JP2770083B2 - 半導体基板のドライ洗浄方法 - Google Patents
半導体基板のドライ洗浄方法Info
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- JP2770083B2 JP2770083B2 JP3021481A JP2148191A JP2770083B2 JP 2770083 B2 JP2770083 B2 JP 2770083B2 JP 3021481 A JP3021481 A JP 3021481A JP 2148191 A JP2148191 A JP 2148191A JP 2770083 B2 JP2770083 B2 JP 2770083B2
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- semiconductor
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- Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高濃度に重金属汚染さ
れた半導体基板のドライ洗浄方法に関する。
れた半導体基板のドライ洗浄方法に関する。
【０００２】半導体製造プロセスにおける半導体基板の
洗浄技術としては、硝酸あるいはアンモニア水と過酸化
水素水との混合液等の薬液を使用して洗浄するウェット
洗浄技術が現在のところ主流である。しかしながら、半
導体製造プロセスはドライ化してきており、これらのド
ライプロセスとの整合性の点からガスを使用したドライ
洗浄技術が注目されるようになってきた。ドライ洗浄の
利点は、他のドライプロセスとの整合性が得られる外
に、溶液からの再付着がないことからウェット洗浄より
も高い洗浄度が得られることにある。
洗浄技術としては、硝酸あるいはアンモニア水と過酸化
水素水との混合液等の薬液を使用して洗浄するウェット
洗浄技術が現在のところ主流である。しかしながら、半
導体製造プロセスはドライ化してきており、これらのド
ライプロセスとの整合性の点からガスを使用したドライ
洗浄技術が注目されるようになってきた。ドライ洗浄の
利点は、他のドライプロセスとの整合性が得られる外
に、溶液からの再付着がないことからウェット洗浄より
も高い洗浄度が得られることにある。
【０００３】
【従来の技術】半導体基板に付着している重金属を除去
するドライ洗浄方法としては、半導体基板に塩素ラジカ
ルを接触させる方法が有力である。
するドライ洗浄方法としては、半導体基板に塩素ラジカ
ルを接触させる方法が有力である。
【０００４】塩素ラジカルは半導体基板表面に付着して
いる重金属汚染物と反応して重金属の塩化物を生成し、
この塩化物が気化することによって重金属汚染物は除去
される。
いる重金属汚染物と反応して重金属の塩化物を生成し、
この塩化物が気化することによって重金属汚染物は除去
される。
【０００５】特に、紫外線を照射して励起された塩素を
使用する光励起ドライ洗浄技術は、鉄をはじめとする重
金属除去に有効であり、１０13個／cm2 レベルに鉄で汚
染されたシリコン基板を汚染前の１０10個／cm2 レベル
にまで回復することができる。
使用する光励起ドライ洗浄技術は、鉄をはじめとする重
金属除去に有効であり、１０13個／cm2 レベルに鉄で汚
染されたシリコン基板を汚染前の１０10個／cm2 レベル
にまで回復することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが、塩素ラジカ
ルは半導体の基板とも反応し、例えばシリコン基板の場
合にはＳｉＣｌ4 が生成されて気化するので、洗浄の進
行に伴って半導体基板のエッチングも進行してしまうと
いう欠点がある。
ルは半導体の基板とも反応し、例えばシリコン基板の場
合にはＳｉＣｌ4 が生成されて気化するので、洗浄の進
行に伴って半導体基板のエッチングも進行してしまうと
いう欠点がある。
【０００７】本発明の目的は、この欠点を解消すること
にあり、高濃度に重金属汚染された半導体基板を、半導
体基板のエッチングを抑えてドライ洗浄する方法を提供
することにある。
にあり、高濃度に重金属汚染された半導体基板を、半導
体基板のエッチングを抑えてドライ洗浄する方法を提供
することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、重金属に
汚染されている半導体の基板に塩素ラジカルを接触させ
てなす半導体基板のドライ洗浄方法において、前記の半
導体の除去が実質的に発生しない温度と時間とをもっ
て、前記の半導体の基板に、前記の塩素ラジカルを接触
させてなす半導体基板のドライ洗浄方法によって達成さ
れる。なお、前記の半導体の基板に、前記の塩素ラジカ
ルを接触させる期間に、短時間光照射をなすものとす
る。
汚染されている半導体の基板に塩素ラジカルを接触させ
てなす半導体基板のドライ洗浄方法において、前記の半
導体の除去が実質的に発生しない温度と時間とをもっ
て、前記の半導体の基板に、前記の塩素ラジカルを接触
させてなす半導体基板のドライ洗浄方法によって達成さ
れる。なお、前記の半導体の基板に、前記の塩素ラジカ
ルを接触させる期間に、短時間光照射をなすものとす
る。
【０００９】具体的には、重金属に汚染されている半導
体の基板に塩素ラジカルを接触させて、前記の重金属の
除去はなされるが前記の半導体の除去は発生しない温度
と時間とを実験的に決定しておき、この実験的に決定さ
れた温度と時間とをもって、前記の半導体の基板と同種
の半導体の基板に対してドライ洗浄をなすか、または、
重金属に汚染されている半導体の基板に塩素ラジカルを
接触させて、前記の重金属の除去はなされるが前記の半
導体の除去は実質的に発生しない温度を実験的に決定し
ておき、この実験的に決定された温度をもって、前記の
半導体の基板と同種の半導体の基板に対してドライ洗浄
をなし、同時に、スペクトル検出装置を使用して排ガス
中に含まれる前記の半導体を構成する元素のスペクトル
を検出し、このスペクトル検出装置が前記の半導体を構
成する元素のスペクトルを検出したとき、前記のドライ
洗浄を終了するようにする。
体の基板に塩素ラジカルを接触させて、前記の重金属の
除去はなされるが前記の半導体の除去は発生しない温度
と時間とを実験的に決定しておき、この実験的に決定さ
れた温度と時間とをもって、前記の半導体の基板と同種
の半導体の基板に対してドライ洗浄をなすか、または、
重金属に汚染されている半導体の基板に塩素ラジカルを
接触させて、前記の重金属の除去はなされるが前記の半
導体の除去は実質的に発生しない温度を実験的に決定し
ておき、この実験的に決定された温度をもって、前記の
半導体の基板と同種の半導体の基板に対してドライ洗浄
をなし、同時に、スペクトル検出装置を使用して排ガス
中に含まれる前記の半導体を構成する元素のスペクトル
を検出し、このスペクトル検出装置が前記の半導体を構
成する元素のスペクトルを検出したとき、前記のドライ
洗浄を終了するようにする。
【００１０】
【作用】紫外光を照射して励起された塩素ガスを使用し
て高濃度に汚染された半導体基板、例えばシリコン基板
をエッチングしたときに、図１に示すように処理温度が
高い場合、例えば１７０℃の場合には、図中に点線をも
って示すように、直ちにエッチングが開始するが、処理
温度が低い場合、例えば１４０℃の場合には、図中に実
線をもって示すように、エッチングが進行しない時間帯
が存在することを本発明の発明者は見出した。
て高濃度に汚染された半導体基板、例えばシリコン基板
をエッチングしたときに、図１に示すように処理温度が
高い場合、例えば１７０℃の場合には、図中に点線をも
って示すように、直ちにエッチングが開始するが、処理
温度が低い場合、例えば１４０℃の場合には、図中に実
線をもって示すように、エッチングが進行しない時間帯
が存在することを本発明の発明者は見出した。
【００１１】さらに、研究を進めた結果、このエッチン
グの進行しない時間帯において重金属汚染物が除去され
ていることが明らかになった。図２は、処理温度が１７
０℃のときの高濃度に鉄によって汚染された半導体基板
のドライ洗浄を示すが、エッチングのごく初期に急激に
表面の濃度が下がるのが明らかである。
グの進行しない時間帯において重金属汚染物が除去され
ていることが明らかになった。図２は、処理温度が１７
０℃のときの高濃度に鉄によって汚染された半導体基板
のドライ洗浄を示すが、エッチングのごく初期に急激に
表面の濃度が下がるのが明らかである。
【００１２】本発明に係る半導体基板のドライ洗浄方法
においては、前記の新たに見出された自然法則を利用
し、高濃度に重金属汚染された半導体基板を、エッチン
グの進行しない時間帯が存在する温度まで下げて塩素ラ
ジカルを接触させ、このエッチングの進行しない時間帯
に塩素ラジカルによるドライ洗浄を行って基板表面に付
着している重金属を除去するものである。
においては、前記の新たに見出された自然法則を利用
し、高濃度に重金属汚染された半導体基板を、エッチン
グの進行しない時間帯が存在する温度まで下げて塩素ラ
ジカルを接触させ、このエッチングの進行しない時間帯
に塩素ラジカルによるドライ洗浄を行って基板表面に付
着している重金属を除去するものである。
【００１３】
【実施例】以下、図面を参照して、本発明の三つの実施
例に係る半導体基板のドライ洗浄方法について説明す
る。
例に係る半導体基板のドライ洗浄方法について説明す
る。
【００１４】第１例 図３に光励起ドライ洗浄装置の構成図を示す。図におい
て、１は反応チャンバであり、２は塩素ガス導入口であ
り、３はガス排出口である。４は光励起用紫外光を発生
する高圧水銀ランプであり、５は反応チャンバ１内に設
けられた基板支持台７上に載置される半導体基板６を加
熱する赤外線ランプである。
て、１は反応チャンバであり、２は塩素ガス導入口であ
り、３はガス排出口である。４は光励起用紫外光を発生
する高圧水銀ランプであり、５は反応チャンバ１内に設
けられた基板支持台７上に載置される半導体基板６を加
熱する赤外線ランプである。
【００１５】ある半導体製造プロセスにおいて製造され
た半導体基板の中からサンプルを取り出し、そのサンプ
ルに対して図３に示す装置を使用して、図１に示すよう
な紫外線照射時間とエッチング深さとの関係を種々の気
相温度において測定する。
た半導体基板の中からサンプルを取り出し、そのサンプ
ルに対して図３に示す装置を使用して、図１に示すよう
な紫外線照射時間とエッチング深さとの関係を種々の気
相温度において測定する。
【００１６】例えば、１０13個／cm2 レベルに鉄汚染さ
れたサンプル基板について測定した結果、塩素ガス圧力
２０Torr、気相温度１４０℃の場合にエッチングが開始
するまでの時間が３０秒であったとすると、同じ半導体
製造プロセスにおいて製造され、１０13個／cm2 レベル
に鉄汚染されている半導体基板に対しては、塩素ガス圧
力２０Torr、気相温度１４０℃において紫外光を３０秒
間照射して光励起ドライ洗浄をすれば、半導体基板が実
質的にエッチングされることなく重金属汚染物が除去さ
れる。尚、こゝで言う「実質的にエッチングされること
なく」とは、塩素ラジカルによる基板の定常的なエッチ
ングが始まるまでの、高々５０Å程度までのエッチング
も含む。
れたサンプル基板について測定した結果、塩素ガス圧力
２０Torr、気相温度１４０℃の場合にエッチングが開始
するまでの時間が３０秒であったとすると、同じ半導体
製造プロセスにおいて製造され、１０13個／cm2 レベル
に鉄汚染されている半導体基板に対しては、塩素ガス圧
力２０Torr、気相温度１４０℃において紫外光を３０秒
間照射して光励起ドライ洗浄をすれば、半導体基板が実
質的にエッチングされることなく重金属汚染物が除去さ
れる。尚、こゝで言う「実質的にエッチングされること
なく」とは、塩素ラジカルによる基板の定常的なエッチ
ングが始まるまでの、高々５０Å程度までのエッチング
も含む。
【００１７】第２例 第２例は、半導体基板のエッチング開始時点を自動的に
検出し、その時点でドライ洗浄を停止するものである。
検出し、その時点でドライ洗浄を停止するものである。
【００１８】図４に、第２例において使用される光励起
ドライ洗浄装置の構成図を示す。図中、図３で示したも
のと同一のものは同一記号で示してあり、８は質量分析
器であり、９は質量分析器８によって半導体基板を構成
する元素のスペクトルが検出されたときにドライ洗浄を
停止する洗浄停止手段である。
ドライ洗浄装置の構成図を示す。図中、図３で示したも
のと同一のものは同一記号で示してあり、８は質量分析
器であり、９は質量分析器８によって半導体基板を構成
する元素のスペクトルが検出されたときにドライ洗浄を
停止する洗浄停止手段である。
【００１９】反応チャンバ１の排気口３に設けられた質
量分析器８を使用して排ガスの質量スペクトルをモニタ
し、排ガス中に半導体基板を構成する元素のスペクトル
が出現すると、その信号が洗浄停止手段９に入力され、
洗浄停止信号を出力する。この洗浄停止信号によって高
圧水銀ランプ４の消灯、塩素ガスの導入停止およびチャ
ンバ１内の強制排気並びに赤外線ランプ５の消灯がなさ
れてドライ洗浄が停止する。
量分析器８を使用して排ガスの質量スペクトルをモニタ
し、排ガス中に半導体基板を構成する元素のスペクトル
が出現すると、その信号が洗浄停止手段９に入力され、
洗浄停止信号を出力する。この洗浄停止信号によって高
圧水銀ランプ４の消灯、塩素ガスの導入停止およびチャ
ンバ１内の強制排気並びに赤外線ランプ５の消灯がなさ
れてドライ洗浄が停止する。
【００２０】第３例 図５に、第３例において使用される光励起ドライ洗浄装
置の構成図を示す。図中、図３で示したものと同一のも
のは同一記号で示してあり、10は透光窓であり、11は分
光器であり、12は分光器11によって半導体基板を構成す
る元素のスペクトルが検出されたときにドライ洗浄を停
止する洗浄停止手段である。
置の構成図を示す。図中、図３で示したものと同一のも
のは同一記号で示してあり、10は透光窓であり、11は分
光器であり、12は分光器11によって半導体基板を構成す
る元素のスペクトルが検出されたときにドライ洗浄を停
止する洗浄停止手段である。
【００２１】分光器11を使用して排ガスの吸光分析を行
い、半導体基板を構成する元素の吸収スペクトルが出現
すると、その信号が洗浄停止手段12に入力され、洗浄停
止信号を出力する。この洗浄停止信号によって第２例と
同様にして洗浄が停止する。
い、半導体基板を構成する元素の吸収スペクトルが出現
すると、その信号が洗浄停止手段12に入力され、洗浄停
止信号を出力する。この洗浄停止信号によって第２例と
同様にして洗浄が停止する。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明に係る半導
体基板のドライ洗浄方法においては、重金属に汚染され
た半導体基板に、重金属の除去はなされるが半導体の除
去は実質的に発生しない温度と時間とをもって塩素ラジ
カルを接触させてドライ洗浄をなすので、半導体基板が
エッチングされることなく、半導体基板に付着している
重金属汚染物が除去される。
体基板のドライ洗浄方法においては、重金属に汚染され
た半導体基板に、重金属の除去はなされるが半導体の除
去は実質的に発生しない温度と時間とをもって塩素ラジ
カルを接触させてドライ洗浄をなすので、半導体基板が
エッチングされることなく、半導体基板に付着している
重金属汚染物が除去される。
【図１】紫外線照射時間／エッチング深さの関係を示す
線図である。
線図である。
【図２】エッチング深さ対表面鉄濃度関係を示す線図で
ある。
ある。
【図３】
【図４】
【図５】本発明に係る半導体基板のドライ洗浄に使用さ
れる装置の構成図である。
れる装置の構成図である。
１ 反応チャンバ ２ 塩素ガス導入口 ３ ガス排出口 ４ 高圧水銀ランプ ５ 赤外線ランプ ６ 半導体基板 ７ 基板支持台 ８ 質量分析器 ９・12 洗浄停止手段 10 透光窓 11 分光器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 21/304 341 H01L 21/3065
Claims (4)
- 【請求項１】 重金属に汚染されている半導体の基板に
塩素ラジカルを接触させてなす半導体基板のドライ洗浄
方法において、前記半導体の除去が実質的に発生しない
温度と時間とをもって、前記半導体の基板に、前記塩素
ラジカルを接触させてなすことを特徴とする半導体基板
のドライ洗浄方法。 - 【請求項２】 前記半導体の基板に、前記塩素ラジカル
を接触させる期間に、短時間光照射をなすことを特徴と
する請求項１記載の半導体基板のドライ洗浄方法。 - 【請求項３】 重金属に汚染されている半導体の基板に
塩素ラジカルを接触させて、前記重金属の除去はなされ
るが前記半導体の除去は実質的に発生しない温度と時間
とを実験的に決定しておき、該実験的に決定された温度
と時間とをもって、前記半導体の基板と同種の半導体の
基板に対してなすことを特徴とする請求項１または２記
載の半導体基板のドライ洗浄方法。 - 【請求項４】 重金属に汚染されている半導体の基板に
塩素ラジカルを接触させて、前記重金属の除去はなされ
るが前記半導体の除去は実質的に発生しない温度を実験
的に決定しておき、該実験的に決定された温度をもっ
て、前記半導体の基板と同種の半導体の基板に対してド
ライ洗浄をなし、同時に、スペクトル検出装置を使用し
て排ガス中に含まれる前記半導体を構成する元素のスペ
クトルを検出し、該スペクトル検出装置が前記半導体を
構成する元素のスペクトルを検出したとき、前記ドライ
洗浄を終了することを特徴とする請求項１または２記載
の半導体基板のドライ洗浄方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3021481A JP2770083B2 (ja) | 1991-01-23 | 1991-01-23 | 半導体基板のドライ洗浄方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3021481A JP2770083B2 (ja) | 1991-01-23 | 1991-01-23 | 半導体基板のドライ洗浄方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04239727A JPH04239727A (ja) | 1992-08-27 |
| JP2770083B2 true JP2770083B2 (ja) | 1998-06-25 |
Family
ID=12056166
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3021481A Expired - Lifetime JP2770083B2 (ja) | 1991-01-23 | 1991-01-23 | 半導体基板のドライ洗浄方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2770083B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6127271A (en) * | 1998-04-28 | 2000-10-03 | Balzers Hochvakuum Ag | Process for dry etching and vacuum treatment reactor |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6286727A (ja) * | 1985-10-12 | 1987-04-21 | Nissin Electric Co Ltd | 基板清浄化装置 |
| JPH071766B2 (ja) * | 1985-12-11 | 1995-01-11 | 富士通株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
-
1991
- 1991-01-23 JP JP3021481A patent/JP2770083B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04239727A (ja) | 1992-08-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19980310 |