JPH0513392A - 水分除去方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体ウエハの製造に用いる水分除去装置に
おいて、ドライ洗浄における酸化膜のエッチレートを均
一化し、エッチング精度を向上させる。 【構成】 半導体ウエハの製造に用いる水分除去装置８
において、ウエハ出入口１１を有する石英チャンバ１０
と、この石英チャンバ１０の周囲に配置した短波ランプ
１３および中波ランプ１４と、前記石英チャンバ１０内
にウエハ出入口１１から半導体ウエハ４を出入させるウ
エハ吸着アーム３とを備えた構造とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水分除去方法および装
置に関し、特に、たとえばドライ洗浄によるシリコン酸
化膜エッチング工程の前にシリコン酸化膜中の水分を除
去するために適用して効果のある技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体ウエハの製造工程において、半導
体ウエハの成膜を行うに際し、シリコン酸化膜の膜厚制
御および均一化は製品歩留に大きく影響する。そのシリ
コン酸化膜は、集積度が高まるにつれて薄膜へと移行
し、さらに膜厚の均一性向上は厳しいものとなってき
た。

【０００３】前記シリコン酸化膜をエッチングする技術
としては、ウエット洗浄方法がある。このウエット洗浄
方法は、フッ酸を純水で希釈した液に漬けてシリコン酸
化膜を除去し、スピン乾燥またはイソプロピルアルコー
ル（ＩＰＡ）のベーパ乾燥を行う方法である。

【０００４】しかし、前記したウエット洗浄方法では、
最終洗浄に半導体ウエハを純水で洗浄するため、自然酸
化膜が成長し、しかも乾燥不足による水滴の残留により
ウォーターマークが残ってしまうことがある。

【０００５】そこで、前記問題点に対処するために、近
年は、ドライ洗浄方法が採用されている。このドライ洗
浄方法は、フッ酸のガスまたはフッ酸水溶液の蒸気でシ
リコン酸化膜をエッチングし、乾燥工程を不要にする方
法である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記した従来
のドライ洗浄方法では、熱処理後の半導体ウエハの放置
あるいは他の工程プロセス中の水分吸着により含有水分
量が異なるので、エッチレートにばらつきが生じ、エッ
チング精度が低下するという問題があった。

【０００７】本発明の目的は、ドライ洗浄における酸化
膜のエッチレートを均一化し、エッチング精度を向上さ
せることのできる技術を提供することにある。

【０００８】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次
の通りである。

【００１０】すなわち、本発明の水分除去装置は、ウエ
ハ出入口を有する石英チャンバと、この石英チャンバの
周囲に配置したヒータと、前記石英チャンバ内にウエハ
出入口から半導体ウエハを出入させる手段とを備えた構
造としたものである。

【００１１】

【作用】本発明の水分除去装置によれば、ドライ洗浄に
よる酸化膜エッチング工程の前に、半導体ウエハの周囲
を真空または不活性ガス雰囲気にし、半導体ウエハを加
熱し、酸化膜中の水分を除去することができる。

【００１２】したがって、ドライ洗浄における酸化膜の
エッチレートを均一化し、エッチング精度を向上させる
ことができる。

【００１３】その結果、酸化膜の膜厚制御および均一化
を図り、製品歩留りを向上させることができる。

【００１４】

【実施例】図１は、本発明の一実施例である水分除去装
置を備えた乾燥機を示す斜視図、図２は、図１の水分除
去装置を示す斜視図、図３は、図２のIII ーIII 線断面
図である。

【００１５】本実施例における水分除去付ドライ洗浄装
置１はベース２を有している。このベース２のほぼ中央
の位置にウエハ吸着アーム３が配置され、このウエハ吸
着アーム３は、真空吸着した半導体ウエハ４を回転と摺
動とにより所望のＸＹ座標位置に搬送する機能を有す
る。

【００１６】また、ベース２には、ウエハ吸着アーム３
の周囲にウエハ治具５およびドライ洗浄装置６が配置さ
れ、前記ウエハ治具５は半導体ウエハ４を等ピッチで収
納するテフロン製の治具であり、前記ドライ洗浄装置６
は、洗浄チャンバ７内に半導体ウエハ４を入れ、フッ酸
のガスまたは水蒸気でシリコン酸化膜をエッチングする
装置である。

【００１７】本実施例では、前記ウエハ治具５とドライ
洗浄装置６との間に水分除去装置８を配置し、半導体ウ
エハ４をドライ洗浄する前にシリコン酸化膜中の水分を
除去する構造としたものである。

【００１８】詳しくは、この水分除去装置８は、ステン
レス製のボックス９内に石英チャンバ１０を有してい
る。この石英チャンバ１０には、ウエハ吸着アーム３側
にウエハ出入口１１が形成され、石英チャンバ１０とボ
ックス９との間に半導体ウエハ４を加熱するヒータ１２
が設けられている。

【００１９】前記ヒータ１２は、上側に長手方向に等間
隔に配置され、短波長の赤外線でウエハ表面を加熱する
短波ランプ１３と、下側に長手方向に等間隔に配置さ
れ、中波長の赤外線でウエハ内部を加熱する中波ランプ
１４とからなる。

【００２０】前記ボックス９はカバー１５で覆われ、こ
のボックス９とカバー１５との間に冷却水を流す冷却管
１６と断熱材１７とが配設され、ヒータ熱の外部への放
出を防止する構造となっている。

【００２１】石英チャンバ１０内を窒素ガス雰囲気にす
るために、石英チャンバ１０の奥壁に沿って窒素ガス供
給ノズル１８が設けられ、この窒素ガス供給ノズル１８
の外周面に上方ノズル口１９と下方ノズル口２０とが開
口され、長手方向に列をなしている。ウエハ出入口１１
の周囲に排気ダクト２１が形成され、この排気ダクト２
１は排気によりウエハ出入口１１から熱と窒素ガスとが
外部に放出するのを防止する構造となっている。

【００２２】次に、本実施例の作用を説明する。

【００２３】まず、窒素ガス供給ノズル１８のノズル口
１９，２０からの窒素ガスで石英チャンバ１０内を窒素
ガス雰囲気とし、短波ランプ１３および中波ランプ１４
で石英チャンバ１０内を加熱する。

【００２４】次いで、ウエハ治具５内の導体ウエハ４の
裏面側にウエハ吸着アーム３を挿入し、半導体ウエハ４
を吸着してウエハ治具５から運びだし、ウエハ出入口１
１から石英チャンバ１０内に挿入する。

【００２５】挿入された半導体ウエハ４は、窒素ガス雰
囲気によりシリコン酸化膜が成長することなく、ウエハ
表面は短波ランプ１３で加熱され、ウエハ内部は中波ラ
ンプ１４で約４００℃に加熱される。

【００２６】この加熱により半導体ウエハ４中の水分が
除去される。水分除去された半導体ウエハ４は、ウエハ
吸着アーム３によってドライ洗浄装置６の洗浄チャンバ
７内に搬送され、フッ酸のガスや水蒸気によって半導体
ウエハ４上のシリコン酸化膜がエッチングされる。エッ
チング済みの半導体ウエハ４はウエハ吸着アーム３によ
りウエハ治具５に回収される。

【００２７】このように、ドライ洗浄によるシリコン酸
化膜のエッチング工程の前に、半導体ウエハ４の周囲を
窒素ガス雰囲気にし、半導体ウエハ４を加熱し、シリコ
ン酸化膜中の水分を除去することができる。

【００２８】したがって、ドライ洗浄におけるシリコン
酸化膜のエッチレートを均一化し、エッチング精度を向
上させることができる。その結果、シリコン酸化膜の膜
厚制御および均一化を図り、製品歩留りを向上させるこ
とができる。

【００２９】以上、本発明者によってなされた発明を実
施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施
例に限定されるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲
で種々変更可能であることはいうまでもない。

【００３０】たとえば、前記実施例では、石英チャンバ
内を窒素ガス雰囲気とした場合について説明したが、こ
れに限らず、石英チャンバ内を他の不活性ガスの雰囲気
とし、あるいは真空にし、シリコン酸化膜の成長を防止
することもできる。

【００３１】また、前記実施例では、ウエハ内部を加熱
する中波ランプとウエハ外部を加熱する短波ランプとか
らなるヒータの場合について説明したが、これに限ら
ず、電熱ヒータで半導体ウエハを一様に加熱することも
できる。

【００３２】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記の通りである。

【００３３】(1).ドライ洗浄による酸化膜エッチング工
程の前に、半導体ウエハの周囲を真空または不活性ガス
雰囲気にし、半導体ウエハを加熱して酸化膜中の水分を
除去する方法および装置としたので、ドライ洗浄におけ
る酸化膜のエッチレートを均一化し、エッチング精度を
向上させることができる。

【００３４】(2).前記(1) の効果により、酸化膜の膜厚
制御および均一化を図り、製品歩留りを向上させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である水分除去装置を備えた
乾燥機を示す斜視図である。

【図２】図１の水分除去装置を示す斜視図である。

【図３】図２のIII ーIII 線断面図である。

【符号の説明】

１ 水分除去付ドライ洗浄装置 ２ ベース ３ ウエハ吸着アーム ４ 半導体ウエハ ５ ウエハ治具 ６ ドライ洗浄装置 ７ 洗浄チャンバ ８ 水分除去装置 ９ ボックス １０ 石英チャンバ １１ ウエハ出入口 １２ ヒータ １３ 短波ランプ １４ 中波ランプ １５ カバー １６ 冷却管 １７ 断熱材 １８ 窒素ガス供給ノズル １９ 上方ノズル口 ２０ 下方ノズル口 ２１ 排気ダクト

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 徳原 忍 東京都小平市上水本町５丁目22番１号 株 式会社日立マイコンシステム内 (72)発明者 当麻 信明 東京都青梅市藤橋３丁目３番地２ 日立東 京エレクトロニクス株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ドライ洗浄による酸化膜エッチング工程
   の前に、半導体ウエハを加熱し、酸化膜中の水分を除去
   することを特徴とする水分除去方法。
2. 【請求項２】 前記半導体ウエハの加熱は、ウエハ内部
   とウエハ外部とから行うことを特徴とする請求項１記載
   の水分除去方法。
3. 【請求項３】 ウエハ出入口を有する石英チャンバと、
   この石英チャンバの周囲に配置したヒータと、前記石英
   チャンバ内にウエハ出入口から半導体ウエハを出入させ
   る手段とを備えたことを特徴とする水分除去装置。
4. 【請求項４】 前記ヒータは、ウエハ内部を加熱する中
   波ランプとウエハ外部を加熱する短波ランプとからなる
   ことを特徴とする請求項３記載の水分除去装置。