JP3811602B2 - The substrate surface treatment method and a substrate surface treating apparatus - Google Patents

The substrate surface treatment method and a substrate surface treating apparatus Download PDF

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剛 奥村
健一 横内
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大日本スクリーン製造株式会社
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Description

【0001】 [0001]
【発明の属する技術分野】 BACKGROUND OF THE INVENTION
この発明は、塩酸、硝酸、硫酸、ふっ酸(HFおよび無水HFを含む)、酢酸などのような酸を含む蒸気を基板の表面に導き、いわゆる気相エッチング処理によって基板の表面の膜を除去するための基板表面処理方法および基板表面処理装置に関する。 This invention (including HF and anhydrous HF) hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, hydrofluoric acid, leads to vapor containing acid such as acetic acid on the surface of the substrate, removing a film on the surface of the substrate by a so-called vapor-phase etching process to a substrate surface treatment method and a substrate surface treating apparatus for. 処理対象の基板には、半導体ウエハ、液晶表示装置およびプラズマディスプレイ用ガラス基板、ならびに光、磁気および光磁気ディスク用基板などの各種の基板が含まれる。 The substrate to be processed, a semiconductor wafer, a glass substrate for a liquid crystal display device and a plasma display, and light, but also various substrates such as a substrate for magnetic and optical disk. また、基板の材質としては、シリコン、ガラス、樹脂およびセラミックなどの材質が含まれる。 The material for the substrate includes material of silicon, glass, resins and the like ceramics. なお、基板表面の膜の除去は、所定の膜の一部または全部の選択的除去を目的としていてもよく、また、基板表面の洗浄を目的としていてもよい。 Incidentally, removal of the film on the surface of the substrate may be intended for some or all of the selective removal of a given film, or may be intended for cleaning of the substrate surface.
【0002】 [0002]
【従来の技術】 BACKGROUND OF THE INVENTION
半導体メモリの製造工程においては、半導体ウエハ(以下「ウエハ」という。)上にメモリキャパシタ膜を作製する際に、BSG(Boron-Silicate Glass)、PSG(Phospho-Silicate Glass)、BPSG(Boron-doped Phospho-Silicate Glass)などの不純物を多く含んだ酸化膜が犠牲酸化膜として用いられる。 In the manufacturing process of the semiconductor memory, the semiconductor wafer (hereinafter referred to as "wafer".) In making a memory capacitor film on, BSG (Boron-Silicate Glass), PSG (Phospho-Silicate Glass), BPSG (Boron-doped Phospho-Silicate Glass) oxide film contains much impurities, such as is used as a sacrificial oxide film. これらの犠牲酸化膜は、ふっ酸蒸気を用いたエッチングにおける熱酸化膜またはCVD(化学的気相成長)酸化膜に対する選択比を大きくとることができ、熱酸化膜またはCVD酸化膜をエッチングストッパ膜として用いて選択的に除去することができる。 These sacrificial oxide film may be to increase the selectivity to thermal oxide film or a CVD (chemical vapor deposition) oxide film in the etching using hydrofluoric acid vapor, a thermal oxide film or a CVD oxide film etching stopper film it can be selectively removed using a.
【0003】 [0003]
ふっ酸蒸気を用いたエッチング処理におけるエッチング選択比は温度に依存する。 Etching selection ratio in etching with hydrofluoric acid vapor is temperature dependent. たとえば、熱酸化膜は、温度上昇に伴ってエッチングレートが急激に減少するのに対して、BPSG膜は温度変化によらずに比較的高いエッチングレートを維持する。 For example, the thermal oxide film, whereas the etching rate decreases sharply with increasing temperature, BPSG film maintains a relatively high etching rate irrespective of the temperature change. そこで、ウエハの表面に形成された熱酸化膜上のBPSG膜を選択除去するときには、ウエハの温度を50℃〜80℃に維持してふっ酸蒸気による気相エッチング処理が行われる。 Therefore, when selecting removing the BPSG film on the thermal oxide film formed on the surface of the wafer, the gas-phase etching treatment with hydrofluoric acid vapor to maintain the temperature of the wafer at 50 ° C. to 80 ° C. is performed.
【0004】 [0004]
【発明が解決しようとする課題】 [Problems that the Invention is to Solve
ふっ酸蒸気による酸化膜(酸化シリコン膜)のエッチングプロセスは、次の反応式で表される。 Etch process hydrofluoric acid vapor by the oxidation film (silicon oxide film) is represented by the following reaction formula.
6F + +6H 3+ +SiO 2 →H 2 SiF 6 +8H 2 6F + + 6H 3 O + + SiO 2 → H 2 SiF 6 + 8H 2 O
2 SiF 6 →2HF+SiF 4 H 2 SiF 6 → 2HF + SiF 4
すなわち、ふっ酸の蒸気および水蒸気がウエハ表面(酸化膜上)に吸着してイオン化し、これが酸化シリコンと反応して、反応生成物H 2 SiF 6が生成され、それがさらにふっ酸(HF)およびフッ化シリコン(SiF 4 )に分解してウエハ外に蒸発する。 In other words, adsorbed and ionized vapor and water vapor the wafer surface of hydrofluoric acid (on an oxide film), which reacts with silicon oxide, the reaction product H 2 SiF 6 is produced, it is further hydrofluoric acid (HF) and vaporized out wafer is decomposed into silicon fluoride (SiF 4). これにより、酸化膜中のSiO 2が失われ、エッチング処理が進行する。 Thus, SiO 2 in the oxide film is lost, the etching process proceeds. したがって、この反応過程では、エッチング反応の結果として、エッチング媒体であるふっ酸および大量の水が発生する。 Thus, in this reaction process, as a result of the etching reaction, hydrofluoric acid and a large amount of water is an etching medium is generated.
【0005】 [0005]
そのため、エッチング終了時にチャンバ内へのふっ酸蒸気の供給を停止しても、ウエハの温度が50℃〜80℃に維持されている限り、エッチング処理を直ちに停止させることができない。 Therefore, even by stopping the supply of hydrofluoric acid vapor into the chamber at the end of etching, as long as the temperature of the wafer is maintained at 50 ° C. to 80 ° C., it is impossible to immediately stop the etching process. すなわち、ふっ酸蒸気の供給停止から実際のエッチング停止までには、タイムラグが生じている。 That is, until the actual etch stop from stop of the supply of hydrofluoric acid vapor, a time lag occurs. したがって、所望の時点でエッチング処理を停止することが困難である。 Therefore, it is difficult to stop the etching process at the desired time.
しかも、上記のタイムラグは、ウエハ面内の各部で等しい保証はなく、ウエハ面内でのエッチング処理の均一性の点でも問題がある。 Moreover, the above time lag, guarantees equal each part of the wafer surface is not even a problem in terms of uniformity of the etching process in the wafer surface.
【0006】 [0006]
また、BSG膜、PSG膜またはBPSG膜のエッチング時には、ホウ素(B)または燐(P)を含む生成物(たとえば、PH 3 OH)が生成される。 Further, BSG film, at the time of etching of the PSG film or BPSG film, boron (B) or products containing phosphorus (P) (for example, PH 3 OH) is generated. これらの生成物は、飽和水蒸気圧が低い(揮発性が低い)ため、ウエハWの近傍の加熱された雰囲気中において揮発する一方、ウエハWの近傍の雰囲気よりも温度の低い処理室内壁に一旦吸着されると、容易には蒸発せず、結露を生じる。 These products, because the saturated water vapor pressure is low (less volatile), while volatilized during the heated atmosphere in the vicinity of the wafer W, once the lower processing chamber wall temperature than ambient in the vicinity of the wafer W Once adsorbed, not readily evaporate, resulting in condensation. これにより、処理室が汚染されるとともに、結露した液滴がウエハWの表面に落下すれば、ウエハWを汚染することになる。 Thus, the processing chamber is contaminated, the condensed droplets when falling on the surface of the wafer W, thus contaminating the wafer W.
【0007】 [0007]
そこで、この発明の第1の目的は、酸を含む蒸気によって基板上の膜を除去する処理の停止を確実に行うことができる基板表面処理方法および基板表面処理装置を提供することである。 Accordingly, a first object of the present invention is to provide a film substrate surface treatment method and a substrate surface processing device capable of surely stopping the process of removing the substrate by vapor containing acid.
また、この発明の第2の目的は、酸を含む蒸気によって基板上の膜を除去する処理が行われる処理室の汚染を防止することができ、これにより、基板の汚染を防止することができる基板表面処理方法および基板表面処理装置を提供することである。 A second object of this invention, the acid can prevent the contamination of the processing chamber for processing for removing a film on the substrate is carried out by vapor containing, thereby, it is possible to prevent contamination of the substrate it is to provide a substrate surface treatment method and a substrate surface treating apparatus.
【0008】 [0008]
【課題を解決するための手段および発明の効果】 [Effect of the unit and the invention for solving the problems]
上記の目的を達成するための請求項1記載の発明は、処理室(85)内で、基板(W)を所定の温度(たとえば、40℃ないし80℃)で加熱しつつ、この基板の表面に酸を含む蒸気を酸蒸気吐出口(36a)から供給することにより、基板表面の膜を除去する膜除去工程(34,36,43,45,54)と、この膜除去工程後に、上記処理室内で、基板の表面に室温よりも高い温度の不活性ガスを上記酸蒸気吐出口とは別の不活性ガス吐出口(64a)から供給する不活性ガス供給工程(63,64,65)とを含み、上記不活性ガスは、上記膜除去工程の進行を停止させるための膜除去処理停止用不活性ガスであることを特徴とする基板表面処理方法である。 The invention of claim 1, wherein for achieving the above object, in a processing chamber (85), the substrate (W) a predetermined temperature (e.g., no 40 ° C. to 80 ° C.) while heating, the surface of the substrate the vapor containing an acid by feeding the acid vapor discharge port (36a), and film removal step of removing the film on the substrate surface (34,36,43,45,54), after the film removing step, the processing indoors, another inert gas discharge port and the acid vapor discharge port high temperature of the inert gas than the room temperature on the surface of the substrate and supplied from (64a) inert gas supply step (63, 64, 65) only including, the inert gas is a substrate surface treatment method which is a film removal process stops inert gas for stopping the progress of the film removing step. なお、括弧内の英数字は後述の実施形態における対応構成要素または当該工程を実行する構成要素の参照符号を表す。 Incidentally, the alphanumeric characters in parentheses represent the reference numerals of the components that perform the corresponding components or the process will be described in the exemplary embodiment. 以下、この項において同じ。 Hereinafter the same in this section.
【0009】 [0009]
上記膜除去工程は、上記酸を含む蒸気および水蒸気と除去対象の膜の構成材料との反応により、水および酸を生じさせる気相エッチング処理工程であってもよい。 It said film removal step, by reaction with the material of the vapor and water vapor removal target membranes containing the acid, may be a gas-phase etching step to produce water and acid.
この発明によれば、酸を含む蒸気によって基板表面の膜を除去する膜除去工程の後(好ましくは直後)に、基板の表面に室温よりも高温の不活性ガスが供給される。 According to the present invention, after the film removal step of removing the film on the substrate surface by vapor containing acid (preferably immediately after), the high-temperature inert gas is supplied than room temperature the surface of the substrate. これにより、基板の表面付近に存在している反応生成物(たとえば水および酸)の蒸気をすみやかに基板表面付近から排除して、膜除去工程の進行を停止させることができる。 Accordingly, reaction products are present near the surface of the substrate to vapor (such as water and acid) was excluded from the immediately substrate near the surface, it is possible to stop the progression of the film removing step. したがって、膜除去工程を所望のタイミングで確実に停止させることができる。 Therefore, it is possible to reliably stop the film removing step at a desired timing. この膜除去工程の停止は基板面内の各部でほぼ同時に起こさせることができるので、基板面内での膜除去処理のばらつきが生じることもない。 Since stopping the film removal step can be substantially simultaneously occur in each part of the substrate surface, nor variations in the film removal treatment in the substrate surface occurs. また、複数枚の基板に対する処理のばらつきも低減できる。 Further, it is also reduced variations in processing for a plurality of substrates.
【0010】 [0010]
基板表面付近に存在している反応生成物を効果的に除去するためには、不活性ガスを基板表面に供給するとともに、膜除去処理が行われる処理室内の雰囲気を排気する排気工程(49,55)が行われることが好ましい To effectively remove the reaction products are present in the vicinity of the substrate surface, while supplying an inert gas to the substrate surface, the evacuation step (49 for exhausting an atmosphere in the processing chamber to film removal process is performed, it is preferred that 55) is performed.
【0011】 [0011]
また、この発明では、膜除去工程と不活性ガス供給工程とが1つの処理室内で行われるので、膜除去工程が終了した直後に不活性ガスを基板表面に導いて、膜除去工程をすみやかに停止させることができる。 Further, in this invention, since the film removing step and the inert gas supply step is performed in one processing chamber, the inert gas immediately after the film removal step is completed led to the substrate surface, immediately the film removing step it can be stopped.
さらに、酸蒸気吐出口と不活性ガス吐出口とが別個に設けられているので、酸蒸気供給経路の温度上昇を防止でき、酸を含む蒸気による膜除去処理に悪影響(たとえば、エッチングレートの変動)を与えることがない。 Further, since the acid vapor discharge port and an inert gas discharge port and are provided separately, it is possible to prevent the temperature increase of the acid vapor supply pathway, adverse effect on the film removal treatment with steam containing acid (e.g., variations in the etching rate ) is not to give. なお、不活性ガス供給工程は、酸を含む蒸気を基板表面に導く酸蒸気供給経路(36)とは独立した不活性ガス供給経路(64)から基板表面に不活性ガスを導く工程であることがより好ましい。 Note that the inert gas supply step is a step of directing an inert gas vapors from separate inert gas supply path to the acid vapor supply path leading to the substrate surface (36) (64) on the substrate surface including the acid It is more preferable.
【0012】 [0012]
同様の理由から、上記不活性ガス供給経路の不活性ガス吐出口(64a)は、酸蒸気供給経路の酸蒸気吐出口(36a)から可能な限り離隔して配置されることが好ましい。 For the same reason, the inert gas discharge port of the inert gas supply path (64a) are preferably spaced apart as far as possible from the acid vapor outlet of the acid vapor supply pathway (36a). たとえば、不活性ガス吐出口と酸蒸気吐出口とは、基板の中心(重心)に対してほぼ点対称な位置に配置されるとよい。 For example, the inert gas discharge port and acid vapor discharge port preferably arranged approximately point symmetrical positions with respect to the center of the substrate (the center of gravity).
請求項2記載の発明は、処理室(85)内で、基板(W)を所定の温度で加熱しつつ、この基板の表面に酸を含む蒸気を供給することにより、基板表面の膜を除去する膜除去工程(34,36,43,45,54)と、この膜除去工程後に、上記処理室内で、基板の表面に室温よりも高い温度の不活性ガスを供給し、この不活性ガスの供給を当該不活性ガスが上記処理室の内壁に達するように定めた一定時間継続する不活性ガス供給工程(63,64,65)とを含み、上記不活性ガスは、上記膜除去工程の進行を停止させるための膜除去処理停止用不活性ガスであることを特徴とする基板表面処理方法である。 According to a second aspect of the invention, in the processing chamber (85), while heating the substrate (W) at a predetermined temperature, by supplying a vapor containing acid on the surface of the substrate, removing the film on the substrate surface a film removal step (34,36,43,45,54), after the film removal step, in the process chamber, supplying a high temperature of the inert gas than the room temperature on the surface of the substrate, the inert gas the inert gas supply saw contains a inert gas supply step (63, 64, 65) which continues for a predetermined time determined so as to reach the inner wall of the processing chamber, the inert gas, the film removing step a substrate surface treatment method which is a film removal process stops inert gas to stop the progress.
この発明により、高温の不活性ガスによって膜除去工程を停止させることができるとともに、この高温の不活性ガスを処理室の内壁にまで到達させて、処理室内の結露対策を同時に行うことができる。 This invention makes it possible to stop the film removing step by the hot inert gas, the high-temperature inert gas allowed to reach the inner wall of the processing chamber, it can be carried out condensation countermeasure process chamber simultaneously.
請求項3記載の発明は、処理室(85)内に基板を配置し、この基板を所定の温度で加熱しつつ、この基板の表面に酸を含む蒸気を酸蒸気吐出口(36a)から供給することにより、基板表面の膜を除去する膜除去工程(34,36,43,45,54)と、上記処理室内に室温よりも高い温度の不活性ガスを上記酸蒸気吐出口とは別の不活性ガス吐出口(64a)から供給する不活性ガス供給工程(63,64,65)とを含み、上記不活性ガスは、上記膜除去工程において生成される反応生成物が上記処理室の内壁に結露することを防止するための結露防止用不活性ガスであることを特徴とする基板表面処理方法である。 The invention according to claim 3, wherein the substrate in the processing chamber (85) is arranged, while heating the substrate at a predetermined temperature, supplying the vapor containing acid on the surface of the substrate from the acid vapor discharge port (36a) by a film removal step of removing the film on the substrate surface (34,36,43,45,54), the high temperature of the inert gas than the room temperature to the treatment chamber separate from the acid vapor discharge port and a inert gas supply step (63, 64, 65) supplied from the inert gas discharge port (64a), the inert gas, the inner wall reaction product of the processing chamber that is generated in the film removing step a substrate surface treatment method which is a anti-condensation inert gas for preventing condensation on.
【0013】 [0013]
この発明によれば、膜除去工程が行われる処理室に、室温よりも高温の不活性ガスが供給(好ましくは、膜除去工程が行われていないときに供給)されることにより、膜除去工程において生成される反応生成物が処理室の内壁に結露することを防止できる。 According to the present invention, the processing chamber for film removal step is carried out by an inert gas having a high temperature above room temperature is supplied (preferably supplied when film removal step is not performed) is, the film removal step the reaction product produced in can be prevented from being condensed on the inner wall of the processing chamber. すなわち、膜除去工程において生成された反応生成物は、蒸気状態で処理室の内壁から運び去られる。 That is, the reaction products formed in the film removal step is carried away from the inner wall of the processing chamber in the vapor state. これにより、処理室の汚染を防止でき、ひいては、基板の汚染を防止できる。 This prevents contamination of the processing chamber and thus prevents contamination of the substrate. これにより、良好な基板表面処理が可能になる。 This allows good substrate surface treatment.
また、酸蒸気吐出口と不活性ガス吐出口とが別個に設けられているので、酸蒸気供給経路の温度上昇を防止でき、酸を含む蒸気による膜除去処理に悪影響(たとえば、エッチングレートの変動)を与えることがない。 Further, since the acid vapor discharge port and an inert gas discharge port and are provided separately, it is possible to prevent the temperature increase of the acid vapor supply pathway, adverse effect on the film removal treatment with steam containing acid (e.g., variations in the etching rate ) is not to give.
【0014】 [0014]
膜除去工程において生成された反応生成物を処理室外に効果的に排除するためには、不活性ガス供給工程とともに、処理室内を排気する排気工程(49,55)が行われることが好ましい。 To effectively eliminate the processing outside the reaction products produced in the film removal step, the inert gas supply step, the exhaust step for exhausting the processing chamber (49,55) is preferably performed.
請求項4記載の発明は、処理室(85)内に基板(W)を配置し、この基板を所定の温度で加熱しつつ、この基板の表面に酸を含む蒸気を酸蒸気吐出口から供給することにより、基板表面の膜を除去する膜除去工程(34,36,43,45,54)と、上記処理室内に室温よりも高い温度の不活性ガスを上記基板よりも下方において上記処理室の内壁の近傍に設けられ、上記酸蒸気吐出口とは別の供給口から供給する不活性ガス供給工程(63,64,65)とを含み、上記不活性ガスは、上記膜除去工程において生成される反応生成物が上記処理室の内壁に結露することを防止するための結露防止用不活性ガスであることを特徴とする基板表面処理方法である。 Fourth aspect of the present invention, the substrate (W) into the processing chamber (85) is arranged, while heating the substrate at a predetermined temperature, supplying the vapor containing acid on the surface of the substrate from the acid vapor discharge port by a film removal step of removing the film on the substrate surface (34,36,43,45,54), the processing chamber at below the substrate to high temperature of the inert gas than the room temperature to the processing chamber of it provided in the vicinity of the inner wall, seen containing a different supplied from the supply port inert gas supply step (63, 64, 65) and the acid vapor discharge opening, the inert gas, in the film removing step reaction products produced is a substrate surface treatment method, characterized in that an inert gas for condensation prevention to prevent the condensation on the inner wall of the processing chamber. この発明により、処理室の内壁における反応生成物の結露を防止できる。 This invention can prevent dew condensation of the reaction product on the inner wall of the processing chamber.
たとえば、請求項5に記載のように、上記不活性ガス供給工程が、1ロットの基板を処理するたびに行われることとしてもよい。 For example, as described in claim 5, the inert gas supply step, it may be performed each time processing a substrate as one lot.
また、請求項6に記載のように、上記不活性ガス供給工程が、1枚の基板を処理するたびに行われることとしてもよい。 Further, as described in claim 6, the inert gas supply step, it may be performed each time the processing one substrate.
【0016】 [0016]
請求項記載の発明は、上記不活性ガス供給工程では、上記膜除去工程における上記所定の温度よりも高い温度の不活性ガスが供給されることを特徴とする請求項1ないしのいずれかに記載の基板表面処理方法である。 Invention of claim 7, wherein, in the inert gas supply step, any one of claims 1 to 6, characterized in that the inert gas temperature higher than the predetermined temperature in the film removal step is supplied a substrate surface processing method according to.
これにより、膜除去工程の停止または処理室の内壁への反応生成物の結露の防止を効果的に行える。 This effectively allows the prevention of condensation of the reaction product to the inner wall of the stop or the processing chamber film removing step.
より具体的には、請求項に記載のように、上記不活性ガス供給工程では、100℃以上の不活性ガスが供給されることとすることが好ましい。 More specifically, as described in claim 8, in the inert gas supply step, it is preferable that 100 ° C. or more inert gas is to be supplied.
【0017】 [0017]
さらに、不活性ガスの温度は、100℃〜300℃の範囲とすることが好ましく、100℃〜200℃の範囲とすることがさらに好ましく、約160℃とすることが最も好ましい。 Furthermore, the temperature of the inert gas is preferably in the range of 100 ° C. to 300 ° C., more preferably in the range of 100 ° C. to 200 DEG ° C., and most preferably about 160 ° C..
請求項9記載の発明は、処理室(85)と、この処理室内に配置され、基板(W)を所定の温度で加熱する基板加熱手段(45)と、この基板加熱手段によって加熱されている基板の表面の膜を除去する膜除去処理のために、この基板の表面に酸を含む蒸気を酸蒸気吐出口(36a)から供給する酸蒸気供給手段(34,36,43,54)と、上記処理室内で、上記膜除去処理の後に、上記酸蒸気吐出口とは別の不活性ガス吐出口(64a)から、上記基板の表面に室温よりも高い温度の不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段(63,64,65)とを含み、上記不活性ガスは、上記膜除去処理の進行を停止させるための膜除去処理停止用不活性ガスであることを特徴とする基板表面処理装置である。 The invention of claim 9, wherein, the process chamber (85), disposed in the processing chamber, the substrate substrate heating means for heating the (W) at a predetermined temperature (45), which is heated by the substrate heating unit for film removal process for removing a film on the surface of the substrate, this acid vapor discharge port the vapor containing acid on the surface of the substrate acid vapor supply means for supplying from (36a) (34,36,43,54), in the process chamber, after the film removal process, another inert gas discharge port and the acid vapor discharge port from (64a), and supplies the high temperature of the inert gas than the room temperature on the surface of the substrate inactive look including a gas supply means (63, 64, 65), the inert gas, the substrate surface treatment, which is a film removal process stops inert gas for stopping the progress of the film removal process it is a device.
【0018】 [0018]
この構成により、請求項1の発明と同様の効果を達成できる。 This configuration can achieve the same effects as the invention of claim 1.
請求項10記載の発明は、処理室(85)と、この処理室内に配置され、基板(W)を所定の温度で加熱する基板加熱手段(45)と、この基板加熱手段によって加熱されている基板の表面の膜を除去する膜除去処理のために、この基板の表面に酸を含む蒸気を供給する酸蒸気供給手段(34,36,43,54)と、上記処理室内で、上記膜除去処理の後に、上記基板の表面に室温よりも高い温度の不活性ガスを供給し、この不活性ガスの供給を当該不活性ガスが上記処理室の内壁に達するように定められた一定時間継続する不活性ガス供給手段(63,64,65)とを含み、上記不活性ガスは、上記膜除去処理の進行を停止させるための膜除去処理停止用不活性ガスであることを特徴とする基板表面処理装置である。 The invention of claim 10 wherein the processing chamber (85), disposed in the processing chamber, the substrate substrate heating means for heating the (W) at a predetermined temperature (45), which is heated by the substrate heating unit for film removal process for removing a film on the surface of the substrate, an acid vapor supply means for supplying vapor containing acid on the surface of the substrate (34,36,43,54), above the processing chamber, the film removal after treatment, to supply the high temperature of the inert gas than the room temperature on the surface of the substrate, the supply of the inert gas of the inert gas is continued for a fixed time determined so as to reach the inner wall of the processing chamber look including the inert gas supply means (63, 64, 65), the inert gas, a substrate which is a film removal process stops inert gas for stopping the progress of the film removal process a surface treatment apparatus. この発明により、請求項2の発明と同様な効果が得られる。 This invention, invention the same effect as in claim 2 is obtained.
請求項11記載の発明は、処理室(85)と、この処理室内に配置され、基板(W)を所定の温度で加熱する基板加熱手段(45)と、この基板加熱手段によって加熱されている基板の表面の膜を除去する膜除去処理のために、この基板の表面に酸を含む蒸気を酸蒸気吐出口(36a)から供給する酸蒸気供給手段(34,36,43,54)と、上記処理室内に室温よりも高い温度の不活性ガスを上記酸蒸気吐出口とは別の不活性ガス吐出口(64a)から供給する不活性ガス供給手段(63,64,65)とを含み、上記不活性ガスは、上記膜除去処理において生成される反応生成物が上記処理室の内壁に結露することを防止するための結露防止用不活性ガスであることを特徴とする基板表面処理装置である。 The invention of claim 11, wherein the processing chamber (85), disposed in the processing chamber, the substrate substrate heating means for heating the (W) at a predetermined temperature (45), which is heated by the substrate heating unit for film removal process for removing a film on the surface of the substrate, this acid vapor discharge port the vapor containing acid on the surface of the substrate acid vapor supply means for supplying from (36a) (34,36,43,54), the high temperature of the inert gas than the room temperature to the processing chamber includes another inert gas discharge port inert gas supply means for supplying from (64a) (63,64,65) and the above acid vapor discharge opening, the inert gas, the substrate surface treatment apparatus, wherein the reaction product produced in the film removal treatment is anti-condensation inert gas for preventing condensation on the inner wall of the processing chamber is there.
【0019】 [0019]
この構成により、請求項3の発明と同様の効果を達成できる。 This configuration can achieve the same effects as the invention of claim 3.
請求項12に記載されているように、上記酸蒸気吐出口と上記不活性ガス吐出口とが、上記処理室内で処理されるときの基板の位置を挟んで離隔して配置されていることが好ましい。 As described in claim 12, that the acid vapor discharge port and the inert gas discharge ports and are arranged spaced apart across the position of the substrate when processed by the processing chamber preferable. より具体的には、請求項13に記載されているように、上記酸蒸気吐出口と上記不活性ガス吐出口とが、上記処理室内で処理されるときの基板の中心位置に対してほぼ点対称な位置に配置されていてもよい。 More specifically, as described in claim 13, approximately point with respect to the center position of the substrate when the acid vapor discharge port and the inert gas discharge port and is treated with the treatment chamber it may be arranged in symmetrical positions.
請求項14記載の発明は、処理室(85)と、この処理室内に配置され、基板(W)を所定の温度で加熱する基板加熱手段(45)と、この基板加熱手段によって加熱されている基板の表面の膜を除去する膜除去処理のために、この基板の表面に酸を含む蒸気を供給する酸蒸気供給手段(34,36,43,54)と、上記処理室内に、 上記基板よりも下方において当該処理室の内壁の近傍に設けられ、上記酸蒸気吐出口とは別の供給口から、室温よりも高い温度の不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段(63,63,65)とを含み、上記不活性ガスは、上記膜除去処理において生成される反応生成物が上記処理室の内壁に結露することを防止するための結露防止用不活性ガスであることを特徴とする基板表面処理装置である。 The invention of claim 14 wherein the processing chamber (85), disposed in the processing chamber, the substrate substrate heating means for heating the (W) at a predetermined temperature (45), which is heated by the substrate heating unit for film removal process for removing a film on the surface of the substrate, and the acid vapor supply means for supplying vapor containing acid to the surface of the substrate (34,36,43,54), in the treatment chamber, from the substrate also provided in the vicinity of the inner wall of the treatment chamber in the lower, from another supply port and the acid vapor discharge opening, the inert gas supply means for supplying a high temperature of the inert gas than the room temperature (63,63,65 ) and viewing including the said inert gas, and wherein the reaction product produced in the film removal treatment is anti-condensation inert gas for preventing condensation on the inner wall of the processing chamber a substrate surface treatment apparatus. この発明により、請求項4の発明と同様な効果が得られる。 This invention, invention the same effect as in claim 4 are obtained.
なお、これらの基板表面処理装置の発明に関しても、基板表面処理方法の発明に関して上述したとおりの変形と同様の変形を行うことができる。 Also with respect to the invention of these substrate surface treatment apparatus, it is possible to perform the same deformation and deformation as described above with respect to the invention the substrate surface treatment method.
【0020】 [0020]
【発明の実施の形態】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, the embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は、この発明の第1の実施形態に係る基板表面処理装置の構成を説明するための図解的な平面図である。 Figure 1 is a schematic plan view for explaining the structure of the substrate surface treating apparatus according to a first embodiment of the present invention. この装置は、半導体ウエハ(以下、単に「ウエハ」という。)Wの表面に形成された酸化膜を除去するための装置である。 The device, a semiconductor wafer (hereinafter, simply referred to as a "wafer".) Is W apparatus for removing the formed oxide film on the surface of the. より具体的には、たとえば、ウエハW上に形成された熱酸化膜上にメモリキャパシタ形成のために使用される犠牲酸化膜(BPSG膜など)が形成されている場合に、この犠牲酸化膜を選択的に除去するための装置である。 More specifically, for example, when the sacrificial oxide film used for a memory capacitor formed on the thermal oxide film formed on the wafer W (such as a BPSG film) is formed, the sacrificial oxide film a device for selectively removing. この処理のために、この基板表面処理装置では、ふっ酸の蒸気をウエハWの表面に供給することにより、ふっ酸の気相エッチング処理によって膜除去工程が行われる。 For this process, at the substrate surface treatment apparatus, by supplying the vapor of hydrofluoric acid to the surface of the wafer W, film removal step is carried out by a gas phase etching process hydrofluoric acid.
【0021】 [0021]
装置の構成について説明すると、この装置は、処理前のウエハWを収容したカセットCLが置かれるローダ部10と、ウエハWの表面に対して、ふっ酸蒸気による気相エッチング処理を行う気相エッチング処理部40と、この気相エッチング処理後のウエハWを水洗し、その後、水切り乾燥を行う水洗・乾燥処理部50と、水洗・乾燥処理部50によって処理された後のウエハWを収容するためのカセットCUが載置されるアンローダ部60と備えている。 To describe structure of the apparatus, the apparatus comprises a loader section 10 which cassette CL accommodating the unprocessed wafers W are placed, vapor phase etching performed on the surface of the wafer W, a gas-phase etching treatment with hydrofluoric acid vapor a processing unit 40, and washed with water wafer W after the vapor phase etching process, then, a washing and drying unit 50 for draining drying, to accommodate the wafer W after being processed by washing with water and drying unit 50 cassette CU has a unloader portion 60 to be placed.
【0022】 [0022]
ローダ部10およびアンローダ部60は、この基板表面処理装置の前面パネル77の背後に配置されている。 Loader section 10 and the unloader part 60 is disposed behind the front panel 77 of the substrate surface treating apparatus. ローダ部10、気相エッチング処理部40、水洗・乾燥処理部50、およびアンローダ部60は、平面視においてほぼU字形状のウエハ搬送経路78に沿って、この順に配列されている。 The loader unit 10, vapor-phase etching treatment unit 40, washing and drying section 50 and the unloader part 60, along the wafer transfer path 78 substantially U-shaped in plan view, are arranged in this order.
ローダ部10と気相エッチング処理部40との間には、ローダ部10に置かれたカセットCLから処理前のウエハWを1枚ずつ取り出して、気相エッチング処理部40に搬入するローダ搬送ロボット71が配置されている。 Between the loader unit 10 and the vapor-phase etching processing unit 40 takes out one by one unprocessed wafers W from the cassette CL placed in the loader unit 10, a loader carrying robot for carrying the vapor-phase etching processing unit 40 71 are disposed. また、気相エッチング処理部40と水洗・乾燥処理部50の間には、気相エッチング処理後のウエハWを気相エッチング処理部40から取り出して、水洗・乾燥処理部50に搬入する中間搬送ロボット81が配置されている。 In addition, between the vapor-phase etching processing unit 40 and the washing and drying section 50, an intermediate conveyor which takes out the wafer W after the gas phase etching process from the gas phase etching process unit 40 is carried into a washing and drying unit 50 robot 81 is disposed. そして、水洗・乾燥処理部50とアンローダ部60の間には、水洗・乾燥処理後のウエハWを水洗・乾燥処理部50から取り出してアンローダ部60に置かれたカセットCUに収容するためのアンローダ搬送ロボット72が配置されている。 Then, during the washing and drying process unit 50 and the unloader part 60, unloader for receiving the cassette CU placed in the unloader section 60 takes out the wafer W after washing and drying from the water washing and drying unit 50 the transfer robot 72 is disposed.
【0023】 [0023]
ローダ搬送ロボット71、中間搬送ロボット81およびアンローダ搬送ロボット72は、それぞれ、下アームLAと上アームUAとを有する屈伸式のロボットの形態を有している。 Loader transfer robot 71, the intermediate transfer robot 81 and the unloader transfer robot 72, respectively, has the form of a bending-type robot having a lower arm LA and the upper arm UA. 下アームLAは、図示しない回転駆動機構によって水平面に沿って回動されるようになっている。 Lower arm LA is adapted to be rotated along a horizontal plane by an unillustrated rotary drive mechanism. この下アームLAの先端に、上アームUAが水平面に沿う回動が自在であるように設けられている。 The tip of the lower arm LA, the upper arm UA is provided so as to be freely is rotated along the horizontal plane. 下アームLAが回動すると、上アームUAは、下アームLAの回動方向とは反対方向に、下アームLAの回動角度の2倍の角度だけ回動する。 When the lower arm LA is rotated, the upper arm UA is the rotation direction of the lower arm LA in the opposite direction, to rotate by twice the angle of the rotation angle of the lower arm LA. これによって、下アームLAと上アームUAとは、両アームが上下に重なり合った収縮状態と、両アームが経路78に沿って一方側または他方側に向かって展開された伸長状態とをとることができる。 Thus, the lower arm LA and the upper arm UA, take a contracted state in which the arms are overlapped vertically, the tension arms are deployed toward the one side or the other side along the path 78 it can.
【0024】 [0024]
このようにして、ローダ搬送ロボット71、中間搬送ロボット81およびアンローダ搬送ロボット72は、処理部間またはカセット−処理部間で、経路78に沿ってウエハWの受け渡し行うことができる。 In this manner, the loader transfer robot 71, the intermediate transfer robot 81 and the unloader transfer robot 72, the processing unit or between the cassette - between processing unit, it is possible to transfer performed for the wafer W along the path 78.
気相エッチング処理後のウエハWを水洗および乾燥させる水洗・乾燥処理部50は、たとえば、ウエハWを水平に保持して回転させるスピンチャックと、このスピンチャックに保持されたウエハWに対して純水を供給する純水供給ノズルを備えている。 Washing and drying part is washed with water and dried wafers W after the gas phase etching process 50, for example, a spin chuck for rotating the wafer W is horizontally held, the net to the wafer W held on the spin chuck water and a pure water supply nozzle for supplying a. この構成によって、ウエハWの表面および/または裏面に純水を供給してウエハWの表面を水洗する。 This arrangement washing the surface of the wafer W by supplying pure water to the surface and / or back surface of the wafer W. 水洗終了後は、純水の供給を停止し、スピンチャックを高速回転させることによって、ウエハWの表面の水分を振り切って乾燥する。 After washing with water completed, stops the supply of pure water, by high speed rotation of the spin chuck, dried shake off the water on the surface of the wafer W.
【0025】 [0025]
図2は、気相エッチング処理部40の構成を説明するための図解的な断面図である。 Figure 2 is a schematic sectional view for explaining the construction of a gas-phase etching processing unit 40. 気相エッチング処理部40は、ハウジング41内に、酸を含む水溶液の一例であるふっ酸水溶液42を密閉状態で貯留するふっ酸蒸気発生容器43を備えている。 Vapor-phase etching processing unit 40 into the housing 41, and includes an acid steam generator vessel 43 hydrofluoric storing acid solution 42 fluoride is an example of an aqueous solution in a sealed state containing an acid. このふっ酸蒸気発生容器43の下方には、ふっ酸蒸気を下方に向かって放出するための貫通孔が多数形成されたパンチングプレート44が設けられている。 Below the hydrofluoric acid vapor generation chamber 43 is provided punching plate 44 having a through hole formed numerous to release hydrofluoric acid vapor downward.
【0026】 [0026]
パンチングプレート44の下方に、処理対象のウエハWをパンチングプレート44に対向させた状態で水平に保持するホットプレート45が配置されている。 Below the punching plate 44, a hot plate 45 which horizontally held in a state of being opposed to the wafer W to be processed in the punching plate 44 is disposed. このホットプレート45は、モータ等を含む回転駆動機構46によって鉛直軸線まわりに回転される回転軸47の上端に固定されている。 The hot plate 45 is fixed to the upper end of the rotary shaft 47 which is rotated about a vertical axis by a rotary drive mechanism 46 comprising a motor or the like.
ホットプレート45の平面視における外方側には、ハウジング41の底面41aに対して上下に伸長/収縮するベローズ48が設けられている。 Outward side in the plan view of the hot plate 45, bellows 48 extending / shrinking up and down relative to the bottom surface 41a of the housing 41 is provided. このベローズ48は、上端縁をパンチングプレート44の周囲に当接させて、ホットプレート45の周縁の空間を密閉して処理室85を形成する密閉位置(図において実線で示す位置)と、その上端縁がホットプレート45の上面45aによりも下方に退避した退避位置(図2において破線で示す位置)との間で、図示しない駆動機構によって伸長/収縮駆動されるようになっている。 The bellows 48 is abutted against the upper edge around the punching plate 44, sealed position to form a processing chamber 85 to seal the peripheral space of the hot plate 45 (the position indicated by a solid line in the figure), the upper end edge between a retracted position retracted downward more on the upper surface 45a of the hot plate 45 (position indicated by a broken line in FIG. 2), is adapted to be extended / contracted driven by a driving mechanism (not shown).
【0027】 [0027]
ベローズ48の内部空間は、ハウジング41の底面41aに接続された排気配管49を介して、排気手段55により排気されるようになっている。 The internal space of the bellows 48 via an exhaust pipe 49 connected to the bottom surface 41a of the housing 41, and is exhausted by the exhaust unit 55. この排気手段55は、排気ブロワまたはエジェクタなどの強制排気機構であってもよいし、当該基板表面処理装置が設置されるクリーンルームに備えられた排気設備であってもよい。 The exhaust means 55 may be a forced exhaust system including an exhaust blower or ejector may be a exhaust system provided in a clean room where the substrate surface treating apparatus is installed.
ホットプレート45の側方には、ウエハWを搬入するための搬入用開口21、およびウエハWを排出するための搬出用開口22が、ハウジング41の側壁に形成されている。 On the side of the hot plate 45, carry-out opening 22 for discharging the loading opening 21, and the wafer W to the wafer W is loaded is formed on the side wall of the housing 41. これらの開口21,22には、それぞれシャッタ38,39が配置されている。 These openings 21 and 22 are shutters 38 and 39 respectively arranged. ウエハWの搬入時には、ベローズ48が退避位置(図2の破線の位置)に下降させられるとともに、シャッタ38が開成され、ローダ搬送ロボット71(図1参照)によって、ホットプレート45にウエハWが受け渡される。 During loading of the wafer W, with the bellows 48 is lowered to the retracted position (broken line position in FIG. 2), the shutter 38 is opened, by the loader transfer robot 71 (see FIG. 1), the wafer W is subjected to a hot plate 45 It is passed. また、ウエハWの搬出時には、ベローズ48が退避位置とされるとともに、シャッタ39が開成されて、ホットプレート45上のウエハWが中間搬送ロボット81に受け渡されて搬出される。 Further, at the time of unloading the wafer W, with the bellows 48 is the retracted position, the shutter 39 is opened, the wafer W on the hot plate 45 is unloaded is transferred to the intermediate transfer robot 81. なお、開口21およびシャッタ38と、開口22およびシャッタ39との配置関係は、実際には、平面視でこれらとウエハWの中心とを結ぶ2本の線分が直交するようになっているが、この図2および後述の図3においては、図示の簡略化のため、これらの配置関係が、平面視でこれらとウエハWの中心とを結ぶ2本の線分が一直線上に重なるように(ウエハWの中心に対してほぼ点対称の位置関係に)描かれている。 Incidentally, the opening 21 and the shutter 38, positional relationship between the opening 22 and the shutter 39, in fact, the two line segments connecting the center of the wafer W in plan view so that the perpendicular in FIG. 3 of FIG. 2 and described below, for simplicity of illustration, these arrangements relationships, as two line segments connecting the center of the wafer W in a plan view overlaps on a straight line ( are substantially the positional relationship of point symmetry) plotted against the center of the wafer W.
【0028】 [0028]
ふっ酸蒸気発生容器43には、ふっ酸水溶液42の液面の上方の空間35に、キャリアガスとしての窒素ガスを供給する窒素ガス供給配管54が接続されている。 The hydrofluoric acid vapor generation chamber 43, the upper space 35 of the fluoride liquid surface of the aqueous acid solution 42, the nitrogen gas supply pipe 54 is connected to supply nitrogen gas as a carrier gas. また、この空間35は、バルブ37を介して、パンチングプレート44へとふっ酸蒸気を導くためのふっ酸蒸気供給路36に接続することができるようになっている。 Moreover, the space 35 via the valve 37, so that it can be connected to a hydrofluoric acid vapor supply passage 36 for guiding the acid vapor waving to the punching plate 44. ふっ酸蒸気供給路36には、窒素ガス供給源31からの窒素ガスが、流量コントローラ(MFC)32、バルブ33および窒素ガス供給配管34を介して供給されるようになっている。 The hydrofluoric acid vapor supply passage 36, the nitrogen gas from the nitrogen gas supply source 31, flow controller (MFC) 32, and is supplied via a valve 33 and a nitrogen gas supply pipe 34.
【0029】 [0029]
また、窒素ガス供給源31からの窒素ガスは、流量コントローラ52およびバルブ53を介して、窒素ガス供給配管54に与えられるようになっている。 Further, the nitrogen gas from the nitrogen gas supply source 31 via the flow controller 52 and valve 53 is adapted to be supplied to a nitrogen gas supply pipe 54.
ふっ酸蒸気発生容器43内に貯留されるふっ酸水溶液42は、いわゆる擬似共弗組成となる濃度(たとえば、1気圧、室温(20℃)のもとで、約39.6%)に調製されている。 Hydrofluoric acid aqueous solution 42 is hydrofluoric stored in acid vapor generator vessel 43, the concentration of so-called pseudo-co dollars composition (e.g., 1 atm, room temperature (under 20 ° C.), about 39.6 percent) is prepared in ing. この擬似共弗組成のふっ酸水溶液42は、水とフッ化水素との蒸発速度が等しく、そのため、バルブ37からふっ酸蒸気供給路36を介してパンチングプレート44にふっ酸蒸気が導かれることによってふっ酸蒸気発生容器43内のふっ酸水溶液42が減少したとしても、ふっ酸蒸気供給路36に導かれるふっ酸蒸気の濃度は不変に保持される。 Hydrofluoric acid solution 42 of this pseudo co fluoride composition, equal evaporation rate of water and hydrogen fluoride, therefore, by hydrofluoric acid vapor in the punching plate 44 is directed through a hydrofluoric acid vapor supply passage 36 from the valve 37 even hydrofluoric acid aqueous solution 42 of the hydrofluoric acid vapor generator vessel 43 is reduced, the concentration of hydrofluoric acid vapor is directed to hydrofluoric acid vapor supply passage 36 is kept unchanged.
【0030】 [0030]
一方、パンチングプレート44には、窒素ガス供給源31からの窒素ガス(不活性ガス)が、流量コントローラ62およびバルブ63を介して、窒素ガス供給配管34とは別系統の窒素ガス供給配管64から供給されるようになっている。 On the other hand, the punching plate 44, the nitrogen gas from the nitrogen gas supply source 31 (an inert gas), through the flow controller 62 and valve 63, the nitrogen gas supply pipe 64 of another system from the nitrogen gas supply pipe 34 It is adapted to be supplied. 窒素ガス供給配管64の途中部には、加熱機構としてのヒータ65が配置されている。 In the middle portion of the nitrogen gas supply pipe 64, a heater 65 as a heating mechanism is arranged. このヒータ65は、窒素ガス供給配管64を流通する窒素ガスを室温よりも高い温度(好ましくは、ホットプレート45によって加熱されるウエハWの温度(40℃〜80℃)よりも高い温度。たとえば、約160℃)に加熱する。 The heater 65, the nitrogen gas supply pipe 64 higher than room temperature nitrogen gas flowing through the (preferably, a temperature higher than the temperature (40 ° C. to 80 ° C.) of the wafer W is heated by the hot plate 45. For example, heated to about 160 ° C.). この加熱された窒素ガスがパンチングプレート44を介してウエハWへと導かれる。 The heated nitrogen gas is guided to the wafer W through the punching plate 44. 窒素ガス供給配管64を介して供給される窒素ガスの流量は、10リットル/分〜50リットル/分の範囲とすることが好ましく、約20リットル/分とすることが最も好ましい。 Flow rate of nitrogen gas supplied through the nitrogen gas supply pipe 64 is preferably in the range of 10 liters / min to 50 l / min, and most preferably about 20 liters / min.
【0031】 [0031]
窒素ガスの供給/停止を切り換えるバルブ33,53,63は、コントローラ80によって制御される。 Valve 33,53,63 for switching supply / stop of the nitrogen gas is controlled by the controller 80.
図3は、パンチングプレート44の近傍の構成を拡大して示す図解的な断面図である。 Figure 3 is a schematic sectional view showing an enlarged structure of the vicinity of the punching plate 44. パンチングプレート44の上方には、ふっ酸蒸気供給路36からのふっ酸蒸気およびキャリアガスとしての窒素ガス、ならびに窒素ガス供給配管64からの窒素ガスが導かれる空間91が形成されている。 Above the punching plate 44, is nitrogen gas as hydrofluoric acid vapor and carrier gas from the hydrofluoric acid vapor supply passage 36, and space 91 for nitrogen gas from the nitrogen gas supply pipe 64 is guided is formed. この空間91に対して、ふっ酸蒸気供給路36の吐出口36aおよび窒素ガス供給配管64の吐出口64aが開口している。 For this space 91, the discharge port 64a of the discharge port 36a and the nitrogen gas supply pipe 64 of the hydrofluoric acid vapor supply passage 36 is opened.
【0032】 [0032]
吐出口36a,64aは、ホットプレート45上に載置されたウエハWを見下す平面視において、ウエハWの中心に対してほぼ点対称な位置、つまり、ウエハWを挟んで離隔した位置に配置されている。 Discharge ports 36a, 64a in a plan view looking down the wafer W placed on the hot plate 45, substantially point symmetry with respect to the center of the wafer W, that is, disposed in a position spaced across the wafer W ing. すなわち、吐出口36a,64aは、可能な限り離隔して配置されており、これによって、窒素ガス供給配管64から供給される高温の窒素ガスによって、ふっ酸蒸気供給路36が加熱されることを防止している。 That is, the discharge port 36a, 64a is spaced as far as possible, thereby, the high-temperature nitrogen gas supplied from the nitrogen gas supply pipe 64, that acid vapor supply passage 36 fluoride is heated It is prevented.
なお、図3中、符号90は、ふっ酸蒸気発生容器43内のふっ酸水溶液42を一定の温度に保持するための温調水が流通する配管を示している。 In FIG. 3, reference numeral 90 denotes a pipe temperature control water flows for holding the hydrofluoric acid aqueous solution 42 of the hydrofluoric acid vapor generator vessel 43 at a constant temperature.
【0033】 [0033]
ウエハWの表面の膜を除去する膜除去工程を行う時には、ベローズ48はパンチングプレート44の周縁に密着した密着位置(図2の実線の位置)まで上昇させられて、ホットプレート45を取り囲む密閉した処理室85が形成される。 When performing the film removal step of removing the film from the surface of the wafer W, the bellows 48 is raised to contact a position in close contact with the periphery of the punching plate 44 (solid line position of FIG. 2) and sealed to surround the hotplate 45 processing chamber 85 is formed. この状態で、コントローラ80は、バルブ33,37,53を開き、バルブ63は閉成状態に保持する。 In this state, the controller 80 opens the valve 33,37,53, the valve 63 is maintained in the closed state. これにより、ふっ酸蒸気発生容器43内の空間35において生成されたふっ酸蒸気は、窒素ガス供給配管54からの窒素ガスによって、バルブ37を介し、ふっ酸蒸気供給路36へと押し出される。 Thus, hydrofluoric acid vapor generated in the space 35 of the hydrofluoric acid vapor generator vessel 43, the nitrogen gas from the nitrogen gas supply pipe 54, through the valve 37 is pushed into the hydrofluoric acid vapor supply passage 36. このふっ酸蒸気は、さらに、窒素ガス供給配管34からの窒素ガスによって、パンチングプレート44へと運ばれる。 The hydrofluoric acid vapor, Furthermore, the nitrogen gas from the nitrogen gas supply pipe 34 and is conveyed to the punching plate 44. そして、このパンチングプレート44に形成された貫通孔を介して、ウエハWの表面へと供給される。 Then, via a through hole formed in the punching plate 44, it is supplied to the surface of the wafer W.
【0034】 [0034]
ウエハWの表面では、ウエハWの近傍の水分子の関与の下に、ふっ酸蒸気とウエハWの表面の酸化膜(酸化シリコン)とが反応し、これにより、酸化膜の除去が達成される。 The surface of the wafer W, under the participation of the vicinity of the water molecules of the wafer W, and the oxide film of hydrofluoric acid vapor and the wafer W surface (silicon oxide) is reacted, thereby, the removal of the oxide film is achieved .
上述のとおり、BPSG膜と熱酸化膜とでは、一定の温度(たとえば、40℃〜80℃の範囲内の所定温度)でのふっ酸蒸気によるエッチングレートが大きく異なるから、これを利用して、ウエハWの表面のBPSGを選択的に取り除くことができる。 As described above, in the BPSG film and the thermal oxide film, a constant temperature (e.g., predetermined temperature in the range of 40 ° C. to 80 ° C.) fluoride from the etching rate by acid vapor is significantly different in, by using this, the BPSG on the surface of the wafer W can be selectively removed. そこで、ホットプレート45は、ウエハWを上記一定の温度に保持するように、内部のヒータへの通電が行われる。 Therefore, the hot plate 45, the wafer W to hold the above constant temperature, power supply to the interior of the heater is performed.
【0035】 [0035]
ウエハWの面内での処理を均一に行うために、ホットプレート45は、回転軸47を介して、回転駆動機構46によって、一定速度で鉛直軸線まわりに回転される。 For processing in the plane of the wafer W uniformly, the hot plate 45 via the rotary shaft 47 by the rotation drive mechanism 46 is rotated around a vertical axis at a constant speed.
このようにして膜除去工程を予め定めた一定の時間だけ行った後に、コントローラ80は、バルブ33,37,53を閉じて、膜除去工程を停止させる。 After performing only this way a certain time determined in advance the film removing step, the controller 80 closes the valve 33,37,53 to stop the film removing step. それとともに、コントローラ80は、バルブ63を開き、ヒータ65によって加熱された高温の窒素ガスをパンチングプレート44の貫通孔を介して、ウエハWの表面に供給する。 At the same time, the controller 80 opens the valve 63, the high-temperature nitrogen gas heated by the heater 65 through the through-hole of the punching plate 44 is supplied to the surface of the wafer W. これによって、ウエハWの表面付近に存在している水分子およびふっ酸分子が除去され、排気配管49を介する処理室85の排気によって、処理室85外へと運び去られる。 Thus, water molecules and hydrofluoric acid molecule removed that are present near the surface of the wafer W, by the exhaust of the process chamber 85 through the exhaust pipe 49, carried away to the processing chamber 85 outside.
【0036】 [0036]
こうして膜除去工程の直後に、ウエハWの表面には高温の不活性ガスとしての窒素ガスが供給されることによって、ウエハWの表面付近の水およびふっ酸の分子がすみやかに除去されるから、気相エッチング処理がすみやかに停止する。 Thus immediately after the film removing step, the surface of the wafer W by the nitrogen gas as a high-temperature inert gas is supplied, from molecules of water and hydrofluoric acid in the vicinity of the surface of the wafer W is rapidly removed, vapor-phase etching process is stopped immediately. この気相エッチング処理の停止は、ウエハWの表面の全域でほぼ同時に起こるから、ウエハWの表面の各部に対して均一な膜除去処理を施すことができる。 Stopping the vapor-phase etching process, since substantially simultaneous across the surface of the wafer W, it is possible to apply a uniform film removal processing to each unit of surface of the wafer W. また、複数枚のウエハWに対する処理のばらつきも低減できる。 Further, it is also reduced variations in processing for a plurality of wafers W.
【0037】 [0037]
膜除去工程後の高温窒素ガスの供給は、一定時間(たとえば10秒以上。20秒程度が好ましい。)に渡って継続される。 The supply of hot nitrogen gas after film removal step is continued for a certain period of time (for example, about 10 seconds or more .20 seconds is preferred.) To over with. これにより、高温の窒素ガスは処理室85の内壁(ベローズ48の内面など)にまで達するから、BPSG膜などの気相エッチング処理時における反応生成物の蒸気が処理室85の内壁において結露することを防止でき、この反応生成物の蒸気は、排気配管49を介する排気によって、処理室85外へと除去することができる。 Accordingly, because the high temperature of the nitrogen gas reaches the inner wall of the processing chamber 85 (including the inner surface of the bellows 48), the vapor of the reaction products during the vapor-phase etching process, such as BPSG film is condensation in the inner wall of the processing chamber 85 the can be prevented, the vapor of the reaction products, by the exhaust through the exhaust pipe 49 can be removed to the processing chamber 85 outside. 上記の一定時間の経過後には、コントローラ80は、バルブ63を閉じて窒素ガスの供給を停止する。 After lapse of the predetermined time, the controller 80 stops the supply of the nitrogen gas by closing the valve 63.
【0038】 [0038]
以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明は他の形態で実施することも可能である Having described an embodiment of the present invention, the present invention can also be implemented in other forms.
【0039】 [0039]
たとえば、上述の実施形態では、膜除去工程の直後のウエハWの表面に高温の窒素ガスを供給する窒素ガス供給配管64等が、処理室85の内壁の結露防止のために兼用されているが、処理室85の内壁の結露防止のための不活性ガス(窒素ガスなど)供給配管を別途設けてもよい。 For example, in the embodiment described above, the wafer W surface in the nitrogen gas supply pipe 64 for supplying the hot nitrogen gas immediately after the film removal step, but is also used for condensation prevention of the inner wall of the processing chamber 85 , (such as nitrogen gas) inert gas for preventing dew condensation of the inner wall of the processing chamber 85 may be provided separately supply pipe. たとえば、この結露防止のための不活性ガス供給配管のガス供給口が、結露の生じ易い比較的低温の箇所( とくに、ベローズ48で囲まれた処理室85の下部(ウエハWの下方) )の近傍に位置するように、この結露防止のための不活性ガス供給配管を別途設けてもよい。 For example, the gas supply port of the inert gas supply pipe for this condensation prevention is likely to occur in the condensation relatively low temperature portion of the (particularly, lower part of the processing chamber 85 surrounded by a bellows 48 (below the wafer W)) so as to be positioned in the vicinity, it may be provided separately an inert gas supply pipe for this condensation prevention. この場合には、この結露防止用の不活性ガス供給配管からの高温の不活性ガスの供給は、個々のウエハWの処理が完了するたびに行われてもよいし、1ロットの複数枚のウエハWに対する処理が完了するたびに行われてもよい。 In this case, the high temperature of the inert gas supply pipe for the condensation prevention the supply of inert gas, may be performed each time the processing of each wafer W is completed, one lot plurality of processing for the wafer W may be performed each time a complete. この場合の高温の不活性ガスの供給は、たとえば、50リットル/分の流量で約10分間行うことが好ましい。 The supply of hot inert gas in this case, for example, preferably carried out at 50 l / min flow rate of about 10 minutes.
【0040】 [0040]
なお、上述の実施形態では、基板表面をエッチングするための蒸気として、ふっ酸の蒸気を用いているが、塩酸、硝酸、硫酸、ふっ酸(HFおよび無水HFを含む)、酢酸などのような酸を含む蒸気であれば何でもよい。 In the above embodiment, as a vapor to etch the substrate surface, it is used the vapor of hydrofluoric acid (including HF and anhydrous HF), hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, hydrofluoric acid, such as acetic acid It may be any vapor containing acid. たとえば、上記酸を含む水溶液の蒸気であってもよく、上記酸を含むガス(気相状態のもの)を水蒸気中に混合したものであってもよい。 For example, may be an aqueous solution vapor containing the acid, the gas (of the vapor phase) containing the acid may be a mixture in a water vapor.
さらに上述の実施形態では、不活性ガスとして窒素ガスを用いる例について説明したが、アルゴンなどの他の不活性ガスを用いてもよい。 Further in the above-described embodiment, an example has been described using nitrogen gas as the inert gas, it may be another inert gas such as argon.
【0041】 [0041]
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。 Further, the invention is capable of being subjected to various modifications in design of the matters set forth in the appended claims.
【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
【図1】この発明の一実施形態に係る基板表面処理装置の構成を説明するための図解的な平面図である。 1 is a schematic plan view for explaining the structure of the substrate surface treating apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図2】気相エッチング処理部の構成を説明するための図解的な断面図である。 2 is a schematic sectional view for explaining the construction of a gas-phase etching treatment unit.
【図3】パンチングプレートの近傍の構成を拡大して示す図解的な断面図である。 3 is a schematic sectional view showing an enlarged structure of the vicinity of the punching plate.
【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS
40 気相エッチング処理部50 水洗・乾燥処理部31 窒素ガス供給源33 バルブ34 窒素ガス供給配管36 ふっ酸蒸気供給路36a 吐出口37 バルブ42 ふっ酸水溶液43 ふっ酸蒸気発生容器44 パンチングプレート45 ホットプレート46 回転駆動機構47 回転軸48 ベローズ49 排気配管52 流量コントローラ53 バルブ54 窒素ガス供給配管55 排気手段60 アンローダ部62 流量コントローラ63 バルブ64 窒素ガス供給配管64a 吐出口65 ヒータ80 コントローラ85 処理室W ウエハ 40 vapor-phase etching processing unit 50 washing and drying unit 31 the nitrogen gas supply source 33 valve 34 nitrogen gas supply pipe 36 hydrofluoric acid vapor supply passage 36a discharge port 37 valve 42 hydrofluoric acid aqueous solution 43 hydrofluoric acid vapor generation chamber 44 punching plate 45 Hot plate 46 rotary drive mechanism 47 rotational axis 48 bellows 49 exhaust pipe 52 flow controller 53 valve 54 nitrogen gas supply pipe 55 exhaust means 60 unloader section 62 flow controller 63 valve 64 nitrogen gas supply pipe 64a discharge port 65 heater 80 controller 85 processing chamber W wafer

Claims (14)

  1. 処理室内で、基板を所定の温度で加熱しつつ、この基板の表面に酸を含む蒸気を酸蒸気吐出口から供給することにより、基板表面の膜を除去する膜除去工程と、 In the processing chamber, while heating the substrate at a predetermined temperature, by supplying a vapor containing acid on the surface of the substrate from the acid vapor discharge port, and a film removing step of removing the film on the substrate surface,
    この膜除去工程後に、上記処理室内で、基板の表面に室温よりも高い温度の不活性ガスを上記酸蒸気吐出口とは別の不活性ガス吐出口から供給する不活性ガス供給工程とを含み、 After the film removing step, in the process chamber, and a inert gas supply step of supplying the another inert gas discharge port of the inert gas temperature higher than the room temperature on the surface of the substrate with the acid vapor discharge port ,
    上記不活性ガスは、上記膜除去工程の進行を停止させるための膜除去処理停止用不活性ガスであることを特徴とする基板表面処理方法。 The inert gas, the substrate surface treatment method which is a film removal process stops inert gas for stopping the progress of the film removing step.
  2. 処理室内で、基板を所定の温度で加熱しつつ、この基板の表面に酸を含む蒸気を供給することにより、基板表面の膜を除去する膜除去工程と、 In the processing chamber, while heating the substrate at a predetermined temperature, by supplying a vapor containing acid on the surface of the substrate, a film removing step of removing the film on the substrate surface,
    この膜除去工程後に、上記処理室内で、基板の表面に室温よりも高い温度の不活性ガスを供給し、この不活性ガスの供給を当該不活性ガスが上記処理室の内壁に達するように定めた一定時間継続する不活性ガス供給工程とを含み、 After the film removing step, in the process chamber, supplying a high temperature of the inert gas than the room temperature on the surface of the substrate defines a supply of inert gas as the inert gas reaches the inner wall of the processing chamber look including the inert gas supply step continues for a predetermined time,
    上記不活性ガスは、上記膜除去工程の進行を停止させるための膜除去処理停止用不活性ガスであることを特徴とする基板表面処理方法。 The inert gas, the substrate surface treatment method which is a film removal process stops inert gas for stopping the progress of the film removing step.
  3. 処理室内に基板を配置し、この基板を所定の温度で加熱しつつ、この基板の表面に酸を含む蒸気を酸蒸気吐出口から供給することにより、基板表面の膜を除去する膜除去工程と、 Processing a substrate disposed in a room, while heating the substrate at a predetermined temperature, by supplying a vapor containing acid on the surface of the substrate from the acid vapor discharge port, and a film removing step of removing the film on the substrate surface ,
    上記処理室内に室温よりも高い温度の不活性ガスを上記酸蒸気吐出口とは別の不活性ガス吐出口から供給する不活性ガス供給工程とを含み、 The high temperature of the inert gas than the room temperature to the processing chamber and a inert gas supply step of supplying the another inert gas discharge port and the acid vapor discharge opening,
    上記不活性ガスは、上記膜除去工程において生成される反応生成物が上記処理室の内壁に結露することを防止するための結露防止用不活性ガスであることを特徴とする基板表面処理方法。 The inert gas, the substrate surface treating method, wherein the reaction product produced in the film removing step is anti-condensation inert gas for preventing condensation on the inner wall of the processing chamber.
  4. 処理室内に基板を配置し、この基板を所定の温度で加熱しつつ、この基板の表面に酸を含む蒸気を酸蒸気吐出口から供給することにより、基板表面の膜を除去する膜除去工程と、 Processing a substrate disposed in a room, while heating the substrate at a predetermined temperature, by supplying a vapor containing acid on the surface of the substrate from the acid vapor discharge port, and a film removing step of removing the film on the substrate surface ,
    上記処理室内に室温よりも高い温度の不活性ガスを上記基板よりも下方において上記処理室の内壁の近傍に設けられ、上記酸蒸気吐出口とは別の供給口から供給する不活性ガス供給工程とを含み、 The high temperature of the inert gas than the room temperature to the treatment chamber is provided in the vicinity of the inner wall of the processing chamber at below the substrate, the inert gas supplying step of supplying from another supply port and the acid vapor discharge port including the door,
    上記不活性ガスは、上記膜除去工程において生成される反応生成物が上記処理室の内壁に結露することを防止するための結露防止用不活性ガスであることを特徴とする基板表面処理方法。 The inert gas, the substrate surface treating method, wherein the reaction product produced in the film removing step is anti-condensation inert gas for preventing condensation on the inner wall of the processing chamber.
  5. 上記不活性ガス供給工程が、1ロットの基板を処理するたびに行われることを特徴とする請求項3または4記載の基板表面処理方法。 The inert gas supply step, according to claim 3 or 4 substrate surface treating method wherein a carried out every time of processing a substrate in one lot.
  6. 上記不活性ガス供給工程が、1枚の基板を処理するたびに行われることを特徴とする請求項3または4記載の基板表面処理方法。 The inert gas supply step, according to claim 3 or 4 substrate surface treating method wherein a carried out each time it processes one substrate.
  7. 上記不活性ガス供給工程では、上記膜除去工程における上記所定の温度よりも高い温度の不活性ガスが供給され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基板表面処理方法。 Above the inert gas supply step, the substrate surface treatment method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the inert gas temperature higher than the predetermined temperature in the film removal step is supplied.
  8. 上記不活性ガス供給工程では、100℃以上の不活性ガスが供給され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基板表面処理方法。 Above the inert gas supply step, the substrate surface treatment method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that 100 ° C. or more inert gas is supplied.
  9. 処理室と、 A processing chamber,
    この処理室内に配置され、基板を所定の温度で加熱する基板加熱手段と、 Disposed in the processing chamber, a substrate heating means for heating the substrate at a predetermined temperature,
    この基板加熱手段によって加熱されている基板の表面の膜を除去する膜除去処理のために、この基板の表面に酸を含む蒸気を酸蒸気吐出口から供給する酸蒸気供給手段と、 For film is removed film removal treatment of the surface of the substrate being heated by the substrate heating unit, an acid vapor supply means for supplying vapor containing acid on the surface of the substrate from the acid vapor discharge opening,
    上記処理室内で、上記膜除去処理の後に、上記酸蒸気吐出口とは別の不活性ガス吐出口から、上記基板の表面に室温よりも高い温度の不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段とを含み、 In the processing chamber, the after film removal process from another inert gas discharge port and the acid vapor discharge opening, the inert gas supply means for supplying a high temperature of the inert gas than the room temperature on the surface of the substrate including the door,
    上記不活性ガスは、上記膜除去処理の進行を停止させるための膜除去処理停止用不活性ガスであることを特徴とする基板表面処理装置。 The inert gas, the substrate surface treating apparatus which is a film removal process stops inert gas for stopping the progress of the film removal process.
  10. 処理室と、 A processing chamber,
    この処理室内に配置され、基板を所定の温度で加熱する基板加熱手段と、 Disposed in the processing chamber, a substrate heating means for heating the substrate at a predetermined temperature,
    この基板加熱手段によって加熱されている基板の表面の膜を除去する膜除去処理のために、この基板の表面に酸を含む蒸気を供給する酸蒸気供給手段と、 For membrane film removal process for removing the surface of the substrate being heated by the substrate heating unit, an acid vapor supply means for supplying vapor containing acid on the surface of the substrate,
    上記処理室内で、上記膜除去処理の後に、上記基板の表面に室温よりも高い温度の不活性ガスを供給し、この不活性ガスの供給を当該不活性ガスが上記処理室の内壁に達するように定められた一定時間継続する不活性ガス供給手段とを含み、 In the process chamber, after the film removal process, supplying a high temperature of the inert gas than the room temperature on the surface of the substrate, so that the supply of the inert gas of the inert gas reaches the inner wall of the processing chamber and an inert gas supply means continues for a predetermined time determined in observed including,
    上記不活性ガスは、上記膜除去処理の進行を停止させるための膜除去処理停止用不活性ガスであることを特徴とする基板表面処理装置。 The inert gas, the substrate surface treating apparatus which is a film removal process stops inert gas for stopping the progress of the film removal process.
  11. 処理室と、 A processing chamber,
    この処理室内に配置され、基板を所定の温度で加熱する基板加熱手段と、 Disposed in the processing chamber, a substrate heating means for heating the substrate at a predetermined temperature,
    この基板加熱手段によって加熱されている基板の表面の膜を除去する膜除去処理のために、この基板の表面に酸を含む蒸気を酸蒸気吐出口から供給する酸蒸気供給手段と、 For film is removed film removal treatment of the surface of the substrate being heated by the substrate heating unit, an acid vapor supply means for supplying vapor containing acid on the surface of the substrate from the acid vapor discharge opening,
    上記処理室内に室温よりも高い温度の不活性ガスを上記酸蒸気吐出口とは別の不活性ガス吐出口から供給する不活性ガス供給手段とを含み、 The high temperature of the inert gas than the room temperature to the processing chamber and a inert gas supply means for supplying the another inert gas discharge port and the acid vapor discharge opening,
    上記不活性ガスは、上記膜除去処理において生成される反応生成物が上記処理室の内壁に結露することを防止するための結露防止用不活性ガスであることを特徴とする基板表面処理装置。 The inert gas, the substrate surface treating apparatus, wherein the reaction product produced in the film removal treatment is anti-condensation inert gas for preventing condensation on the inner wall of the processing chamber.
  12. 上記酸蒸気吐出口と上記不活性ガス吐出口とが、上記処理室内で処理されるときの基板の位置を挟んで離隔して配置されていることを特徴とする請求項9または11記載の基板表面処理装置。 The acid vapor discharge port and the inert gas discharge port and is, substrate according to claim 9 or 11, wherein the being spaced apart across the position of the substrate when processed by the processing chamber surface treatment equipment.
  13. 上記酸蒸気吐出口と上記不活性ガス吐出口とが、上記処理室内で処理されるときの基板の中心位置に対してほぼ点対称な位置に配置されていることを特徴とする請求項9または11記載の基板表面処理装置。 And the acid vapor discharge port and the inert gas discharge port, claim 9, characterized in that it is arranged substantially point symmetrical positions with respect to the center position of the substrate when being treated in the treatment chamber or 11 the substrate surface treating apparatus according.
  14. 処理室と、 A processing chamber,
    この処理室内に配置され、基板を所定の温度で加熱する基板加熱手段と、 Disposed in the processing chamber, a substrate heating means for heating the substrate at a predetermined temperature,
    この基板加熱手段によって加熱されている基板の表面の膜を除去する膜除去処理のために、この基板の表面に酸を含む蒸気を酸蒸気吐出口から供給する酸蒸気供給手段と、 For film is removed film removal treatment of the surface of the substrate being heated by the substrate heating unit, an acid vapor supply means for supplying vapor containing acid on the surface of the substrate from the acid vapor discharge opening,
    上記処理室内に、上記基板よりも下方において当該処理室の内壁の近傍に設けられ、上記酸蒸気吐出口とは別の供給口から、室温よりも高い温度の不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段とを含み、 The above process chamber, in the lower than the substrate is provided in the vicinity of the inner wall of the treatment chamber, from another supply port and the acid vapor discharge port, an inert gas supply a high temperature of the inert gas above room temperature and a supply means,
    上記不活性ガスは、上記膜除去処理において生成される反応生成物が上記処理室の内壁に結露することを防止するための結露防止用不活性ガスであることを特徴とする基板表面処理装置。 The inert gas, the substrate surface treating apparatus, wherein the reaction product produced in the film removal treatment is anti-condensation inert gas for preventing condensation on the inner wall of the processing chamber.
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