JPH0432230A - ドライ洗浄装置 - 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】 ［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。

このような従来のドライ洗浄装置としては、例えば特開
昭Ｈ−１３７８２５号、特開昭８３−１２４５３２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、半導体ウェハ表面から
除去する。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、近年半導体製造工程においては、各処理
の効率を高めて生産性の向上を図ることが求められてい
る。また、このような要求に答えるため、半導体ウェハ
の大径化等も進められている。

このため、上述したドライ洗浄装置においても大形の被
洗浄基板を迅速に均一に加熱することができ、高効率で
被洗浄基板の全面を均一に洗浄することが求められてい
る。

本発明は、かかる従来の事情に対処してなされたもので
、大形の被洗浄基板を迅速に均一に加熱することができ
、高効率で被洗浄基板の全面を均一に洗浄することので
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、気密容器内に設けられ被洗浄基板を
保持可能に構成された熱板と、この熱板の裏面に赤外線
を照射して加熱する加熱用ランプと、前記気密容器内に
所定の洗浄ガスを供給して前記被洗浄基板表面の付着物
をこの洗浄ガスの化学的な作用により除去する洗浄ガス
供給機構とを具備したドライ洗浄装置において、前記加
熱用ランプから前記熱板に照射される赤外線照射量を調
節し、該熱板の温度を制御する温度制御機構を設けたこ
とを特徴とする。

（作　用） 本発明のドライ洗浄装置では、例えば被洗浄基板の温度
を検出する温度検出手段からの信号を参照信号として、
加熱用ランプから熱板に照射される赤外線照射量を調節
し、熱板の温度を制御する温度制御機構が設けられてい
る。

したがって、大形の被洗浄基板でも迅速に均一に加熱す
ることができ、高効率で被洗浄基板の全面を均一に洗浄
することができる。

（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、ドライ洗浄装置の気密容器は、材
質例えば石英等からなる内側容器１と、この内側容器１
の外側を囲繞する如く設けられた材質例えばアルミニウ
ム等からなる外側容器２とから構成されている。

上記内側容器１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
に沿って所定の洗浄ガス例えば塩素ガス（ＣＪ２２）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。

上記ガス供給ノズル５は、洗浄ガス供給機構７に接続さ
れており、排気部６は排気制御機構８に接続されている
。また、これらのガス供給ノズル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、図示しない開口例えばス
リット状開口が設けられている。

上記外側容器２の上面には、材質例えば石英ガラス等か
らなる紫外線照射用窓９が設けられており、この紫外線
照射用窓９の外側には紫外線光源１０が設けられている
。

そ−して、この紫外線光源１０から紫外線照射用窓９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（Ｃｊ２２）に紫外線を照射する如く構成されている
。

一方、上記外側容器２の底面には、赤外線照射用窓１１
が設けられており、この赤外線照射用窓１１の外側には
加熱用ランプとして赤外線ランプ１２が設けられている
。そして、この赤外線ランプ１２から赤外線照射用窓１
１を介して熱板４の裏面に赤外線を照射し、熱板４を加
熱する如く構成されている。

また、この赤外線照射用窓１１と赤外線ランプ１２との
間には、赤外線ランプ１２から熱板４への赤外線照射量
を制限する如く制御機構例えばシャッター機構１３が設
けられている。制御機構はシャッター機構に限らず絞り
機構、フィルタ機構、ランプの電流、電圧による発光制
御等の手段で実行できる。このシャッター機構１Ｂは、
一定間隔をおいて設けられた材質例えば窒化ケイ素（Ｓ
ｉＮ）等からなる複数の矩形状板１４と、この矩形状板
１４を図示矢印の如く回転軸］５を中心として回転させ
るモータ等からなる駆動機構１６と、マイクロコンピュ
ータ等からなり駆動機構１６を制御する制御回路１７等
から構成されている。

すなわち、上記シャッター機構１３は、いわゆる窓用ブ
ラインドの如く構成されており、複数の矩形状板１４を
回転軸１５の回りにそれぞれ回転させることにより１、
赤外線ランプ１２から熱板４への赤外線照射量を調節す
る如く構成されている。

また、この実施例では、第２図にも示すように、熱板４
を貫通する如く設けられ、半導体ウェハ３の裏面からの
赤外線を導出する放射光導管１８と、この放射光導管１
８によって導出された半導体ウェハ３裏面からの赤外線
によって半導体ウェハ３の温度を検知する放射温度計等
からなる温度測定装置１９が設けられている。

そして、この温度測定装置１９の出力信号を参照信号と
して、半導体ウェハ３が予め設定された所定温度となる
よう制御回路１７が駆動機構１６により矩形状板１４を
所定角度に回転させる如く構成されている。

なお、上記放射光導管１８は、第２図に示す如く、例え
ば石英管１８ａ内に内面および外面を研磨したステンレ
ス管１８ｂ等を収容し、内側を減圧して気密に封止した
構造とされている。放射光導管１８の内側を減圧するの
は、空気による赤外線の吸収を少なくして効率良く赤外
線を導出できるようにするためである。

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、ビン支持部
材２０に支持された３本のウェハ支持ビン２１が設けら
れている。

これらのウェハ支持ビン２１は、ビン支持部材２０を介
してビン昇降機構２２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。

なお、第３図に示すように、ビン支持部材２０は、内側
容器１に設けられた透孔１ａを貫通する如く設けられて
いる。このビン支持部材２０には、この透孔１ａの上部
に位置する如くフランジ部２０ａが設けられており、こ
のフランジ部２０ａの下面には、気密シール部材として
、洗浄ガス例えば塩素ガスに耐性を有する材質例えばフ
ッ素系ゴム等からなるＯリング２０ｂが設けられている
。

そして、ビン昇降機構２２によりビン支持部材２０を下
降させると、このＯリング２０ｂが内側容器１の上側壁
面に押圧され、透孔１ａが気密に閉塞されるよう構成さ
れている。

すなわち、ウェハ支持ビン２１およびビン支持部材２０
を上昇させるのは、半導体ウェハ３のロード・アンロー
ド時だけであり、洗浄処理中は、ウェハ支持ビン２１お
よびビン支持部材２０を下降させておくので、この下降
位置でのみ透孔１ａが気密に閉塞されるよう構成されて
いる。これは、例えば蛇腹等を用いて透孔１ａを常時気
密封止した場合に較べて、上記構成の方が製造コストが
安価であり、塵埃の発生も少なくすることができるため
である。

また、外側容器２のビン支持部材２０貫通部に設けられ
た透孔２ａは、外側容器２の外側に設けられた蛇腹２０
ｃによって気密に閉塞される如く構成されている。

したがって、ビン昇降機構２２によりビン支持部材２０
を上下動させると、この蛇腹２０ｃの伸縮に伴って気体
流が発生するが、外側容器２の透孔２ａを大径とし、内
側容器１の透孔１ａを小径とすることにより、この気体
流の影響が内側容器１の内部に及ばないよう構成されて
いる。

すなわち、透孔１ａが小径、透孔２ａが大径とされてい
るので、透孔２ａの部位に較べて透孔１ａの部位の気体
流に体する抵抗が大きくなる。このため、例えばピン昇
降機構２２によりピン支持部材２０を上昇させ、蛇腹２
０ｃを縮めた場合、蛇腹２Ｏｃ内の気体は、外側容器２
内に流入するが、内側容器１内には流入せず主に外側容
器２と内側容器１との間に流入するので、例えば蛇腹２
０ｃで発生した塵埃等が内側容器１内に入り、半導体ウ
ェハ３等に付着すること等を抑制することができる。

上′記構酸のドライ洗浄装置では、次にようにして半導
体ウェハ３のドライ洗浄を実施する。

すなわち、まず、予め赤外線光源１２から赤外線照射用
窓１１を介して熱板４の下面に赤外線を照射し、熱板４
を加熱するとともに、ピン昇降機構２２によりウェハ支
持ピン２１を上昇させ、ウェハ支持ピン２１が熱板４の
上面に突出した状態に設定しておく。

そして、内側容器１および外側容器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
ウニ八３を載置する。この後、ピン昇降機構２２により
ウェハ支持ピン２１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、内側容器１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（Ｃβ２）を所定流量（例えば５０
８ＣＣＭ）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１０から紫外線照射用窓９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、Ｓ　ｉＣＪ２４　、Ｓ　ｉＣＪｌ　６での反応に
触発されてＭｘＣβＹが形成され、ＳｉＣβ４、ＳｉＣ
β６の蒸発に導かれてＭｘＣｎｖ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、放射光導管１８によって半導体ウェハ３の裏面
からの赤外線を導出し、温度測定装置１９によって半導
体ウェハ３の温度を検知する。そして、この温度測定装
置１９の出力信号を参照信号として制御回路１７に入力
する。制御回路１７は、この温度測定装置１９の出力信
号の値と、予め設定された設定値とを比較し、半導体ウ
ェハ３が予め設定された所定温度（例えば１５０〜３０
０℃）となるよう駆動機構１６により矩形状板１４を回
転させる。

すなわち、例えば半導体ウェハ３の温度が所定温度より
上昇した場合は、第４図（ａ）に示す如く、各矩形状板
１４をほぼ水平に設定して赤外線光源１２から熱板４へ
照射される赤外線を遮蔽する。

また、例えば半導体ウェハ３の温度が所定温度より大幅
に低い場合は、第４図（ｂ）に示す如く、各矩形状板１
４をほぼ垂直とし、赤外線光源１２から熱板４への赤外
線照射量が最大となるよう設定する。

したがって、大形の半導体ウェハ３でも、迅速に均一に
所定温度に設定することができる。このため、適切な温
度で効率良く、均一に半導体ウェハ３の洗浄を実施する
ことができる。

なお、例えば各矩形状板１４表面に金メツキ等を施して
各矩形状板１４表面を反射面こし、各矩形状板１４を適
当な速度で回転させてもよい。この場合、赤外線光源１
２から熱板４への赤外線照射が走査されるように移動し
、熱板４を周辺部まで均一に加熱することができる。

さらに、前述した如く、この実施例のドライ洗浄装置で
は、気密容器が材質例えば石英等からなる内側容器１と
、この内側容器１の外側を囲繞する如く設けられた材質
例えばアルミニウム等からなる外側容器２とから構成さ
れている。

したがって、例えば内側容器１あるいは外側容器２のど
ちらか一方が破損したような場合でも、洗浄ガスが外部
へ流出することを防止することができる。

このため、洗浄ガスとして例えば有毒な塩素ガス等を使
用した場合でも、塩素ガスが外部へ流出して作業員等に
危害を加えることを防止することができる； ［発明の効果コ 以」二説明（−たように、本発明のドライ洗浄装置によ
れば、大形の被洗浄基板を迅速に均一に所定温度に設定
することができ、高効率で被洗浄基板の全面を均一に洗
浄することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の−・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放射光
導管の構成を示す図、第３図は第１図に示すドライ洗浄
装置のビン支持部材回りの気密封止機構の構成を示す図
、第４図はシャッタ機構による温度制御方法を説明する
ための図である。 ］・・・・・内側容器、２・・・・・・外側容器、３・
・・・・・半導体ウェハ　４・・・・・・熱板、５・・
・・・・ガス供給ノズル、６・・・・・・排気部、７・
・・・・・洗浄ガス供給機構、８・・・・・・排気制御
機構、９・・・・・紫外線照射用窓、］−０・・・・・
・紫外線光源、コ−］・・・・・・赤外線照射用窓、１
２・・・・・・赤外線光源、１３・・・・・・シャッタ
ー機構、１４・・・・・・矩形状板、１５・・・・・・
回転軸、１６・・・・・・回転駆動機構、〕、７・・・
・・・回転制御回路、１８・・・・・・放射光導管、１
９・・・・・・温度測定装置、２０・・・・・・ビン支
持部材、２１・・・・・・ウェハ支持ピン、２２・・・
・・・ビン昇降機構。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）気密容器内に設けられ被洗浄基板を保持可能に構
   成された熱板と、この熱板の裏面に赤外線を照射して加
   熱する加熱用ランプと、前記気密容器内に所定の洗浄ガ
   スを供給して前記被洗浄基板表面の付着物をこの洗浄ガ
   スの化学的な作用により除去する洗浄ガス供給機構とを
   具備したドライ洗浄装置において、 前記加熱用ランプから前記熱板に照射される赤外線照射
   量を調節し、該熱板の温度を制御する温度制御機構を設
   けたことを特徴とするドライ洗浄装置。
2. （２）前記温度制御機構は、被洗浄基板の温度を検出す
   る温度検出手段からの信号を参照信号として熱板の温度
   を制御する請求項１記載のドライ洗浄装置。