JP2001345302A - 表面処理方法及び表面処理装置 - Google Patents

表面処理方法及び表面処理装置

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JP2001345302A
JP2001345302A JP2000387323A JP2000387323A JP2001345302A JP 2001345302 A JP2001345302 A JP 2001345302A JP 2000387323 A JP2000387323 A JP 2000387323A JP 2000387323 A JP2000387323 A JP 2000387323A JP 2001345302 A JP2001345302 A JP 2001345302A
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treatment
catalyst
liquid
atomized
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JP2000387323A
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Takuya Miyagawa
拓也 宮川
Koji Aoki
康次 青木
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Seiko Epson Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 表面処理効率を上昇させることのできる表面
処理方法及び装置を提供する。 【解決手段】 前記表面処理装置２０は、密閉空間であ
る室２１を有しており、当該室２１の床面側にシリコン
ウエハ２２を配置している。前記室２１は直方体形状に
なっており、上天井側に噴霧器２６を挿入配置してい
る。前記噴霧器２６は下面を前記シリコンウエハ２２に
対向するよう配置してあり、噴霧器２６から過酸化水素
水２７を室２１内下方に放射状に散布できるようにして
いる。このため、室２１内の過酸化水素水２７をほぼ均
一の密度となるように供給することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、被処理材の表面の
アッシング処理、酸化処理や窒化処理、エッチング処理
をなす表面処理方法及び表面処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体チップやウエハ、鋼材とい
った被処理材の表面に処理を行うための表面処理方法や
表面処理装置が開発されている。前記被処理材の表面処
理には、アッシング処理、酸化処理や窒化処理、エッチ
ング処理などがある。以下、それぞれについて説明す
る。
【０００３】半導体チップにパターンを形成させる際に
は、半導体チップの表面上に有機物からなるレジストを
塗布して行う。半導体チップにパターンを形成した後に
は、前記レジストを半導体チップから除去する必要があ
る。このレジストを除去するためにアッシング処理を行
う。アッシング処理は、有機物であるレジストを活性酸
素と反応させて気化させる処理である。従来におけるア
ッシング処理の一つとしては、半導体チップの表面に塗
布されたレジストをオゾン水にさらすことでレジストを
除去するものがある。また、他のアッシング処理として
は、半導体チップの表面に塗布されたレジストにプラズ
マ化した活性酸素を入射させることでレジストの除去を
行うものがある。
【０００４】一方、半導体チップやウエハの表面の酸化
処理は、半導体チップやウエハの周囲を酸化雰囲気とし
て、当該酸化雰囲気を１０００℃程度に加熱することに
より行っている。
【０００５】また、半導体チップやウエハの表面の窒化
処理は、半導体チップやウエハの周囲を窒化雰囲気とし
て、酸化処理の場合と同様に、当該窒化雰囲気を１００
０℃程度に加熱することにより行っている。
【０００６】また、半導体ウエハや半導体チップを大気
中に放置等しておくと表面に自然酸化膜が形成され、半
導体ウエハに素子回路を形成する際や半導体チップに配
線パターンを作り込む際に障害となってしまう。このた
め、半導体ウエハや半導体チップにエッチング処理を行
って、自然酸化膜を除去している。
【０００７】従来におけるエッチング処理は、希釈フッ
酸（ＤＨＦ）やバッファードフッ酸（ＢＩＩＦ）を用い
るウエットエッチングや、プラズマを用いたドライエッ
チングを行っている。また、従来における他のエッチン
グ処理は、ＨＦベーパーや、ＨＦとアルコールとの混合
ガスや、Ｆ2とＯ2の混合ガスに、紫外線（ＵＶ）を照射
して行っている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来において
は以下のような問題があった。まず、オゾン水を用いて
アッシング処理する場合には、オゾン水中に含まれるオ
ゾンの量が少なく、またオゾン水を沸点である１００℃
以上の高温に出来ない。このため、レジストとの反応速
度が遅くアッシング処理に多くの時間を必要とするとい
う問題があった。また、プラズマを用いてアッシング処
理する場合には、プラズマを発生させるための高価な装
置が必要であり、またプラズマを発生するための高エネ
ルギーが必要となる。このため、より低コストかつ低エ
ネルギーでアッシング処理を行うことが望まれていた。
【０００９】また、酸化処理や窒化処理を行う場合に
は、酸化雰囲気や窒化雰囲気を１０００℃程度に加熱す
るための多量のエネルギーが必要となる。このため、よ
り低エネルギーで処理を行うことが望まれていた。
【００１０】また、希釈フッ酸やバッファードフッ酸を
用いてウエットエッチングを行う場合には、金属汚染を
受けやすく、また沸点以上の高温にできないので反応速
度が遅いという問題があった。プラズマを用いてドライ
エッチングを行う場合には、上記したアッシング処理の
場合と同様に、装置が高価となり、また高エネルギーが
必要となるという問題があった。ＨＦベーパーや、ＨＦ
とアルコールの混合ガス、Ｆ2とＯ2の混合ガスに、ＵＶ
照射する場合には、発生する活性種が少ないため反応速
度が遅いという問題があった。
【００１１】本発明の目的は、被処理材の表面処理効率
を高くすることができるとともに低エネルギー及び低コ
ストで行うことができる表面処理方法及び表面処理装置
を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る表面処理方法においては、処理液を微
粒化し、微粒化した前記処理液を前記処理液の沸点以上
に加熱した被処理材に接触させて被処理材の表面を処理
する構成とした。このような微粒化した処理液が被処理
材の表面に接触すると、被処理材が処理液の沸点以上に
加熱してあるため、被処理材の表面に接触時に処理液が
急速に気化するとともに、分解して活性化される。そし
て、処理液が気化する際に、急激な体積膨張を引き起こ
すため、処理液が接触した被処理材の表面が瞬間的に加
圧される。このため、被処理材の表面における反応が促
進され、迅速に表面処理を行わせることができ、表面処
理効率を上昇させることができる。また、従来のような
高価な装置を必要としないため比較的低コストであり、
雰囲気全体を高温にする必要がないため比較的低エネル
ギーで表面処理を行うことができる。なお、処理液が過
酸化水素水の場合、原則として被処理材を過酸化水素水
の沸点である１５０℃以上、望ましくは２００℃以上に
加熱することが好ましい。また、処理液がオゾン水の場
合、原則として被処理材をオゾン水の沸点である１００
℃以上、望ましくは１５０℃以上に加熱することが望ま
しい。
【００１３】また、上記構成において、前記微粒化は、
前記処理液を噴霧して行う構成としてよい。このように
すると、処理液の噴霧量の調整を容易に行うことができ
るため、表面処理速度を調整させることができる。
【００１４】また、上記構成において、前記微粒化は、
前記処理液を気化させて行う構成としてよい。このよう
にすると、処理液の拡散が容易に行われるため、被処理
材の表面処理を均一に行わせることができる。
【００１５】また、上記構成において、前記微粒化した
処理液の少なくとも一部を触媒に接触させて分解して活
性化する構成としてよい。このようにすると、分解して
生じた単原子などの活性種が処理液を被処理材表面上に
接触し、反応速度を高めることができる。
【００１６】また、上記構成において、前記触媒は、前
記処理液の沸点以上に加熱してある構成としてよい。こ
のようにすると、前記処理液が触媒に接触する際に、前
記処理液を気化させて活性成分（活性種）を積極的に生
成させることができる。これにより被処理材の表面処理
効率をさらに上昇させることができる。また、必要とな
る触媒の使用量を減らすことができる。なお、大面積の
触媒を使用する場合には、触媒を加熱しなくとも充分に
活性成分を生成することができる。
【００１７】また、上記構成において、前記触媒は、白
金族、タンタルまたは二酸化マンガンでなる構成として
よい。このようにすると、これらの材料は安価であり容
易に入手できるとともに、活性成分の発生を促進するこ
とができるため、被処理材の表面処理効率を上昇させる
ことができる。
【００１８】また、上記構成において、前記被処理材
は、加圧雰囲気中に配置してある構成としてよい。この
ようにすると、前記被処理材の表面に接触する活性成分
の全体量（濃度）を増加させることができ、表面処理効
率をさらに上昇させることができる。加圧の程度は、数
気圧程度とすることが好ましい。
【００１９】また、上記構成において、表面の処理は、
有機物を燃焼するアッシング処理、または表面を酸化す
る酸化処理であり、前記処理液は、オゾン水または過酸
化水素水である構成としてよい。このようにすると、ア
ッシング処理、または酸化処理の処理効率を増加するこ
とができる。
【００２０】また、上記構成において、前記微粒化した
処理液中にオゾンを添加する構成としてよい。このよう
にすると、被処理材の表面に接触する活性成分の全体量
が増加するため、アッシング処理、または酸化処理の処
理効率を増加することができる。
【００２１】また、上記構成において、表面の処理は、
表面を窒化する窒化処理であり、前記処理液は、アンモ
ニア水である構成としてよい。このようにすると、窒化
処理の処理効率を増加することができる。
【００２２】また、上記構成において、前記微粒化した
処理液中にアンモニアガスを添加する構成としてよい。
このようにすると、被処理材の表面に接触する活性成分
の全体量が増加するため、窒化処理の処理効率を増加す
ることができる。
【００２３】また、上記構成において、表面の処理は、
被処理材表面の無機物を除去するエッチング処理であ
り、前記処理液は、フッ化水素酸である構成としてよ
い。このようにすると、エッチング処理効率を高めるこ
とができる。
【００２４】また、上記構成において、前記微粒化した
処理液中に、フッ化水素ガスを添加する構成としてよ
い。このようにすると、エッチング処理効率をさらに高
めることができる。
【００２５】また、上記構成において、前記被処理材
は、加圧雰囲気中に配置してある構成としてよい。この
ようにすると、エッチング処理効率を一層高めることが
できる。加圧の程度は数気圧程度とすることが好まし
い。
【００２６】本発明に係る表面処理装置は、処理液を微
粒化する微粒化手段と、被処理材を前記処理液の沸点以
上に加熱可能な加熱手段とを有する構成とした。また、
処理液を微粒化する微粒化手段と、微粒化した前記処理
液を分解して活性化する触媒と、被処理材を前記処理液
の沸点以上に加熱可能な加熱手段とを有する構成とし
た。また、被処理材を配置する加圧容器と、この加圧容
器内に微粒化した処理液を供給する微粒化手段と、前記
加圧容器に設けられて被処理材を前記処理液の沸点以上
に加熱可能な加熱手段とを有する構成とした。また、処
理液を微粒化する微粒化手段と、微粒化した前記処理液
を分解して活性化する触媒と、被処理材を前記処理液の
沸点以上に加熱可能な加熱手段と、処理促進用ガスを供
給する促進ガス供給手段とを有する構成とした。上記構
成において、前記加圧容器は、内部に微粒化した前記処
理液を分解して活性化する触媒を有しているものとする
構成としてよい。また、上記構成において、前記微粒化
手段は、前記処理液を噴霧するノズルであるものとする
構成としてよい。また、上記構成において、前記微粒化
手段は、前記処理液を蒸発させる加熱容器であるものと
する構成としてよい。また、上記構成において、前記加
圧容器には、加圧容器に処理促進用ガスを供給する促進
ガス供給手段が接続してなる構成としてよい。また、上
記構成において、前記触媒は、白金族、タンタルまたは
二酸化マンガンである構成としてよい。また、上記構成
において、前記触媒は、触媒に通電して発熱させる電源
に接続してある構成としてよい。また、上記構成におい
て、前記触媒は、電熱体と、この電熱体の表面に被覆し
た触媒本体とからなる構成としてよい。
【００２７】
【発明の実施の形態】本発明の表面処理方法及び表面処
理装置の実施形態について図面に従って詳細に説明す
る。本実施形態においては、被処理材であるシリコンウ
エハ２２の表面に、微粒化した処理液である過酸化水素
水２７を噴霧して、アッシング処理を行う場合について
説明する。
【００２８】前記表面処理装置２０は、直方体形状に形
成した密閉空間である室２１を有している。室２１の床
側には、ヒータ２３を内蔵したホットプレート２４が設
けてあり、このホットプレート２４の上にシリコンウエ
ハ２２を配置している。一方、室２１の天井側には、微
粒化手段としての噴霧器（ノズル）２６が挿入配置して
ある。前記噴霧器２６は下面を前記シリコンウエハ２２
に対向するよう配置してあり、噴霧器２６から過酸化水
素水２７を室２１内下方に霧状に微粒化して放射状に散
布できるようにしている。このようにしたため、室２１
内の過酸化水素水２７をシリコンウエハ２２の表面全体
にほぼ均一の密度となるように供給することができる。
【００２９】また、前記噴霧器２６の隣接位置には、促
進ガス供給手段であるガス供給管２８が挿入配置してあ
り、当該供給管２８の下端部より処理促進用ガスである
オゾンガス２９を室２１内に供給できるようにしてい
る。このようにオゾンガス２９を室２１内に供給するこ
とで、シリコンウエハ２２に供給される活性成分の量を
増大させることができる。本実施形態においては、前記
ガス供給管２８の下端部が噴霧器２６の下端部の直下に
向くように前記ガス供給管２８を挿入配置している。こ
れにより、噴霧器２６から供給される過酸化水素水２７
に前記ガス供給管２８から供給されるオゾンガス２９を
直ちに混合させることができるようにしている。
【００３０】微粒化した過酸化水素水２７とオゾンガス
２９との混合物３１が生成される領域の下には、混合物
３１から活性成分の生成を促進させるための触媒３０を
設けている。触媒３０は、混合物３１が接触するとこれ
を分解し、酸素単原子（Ｏ）やＯＨなどの活性成分を生
成する。前記触媒３０は略コイル形状に形成してある。
このような略コイル形状としたことにより、混合物３１
と触媒３０との接触面積を増大させることができ、活性
成分の生成効率を上昇させることができる。また、前記
触媒３０は実施形態の場合、電熱体であるタングステン
に触媒本体である白金をコートした構造としている。
【００３１】本実施形態においては、前記触媒３０は、
タングステンが電源（図示せず）に接続してある。電源
からタングステンに電流を流すことによりタングステン
を発熱させ、触媒３０の表面温度が過酸化水素水２７の
沸点以上の温度（例えば６００℃）となるように加熱可
能としている。このように触媒３０の表面を加熱するこ
とにより、触媒３０に接触した混合物３１の分解を促進
し、活性成分の生成を促進することができる。なお、処
理液は過酸化水素水２７に代えてオゾン水を用いても良
い。この場合には、触媒３０の表面温度は、オゾン水の
沸点の１００℃以上、望ましくは１５０℃以上が好まし
い。
【００３２】また、触媒３０は、シリコンウエハ２２に
近接配置してある。このため、触媒２１に接触して形成
された活性成分の再結合を防止して、活性化したものを
直ちにシリコンウエハ２２に供給することができる。な
お、前記シリコンウエハ２２と触媒２１との間隔は、シ
リコンウエハの表面が熱により変形、変質しない程度の
位置に調整して配置されている。前記シリコンウエハ２
２はホットプレート２４上に配置してある。前記ホット
プレート２４はヒータ２３により、シリコンウエハ２２
を過酸化水素水２７の沸点以上（実施形態の場合には２
００℃程度）に加熱している。
【００３３】以上のように構成した表面処理装置２０の
作用は以下のようになる。噴霧器２６の先端部より過酸
化水素水２７を室２１内下方に向けて微粒化して放射状
に散布する。そして、ガス供給管２８の下端部よりオゾ
ンガス２９を室２１内に供給する。これにより、噴霧器
２６から供給される過酸化水素水２７にオゾンガス２９
を直ちに混合させて混合物３１とすることができる。
【００３４】前記混合物３１は、触媒３０に接触するこ
とで分解され、活性成分の生成が促進される。また、触
媒３０をオゾンガス２９の沸点以上に加熱しておくこと
で、上記したように活性成分の生成を促進させることが
できる。
【００３５】このような活性成分を含んだ混合物３１
が、２００℃に加熱してあるシリコンウエハ２２の表面
に接触する。シリコンウエハ２２に接触した混合物３１
は、過酸化水素水２７が急速に蒸発し、これに伴い過酸
化水素水２７の体積が急激に膨張する。これにより、シ
リコンウエハ２２の表面が瞬間的に加圧されて、反応が
促進されるため、アッシング処理を迅速に行うことがで
きる。また、シリコンウエハ２２の表面には、触媒３０
によって生成が促進された活性成分が供給されるため、
アッシング処理を一層迅速に行うことができるのであ
る。
【００３６】なお、本実施形態においては、レジストの
アッシングについて説明したが、半導体チップや鋼材の
表面に存在する有機物の除去に適用できる。また、アッ
シングの処理水を過酸化水素水としたが、オゾン水を用
いることもできる。また、表面処理は、アッシングだけ
ではなく、酸化処理も同様にして行うことができる。ま
た、処理液としてアンモニア水、処理促進用ガスとして
アンモニアガスを用いることにより、シリコンウエハや
鋼材などの窒化処理を行うことができる。また、表面処
理は室２１を設けることが必ずしも必要ではなく、開放
系で行ってもよい。
【００３７】また、本実施形態の表面処理装置２０を用
いて、被処理材表面のエッチング処理を行うことができ
る。特に半導体チップや半導体ウエハの表面に形成され
た自然酸化膜の除去に好適に用いることができる。この
エッチング処理を行う場合に、表面処理装置２０に触媒
３０は必要としない。このとき、処理液にはフッ化水素
酸を用いて、噴霧器２６より噴霧させる。また、処理促
進用ガスとしてフッ化水素ガスを用いて、前記ガス供給
管２８より室２１内に供給する。これにより、被処理材
表面のエッチング処理を、高い処理効率で行うことがで
きる。
【００３８】本発明の第２実施形態における表面処理装
置５０について図２を用いて説明する。なお、第１実施
形態と同一の部材については同じ符号を付してその説明
を省略する。図２は本発明の第２実施形態における表面
処理装置５０である。本実施形態においては、シリコン
ウエハ５２の表面に酸化処理を行う場合について説明す
る。
【００３９】前記表面処理装置５０は、内部を密閉する
加圧容器５１を有している。前記加圧容器５１は内部を
所定の圧に加圧して、加圧した雰囲気を保持することが
できるようになっている。前記加圧容器５１の床面側に
は、ヒータ２３を内蔵したホットプレート２４を設けて
ある。前記ホットプレート２４上にはシリコンウエハ５
２が配置されており、シリコンウエハ５２の表面を所定
の温度に加熱可能となっている。
【００４０】本実施形態においては、前記ホットプレー
ト２４上に処理液容器５４を配置してある。前記処理液
容器５４は加熱容器であって、処理液としてオゾン水５
５が保持されている。前記処理液容器５４は、前記ホッ
トプレート２４により加熱され、当該処理液容器５４内
のオゾン水５５を気化させて、加圧容器５１内にオゾン
水蒸気６０を供給できるようにしている。
【００４１】また、加圧容器５１の天井側にはガス供給
管２８が設けてあり、当該ガス供給管２８からオゾンガ
ス２９を処理液容器５４内に供給できるようになってい
る。前記したオゾン水蒸気６０は加圧容器５１の上方に
上昇するから、加圧容器５１の上部において混合物３１
を形成させることができる。
【００４２】また、前記シリコンウエハ５２の上方に
は、Ｌ字状に屈曲した触媒３０が近接して配置してあ
る。前記触媒３０はコイル状に形成されており、一端部
を加圧容器５１の側面中央側に、他端部を加圧容器５１
の上面側にそれぞれ連結している。これにより、加圧容
器５１の上部で形成された混合物６１がシリコンウエハ
５２に接触する前段で、触媒３０と接触するようにして
いる。また、本実施形態においては、加圧容器５１の上
面には圧力計６２が接続されてなり、当該圧力計６２に
より加圧容器５１内の圧力を検知することができるよう
になっている。加圧容器５１内はオゾン水５５の気化
と、オゾンガス２９の供給とにより加圧（例えば７８．
４Ｎ／ｃｍ2）される。これにより、活性成分の濃度が
高まり、シリコンウエハ５２に接触する活性成分の量を
多くすることができ、酸化処理速度をより大きくするこ
とができる。
【００４３】なお、本実施形態における表面処理装置５
０は、前記表面処理装置２０と同様に、酸化処理の他に
もアッシングや窒化処理についても適用させることがで
きる。
【００４４】また、本実施形態の表面処理装置５０を用
いて、被処理材表面のエッチング処理を行うことができ
る。特に半導体チップや半導体ウエハの表面に形成され
た自然酸化膜の除去に好適に用いることができる。この
エッチング処理を行う場合に、表面処理装置５０に触媒
３０は必要としない。このとき、処理液にはフッ化水素
酸を用いて、前記処理液容器５４に保持させる。また、
処理促進用ガスとしてフッ化水素ガスを用いて、前記ガ
ス供給管２８より加圧容器５１内に供給する。これによ
り、被処理材表面のエッチング処理を、高い処理効率で
行うことができる。ここで、前記加圧容器５１内を、加
圧雰囲気に保持することで、処理効率をさらに高めるこ
とができる。加圧は、数気圧程度とすることが好まし
い。
【００４５】
【実施例】《実施例１》図２に示した表面処理装置５０
を用いてシリコンウエハの表面に設けたレジストのアッ
シングを行った場合である。本実施例においては、処理
液として過酸化水素水またはオゾン水を使用し、処理促
進用ガスとしてオゾンガスを使用している。また、オゾ
ン水または過酸化水素水は、処理液容器（ビーカ）５４
に入れ、ホットプレート２４によって加熱して気化さ
せ、微粒化している。そして、（１）加圧容器５１内を
７８．４Ｎ／ｃｍ2に加圧して、シリコンウエハの表面
をホットプレート２４によって２００℃に加熱しただけ
である場合、（２）触媒３０を用いるが、加圧容器５１
内の加圧と、シリコンウエハの表面の加熱をしない場
合、（３）加圧容器５１内を７８．４Ｎ／ｃｍ2に加圧
して、シリコンウエハの表面を２００℃に加熱し、かつ
触媒３０を用いた場合、のそれぞれについてアッシング
レイトを測定して比較した。このとき、（２）と（３）
で用いた前記触媒３０は、タングステンに白金（プラチ
ナ）をコーティングしたものを用いた。そして、前記触
媒３０とシリコンウエハ間との距離は、３０ｍｍとし
た。そして、触媒３０は、タングステンに通電して発熱
させ、表面を６００℃に加熱した。
【００４６】それぞれのアッシングレイトを図３に示
す。図３に示したように、それぞれ処理効率を従来に比
して向上できているが、（３）に示した触媒３０を用
い、かつ加熱加圧した場合に処理効率を大幅に上昇させ
ることができている。
【００４７】《実施例２》表面処理装置５０を用いてシ
リコンウエハの酸化処理を行った。本実施例において
は、実施例１と同様にして、処理液として過酸化水素水
またはオゾン水を使用し、処理促進用ガスとしてオゾン
ガスを使用する。そして、（４）加圧容器５１内を７
８．４Ｎ／ｃｍ2に加圧して、シリコンウエハの表面を
３００℃に加熱しただけである場合、（５）触媒３０を
用いるが、加圧容器５１内の加圧と、シリコンウエハの
表面の加熱をしない場合、（６）加圧容器５１内を７
８．４Ｎ／ｃｍ2に加圧して、シリコンウエハの表面を
３００℃に加熱し、かつ触媒３０を用いた場合、のそれ
ぞれについて酸化処理レイトを測定した。このとき、
（５）と（６）で用いた前記触媒３０は、タングステン
に白金（プラチナ）をコーティングしたものを用いた。
そして、前記触媒３０とシリコンウエハ間との距離は、
３０ｍｍとした。そして、触媒３０は、タングステンに
通電して発熱させ、表面を６００℃に加熱した。
【００４８】それぞれの酸化処理レイトを図４に示す。
図４に示したように、それぞれ処理効率を従来に比して
向上できているが、（６）に示した触媒３０を用い、か
つ加熱加圧した場合に処理効率を大幅に上昇させること
ができている。
【００４９】《実施例３》表面処理装置５０を用いてシ
リコンウエハの窒化処理を行った。本実施例において
は、処理液としてアンモニア水を使用し、処理促進用ガ
スとしてアンモニアガスを使用した。アンモニア水は３
％の濃度のものを用いる。そして、（７）加圧容器５１
内を７８．４Ｎ／ｃｍ2に加圧して、シリコンウエハの
表面を３００℃に加熱しただけである場合、（８）触媒
３０を用いるが、加圧容器５１内の加圧と、シリコンウ
エハの表面の加熱をしない場合、（９）加圧容器５１内
を７８．４Ｎ／ｃｍ2に加圧して、シリコンウエハの表
面を３００℃に加熱し、かつ触媒３０を用いた場合、の
それぞれについて窒化処理レイトを測定した。このと
き、（８）と（９）で用いた前記触媒３０は、タングス
テンに白金（プラチナ）をコーティングしたものを用い
た。そして、前記触媒３０とシリコンウエハ間との距離
は、３０ｍｍとした。そして、触媒３０は、タングステ
ンに通電して発熱させ、表面を６００℃に加熱した。
【００５０】それぞれの窒化処理レイトを図５に示す。
図５に示したように、それぞれ処理効率を従来に比して
向上できているが、（９）に示した触媒３０を用い、か
つ加熱加圧した場合に処理効率を大幅に上昇させること
ができている。
【００５１】《実施例４》表面処理装置５０を用いてシ
リコンウエハ上に設けたシリコン酸化膜のエッチング処
理を行った。本実施例においては、処理液としてフッ化
水素酸（フッ酸）を使用し、処理促進用ガスとして無水
フッ酸（ＡＨＦ）ガスを使用した。フッ酸の濃度は４６
％のものを用いる。そして、（１０）加圧容器５１内を
７８．４Ｎ／ｃｍ2に加圧して、シリコンウエハの表面
を２００℃に加熱した場合、（１１）加圧容器５１内を
加圧せず、シリコンウエハの表面を加熱しなかった場
合、のそれぞれについてエッチング処理レイトを測定し
た。
【００５２】それぞれのエッチング処理レイトを図６に
示す。図６に示したように、加圧、加熱を行った場合の
方が、行わなかった場合に比べて４倍も処理効率を上昇
させることができている。
【００５３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、被処理材の表面に接触時に処理液が急速に気化する
とともに、分解して活性化される。そして、処理液が気
化する際に、急激な体積膨張を引き起こすため、処理液
が接触した被処理材の表面が瞬間的に加圧される。この
ため、被処理材の表面における反応が促進され、迅速に
表面処理を行わせることができ、表面処理効率を上昇さ
せることができる。また、従来のような高価な装置を必
要としないため比較的低コストであり、雰囲気全体を高
温にする必要がないため比較的低エネルギーで表面処理
を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態における表面処理装置を示す
正面図である。
【図２】本発明の実施形態における表面処理装置の正面
図である。
【図３】本発明のシリコン酸化における処理レイトを示
す比較図である。
【図４】本発明のレジストアッシングにおける処理レイ
トを示す比較図である。
【図５】本発明のシリコン窒化における処理レイトを示
す比較図である。
【図６】本発明のエッチングにおける処理レイトを示す
比較図である。
【符号の説明】
２０………表面処理装置 ２１………室 ２２………シリコンウエハ ２３………ヒータ ２４………ホットプレート ２６………噴霧器 ２７………過酸化水素水 ２８………ガス供給管 ２９………オゾンガス ３０………触媒 ３１………混合物 ５０………表面処理装置 ５１………加圧容器 ５２………シリコンウエハ ５４………処理液容器 ５５………オゾン水 ６０………オゾン水蒸気 ６１………混合物 ６２………圧力計
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/306 Ｈ０１Ｌ 21/318 Ａ 21/316 21/302 Ｈ 21/318 21/306 Ｒ Ｆターム(参考） 4K057 WA20 WB06 WB11 WB15 WE07 WM04 WM17 WN01 5F004 AA16 BA19 BB18 BB26 BD01 DA00 DA20 DA27 EA35 5F043 AA01 AA40 CC16 DD13 EE07 5F058 BA20 BB05 BC02 BC03 BC08 BC09 BF63 BF64 BG03

Claims (25)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 処理液を微粒化し、微粒化した前記処理
    液を前記処理液の沸点以上に加熱した被処理材に接触さ
    せて被処理材の表面を処理することを特徴とする表面処
    理方法。
  2. 【請求項２】 前記微粒化は、前記処理液を噴霧して行
    うことを特徴とする請求項１に記載の表面処理方法。
  3. 【請求項３】 前記微粒化は、前記処理液を気化させて
    行うことを特徴とする請求項１に記載の表面処理方法。
  4. 【請求項４】 前記微粒化した処理液の少なくとも一部
    を触媒に接触させて分解して活性化することを特徴とす
    る請求項１ないし３のいずれかに記載の表面処理方法。
  5. 【請求項５】 前記触媒は、前記処理液の沸点以上に加
    熱してあることを特徴とする請求項４に記載の表面処理
    方法。
  6. 【請求項６】 前記触媒は、白金族、タンタルまたは二
    酸化マンガンでなることを特徴とする請求項４または５
    に記載の表面処理方法。
  7. 【請求項７】 前記被処理材は、加圧雰囲気中に配置し
    てあることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに
    記載の表面処理方法。
  8. 【請求項８】 表面の処理は、有機物を燃焼するアッシ
    ング処理、または表面を酸化する酸化処理であり、前記
    処理液は、オゾン水または過酸化水素水であることを特
    徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の表面処理
    方法。
  9. 【請求項９】 前記微粒化した処理液中にオゾンを添加
    することを特徴とする請求項８に記載の表面処理方法。
  10. 【請求項１０】 表面の処理は、表面を窒化する窒化処
    理であり、前記処理液は、アンモニア水であることを特
    徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の表面処理
    方法。
  11. 【請求項１１】 前記微粒化した処理液中にアンモニア
    ガスを添加することを特徴とする請求項１０に記載の表
    面処理方法。
  12. 【請求項１２】 表面の処理は、被処理材表面の無機物
    を除去するエッチング処理であり、前記処理液は、フッ
    化水素酸であることを特徴とする請求項１ないし３のい
    ずれかに記載の表面処理方法。
  13. 【請求項１３】 前記微粒化した処理液中に、フッ化水
    素ガスを添加することを特徴とする請求項１２に記載の
    表面処理方法。
  14. 【請求項１４】 前記被処理材は、加圧雰囲気中に配置
    してあることを特徴とする請求項１２または１３に記載
    の表面処理方法。
  15. 【請求項１５】 処理液を微粒化する微粒化手段と、被
    処理材を前記処理液の沸点以上に加熱可能な加熱手段と
    を有する表面処理装置。
  16. 【請求項１６】 処理液を微粒化する微粒化手段と、微
    粒化した前記処理液を分解して活性化する触媒と、被処
    理材を前記処理液の沸点以上に加熱可能な加熱手段とを
    有する表面処理装置。
  17. 【請求項１７】 処理液を微粒化する微粒化手段と、微
    粒化した前記処理液を分解して活性化する触媒と、被処
    理材を前記処理液の沸点以上に加熱可能な加熱手段と、
    処理促進用ガスを供給する促進ガス供給手段とを有する
    表面処理装置。
  18. 【請求項１８】 被処理材を配置する加圧容器と、この
    加圧容器内に微粒化した処理液を供給する微粒化手段
    と、前記加圧容器に設けられて被処理材を前記処理液の
    沸点以上に加熱可能な加熱手段とを有することを特徴と
    する表面処理装置。
  19. 【請求項１９】 前記加圧容器は、内部に微粒化した前
    記処理液を分解して活性化する触媒を有していることを
    特徴とする請求項１８に記載の表面処理装置。
  20. 【請求項２０】 前記微粒化手段は、前記処理液を噴霧
    するノズルであることを特徴とする請求項１５ないし１
    ９のいずれかに記載の表面処理装置。
  21. 【請求項２１】 前記微粒化手段は、前記処理液を蒸発
    させる加熱容器であることを特徴とする請求項１５ない
    し１９のいずれかに記載の表面処理装置。
  22. 【請求項２２】 前記加圧容器には、加圧容器に処理促
    進用ガスを供給する促進ガス供給手段が接続してなるこ
    とを特徴とする請求項１８または１９に記載の表面処理
    装置。
  23. 【請求項２３】 前記触媒は、白金族、タンタルまたは
    二酸化マンガンであることを特徴とする請求項１６また
    は１７もしくは１９のいずれかに記載の表面処理装置。
  24. 【請求項２４】 前記触媒は、触媒に通電して発熱させ
    る電源に接続してあることを特徴とする請求項１６また
    は１７もしくは１９または２３のいずれかに記載の表面
    処理装置。
  25. 【請求項２５】 前記触媒は、電熱体と、この電熱体の
    表面に被覆した触媒本体とからなる請求項２４に記載の
    表面処理装置。
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