JPH06283492A - Vapor washer - Google Patents

Vapor washer

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JPH06283492A
JPH06283492A JP7007093A JP7007093A JPH06283492A JP H06283492 A JPH06283492 A JP H06283492A JP 7007093 A JP7007093 A JP 7007093A JP 7007093 A JP7007093 A JP 7007093A JP H06283492 A JPH06283492 A JP H06283492A
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JP
Japan
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chamber
refrigerant
wafer
vapor
cooled
Prior art date
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Pending
Application number
JP7007093A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hitoshi Tanpo
仁志 丹保
Tsutomu Aoyanagi
勉 青柳
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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Priority to JP7007093A priority Critical patent/JPH06283492A/en
Publication of JPH06283492A publication Critical patent/JPH06283492A/en
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Abstract

PURPOSE:To condense the mixed vapor of chemicals and a solvent stably on a wafer surface uniformly at all times by disposing a cooling means cooling a chamber at the condensation temperature or lower of the mixed vapor on the outer circumference of the chamber. CONSTITUTION:Heat-insulating materials 16a, 16b are bonded with the outer circumferences of a chamber body 11 and a bottom plate member 12, and a cooling means 17 is composed of a chiller 15, a refrigerant supply pipe 15a, a refrigerant path 13, a refrigerant discharge pipe 15b and the heat-insulating plates 16a, 16b. A refrigerant 18 at a fixed temperature and a fixed flow rate cooled by the chiller 15 is circulated in a path reaching the refrigerant supply pipe 15a, the refrigerant path 13, the refrigerant discharge pipe 15b and the chiller 15. Consequently, the chamber body 11 is cooled by conduction, a chamber 10 is cooled at a fixed temperature of the condensation temperature or lower of mixed vapor 50, and a wafer 44 is cooled at the condensation temperature or lower. Accordingly, the mixed vapor of chemicals and the solvent can be condensed stably on a wafer surface uniformly at all times.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はベーパー洗浄装置に関
し、より詳細には、例えば半導体製造工程において、フ
ッ化水素等の薬液べーパーによりウエハ表面に形成され
た酸化膜等を除去する際に用いられるベーパー洗浄装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vapor cleaning apparatus, and more particularly, it is used for removing an oxide film or the like formed on a wafer surface by a chemical vapor such as hydrogen fluoride in a semiconductor manufacturing process. Related vapor cleaning device.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体製造工程においてウエハの洗浄工
程が占める割合は約40%といわれており、洗浄工程の
重要性は極めて高い。現在、ウエハの洗浄には主として
ウエット処理が採用されているが、ウエット処理には除
去された金属や化学物質がウエハに再付着したり、純水
リンス工程においてウエハ上に自然酸化膜が再成長する
という問題があった。これらの問題に対処するために、
近年、フッ化水素(以下、HFと記す)べーパーを用い
たドライ洗浄が行われ始めている。
2. Description of the Related Art It is said that a wafer cleaning step accounts for about 40% in a semiconductor manufacturing process, and the cleaning step is extremely important. Currently, the wet process is mainly used for cleaning the wafer. However, the removed metal and chemical substances are re-adhered to the wafer during the wet process, and a natural oxide film is regrown on the wafer during the pure water rinsing process. There was a problem of doing. To address these issues,
In recent years, dry cleaning using a hydrogen fluoride (hereinafter referred to as HF) vapor has begun.

【0003】図7は従来のドライ洗浄処理に用いられる
ベーパー洗浄処理装置を模式的に示した断面図であり、
図中40はチャンバーを示している。チャンバ−40は
外形が略半球形状のチャンバー本体41と略円板形状の
底板部材42とによって略中空半球体形状に形成されて
おり、チャンバー本体41、底板部材42はシリコンカ
ーバイド(以下、SiCと記す)を用いて形成されてい
る。チャンバー30には試料台43が配設され、試料台
43上にはウエハ44が載置されている。底板部材42
は固定部材(図示せず)を用いてチャンバー本体41に
固定され、底板部材42の外周上面にはOリング42a
が配設されており、Oリング42aによってチャンバー
40が気密に保持されるようになっている。
FIG. 7 is a sectional view schematically showing a vapor cleaning processing apparatus used in a conventional dry cleaning process.
In the figure, 40 indicates a chamber. The chamber 40 is formed in a substantially hollow hemispherical shape by a chamber body 41 having a substantially hemispherical outer shape and a bottom plate member 42 having a substantially disk shape. The chamber body 41 and the bottom plate member 42 are made of silicon carbide (hereinafter referred to as SiC). Note)). A sample table 43 is arranged in the chamber 30, and a wafer 44 is placed on the sample table 43. Bottom plate member 42
Is fixed to the chamber main body 41 using a fixing member (not shown), and the O-ring 42a is formed on the outer peripheral upper surface of the bottom plate member 42.
Is provided, and the chamber 40 is hermetically held by the O-ring 42a.

【0004】一方、チャンバー本体41上部には略筒形
状の中間リング45がOリング46aを介して接続さ
れ、中間リング45の上部には略パイプ形状に形成され
たノズル47がOリング46bを介して接続されてい
る。ノズル47内には薬液孔47a、溶媒孔47bに連
通して混合室47c、吐出孔47dが形成され、またノ
ズル47内にはヒータ48が埋設されており、ヒータ4
8には電源48aが接続されている。さらに中間リング
45側面には排気配管57aを介して排気ポンプ57が
接続されている。
On the other hand, a substantially cylindrical intermediate ring 45 is connected to the upper part of the chamber body 41 through an O-ring 46a, and a substantially pipe-shaped nozzle 47 is connected to the upper part of the intermediate ring 45 through an O-ring 46b. Connected. A mixing chamber 47c and a discharge hole 47d are formed in the nozzle 47 so as to communicate with the chemical liquid hole 47a and the solvent hole 47b, and a heater 48 is embedded in the nozzle 47.
A power source 48a is connected to the switch 8. Further, an exhaust pump 57 is connected to the side surface of the intermediate ring 45 via an exhaust pipe 57a.

【0005】ノズル47の薬液孔47aには供給管51
aを介して薬液タンク52が接続されており、薬液タン
ク52内にはHF53が充填され、薬液タンク52の外
周にはヒータ52aが配設されている。またノズル47
の溶媒孔47bには供給管51bを介して溶媒タンク5
4が接続されており、溶媒タンク54内には水(以下、
2 Oと記す)55が充填され、溶媒タンク54の外周
にはヒータ54aが配設されている。さらに薬液タンク
52、溶媒タンク54にはそれぞれキャリアガス導入管
56a、56bを介して図示しない窒素(以下、N2
記す)ボンベが接続されている。
A supply pipe 51 is provided in the chemical liquid hole 47a of the nozzle 47.
The chemical liquid tank 52 is connected via a, the chemical liquid tank 52 is filled with HF 53, and the heater 52 a is arranged on the outer periphery of the chemical liquid tank 52. In addition, the nozzle 47
Via the supply pipe 51b to the solvent hole 47b of the solvent tank 5
4 is connected, and water (hereinafter,
H 2 O) 55 is filled, and a heater 54 a is arranged on the outer periphery of the solvent tank 54. Further chemical liquid tank 52, respectively the carrier gas introducing pipe 56a to solvent tank 54, nitrogen (not shown) via the 56b (hereinafter, referred to as N 2) gas cylinder is connected.

【0006】このように構成された装置を用い、ウエハ
44表面に形成された自然酸化膜(以下、酸化膜と記
す)を洗浄・除去する場合、まず試料台43にウエハ4
4を載置した後、排気ポンプ57を駆動させてチャンバ
ー40を所定圧力に減圧し、電源48aをオンしてヒー
タ48に通電し、ノズル47を所定温度に加熱する。次
にヒータ52a、54aに通電して薬液タンク52、溶
媒タンク54を所定温度に加熱し、HF53及びH2
55のべーパーを発生させる。次にN2 ガスを薬液タン
ク52、溶媒タンク54に通流させ、HF53及びH2
O55のベーパを供給管51a、51bを介してノズル
47に供給する。そして混合室47cで混合されたHF
53及びH2 O55の混合ベーパー50を吐出口47d
からチャンバー40に噴出させる。するとウエハ44表
面に到達した混合ベーパー50が凝縮し、酸化膜と混合
ベーパー50中のHFとの間に化学反応が生じて気化剥
離し易い反応生成物が生成され、この反応生成物が気化
することによりウエハ44表面から洗浄・除去され、排
気ポンプ57でチャンバー40外に排出される。
When the natural oxide film (hereinafter referred to as an oxide film) formed on the surface of the wafer 44 is cleaned and removed by using the apparatus thus configured, the wafer 4 is first placed on the sample table 43.
After mounting No. 4, the exhaust pump 57 is driven to decompress the chamber 40 to a predetermined pressure, the power supply 48a is turned on to energize the heater 48, and the nozzle 47 is heated to a predetermined temperature. Next, the heaters 52a and 54a are energized to heat the chemical liquid tank 52 and the solvent tank 54 to a predetermined temperature, and HF 53 and H 2 O are added.
Generate 55 vapors. Next, N 2 gas is caused to flow through the chemical liquid tank 52 and the solvent tank 54, and HF 53 and H 2 are discharged.
O55 vapor is supplied to the nozzle 47 through the supply pipes 51a and 51b. And the HF mixed in the mixing chamber 47c
53 and H 2 O 55 mixed vapor 50 is discharged through the outlet 47d.
To be ejected into the chamber 40. Then, the mixed vapor 50 reaching the surface of the wafer 44 is condensed, and a chemical reaction occurs between the oxide film and HF in the mixed vapor 50 to generate a reaction product that is easily vaporized and separated, and this reaction product is vaporized. As a result, the wafer 44 is cleaned and removed from the surface, and is discharged to the outside of the chamber 40 by the exhaust pump 57.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上記したベーパー洗浄
装置においては、HFと酸化膜とに化学反応を生じさせ
る前提条件として、混合ベーパ50をウエハ44表面で
凝縮させる必要がある。この凝縮は温度による影響が大
きく、温度が低いと凝縮し易いが、温度が高いと凝縮し
難い。ところが、チャンバー40の温度はこれが設置さ
れている室温や、装置の操作回数等により変化するた
め、混合ベーパー50の凝縮度合いが処理ごとに変化す
るという問題があり、あるいはチャンバー40内におけ
る温度分布が不均一になり易いため、ウエハ44表面各
部における凝縮が不均一になるという問題があった。こ
の結果、洗浄処理ごとの品質が安定せず、またウエハ4
4面内における酸化膜のエッチングが不均一になり易い
という課題があった。
In the vapor cleaning apparatus described above, it is necessary to condense the mixed vapor 50 on the surface of the wafer 44 as a precondition for causing a chemical reaction between the HF and the oxide film. This condensation is greatly affected by the temperature, and is easily condensed when the temperature is low, but difficult when the temperature is high. However, since the temperature of the chamber 40 changes depending on the room temperature where the chamber 40 is installed, the number of times the apparatus is operated, and the like, there is a problem that the degree of condensation of the mixed vapor 50 changes for each process, or the temperature distribution in the chamber 40 varies. Since it is likely to be nonuniform, there is a problem that the condensation on each part of the surface of the wafer 44 is nonuniform. As a result, the quality of each cleaning process is not stable, and the wafer 4
There is a problem that the etching of the oxide film in the four planes tends to be non-uniform.

【0008】本発明はこのような課題に鑑みなされたも
のであり、薬液と溶媒との混合ベーパーをウエハ表面に
常に安定的に、かつ均一に凝縮させることができ、ウエ
ハ表面の酸化物を常に安定的に、かつ均一に洗浄・除去
することができるベーパー洗浄装置を提供することを目
的としている。
The present invention has been made in view of the above problems, and a mixed vapor of a chemical solution and a solvent can always be stably and uniformly condensed on a wafer surface, and oxides on the wafer surface are always It is an object of the present invention to provide a vapor cleaning device capable of cleaning and removing stably and uniformly.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係るベーパー洗浄装置は、試料台が配設され
たチャンバーに薬液と溶媒との混合ベーパーを噴出させ
るノズルを備え、該ノズルに薬液タンク及び溶媒タンク
がそれぞれ供給管を介して接続されたベーパー洗浄装置
において、前記混合ベーパーの凝縮温度以下に前記チャ
ンバーを冷却する冷却手段が前記チャンバー外周に配設
されていることを特徴としている。
In order to achieve the above object, a vapor cleaning apparatus according to the present invention comprises a nozzle for ejecting a mixed vapor of a chemical solution and a solvent into a chamber in which a sample stage is arranged. In the vapor cleaning apparatus in which the chemical liquid tank and the solvent tank are respectively connected via a supply pipe, cooling means for cooling the chamber below the condensation temperature of the mixed vapor is arranged on the outer circumference of the chamber. There is.

【0010】[0010]

【作用】本発明に係るベーパー洗浄装置によれば、混合
ベーパーの凝縮温度以下にチャンバーを冷却する冷却手
段が前記チャンバー外周に配設されているので、前記チ
ャンバーが前記凝縮温度以下の所定温度に安定的、かつ
均一的に冷却されることとなり、そのため安定的、かつ
面内均一的に、ウエハ表面が前記凝縮温度以下に冷却さ
れ、前記ウエハ表面に到達した前記混合ベーパーが該ウ
エハ表面で凝縮し、前記ウエハ表面に形成された酸化膜
が凝縮した前記混合ベーパ中の薬液と反応してエッチン
グ除去されることとなる。
According to the vapor cleaning apparatus of the present invention, since the cooling means for cooling the chamber below the condensation temperature of the mixed vapor is disposed on the outer circumference of the chamber, the chamber is kept at a predetermined temperature below the condensation temperature. The wafer surface is cooled stably and uniformly, so that the wafer surface is cooled to the condensation temperature or less in a stable and uniform manner, and the mixed vapor reaching the wafer surface is condensed on the wafer surface. Then, the oxide film formed on the wafer surface reacts with the condensed chemical in the mixed vapor to be removed by etching.

【0011】[0011]

【実施例及び比較例】以下、本発明に係るベーパー洗浄
装置の実施例を図面に基づいて説明する。なお、従来例
と同一機能を有する構成部品には同一の符号を付すこと
とする。図1は本発明に係るベーパー洗浄装置の実施例
(1)を示した模式的断面図であり、図中11は後に詳
述するチャンバー本体を示している。従来のものと同
様、チャンバー本体11上部には略筒形状の中間リング
45がOリング46aを介して接続され、中間リング4
5の上部には略パイプ形状に形成されたノズル47がO
リング46bを介して接続されている。ノズル47に
は、薬液孔47a、溶媒孔47bに連通して混合室47
c、吐出孔47dが形成され、またノズル47内にはヒ
ータ48が埋設されており、ヒータ48には電源48a
が接続されている。さらに中間リング45側面には、排
気配管57aを介して排気ポンプ57が接続されてい
る。
EXAMPLES AND COMPARATIVE EXAMPLES Examples of a vapor cleaning apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings. It should be noted that components having the same functions as those of the conventional example are designated by the same reference numerals. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment (1) of a vapor cleaning apparatus according to the present invention, and 11 in the drawing shows a chamber body which will be described in detail later. Similar to the conventional one, a substantially cylindrical intermediate ring 45 is connected to the upper part of the chamber body 11 via an O-ring 46a.
In the upper part of the nozzle 5, a nozzle 47 formed in a substantially pipe shape is
It is connected via a ring 46b. The nozzle 47 communicates with the chemical solution hole 47a and the solvent hole 47b and is connected to the mixing chamber 47.
c, a discharge hole 47d is formed, a heater 48 is embedded in the nozzle 47, and the heater 48 has a power source 48a.
Are connected. Further, an exhaust pump 57 is connected to the side surface of the intermediate ring 45 via an exhaust pipe 57a.

【0012】また従来のものと同様、薬液孔47aには
供給管51aを介して薬液タンク52が接続されてお
り、薬液タンク52内にはHF53が充填され、薬液タ
ンク52の外周にはヒータ52aが配設されている。ま
た溶媒孔47bには供給管51bを介して溶媒タンク5
4が接続されており、溶媒タンク54内にはH2 O55
が充填され、溶媒タンク54の外周にはヒータ54aが
配設されている。さらに薬液タンク52、溶媒タンク5
4にはキャリアガス導入管56a、56bを介して図示
しないN2 ボンベがそれぞれ接続されている。
Further, like the conventional one, a chemical solution tank 52 is connected to the chemical solution hole 47a through a supply pipe 51a, the chemical solution tank 52 is filled with HF53, and the heater 52a is provided on the outer periphery of the chemical solution tank 52. Is provided. Further, the solvent tank 5 is connected to the solvent hole 47b through the supply pipe 51b.
4 is connected, and H 2 O 55 is stored in the solvent tank 54.
And a heater 54a is provided on the outer periphery of the solvent tank 54. Furthermore, the chemical liquid tank 52 and the solvent tank 5
An N 2 cylinder (not shown) is connected to the No. 4 via carrier gas introducing pipes 56a and 56b.

【0013】チャンバ−10は、外形が略直方体形状の
チャンバー本体11と、略正方形平体形状の底板部材1
2とによって略半球形状に形成されており、チャンバー
本体11と底板部材12とはSiCまたは黒鉛を用いて
形成されている。チャンバー本体11及び底板部材12
の内面にはCVD法による高純度のSiC薄膜(図示せ
ず)がコーティングされており、チャンバー本体11及
び底板部材12中の不純物によりチャンバー10が汚染
されないようになっている。従来のものと同様、チャン
バー10には試料台43が配設され、試料台43上には
ウエハ44が載置されている。また底板部材12がOリ
ング12aを介し、固定部材(図示せず)を用いてチャ
ンバー本体11に固定されることにより、チャンバー1
0が気密に保持されるようになっている。
The chamber 10 has a chamber body 11 having a substantially rectangular parallelepiped outer shape and a bottom plate member 1 having a substantially square flat body shape.
2 and the chamber body 11 and the bottom plate member 12 are made of SiC or graphite. Chamber body 11 and bottom plate member 12
The inner surface of the chamber is coated with a high-purity SiC thin film (not shown) by the CVD method so that the chamber 10 is not contaminated by impurities in the chamber body 11 and the bottom plate member 12. Similar to the conventional one, a sample table 43 is arranged in the chamber 10, and a wafer 44 is placed on the sample table 43. Further, the bottom plate member 12 is fixed to the chamber main body 11 using a fixing member (not shown) through the O-ring 12a, so that the chamber 1
0 is kept airtight.

【0014】チャンバー本体11内部には連続した冷媒
通路13が形成され、冷媒通路13の入口部14aには
冷媒供給管15aの一端が接続され、冷媒通路13の出
口部14bには冷媒排出管15bの一端が接続されてお
り、冷媒供給管15a及び冷媒排出管15bの他端には
チラー15が接続されている。さらにチャンバー本体1
1、底板部材12の外周には、発泡樹脂製の断熱板16
a、16bが接着されており、これらチラー15、冷媒
供給管15a、冷媒通路13、冷媒排出管15b及び断
熱板16a、16bにより冷却手段17が構成されてい
る。そしてチラー15で冷却された所定温度・流量の冷
媒(例えば水)18を冷媒供給管15a、冷媒通路1
3、冷媒排出管15b、チラー15に至る経路に循環さ
せることにより、チャンバー本体11が伝導により冷却
され、チャンバー10が混合ベーパー50の凝縮温度以
下の所定温度に冷却され、ウエハ44が凝縮温度以下に
冷却されるようになっている。
A continuous refrigerant passage 13 is formed inside the chamber body 11, an inlet portion 14a of the refrigerant passage 13 is connected to one end of a refrigerant supply pipe 15a, and an outlet portion 14b of the refrigerant passage 13 is connected to a refrigerant discharge pipe 15b. Is connected to one end, and the chiller 15 is connected to the other ends of the refrigerant supply pipe 15a and the refrigerant discharge pipe 15b. Furthermore, the chamber body 1
1. On the outer periphery of the bottom plate member 12, a heat insulating plate 16 made of foam resin is provided.
The chiller 15, the coolant supply pipe 15a, the coolant passage 13, the coolant discharge pipe 15b, and the heat insulating plates 16a and 16b constitute a cooling means 17 to which a and 16b are adhered. Then, the coolant (for example, water) 18 having a predetermined temperature and flow rate cooled by the chiller 15 is supplied to the coolant supply pipe 15a and the coolant passage 1.
3, the cooling medium discharge pipe 15b and the chiller 15 are circulated to cool the chamber body 11 by conduction, the chamber 10 is cooled to a predetermined temperature below the condensation temperature of the mixed vapor 50, and the wafer 44 is below the condensation temperature. It is supposed to be cooled.

【0015】図2はチャンバー本体11内部に形成され
た連続した冷媒通路13を示した水平断面図であり、図
中10はチャンバー、13a〜13hは冷媒通路13の
一部を構成する孔をそれぞれ示している。機械加工等に
より、チャンバー本体11の側面11aにはこれと垂直
に孔13aが開口され、孔13aの終端部は側面11b
に関して斜め方向に開口された孔13bに接続されてお
り、さらに孔13c〜13gが孔13a、13bの場合
と同様の方法により形成・接続されている。また孔13
gの終端部には側面視上方向に孔13hが形成され、孔
13a〜13gの上方に形成された別の孔群(図示せ
ず)に接続されている。そして孔13b〜13gの開放
端部がプラグ18a、18bによって閉塞されることに
より連続した冷媒通路13が形成され、冷媒通路13の
入口部14aに接続された冷媒供給管15aから冷媒1
8を供給すると、これが孔13a、13b、…、出口部
14bの順に冷媒通路13内を流れるようになってい
る。
FIG. 2 is a horizontal sectional view showing a continuous refrigerant passage 13 formed inside the chamber body 11. In the drawing, 10 is a chamber, and 13a to 13h are holes forming a part of the refrigerant passage 13, respectively. Shows. A hole 13a is formed perpendicularly to the side surface 11a of the chamber body 11 by machining or the like, and the end portion of the hole 13a has a side surface 11b.
Is connected to the hole 13b opened in the oblique direction, and holes 13c to 13g are further formed and connected by the same method as in the case of the holes 13a and 13b. Also the hole 13
A hole 13h is formed at the terminal end of g in the upward direction in a side view, and is connected to another hole group (not shown) formed above the holes 13a to 13g. The open ends of the holes 13b to 13g are closed by the plugs 18a and 18b to form the continuous refrigerant passage 13, and the refrigerant 1 is supplied from the refrigerant supply pipe 15a connected to the inlet 14a of the refrigerant passage 13.
When 8 is supplied, this flows in the refrigerant passage 13 in the order of the holes 13a, 13b, ..., And the outlet portion 14b.

【0016】このように構成された装置を用い、ウエハ
44表面に形成された酸化膜の洗浄処理を行なう場合、
まず試料台43にウエハ44を載置した後、チラー15
を駆動させて冷媒通路13に冷媒18を循環させ、チャ
ンバー10を混合ベーパーの凝縮温度以下における所定
温度に冷却する。次に排気ポンプ57を駆動させてチャ
ンバー10を所定圧力に減圧し、電源48aをオンして
ヒータ48に通電し、ノズル47を所定温度に加熱す
る。次にヒータ52a、54aに通電して薬液タンク5
2、溶媒タンク54を所定温度に加熱し、HF53及び
2 O55のべーパーを発生させる。次にN2 ガスを薬
液タンク52、溶媒タンク54に通流させ、HF53及
びH2 O55のベーパーを供給管51a、51bに通流
させ、ノズル47に供給する。そして混合室47cで混
合されたHF53及びH2 O55の混合ベーパー50を
吐出口47dからチャンバー10に噴出させる。すると
ウエハ44に到達した混合ベーパー50が凝縮温度以下
に冷却されたウエハ44表面で凝縮し、HFと酸化膜と
の間に化学反応が生じて気化剥離し易い反応生成物が生
成され、この反応生成物が気化することによりウエハ4
4表面から洗浄・除去され、排気ポンプ57によりチャ
ンバー10外に排出される。
When the oxide film formed on the surface of the wafer 44 is cleaned using the apparatus thus configured,
First, after placing the wafer 44 on the sample table 43, the chiller 15
Is driven to circulate the refrigerant 18 in the refrigerant passage 13 to cool the chamber 10 to a predetermined temperature below the condensation temperature of the mixed vapor. Next, the exhaust pump 57 is driven to reduce the pressure of the chamber 10 to a predetermined pressure, the power source 48a is turned on to energize the heater 48, and the nozzle 47 is heated to a predetermined temperature. Next, the heaters 52a and 54a are energized to supply the chemical liquid tank 5
2, a solvent tank 54 is heated to a predetermined temperature, to generate a HF53 and H 2 O55 Total supermarkets. Next, N 2 gas is caused to flow through the chemical liquid tank 52 and the solvent tank 54, and vapors of HF 53 and H 2 O 55 are caused to flow through the supply pipes 51 a and 51 b and are supplied to the nozzle 47. Then, the mixed vapor 50 of HF53 and H 2 O55 mixed in the mixing chamber 47c is jetted into the chamber 10 from the discharge port 47d. Then, the mixed vapor 50 reaching the wafer 44 is condensed on the surface of the wafer 44 cooled to the condensation temperature or lower, and a chemical reaction occurs between the HF and the oxide film to generate a reaction product which is easily vaporized and separated. The wafer 4 is formed by vaporizing the product.
4 is washed and removed from the surface, and is discharged to the outside of the chamber 10 by the exhaust pump 57.

【0017】以下に、実施例(1)に係るベーパー洗浄
装置を用いてウエハ44表面に形成された酸化膜を洗浄
処理した際の、ウエハ44表面のエッチング深さ及びエ
ッチングの面内均一性を測定した結果について説明す
る。なお洗浄条件として、薬液タンク52、溶媒タンク
54の加熱温度を略50℃、ノズル47の温度を略10
0℃に設定した。また冷媒通路13に温度・流量を制御
した冷媒(水)18を循環させ、チャンバー10の温度
を混合ベーパー50における凝縮温度以下の略10〜2
0℃に設定した。また比較例として図1に示した装置を
用い、薬液タンク52、溶媒タンク54の加熱温度を略
50℃、ノズル47の温度を略100℃に設定し、冷媒
18を流さず洗浄処理を行った場合について説明する。
Hereinafter, the etching depth and the in-plane uniformity of etching on the surface of the wafer 44 when the oxide film formed on the surface of the wafer 44 is cleaned by using the vapor cleaning apparatus according to the embodiment (1). The measurement results will be described. As cleaning conditions, the heating temperature of the chemical liquid tank 52 and the solvent tank 54 is about 50 ° C., and the temperature of the nozzle 47 is about 10 ° C.
It was set to 0 ° C. Further, a coolant (water) 18 whose temperature and flow rate are controlled is circulated in the coolant passage 13 so that the temperature of the chamber 10 is approximately 10 to 2 below the condensation temperature in the mixed vapor 50.
It was set to 0 ° C. As a comparative example, using the apparatus shown in FIG. 1, the heating temperature of the chemical liquid tank 52 and the solvent tank 54 was set to about 50 ° C., the temperature of the nozzle 47 was set to about 100 ° C., and the cleaning process was performed without flowing the refrigerant 18. The case will be described.

【0018】図3は洗浄処理ごとに、ウエハ44におけ
るエッチング量を測定した結果を示したグラフであり、
(a)は実施例(1)の場合、(b)は比較例の場合を
示している。図3から明らかなように、比較例の場合の
エッチング量はロットによりばらついているが、実施例
(1)の場合にはこのばらつきを少なくすることができ
た。
FIG. 3 is a graph showing the results of measuring the etching amount on the wafer 44 for each cleaning process.
(A) shows the case of Example (1), (b) has shown the case of a comparative example. As is clear from FIG. 3, the etching amount in the comparative example varies depending on the lot, but in the case of the example (1), this variation could be reduced.

【0019】図4はウエハ34における洗浄処理後の面
内均一性を測定した結果を示した図であり、(a)は実
施例(1)の場合、(b)は比較例の場合を示してい
る。図4から明らかなように、比較例の場合はエッチン
グのバラツキが±7%であるのに比べ、実施例(1)の
場合は±1.2%であり、実施例(1)の装置を用いた
場合には面内均一性良くエッチング処理を施すことがで
きた。
FIGS. 4A and 4B are views showing the results of measuring the in-plane uniformity of the wafer 34 after the cleaning process. FIG. 4A shows the case of the embodiment (1), and FIG. 4B shows the case of the comparative example. ing. As is clear from FIG. 4, the variation in etching is ± 7% in the case of the comparative example, while it is ± 1.2% in the case of the example (1). When used, the etching treatment could be performed with good in-plane uniformity.

【0020】上記結果から明らかなように、実施例
(1)に係るベーパー洗浄装置では、混合ベーパー50
の凝縮温度以下にチャンバー10を冷却するチラー1
5、冷媒供給管15a、冷媒通路13、冷媒排出管15
b、断熱板16a、16bより成る冷却手段17がチャ
ンバー10の外周に配設されているので、チャンバー1
0を混合ベーパー50の凝縮温度以下(10〜20℃)
に安定的、かつ均一的に冷却することができる。そのた
め安定的、かつ面内均一的に、ウエハ44表面を凝縮温
度以下に冷却することができ、ウエハ44表面に到達し
た混合ベーパー50をウエハ44表面で凝縮させること
ができ、ウエハ44表面に形成された酸化膜を凝縮した
混合ベーパー50中のHF53と反応させて均一的にエ
ッチング除去することができる。
As is clear from the above results, in the vapor cleaning apparatus according to the embodiment (1), the mixed vapor 50
Chiller 1 for cooling the chamber 10 below the condensation temperature of
5, refrigerant supply pipe 15a, refrigerant passage 13, refrigerant discharge pipe 15
Since the cooling means 17 composed of b and the heat insulating plates 16a and 16b is arranged on the outer periphery of the chamber 10,
0 is below the condensation temperature of the mixed vapor 50 (10 to 20 ° C.)
It can be cooled stably and uniformly. Therefore, the surface of the wafer 44 can be cooled stably and uniformly within the surface, and the mixed vapor 50 reaching the surface of the wafer 44 can be condensed on the surface of the wafer 44 and formed on the surface of the wafer 44. The formed oxide film can be reacted with the condensed HF 53 in the mixed vapor 50 to be uniformly removed by etching.

【0021】図5は実施例(2)に係るベーパー洗浄装
置を示した模式的断面図である。図5に示した装置の構
成は、チャンバー本体21及びこの外周に形成された冷
却ジャケット23を除き、図1に示したベーパー洗浄装
置と同様であるため、ここではその詳細な説明は省略
し、図1に示したものと相違する箇所についてのみその
構成を説明する。
FIG. 5 is a schematic sectional view showing a vapor cleaning apparatus according to the embodiment (2). The configuration of the apparatus shown in FIG. 5 is the same as that of the vapor cleaning apparatus shown in FIG. 1 except for the chamber main body 21 and the cooling jacket 23 formed on the outer periphery thereof, and therefore detailed description thereof will be omitted here. The configuration will be described only for the points different from those shown in FIG.

【0022】チャンバ−20は外形が略半球形状のチャ
ンバー本体21と、略正方形平体形状の底板部材22と
によって略半球形状に形成されており、チャンバー本体
21と底板部材22とはSiCまたは黒鉛を用いて形成
され、チャンバー本体21及び底板部材22の内面には
CVD法による高純度のSiC薄膜(図示せず)がコー
ティングされている。実施例(1)のものと同様、チャ
ンバー20には試料台43が配設され、試料台43上に
はウエハ44が載置されている。また底板部材22はO
リング22aを介し、固定部材(図示せず)を用いてチ
ャンバー本体21に固定されており、チャンバー20が
気密に保持されるようになっている。
The chamber 20 is formed in a substantially hemispherical shape by a chamber main body 21 having a substantially hemispherical outer shape and a bottom plate member 22 having a substantially square flat shape, and the chamber main body 21 and the bottom plate member 22 are made of SiC or graphite. The inner surfaces of the chamber body 21 and the bottom plate member 22 are coated with a high-purity SiC thin film (not shown) by the CVD method. Similar to the one in the embodiment (1), the sample table 43 is arranged in the chamber 20, and the wafer 44 is mounted on the sample table 43. Further, the bottom plate member 22 is O
The chamber 20 is fixed to the chamber main body 21 with a fixing member (not shown) via the ring 22a, and the chamber 20 is hermetically held.

【0023】チャンバー本体21の外周には、これに密
着して冷却ジャケット23が配設されており、冷却ジャ
ケット23は熱伝導性と加工性とに優れたアルミニウム
等を用い、外形が略直方体形状に形成され、この内部に
は連続した冷媒通路24が図2に示した場合と略同様の
方法により形成されている。冷媒通路24の入口部23
aには冷媒供給管15aの一端が接続され、冷媒通路2
4の出口部23bには冷媒排出管15bの一端が接続さ
れており、冷媒供給管15a及び冷媒排出管15の他端
にはチラー15が接続されている。さらに冷却ジャケッ
ト23と底板部材22との外周には、発泡樹脂等を用
い、これらを覆うような形状に形成された断熱板25
a、25bが接着されており、これらチラー15、冷媒
供給管15a、冷却ジャケット23、冷媒排出管15
b、断熱板25a、25bにより冷却手段26が構成さ
れている。そしてチラー15で冷却された所定温度・流
量の冷媒(例えば水)18を冷媒供給管15a、冷却ジ
ャケット23内の冷媒通路24、冷媒排出管15b、チ
ラー15に至る経路に循環させることにより、冷却ジャ
ケット23、チャンバー本体21が伝導により冷却さ
れ、チャンバー20が混合ベーパー50における凝縮温
度以下の所定温度に冷却され、ウエハ44が凝縮温度以
下に冷却されるようになっている。このように構成され
た実施例(2)のベーパー洗浄装置を用い、冷却ジャケ
ット23内の冷媒通路24に冷媒18を循環させ、その
他は実施例(1)のものと略同様の方法で洗浄処理を行
なった場合、実施例(1)のものと略同様の効果を得る
ことができる。
A cooling jacket 23 is disposed on the outer periphery of the chamber body 21 so as to be in close contact therewith. The cooling jacket 23 is made of aluminum or the like having excellent thermal conductivity and workability, and has a substantially rectangular parallelepiped outer shape. The continuous refrigerant passage 24 is formed in the interior thereof by a method substantially similar to that shown in FIG. Inlet 23 of refrigerant passage 24
One end of the refrigerant supply pipe 15a is connected to a, and the refrigerant passage 2
One end of the refrigerant discharge pipe 15b is connected to the outlet portion 23b of No. 4, and the chiller 15 is connected to the other ends of the refrigerant supply pipe 15a and the refrigerant discharge pipe 15. Further, the cooling jacket 23 and the bottom plate member 22 have a heat insulating plate 25 formed on the outer circumference thereof using a foamed resin or the like and formed to cover them.
a and 25b are adhered to each other, and these chiller 15, refrigerant supply pipe 15a, cooling jacket 23, refrigerant discharge pipe 15
b and the heat insulating plates 25a and 25b constitute the cooling means 26. Then, the coolant (for example, water) 18 having a predetermined temperature and flow rate cooled by the chiller 15 is circulated in the coolant supply pipe 15a, the coolant passage 24 in the cooling jacket 23, the coolant discharge pipe 15b, and the chiller 15 to cool the coolant. The jacket 23 and the chamber body 21 are cooled by conduction, the chamber 20 is cooled to a predetermined temperature below the condensation temperature in the mixed vapor 50, and the wafer 44 is cooled below the condensation temperature. Using the vapor cleaning apparatus of the embodiment (2) configured as described above, the refrigerant 18 is circulated in the refrigerant passage 24 in the cooling jacket 23, and otherwise the cleaning process is performed in substantially the same manner as that of the embodiment (1). When the above is performed, it is possible to obtain substantially the same effect as that of the embodiment (1).

【0024】図6は実施例(3)に係るベーパー洗浄装
置のチャンバー30を示した模式的断面図である。チャ
ンバ−30は外形が略半球形状のチャンバー本体31
と、略円板形状の底板部材32とによって略半球形状に
形成されており、チャンバー本体31と底板部材32と
はSiCまたは黒鉛を用いて形成され、チャンバー本体
31及び底板部材32の内面にはCVD法による高純度
のSiC薄膜(図示せず)がコーティングされている。
また実施例(1)のものと同様、底板部材32は固定部
材(図示せず)を用い、Oリング32cを介してチャン
バー本体31に固定されている。
FIG. 6 is a schematic sectional view showing the chamber 30 of the vapor cleaning apparatus according to the embodiment (3). The chamber-30 has a chamber body 31 having a substantially hemispherical outer shape.
And a bottom plate member 32 having a substantially disc shape are formed into a substantially hemispherical shape. The chamber body 31 and the bottom plate member 32 are formed using SiC or graphite, and the inner surfaces of the chamber body 31 and the bottom plate member 32 are A high-purity SiC thin film (not shown) is coated by the CVD method.
Further, as in the case of the embodiment (1), the bottom plate member 32 is fixed to the chamber body 31 via an O-ring 32c using a fixing member (not shown).

【0025】チャンバー本体31外部には断面が略半円
形状の溝33が機械加工により連続してスパイラル状に
形成され、チャンバー本体31の外周には発泡樹脂等を
用いて形成された断熱板34aが接着されており、溝3
3が冷媒通路35となっている。溝33の入口部35a
には冷媒供給管15aの一端が接続され、溝33の出口
部35bには冷媒排出管15bの一端が接続されてお
り、冷媒供給管15a及び冷媒排出管15bの他端には
チラー15が接続されている。さらに底板部材32の下
面には、発泡樹脂等を用いて形成された断熱板34bが
接着されており、これらチラー15、冷媒供給管15
a、溝33、冷媒排出管15b、断熱板34a、34b
により冷却手段が構成されている。そしてチラー15で
冷却された所定流量の冷媒(例えば水)18を冷媒供給
管15a、溝33、冷媒排出管15b、チラー15に至
る経路に循環させることにより、チャンバー本体31が
伝導により冷却され、チャンバー30が混合ベーパーの
凝縮温度以下の所定温度に冷却され、さらにウエハ44
が凝縮温度以下に冷却されるようになっている。このよ
うに構成された実施例(3)のベーパー洗浄装置を用
い、溝33に冷媒(水)18を循環させ、その他は実施
例1の方法と同様にしてウエハ44表面に形成された酸
化膜の洗浄処理を行なった場合、実施例(1)のものと
略同様の効果を得ることができる。
A groove 33 having a substantially semicircular cross section is continuously formed in a spiral shape by machining on the outside of the chamber body 31, and a heat insulating plate 34a is formed on the outer periphery of the chamber body 31 by using foamed resin or the like. Is glued and groove 3
3 is the refrigerant passage 35. Inlet 35a of groove 33
Is connected to one end of a refrigerant supply pipe 15a, the outlet portion 35b of the groove 33 is connected to one end of a refrigerant discharge pipe 15b, and the chiller 15 is connected to the other ends of the refrigerant supply pipe 15a and the refrigerant discharge pipe 15b. Has been done. Further, a heat insulating plate 34b made of foamed resin or the like is adhered to the lower surface of the bottom plate member 32, and these chiller 15 and refrigerant supply pipe 15
a, groove 33, refrigerant discharge pipe 15b, heat insulating plates 34a, 34b
The cooling means is constituted by. Then, a predetermined flow rate of the coolant (for example, water) 18 cooled by the chiller 15 is circulated through the coolant supply pipe 15a, the groove 33, the coolant discharge pipe 15b and the chiller 15 to cool the chamber body 31 by conduction. The chamber 30 is cooled to a predetermined temperature below the condensation temperature of the mixed vapor, and the wafer 44 is further cooled.
Is cooled below the condensation temperature. An oxide film formed on the surface of the wafer 44 in the same manner as in Example 1 except that the coolant (water) 18 is circulated in the groove 33 by using the vapor cleaning apparatus of Example (3) configured as described above. When the cleaning treatment of (1) is performed, it is possible to obtain substantially the same effect as that of the embodiment (1).

【0026】[0026]

【発明の効果】以上詳述したように本発明に係るベーパ
ー洗浄装置にあっては、混合ベーパーの凝縮温度以下に
チャンバーを冷却する冷却手段が前記チャンバー外周に
配設されているので、前記チャンバーを前記凝縮温度以
下に安定的、かつ均一的に冷却することができる。その
ため安定的、かつ面内均一的に、前記ウエハ表面を前記
凝縮温度以下に冷却することができ、前記ウエハ表面に
到達した前記混合ベーパーを該ウエハ表面で均一的に凝
縮させることができ、前記ウエハ表面に形成された酸化
膜を凝縮された前記混合ベーパー中の薬液と反応させて
均一的にエッチング除去することができる。
As described in detail above, in the vapor cleaning apparatus according to the present invention, since the cooling means for cooling the chamber to the condensation temperature of the mixed vapor or less is arranged on the outer circumference of the chamber, Can be cooled stably or uniformly below the condensation temperature. Therefore, the wafer surface can be cooled stably and uniformly in-plane to the condensation temperature or less, and the mixed vapor reaching the wafer surface can be uniformly condensed on the wafer surface. The oxide film formed on the wafer surface can be uniformly etched and removed by reacting with the condensed chemical in the mixed vapor.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係るベーパー洗浄装置の実施例(1)
を示した模式的断面図である。
FIG. 1 is an embodiment (1) of a vapor cleaning apparatus according to the present invention.
It is a schematic cross-sectional view showing.

【図2】チャンバー本体内部に、連続した冷媒通路を形
成する方法の一例を説明するために示した水平断面図で
ある。
FIG. 2 is a horizontal cross-sectional view shown for explaining an example of a method of forming a continuous refrigerant passage inside a chamber body.

【図3】ウエハにおける洗浄処理ごとのエッチング量を
測定した結果を示したグラフであり、(a)は実施例
(1)の場合、(b)は比較例の場合を示している。
FIG. 3 is a graph showing a result of measuring an etching amount of each cleaning process on a wafer, where (a) shows the case of the example (1) and (b) shows the case of the comparative example.

【図4】ウエハにおける洗浄処理後の面内均一性を測定
した結果を示した図であり、(a)は実施例(1)の場
合、(b)は比較例の場合を示している。
FIG. 4 is a diagram showing a result of measuring in-plane uniformity of a wafer after a cleaning process, wherein (a) shows the case of the example (1) and (b) shows the case of the comparative example.

【図5】実施例(2)に係るベーパー洗浄装置を示した
模式的断面図である。
FIG. 5 is a schematic sectional view showing a vapor cleaning apparatus according to an embodiment (2).

【図6】実施例(3)に係るベーパー洗浄装置のチャン
バーを示した模式的断面図である。
FIG. 6 is a schematic sectional view showing a chamber of a vapor cleaning apparatus according to an example (3).

【図7】従来のドライ洗浄処理に用いられるベーパー洗
浄処理装置を模式的に示した断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing a vapor cleaning treatment apparatus used in a conventional dry cleaning treatment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 チャンバー 13 冷媒通路 15 チラー 15a 冷媒供給管 15b 冷媒排出管 16a、16b 断熱板 17 冷却手段 43 試料台 47 ノズル 50 混合ベーパー 51a、51b 供給管 52 薬液タンク 53 HF 54 溶媒タンク 55 H210 Chamber 13 Refrigerant Passage 15 Chiller 15a Refrigerant Supply Pipe 15b Refrigerant Discharge Pipe 16a, 16b Heat Insulation Plate 17 Cooling Means 43 Sample Stand 47 Nozzle 50 Mixed Vapor 51a, 51b Supply Pipe 52 Chemical Liquid Tank 53 HF 54 Solvent Tank 55 H 2 O

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 試料台が配設されたチャンバーに薬液と
溶媒との混合ベーパーを噴出させるノズルを備え、該ノ
ズルに薬液タンク及び溶媒タンクがそれぞれ供給管を介
して接続されたベーパー洗浄装置において、前記混合ベ
ーパーの凝縮温度以下に前記チャンバーを冷却する冷却
手段が前記チャンバー外周に配設されていることを特徴
とするベーパー洗浄装置。
1. A vapor cleaning apparatus in which a chamber provided with a sample table is provided with a nozzle for ejecting a mixed vapor of a chemical solution and a solvent, and the chemical solution tank and the solvent tank are connected to the nozzle via supply pipes, respectively. The vapor cleaning apparatus is characterized in that cooling means for cooling the chamber to a temperature equal to or lower than the condensation temperature of the mixed vapor is disposed on the outer circumference of the chamber.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001223196A (en) * 1999-12-01 2001-08-17 Ses Co Ltd Substrate washing system
CN113169043A (en) * 2018-12-12 2021-07-23 朗姆研究公司 Method and apparatus for processing semiconductor substrate

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