JPH0645305A

JPH0645305A - 半導体基板表面処理装置

Info

Publication number: JPH0645305A
Application number: JP4195394A
Authority: JP
Inventors: Hachiro Hiratsuka; 塚八郎平
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1992-07-22
Filing date: 1992-07-22
Publication date: 1994-02-18

Abstract

(57)【要約】【目的】ウェハ表面の各種汚染物を効果的に除去して
安定した酸化膜を形成することができるとともに、表面
処理中に予期しない汚染物が付着したり意図しない酸化
物が形成しない。【構成】ウェハ１４ａ上のパーティクル汚染物、有機
汚染物および金属汚染物を酸洗浄液およびアルカリ洗浄
液で除去するウェット処理ステーション１０と、ウェハ
１４ｂ上の酸化膜を除去するＨＦ処理ステーション１１
と、酸素を供給しながら紫外光をウェハ１４ｃに照射し
てウェハ１４ｃ上に酸化膜を形成する紫外線処理ステー
ション１２とを備えている。各ステーション１０、１
１、１２は不活性ガスで維持された外枠１内に配設さ
れ、外枠１内の搬送装置６により各ステーション１０、
１１、１２間でウェハが不活性雰囲気中で搬送される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばシリコンウェハ
等の半導体基板の表面処理を行なう半導体基板表面処理
装置に係り、とりわけ微細な表面処理制御を行なうこと
ができ、また高清浄度の表面を得ることができる半導体
基板表面処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、シリコンウェハ等の半導体基板の
表面処理を行なう半導体基板表面処理装置として、次の
ようなものが知られている。

【０００３】すなわち、ウェハ表面のパーティクルを洗
浄除去するものとして、アルカリ系洗浄液をウェハ表面
に噴出するウェハ洗浄装置がある。アルカリ系洗浄液と
しては、ＮＨ_４ＯＨ／Ｈ_２Ｏ_２／Ｈ_２Ｏ、またはＣ５Ｈ
_１５ＮＯ_２／Ｈ_２Ｏ_２等が用いられる。

【０００４】また、ウェハ表面の金属汚染物を洗浄・除
去するものとして、酸系洗浄液をウェハ表面に噴出する
ウェット洗浄装置が用いられている。酸系洗浄液として
は、ＨＣｌ／Ｈ_２Ｏ_２／Ｈ_２Ｏ、ＨＦ、またはＨ_２ＳＯ
_４／Ｈ_２Ｏ_２等が考えられている。

【０００５】さらにウェハ表面の有機物を除去するもの
として、上述のアルカリ系洗浄液を用いたウェット洗浄
装置および酸素洗浄液を用いたウェット洗浄装置が用い
られる。その他、酸素プラズマを利用したドライ洗浄装
置も考えられる。

【０００６】また、ウェハ表面の酸化膜を除去するもの
として、ＮＨ_４ＦおよびＨＦを用いたウェットエッチン
グ装置が用いられるが、この他にドライエッチング装置
によってウェハ表面の酸化膜を除去することもできる。

【０００７】さらに、表面が洗浄された後のウェハに対
して、熱処理装置によってウェハ表面に酸化膜を形成し
ている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来か
ら半導体基板の表面処理を行なう装置として、アルカリ
系洗浄液を用いたウェット洗浄装置、酸系洗浄液を用い
たウェット洗浄装置、酸素プラズマを利用したドライ洗
浄装置、およびエッチング装置等が用いられている。

【０００９】ところで、これらの表面処理装置は各々独
立して設けられ、例えばアルカリ系洗浄液を用いたウェ
ット洗浄装置で表面が洗浄された後のウェハは、次の酸
系洗浄液を用いたウェット洗浄装置まで搬送されて洗浄
される。

【００１０】しかしながら、各洗浄装置において搬送す
る間にウェハ表面に薄膜の酸化膜が発生することがあ
る。また各洗浄装置間でウェハを搬送する際、ウェハ表
面に微量有機物が付着することがある。

【００１１】このような場合、従来の半導体基板表面処
理装置では、十分な対応を行なうことができず、これら
の薄膜の酸化膜または微量有機物が後まで残ってしまう
ことがある。

【００１２】本発明はこのような点を考慮してなされた
ものであり、半導体基板の表面を高精度に清浄化するこ
とができる半導体基板表面処理装置を提供することを目
的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、ウェハ表面の
パーティクル汚染物および有機汚染物を除去するアルカ
リ洗浄液と、ウェハ上の金属汚染物を除去する酸洗浄液
とを順次噴射してウェハを浄化するウェット処理ステー
ションと、ウェハに対して弗化水素を気相状態で供給
し、ウェハ表面に形成された酸化膜を除去する弗化水素
処理ステーションと、表面の酸化膜が除去された後のウ
ェハに対して紫外光を照射して酸素を供給することによ
り、ウェハ表面の微量有機物を分解除去するとともにウ
ェハ表面に酸化膜を形成する紫外線処理ステーションと
を配置し、各ステーションを大気中から隔離するととも
に、各ステーション間において前記ウェハを大気から隔
離した状態で搬送するウェハ搬送装置を設けたことを特
徴とする半導体基板表面処理装置、およびウェハ表面の
パーティクル汚染物及び有機汚染物を除去するアルカリ
洗浄液と、ウェハ上の金属汚染物を除去する酸洗浄液と
を順次噴射してウェハを浄化するとともに、ウェハ表面
に汚染物を取込んだ酸化膜を形成するウェット処理装置
と、ウェハに対して弗化水素を気相状態で供給し、ウェ
ハ表面に形成された酸化膜を除去する弗化水素処理装置
と、表面の酸化膜が除去された後のウェハに対して紫外
光を照射して酸素を供給することにより、ウェハ表面の
微量有機物を分解除去するとともにウェハ表面に酸化膜
を形成する紫外線処理装置とを備え、前記ウェット処理
装置、前記弗化水素処理装置および前記紫外線処理装置
を単一の密閉室内に収容したことを特徴とする半導体表
面処理装置である。

【００１４】

【作用】請求項１記載の発明によれば、ウェット処理ス
テーションにおいてウェハ上にアルカリ洗浄液と酸洗浄
液とを順次噴出してウェハ表面のパーティクル汚染物、
金属汚染物および有機汚染物を除去し、弗化水素処理ス
テーションにおいてウェハ表面に形成された酸化膜を気
相状態の弗化水素によって除去する。次に紫外線処理ス
テーションにおいて、紫外光を照射しながら酸素を供給
することにより、ウェハ表面の微量有機物を分解除去す
るとともにウェハ表面に酸化膜を形成する。

【００１５】請求項２記載の発明によれば、ウェット処
理装置によってウェハ上にアルカリ洗浄液と酸洗浄液と
を順次噴出してウェハ表面のパーティクル汚染物、金属
汚染物および有機汚染物を除去し、弗化水素処理装置に
よってウェハ表面に形成された酸化膜を気相状態の弗化
水素によって除去する。次に紫外線の処理装置によって
紫外光を照射しながら酸素を供給することにより、ウェ
ハ表面の微量有機物を分解除去するとともにウェハ表面
に酸化膜を形成する。

【００１６】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て説明する。

【００１７】図１乃至図３は本発明による半導体基板表
面処理装置の第１の実施例を示す図である。図１および
図２において、シリコンウェハ等のウェハを処理する半
導体基板表面処理装置は密閉型外枠１内に、ケーシング
９ａを有する処理前基板収納ステーション９、ケーシン
グ１０ａを有するウェット処理ステーション１０、ケー
シング１１ａを有する弗化水素（ＨＦ）処理ステーショ
ン１１、ケーシング１２ａを有する紫外線処理ステーシ
ョン１２、およびケーシング１３ａを有する処理後基板
収納ステーション１３を順次配置して構成されている。
なお、密閉外枠１内は大気中から隔離され、例えば窒素
（Ｎ_２）ガスのような不活性ガスによって不活性状態が
保たれており、また外枠１内はクラス１００（０．３μ
ｍ）程度に清浄化されている。

【００１８】処理前基板収納ステーション９とウェット
処理ステーション１０との間、ウェット処理ステーショ
ン１０とＨＦ処理ステーション１１との間、ＨＦ処理ス
テーション１１と紫外線処理ステーション１２との間、
および紫外線処理ステーション１２と処理基板収納ステ
ーション１３との間には、各々ゲートバルブ１７，１
８，１９，２０が設けられ、各ステーション９，１０，
１１，１２，１３はゲートバルブ１７，１８，１９，２
０によって互いに独立して密閉可能となっている。ま
た、図１および図２に示すように、外枠１内には薬品供
給装置２およびＨＦ蒸気発生装置３が各々配設されてい
る。

【００１９】次に各ステーションについて、以下詳述す
る。

【００２０】図１および図２に示すように、処理前基板
収納ステーション９はケーシング９ａを有し、ケーシン
グ９ａ内部には処理前の多数のウェハ８を収納保持する
収納治具７が配設されている。またケーシング９ａの側
部には排気口５５が設けられ、さらにケーシング９ａの
上部には窒素（Ｎ_２）ガス供給口５２が設けられてい
る。

【００２１】また、ウェット処理ステーション１０はケ
ーシング１０ａを有し、ケーシング１０ａ内部には受皿
２８ａが配設されている。受皿２８ａ内には処理中のウ
ェハ１４ａを保持する保持チャック３０ａが回転自在に
配設され、受皿２８ａの底部には排水バルブ３３ａが取
付けられている。またケーシング１０ａの側部および底
部には、排気口３１ａおよび排水口３２ａが各々設けら
れている。

【００２２】さらに、受皿２８ａの上方には紫外線ラン
プ２９ａが設けられ、また紫外線ランプ２９の上方に
は、酸洗浄液供給ノズル２５、アルカリ洗浄液供給ノズ
ル２６、および純水供給ノズル２７ａが各々ケーシング
１０ａの上部から吊設されている。

【００２３】また、ケーシング１０ａの上部には、窒素
（Ｎ_２）ガス供給口２２ａ、酸素（Ｏ_２）ガス供給口２
３ａ、および塩化水素（ＨＣｌ）ガス供給口２４ａが各
々取付けられている。

【００２４】またＨＦ処理ステーション１１はケーシン
グ１１ａを有し、ケーシング１１ａ内部には受皿２８ｂ
が配設されている。受皿２８ｂ内にはウェハ１４ｂを保
持する保持チャック３０ｂが回転自在に配設され、受皿
２８ｂの底部には排水バルブ３３ｂが取付けられてい
る。またケーシング１１ａの側部および底部には、排気
口３１ｂおよび排出口３２ｂが各々設けられている。

【００２５】さらに、ケーシング１１ａの上部には、Ｎ
_２ガス供給口２２ｂ、Ｏ_２ガス供給口２３ｂ、および水
素（Ｈ_２）ガス供給口５８が各々取付けられている。ま
た、受皿２８ｂの上方には、純水供給ノズル２７ａおよ
びＨＦ蒸気供給口３５がケーシング１１ａの上部に取付
けられている。

【００２６】また紫外線処理ステーション１２はケーシ
ング１２ａを有し、ケーシング１２ａ内にはウェハ１４
ｃを保持する保持チャック３０ｃが回転自在に配設され
ている。またケーシング１２ａの側部には、排気口３１
ｃが設けられている。さらに保持チャック３０ｃの上部
には、紫外線ランプ２９ｃが設けられ、さらにＮ_２ガス
供給口２２ｃ、Ｏ_２ガス供給口２３ｃ、およびＨＣｌガ
ス供給口２４ｃが、各々ケーシング１２ｂの上部に取付
けられている。

【００２７】また、処理後基板収納ステーション１３は
ケーシング１３ａを有し、ケーシング１３ａ内部には処
理後の多数のウェハ１５を収納保持する収納治具１６が
配設されている。さらにケーシング１３ａの側部には排
気口５６が設けられ、またケーシング１３の上部にはＮ
_２ガス供給口５３が設けられている。

【００２８】また、図１に示すように各ステーション
９，１０，１１，１２，１３間において、ウェハ８，１
４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１５は例えば搬送ロボットのよ
うな搬送装置６，６によって搬送されるようになってい
る。すなわち、処理前基板収納ステーション９、ウェッ
ト処理ステーション１０、弗化水素処理ステーション１
１、紫外線処理ステーション１２、および処理後基板収
納ステーション１３には、搬送装置６，６側に各々バル
ブ６１，６２，６３，６４，６１が設けられており、こ
のバルブ６１，６２，６３，６４，６５を通してウェハ
８，１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１５の搬送を行なうよう
になっている。さらに、薬品供給装置２とウェット処理
ステーション１０との間、およびＨＦ蒸気発生装置３と
ＨＦ蒸気処理ステーション１１との間は、薬品供給パイ
プ４およびＨＦ供給パイプ５によって各々連結されてい
る。

【００２９】次にこのような構成からなる本実施例の作
用について説明する。

【００３０】まず、処理前基板収納ステーション９内の
収納治具７内に、処理前のウェハ８が多数収納される。
この場合、Ｎ_２ガス供給口５２からのＮ_２ガスによっ
て、処理前基板収納ステーション９内は不活性雰囲気に
保たれている。次にウェハ８が搬送装置６によって、処
理前基板収納ステーション９内の収納治具７からバルブ
６１を経て処理前基板収納ステーション９の外方へ搬送
され、次にバルブ６２を経てウェット処理ステーション
１０内へ搬送される。

【００３１】次に搬送装置６がバルブ６２からウェット
処理ステーション１０の外方へ戻り、バルブ６２が閉と
なる。この場合、ゲードバルブ１７および１８も閉とな
って、ウェット処理ステーション１０は密閉状態に維持
される。同時にＮ_２ガス供給口２２ａからＮ_２ガスがウ
ェット処理ステーション１０内に供給され、ウェット処
理ステーション１０内は不活性雰囲気に保たれる。

【００３２】次に薬品供給ユニット２から酸洗浄液供給
ノズル２５を介して、例えばＨＣｌ／Ｈ_２Ｏ_２／Ｈ_２Ｏ
またはＨ_２ＳＯ_４／Ｈ_２Ｏ等の酸洗浄液が、保持チャッ
ク３０ａによって保持されたウェハ１４ａ上に噴出され
る。この場合、酸洗浄液は受皿２８ａ内に貯えられ、ウ
ェハ１４ａ全体が酸洗浄液に浸される。このようにして
ウェハ１４ａ表面の金属汚染物および有機物が除去され
る。次に排水バルブ３２ａが開となり、同時に純水供給
ノズル２７ａから純水がウェハ１４ａ上に噴出され、純
水によってウェハ１４ａ表面および受皿２８ａ内が洗浄
される。

【００３３】次に排出バルブ３２ａが閉となり、薬品供
給ユニット２からアルカリ洗浄液供給ノズル２６を介し
て例えばＮＨ_４ＯＨ／Ｈ_２Ｏ_２またはＣ_２Ｈ_１５ＮＯ_２
／Ｈ_２Ｏ_２／Ｈ_２Ｏ_２等のアルカリ洗浄液がウェハ１４
ａ上に噴出される。この場合、アルカリ洗浄液が受皿２
８ａ内に貯えられ、ウェハ１４ａ全体がアルカリ洗浄液
に浸される。このようにしてウェハ１４ａ表面の有機物
およびパーティクルが除去される。

【００３４】次に排水バルブ３２ａが開となり、同時に
純水ノズル２７ａから純水がウェハ１４ａ上に噴出さ
れ、純水によってウェハ１４ａ表面および受皿２８ａ内
が洗浄される。

【００３５】その後、保持チャック３０ａによって保持
されたウェハ１４ａに対して、紫外線ランプ２９ａから
紫外光が照射される。この間、Ｎ_２ガスの供給が停止
し、Ｏ_２ガス供給口２３ａからＯ_２ガスがウェットステ
ーション１０内に供給され、ウェハ１４ａの表面に酸化
膜が形成される。この場合、ウェハ表面１４ａの表面に
形成された酸化膜内には、ウェハ１４ａの最表面に残る
金属汚染物等の汚染物が取り込まれる。

【００３６】次に再びウェットステーション１０内が不
活性雰囲気に保たれ、排出バルブ３２ａが閉じられ、酸
洗浄液供給ノズル２５から例えばＨＦ／Ｈ_２Ｏのような
酸洗浄液がウェハ１４ａに対して噴出される。ＨＦ／Ｈ
_２Ｏは受皿２８ａ内に貯えられ、ウェハ１４ａ全体がＨ
Ｆ／Ｈ_２Ｏに浸され、ウェハ１４ａ表面の酸化膜が除去
される。

【００３７】次に排水バルブ３２ａが開となり、保持チ
ャック３０ａがウェハ１４ａを保持した状態で高速回転
し（約２０００ｒ．ｐ．ｍ）、ウェハ１４ａを乾燥させ
る。

【００３８】次に、バルブ６２が開となり、搬送装置６
によってウェハ１４ａがウェットステーション１０の外
方へ運ばれる。ウェハはその後バルブ６３からＨＦ処理
ステーション１１内に搬送され、ウェハ１４ｂとなる。

【００３９】次にバルブ６３が閉となり、ＨＦ処理ステ
ーションが密閉される。その後Ｎ_２ガス供給口２２ｂか
らＮ_２ガスが供給され、ＨＦ処理ステーションは不活性
雰囲気に維持される。次にＨＦ蒸気供給口３５からＨＦ
蒸気が供給され、ウェハ１４ｂ表面に残る酸化膜が確実
に除去される。このようにウェハ１４ｂ表面に酸化物を
除去することにより、酸化物に取込まれた金属汚染物等
も同時に除去され、ウェハ１４ｂの表面が一皮むけたよ
うに清浄化される。

【００４０】その後、ウェハ１４ｂ上に純水供給ノズル
２７ａから純水が供給され、ウェハ１４ｂの表面が洗浄
される。次に保持チャック３０ｂがウェハ１４ｂを保持
した状態で高速回転し（約２０００ｒ．ｐ．ｍ）、ウェ
ハ１４ｂを乾燥させる。

【００４１】次にバルブ６３が開となり、搬送装置６に
よってウェハ１４ｂがバルブ６３を介してＨＦステーシ
ョン１１の外方へ運ばれ、その後バルブ６４から紫外線
処理ステーション１２内に搬送され、ウェハ１４ｃとな
る。紫外線処理ステーション１２内において、Ｏ_２ガス
供給口２３ｃからＯ_２ガスが供給される。同時に紫外線
ランプ２９ｃから紫外線がウェハ１４ｃ上に照射され、
ウェハ１４ｃの表面に酸化膜が形成される。

【００４２】紫外線処理ステーション１２内における酸
化膜形成について以下述べる。ウェット処理ステーショ
ン１０内における酸化膜形成は、前述のようにウェハ表
面に残る金属汚染物等の汚染物を酸化膜中に取込むため
のものであり、汚染物が取込まれた酸化物はその後除去
される。

【００４３】これに対して、紫外線処理ステーション１
２内における酸化膜形成は、ウェハ１４ｃ表面上に強制
的に安定化した酸化膜を形成するとともに、微細有機物
を除去するものである。すなわち、Ｏ_２雰囲気中に置か
れたウェハ１４ｃ上に紫外光を照射することにより、ウ
ェハ１４ｃ表面の微細有機物は、Ｈ_２＋１／２Ｏ_２→Ｈ
_２ＯおよびＣ＋Ｏ_２→ＣＯ_２の化学反応によりウェハ１
４ｃ表面から除去される。この間、ウェハ１４ｃ表面に
は安定化した薄膜の酸化膜が形成される。

【００４４】このようにして微細有機物が除去され、表
面に安定化した薄膜が形成されたウェハ１４ｃは、搬送
装置６によってバルブ６４を介して紫外線処理ステーシ
ョン１２の外方へ運ばれる。その後ウェハ１４ｃは、バ
ルブ６５から処理後基板収納ステーション１３内に収納
され、ウェハ１５となって収納治具１６内に多数収納さ
れる。

【００４５】本実施例によれば、ウェハ表面からパーテ
ィクル汚染物、有機汚染物、および金属汚染物を除去す
ることができるとともに、ウェハ表面の微量有機物を分
解除去してウェハ表面に安定した酸化膜を形成すること
ができる。また各ステーション９，１０，１１，１２，
１３間において、ウェハを大気から隔離した不活性雰囲
気の外枠内１で搬送することができるので、搬送中にウ
ェハ表面に予期しない汚染物が付着したり、意図しない
酸化物が形成されることはない。

【００４６】次にウェハ表面処理について他の作用を行
なうこともできる。すなわち、半導体基板表面処理装置
の作用として、上述の作用の他、以下のようなものも考
えられる。まず、ウェット処理ステーション１０内にお
いて、酸洗浄液を酸洗浄液供給ノズル２５から供給して
ウェハ１４ａ表面の金属汚染物および有機物を除去す
る。その後、純水供給ノズル２７ａから純水を供給して
ウェハ１４ａ表面を洗浄する。次にアルカリ洗浄供給ノ
ズル２６からアルカリ洗浄液を供給してウェハ１４ａ表
面の有機物およびパーティクルを除去する。この間、紫
外線ランプ２９ａにより紫外線を照射して薬液の反応を
加速させ、洗浄効果を向上させておく。

【００４７】次に、ＨＦ処理ステーション１１内におい
てＨＦ蒸気供給口３５からＨＦ蒸気を供給し、ウェハ１
４ｂ表面から酸化膜を除去する。

【００４８】次に紫外線処理ステーション１２内におい
て、紫外線ランプ２９ｃにより紫外線を照射してウェハ
１４ｃ表面に酸化膜を形成する。この場合、この酸化膜
には汚染物が組込まれていることも考えられるので、再
度ＨＦ処理ステーション１１に戻し、ＨＦ処理ステーシ
ョン１１内においてＨＦ蒸気により酸化膜を除去する。
次に再びウェハを紫外線処理ステーション１２へ搬送
し、ウェハ１４ｃ表面に所望の薄膜の酸化膜を形成する
とともに、ウェハ表面の微量の有機物を除去する。

【００４９】なお、この他にウェット処理ステーション
１０内において、酸洗浄液およびアルカリ洗浄液を用い
てウェハ１４ａ表面の金属酸化物、有機物およびパーテ
ィクルを除去する際、酸洗浄液およびアルカリ洗浄液の
濃度および温度を適宜選択することにより、エッチング
作用によりウェハの洗浄を行なうこともできる。

【００５０】次に、図３乃至図５によりウェハ表面処理
の更なる他の作用について述べる。

【００５１】図３において、処理前のウェハ１４の表面
には、金属汚染物４０、有機物４１、パーティクル４２
および自然酸化物４３が存在している（図３（ａ））。
ウェット処理ステーション１０において、酸洗浄液によ
って金属汚染物４０および有機物４１が除去され、アル
カリ洗浄液によって有機物４１およびパーティクル４２
が除去される。

【００５２】次にＨＦ処理ステーション１１において、
ＨＦ蒸気により自然酸化膜４３が除去され、ウェハ１４
の表面には微細な有機物４１のみが残る（図３
（ｂ））。

【００５３】続いて、紫外線処理ステーション１２にお
いて、例えば１８４９オングストロームまたは２５３７
オングストロームに主発光スペクトルを有する紫外線を
照射することにより、１０オングストローム前後の膜厚
を有する安定化酸化膜４５が形成される。同時に微細有
機物４１が除去される（図３（ｃ））。

【００５４】図３に示すウェハ表面処理の効果を、図４
および図５に示す。図４はウェット処理ステーションに
おける処理の前と紫外線処理ステーションにおける処理
の後のウェハ表面のカーボン量をＸＰＳ分析により示す
図であり、図４に示すように処理前に比較して処理後カ
ーボン量が大きく減少していることがわかる。また、図
５はウェット処理ステーションにおける処理の前、ＨＦ
処理ステーションにおける処理の後、および紫外線処理
ステーションにおける処理の後におけるウェハ表面の酸
化膜の厚みをＸＰＳ分析により示す図である。図５に示
すように、６オングストローム厚の自然酸化膜がＨＦ処
理ステーションにおける処理によってほとんど除去さ
れ、紫外線処理ステーションにおける処理の後、約１２
オングストローム厚の比較的薄膜の酸化膜が形成され
る。

【００５５】（具体例）次に本発明の具体例について説
明する。本具体例では、ウェハとして５，６，８インチ
φのものを用いた。

【００５６】また、半導体基板表面処理装置の仕様は次
のとおりである。・ウェットステーション仕様薬品：ＨＦ．ＨＣｌ．Ｈ_２Ｏ_２．ＮＨ_４ＯＨ．純水付加機能：ＭＨｚ洗浄．液温温調．スクラブ．流量制
御．ＵＶ処理．スピンドライ．液中パーティクル計測．
時間制御・ＨＦ処理ステーション仕様薬品：ＨＦ．純水付加機能：スピンドライ．純水リンス洗浄．温調．Ｎ_２
パージＯ_２パージ．ガス流量制御．時間制御・紫外線処理ステーションサークル型低圧水銀灯２７ｍｗ／１８４９／２５３７
オングストローム付加機能：温調．Ｎ_２パージ．Ｏ_２パージ．ガス流量制
御時間制御・各ステーションの材質接液部→テフロン系ウェハ接触部→メタルフリー処理前基板収納ステーションおよび処理後基板収納ステ
ーション→ＳＵＳ３０４紫外線処理ステーション→石英・各ステーションの雰囲気：Ｎ_２ガスまたはＯ_２ガス・ガスステーションのＨＦ蒸気：高温度ＨＦ加熱方式・紫外線処理ステーション雰囲気：フローメーター制御
Ｎ_２．Ｏ_２２系統・外枠内清浄度：クラス１００（０．３μｍ）・保持チャック回転数：０〜２０００ｒｐｍ・各ステーションのＮ_２供給：２０リットル／分（３〜
５ｋｇ／ｃｍ²）・各ステーションのＯ_２供給：２０リットル／分（３〜
５ｋｇ／ｃｍ²）・各ステーションの純水供給：２０リットル／分（３〜
５ｋｇ／ｃｍ²）このような仕様の半導体基板表面処理装置を用いてウェ
ハ表面を処理したところ、半導体基板表面処理装置内で
は、パーティクルおよび金属汚染物の逆汚染は生じなか
った。

【００５７】また、ウェット処理ステーションでは、パ
ーティクルが＜１０個（０．１μｍ以上）／６インチφ
となり、金属汚染物がなくなった。

【００５８】さらにＨＦ処理ステーションでは、酸化膜
が０〜１００００オングストローム範囲内で制御でき、
また酸化膜エッチング速度のばらつきが＜±５％となっ
た。

【００５９】また、紫外線処理ステーションでは、酸化
膜が０〜１００００オングストロームの範囲内で制御で
き、さらに酸化膜厚のばらつきが＜±１０％となった。
また紫外線処理ステーションでカーボンのない清浄なウ
ェハ表面が得られた。

【００６０】次に図６および図７により本発明の第２の
実施例について説明する。

【００６１】図６は半導体基板表面処理装置の第２の実
施例を示す平面図であり、図７はその概略側面図であ
る。図６および図７において、半導体基板表面処理装置
は、中央部に配設された紫外線処理ステーション７０
と、紫外線処理ステーション７０の回りを囲んで配設さ
れたウェット処理ステーション７１、ＨＦ処理ステーシ
ョン７２、および基板収納ステーション７３とを備えて
いる。そして核ステーション７０、７１、７２、７３
は、いずれも密閉型となっている。また紫外線処理ステ
ーション７０とウェット処理ステーション７１との間、
紫外線処理ステーション７０とＨＦ処理ステーション７
２との間、および紫外線処理ステーション７０と基板収
納ステーション７３との間は、各々連結管９７、９８、
９９によって互いに連結されている。また連結管９７、
９８、９９は、各々ゲートバルブ８７、８８、８９を有
している。基板収納ステーション７３内には、複数のウ
ェハ１４が収納されるカセット７５が設けられ、カセッ
ト７５内のウェハ８は搬送装置７６によって紫外線処理
ステーション７０内に搬送されるようになっている。

【００６２】また紫外線処理ステーション７０内には、
搬送装置８０が配設されている。この搬送装置８０は回
転軸８１と、回転軸８１に固着された第１アーム８３
と、第１アーム８３に回動自在に取付けられた第２アー
ム８４とからなり、第２アーム８４上にウェハ１４が載
置されている。第２アーム８４の上方には、紫外線ラン
プ２９が設けられ、また紫外線処理ステーション７０内
の上部には、Ｎ_２ガス供給口８５およびＯ_２ガス供給口
８６が各々設けられている。

【００６３】また、図７に示すように、ウェット処理ス
テーション７１には、酸洗浄液供給ユニット９０および
アルカリ洗浄液供給ユニット９１が各々接続されてい
る。これら酸洗浄液供給ユニット９０およびアルカリ洗
浄液供給ユニット９１から供給される酸洗浄液およびア
ルカリ洗浄液は、ウェット処理ステーション内のウェハ
１４上に噴出され、受皿９３内に貯えられる。また、酸
洗浄液供給ユニット９０およびアルカリ洗浄液供給ユニ
ット９１には、各々Ｎ_２ガスが供給されるようになって
いる。

【００６４】他方、ＨＦ処理ステーション７２には、ヒ
ータ９６を有するＨＦ蒸気供給装置９２が接続され、Ｈ
Ｆ蒸気供給装置９２から供給されるＨＦ蒸気はＨＦ処理
ステーション７２内のウェハ１４上に噴出され、ＨＦ処
理ステーション７２内には受皿９４が設けられている。

【００６５】また、ウェット処理ステーション７１およ
びＨＦ処理ステーション７２へは純水（Ｈ_２Ｏ）が供給
されるようになっている。

【００６６】次にこのような構成からなる本実施例の作
用について説明する。まず基板収納ステーション７３の
カセット７５内に収納されているウェハ１４が、搬送装
置７６によって紫外線処理ステーション７０の第２アー
ム８４上に搬送される。次に搬送装置８０によってウェ
ハ１４が、ウェット処理ステーション７１内に搬送され
る。

【００６７】ウェット処理ステーション７１内において
ウェハ１４上に酸洗浄液、純水、およびアルカリ洗浄液
が順次噴出され、ウェハ１４表面の金属汚染物、パーテ
ィクル、および有機物が除去される。次にウェハ１４は
搬送装置８０によって、一旦ウェット処理ステーション
７１から紫外線処理ステーション７０に戻され、その後
ＨＦ処理ステーション７２内に搬送される。

【００６８】ＨＦ処理ステーション７２内において、ウ
ェハ１４上にＨＦ蒸気および純水が順次噴出され、ウェ
ハ１４表面の酸化物が除去される。

【００６９】次に搬送装置８０によってウェハ１４が紫
外線処理ステーション７０内に戻され、紫外線処理ステ
ーション７０内においてウェハ１４に対して紫外線ラン
プ８２から紫外光が照射される。同時にＯ_２ガス供給口
８６からＯ_２ガスが供給される。このようにしてウェハ
１４の微量有機物が分解除去され、同時に安定した酸化
膜が形成される。続いてウェハ１４は、搬送装置８０お
よび７６によって基板収納ステーション７３のカセット
７５内に戻される。このようにして、洗浄化し表面に安
定した酸化膜が形成されたウェハ１４が得られる。

【００７０】なお、上記核実施例において、ウェット処
理ステーション、ＨＦ処理ステーション、および紫外線
処理ステーションを各々独立して設けた例を示したが、
これに限らずウェット処理機能をもった装置ＨＦ処理機
能をもった装置、および紫外線処理機能をもった装置を
単一の密閉室内に収納して半導体基板表面処理装置を構
成してもよい。

【００７１】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の本
発明によれば、ウェハ表面からパーティクル汚染物、有
機汚染物および金属汚染物を除去することができるとと
もに、ウェハ表面の微量有機物を分解除去してウェハ表
面に安定した酸化膜を形成することができる。また各ス
テーション間においてウェハを大気から隔離して搬送す
ることができるので、搬送中にウェハ表面に予期しない
汚染物が付着したり、意図しない酸化物が形成されるこ
とはない。このため表面処理状態を正確に調整すること
ができる。また、請求項２記載の発明によれば、単一の
密閉室内でウェハ表面からパーティクル汚染物、有機汚
染物および金庫汚染物を除去することができ、またウェ
ハ表面に安定した酸化膜を形成することができる。この
ように、ウェハ搬送を行なう必要がないので、搬送によ
る汚染物付着および酸化膜形成を防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による半導体基板表面処理装置の第１の
実施例を示す平面図。

【図２】図１に示す半導体基板表面処理装置の側面図。

【図３】半導体基板表面処理装置の第１の実施例の作用
を示す図。

【図４】半導体基板表面処理装置の第１の実施例のカー
ボン除去効果を示す図。

【図５】半導体基板表面処理装置の第１の実施例の酸化
膜形成効果を示す図。

【図６】本発明による半導体基板表面処理装置の第２の
実施例を示す平面図。

【図７】図６に示す半導体基板表面処理装置の概略図。

【符号の説明】

１外枠６搬送装置８ウェハ９処理前基板収納ステーション１０ウェット処理ステーション１１ＨＦ処理ステーション１２紫外線処理ステーション１３処理後基板収納ステーション１４ａウェハ１４ｂウェハ１４ｃウェハ１５ウェハ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ウェハ表面のパーティクル汚染物および有
機汚染物を除去するアルカリ洗浄液と、ウェハ上の金属
汚染物を除去する酸洗浄液とを順次噴射してウェハを浄
化するウェット処理ステーションと、ウェハに対して弗化水素を気相状態で供給し、ウェハ表
面に形成された酸化膜を除去する弗化水素処理ステーシ
ョンと、表面の酸化膜が除去された後のウェハに対して紫外光を
照射して酸素を供給することにより、ウェハ表面の微量
有機物を分解除去するとともにウェハ表面に酸化膜を形
成する紫外線処理ステーションとを配置し、各ステーションを大気中から隔離するとともに、各ステ
ーション間において前記ウェハを大気から隔離した状態
で搬送するウェハ搬送装置を設けたことを特徴とする半
導体基板表面処理装置。
【請求項２】ウェハ表面のパーティクル汚染物及び有機
汚染物を除去するアルカリ洗浄液と、ウェハ上の金属汚
染物を除去する酸洗浄液とを順次噴射してウェハを浄化
するとともに、ウェハ表面に汚染物を取込んだ酸化膜を
形成するウェット処理装置と、ウェハに対して弗化水素を気相状態で供給し、ウェハ表
面に形成された酸化膜を除去する弗化水素処理装置と、表面の酸化膜が除去された後のウェハに対して紫外光を
照射して酸素を供給することにより、ウェハ表面の微量
有機物を分解除去するとともにウェハ表面に酸化膜を形
成する紫外線処理装置とを備え、前記ウェット処理装置、前記弗化水素処理装置および前
記紫外線処理装置を単一の密閉室内に収容したことを特
徴とする半導体表面処理装置。