JP3050579B2 - Cleaning method and device - Google Patents

Cleaning method and device

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JP3050579B2
JP3050579B2 JP2240014A JP24001490A JP3050579B2 JP 3050579 B2 JP3050579 B2 JP 3050579B2 JP 2240014 A JP2240014 A JP 2240014A JP 24001490 A JP24001490 A JP 24001490A JP 3050579 B2 JP3050579 B2 JP 3050579B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、半導体デバイス製造の際に、基板に付着さ
れている塵埃を溶液を用いることなく、効率的に除去す
るクリーニング方法とその装置に関するものである。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cleaning method and an apparatus for efficiently removing dust adhering to a substrate without using a solution when manufacturing a semiconductor device. Things.

[従来の技術] 半導体デバイスの製造においては、基板表面に塵埃が
付着されている場合には、これを要因としてパターンに
欠陥が生じるようになり、結局、製造された半導体デバ
イスは不良なものとして得られるようになっている。よ
り具体的に説明すれば、最近の半導体デバイスの製造に
おいては、エッチングや成膜にプラズマエッチング、ス
パッタ成膜、CVD成膜等のドライプロセス処理が多く用
いられているのが現状である。ところで、このようなド
ライプロセス処理での問題点としては、基板への塵埃の
付着が挙げられるものとなっている。エッチング処理や
成膜処理の前後で基板に塵埃が付着していれば、半導体
デバイスの回路パターンや膜に欠陥が生じる結果、デバ
イスとして機能し得なくなるからである。
[Prior Art] In the manufacture of semiconductor devices, when dust adheres to the surface of a substrate, this causes a defect in a pattern. As a result, the manufactured semiconductor device is regarded as defective. You can get it. More specifically, in the recent manufacture of semiconductor devices, dry etching such as plasma etching, sputter deposition, and CVD deposition is often used for etching and film formation. By the way, as a problem in such a dry process, adhesion of dust to a substrate has been mentioned. This is because if dust adheres to the substrate before and after the etching process or the film forming process, a defect occurs in a circuit pattern or a film of the semiconductor device, and the device cannot function as a device.

このため、付着されている塵埃を除去すべくエッチン
グや成膜の前後工程で溶液によるクリーニング処理、乾
燥処理がこれまでに行われるようになっている。このよ
うに、塵埃を除去する洗浄技術は半導体デバイスを製造
する上で極めて重要となっているが、これまでに知られ
ている塵埃除去方法としては、「0.8〜0.5μm時代の洗
浄技術」('90最新半導体プロセス技術、Semiconductor
Worldプレスジャーナル(1989.11)頁201〜206)に記
載されているように、フッ酸、アンモニア、塩酸等を組
合せた溶液に基板を浸漬する方法や、これに超音波を作
用させる方法等のウエット洗浄以外に、光励起クリーニ
ングや反応性ガスを用いたドライ洗浄が知られている。
For this reason, a cleaning process using a solution and a drying process have been performed before and after the etching and the film formation in order to remove the attached dust. As described above, the cleaning technology for removing dust is extremely important in manufacturing a semiconductor device. However, as a known dust removing method, a “cleaning technology for the 0.8 to 0.5 μm era” ( '90 latest semiconductor process technology, Semiconductor
As described in the World Press Journal (November 1989, pp. 201-206), wet cleaning such as a method of immersing a substrate in a solution containing a combination of hydrofluoric acid, ammonia, and hydrochloric acid, and a method of applying ultrasonic waves thereto Besides, photo-excited cleaning and dry cleaning using a reactive gas are known.

[発明が解決しようとする課題] しかしながら、従来技術による場合、半導体デバイス
を製造するに際し、エッチング処理や成膜処理が真空中
で行われているのに対し、クリーニング処理は大気中で
行われていることから、クリーニング処理後に真空装置
内に取入れる間に異物が付着する虞があるものとなって
いる。このような不具合に加え、非ドライプロセス処理
工程としてのクリーニング処理工程が要され、工程数が
増えることは否めないものとなっている。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in the case of the conventional technology, when manufacturing a semiconductor device, the etching process and the film forming process are performed in a vacuum, whereas the cleaning process is performed in the air. Therefore, there is a possibility that foreign matter may adhere to the vacuum device after the cleaning process. In addition to such inconveniences, a cleaning process as a non-dry process is required, and the number of processes is unavoidable.

一方、従来技術に係るドライプロセス方式によるクリ
ーニングでは、基板表面全体をエッチングクリーニング
することは可能であるが、塵埃だけを選択的にエッチン
グし得ず、このため、溶液によるクリーニング処理と組
合せることによって、塵埃を除去する必要があるものと
なっている。
On the other hand, in the cleaning by the dry process method according to the related art, it is possible to perform etching cleaning on the entire substrate surface, but it is not possible to selectively etch only dust, and therefore, by combining with cleaning treatment using a solution. , Dust must be removed.

本発明の目的は、ドライプロセス方式のクリーニング
だけによって、基板に付着されている塵埃を選択的に除
去し得るクリーニング方法、更に他の目的としては、そ
のようなクリーニングが可能とされた装置を供するにあ
る。
An object of the present invention is to provide a cleaning method capable of selectively removing dust adhering to a substrate by only a dry process type cleaning, and still another object of the present invention is to provide an apparatus capable of performing such cleaning. It is in.

[課題を解決するための手段] 上記目的は、真空雰囲気内において、塵埃を反応性ガ
スと反応させた上、気化させることで除去すべく、励起
された反応性ガス雰囲気中におかれた基板に対し、該基
板に付着されている塵埃の温度上昇が該基板に比して大
きくなるよう、エネルギを供給することによって、塵埃
を反応性ガスとの選択的反応により気化せしめることで
達成される。
[Means for Solving the Problems] The object of the present invention is to provide a substrate placed in an excited reactive gas atmosphere in order to remove dust by reacting the dust with the reactive gas in a vacuum atmosphere. On the other hand, by supplying energy so that the temperature rise of the dust attached to the substrate becomes larger than that of the substrate, the dust is vaporized by a selective reaction with the reactive gas. .

また、他の目的は、真空処理室内において、基板に付
着されている塵埃を励起された反応性ガスと反応させた
上、気化させることで除去すべく、励起された反応性ガ
ス雰囲気中で基板を載置設定する手段と、該基板にエネ
ルギを供給する手段と、該基板に付着されている塵埃の
温度上昇が該基板に比し大きくなるべく設定する手段と
を少なくとも具備せしめることで達成される。
Another object of the present invention is to reduce the amount of dust adhering to a substrate in a vacuum processing chamber by reacting the dust with the excited reactive gas and then removing the gas by vaporization. This is achieved by providing at least a means for placing and setting the substrate, a means for supplying energy to the substrate, and a means for setting the temperature rise of the dust attached to the substrate to be greater than that of the substrate. .

[作用] 要は、真空雰囲気中で、適当なエネルギ供給方法や冷
却方法を採用することによって、基板上に付着されてい
る塵埃のその温度を、その基板のそれに比し大きく上昇
せしめた状態で、その塵埃のみを反応性ガス、あるいは
励起状態にある反応性ガスとしてのエッチングガスと反
応せしめた上、気化させることで選択的に除去しようと
いうものである。これによりドライプロセス方式のクリ
ーニングが可能となり、エッチング・成膜処理のみなら
ずクリーニング処理もドライプロセス方式で行われるこ
とで、半導体デバイスは一貫したドライプロセス処理で
製造され得るものである。
[Operation] The point is that in a vacuum atmosphere, by adopting an appropriate energy supply method and a cooling method, the temperature of the dust attached on the substrate is greatly increased as compared with that of the substrate. Then, only the dust is reacted with a reactive gas or an etching gas as a reactive gas in an excited state, and is then selectively removed by vaporization. As a result, the cleaning by the dry process method can be performed, and the cleaning process as well as the etching / film forming process is performed by the dry process method, so that the semiconductor device can be manufactured by a consistent dry process process.

[実施例] 以下、本発明を第1図,第2図により説明する。[Example] Hereinafter, the present invention will be described with reference to FIG. 1 and FIG.

第1図,第2図はそれぞれ本発明によるクリーニング
装置の実施例での断面を示したものである。
FIGS. 1 and 2 show cross sections of an embodiment of the cleaning device according to the present invention.

先ず第1図に示すクリーニング装置について説明すれ
ば、本例でのものは(真空)処理室、ステージ部、励起
部、レーザビームユニット、ランプヒータユニットを含
むものとして構成されたものとなっている。先ず処理室
であるが、これは図示のように、石英リング窓2をその
一部とする処理室1は、その内部が排気口4を介し真空
ポンプ(図示せず)によって排気されることによって、
その内部は真空雰囲気状態におかれるようになってい
る。処理室1内にはまたステージ部としてのステージ5
が設置されるが、処理対象としての基板6はそのステー
ジ5上面に抑え機構7によって載置されるようになって
いる。ステージ5の内部にはまた冷媒配管8a,8bが設け
られており、これに冷凍器9からの冷媒が循環せしめら
れることによって、ステージ5が冷却されるものとなっ
ている。更に、ステージ5内部中央にはガス供給パイプ
10が設けられ、このガス供給パイプ10を介しヘリウムガ
ス源11よりヘリウムガスがステージ5上面・基板6間に
供給されることによって、ステージ5・基板6間での熱
抵抗が小さく抑えられるようになっている。したがっ
て、ステージ5自体が冷却される場合には、ヘリウムガ
スの存在によって、基板6自体もまた冷却され得るもの
である。しかしながら、その際、基板6上面に付着され
ている塵埃自体は、基板6上面との間にヘリウムガスが
何等存在していないことから冷却されることはなく、そ
の温度上昇は妨げられないものとなっている。
First, the cleaning device shown in FIG. 1 will be described. In this example, the cleaning device includes a (vacuum) processing chamber, a stage section, an excitation section, a laser beam unit, and a lamp heater unit. . First, as shown in the drawing, the processing chamber 1, which includes a quartz ring window 2 as a part, is evacuated by a vacuum pump (not shown) through an exhaust port 4. ,
The inside is in a vacuum atmosphere. A stage 5 as a stage unit is also provided in the processing chamber 1.
The substrate 6 to be processed is placed on the upper surface of the stage 5 by a holding mechanism 7. Refrigerant pipes 8a and 8b are also provided inside the stage 5, and the stage 5 is cooled by circulating the refrigerant from the refrigerator 9 therein. Further, a gas supply pipe is provided in the center of the stage 5.
A helium gas is supplied from the helium gas source 11 between the upper surface of the stage 5 and the substrate 6 through the gas supply pipe 10 so that the thermal resistance between the stage 5 and the substrate 6 is reduced. Has become. Therefore, when the stage 5 itself is cooled, the substrate 6 itself can also be cooled by the presence of the helium gas. However, at this time, the dust adhered to the upper surface of the substrate 6 is not cooled because no helium gas exists between the dust and the upper surface of the substrate 6, and the temperature rise is not prevented. Has become.

また、励起部は励起室12、導波管13、マグネトロン1
4、エッチングガス供給管15等から構成されており、エ
ッチングガスはマグネトロン14からの2.45GHzのマイク
ロ波によって励起されるものとなっている。即ち、エッ
チングガス源(複数種類のエッチングガス源から何れか
が任意に選択可能)よりエッチングガス供給管15を介し
励起室12に導入されるエッチングガスは、導波管13から
のマイクロ波によって励起された上、処理室1内に導入
されるようになっているものである。その際、導波管13
に設けられたチューナ機構によって、負荷状況に対応し
た整合がとれるようになっている。更に、エネルギ供給
源としてのレーザビームユニットはレーザ発振器16、ミ
ラー17、ミラー駆動機構18を含むようにして構成され、
レーザ発振器16からのレーザビーム19はミラー17で反射
された上、石英リング窓2を介し基板6上面をスキャン
すべく、基板6上面に対し10゜以下の角度で基板6上面
に照射されるようになっている。ミラー駆動機構18によ
ってミラーが適当に謡動駆動されれば、基板6自体を回
転、あるいは移動せしめることなく基板6上面全体をレ
ーザビームによってスキャンし得るものである。更にま
た、他のエネルギ供給源として機能している、ランプヒ
ータユニットの一部としてのランプヒータ20からは、基
板6に対し光や赤外線が基板6上部方向から一様に照射
可とされるようになっている。
In addition, the excitation unit is an excitation chamber 12, a waveguide 13, a magnetron 1
4. It is composed of an etching gas supply pipe 15 and the like, and the etching gas is excited by a 2.45 GHz microwave from the magnetron 14. That is, the etching gas introduced into the excitation chamber 12 through the etching gas supply pipe 15 from the etching gas source (any one of a plurality of types of etching gas sources can be arbitrarily selected) is excited by the microwave from the waveguide 13. After that, it is introduced into the processing chamber 1. At that time, the waveguide 13
The tuner mechanism provided in the first embodiment makes it possible to achieve matching according to the load condition. Further, a laser beam unit as an energy supply source is configured to include a laser oscillator 16, a mirror 17, and a mirror driving mechanism 18,
The laser beam 19 from the laser oscillator 16 is reflected by the mirror 17 and irradiates the upper surface of the substrate 6 at an angle of 10 ° or less with respect to the upper surface of the substrate 6 so as to scan the upper surface of the substrate 6 through the quartz ring window 2. It has become. If the mirror is appropriately driven by the mirror driving mechanism 18, the entire upper surface of the substrate 6 can be scanned by the laser beam without rotating or moving the substrate 6 itself. Furthermore, the lamp heater 20 as a part of the lamp heater unit, which functions as another energy supply source, can uniformly irradiate the substrate 6 with light or infrared rays from above the substrate 6. It has become.

さて、以上のようにして、構成されてなるクリーニン
グ装置でのクリーニング処理動作について説明すれば以
下のようである。
The cleaning operation performed by the cleaning device configured as described above will be described below.

即ち、先ず第1のクリーニング処理動作について説明
すれば、この場合には、エッチングガス供給管15からは
F2ガスが励起室12を介し処理室1内に供給される一方、
処理室1内部は排気口4を介し排気されつつ、その内部
圧力は1Paに維持されるようになっている。因みに、こ
こで、気圧の単位としてのパスカル(Pa)について簡単
に説明すれば、これとatmとの間には1atm=101325Paの
関係が成立するものとなっている。処理室1内部の圧力
はそのように設定されるが、また、その際、冷媒配管8
a,8bには0℃の冷媒が循環せしめられることによって、
ステージ5はその温度が0℃に維持されると同時に、基
板6、ステージ5間には100PaのHeガスが供給されるこ
とで、基板6自体の温度もほぼ0℃に維持されるように
なっている。このような状態条件の下に、レーザビーム
19によって基板6上面全面をスキャンするわけである
が、レーザビーム19は基板6に対し10゜以下の角度で入
射されることから、レーザビーム19自体は基板6上面で
殆ど全反射され、基板6自体での温度上昇は抑えられる
ものとなっている。仮に、パターン側面にレーザビーム
19が照射されたとしても、基板6自体が冷却されている
ことから、その照射部分での温度上昇はせいぜい数十℃
程度に抑えられるものである。一方、基板6に付着され
ている塵埃に関しては、塵埃はその周囲が真空状態によ
って取囲まれていることから、周囲への熱伝導が抑えら
れる結果、レーザビーム19の照射によってその温度は急
激に数百℃にも達するようになっている。したがって、
塵埃がSi系のものである場合には、エッチングガスとし
てF2を用いるようにすれば、SiとFとが反応し、反応生
成物としてのSiF4は基板6表面から気化によって除去さ
れ得るものである。もしも、また、その塵埃が金属であ
る場合は、Cl2、HCLガスを供給することによって、除去
され得るものである。塵埃がSiO2等であれば、HFガスを
用いればよいものである。尤も、エッチングガスとし
て、F2、Cl2、HCL、HF等を含む混合ガスを用いることも
考えられるものとなっている。但し、塵埃の構成物質如
何によっては、より気化しにくい物質が生成される可能
性があるものとなっている。例えば塵埃がAlである場合
には、AlとFとの反応によって化学的に安定なAlF3が生
成され、気化されないものとなっている。その際にClが
同時に存在していたとしても、AlとClとの結合エネルギ
はAlとFとのそれよりも小さく、AlはClとは反応し得な
いものとなっている。以上の事情を考慮すれば、通常の
処理では、先ずCl系のガスを供給して処理した後に、F
系のガスを供給して処理するのが望ましくなっている。
That is, first, the first cleaning operation will be described. In this case, from the etching gas supply pipe 15,
While F 2 gas is supplied into the processing chamber 1 via the excitation chamber 12,
The inside of the processing chamber 1 is evacuated through the exhaust port 4 and the internal pressure is maintained at 1 Pa. Incidentally, here, if Pascal (Pa) as a unit of the atmospheric pressure is briefly described, a relationship of 1 atm = 101325 Pa is established between this and atm. The pressure inside the processing chamber 1 is set to such a value.
a, 8b is circulated through the refrigerant at 0 ° C,
The temperature of the stage 5 is maintained at 0 ° C., and at the same time, 100 Pa of He gas is supplied between the substrate 6 and the stage 5, so that the temperature of the substrate 6 itself is also maintained at approximately 0 ° C. ing. Under these conditions, the laser beam
19, the entire surface of the substrate 6 is scanned. Since the laser beam 19 is incident on the substrate 6 at an angle of 10 ° or less, the laser beam 19 itself is almost totally reflected on the upper surface of the substrate 6, and The rise in temperature itself is suppressed. Assuming that the laser beam
Even if 19 is irradiated, since the substrate 6 itself is cooled, the temperature rise in the irradiated part is at most several tens of degrees Celsius.
It can be suppressed to the extent. On the other hand, with respect to the dust attached to the substrate 6, since the dust is surrounded by the vacuum state, the heat conduction to the surrounding is suppressed. As a result, the temperature is rapidly increased by the irradiation of the laser beam 19. It has reached several hundred degrees Celsius. Therefore,
When the dust is Si-based, if F 2 is used as an etching gas, Si reacts with F, and SiF 4 as a reaction product can be removed from the surface of the substrate 6 by vaporization. It is. If the dust is a metal, it can be removed by supplying Cl 2 or HCL gas. If the dust is SiO 2 or the like, HF gas may be used. However, it has been considered that a mixed gas containing F 2 , Cl 2 , HCL, HF, or the like is used as the etching gas. However, depending on the constituents of the dust, a substance that is more difficult to vaporize may be generated. For example, when the dust is Al, chemically stable AlF 3 is generated by the reaction between Al and F and is not vaporized. Even if Cl is present at that time, the binding energy between Al and Cl is smaller than that of Al and F, and Al cannot react with Cl. In consideration of the above circumstances, in a normal process, a Cl-based gas is first supplied, and then the process is performed.
It has become desirable to supply and process system gases.

次に、第2のクリーニング処理動作について説明すれ
ば、この場合には、エッチングガス供給管15からはSF6
ガスが励起室12を介し処理室1内に供給される一方、処
理室1内部は排気口4を介し排気されつつ、その内部圧
力は1Paに維持されるようになっている。また、その
際、冷媒配管8a,8bには−170℃の冷媒が循環せしめられ
ることによって、ステージ5はその温度が−160℃以下
に維持されると同時に、基板6、ステージ5間には300P
aのHeガスが供給されることで、基板6自体の温度もほ
ぼ−160℃程度に維持されるようになっている。更に、
この場合にはまた、励起室12には導波管13を介しマグネ
トロン14からの2.45GHzのマイクロ波が供給され、SF6
スはそれによって励起されることで、プラズマ状態とし
て存在するようになっている。SF6ガスはプラズマ中で
分解されることによって化学的に活性なFラジカルを生
成するが、このFラジカルが処理室1内で塵埃と反応す
るようになっているわけである。
Next, the second cleaning operation will be described. In this case, SF 6 is supplied from the etching gas supply pipe 15.
While the gas is supplied into the processing chamber 1 via the excitation chamber 12, the inside of the processing chamber 1 is exhausted through the exhaust port 4 and the internal pressure thereof is maintained at 1 Pa. At this time, the refrigerant at −170 ° C. is circulated through the refrigerant pipes 8a and 8b, so that the temperature of the stage 5 is maintained at −160 ° C. or lower, and at the same time, 300 P between the substrate 6 and the stage 5.
By supplying the He gas of a, the temperature of the substrate 6 itself is also maintained at about -160 ° C. Furthermore,
In this case, the excitation chamber 12 is also supplied with a microwave of 2.45 GHz from the magnetron 14 via the waveguide 13, and the SF 6 gas is excited by the microwave to exist as a plasma state. ing. The SF 6 gas generates chemically active F radicals by being decomposed in the plasma, and the F radicals react with dust in the processing chamber 1.

さて、以上の状態でランプヒータ20を点灯し、基板6
に光・赤外線を照射するようにすれば、その照射によっ
て基板6の温度は−140℃程度に維持されるようになっ
ている。これは、基板6への入射熱はHeガスを熱伝導媒
体としてステージ5に効率的に伝導されているからであ
る。しかしながら、塵埃に関してはその温度が既に述べ
た同様な理由によって急激に上昇し、−100℃以上の温
度に達するようになっている。塵埃がSi系のものであっ
て、その温度が−130℃以上にもなれば、SiとFラジカ
ルとが反応し、反応生成物としてのSiF4は基板6表面か
ら気化によって除去され得るものである。しかしなが
ら、その際、基板6はその温度が−130℃以下に維持さ
れていることから、基板6自体はFラジカルとは反応す
ることなく、塵埃のみが選択的にエッチングされるもの
である。もしも、塵埃がAlのようなものである場合に
は、ステージ5温度を0℃に高めた状態で、Cl2ガスで
以て処理すればよいものである。
Now, the lamp heater 20 is turned on in the above state, and the substrate 6
Is irradiated with light and infrared rays, the temperature of the substrate 6 is maintained at about -140 ° C. by the irradiation. This is because the heat incident on the substrate 6 is efficiently transmitted to the stage 5 using He gas as a heat conduction medium. However, as for dust, the temperature rises rapidly for the same reason as described above, and reaches a temperature of -100 ° C or more. If the dust is Si-based and its temperature reaches -130 ° C. or higher, Si reacts with F radicals, and SiF 4 as a reaction product can be removed from the surface of the substrate 6 by vaporization. is there. However, at this time, since the temperature of the substrate 6 is maintained at −130 ° C. or lower, the substrate 6 itself does not react with F radicals, and only dust is selectively etched. If the dust is like Al, the treatment may be performed with Cl 2 gas while the temperature of the stage 5 is raised to 0 ° C.

なお、この第2のクリーニング処理動作では、レーザ
ビーム照射は行われていないが、レーザビーム照射を併
用することも可能である。レーザビーム照射を併用する
場合には、その照射によるパターン部での局部的温度上
昇を低減化すべく、レーザ発振器16出力を調整する必要
が場合によっては必要となっている。また、第1図に示
すクリーニング装置には、レーザビームユニットや励起
部、ランプヒータユニットがともに具備せしめられてい
るが、ともに具備せしめる必要はなく、目的とするクリ
ーニング処理や必要に応じて具備せしめればよいものと
なっている。更に、以上の説明では、半導体デバイスの
製造のように、表面に凹凸パターンが形成されている基
板を対象として、その凹凸部にレーザビームが照射され
る場合に、その部分での温度上昇を抑えるべく基板が冷
却されているが、何等凹凸部が存在しない基板や、基板
裏面に付着されている塵埃を単に除去する場合には、基
板自体は冷却される必要はないものとなっている。
In the second cleaning operation, laser beam irradiation is not performed, but laser beam irradiation can be used together. When laser beam irradiation is used together, it is necessary in some cases to adjust the output of the laser oscillator 16 in order to reduce the local temperature rise in the pattern section due to the irradiation. Although the cleaning apparatus shown in FIG. 1 is provided with a laser beam unit, an excitation unit, and a lamp heater unit, it is not necessary to provide them together. It just has to be. Further, in the above description, when a laser beam is applied to a concave / convex portion of a substrate having a concave / convex pattern formed on the surface thereof as in the case of manufacturing a semiconductor device, a temperature rise in that portion is suppressed. Although the substrate is cooled for this purpose, the substrate itself does not need to be cooled in order to simply remove a substrate having no uneven portion or dust attached to the back surface of the substrate.

第2図は平坦な基板表面に付着されている塵埃を除去
する場合が考慮されたクリーニング装置の要部構成を示
したものである。図示のように、具体的には本例では基
板裏面に付着されている塵埃を除去する場合が想定され
たものとなっている。エッチングガス供給管15からのエ
ッチングガスは直接処理室1内に供給される一方、処理
室1内部は排気口4を介し排気されつつ、その内部圧力
は設定圧力に維持されるようになっている。処理対象と
しての基板6はまた、処理室1内で3本の爪をもったま
ま基板ホルダ22によって支持されており、処理室1外部
からのレーザビーム19は石英リング窓2を介し、その基
板6裏面全面をスキャンすべく照射されたものとなって
いる。
FIG. 2 shows a configuration of a main part of a cleaning apparatus in which dust attached to a flat substrate surface is removed. As shown in the drawing, specifically, in the present example, it is assumed that dust attached to the back surface of the substrate is removed. While the etching gas from the etching gas supply pipe 15 is supplied directly into the processing chamber 1, the processing chamber 1 is exhausted through the exhaust port 4 and the internal pressure is maintained at a set pressure. . The substrate 6 to be processed is also supported by the substrate holder 22 with three claws in the processing chamber 1, and the laser beam 19 from outside the processing chamber 1 passes through the quartz ring window 2, 6. Irradiated to scan the entire back surface.

より具体的に説明すれば、処理室1内にはエッチング
ガスとしてCl2が供給され、また、処理室1内部の圧力
は100Paに設定されるようになっている。圧力は100Paに
限定されるものではないが、ただ、圧力が高くなれば、
ガスの流れによって塵埃が浮遊するようになることか
ら、その圧力は低圧に設定されるのが望ましくなってい
る。この状態で、基板6裏面に対しレーザビーム19が照
射されるわけであるが、その照射に際してはレーザビー
ム19がその面に平行となるべくされた状態で照射される
ようになっている。このようにしてレーザビーム19が照
射されれば、レーザビーム19は基板6裏面で全反射され
ることから、基板6自体での温度上昇は抑えられるもの
である。しかしながら、基板6に塵埃が付着している場
合には、その塵埃ではレーザビームが反射されることな
く、そのエネルギが塵埃に吸収される結果、塵埃の温度
は高温に達するところとなるものである。その周囲の雰
囲気はCl2とされていることから、塵埃はClと反応した
上、塩化物として気化するものである。この場合にも、
エッチングガスとして、F2、HCL、HF等を用いるように
すれば、塵埃がSiO2等である場合にも対処し得るもので
ある。
More specifically, Cl 2 is supplied into the processing chamber 1 as an etching gas, and the pressure inside the processing chamber 1 is set to 100 Pa. The pressure is not limited to 100Pa, but if the pressure increases,
Since dust floats due to the flow of gas, it is desirable to set the pressure to a low pressure. In this state, the back surface of the substrate 6 is irradiated with the laser beam 19, and at the time of the irradiation, the laser beam 19 is irradiated so as to be parallel to the surface. When the laser beam 19 is irradiated in this manner, the laser beam 19 is totally reflected on the back surface of the substrate 6, so that the temperature rise in the substrate 6 itself is suppressed. However, when dust adheres to the substrate 6, the dust is not reflected by the laser beam and its energy is absorbed by the dust, so that the temperature of the dust reaches a high temperature. . Since the surrounding atmosphere is Cl 2 , the dust reacts with Cl and vaporizes as chloride. Again, in this case,
If F 2 , HCL, HF or the like is used as an etching gas, it is possible to cope with the case where dust is SiO 2 or the like.

以上、本発明について説明したが、その説明中、エネ
ルギビームはレーザビームとして説明されているが、こ
れに限定されることなく電子ビームや、イオンビームを
場合によっては用いることが可能となっている。
As described above, the present invention has been described. In the description, the energy beam is described as a laser beam, but the present invention is not limited to this, and an electron beam or an ion beam can be used in some cases. .

[発明の効果] 以上説明したように、請求項1〜4による場合は、ド
ライプロセス方式のクリーニングだけによって、基板に
付着されている塵埃を選択的に除去し得、また、請求項
5〜8による場合には、そのようなクリーニングが可能
とされた装置が得られることになる。
[Effects of the Invention] As described above, in the case of the first to fourth aspects, the dust attached to the substrate can be selectively removed only by the dry process type cleaning. In this case, an apparatus capable of performing such cleaning can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は、本発明によるクリーニング装置の一例での構
成を断面として示す図、第2図は、同じく本発明による
クリーニング装置の他の例での構成を断面として示す図
である。 1……処理室、2……石英リング窓、4……排気口、5
……ステージ、6……基板、8a,8b……冷媒配管、10…
…ヘリウムガス供給パイプ、12……励起室、14……マグ
ネトロン、15……エッチングガス供給管、16……レーザ
発振器、17……ミラー、19……レーザビーム、20……ラ
ンプヒータ、22……基板ホルダ
FIG. 1 is a diagram showing a cross section of a configuration of an example of a cleaning device according to the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing a cross section of a configuration of another example of a cleaning device according to the present invention. 1 ... processing chamber, 2 ... quartz ring window, 4 ... exhaust port, 5
…… stage, 6 …… substrate, 8a, 8b …… refrigerant piping, 10…
Helium gas supply pipe, 12 excitation chamber, 14 magnetron, 15 etching gas supply pipe, 16 laser oscillator, 17 mirror, 19 laser beam, 20 lamp heater, 22 … Substrate holder

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】真空雰囲気内において、塵埃を反応性ガス
と反応させた上、気化させることで除去するクリーニン
グ方法であって、励起された反応性ガス雰囲気中におか
れた基板に対し、該基板に付着されている塵埃の温度上
昇が該基板に比して大きくなるように、エネルギを供給
することによって、塵埃を反応性ガスとの選択的反応に
より気化せしめるようにしたクリーニング方法。
1. A cleaning method in which dust is reacted with a reactive gas in a vacuum atmosphere and then removed by vaporization, wherein the substrate is placed in an excited reactive gas atmosphere. A cleaning method in which energy is supplied such that dust is vaporized by a selective reaction with a reactive gas so that a temperature rise of dust attached to the substrate is greater than that of the substrate.
【請求項2】真空雰囲気内において、塵埃を反応性ガス
と反応させた上、気化させることで除去するクリーニン
グ方法であって、反応性ガス雰囲気中でステージ上に載
置された基板に対するエネルギの供給は、冷却状態にお
かれた該ステージと上記基板との間の熱抵抗が小さく抑
えられた状態で行うことにより、該基板に付着されてい
る塵埃の温度上昇が該基板に比して大きくなるようにし
て、塵埃を反応性ガスとの選択的反応により気化せしめ
るようにしたクリーニング方法。
2. A cleaning method for removing dust by reacting it with a reactive gas in a vacuum atmosphere and vaporizing the dust, the method comprising the steps of: The supply is performed in a state where the thermal resistance between the stage in the cooled state and the substrate is kept small, so that the temperature rise of the dust attached to the substrate is larger than that of the substrate. A cleaning method in which dust is vaporized by a selective reaction with a reactive gas.
【請求項3】真空雰囲気内において、塵埃を反応性ガス
と反応させた上、気化させることで除去するクリーニン
グ方法であって、反応性ガス雰囲気中におかれた基板に
対し、レーザビーム、電子ビーム、あるいはイオンビー
ムの何れかを基板表面に対し平行に近い角度で該基板表
面上に照射し、該基板に付着されている塵埃の温度上昇
が該基板に比して大きくなるようにして、塵埃を反応性
ガスとの選択的反応により気化せしめるようにしたクリ
ーニング方法。
3. A cleaning method in which dust is reacted with a reactive gas in a vacuum atmosphere and then removed by vaporization, wherein a laser beam, an electron beam and an electron beam are applied to a substrate placed in the reactive gas atmosphere. A beam, or an ion beam, is irradiated on the substrate surface at an angle close to parallel to the substrate surface, so that the temperature rise of dust attached to the substrate is larger than that of the substrate, A cleaning method in which dust is vaporized by a selective reaction with a reactive gas.
【請求項4】真空雰囲気内において、塵埃を反応性ガス
と反応させた上、気化させることで除去するクリーニン
グ方法であって、反応性ガス雰囲気中でステージ上に載
置された基板に対するエネルギの供給は、冷却状態にお
かれた該ステージと上記基板との間の熱抵抗が小さく抑
えられた状態で、基板表面に対し該基板表面の上部方向
から光、あるいは赤外線を一様に照射することで行い、
該基板に付着されている塵埃の温度上昇が該基板に比し
て大きくなるようにして、塵埃を反応性ガスとの選択的
反応により気化せしめるようにしたクリーニング方法。
4. A cleaning method for removing dust by reacting dust with a reactive gas in a vacuum atmosphere, and removing the dust by reacting the dust with a reactive gas in a reactive gas atmosphere. The supply is performed by uniformly irradiating the substrate surface with light or infrared rays from above the substrate surface in a state where the thermal resistance between the stage in the cooled state and the substrate is kept small. Done at
A cleaning method wherein a temperature rise of dust attached to the substrate is made larger than that of the substrate, and the dust is vaporized by a selective reaction with a reactive gas.
【請求項5】真空処理室内において、基板に付着されて
いる塵埃を励起された反応性ガスと反応させた上、気化
させることで除去するクリーニング装置であって、励起
された反応性ガス雰囲気中で基板を載置設定する手段
と、該基板にエネルギを供給する手段と、該基板に付着
されている塵埃の温度上昇が該基板に比し大きくなるべ
く設定する手段とを少なくとも含む構成のクリーニング
装置。
5. A cleaning device for reacting dust adhered to a substrate with an excited reactive gas in a vacuum processing chamber and removing the dust by evaporating the dust. A cleaning device having at least a means for placing and setting a substrate on the substrate, a means for supplying energy to the substrate, and a means for setting a temperature rise of dust adhered to the substrate to be greater than that of the substrate. .
【請求項6】真空処理室内において、基板に付着されて
いる塵埃を反応性ガスと反応させた上、気化させること
で除去するクリーニング装置であって、反応性ガス雰囲
気中で基板を載置設定する手段と、レーザビーム、電子
ビーム、イオンビームの何れかで、基板表面に対し平行
に近い角度で該基板表面上を走査、照射する手段とから
なるクリーニング装置。
6. A cleaning apparatus for reacting dust adhered to a substrate with a reactive gas in a vacuum processing chamber and removing the dust by vaporizing the substrate, wherein the substrate is placed and set in a reactive gas atmosphere. And a means for scanning and irradiating the substrate surface with any one of a laser beam, an electron beam, and an ion beam at an angle nearly parallel to the substrate surface.
【請求項7】真空処理室内において、基板に付着されて
いる塵埃を励起された反応性ガスと反応させた上、気化
させることで除去するクリーニング装置であって、励起
された反応性ガス雰囲気中で基板を載置設定する手段
と、該基板にエネルギを供給する手段と、基板を載置設
定する手段を冷却するとともに、冷却状態にある該手段
と基板との間での熱抵抗を小さく抑える手段とからなる
クリーニング装置。
7. A cleaning apparatus for reacting dust adhering to a substrate with an excited reactive gas in a vacuum processing chamber and removing the dust by vaporizing the dust. Means for placing and setting the substrate, means for supplying energy to the substrate, and means for placing and setting the substrate, while suppressing the thermal resistance between the means and the substrate in a cooled state. And a cleaning device.
【請求項8】真空処理室内において、基板に付着されて
いる塵埃を励起された反応性ガスと反応させた上、気化
させることで除去するクリーニング装置であって、励起
された反応性ガス雰囲気中で基板を載置設定する手段
と、該基板の基板面に対し該基板面の上部方向から光、
あるいは赤外線を一様に照射する手段と、基板を載置設
定する手段を冷却するとともに、冷却状態にある該手段
と基板との間での熱抵抗を小さく抑える手段とからなる
クリーニング装置。
8. A cleaning apparatus for reacting dust adhered to a substrate with an excited reactive gas in a vacuum processing chamber and removing the dust by evaporating the dust. Means for placing and setting a substrate, and light from above the substrate surface with respect to the substrate surface of the substrate,
Alternatively, a cleaning apparatus comprising: means for uniformly irradiating infrared rays; means for cooling the means for placing and setting the substrate; and means for suppressing the thermal resistance between the means and the substrate in a cooled state.
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