JPH01244622A - シリコン基板の処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はシリコン基板の処理装置に関し、特にフッ化水
素酸を含む溶液を用いたシリコン酸化膜のエツチング装
置に関する。

〔従来の技術〕

従来、この種のシリコン酸化膜のエツチング装置として
は、フッ化水素酸を含むエツチング液（以下単にエツチ
ング液という）を満たしたエツチング槽と、エツチング
終了後シリコン基板上に残留したエツチング液および反
応生成物より構成される溶液を純水を用いて除去するた
めの水洗槽より構成されていた。

フッ化水素酸を含むエツチング液の温度が変化するとシ
リコン酸化膜に対するエツチング・レートが変化するた
め、エツチング液を冷熱器により一定の温度に保持する
機構を有していた。

〔発明が解決しようとする課題〕

−Ｅ述した従来のシリコン基板のエツチング装置におい
ては、エツチング処理を行なう雰囲気の温度が、一般に
フ・ソ化水素酸の沸点（］気圧においては１９．５℃）
以上であるので、エツチング槽においてシリコン酸化膜
を除去したシリコン基板をエツチング槽から取り出した
時点で、シリコン基板上にエツチング液とフッ化水素酸
とシリコン酸化膜との反応生成物よりなる溶液が残留し
た場合、この溶液中のフッ化水素酸が気化し逆反応によ
りシリコン酸化物がシリコン基板上に析出し、微粒子汚
染を引き起こすという欠点がある。

シリコン酸化物が析出する様子を図面を参照して説明す
る。第３図＜ａ）〜（ｃ）はシリコン基板上にシリコン
酸化物が析出するまでの経過を説明するためのシリコン
基板の断面図である。

第３図（ａ）は、エツチング槽内でシリコン基板１上の
シリコン酸化膜２がエツチング液３によりエツチングさ
れる様子を示している。この時、エツチング槽内での反
応は、 Ｓ　］　０２　＋　６　ＨＦ−＋Ｈ２Ｓ　Ｉ　Ｆ６　＋
　２　Ｈ２Ｏ・・・・・・（１） となる。

シリコン基板１をエツチング槽から取り出すと第３図（
ｂ）に示すように、シリコン基板１上にエツチング槽内
の反応生成物を含む溶液４が残留する。残留する溶液は
ＨＦ、Ｈ２Ｏおよび反応生成物のＨ２ＳｉＦ６から構成
されている。この溶液が次工程の水洗が行なわれるまで
に空気中にさらされることになる。

従来のシリコン基板のエツチング装置においては、エツ
チング槽の雰囲気の温度はクリーン・ルームの温度であ
り、フッ化水素酸の沸点以上であるので、このシリコン
基板上に残留した溶液４中のフッ化水素酸は気化する。

すると残留溶液中のフッ化水素酸濃度が減少するので、
（１）式の化学平衡を保とうとするため（１）式の逆反
応が起こり第３図（ｃ）に示すように、シリコン酸化物
５がシリコン基板１上に析出する。この反応は次の（２
）式で表わされる。

１’ｌ　２　Ｓ　ｉ　Ｆ　６　＋　２　ｔｌ　２０→Ｓ
　ｉ　Ｏ２＋　６　ＨＦ・・・・・・（２〉 以上述べたように、従来のシリコン酸化膜のエツチング
装置においては、シリコン基板が接触する環境の温度を
フッ化水素酸の沸点以下に保つことができないので、エ
ツチング後、水洗工程が行なわれるまでにシリコン基板
上にシリコン酸化物の微粒子が残留し半導体装置の歩留
り及び信卸性を低下させるという欠点がある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のシリコン基板の処理装置は、シリコン基板上の
シリコン酸化膜をエツチングするためのフッ化水素酸を
含むエツチング液と洗浄液との温度をフッ化水素酸の沸
点以下に保つための冷却器を具備しているものである。

〔実施例〕

次に、本発明について図面を参照して説明する。

第１図は本発明の第１の実施例の構成図である。

第１図において、エツチング液１２を満たしたエツチン
グ槽１３と水洗槽１４からなるエツチング装置はエツチ
ング室１６中に置かれ、エツチング室１６には常に空調
機１７によりフッ化水素酸の沸点以下、例えば１５°Ｃ
に保たれた空気がＨＥＰＡフィルター１８を通して送り
込まれている。そして特に、エツチング槽１３中のエツ
チング液１２は、ポンプ１９により冷熱器２０Ａ、フイ
ルター２１を通りフッ化水素酸の沸点以下に保たれなが
ら循環フィルタリングできる機構となっている。更に水
洗槽１４に供給される純水も冷熱器２０Ｂによりフッ化
水素酸の沸点以下の温度に保たれ、シャワーノズル１５
から水洗槽１４に供給されるように構成されている。

シリコン基板１上のシリコン酸化膜のエツチングを行な
う場合は、シリコン基板１をエツチング液１２を満たし
たエツチング槽１３に清し、所望のシリコン酸化膜を除
去する。次にシリコン基板１をエツチング槽１３より取
り出し、水洗槽１４に移す。ここでシャワーノズル１５
より純水を噴出させ、シリコン基板１上に残留している
エツチング液および反応生成物を除去する。

このように第１の実施例によれば、エツチング処理され
るシリコン基板はフッ化水素酸の沸点以下の温度に保た
れるので、エツチング処理後にシリコン基板表面にシリ
コン酸化物が析出することはなくなる。

第２図は本発明の第２の実施例の構成図である。

第２図において、サーモ・チャック２２は真空を用いて
シリコン基板１を保持し、温調器２３によりフッ化水素
酸の沸点以下に保たれる機構を持っている。エツチング
液は貯液槽２４中に貯えられ、貯液槽２４に接続された
冷熱器２０ｃによりフッ化水素酸の沸点以下に保たれる
。貯液槽２４は加圧ポンプ２つ、フィルター２８．バル
ブ２６Ａを介してノズル２９に接続されている。一方、
水洗のための純水は冷熱器２０Ｄ、バルブ２６Ｂを介し
てノズル２つに接続されている。エツチング室１６中に
は空調機１７からＨＥＰＡフィルター１８を通過した空
気が導入され、エツチング室１６内は常にフッ化水素酸
の沸点以下に保たれている。

シリコン基板１上のシリコン酸化膜のエツチング工程で
はバルブ２６Ａを開くことにより、冷熱器２０ｃにより
フッ化水素酸の沸点以下の温度に制御され、フィルター
２８により微粒子の除去されたエツチング液がノズル２
つより噴出し、エツチングが開始される。シリコン基板
１上の所望のシリコン酸化膜が除去された時点でバルブ
２６Ａを閉じ、バルブ２６Ｂを開くことにより、冷熱器
２０Ｄによりフッ化水素酸の沸点以下の温度に保たれた
純水がシリコン基板１上に噴出し、エツチング液および
反応生成物を除去する。

本第２の実施例においてはシリコン基板１はサーモ・チ
ャック２２により直接冷却されているので、シリコン基
板の温度を常にフッ化水素酸の沸点以下に保つことがで
き、より微粒子汚染の少ないシリコン基板を得ることが
できる９ 尚、を記実施例においては、エツチング室内の温度もフ
ッ化水素酸の沸点以下に保つ場合について説明したが、
これに限定されるのではなく、フッ化水素酸の沸点に近
い温度であればよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、フッ化水素酸を含むエツ
チング液と洗浄液との温度をフッ化水素酸の沸点以下に
保持するための冷却器を具備することにより、反応生物
からの逆反応による微粒子状シリコン酸化物の析出を抑
え、微粒子汚染の少ない清浄なシリコン基板を供給する
ことができ、半導体装置の電気的特性を向上させ、半導
体装置の歩留り、信頼性を向上させることができる効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の第１及び第２の実施例の構
成図、第３図（ａ）〜（ｃ）はシリコン基板上にシリコ
ン酸化物が析出するまでの過程を説明するためのシリコ
ン基板の断面図である。 ｌ・・・シリコン基板、２・・・シリコン酸化膜、３・
・・エツチング液、１３・・・エツチング槽、１４・・
・水洗槽、１５・・・シャワーノズル、１６・・・エツ
チング室、１７・・・空調機、１８・・・ＨＥＰＡフィ
ルター、１つ・・・ポンプ、２０Ａ〜２０Ｄ・・・冷熱
器、２１・・・フィルター、２２・・・サーモ・チャッ
ク、２３・・・温調器、２４・・・貯液槽、２６Ａ、２
６Ｂ・・・バルブ、２７・・・加圧ポンプ、２９・・・
ノズル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　シリコン基板上のシリコン酸化膜をエッチングするた
   めのフッ化水素酸を含むエッチング液と洗浄液との温度
   をフッ化水素酸の沸点以下に保っための冷却器を具備し
   ていることを特徴とするシリコン基板の処理装置。