JPH0410622A

JPH0410622A - ドライ洗浄装置

Info

Publication number: JPH0410622A
Application number: JP2113427A
Authority: JP
Inventors: Yuji Kamikawa; 裕二上川
Original assignee: Tokyo Electron Ltd; Tokyo Electron Kyushu Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd; Tokyo Electron Kyushu Ltd
Priority date: 1990-04-27
Filing date: 1990-04-27
Publication date: 1992-01-14

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】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、ドライ洗浄装置に関する。

（従来の技術）従来から、例えば半導体製造工程等においては、被洗浄
基板例えば半導体ウェハの表面の付着物を洗浄ガスの化
学的な作用により洗浄除去するいわゆるドライ洗浄が実
施されている。

このようなドライ洗浄を実施する従来のドライ洗浄装置
としては、例えば特開昭６２−１３７８２５号、特開昭
６３−１２４５３２号公報等に記載されているドライ洗
浄装置が知られている。

すなわち、このようなドライ洗浄装置では、内部に被洗
浄基板例えば半導体ウェハを−または複数枚収容可能に
構成された気密容器を備えている。

そして、この気密容器内に所定の洗浄ガスを供給すると
ともに、例えば半導体ウェハを加熱したり、紫外線照射
あるいは放電等により洗浄ガスを活性化して、洗浄ガス
と付着物とを化学的に反応させ、半導体ウニ八表面から
除去する。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、例えば半導体製造工程においては、近年
生産性の向上等を図るため、半導体つエバの径を４イン
チから６インチ、６インチから８インチへと大径化する
ことが行われている。このため、上述した従来のドライ
洗浄装置では、半導体ウェハの全面に均一に洗浄ガスを
作用させることができず、例えば周辺部等に付着物が残
る等、半導体ウェハの全面に渡って均一な洗浄処理を行
うことができないという問題があった。

本発明は、かかる従来の事情に対処してなされたもので
、被洗浄基板の全面に渡って比較的均一な洗浄処理を行
うことのできるドライ洗浄装置を提供しようとするもの
である。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）すなわち本発明は、気密容器内に収容した被洗浄基板の
表面に沿って、ガス供給ノズルのガス流出開口から洗浄
ガスを供給し、該被洗浄基板表面の付着物を前記洗浄ガ
スの化学的な作用により除去するドライ洗浄装置におい
て、前記ガス供給ノズル内のガス流路に、ガス流通断面
積の大きな部位と、ガス流通断面積の小さな部位を交互
に設けたことを特徴とする。

（作　用）本発明のドライ洗浄装置では、ガス流路に、ガス流通断
面積の大きな部位と、ガス流通断面積の小さな部位を交
互に設けたガス供給ノズルのガス流出開口から、被洗浄
基板の表面に沿ってガスを供給する。

すなわち、ガス供給ノズルのガス流路に、ガス流通断面
積の大きな部位と、ガス流通断面積の小さな部位を交互
に設けることにより、ガス流に圧損を生じさせ、このガ
ス供給ノズルのガス流出開口の各部からのガス流出量を
均一化する。

したがって、被洗浄基板の全面に均一に洗浄ガスを作用
させることができ、被洗浄基板の全面に渡って良好な洗
浄処理を行うことができる。

（実施例）以下、本発明を半導体ウェハに付着した重金属等の除去
を行うドライ洗浄装置に適用した一実施例を、図面を参
照して説明する。

第１図に示すように、ドライ洗浄装置１には、材質例え
ばアルミニウム等からなる気密容器２が設けられている
。なお、この気密容器２の内周面には、使用するガスに
対して耐ガス性処理を施すのが望ましい。この気密容器
２内には、その上面に被処理物としての半導体ウェハ３
を載置可能に構成された熱板４が設けられており、この
熱板４の側方には、半導体ウェハ３の表面に沿って所定
の処理ガスを流通させるためのガス供給ノズル５と排気
部６とが熱板４を挟んで対向する如く設けられている。

上記熱板４には、第２図にも示すように、ガス供給ノズ
ル５と排気部６との間に形成されるガス流（第２図に矢
印で示す）をガイドする如く、その両側にガイド板７が
設けられている。

また、上記ガス供給ノズル５および排気部６は、材質例
えば石英により、熱板４の一辺とほぼ同じ長さに形成さ
れており、その長手方向に沿って、熱板４のほぼ全面に
ガス流を形成する如く、ガス供給ノズル５にはガス流出
開口５　ａ　％排気部６には排気開口６ａがそれぞれ設
けられている。

ここで、ガス供給ノズル５の構成について説明する。

ガス供給ノズル５の下側部には、縦断面形状が幅１０Ｉ
ＩＩＩ１１深さ５ｎ＋ｍ程度で図の紙面垂直方向に伸び
る溝状のガス流通断面積の大きな部位であるガス分配管
９ａが形成内蔵されている。なお、このガス分配管９ａ
の底部はぼ中央付近にガス供給管５ｂの導入口が結合さ
れている。

上記ガス分配管９ａの天井部には、幅２ｍｍ程度のスリ
ット状に形成された溝がガス供給ノズル５の母材を貫通
して図の紙面垂直方向に設けられており、この溝が上記
ガス分配管９ａ内のガスの流れに流路から受ける抵抗で
ある圧力損失（圧損）を生じさせ、均等に流出させるガ
ス流通断面積の小さな部位としての第１均等管１０ａを
形成する。

次に、ガス供給ノズル５内の第１均等管１０ａの上方に
は、縦断面形状が幅５＋ｎｍ深さ５ｆｆｌＩ１１程度で
図の紙面垂直方向に伸び断面積が上記第１均等管１０ａ
の断面積より大きい空間部をなす溝状の第１ガス拡散部
９ｂが形成され設けられている。なお、この第１ガス拡
散部９ｂは、内面底部の概略中心付近に、上記第１ガス
拡散部９ｂに連通しこの第１ガス拡散部９ｂのガス流入
口をも構成する第１均等管１０ａがくるように配置され
ている。

また、第１ガス拡散部９ｂの天井部には、例えば幅がｌ
ｌ１ｌＩＩｌ程度と、この第１ガス拡散部９ｂの空間部
の断面積より小さい断面積であり、上記第１均等管１０
ａの直上位置からずれた位置例えば右側に図の紙面垂直
方向にガスの流通溝が貫通して設けられており、この溝
が上記第１ガス拡散部９ｂ内のガスの流れに圧損を生じ
させる第２均等管１０ｂを形成する。

すなわち、この第２均等管１０ｂを設けて第１ガス拡散
部９ｂに圧損を持たせることにより、上記第２均等管１
０ｂに流れるガス流量が均等配分になる如く自動的に流
量調整される。

次に、ガス供給ノズル５内の第２均等管１０ｂの上方に
は、上記第１ガス拡散部９ｂと同様に断面が幅５ｍｍ深
さ５ｍｔｎ程度で図の紙面垂直方向に伸びる溝状の第２
ガス拡散部９Ｃが形成され設けられている。なお、この
第２ガス拡散部９ｃは、下側開口部例えば図の右側部分
に上記第１ガス拡散部９ｂの第２均等管１０ｂがくるよ
うに配置されている。

また、第２ガス拡散部９ｃの天井部には、例えば幅がｌ
＋ｎｍ程度で、上記第２均等管１０ｂの直上位置からず
れた位置例えば図の左側位置に、図の紙面垂直方向に伸
びる細長いスリット状の溝のガス流通孔が貫通して設け
られており、この孔が上記上記第２ガス拡散部９ｃ内の
ガスの流れに圧損を生じさせる第３均等管１０ｃを形成
する。すなわち、この第３均等管１０ｃを設けて第２ガ
ス拡散部９Ｃに圧損を持たせることにより、上記第３均
等管１０ｃに流れるガス流量が、この第３均等管１０ｃ
の全域に渡り均等配分になる如く自動的に流量調整され
る。

また、ガス供給ノズル５内の上部位置には、幅２ＩＩ１
ｍ程度で図の紙面垂直方向に伸び、右方向に向って開口
を形成する細長いスリット状の溝のガス流出開口５ａが
設けられている。

そして、第３均等管１０ｃを通って流れてきたガスを右
方向に向ってガス流出開口５ａの全域に亘り均一に流出
する如く構成されている。

なお、上記構成のガス供給ノズル５を製作する方法とし
て、例えば図の紙面垂直方向にガス流路８を境に左右に
分割したような形状のものを別々に製作し、両者を貼り
合せて製作することができる。

また、ガス供給ノズル５の外側には、加熱手段として例
えばテープヒーター１が設けられており、ガス供給ノズ
ル５内のガス流路８を通る洗浄用ガスを加熱可能に構成
されている。

上記気密容器２の底面には、石英ガラス製の赤外線照射
用窓１２が設けられており、この赤外線照射用窓１２の
外側には赤外線光源１゛３が設けられている。そして、
この赤外線光源１３から赤外線照射用窓１２を介して熱
板４の下面に赤外線を照射し、熱板４（半導体ウェハ３
）を所定温度に加熱する如く構成されている。

また、上記熱板４には、上下方向に貫通する如く複数例
えば３つの図示しない透孔が設けられており、これらの
透孔に挿入可能な如く、熱板４の下部には、ピン支持部
材１４に支持された３本のウェハ支持ピン１５が設けら
れている。これらのウェハ支持ピン１５は、ピン支持部
材１４を介してピン昇降機構１６に接続されており、上
記透孔を貫通する如く上昇して熱板４の上方に半導体ウ
ェハ３を支持し、熱板４と半導体ウェハ３との間に、ウ
ェハ搬送用アーム等を挿入するための間隔を設定可能に
構成されている。

一方、上記気密容器２の上面には、紫外線照射用窓１７
が設けられており、この紫外線照射用窓１７の外側には
紫外線光源１８が設けられている。

そして、この紫外線光源１８から紫外線照射用窓１７を
介して半導体ウェハ３およびガス供給ノズル５から半導
体ウェハ３上面に供給した所定の洗浄ガス例えば塩素ガ
ス（Ｃβ２）に紫外線を照射する如く構成されている。

なお、上記紫外線照射用窓１７は、気密容器２の上面に
形成された形状例えば円形の開口部を、紫外線透過率の
高い材質からなる透明板、例えば円板状に形成された石
英ガラス板によって閉塞する如く構成されている。

上記構成のドライ洗浄装置１では、赤外線光源１３から
赤外線照射用窓１２を介して熱板４の下面に赤外線を照
射し、熱板４を予め所定温度（例えば１５０〜３００℃
）に加熱しておく。また、予めピン昇降機構１６により
、ウェハ支持ピン１５を熱板４の上面に突出させた状態
に設定しておく。

そして、気密容器２の図示しない搬出入口から、例えば
図示しない自動搬送装置等により、半導体ウェハ３を搬
入し、ウェハ支持ピン１５上に半導体ウェハ３を載置す
る。この後、ウェハ支持ピン１５を下降させ、半導体ウ
ェハ３を熱板４上に載置する。

しかる後、気密容器２内を所定圧力（例えば２０Ｔｏｒ
ｒ）の減圧状態とし、ガス供給ノズル５から所定の洗浄
ガス例えば塩素ガス（ＣＪ２２）を所定流量（例えば５
０８ＣＣＭ）で供給し、排気部６から排気を実施するこ
とにより、半導体ウェハ３の表面に沿って洗浄ガスを流
通させる。そして、紫外線光源１８から紫外線照射用窓
１７を介して半導体ウェハ３および洗浄ガスに紫外線を
照射する。

すると、ＳｉＣβ４、ＳｉＣβ６での反応に触発されて
、ＭｘＣβＹが形成され、ＳｉＣβ４、ＳｉＣβ６の蒸
発に導かれてＭｘＣ，ｇｖも気化し、重金属等の残留物
が半導体ウェハ３表面から除去される。

この時、ガス供給ノズル５内のガス流路８に、設けられ
たガス流通断面積の大きな部位であるガス分配管９ａ、
ガス拡散部９ｂ、９ｃと、ガス流通断面積の小さな部位
であるガス均等管１０ａ１１０ｂ、１０ｃとによって、
洗浄ガス流に圧損が生じ、ガス流出開口５ａの全域に亘
って均一に洗浄用ガスが流出し、半導体ウェハ３の全面
に洗浄ガスを均一に供給することができる。

また、ガス供給ノズル５には、加熱手段として例えばテ
ープヒータ１１が設けられているので、洗浄ガスを加熱
することにより、洗浄ガス流によって半導体ウェハ３が
冷却されることを防止することができる。

したがって、半導体ウェハ３の全面に均一に洗浄ガスを
作用させることができ、半導体ウェハ３の全面に亘って
良好な洗浄処理を行うことができる。

［発明の効果コ以上説明したように、本発明のドライ洗浄装置によれば
、被洗浄基板の全面に均一に洗浄ガスを作用させること
ができ、被洗浄基板の全面に亘って良好な洗浄処理を行
うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のドライ洗浄装置の構成を示
す図、第２図は第１図に示すドライ洗浄装置の要部構成
を示す図である。１・・・・・・ドライ洗浄装置、２・・・・・・気密容
器、３・・・・・・半導体ウェハ、４・・・・・・熱板
、５・・・・・・ガス供給ノズル、５ａ・・・・・・ガ
ス流出開口、６・・・・・・排気部、６ａ・・・・・・
排気開口、７・・・・・・ガイド板、８・・・・・・ガ
ス流路、９ａ・・・・・・ガス分配管、９ｂ・・・・・
・第１ガス拡散部、９Ｃ・・・・・・第２ガス拡散部、
１０ａ・・・・・・第１均等管、１等管、１肘用窓、部材、１降機構、線光源。０ｂ・・・・・・第２均等管、１０ｃ・・・・・・第３
均１・・・・・・テープヒータ、１２・・・・・・赤外
線照１３・・・・・・赤外線光源、１４・・・・・・ピ
ン支持５・・・・・・ウェハ支持ピン、１６・・・・・
・ピン昇１７・・・・・・紫外線照射用窓、１８・・・
・・・紫外出願人　　東京エレクトロン株式会社出願人　　東京エレクトロン九州株式会社代理人　弁理
士　　須　山　佐　− （ほか１名）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）気密容器内に収容した被洗浄基板の表面に沿って
、ガス供給ノズルのガス流出開口から洗浄ガスを供給し
、該被洗浄基板表面の付着物を前記洗浄ガスの化学的な
作用により除去するドライ洗浄装置において、前記ガス供給ノズル内のガス流路に、ガス流通断面積の
大きな部位と、ガス流通断面積の小さな部位を交互に設
けたことを特徴とするドライ洗浄装置。
（２）ガス供給ノズルに、内部を流通する洗浄ガスを加
熱するための加熱機構を設けたことを特徴とする請求項
１記載のドライ洗浄装置。