JPH05326480A - 半導体基板の表面処理装置及びその制御方法 - Google Patents
半導体基板の表面処理装置及びその制御方法Info
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- JPH05326480A JPH05326480A JP4130486A JP13048692A JPH05326480A JP H05326480 A JPH05326480 A JP H05326480A JP 4130486 A JP4130486 A JP 4130486A JP 13048692 A JP13048692 A JP 13048692A JP H05326480 A JPH05326480 A JP H05326480A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 この発明は、無水ＨＦを溶解、電離し得る非
水溶媒にＨＦを溶解したＨＦ溶液蒸気を用い、反応生成
物を半導体基板表面に残さない半導体基板の表面処理装
置及びその制御方法を得ることを目的とする。 【構成】 ＨＦ溶液タンク２Ａ内には、非水溶媒に無水
ＨＦを溶解させて調製したＨＦ溶液７Ａが収納されてお
り、その周囲には、温度調節器１２及び温度制御手段１
３が設けられ、ＨＦ溶液７Ａの液温を調節している。Ｈ
Ｆ溶液タンク２Ａで発生したＨＦ溶液蒸気は、ＨＦ溶液
蒸気導入管３を介して反応チャンバ４に導かれ、シリコ
ンウェハ８上に供給され清浄、エッチング等の表面処理
が行われる。
水溶媒にＨＦを溶解したＨＦ溶液蒸気を用い、反応生成
物を半導体基板表面に残さない半導体基板の表面処理装
置及びその制御方法を得ることを目的とする。 【構成】 ＨＦ溶液タンク２Ａ内には、非水溶媒に無水
ＨＦを溶解させて調製したＨＦ溶液７Ａが収納されてお
り、その周囲には、温度調節器１２及び温度制御手段１
３が設けられ、ＨＦ溶液７Ａの液温を調節している。Ｈ
Ｆ溶液タンク２Ａで発生したＨＦ溶液蒸気は、ＨＦ溶液
蒸気導入管３を介して反応チャンバ４に導かれ、シリコ
ンウェハ８上に供給され清浄、エッチング等の表面処理
が行われる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体基板の表面処
理装置及びその制御方法、特に、半導体ウエハ表面上の
酸化膜等に清浄、エッチング等の表面処理を施す表面処
理装置及びその制御方法に関するものである。
理装置及びその制御方法、特に、半導体ウエハ表面上の
酸化膜等に清浄、エッチング等の表面処理を施す表面処
理装置及びその制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図７は、エッチングにより清浄処理を行
う従来の半導体基板の表面処理装置を示す概略構成図で
ある。図において、フッ化水素（ＨＦ）を水（Ｈ2Ｏ）
に溶解したＨＦ水溶液７は、ＨＦ水溶液タンク２内に収
容されている。このＨＦ水溶液タンク２の上部には、キ
ャリアガス例えば窒素ガス等の不活性ガスを導入するキ
ャリアガス導入管１が設けられている。このキャリアガ
ス導入管１には、キャリアガスバルブ１bを介してキャ
リアガスボンベ１aが接続されている。ＨＦ水溶液タン
ク２の周囲には、温度調節器１２が設けられており、温
度制御手段１３によりＨＦ水溶液タンク２内のＨＦ水溶
液７の液温を所定の値に維持している。これによって、
ＨＦ水溶液７の蒸気圧は一定となり、一定量のＨＦ水溶
液７を蒸発する。蒸発したＨＦ水溶液蒸気７aは、キャ
リアガス導入管１から導入されるキャリアガスによっ
て、ＨＦ水溶液蒸気導入管３に運ばれ、反応チャンバ４
内に導かれる。反応チャンバ４内には、半導体基板例え
ばシリコンウェハ８を載置するウェハ台５が取り付けら
れている。また、反応チャンバ４には、反応チャンバ４
内のガスを排気する排気管６が設けられている。
う従来の半導体基板の表面処理装置を示す概略構成図で
ある。図において、フッ化水素（ＨＦ）を水（Ｈ2Ｏ）
に溶解したＨＦ水溶液７は、ＨＦ水溶液タンク２内に収
容されている。このＨＦ水溶液タンク２の上部には、キ
ャリアガス例えば窒素ガス等の不活性ガスを導入するキ
ャリアガス導入管１が設けられている。このキャリアガ
ス導入管１には、キャリアガスバルブ１bを介してキャ
リアガスボンベ１aが接続されている。ＨＦ水溶液タン
ク２の周囲には、温度調節器１２が設けられており、温
度制御手段１３によりＨＦ水溶液タンク２内のＨＦ水溶
液７の液温を所定の値に維持している。これによって、
ＨＦ水溶液７の蒸気圧は一定となり、一定量のＨＦ水溶
液７を蒸発する。蒸発したＨＦ水溶液蒸気７aは、キャ
リアガス導入管１から導入されるキャリアガスによっ
て、ＨＦ水溶液蒸気導入管３に運ばれ、反応チャンバ４
内に導かれる。反応チャンバ４内には、半導体基板例え
ばシリコンウェハ８を載置するウェハ台５が取り付けら
れている。また、反応チャンバ４には、反応チャンバ４
内のガスを排気する排気管６が設けられている。
【０００３】従来の半導体基板の表面処理装置は上述し
たように構成され、キャリアガス導入管１からＨＦ水溶
液タンク２に導入されたキャリアガスによって、ＨＦ水
溶液７から発生するＨＦ水溶液蒸気７aがＨＦ水溶液蒸
気導入管３を通じて反応チャンバ４内に導入される。Ｈ
Ｆ水溶液は、ＨＦが水に溶解することにより、ＨＦ＋Ｈ
2Ｏ→Ｈ+（Ｈ3Ｏ+）＋Ｆ-のように電離している。この
電離した状態のＨＦ水溶液蒸気は、ウェハ台５上に載置
されたシリコンウェハ８に向かってフローする。そし
て、図８に示すように、ＨＦ水溶液蒸気はシリコンウェ
ハ８表面に形成されたデバイス構造物９を覆う酸化膜１
０例えばＳiＯ2と反応し、この酸化膜１０を除去する。
たように構成され、キャリアガス導入管１からＨＦ水溶
液タンク２に導入されたキャリアガスによって、ＨＦ水
溶液７から発生するＨＦ水溶液蒸気７aがＨＦ水溶液蒸
気導入管３を通じて反応チャンバ４内に導入される。Ｈ
Ｆ水溶液は、ＨＦが水に溶解することにより、ＨＦ＋Ｈ
2Ｏ→Ｈ+（Ｈ3Ｏ+）＋Ｆ-のように電離している。この
電離した状態のＨＦ水溶液蒸気は、ウェハ台５上に載置
されたシリコンウェハ８に向かってフローする。そし
て、図８に示すように、ＨＦ水溶液蒸気はシリコンウェ
ハ８表面に形成されたデバイス構造物９を覆う酸化膜１
０例えばＳiＯ2と反応し、この酸化膜１０を除去する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述したような半導体
基板の表面処理装置では、以下のようにして酸化膜１０
が除去される。まず、次の反応式(１)に示すように、Ｓ
iＯ2とＨＦ水溶液蒸気のＨＦとが反応する。
基板の表面処理装置では、以下のようにして酸化膜１０
が除去される。まず、次の反応式(１)に示すように、Ｓ
iＯ2とＨＦ水溶液蒸気のＨＦとが反応する。
【０００５】
【化１】
【０００６】さらに、上記反応式(１)で生成したＨ2Ｓi
Ｆ6が次の反応式(２)に示すように分解してＳiＦ4及び
２ＨＦとなる。
Ｆ6が次の反応式(２)に示すように分解してＳiＦ4及び
２ＨＦとなる。
【０００７】
【化２】
【０００８】ここで生じたＳiＦ4は、本来、清浄処理や
エッチング処理などの表面処理温度下ではガス状であ
り、排気管６から除去される物質である。ところが、Ｈ
Ｆを溶解している溶媒が水であり、かつ、上記反応式
(１)によってもＨ2Ｏが生成されるため、ＳiＦ4がシリ
コンウェハ８表面から除去される前にＳiＦ4とＨ2Ｏと
が次の反応式(３)に示すように反応し、残さとなるＳi
（ＯＨ）4やＨ2ＳiＦ6などの反応生成物を生ずる。
エッチング処理などの表面処理温度下ではガス状であ
り、排気管６から除去される物質である。ところが、Ｈ
Ｆを溶解している溶媒が水であり、かつ、上記反応式
(１)によってもＨ2Ｏが生成されるため、ＳiＦ4がシリ
コンウェハ８表面から除去される前にＳiＦ4とＨ2Ｏと
が次の反応式(３)に示すように反応し、残さとなるＳi
（ＯＨ）4やＨ2ＳiＦ6などの反応生成物を生ずる。
【０００９】
【化３】
【００１０】なお、ＴＥＯＳ（テトラエチルオルトシリ
ケート）を半導体ウエハ表面から除去する場合にも、同
様な反応生成物が生成する。このような反応生成物が、
図９に示すように、残さ１１としてシリコンウェハ８の
デバイス構造物９間に残るという問題点があった。ま
た、従来、この残さ１１を水で処理した後、イソプロピ
ルアルコール等の溶媒で処理して乾燥させることにより
除去しているが、水やイソプロピルアルコールは液体状
であり、幅の狭いデバイス構造物９間に行き亙らず、残
さの除去を十分に行うことができないという問題点があ
った。
ケート）を半導体ウエハ表面から除去する場合にも、同
様な反応生成物が生成する。このような反応生成物が、
図９に示すように、残さ１１としてシリコンウェハ８の
デバイス構造物９間に残るという問題点があった。ま
た、従来、この残さ１１を水で処理した後、イソプロピ
ルアルコール等の溶媒で処理して乾燥させることにより
除去しているが、水やイソプロピルアルコールは液体状
であり、幅の狭いデバイス構造物９間に行き亙らず、残
さの除去を十分に行うことができないという問題点があ
った。
【００１１】この発明は、このような問題点を解決する
ためになされたもので、無水ＨＦを用い、また、溶媒に
Ｈ2Ｏを用いずにＨＦを電離できるものを使用し、反応
生成物を半導体基板表面に残すことなく、酸化膜の清浄
処理、エッチング処理等の表面処理を行う半導体基板の
表面処理装置及びその制御方法を得ることを目的とす
る。また、この発明は、所定のＨＦ濃度を維持し、制御
性良く高精度な表面処理を行うよう制御する半導体基板
の表面処理装置の制御方法を得ることを目的とする。
ためになされたもので、無水ＨＦを用い、また、溶媒に
Ｈ2Ｏを用いずにＨＦを電離できるものを使用し、反応
生成物を半導体基板表面に残すことなく、酸化膜の清浄
処理、エッチング処理等の表面処理を行う半導体基板の
表面処理装置及びその制御方法を得ることを目的とす
る。また、この発明は、所定のＨＦ濃度を維持し、制御
性良く高精度な表面処理を行うよう制御する半導体基板
の表面処理装置の制御方法を得ることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項第１項
に係る半導体基板の表面処理装置は、ＨＦを溶解、電離
し得る非水溶媒に無水ＨＦを溶解、蒸発させてＨＦ溶液
蒸気とし、このＨＦ溶液蒸気を反応チャンバ内に配置さ
れた半導体基板の表面に導いて、半導体基板の表面処理
を行うものである。
に係る半導体基板の表面処理装置は、ＨＦを溶解、電離
し得る非水溶媒に無水ＨＦを溶解、蒸発させてＨＦ溶液
蒸気とし、このＨＦ溶液蒸気を反応チャンバ内に配置さ
れた半導体基板の表面に導いて、半導体基板の表面処理
を行うものである。
【００１３】この発明の請求項第２項に係る半導体基板
の表面処理装置は、ＨＦを溶解、電離し得る非水溶媒に
無水ＨＦを溶解、蒸発させてＨＦ溶液蒸気とし、このＨ
Ｆ溶液蒸気をキャリアガスによって反応チャンバ内に配
置された半導体基板の表面に導いて、半導体基板の表面
処理を行うものである。
の表面処理装置は、ＨＦを溶解、電離し得る非水溶媒に
無水ＨＦを溶解、蒸発させてＨＦ溶液蒸気とし、このＨ
Ｆ溶液蒸気をキャリアガスによって反応チャンバ内に配
置された半導体基板の表面に導いて、半導体基板の表面
処理を行うものである。
【００１４】この発明の請求項第３項に係る半導体基板
の表面処理装置は、ＨＦガス供給手段と非水溶媒供給手
段とを別々に用意し、ＨＦ供給手段からのＨＦガスと非
水溶媒供給手段からの非水溶媒蒸気とを混合してＨＦ溶
液蒸気とし、このＨＦ溶液蒸気を反応チャンバ内に配置
された半導体基板の表面に導いて、半導体基板の表面処
理を行うものである。
の表面処理装置は、ＨＦガス供給手段と非水溶媒供給手
段とを別々に用意し、ＨＦ供給手段からのＨＦガスと非
水溶媒供給手段からの非水溶媒蒸気とを混合してＨＦ溶
液蒸気とし、このＨＦ溶液蒸気を反応チャンバ内に配置
された半導体基板の表面に導いて、半導体基板の表面処
理を行うものである。
【００１５】この発明の請求項第４項に係る半導体基板
の表面処理装置の制御方法は、反応チャンバ内のＨＦ溶
液蒸気の圧力、温度及び濃度等の諸量並びに反応チャン
バ内の半導体基板表面の膜厚を測定し、これらの諸量及
び膜厚により、システム制御手段を介して、フッ化水素
溶液蒸気供給手段におけるフッ化水素溶液蒸気供給量、
キャリアガス供給手段におけるキャリアガス供給量及び
排出ガス量調節手段における排出ガス量を制御するもの
である。
の表面処理装置の制御方法は、反応チャンバ内のＨＦ溶
液蒸気の圧力、温度及び濃度等の諸量並びに反応チャン
バ内の半導体基板表面の膜厚を測定し、これらの諸量及
び膜厚により、システム制御手段を介して、フッ化水素
溶液蒸気供給手段におけるフッ化水素溶液蒸気供給量、
キャリアガス供給手段におけるキャリアガス供給量及び
排出ガス量調節手段における排出ガス量を制御するもの
である。
【００１６】この発明の請求項第５項に係る半導体基板
の表面処理装置の制御方法は、反応チャンバ内のＨＦ溶
液蒸気の圧力、温度及び濃度等の諸量並びに反応チャン
バ内の半導体基板表面の膜厚を測定し、これらの諸量及
び膜厚により、システム制御手段を介して、フッ化水素
ガス供給手段におけるフッ化水素ガス供給量、非水溶媒
蒸気供給手段における非水溶媒蒸気供給量、キャリアガ
ス供給手段におけるキャリアガス供給量及び排出ガス量
調節手段における排出ガス量を制御するものである。
の表面処理装置の制御方法は、反応チャンバ内のＨＦ溶
液蒸気の圧力、温度及び濃度等の諸量並びに反応チャン
バ内の半導体基板表面の膜厚を測定し、これらの諸量及
び膜厚により、システム制御手段を介して、フッ化水素
ガス供給手段におけるフッ化水素ガス供給量、非水溶媒
蒸気供給手段における非水溶媒蒸気供給量、キャリアガ
ス供給手段におけるキャリアガス供給量及び排出ガス量
調節手段における排出ガス量を制御するものである。
【００１７】
【作用】この発明の請求項第１項においては、無水ＨＦ
を溶解、電離し得る非水溶媒に溶解してＨＦ溶液蒸気を
酸化膜除去に用いているので、反応ガスからＨ2Ｏを排
除し、かつ反応により生成したＨ2Ｏを上記非水溶媒で
吸収するため、半導体基板表面上に反応生成物を生じる
ことなく、半導体基板の表面処理を行うことができる。
を溶解、電離し得る非水溶媒に溶解してＨＦ溶液蒸気を
酸化膜除去に用いているので、反応ガスからＨ2Ｏを排
除し、かつ反応により生成したＨ2Ｏを上記非水溶媒で
吸収するため、半導体基板表面上に反応生成物を生じる
ことなく、半導体基板の表面処理を行うことができる。
【００１８】この発明の請求項第２項においては、キャ
リアガスによってＨＦ溶液蒸気を反応チャンバ内に導く
ので、ＨＦ溶液蒸気の流量や温度を良好に調節すること
ができる。
リアガスによってＨＦ溶液蒸気を反応チャンバ内に導く
ので、ＨＦ溶液蒸気の流量や温度を良好に調節すること
ができる。
【００１９】この発明の請求項第３項においては、ＨＦ
濃度と非水溶媒濃度とを別々にコントロールすることが
でき、ＨＦと非水溶媒との共沸混合物の沸点に左右され
ないので、濃度等のパラメータを広く取ることができ
る。
濃度と非水溶媒濃度とを別々にコントロールすることが
でき、ＨＦと非水溶媒との共沸混合物の沸点に左右され
ないので、濃度等のパラメータを広く取ることができ
る。
【００２０】この発明の請求項第４項においては、例え
ばＨＦ溶液タンク中のＨＦ濃度が下がった場合等にこれ
を一定に維持することが可能となり、処理する半導体基
板間での処理の均一性を向上することができ、さらに、
所定の膜厚で表面処理を止めることができるので、オー
バーエッチング等を防止することができる。
ばＨＦ溶液タンク中のＨＦ濃度が下がった場合等にこれ
を一定に維持することが可能となり、処理する半導体基
板間での処理の均一性を向上することができ、さらに、
所定の膜厚で表面処理を止めることができるので、オー
バーエッチング等を防止することができる。
【００２１】この発明の請求項第５項においては、ＨＦ
濃度と非水溶媒濃度とを別々にコントロールして所定の
値に維持することができ、より精度の高い表面処理を行
うことができる。
濃度と非水溶媒濃度とを別々にコントロールして所定の
値に維持することができ、より精度の高い表面処理を行
うことができる。
【００２２】
実施例１．図１は、この発明の実施例１による半導体基
板の表面処理装置を示す概略構成図である。なお、各図
中、同一符号は同一又は相当部分を示している。図にお
いて、ＨＦ溶液タンク２Ａ内には、無水ＨＦを電離し得
るＨ2Ｏ以外の溶媒（以下、単に非水溶媒とする）に無
水ＨＦを溶解させて調製したＨＦ溶液７Ａが収納されて
いる。この非水溶媒としては、ＣＨ3ＯＨ、Ｃ2Ｈ5Ｏ
Ｈ、Ｃ3Ｈ7ＯＨ、Ｃ5Ｈ11ＯＨ等のアルコール類、ＨＣ
ＯＯＨ、ＣＨ3ＣＯＯＨ、１／２（ＣＯＯＨ）2、Ｃ6Ｈ5
ＣＯＯＨ、（ＣＨ3ＣＯ）2Ｏ等のカルボン酸類、ＣＨ3
ＣＯＣＨ3等のケトン類、（Ｃ2Ｈ5）2Ｏ等のエーテル
類、Ｃ6Ｈ5ＯＨ等のフェノール類、Ｈ2ＳＯ4等の無機酸
などが使用できる。
板の表面処理装置を示す概略構成図である。なお、各図
中、同一符号は同一又は相当部分を示している。図にお
いて、ＨＦ溶液タンク２Ａ内には、無水ＨＦを電離し得
るＨ2Ｏ以外の溶媒（以下、単に非水溶媒とする）に無
水ＨＦを溶解させて調製したＨＦ溶液７Ａが収納されて
いる。この非水溶媒としては、ＣＨ3ＯＨ、Ｃ2Ｈ5Ｏ
Ｈ、Ｃ3Ｈ7ＯＨ、Ｃ5Ｈ11ＯＨ等のアルコール類、ＨＣ
ＯＯＨ、ＣＨ3ＣＯＯＨ、１／２（ＣＯＯＨ）2、Ｃ6Ｈ5
ＣＯＯＨ、（ＣＨ3ＣＯ）2Ｏ等のカルボン酸類、ＣＨ3
ＣＯＣＨ3等のケトン類、（Ｃ2Ｈ5）2Ｏ等のエーテル
類、Ｃ6Ｈ5ＯＨ等のフェノール類、Ｈ2ＳＯ4等の無機酸
などが使用できる。
【００２３】例えばエチルアルコール（Ｃ2Ｈ5ＯＨ、沸
点７８.３℃）を非水溶媒として使用した場合、エチル
アルコールの温度を２５℃に保つことにより、蒸気圧を
５９.０ｍｍＨｇに保つことができる。この溶媒に、無
水ＨＦ（１００％ＨＦ）を溶解し、その溶液濃度を所望
の値、例えば１％にする。この時、この溶液の蒸気圧は
ほぼ５９.０ｍｍＨｇである。ＨＦは、電離したままエ
チルアルコール中に溶解した状態で、ＨＦとエチルアル
コールとの共沸混合物の蒸気として飛散し、ＨＦ溶液蒸
気導入管３により反応チャンバ４内に導かれる。なお、
この時の反応チャンバ４内の圧力は、７６０ｍｍＨｇを
想定している。
点７８.３℃）を非水溶媒として使用した場合、エチル
アルコールの温度を２５℃に保つことにより、蒸気圧を
５９.０ｍｍＨｇに保つことができる。この溶媒に、無
水ＨＦ（１００％ＨＦ）を溶解し、その溶液濃度を所望
の値、例えば１％にする。この時、この溶液の蒸気圧は
ほぼ５９.０ｍｍＨｇである。ＨＦは、電離したままエ
チルアルコール中に溶解した状態で、ＨＦとエチルアル
コールとの共沸混合物の蒸気として飛散し、ＨＦ溶液蒸
気導入管３により反応チャンバ４内に導かれる。なお、
この時の反応チャンバ４内の圧力は、７６０ｍｍＨｇを
想定している。
【００２４】ＨＦ溶液タンク２Ａの上部には、ＨＦ溶液
蒸気導入管３が設置されており、反応チャンバ４の上部
と接続している。また、ＨＦ溶液タンク２Ａの周囲に
は、温度調節器１２が設けられており、温度制御手段１
３によりＨＦ溶液タンク２Ａ内のＨＦ溶液７Ａの液温を
図示しない温度計でモニターし、温度制御手段１３によ
り所定の液温を維持するように制御する。これによっ
て、ＨＦ溶液７Ａの蒸気圧は一定となり、一定量のＨＦ
溶液７Ａを蒸発させることができる。蒸発したＨＦ溶液
蒸気１４は、ＨＦ溶液蒸気導入管３を介して反応チャン
バ４内に供給される。反応チャンバ４内には、シリコン
ウェハ８を載置したウェハ台５が設置されており、反応
チャンバ４内に導入されたＨＦ溶液蒸気１４は、シリコ
ンウェハ８上に供給され、所定の清浄処理等の表面処理
を行った後、排気管６から系外に排気される。
蒸気導入管３が設置されており、反応チャンバ４の上部
と接続している。また、ＨＦ溶液タンク２Ａの周囲に
は、温度調節器１２が設けられており、温度制御手段１
３によりＨＦ溶液タンク２Ａ内のＨＦ溶液７Ａの液温を
図示しない温度計でモニターし、温度制御手段１３によ
り所定の液温を維持するように制御する。これによっ
て、ＨＦ溶液７Ａの蒸気圧は一定となり、一定量のＨＦ
溶液７Ａを蒸発させることができる。蒸発したＨＦ溶液
蒸気１４は、ＨＦ溶液蒸気導入管３を介して反応チャン
バ４内に供給される。反応チャンバ４内には、シリコン
ウェハ８を載置したウェハ台５が設置されており、反応
チャンバ４内に導入されたＨＦ溶液蒸気１４は、シリコ
ンウェハ８上に供給され、所定の清浄処理等の表面処理
を行った後、排気管６から系外に排気される。
【００２５】上述したように構成された半導体基板の表
面処理装置においては、ＨＦ溶液タンク２Ａ内に貯えら
れたＨＦ溶液７Ａは、無水ＨＦを電離し得る溶媒でＨ2
Ｏ以外の非水溶媒例えばエチルアルコールと無水ＨＦと
から構成されており、Ｈ2Ｏは含まれていない。ＨＦ溶
液タンク２Ａの周囲には、温度調節器１２が設置されて
おり、上述のように温度制御手段１３によりＨＦ溶液タ
ンク２Ａ内のＨＦ溶液７Ａの液温を所定の値に維持し、
これによって、一定量のＨＦ溶液７Ａを蒸発させ、蒸発
したＨＦ溶液蒸気１４をＨＦ溶液蒸気導入管３を介して
反応チャンバ４内に供給される。
面処理装置においては、ＨＦ溶液タンク２Ａ内に貯えら
れたＨＦ溶液７Ａは、無水ＨＦを電離し得る溶媒でＨ2
Ｏ以外の非水溶媒例えばエチルアルコールと無水ＨＦと
から構成されており、Ｈ2Ｏは含まれていない。ＨＦ溶
液タンク２Ａの周囲には、温度調節器１２が設置されて
おり、上述のように温度制御手段１３によりＨＦ溶液タ
ンク２Ａ内のＨＦ溶液７Ａの液温を所定の値に維持し、
これによって、一定量のＨＦ溶液７Ａを蒸発させ、蒸発
したＨＦ溶液蒸気１４をＨＦ溶液蒸気導入管３を介して
反応チャンバ４内に供給される。
【００２６】ＨＦと酸化膜例えばＳiＯ2とは、上述した
反応式(１)に示したように反応する。すなわち、反応式
(１)では、ＨＦが電離していることが必要であるが、Ｈ
Ｆ溶液７ＡではエチルアルコールのようなＨＦを電離可
能な溶媒を用いているので、電離したＨＦにより反応式
(１)は速やかに右向きに進み、その結果、Ｈ2ＳiＦ6と
Ｈ2Ｏが生成される。反応式(１)で生成したＨ2Ｏは、Ｃ
2Ｈ5ＯＨ＋Ｈ2Ｏ＝Ｃ2Ｈ5ＯＨ2 +＋ＯＨ-のようにＨＦ溶
液７Ａの非水溶媒であるエチルアルコールに電離して溶
解し、共沸混合物の蒸気として排気管６から系外に排出
される。一方、反応式(１)で生成したＨ2ＳiＦ6は、反
応式(２)に示すように、ＳiＦ4とＨＦとに分解する。と
ころが、Ｈ2Ｏは既にエチルアルコールに溶解して除去
されているので、ＳiＦ4は従来装置のようにＨ2Ｏに接
することなく、排気管６から排気される。
反応式(１)に示したように反応する。すなわち、反応式
(１)では、ＨＦが電離していることが必要であるが、Ｈ
Ｆ溶液７ＡではエチルアルコールのようなＨＦを電離可
能な溶媒を用いているので、電離したＨＦにより反応式
(１)は速やかに右向きに進み、その結果、Ｈ2ＳiＦ6と
Ｈ2Ｏが生成される。反応式(１)で生成したＨ2Ｏは、Ｃ
2Ｈ5ＯＨ＋Ｈ2Ｏ＝Ｃ2Ｈ5ＯＨ2 +＋ＯＨ-のようにＨＦ溶
液７Ａの非水溶媒であるエチルアルコールに電離して溶
解し、共沸混合物の蒸気として排気管６から系外に排出
される。一方、反応式(１)で生成したＨ2ＳiＦ6は、反
応式(２)に示すように、ＳiＦ4とＨＦとに分解する。と
ころが、Ｈ2Ｏは既にエチルアルコールに溶解して除去
されているので、ＳiＦ4は従来装置のようにＨ2Ｏに接
することなく、排気管６から排気される。
【００２７】従って、実施例１では、反応式(１)で生成
したＨ2Ｏがエチルアルコールにより除去されると共
に、ＨＦの溶媒としてもともとＨ2Ｏを使用していない
ので、上述した反応式(３)に示した反応は起こりにくく
なり、その結果、シリコンウェハ８表面の清浄化を妨げ
る反応生成物であるＳi（ＯＨ）4及びＨ2ＳiＦ6は生成
されにくくなる。こうして、シリコンウェハ８表面に残
さを残して汚染することなく、ＳiＯ2を除去することが
できる。すなわち、図２に示すように、従来装置ではデ
バイス構造物９間に残った反応生成物はシリコンウェハ
８表面に残らず、シリコンウェハ８を清浄に処理するこ
とができる。
したＨ2Ｏがエチルアルコールにより除去されると共
に、ＨＦの溶媒としてもともとＨ2Ｏを使用していない
ので、上述した反応式(３)に示した反応は起こりにくく
なり、その結果、シリコンウェハ８表面の清浄化を妨げ
る反応生成物であるＳi（ＯＨ）4及びＨ2ＳiＦ6は生成
されにくくなる。こうして、シリコンウェハ８表面に残
さを残して汚染することなく、ＳiＯ2を除去することが
できる。すなわち、図２に示すように、従来装置ではデ
バイス構造物９間に残った反応生成物はシリコンウェハ
８表面に残らず、シリコンウェハ８を清浄に処理するこ
とができる。
【００２８】実施例２．図３は、この発明の実施例２に
よる半導体表面処理装置を示す概略構成図である。上述
した実施例１では、ＨＦ溶液７Ａの液温を制御してその
蒸発量を調節したが、この実施例２では、窒素ガス等の
不活性ガスをキャリアガスとして用い、ＨＦ溶液タンク
２Ｂ中のＨＦ溶液蒸気を反応チャンバ４に導くものであ
る。すなわち、キャリアガスを使用してＨＦ溶液蒸気を
導くことによって、ＨＦ溶液蒸気の流量及び温度を微妙
に調節することが可能となる。特に、沸点の高い非水溶
媒を使用する場合や、狭い温度範囲でシリコンウェハの
表面処理を行う場合等に効果的である。
よる半導体表面処理装置を示す概略構成図である。上述
した実施例１では、ＨＦ溶液７Ａの液温を制御してその
蒸発量を調節したが、この実施例２では、窒素ガス等の
不活性ガスをキャリアガスとして用い、ＨＦ溶液タンク
２Ｂ中のＨＦ溶液蒸気を反応チャンバ４に導くものであ
る。すなわち、キャリアガスを使用してＨＦ溶液蒸気を
導くことによって、ＨＦ溶液蒸気の流量及び温度を微妙
に調節することが可能となる。特に、沸点の高い非水溶
媒を使用する場合や、狭い温度範囲でシリコンウェハの
表面処理を行う場合等に効果的である。
【００２９】この半導体表面処理装置の動作は、まず、
ＨＦ溶液蒸気を運搬するキャリアガスとして例えば乾燥
窒素等の不活性ガスを用い、キャリアガスボンベ１aか
らキャリアガス導入バルブ１bを介して、キャリアガス
をキャリアガス導入管１よりＨＦ溶液タンク２Ｂ内に導
入する。ＨＦ溶液タンク２Ｂでは、温度制御手段１３に
より温度調節器１２によってＨＦ溶液７Ａの蒸気圧は一
定に保たれており、ＨＦ溶液蒸気１４はＨＦ溶液タンク
２Ｂの上部にその一定量が供給されている。ＨＦ溶液タ
ンク２Ｂ上部のＨＦ溶液蒸気１４は、キャリアガスによ
ってその流量及び温度が良好に調節され、ＨＦ溶液蒸気
導入管３を通じて反応チャンバ４内に供給される。
ＨＦ溶液蒸気を運搬するキャリアガスとして例えば乾燥
窒素等の不活性ガスを用い、キャリアガスボンベ１aか
らキャリアガス導入バルブ１bを介して、キャリアガス
をキャリアガス導入管１よりＨＦ溶液タンク２Ｂ内に導
入する。ＨＦ溶液タンク２Ｂでは、温度制御手段１３に
より温度調節器１２によってＨＦ溶液７Ａの蒸気圧は一
定に保たれており、ＨＦ溶液蒸気１４はＨＦ溶液タンク
２Ｂの上部にその一定量が供給されている。ＨＦ溶液タ
ンク２Ｂ上部のＨＦ溶液蒸気１４は、キャリアガスによ
ってその流量及び温度が良好に調節され、ＨＦ溶液蒸気
導入管３を通じて反応チャンバ４内に供給される。
【００３０】反応チャンバ４内では、上述した実施例１
と同様に、ＨＦ溶液蒸気１４のＨＦがシリコンウェハ８
表面のＳiＯ2と反応し、シリコンウェハ表面の清浄等の
処理が行われ、キャリアガス等は、排気管６から系外に
排出される。
と同様に、ＨＦ溶液蒸気１４のＨＦがシリコンウェハ８
表面のＳiＯ2と反応し、シリコンウェハ表面の清浄等の
処理が行われ、キャリアガス等は、排気管６から系外に
排出される。
【００３１】実施例３．実施例１及び２では、無水ＨＦ
を非水溶媒に溶解させた溶液の蒸気を用いてシリコンウ
ェハ８の表面処理を行ったが、実施例３では、無水ＨＦ
ガス供給手段と非水溶媒蒸気供給手段とを別々に用意
し、キャリアガスによりこれらを混合して反応チャンバ
４内に供給するものである。すなわち、図４に示す半導
体基板の表面処理装置では、まず、無水ＨＦボンベ１６
と非水溶媒１８が収納された非水溶媒タンク１７とを別
々に用意する。非水溶媒タンク１７の周囲には、温度調
節器１２が設置されており、温度制御手段１３によって
非水溶媒１８の液温が調節され、その蒸気圧が一定に保
たれている。無水ＨＦボンベ１６からの無水ＨＦ及び非
水溶媒タンク１７からの非水溶媒の蒸気は、それぞれ接
続バルブ１９及び２０により流量が調節され、キャリア
ガス導入管１５a、１５bからの所定流量のキャリアガス
によってガス混合器２１に導入される。なお、キャリア
ガス導入管１５a、１５bへのキャリアガスは、キャリア
ガス導入バルブ１d、１fを介してキャリアガスボンベ１
c、１eからそれぞれ供給される。
を非水溶媒に溶解させた溶液の蒸気を用いてシリコンウ
ェハ８の表面処理を行ったが、実施例３では、無水ＨＦ
ガス供給手段と非水溶媒蒸気供給手段とを別々に用意
し、キャリアガスによりこれらを混合して反応チャンバ
４内に供給するものである。すなわち、図４に示す半導
体基板の表面処理装置では、まず、無水ＨＦボンベ１６
と非水溶媒１８が収納された非水溶媒タンク１７とを別
々に用意する。非水溶媒タンク１７の周囲には、温度調
節器１２が設置されており、温度制御手段１３によって
非水溶媒１８の液温が調節され、その蒸気圧が一定に保
たれている。無水ＨＦボンベ１６からの無水ＨＦ及び非
水溶媒タンク１７からの非水溶媒の蒸気は、それぞれ接
続バルブ１９及び２０により流量が調節され、キャリア
ガス導入管１５a、１５bからの所定流量のキャリアガス
によってガス混合器２１に導入される。なお、キャリア
ガス導入管１５a、１５bへのキャリアガスは、キャリア
ガス導入バルブ１d、１fを介してキャリアガスボンベ１
c、１eからそれぞれ供給される。
【００３２】キャリアガスによって運ばれた無水ＨＦと
非水溶媒１８の蒸気とは、ガス混合器２１において所定
の割合で混合され、均一に電離したＨＦ混合蒸気とな
る。このＨＦ混合蒸気は、ＨＦ混合蒸気導入管２２によ
って反応チャンバ４内に導かれ、実施例１、２と同様
に、シリコンウェハ８表面のＳiＯ2と反応し、シリコン
ウェハ表面の清浄等の処理が行われる。この装置では、
ＨＦ濃度と非水溶媒濃度とを別々にコントロールするこ
とができ、表面処理の制御性が向上すると共に、ＨＦと
非水溶媒との共沸混合物の沸点に左右されないので、濃
度等のパラメータを広く取ることができる。
非水溶媒１８の蒸気とは、ガス混合器２１において所定
の割合で混合され、均一に電離したＨＦ混合蒸気とな
る。このＨＦ混合蒸気は、ＨＦ混合蒸気導入管２２によ
って反応チャンバ４内に導かれ、実施例１、２と同様
に、シリコンウェハ８表面のＳiＯ2と反応し、シリコン
ウェハ表面の清浄等の処理が行われる。この装置では、
ＨＦ濃度と非水溶媒濃度とを別々にコントロールするこ
とができ、表面処理の制御性が向上すると共に、ＨＦと
非水溶媒との共沸混合物の沸点に左右されないので、濃
度等のパラメータを広く取ることができる。
【００３３】実施例４．次に、半導体基板の表面処理装
置の制御方法について説明する。図５に示す半導体基板
の表面処理装置は、図３に示した装置にシステム制御手
段等を備えたものである。図５において、ＨＦ溶液タン
ク２Ｂに設けられたキャリアガス導入管１の前段には、
キャリアガスボンベ１aからのキャリアガスを導入する
キャリアガス導入バルブ２３a及びキャリアガス導入ポ
ンプ２４aが設けられている。ＨＦ溶液タンク２Ｂに
は、温度調節器１２及び温度制御手段１３が設けられて
いる。また、反応チャンバ４入口付近のＨＦ溶液蒸気導
入管３には、ＨＦ溶液蒸気流量を微調節する流量微調節
バルブ２５が設けられている。
置の制御方法について説明する。図５に示す半導体基板
の表面処理装置は、図３に示した装置にシステム制御手
段等を備えたものである。図５において、ＨＦ溶液タン
ク２Ｂに設けられたキャリアガス導入管１の前段には、
キャリアガスボンベ１aからのキャリアガスを導入する
キャリアガス導入バルブ２３a及びキャリアガス導入ポ
ンプ２４aが設けられている。ＨＦ溶液タンク２Ｂに
は、温度調節器１２及び温度制御手段１３が設けられて
いる。また、反応チャンバ４入口付近のＨＦ溶液蒸気導
入管３には、ＨＦ溶液蒸気流量を微調節する流量微調節
バルブ２５が設けられている。
【００３４】さらに、反応チャンバ４には、シリコンウ
ェハ８表面の膜厚を測定する膜厚測定手段例えば膜厚セ
ンサ２６、及び、反応チャンバ４内のＨＦ溶液蒸気の圧
力、温度及び濃度等の諸量を測定する測定手段である測
定センサ２７が設けられている。排気管６には、排出ガ
ス量調節手段である排出バルブ２８及び排出ポンプ２９
が接続されている。上述のキャリアガス導入バルブ２３
a、キャリアガス導入ポンプ２４a、温度制御手段１３、
膜厚センサ２６、測定センサ２７、排出バルブ２８、排
出ポンプ２９及び流量微調節バルブ２５が、システム制
御手段３０に電気的に接続されている。
ェハ８表面の膜厚を測定する膜厚測定手段例えば膜厚セ
ンサ２６、及び、反応チャンバ４内のＨＦ溶液蒸気の圧
力、温度及び濃度等の諸量を測定する測定手段である測
定センサ２７が設けられている。排気管６には、排出ガ
ス量調節手段である排出バルブ２８及び排出ポンプ２９
が接続されている。上述のキャリアガス導入バルブ２３
a、キャリアガス導入ポンプ２４a、温度制御手段１３、
膜厚センサ２６、測定センサ２７、排出バルブ２８、排
出ポンプ２９及び流量微調節バルブ２５が、システム制
御手段３０に電気的に接続されている。
【００３５】この半導体基板の表面処理装置の制御は、
次のように行われる。まず、キャリアガス導入バルブ２
３a及びキャリアガス導入ポンプ２４aにより所定の圧
力、流量が設定されたキャリアガスをキャリアガス導入
管１からＨＦ溶液タンク２Ｂに導く。ＨＦ溶液タンク２
Ｂ内のＨＦ溶液７Ａの蒸気圧は、温度調節器１２によっ
て所定の値に保たれており、ＨＦ溶液蒸気１４はキャリ
アガスによってその流量及び温度が微妙に調節され、さ
らに、ＨＦ溶液蒸気導入管３を通じて流量微調節バルブ
２５によりその流量が微調節された後、反応チャンバ４
内に供給される。
次のように行われる。まず、キャリアガス導入バルブ２
３a及びキャリアガス導入ポンプ２４aにより所定の圧
力、流量が設定されたキャリアガスをキャリアガス導入
管１からＨＦ溶液タンク２Ｂに導く。ＨＦ溶液タンク２
Ｂ内のＨＦ溶液７Ａの蒸気圧は、温度調節器１２によっ
て所定の値に保たれており、ＨＦ溶液蒸気１４はキャリ
アガスによってその流量及び温度が微妙に調節され、さ
らに、ＨＦ溶液蒸気導入管３を通じて流量微調節バルブ
２５によりその流量が微調節された後、反応チャンバ４
内に供給される。
【００３６】反応チャンバ４では、膜厚センサ２６によ
りシリコンウェハ８表面の膜厚が測定され、測定センサ
２７により反応チャンバ４内のＨＦ溶液蒸気の圧力、温
度及び濃度等の諸量が測定され、これらの測定信号はシ
ステム制御手段３０に送られる。システム制御手段３０
では、シリコンウェハ８の表面処理を行うのに最適とな
るように、上記諸量及び膜厚の信号を処理する。そし
て、システム制御手段３０で処理された処理信号は、キ
ャリアガス導入バルブ２３a、キャリアガス導入ポンプ
２４a、温度制御手段１３、膜厚センサ２６、測定セン
サ２７、排出バルブ２８、排出ポンプ２９及び流量微調
節バルブ２５に送られる。こうして、反応チャンバ４内
に供給されるＨＦ溶液蒸気の諸量が適正に制御され、シ
リコンウェハ８の最適な表面処理を行うことができる。
例えば、ＨＦ溶液タンク２Ｂ中のＨＦ濃度が下がった場
合等に、ＨＦ溶液蒸気の蒸発量を増加してＨＦ濃度を一
定に維持することが可能となり、処理する半導体基板間
での処理の均一性を向上させることができる。さらに、
半導体基板の所定の膜厚で処理を精度良く止めることが
できるので、オーバーエッチング等を防止することがで
きる。
りシリコンウェハ８表面の膜厚が測定され、測定センサ
２７により反応チャンバ４内のＨＦ溶液蒸気の圧力、温
度及び濃度等の諸量が測定され、これらの測定信号はシ
ステム制御手段３０に送られる。システム制御手段３０
では、シリコンウェハ８の表面処理を行うのに最適とな
るように、上記諸量及び膜厚の信号を処理する。そし
て、システム制御手段３０で処理された処理信号は、キ
ャリアガス導入バルブ２３a、キャリアガス導入ポンプ
２４a、温度制御手段１３、膜厚センサ２６、測定セン
サ２７、排出バルブ２８、排出ポンプ２９及び流量微調
節バルブ２５に送られる。こうして、反応チャンバ４内
に供給されるＨＦ溶液蒸気の諸量が適正に制御され、シ
リコンウェハ８の最適な表面処理を行うことができる。
例えば、ＨＦ溶液タンク２Ｂ中のＨＦ濃度が下がった場
合等に、ＨＦ溶液蒸気の蒸発量を増加してＨＦ濃度を一
定に維持することが可能となり、処理する半導体基板間
での処理の均一性を向上させることができる。さらに、
半導体基板の所定の膜厚で処理を精度良く止めることが
できるので、オーバーエッチング等を防止することがで
きる。
【００３７】なお、反応チャンバ４内に設けられた膜厚
センサ２６は、処理が行われているシリコンウェハ８表
面のＳiＯ2等の膜厚を測定するが、この膜厚センサ２６
を用いることによって、初期膜厚からエッチング量を決
定しておき、所望の厚さにエッチングできるように、シ
ステム制御手段３０からフィードバック制御することが
できる。ここで、膜厚センサ２６としては、一般に知ら
れているエリプソメトリ等の光学系膜厚センサが好適に
使用できる。
センサ２６は、処理が行われているシリコンウェハ８表
面のＳiＯ2等の膜厚を測定するが、この膜厚センサ２６
を用いることによって、初期膜厚からエッチング量を決
定しておき、所望の厚さにエッチングできるように、シ
ステム制御手段３０からフィードバック制御することが
できる。ここで、膜厚センサ２６としては、一般に知ら
れているエリプソメトリ等の光学系膜厚センサが好適に
使用できる。
【００３８】また、測定センサ２７は、反応チャンバ４
内のＨＦ混合蒸気の圧力、温度、濃度等の諸量を測定す
るが、これらの諸量は、清浄、エッチング等の処理反応
の平衡定数に影響を与える因子であり、これらの諸量を
測定し制御することによって、清浄、エッチング等の処
理反応の平衡定数を最適な値に制御したり、エッチング
レートや選択比を処理条件に合致するように調節するこ
とが可能となる。また、例えば熱酸化膜上の自然酸化膜
だけを除去したい等の場合、所望のエッチングレートや
選択比を選択することができる。
内のＨＦ混合蒸気の圧力、温度、濃度等の諸量を測定す
るが、これらの諸量は、清浄、エッチング等の処理反応
の平衡定数に影響を与える因子であり、これらの諸量を
測定し制御することによって、清浄、エッチング等の処
理反応の平衡定数を最適な値に制御したり、エッチング
レートや選択比を処理条件に合致するように調節するこ
とが可能となる。また、例えば熱酸化膜上の自然酸化膜
だけを除去したい等の場合、所望のエッチングレートや
選択比を選択することができる。
【００３９】実施例５．次に、半導体基板の表面処理装
置の他の制御方法について説明する。図６に示す半導体
表面処理装置は、図４に示した装置にシステム制御手段
等を備えたものである。図６において、無水ＨＦガスを
供給する無水ＨＦボンベ１６の前段には、ＨＦガスの流
量を調節するキャリアガスをキャリアガスボンベ１cか
ら導入するキャリアガス導入バルブ２３b及びキャリア
ガス導入ポンプ２４bが設けられている。
置の他の制御方法について説明する。図６に示す半導体
表面処理装置は、図４に示した装置にシステム制御手段
等を備えたものである。図６において、無水ＨＦガスを
供給する無水ＨＦボンベ１６の前段には、ＨＦガスの流
量を調節するキャリアガスをキャリアガスボンベ１cか
ら導入するキャリアガス導入バルブ２３b及びキャリア
ガス導入ポンプ２４bが設けられている。
【００４０】一方、非水溶媒タンク１７の前段にも、非
水溶媒蒸気の流量を調節するキャリアガスをキャリアガ
スボンベ１eから導入するキャリアガス導入バルブ２３c
及びキャリアガス導入ポンプ２４cが設けられている。
非水溶媒タンク１７には、温度調節器１２及び温度制御
手段１３が設けられている。さらに、反応チャンバ４に
は、シリコンウェハ表面の膜厚を測定する膜厚センサ２
６及び反応チャンバ４内のＨＦ溶液蒸気の圧力、温度及
び濃度等の諸量を測定する測定手段である測定センサ２
７が設けられている。反応チャンバ４の排気管６には、
排出ガス量調節手段である排出バルブ２８及び排出ポン
プ２９が接続されている。上述のキャリアガス導入バル
ブ２３b、２３c、キャリアガス導入ポンプ２４b、２４
c、接続バルブ１９、２０、温度制御手段１３、膜厚セ
ンサ２６、測定センサ２７、排出バルブ２８、排出ポン
プ２９及び流量微調節バルブ３１が、システム制御手段
３０に電気的に接続されている。
水溶媒蒸気の流量を調節するキャリアガスをキャリアガ
スボンベ１eから導入するキャリアガス導入バルブ２３c
及びキャリアガス導入ポンプ２４cが設けられている。
非水溶媒タンク１７には、温度調節器１２及び温度制御
手段１３が設けられている。さらに、反応チャンバ４に
は、シリコンウェハ表面の膜厚を測定する膜厚センサ２
６及び反応チャンバ４内のＨＦ溶液蒸気の圧力、温度及
び濃度等の諸量を測定する測定手段である測定センサ２
７が設けられている。反応チャンバ４の排気管６には、
排出ガス量調節手段である排出バルブ２８及び排出ポン
プ２９が接続されている。上述のキャリアガス導入バル
ブ２３b、２３c、キャリアガス導入ポンプ２４b、２４
c、接続バルブ１９、２０、温度制御手段１３、膜厚セ
ンサ２６、測定センサ２７、排出バルブ２８、排出ポン
プ２９及び流量微調節バルブ３１が、システム制御手段
３０に電気的に接続されている。
【００４１】この半導体基板の表面処理装置の制御は、
次のように行われる。まず、キャリアガス導入バルブ２
３b及びキャリアガス導入ポンプ２４bにより所定の圧
力、流量が設定されたキャリアガスをキャリアガス導入
管１５aに導き、接続バルブ１９により流量が調節され
た無水ＨＦボンベ１６からの無水ＨＦガスとともにガス
混合器２１に導かれる。また、キャリアガス導入バルブ
２３c及びキャリアガス導入ポンプ２４cにより所定の圧
力、流量が設定されたキャリアガスをキャリアガス導入
管１５bから非水溶媒タンク１７内に導く。非水溶媒１
８の液温は、温度制御手段１３によって制御され、その
蒸気圧は一定値に調節されている。非水溶媒タンク１７
で蒸発した非水溶媒蒸気は、接続バルブ２０を介してガ
ス混合器２１に導かれる。
次のように行われる。まず、キャリアガス導入バルブ２
３b及びキャリアガス導入ポンプ２４bにより所定の圧
力、流量が設定されたキャリアガスをキャリアガス導入
管１５aに導き、接続バルブ１９により流量が調節され
た無水ＨＦボンベ１６からの無水ＨＦガスとともにガス
混合器２１に導かれる。また、キャリアガス導入バルブ
２３c及びキャリアガス導入ポンプ２４cにより所定の圧
力、流量が設定されたキャリアガスをキャリアガス導入
管１５bから非水溶媒タンク１７内に導く。非水溶媒１
８の液温は、温度制御手段１３によって制御され、その
蒸気圧は一定値に調節されている。非水溶媒タンク１７
で蒸発した非水溶媒蒸気は、接続バルブ２０を介してガ
ス混合器２１に導かれる。
【００４２】キャリアガスによって運ばれた無水ＨＦガ
スと非水溶媒蒸気とは、ガス混合器２１において所定の
割合で混合され、均一に電離したＨＦ混合蒸気となる。
このＨＦ混合蒸気は、流量微調節バルブ３１により流量
の最終的調整が行われ、ＨＦ混合蒸気導入管２２を経て
反応チャンバ４内に導かれる。反応チャンバ４内では、
上述した実施例と同様に、シリコンウェハ８表面のＳi
Ｏ2と反応し、シリコンウェハ８表面の清浄等の処理が
行われる。
スと非水溶媒蒸気とは、ガス混合器２１において所定の
割合で混合され、均一に電離したＨＦ混合蒸気となる。
このＨＦ混合蒸気は、流量微調節バルブ３１により流量
の最終的調整が行われ、ＨＦ混合蒸気導入管２２を経て
反応チャンバ４内に導かれる。反応チャンバ４内では、
上述した実施例と同様に、シリコンウェハ８表面のＳi
Ｏ2と反応し、シリコンウェハ８表面の清浄等の処理が
行われる。
【００４３】反応チャンバ４内に設けられた膜厚センサ
２６はシリコンウェハ８表面の膜厚を測定し、測定セン
サ２７はＨＦ混合蒸気の圧力、温度及び濃度等の諸量を
測定し、これらの測定信号はシステム制御手段３０に送
られる。システム制御手段３０では、反応チャンバ４内
のＨＦ混合蒸気の圧力、温度及び濃度等が、シリコンウ
ェハ８表面の処理を行うのに最適となるように上記測定
信号を処理する。そして、システム制御手段３０で処理
された処理信号は、キャリアガス導入バルブ２３b、２
３c、キャリアガス導入ポンプ２４b、２４c、接続バル
ブ１９、２０、温度制御手段１３、膜厚センサ２６、測
定センサ２７、排出バルブ２８、排出ポンプ２９及び流
量微調節バルブ３１に送られる。こうして、シリコンウ
ェハ８表面の最適な処理を行うことができる。特に、Ｈ
Ｆ濃度と非水溶媒濃度とを別々にコントロールして所定
の値に維持することができるので、より精度の高い表面
処理を行うことができる。
２６はシリコンウェハ８表面の膜厚を測定し、測定セン
サ２７はＨＦ混合蒸気の圧力、温度及び濃度等の諸量を
測定し、これらの測定信号はシステム制御手段３０に送
られる。システム制御手段３０では、反応チャンバ４内
のＨＦ混合蒸気の圧力、温度及び濃度等が、シリコンウ
ェハ８表面の処理を行うのに最適となるように上記測定
信号を処理する。そして、システム制御手段３０で処理
された処理信号は、キャリアガス導入バルブ２３b、２
３c、キャリアガス導入ポンプ２４b、２４c、接続バル
ブ１９、２０、温度制御手段１３、膜厚センサ２６、測
定センサ２７、排出バルブ２８、排出ポンプ２９及び流
量微調節バルブ３１に送られる。こうして、シリコンウ
ェハ８表面の最適な処理を行うことができる。特に、Ｈ
Ｆ濃度と非水溶媒濃度とを別々にコントロールして所定
の値に維持することができるので、より精度の高い表面
処理を行うことができる。
【００４４】
【発明の効果】以上説明したとおり、請求項第１項に係
る発明は、半導体基板の表面にフッ化水素を導いて、半
導体基板の表面処理を行う半導体基板の表面処理装置で
あって、フッ化水素を溶解、電離し得る非水溶媒に無水
フッ化水素を溶解、蒸発させてフッ化水素溶液蒸気とす
る溶液タンクと、半導体基板が内部に配置され、上記フ
ッ化水素溶液蒸気がこの半導体基板の表面に導かれ、半
導体基板の表面処理が行われる反応チャンバとを備えた
ので、半導体基板表面上に反応生成物を生じることな
く、半導体基板表面の清浄、エッチング等の処理を行う
ことができるという効果を奏する。
る発明は、半導体基板の表面にフッ化水素を導いて、半
導体基板の表面処理を行う半導体基板の表面処理装置で
あって、フッ化水素を溶解、電離し得る非水溶媒に無水
フッ化水素を溶解、蒸発させてフッ化水素溶液蒸気とす
る溶液タンクと、半導体基板が内部に配置され、上記フ
ッ化水素溶液蒸気がこの半導体基板の表面に導かれ、半
導体基板の表面処理が行われる反応チャンバとを備えた
ので、半導体基板表面上に反応生成物を生じることな
く、半導体基板表面の清浄、エッチング等の処理を行う
ことができるという効果を奏する。
【００４５】請求項第２項に係る発明は、半導体基板の
表面にフッ化水素を導いて、半導体基板の表面処理を行
う半導体基板の表面処理装置であって、フッ化水素を溶
解、電離し得る非水溶媒に無水フッ化水素を溶解、蒸発
させてフッ化水素溶液蒸気とする溶液タンクと、半導体
基板が内部に配置され、上記フッ化水素溶液蒸気がこの
半導体基板の表面に導かれ、半導体基板の表面処理が行
われる反応チャンバと、上記溶液タンクに接続され、上
記フッ化水素溶液蒸気を上記反応チャンバに導くキャリ
アガスを供給するキャリアガス供給手段とを備えたの
で、ＨＦ溶液蒸気の流量や温度を微妙に調節して半導体
基板表面の処理を行うことができるという効果を奏す
る。
表面にフッ化水素を導いて、半導体基板の表面処理を行
う半導体基板の表面処理装置であって、フッ化水素を溶
解、電離し得る非水溶媒に無水フッ化水素を溶解、蒸発
させてフッ化水素溶液蒸気とする溶液タンクと、半導体
基板が内部に配置され、上記フッ化水素溶液蒸気がこの
半導体基板の表面に導かれ、半導体基板の表面処理が行
われる反応チャンバと、上記溶液タンクに接続され、上
記フッ化水素溶液蒸気を上記反応チャンバに導くキャリ
アガスを供給するキャリアガス供給手段とを備えたの
で、ＨＦ溶液蒸気の流量や温度を微妙に調節して半導体
基板表面の処理を行うことができるという効果を奏す
る。
【００４６】請求項第３項に係る発明は、半導体基板の
表面にフッ化水素を導いて、半導体基板の表面処理を行
う半導体基板の表面処理装置であって、フッ化水素ガス
を供給するフッ化水素ガス供給手段と、非水溶媒蒸気を
供給する非水溶媒蒸気供給手段と、上記フッ化水素ガス
供給手段からのフッ化水素ガスと上記非水溶媒蒸気供給
手段からの非水溶媒蒸気とを混合してフッ化水素溶液蒸
気とするガス混合器と、半導体基板が内部に配置され、
上記フッ化水素溶液蒸気がこの半導体基板の表面に導か
れ、半導体基板の表面処理が行われる反応チャンバと、
上記フッ化水素ガス供給手段からのフッ化水素ガス及び
上記非水溶媒蒸気供給手段からの非水溶媒蒸気を上記ガ
ス混合器に導くと共に、上記ガス混合器からのフッ化水
素溶液蒸気を上記反応チャンバに導くキャリアガスを供
給するキャリアガス供給手段とを備えたので、ＨＦ濃度
と非水溶媒濃度とを別々にコントロールすることがで
き、表面処理の制御性が向上すると共に、ＨＦと非水溶
媒との共沸混合物の沸点に左右されず、濃度等のパラメ
ータを広く取ることができるという効果を奏する。
表面にフッ化水素を導いて、半導体基板の表面処理を行
う半導体基板の表面処理装置であって、フッ化水素ガス
を供給するフッ化水素ガス供給手段と、非水溶媒蒸気を
供給する非水溶媒蒸気供給手段と、上記フッ化水素ガス
供給手段からのフッ化水素ガスと上記非水溶媒蒸気供給
手段からの非水溶媒蒸気とを混合してフッ化水素溶液蒸
気とするガス混合器と、半導体基板が内部に配置され、
上記フッ化水素溶液蒸気がこの半導体基板の表面に導か
れ、半導体基板の表面処理が行われる反応チャンバと、
上記フッ化水素ガス供給手段からのフッ化水素ガス及び
上記非水溶媒蒸気供給手段からの非水溶媒蒸気を上記ガ
ス混合器に導くと共に、上記ガス混合器からのフッ化水
素溶液蒸気を上記反応チャンバに導くキャリアガスを供
給するキャリアガス供給手段とを備えたので、ＨＦ濃度
と非水溶媒濃度とを別々にコントロールすることがで
き、表面処理の制御性が向上すると共に、ＨＦと非水溶
媒との共沸混合物の沸点に左右されず、濃度等のパラメ
ータを広く取ることができるという効果を奏する。
【００４７】請求項第４項に係る発明は、フッ化水素溶
液蒸気を供給するフッ化水素溶液蒸気供給手段と、半導
体基板が内部に配置された反応チャンバと、上記フッ化
水素溶液蒸気供給手段からのフッ化水素溶液蒸気を上記
反応チャンバに導くキャリアガスを供給するキャリアガ
ス供給手段と、上記反応チャンバ内のフッ化水素溶液蒸
気の圧力、温度及び濃度等の諸量を測定する測定手段
と、上記半導体基板表面の膜厚を測定する膜厚測定手段
と、上記反応チャンバから排出されるガスの排出量を調
節する排出ガス量調節手段と、システム制御手段とを備
えた半導体基板の表面処理装置において、上記測定手段
及び上記膜厚測定手段からの測定信号により、上記シス
テム制御手段を介して、上記フッ化水素溶液蒸気供給手
段におけるフッ化水素溶液蒸気供給量、上記キャリアガ
ス供給手段におけるキャリアガス供給量及び上記排出ガ
ス量調節手段における排出ガス量を制御するので、例え
ばＨＦ溶液タンク中のＨＦ濃度が下がった場合等にこれ
を一定に維持することが可能となり、処理する半導体基
板間での処理の均一性を向上することができ、さらに、
所定の膜厚で精度良く表面処理を止めることができるの
で、オーバーエッチング等を防止できるという効果を奏
する。
液蒸気を供給するフッ化水素溶液蒸気供給手段と、半導
体基板が内部に配置された反応チャンバと、上記フッ化
水素溶液蒸気供給手段からのフッ化水素溶液蒸気を上記
反応チャンバに導くキャリアガスを供給するキャリアガ
ス供給手段と、上記反応チャンバ内のフッ化水素溶液蒸
気の圧力、温度及び濃度等の諸量を測定する測定手段
と、上記半導体基板表面の膜厚を測定する膜厚測定手段
と、上記反応チャンバから排出されるガスの排出量を調
節する排出ガス量調節手段と、システム制御手段とを備
えた半導体基板の表面処理装置において、上記測定手段
及び上記膜厚測定手段からの測定信号により、上記シス
テム制御手段を介して、上記フッ化水素溶液蒸気供給手
段におけるフッ化水素溶液蒸気供給量、上記キャリアガ
ス供給手段におけるキャリアガス供給量及び上記排出ガ
ス量調節手段における排出ガス量を制御するので、例え
ばＨＦ溶液タンク中のＨＦ濃度が下がった場合等にこれ
を一定に維持することが可能となり、処理する半導体基
板間での処理の均一性を向上することができ、さらに、
所定の膜厚で精度良く表面処理を止めることができるの
で、オーバーエッチング等を防止できるという効果を奏
する。
【００４８】請求項第５項に係る発明は、フッ化水素ガ
スを供給するフッ化水素ガス供給手段と、非水溶媒蒸気
を供給する非水溶媒蒸気供給手段と、上記フッ化水素ガ
ス供給手段からのフッ化水素ガスと上記非水溶媒蒸気供
給手段からの非水溶媒蒸気とを混合してフッ化水素溶液
蒸気とするガス混合器と、半導体基板が内部に配置さ
れ、かつ、上記ガス混合器からのフッ化水素溶液蒸気が
供給される反応チャンバと、上記フッ化水素ガス供給手
段からのフッ化水素ガス及び上記非水溶媒蒸気供給手段
からの非水溶媒蒸気を上記ガス混合器に導くと共に、上
記ガス混合器からのフッ化水素溶液蒸気を上記反応チャ
ンバに導くキャリアガスを供給するキャリアガス供給手
段と、上記反応チャンバ内のフッ化水素溶液蒸気の圧
力、温度及び濃度等の諸量を測定する測定手段と、上記
半導体基板表面の膜厚を測定する膜厚測定手段と、上記
反応チャンバから排出されるガスの排出量を調節する排
出ガス量調節手段と、システム制御手段とを備えた半導
体基板の表面処理装置において、上記測定手段及び上記
膜厚測定手段からの測定信号により、上記システム制御
手段を介して、上記フッ化水素ガス供給手段におけるフ
ッ化水素ガス供給量、上記非水溶媒蒸気供給手段におけ
る非水溶媒蒸気供給量、上記キャリアガス供給手段にお
けるキャリアガス供給量及び上記排出ガス量調節手段に
おける排出ガス量を制御するので、ＨＦ濃度と非水溶媒
濃度とを別々にコントロールして所定の値に維持するこ
とができ、より精度の高い表面処理を行うことができる
という効果を奏する。
スを供給するフッ化水素ガス供給手段と、非水溶媒蒸気
を供給する非水溶媒蒸気供給手段と、上記フッ化水素ガ
ス供給手段からのフッ化水素ガスと上記非水溶媒蒸気供
給手段からの非水溶媒蒸気とを混合してフッ化水素溶液
蒸気とするガス混合器と、半導体基板が内部に配置さ
れ、かつ、上記ガス混合器からのフッ化水素溶液蒸気が
供給される反応チャンバと、上記フッ化水素ガス供給手
段からのフッ化水素ガス及び上記非水溶媒蒸気供給手段
からの非水溶媒蒸気を上記ガス混合器に導くと共に、上
記ガス混合器からのフッ化水素溶液蒸気を上記反応チャ
ンバに導くキャリアガスを供給するキャリアガス供給手
段と、上記反応チャンバ内のフッ化水素溶液蒸気の圧
力、温度及び濃度等の諸量を測定する測定手段と、上記
半導体基板表面の膜厚を測定する膜厚測定手段と、上記
反応チャンバから排出されるガスの排出量を調節する排
出ガス量調節手段と、システム制御手段とを備えた半導
体基板の表面処理装置において、上記測定手段及び上記
膜厚測定手段からの測定信号により、上記システム制御
手段を介して、上記フッ化水素ガス供給手段におけるフ
ッ化水素ガス供給量、上記非水溶媒蒸気供給手段におけ
る非水溶媒蒸気供給量、上記キャリアガス供給手段にお
けるキャリアガス供給量及び上記排出ガス量調節手段に
おける排出ガス量を制御するので、ＨＦ濃度と非水溶媒
濃度とを別々にコントロールして所定の値に維持するこ
とができ、より精度の高い表面処理を行うことができる
という効果を奏する。
【図１】この発明の実施例１による半導体基板の表面処
理装置を示す概略構成図である。
理装置を示す概略構成図である。
【図２】半導体基板であるシリコンウェハ表面の酸化膜
を除去した状態を示す拡大断面図である。
を除去した状態を示す拡大断面図である。
【図３】この発明の実施例２による半導体基板の表面処
理装置を示す概略構成図である。
理装置を示す概略構成図である。
【図４】この発明の実施例３による半導体基板の表面処
理装置を示す概略構成図である。
理装置を示す概略構成図である。
【図５】この発明の実施例４による半導体基板の表面処
理装置の制御方法を説明するための概略構成図である。
理装置の制御方法を説明するための概略構成図である。
【図６】この発明の実施例５による半導体基板の表面処
理装置の制御方法を説明するための概略断面図である。
理装置の制御方法を説明するための概略断面図である。
【図７】従来の半導体基板の表面処理装置を示す概略構
成図である。
成図である。
【図８】シリコンウェハ表面に酸化膜が形成された状態
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図９】シリコンウェハ表面の酸化膜を除去した状態を
示す断面図である。
示す断面図である。
１、１５ａ、１５ｂ キャリアガス導入管 １ａ、１ｃ、１ｅ キャリアガスボンベ １ｂ、１ｄ、１ｆ キャリアガス導入バルブ ２Ａ、２Ｂ ＨＦ溶液タンク ３ ＨＦ溶液蒸気導入管 ４ 反応チャンバ ５ ウェハ台 ６ 排気管 ７Ａ ＨＦ溶液 ８ シリコンウェハ ９ デバイス構造物 １０ 酸化膜 １２ 温度調節器 １３ 温度制御手段 １４ ＨＦ溶液蒸気 １６ 無水ＨＦボンベ １７ 非水溶媒タンク １８ 非水溶媒 １９、２０ 接続バルブ ２１ ガス混合器 ２２ 混合ガス導入管 ２３ａ、２３ｂ、２３ｃ キャリアガス導入バルブ ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ キャリアガス導入ポンプ ２５、３１ 流量微調節バルブ ２６ 膜厚センサ ２７ 測定センサ ２８ 排出バルブ ２９ 排出ポンプ ３０ システム制御手段
Claims (5)
- 【請求項１】 半導体基板の表面にフッ化水素を導い
て、半導体基板の表面処理を行う半導体基板の表面処理
装置であって、 フッ化水素を溶解、電離し得る非水溶媒に無水フッ化水
素を溶解、蒸発させてフッ化水素溶液蒸気とする溶液タ
ンクと、 半導体基板が内部に配置され、上記フッ化水素溶液蒸気
がこの半導体基板の表面に導かれ、半導体基板の表面処
理が行われる反応チャンバとを備えたことを特徴とする
半導体基板の表面処理装置。 - 【請求項２】 半導体基板の表面にフッ化水素を導い
て、半導体基板の表面処理を行う半導体基板の表面処理
装置であって、 フッ化水素を溶解、電離し得る非水溶媒に無水フッ化水
素を溶解、蒸発させてフッ化水素溶液蒸気とする溶液タ
ンクと、 半導体基板が内部に配置され、上記フッ化水素溶液蒸気
がこの半導体基板の表面に導かれ、半導体基板の表面処
理が行われる反応チャンバと、 上記溶液タンクに接続され、上記フッ化水素溶液蒸気を
上記反応チャンバに導くキャリアガスを供給するキャリ
アガス供給手段とを備えたことを特徴とする半導体基板
の表面処理装置。 - 【請求項３】 半導体基板の表面にフッ化水素を導い
て、半導体基板の表面処理を行う半導体基板の表面処理
装置であって、 フッ化水素ガスを供給するフッ化水素ガス供給手段と、 非水溶媒蒸気を供給する非水溶媒蒸気供給手段と、 上記フッ化水素ガス供給手段からのフッ化水素ガスと上
記非水溶媒蒸気供給手段からの非水溶媒蒸気とを混合し
てフッ化水素溶液蒸気とするガス混合器と、 半導体基板が内部に配置され、上記フッ化水素溶液蒸気
がこの半導体基板の表面に導かれ、半導体基板の表面処
理が行われる反応チャンバと、 上記フッ化水素ガス供給手段からのフッ化水素ガス及び
上記非水溶媒蒸気供給手段からの非水溶媒蒸気を上記ガ
ス混合器に導くと共に、上記ガス混合器からのフッ化水
素溶液蒸気を上記反応チャンバに導くキャリアガスを供
給するキャリアガス供給手段とを備えたことを特徴とす
る半導体基板の表面処理装置。 - 【請求項４】 フッ化水素溶液蒸気を供給するフッ化水
素溶液蒸気供給手段と、 半導体基板が内部に配置された反応チャンバと、 上記フッ化水素溶液蒸気供給手段からのフッ化水素溶液
蒸気を上記反応チャンバに導くキャリアガスを供給する
キャリアガス供給手段と、 上記反応チャンバ内のフッ化水素溶液蒸気の圧力、温度
及び濃度等の諸量を測定する測定手段と、 上記半導体基板表面の膜厚を測定する膜厚測定手段と、 上記反応チャンバから排出されるガスの排出量を調節す
る排出ガス量調節手段と、 システム制御手段とを備えた半導体基板の表面処理装置
において、 上記測定手段及び上記膜厚測定手段からの測定信号によ
り、上記システム制御手段を介して、上記フッ化水素溶
液蒸気供給手段におけるフッ化水素溶液蒸気供給量、上
記キャリアガス供給手段におけるキャリアガス供給量及
び上記排出ガス量調節手段における排出ガス量を制御す
ることを特徴とする半導体基板の表面処理装置の制御方
法。 - 【請求項５】 フッ化水素ガスを供給するフッ化水素ガ
ス供給手段と、 非水溶媒蒸気を供給する非水溶媒蒸気供給手段と、 上記フッ化水素ガス供給手段からのフッ化水素ガスと上
記非水溶媒蒸気供給手段からの非水溶媒蒸気とを混合し
てフッ化水素溶液蒸気とするガス混合器と、 半導体基板が内部に配置され、かつ、上記ガス混合器か
らのフッ化水素溶液蒸気が供給される反応チャンバと、 上記フッ化水素ガス供給手段からのフッ化水素ガス及び
上記非水溶媒蒸気供給手段からの非水溶媒蒸気を上記ガ
ス混合器に導くと共に、上記ガス混合器からのフッ化水
素溶液蒸気を上記反応チャンバに導くキャリアガスを供
給するキャリアガス供給手段と、 上記反応チャンバ内のフッ化水素溶液蒸気の圧力、温度
及び濃度等の諸量を測定する測定手段と、 上記半導体基板表面の膜厚を測定する膜厚測定手段と、 上記反応チャンバから排出されるガスの排出量を調節す
る排出ガス量調節手段と、 システム制御手段とを備えた半導体基板の表面処理装置
において、 上記測定手段及び上記膜厚測定手段からの測定信号によ
り、上記システム制御手段を介して、上記フッ化水素ガ
ス供給手段におけるフッ化水素ガス供給量、上記非水溶
媒蒸気供給手段における非水溶媒蒸気供給量、上記キャ
リアガス供給手段におけるキャリアガス供給量及び上記
排出ガス量調節手段における排出ガス量を制御すること
を特徴とする半導体基板の表面処理装置の制御方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4130486A JP2896268B2 (ja) | 1992-05-22 | 1992-05-22 | 半導体基板の表面処理装置及びその制御方法 |
| US07/914,326 US5336356A (en) | 1992-05-22 | 1992-07-17 | Apparatus for treating the surface of a semiconductor substrate |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4130486A JP2896268B2 (ja) | 1992-05-22 | 1992-05-22 | 半導体基板の表面処理装置及びその制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05326480A true JPH05326480A (ja) | 1993-12-10 |
| JP2896268B2 JP2896268B2 (ja) | 1999-05-31 |
Family
ID=15035411
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4130486A Expired - Fee Related JP2896268B2 (ja) | 1992-05-22 | 1992-05-22 | 半導体基板の表面処理装置及びその制御方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5336356A (ja) |
| JP (1) | JP2896268B2 (ja) |
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