JPH06103682B2 - 光励起ドライクリーニング方法および装置 - Google Patents
光励起ドライクリーニング方法および装置Info
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- JPH06103682B2 JPH06103682B2 JP2213324A JP21332490A JPH06103682B2 JP H06103682 B2 JPH06103682 B2 JP H06103682B2 JP 2213324 A JP2213324 A JP 2213324A JP 21332490 A JP21332490 A JP 21332490A JP H06103682 B2 JPH06103682 B2 JP H06103682B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔概要〕 光励起ドライクリーニング方法に関し、 塩素ラジカルを出来る限り多く生成させて、クリーニン
グを効率化することを目的とし、 方法は、反応容器内に送入した塩素ガスに光を照射して
塩素ラジカルを発生させ、被処理基板面を洗浄する光励
起ドライクリーニング方法において、前記反応容器にお
ける透光窓から被処理基板面までの光の透過処理と塩素
ガス圧とから決定される前記被処理基板面上での塩素ラ
ジカルの最大生成量を求め、該最大生成量の90％以上の
生成量の条件を与えてクリーニングするようにしたこと
を特徴とする。
グを効率化することを目的とし、 方法は、反応容器内に送入した塩素ガスに光を照射して
塩素ラジカルを発生させ、被処理基板面を洗浄する光励
起ドライクリーニング方法において、前記反応容器にお
ける透光窓から被処理基板面までの光の透過処理と塩素
ガス圧とから決定される前記被処理基板面上での塩素ラ
ジカルの最大生成量を求め、該最大生成量の90％以上の
生成量の条件を与えてクリーニングするようにしたこと
を特徴とする。
装置は、透光窓の直下に被処理基板を配置し、該被処理
基板を載置する基板ステージを上下可動にして、塩素ラ
ジカル最大生成量の90％以上の生成量でクリーニングす
るように構成する。
基板を載置する基板ステージを上下可動にして、塩素ラ
ジカル最大生成量の90％以上の生成量でクリーニングす
るように構成する。
本発明は光励起ドライクリーニング方法に関する。
近年、LSIなど半導体デバイスの製造方法においては高
集積化に伴って複雑な構造となっており、従って、クリ
ーニング方法（洗浄方法）も格段に改善させる必要があ
る。
集積化に伴って複雑な構造となっており、従って、クリ
ーニング方法（洗浄方法）も格段に改善させる必要があ
る。
従前より半導体デバイスのクリーニング方法は高純度な
酸溶液やアルカリ溶液、または超純水溶液に浸漬して洗
浄するウェットな処理方法が用いられていた。しかし、
このようなウェットな洗浄方法では半導体ウエハー（被
処理基板）表面に付着した鉄（Fe）やナトリウム（Na）
などの汚染金属の除去は十分ではなく、溶液中からの再
付着による再汚染を回避することはできない。
酸溶液やアルカリ溶液、または超純水溶液に浸漬して洗
浄するウェットな処理方法が用いられていた。しかし、
このようなウェットな洗浄方法では半導体ウエハー（被
処理基板）表面に付着した鉄（Fe）やナトリウム（Na）
などの汚染金属の除去は十分ではなく、溶液中からの再
付着による再汚染を回避することはできない。
従って、複雑なデバイス構造でも洗浄力が充分に発揮で
きて、表面に付着した汚染物質を完全に除去する新規な
クリーニング方法として、ガスを用いて汚染物質を気化
させるドライエッチング方法が検討されている。その代
表的な方法として光照射によって生成された塩素ラジカ
ル（*Cl）を用いてシリコンウエハー（以下にウエハー
と称する）表面を薄くエッチングして、汚染物質を除去
する方法を提案した（特開昭62−4230号参照）。また、
塩素ラジカルを用いてエッチングすることなく、熱酸化
した酸化シリコン（SiO2）膜から汚染物質を捕獲する方
法を提案した（特開平１−217926号参照）。
きて、表面に付着した汚染物質を完全に除去する新規な
クリーニング方法として、ガスを用いて汚染物質を気化
させるドライエッチング方法が検討されている。その代
表的な方法として光照射によって生成された塩素ラジカ
ル（*Cl）を用いてシリコンウエハー（以下にウエハー
と称する）表面を薄くエッチングして、汚染物質を除去
する方法を提案した（特開昭62−4230号参照）。また、
塩素ラジカルを用いてエッチングすることなく、熱酸化
した酸化シリコン（SiO2）膜から汚染物質を捕獲する方
法を提案した（特開平１−217926号参照）。
これらはいずれも光照射下で生成された塩素ラジカルに
よって処理することを特徴としている。第４図は従来の
ドライクリーニング装置の概要断面図を示しており、記
号１は反応容器（石英ガラス製）,2はウエハー,3は基板
ステージ,4は透明石英からなる透光窓,5は光源（高圧水
銀ランプなどの紫外線光源）,6は反射ミラー,7は塩素ガ
ス供給源,8は流量計,9は排気口である。
よって処理することを特徴としている。第４図は従来の
ドライクリーニング装置の概要断面図を示しており、記
号１は反応容器（石英ガラス製）,2はウエハー,3は基板
ステージ,4は透明石英からなる透光窓,5は光源（高圧水
銀ランプなどの紫外線光源）,6は反射ミラー,7は塩素ガ
ス供給源,8は流量計,9は排気口である。
このような装置を用いて、基板ステージ３に内蔵した加
熱ヒータでウエハー２を200〜400℃に加熱し、塩素ガス
供給源７から流量計８で流量を調節した高純度（99.999
％程度）な塩素ガスを反応容器に流入させる。一方、光
源５で紫外光線（波長200〜300nm程度）を発光させて反
射ミラー６で反射し、透光窓４を通して反応容器１内の
ウエハー２に紫外光を照射する。且つ、紫外光線の照射
エネルギーを20mw/cm2程度にすると、反応容器内の塩素
ガスがラジカル化（活性化）されて、その活性の強いラ
ジカルによってウエハー２面がエッチングされて汚染物
質が除去される。ここに、ラジカル化とは反応ガス原子
の最外核の電子軌道が電子で満たされて中性原子となっ
ている状態の反応ガス原子をいい、反応エネルギーの極
めて強い状態のことである。
熱ヒータでウエハー２を200〜400℃に加熱し、塩素ガス
供給源７から流量計８で流量を調節した高純度（99.999
％程度）な塩素ガスを反応容器に流入させる。一方、光
源５で紫外光線（波長200〜300nm程度）を発光させて反
射ミラー６で反射し、透光窓４を通して反応容器１内の
ウエハー２に紫外光を照射する。且つ、紫外光線の照射
エネルギーを20mw/cm2程度にすると、反応容器内の塩素
ガスがラジカル化（活性化）されて、その活性の強いラ
ジカルによってウエハー２面がエッチングされて汚染物
質が除去される。ここに、ラジカル化とは反応ガス原子
の最外核の電子軌道が電子で満たされて中性原子となっ
ている状態の反応ガス原子をいい、反応エネルギーの極
めて強い状態のことである。
ところが、この塩素ラジカルが光照射を受けて最大限に
生成できる条件がまだ十分に解明されていない。それに
は、反応ガスの供給と光の供給との両方を検討すれば良
く、本発明はこのような点に注目して、塩素ラジカルを
出来る限り多くの生成させて、クリーニングを効率化す
ることを目的にした光励起ドライクリーニング方法を提
案するものである。
生成できる条件がまだ十分に解明されていない。それに
は、反応ガスの供給と光の供給との両方を検討すれば良
く、本発明はこのような点に注目して、塩素ラジカルを
出来る限り多くの生成させて、クリーニングを効率化す
ることを目的にした光励起ドライクリーニング方法を提
案するものである。
その課題は、反応容器内における透光窓から被処理基板
面までの光の透過距離と塩素ガス圧とから決定される前
記被処理基板面上での塩素ラジカルの最大生成量を求
め、該最大生成量の90％以上の生成量の条件を与えてク
リーニングするようにした光励起ドライクリーニング方
法によつて解決される。
面までの光の透過距離と塩素ガス圧とから決定される前
記被処理基板面上での塩素ラジカルの最大生成量を求
め、該最大生成量の90％以上の生成量の条件を与えてク
リーニングするようにした光励起ドライクリーニング方
法によつて解決される。
且つ、その装置として、透光窓の直下に被処理基板を配
置し、該被処理基板を載置する基板ステージを上下可動
にして、塩素ラジカル最大生成量の90％以上の生成量で
クリーニングするように構成する。
置し、該被処理基板を載置する基板ステージを上下可動
にして、塩素ラジカル最大生成量の90％以上の生成量で
クリーニングするように構成する。
即ち、本発明は、反応容器内における透過距離と塩素ガ
ス圧とを変化させて、被処理基板面上での塩素ラジカル
の最大生成量を求め、その最大生成量の90％以上の生成
量によってクリーニングする。また、クリーニング装置
は基板ステージを上下移動させて、透過距離が変えられ
るように構成する。
ス圧とを変化させて、被処理基板面上での塩素ラジカル
の最大生成量を求め、その最大生成量の90％以上の生成
量によってクリーニングする。また、クリーニング装置
は基板ステージを上下移動させて、透過距離が変えられ
るように構成する。
そうすれば、効率良くクリーニングすることができる。
以下に図面を参照して実施例によつて詳細に説明する。
第１図は塩素ラジカルの最大生成領域図を示しており、
縦軸は塩素ガス圧力（Torr），横軸は光の透過距離（c
m）であり、曲線Ｃは塩素ラジカル最大生成量の曲線，
曲線Ｉは塩素ラジカル最大生成量の90％生成量の上限曲
線，曲線IIは塩素ラジカル最大生成量の90％生成量の下
限曲線である。透過距離とは反応容器内における透光窓
から被処理基板面までの距離（l;第４図参照）で、塩素
ガス圧力は反応容器内におけるガス圧（減圧度）であ
る。且つ、塩素ラジカル生成量はウエハー面のエッチン
グ量に比例するために、塩素ガス圧力と透過距離とを変
化させてウエハー面の単位時間当たりのエッチング量を
測定してデータから作成した値である。
縦軸は塩素ガス圧力（Torr），横軸は光の透過距離（c
m）であり、曲線Ｃは塩素ラジカル最大生成量の曲線，
曲線Ｉは塩素ラジカル最大生成量の90％生成量の上限曲
線，曲線IIは塩素ラジカル最大生成量の90％生成量の下
限曲線である。透過距離とは反応容器内における透光窓
から被処理基板面までの距離（l;第４図参照）で、塩素
ガス圧力は反応容器内におけるガス圧（減圧度）であ
る。且つ、塩素ラジカル生成量はウエハー面のエッチン
グ量に比例するために、塩素ガス圧力と透過距離とを変
化させてウエハー面の単位時間当たりのエッチング量を
測定してデータから作成した値である。
なお、このデータ作成の他の条件はウエハー温度を300
℃とし、波長200〜300nmの紫外光線を照射して反応容器
内真空時の照射エネルギーを20mw/cm2としたものであ
る。
℃とし、波長200〜300nmの紫外光線を照射して反応容器
内真空時の照射エネルギーを20mw/cm2としたものであ
る。
この第１図から判断できるように、塩素ガス圧力を高め
ても塩素ラジカルの最大生成量は増加せず、最大生成量
のピーク点が現われて、その後は次第に生成量が低下し
ているが、これは塩素ガスが光の透過を妨害するためと
考えられる。第２図は塩素ラジカル生成量に対するガス
圧、透過距離の関係図で、透過距離l1，l2，l3を一定に
して塩素ラジカル生成量とガス圧との関係を示した曲線
を図示しており、このような曲線データより作図したの
が第１図である。
ても塩素ラジカルの最大生成量は増加せず、最大生成量
のピーク点が現われて、その後は次第に生成量が低下し
ているが、これは塩素ガスが光の透過を妨害するためと
考えられる。第２図は塩素ラジカル生成量に対するガス
圧、透過距離の関係図で、透過距離l1，l2，l3を一定に
して塩素ラジカル生成量とガス圧との関係を示した曲線
を図示しており、このような曲線データより作図したの
が第１図である。
第２図において、透過距離はl1＞l2＞l3の関係にあり、
一定透過距離に対してガス圧のピーク点が表われ、且
つ、透過距離が短いほどピーク点が低ガス圧側に移動し
ている。第１図は透過距離を一定にして、第２図のよう
な塩素ラジカル生成量とガス圧との曲線データを求め、
その曲線のピーク点とピーク点の90％の上限点と下限点
をプロットして、その90％の上限点の曲線と90％の下限
点との曲線に挟まれた領域を最大生成領域としたもので
ある。
一定透過距離に対してガス圧のピーク点が表われ、且
つ、透過距離が短いほどピーク点が低ガス圧側に移動し
ている。第１図は透過距離を一定にして、第２図のよう
な塩素ラジカル生成量とガス圧との曲線データを求め、
その曲線のピーク点とピーク点の90％の上限点と下限点
をプロットして、その90％の上限点の曲線と90％の下限
点との曲線に挟まれた領域を最大生成領域としたもので
ある。
この第１図に示す上限曲線Ｉと下限曲線IIとを数式で表
わすと、次のようになる。
わすと、次のようになる。
logI≦３−log30）/3025×(X-55)2＋log30 logII≧1/1600×log（16/3）(X-40)2＋log15 この第１図に基づいた最大生成領域の条件を与えれば効
率良くクリーニングすることができるが、そのためには
透過距離を可変した装置が必要になって、第３図はその
本発明にかかるドライクリーニング装置の概要断面図を
示している。図中の記号は第４図と同一部位に同一記号
が付けてあり、その他の11は可動基板ステージ,12はベ
ローズ,13は駆動部である。ベローズ12は可動基板ステ
ージ11を移動させても反応容器１内を真空（減圧）に保
持させるためであり、駆動部13は可動基板ステージ11を
上下動させる動力源である。このような装置を使用すれ
ば本発明にかかるドライクリーニング方法が適用でき
る。即ち、塩素ガス圧を適量に指定するクリーニング方
法が望まれた場合、この様な可動基板ステージ11を上下
動させて、最大生成領域の条件を与えてクリーニングす
るわけである。
率良くクリーニングすることができるが、そのためには
透過距離を可変した装置が必要になって、第３図はその
本発明にかかるドライクリーニング装置の概要断面図を
示している。図中の記号は第４図と同一部位に同一記号
が付けてあり、その他の11は可動基板ステージ,12はベ
ローズ,13は駆動部である。ベローズ12は可動基板ステ
ージ11を移動させても反応容器１内を真空（減圧）に保
持させるためであり、駆動部13は可動基板ステージ11を
上下動させる動力源である。このような装置を使用すれ
ば本発明にかかるドライクリーニング方法が適用でき
る。即ち、塩素ガス圧を適量に指定するクリーニング方
法が望まれた場合、この様な可動基板ステージ11を上下
動させて、最大生成領域の条件を与えてクリーニングす
るわけである。
上記のような本発明にかかるクリーニング方法および装
置を使用すればウエハーを効率良くクリーニングできる
効果が得られる。
置を使用すればウエハーを効率良くクリーニングできる
効果が得られる。
以上の説明から明らかなように、本発明にかかる光励起
ドライクリーニング方法と装置によれば従来よりも効率
良くクリーニングできて、LSIなどの半導体デバイスの
高品質化，高性能化に大きく貢献するものである。
ドライクリーニング方法と装置によれば従来よりも効率
良くクリーニングできて、LSIなどの半導体デバイスの
高品質化，高性能化に大きく貢献するものである。
第１図は塩素ラジカルの最大生成領域図、 第２図は塩素ラジカル生成量に対するガス圧，透過距離
の関係図、 第３図は本発明にかかるドライクリーニング装置の概要
断面図、 第４図は従来のドライクリーニング装置の概要断面図で
ある。 図において、 １は反応容器、２はウエハー、 ３は基板ステージ、４は透光窓、 ５は光源、６は反射ミラー、 ７は塩素ガス供給源、８は流量計、 ９が排気口、 11は可動基板ステージ、12はベローズ、 13は駆動部、 l,l1，l2，l3は透過距離 を示している。
の関係図、 第３図は本発明にかかるドライクリーニング装置の概要
断面図、 第４図は従来のドライクリーニング装置の概要断面図で
ある。 図において、 １は反応容器、２はウエハー、 ３は基板ステージ、４は透光窓、 ５は光源、６は反射ミラー、 ７は塩素ガス供給源、８は流量計、 ９が排気口、 11は可動基板ステージ、12はベローズ、 13は駆動部、 l,l1，l2，l3は透過距離 を示している。
Claims (2)
- 【請求項１】反応容器内に送入した塩素ガスに光を照射
して塩素ラジカルを発生させ、被処理基板面を洗浄する
光励起ドライクリーニング方法において、前記反応容器
における透光窓から被処理基板面までの光の透過距離と
塩素ガス圧とから決定される前記被処理基板面上での塩
素ラジカルの最大生成量を求め、該最大生成量の90％以
上の生成量の条件を与えてクリーニングするようにした
ことを特徴とする光励起ドライクリーニング方法。 - 【請求項２】透光窓の直下に被処理基板を配置し、該被
処理基板を載置する基板ステージを上下可動にして、塩
素ラジカル最大生成量の90％以上の生成量でクリーニン
グするように構成したことを特徴とする光励起ドライク
リーニング装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2213324A JPH06103682B2 (ja) | 1990-08-09 | 1990-08-09 | 光励起ドライクリーニング方法および装置 |
| US07/742,240 US5178721A (en) | 1990-08-09 | 1991-08-08 | Process and apparatus for dry cleaning by photo-excited radicals |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2213324A JPH06103682B2 (ja) | 1990-08-09 | 1990-08-09 | 光励起ドライクリーニング方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0494123A JPH0494123A (ja) | 1992-03-26 |
| JPH06103682B2 true JPH06103682B2 (ja) | 1994-12-14 |
Family
ID=16637268
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2213324A Expired - Fee Related JPH06103682B2 (ja) | 1990-08-09 | 1990-08-09 | 光励起ドライクリーニング方法および装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5178721A (ja) |
| JP (1) | JPH06103682B2 (ja) |
Families Citing this family (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5352327A (en) * | 1992-07-10 | 1994-10-04 | Harris Corporation | Reduced temperature suppression of volatilization of photoexcited halogen reaction products from surface of silicon wafer |
| US5275687A (en) * | 1992-11-20 | 1994-01-04 | At&T Bell Laboratories | Process for removing surface contaminants from III-V semiconductors |
| DE710161T1 (de) * | 1993-07-16 | 1997-01-30 | Fusion Systems Corp | Nachbehandlung eines beschichteten substrates mit einem angeregtes halogen enthaltenden gas für die beseitigung von rückständen |
| US6124211A (en) * | 1994-06-14 | 2000-09-26 | Fsi International, Inc. | Cleaning method |
| JPH0864559A (ja) * | 1994-06-14 | 1996-03-08 | Fsi Internatl Inc | 基板面から不要な物質を除去する方法 |
| US6015503A (en) * | 1994-06-14 | 2000-01-18 | Fsi International, Inc. | Method and apparatus for surface conditioning |
| JPH08153879A (ja) | 1994-11-26 | 1996-06-11 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置の作製方法 |
| JPH08153711A (ja) * | 1994-11-26 | 1996-06-11 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | エッチング装置 |
| US5704986A (en) * | 1995-09-18 | 1998-01-06 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Ltd | Semiconductor substrate dry cleaning method |
| US7025831B1 (en) | 1995-12-21 | 2006-04-11 | Fsi International, Inc. | Apparatus for surface conditioning |
| US5782986A (en) * | 1996-01-11 | 1998-07-21 | Fsi International | Process for metals removal using beta-diketone or beta-ketoimine ligand forming compounds |
| US5922219A (en) * | 1996-10-31 | 1999-07-13 | Fsi International, Inc. | UV/halogen treatment for dry oxide etching |
| US5954884A (en) | 1997-03-17 | 1999-09-21 | Fsi International Inc. | UV/halogen metals removal process |
| US6465374B1 (en) | 1997-10-21 | 2002-10-15 | Fsi International, Inc. | Method of surface preparation |
| US6165273A (en) | 1997-10-21 | 2000-12-26 | Fsi International Inc. | Equipment for UV wafer heating and photochemistry |
| US6159859A (en) * | 1998-06-09 | 2000-12-12 | Air Products And Chemicals, Inc. | Gas phase removal of SiO2 /metals from silicon |
| US6221169B1 (en) * | 1999-05-10 | 2001-04-24 | Axcelis Technologies, Inc. | System and method for cleaning contaminated surfaces in an ion implanter |
| US20050279453A1 (en) * | 2004-06-17 | 2005-12-22 | Uvtech Systems, Inc. | System and methods for surface cleaning |
| US20080296258A1 (en) * | 2007-02-08 | 2008-12-04 | Elliott David J | Plenum reactor system |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2841477A (en) * | 1957-03-04 | 1958-07-01 | Pacific Semiconductors Inc | Photochemically activated gaseous etching method |
| US4987008A (en) * | 1985-07-02 | 1991-01-22 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Thin film formation method |
| JPH0821560B2 (ja) * | 1985-08-20 | 1996-03-04 | 富士通株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
| US4885047A (en) * | 1986-08-11 | 1989-12-05 | Fusion Systems Corporation | Apparatus for photoresist stripping |
| JP2686762B2 (ja) * | 1988-02-26 | 1997-12-08 | 富士通株式会社 | ゲッタリング方法 |
-
1990
- 1990-08-09 JP JP2213324A patent/JPH06103682B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-08-08 US US07/742,240 patent/US5178721A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0494123A (ja) | 1992-03-26 |
| US5178721A (en) | 1993-01-12 |
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