FIG. 8, a plurality of systems of control means and reactive gas are provided. It can also be provided with a supply means.

供給装置20には、シリコン基板1の搬送、受け渡しを行うための搬送装置21、シリコン基板1を収納するための収納装置22、フレーム23などが設けられている。搬送装置21には、関節を有するアーム21aが設けられ、アーム21aの先端には、シリコン基板1を載置、保持可能な図示しない保持手段が設けられている。また、アーム21aが備えられるアーム基台21cは移動手段21bと接続されており、アーム基台21cは図9の紙面と垂直な方向に移動可能となっている。そのため、アーム21aを屈曲させるようにして伸縮させ、シリコン基板1をアーム21aの先端に載置、保持し、その状態のまま図9の紙面と垂直な方向に移動可能となっている。また、図示しないシリコン基板1の回転方向や上下方向の位置を調整する手段や、アーム21aの基部を回転させてアーム21aの方向を変換させる手段を設けるようにすることもできる。   The supply device 20 is provided with a transport device 21 for transporting and transferring the silicon substrate 1, a storage device 22 for storing the silicon substrate 1, a frame 23, and the like. The transfer device 21 is provided with an arm 21a having a joint, and a holding means (not shown) capable of mounting and holding the silicon substrate 1 is provided at the tip of the arm 21a. The arm base 21c provided with the arm 21a is connected to the moving means 21b, and the arm base 21c is movable in a direction perpendicular to the paper surface of FIG. Therefore, the arm 21a is expanded and contracted so as to be bent, and the silicon substrate 1 is placed and held at the tip of the arm 21a, and can be moved in the direction perpendicular to the paper surface of FIG. It is also possible to provide means for adjusting the rotational direction and vertical position of the silicon substrate 1 (not shown), and means for changing the direction of the arm 21a by rotating the base of the arm 21a.

収納装置22は、アッシング処理前、アッシング処理済みのシリコン基板1を収納するためのものであり、例えば、シリコン基板1を積層状(多段状)に収納可能なウェーハキャリアなどを例示することができる。具体的には、ミニエンバイロメント方式の半導体工場で使われるシリコン基板1の搬送、保管を目的とした正面開口式キャリアであるFOUP( Front-Opening Unified Pod ) などを挙げることができる。また、収納装置22の下方にはキャリアスタンド22bが設けられ、キャリアスタンド22bの前面には収納装置22の正面にある扉を開閉するための開閉装置22cが設けられている。   The storage device 22 is for storing the ashed silicon substrate 1 before the ashing process. For example, a wafer carrier that can store the silicon substrates 1 in a stacked form (multistage shape) can be exemplified. . Specifically, FOUP (Front-Opening Unified Pod), which is a front opening type carrier for the purpose of transporting and storing the silicon substrate 1 used in a mini-environment semiconductor factory, can be mentioned. A carrier stand 22b is provided below the storage device 22, and an opening / closing device 22c for opening and closing a door on the front of the storage device 22 is provided on the front surface of the carrier stand 22b.

フレーム23は、箱状を呈し、その内部には搬送装置21、開閉装置22cが設けられている。また、収納装置22の正面とフレーム23の内部とが連通可能となるように、図示しない開孔が設けられている。そして、アッシング装置10の開閉扉14と対向する部分には搬入搬出口23aが設けられ、搬入搬出口23aを通してシリコン基板1の搬入搬出ができるようになっている。尚、搬入搬出口23aに図示しない開閉扉を設けるようにすることもできる。   The frame 23 has a box shape, and a transfer device 21 and an opening / closing device 22c are provided therein. An opening (not shown) is provided so that the front surface of the storage device 22 can communicate with the inside of the frame 23. A loading / unloading port 23a is provided at a portion of the ashing device 10 facing the open / close door 14, and the silicon substrate 1 can be loaded / unloaded through the loading / unloading port 23a. An opening / closing door (not shown) may be provided at the carry-in / out port 23a.

フレーム23の天井部分には、フィルタ23bと送風ファン23cとが設けられている。そのため、送風ファン23cによりフィルタ23bを介して外気をフレーム23の内部に導入させることができる。その結果、フレーム23の内部の圧力を高めることができ、フレーム23内へパーティクルなどが侵入することを抑制することができる。   A filter 23 b and a blower fan 23 c are provided on the ceiling portion of the frame 23. Therefore, the outside air can be introduced into the frame 23 through the filter 23b by the blower fan 23c. As a result, the pressure inside the frame 23 can be increased, and the entry of particles or the like into the frame 23 can be suppressed.

次に、供給装置20の作用について説明をする。
まず、搬送装置21のアーム基台21cを所定の収納装置22の正面まで移動させる。尚、収納装置22の扉は開閉装置22cにより開かれている。次に、アーム21aを屈曲させるようにして収納装置22の方向に伸ばし、アッシング処理前のシリコン基板1を受け取る。そして、アーム21aを屈曲させるようにして縮め収納装置22からシリコン基板1を取り出す。
次に、アーム21aを180°回転させ、その向きをアッシング装置10の方向に向ける。尚、その際、アッシング装置10の開閉扉14と対向する位置にアーム基台21cの位置が適宜調整される。
Next, the operation of the supply device 20 will be described.
First, the arm base 21 c of the transport device 21 is moved to the front of the predetermined storage device 22. The door of the storage device 22 is opened by an opening / closing device 22c. Next, the arm 21a is bent in the direction of the storage device 22, and the silicon substrate 1 before the ashing process is received. Then, the silicon substrate 1 is taken out from the shrinkage storage device 22 so as to bend the arm 21a.
Next, the arm 21 a is rotated 180 ° and the direction thereof is directed toward the ashing device 10. At this time, the position of the arm base 21c is appropriately adjusted to a position facing the opening / closing door 14 of the ashing device 10.

次に、アーム21aを屈曲させるようにしてアッシング装置10の方向に伸ばし、シリコン基板1を開孔11bから処理容器11の内部に搬入し、載置台17に載置する。
アッシング処理済みのシリコン基板1を収納装置22に収納する場合には、前述と逆の手順によりアッシング装置10から収納装置22にシリコン基板1を搬送、収納する。この際、アッシング処理前のシリコン基板1が収納されていた場所に、アッシング処理済みの同じシリコン基板1が収納されるようになっている。
本実施の形態においては、先に説明した実施の形態にて有する作用効果に加え、供給装置20が設けられているので効率的なアッシングを行うことができ、生産性を向上させることができる。
Next, the arm 21 a is bent in the direction of the ashing device 10, and the silicon substrate 1 is carried into the processing container 11 through the opening 11 b and placed on the mounting table 17.
When the ashed silicon substrate 1 is stored in the storage device 22, the silicon substrate 1 is transported and stored from the ashing device 10 to the storage device 22 by a procedure reverse to that described above. At this time, the same silicon substrate 1 that has been subjected to the ashing process is stored in a place where the silicon substrate 1 before the ashing process was stored.
In the present embodiment, in addition to the effects provided in the above-described embodiment, the supply device 20 is provided, so that efficient ashing can be performed and productivity can be improved.

図10は、本発明の第6の実施の形態に係るアッシング装置を例示するための模式平面図である。
また、図11は、塗布装置を例示するための模式断面図であり、図12は、アッシングのみを行う除去装置を例示するための模式断面図である。
FIG. 10 is a schematic plan view for illustrating an ashing device according to the sixth embodiment of the invention.
FIG. 11 is a schematic cross-sectional view for illustrating a coating apparatus, and FIG. 12 is a schematic cross-sectional view for illustrating a removing apparatus that performs only ashing.

図10に示すように、アッシング装置100には、シリコン基板1の表面に塗布溶液を供給して塗布を行う塗布装置10aと、アッシングのみを行う除去装置10bと、シリコン基板1を収納し、また、塗布装置10aと除去装置10bにシリコン基板1を供給するための供給装置20aとが備えられている。   As shown in FIG. 10, the ashing device 100 stores the coating device 10 a that applies a coating solution to the surface of the silicon substrate 1, the removing device 10 b that performs only ashing, and the silicon substrate 1. A supply device 20a for supplying the silicon substrate 1 to the coating device 10a and the removing device 10b is provided.

図11に示すように、塗布装置10aは、塗布溶液を供給して塗布のみを行う。そのため、プラズマ発生手段12が設けられていない点を除けば、図7で説明をしたアッシング装置10と同様のため、同様の部分には同じ符号を付し、その説明は省略する。また、処理容器110aに関しても、開孔11aが設けられていない点を除けば処理容器11と同様なのでその説明は省略する。尚、塗布を大気圧下で行う場合には、開孔11c、開閉手段15、図示しない排気手段を設けないようにすることもできる。   As shown in FIG. 11, the coating apparatus 10 a supplies only a coating solution and performs coating only. Therefore, except for the point that the plasma generating means 12 is not provided, it is the same as the ashing device 10 described with reference to FIG. Further, the processing container 110a is the same as the processing container 11 except that the opening 11a is not provided, and thus the description thereof is omitted. In addition, when performing application | coating under atmospheric pressure, it can also be made not to provide the opening 11c, the opening-closing means 15, and the exhaust means which is not shown in figure.

図12に示すように、除去装置10bは、塗布を行わずにアッシングのみを行う。そのため、塗布手段13、開閉手段16が設けられていない点を除けば、図7で説明をしたアッシング装置10と同様のため、同様の部分には同じ符号を付し、その説明は省略する。
また、処理容器110bに関しても、開孔11dが設けられていない点を除けば処理容器11と同様なのでその説明は省略する。尚、載置台17の載置面(シリコン基板1が載置される面)と対向する側の面には、支持体17cの一端が固着され、支持体17cの他端は処理容器110bの底面に固着されている。また、図10、図12に例示をしたものは、1系統の制御手段、反応性ガス供給手段を備えたものであるが、例えば、図8に例示をしたように、複数系統の制御手段、反応性ガス供給手段を備えたものとすることもできる。
As shown in FIG. 12, the removing device 10b performs only ashing without performing application. Therefore, except for the point that the application means 13 and the opening / closing means 16 are not provided, the same parts as those in the ashing apparatus 10 described in FIG. 7 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
Further, the processing container 110b is the same as the processing container 11 except that the opening 11d is not provided, and thus the description thereof is omitted. One end of the support 17c is fixed to the surface of the mounting table 17 that faces the mounting surface (the surface on which the silicon substrate 1 is mounted), and the other end of the support 17c is the bottom surface of the processing vessel 110b. It is fixed to. 10 and 12 include one system of control means and reactive gas supply means. For example, as illustrated in FIG. 8, a plurality of systems of control means, A reactive gas supply means may be provided.

また、供給装置20aは、塗布装置10aと除去装置10bとを設けた関係上、搬入搬出口23aが2箇所となった点を除けば、図9で説明をした供給装置20と同様なのでその説明は省略する。
また、アッシング装置100の作用についても、塗布装置10aと除去装置10bとを設けた関係上、塗布とアッシングが別々の装置で行われ、搬入搬出先が2箇所となる他は、図7、図9で説明をしたものと同様のためその説明は省略する。
The supply device 20a is similar to the supply device 20 described with reference to FIG. 9 except that there are two loading / unloading ports 23a due to the provision of the coating device 10a and the removal device 10b. Is omitted.
As for the operation of the ashing device 100, the coating device 10a and the removing device 10b are provided, so that coating and ashing are performed by separate devices, and there are two loading / unloading destinations as shown in FIGS. Since it is the same as that described in FIG. 9, its description is omitted.

本実施の形態においては、さらに塗布工程とアッシング工程とを並行して行うことができるので生産性を向上させることができる。
尚、塗布工程とアッシング工程との間に乾燥工程を設ける場合においては、塗布装置10a、除去装置10bの外部にバッファ装置(例えば、多段のウェーハキャリアなど)などを設けることで、塗布装置10a、除去装置10bの停止時間(待機時間)を減少させて生産効率を向上させることもできる。
In the present embodiment, since the coating process and the ashing process can be performed in parallel, productivity can be improved.
In the case where a drying process is provided between the coating process and the ashing process, by providing a buffer device (for example, a multi-stage wafer carrier) or the like outside the coating apparatus 10a and the removing apparatus 10b, the coating apparatus 10a, It is also possible to improve the production efficiency by reducing the stop time (standby time) of the removing device 10b.

また、説明の便宜上、塗布をスピンコート法で説明をしたが、これに限定されるわけではなく、例えば、スプレーコート法、ディップコータ法 、スリットダイコータ法、カーテンコータ法、ロールコータ法、インクジェット法などの各種の塗布方法を適用させることができる。この場合、塗布対象物(例えば、シリコン基板1)と塗布手段(例えば、ノズルやインクジェットヘッドなど)との相対的な位置関係を変えながら(例えば、回転、平行移動、揺動、往復など)塗布を行うこともできるし、塗布することができる範囲が広い塗布手段(例えば、広角ノズルなど)を用いて両者の位置関係を変えずに塗布を行うこともできる。
また、説明の便宜上、本発明の実施の形態に係るアッシング方法、アッシング装置をシリコン基板におけるもので説明をしたが、これに限定されるわけではない。例えば、液晶表示装置の製造におけるパターンのエッチング後のアッシング、位相シフトマスクの製造におけるパターンのエッチング後のアッシング、太陽電池の製造における反射防止膜のエッチング後のアッシングなどにおいて、レジスト表面に形成された変質層、硬化層などを有するレジストの除去にも適応が可能である。
In addition, for convenience of explanation, the application has been described by the spin coat method, but the application is not limited to this. For example, the spray coat method, the dip coater method, the slit die coater method, the curtain coater method, the roll coater method, and the ink jet method. Various application methods such as these can be applied. In this case, application is performed while changing the relative positional relationship between the application object (for example, the silicon substrate 1) and the application means (for example, a nozzle or an inkjet head) (for example, rotation, parallel movement, oscillation, reciprocation, etc.). It is also possible to perform the coating without changing the positional relationship between the two using a coating means (for example, a wide-angle nozzle) having a wide range of coating.
For convenience of explanation, the ashing method and ashing apparatus according to the embodiment of the present invention have been described using a silicon substrate. However, the present invention is not limited to this. For example, ashing after etching a pattern in manufacturing a liquid crystal display device, ashing after etching a pattern in manufacturing a phase shift mask, ashing after etching an antireflection film in manufacturing a solar cell, etc. The present invention can also be applied to removal of a resist having a deteriorated layer, a hardened layer, or the like.

以上、本発明の実施の形態について説明をした。しかし、本発明はこれらの記述に限定されるものではない。
前述の実施の形態に関して、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。
The embodiment of the present invention has been described above. However, the present invention is not limited to these descriptions.
As long as the features of the present invention are provided, those skilled in the art appropriately modified the design of the above-described embodiments are also included in the scope of the present invention.

例えば、アッシング装置10、供給装置20、アッシング装置100などが備える各要素の形状、寸法、材質、配置などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、基板1は、シリコンウェーハには限定されず、その他、各種の化合物半導体からなる基板であってもよく、または、酸化シリコンなどの絶縁基板の表面に半導体層が形成されたものなどであってもよい。   For example, the shape, size, material, arrangement, and the like of each element included in the ashing device 10, the supply device 20, the ashing device 100, and the like are not limited to those illustrated, and can be changed as appropriate. The substrate 1 is not limited to a silicon wafer, and may be a substrate made of various compound semiconductors, or a semiconductor layer formed on the surface of an insulating substrate such as silicon oxide. May be.

また、例示をしたアッシング方法における反応性ガス、その成分比、圧力、温度などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
また、前述した各実施の形態が備える各要素は、可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
Moreover, the reactive gas, its component ratio, pressure, temperature, etc. in the illustrated ashing method are not limited to those illustrated, and can be changed as appropriate.
Moreover, each element with which each embodiment mentioned above is combined can be combined as much as possible, and what combined these is also included in the scope of the present invention as long as the characteristics of the present invention are included.

1 シリコン基板、1a 酸化層、2 イオン注入層、3 未変質層、4 変質層、4a 破片、5 塗布膜、10 アッシング装置、10a 塗布装置、10b 除去装置、10c アッシング装置、12 プラズマ発生手段、13 塗布手段、18 カップ、20 供給装置、100 アッシング装置   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Silicon substrate, 1a Oxide layer, 2 Ion implantation layer, 3 Unaltered layer, 4 Altered layer, 4a Fragment, 5 Coating film, 10 Ashing device, 10a Coating device, 10b Removal device, 10c Ashing device, 12 Plasma generating means, 13 coating means, 18 cups, 20 supply device, 100 ashing device

Claims (4)

イオン注入により表面に形成された変質層とその下の未変質層とを有するレジストを除去するアッシング方法において、
前記変質層における反応性ガスのプラズマに対する耐性と同じ耐性を有する塗布膜を、基板の前記レジストが形成された面を覆うように形成する工程と、
前記レジストと前記塗布膜とを前記反応性ガスを用いたプラズマ処理により除去する工程とを有し、
前記除去する工程において、前記プラズマ処理中に発生するポッピングによる変質層の破片をも、前記プラズマ処理により除去すること、を特徴とするアッシング方法。
In an ashing method for removing a resist having an altered layer formed on the surface by ion implantation and an unaltered layer thereunder,
Forming a coating film having the same resistance to the reactive gas plasma in the altered layer so as to cover the surface of the substrate on which the resist is formed;
Removing the resist and the coating film by plasma treatment using the reactive gas;
An ashing method characterized in that, in the removing step, debris of a deteriorated layer due to popping generated during the plasma treatment is also removed by the plasma treatment.
前記プラズマ処理は、酸素ガスよりもアッシングレートの高いガスを前記反応性ガスとして用いた第1の工程と、
シリコン基板に対する損傷が少なく、かつ、酸化層が形成されにくいガスを前記反応性ガスとして用いた第2の工程と、
を備えることを特徴とする請求項1記載のアッシング方法。
The plasma treatment includes a first step using a gas having a higher ashing rate than oxygen gas as the reactive gas;
A second step of using, as the reactive gas, a gas that causes little damage to the silicon substrate and is less likely to form an oxide layer;
The ashing method according to claim 1 , further comprising:
前記シリコン基板に対する損傷が少なく、かつ、酸化層が形成されにくいガスは、水素原子を含むガスであること、を特徴とする請求項に記載のアッシング方法。 The ashing method according to claim 2 , wherein the gas that causes little damage to the silicon substrate and that hardly forms an oxide layer is a gas containing hydrogen atoms. 前記アッシングレートの高いガスは、フッ素原子を有するガスであること、を特徴とする請求項記載のアッシング方法。 The ashing method according to claim 2 , wherein the gas having a high ashing rate is a gas having fluorine atoms.
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