JPH08115895A - 基板の洗浄方法 - Google Patents
基板の洗浄方法Info
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- JPH08115895A JPH08115895A JP25213994A JP25213994A JPH08115895A JP H08115895 A JPH08115895 A JP H08115895A JP 25213994 A JP25213994 A JP 25213994A JP 25213994 A JP25213994 A JP 25213994A JP H08115895 A JPH08115895 A JP H08115895A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】反応室内を排気し、溶媒蒸気を供給して基板の
表面に液体層を形成し、薬液蒸気を供給して所定の反応
圧力において基板を洗浄する基板の洗浄方法において、
前記所定の反応圧力より低い圧力において溶媒蒸気を供
給し基板の表面に液体層を形成する基板の洗浄方法。 【効果】洗浄の処理の均一性と再現性を確保しつつ、処
理時間を短く抑え、処理の生産性を向上することができ
る。
表面に液体層を形成し、薬液蒸気を供給して所定の反応
圧力において基板を洗浄する基板の洗浄方法において、
前記所定の反応圧力より低い圧力において溶媒蒸気を供
給し基板の表面に液体層を形成する基板の洗浄方法。 【効果】洗浄の処理の均一性と再現性を確保しつつ、処
理時間を短く抑え、処理の生産性を向上することができ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体素子製造工程で
用いるウェハ等の基板の洗浄方法に関し、より詳細に
は、薬液蒸気を用いてウエハ等の基板をドライ洗浄する
基板の洗浄方法に関する。
用いるウェハ等の基板の洗浄方法に関し、より詳細に
は、薬液蒸気を用いてウエハ等の基板をドライ洗浄する
基板の洗浄方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体素子製造工程においては、ウェハ
上の不純物・不要物の除去が性能確保と歩留まり確保の
ために重要であるため、ウェハの洗浄は頻繁に行われ
る。従来、ウェハの洗浄は、洗浄用液体の中にウェハを
浸す液槽での処理（ウェット処理）が専らであった。し
かし、ウェット処理には、前記洗浄用液体中から微粒子
が付着する問題や、不純物が再付着する汚染の問題があ
るほか、廃液による環境汚染等の問題もあり、液槽を用
いないドライ処理への移行が試みられており、その一つ
の方法として、減圧下で薬液蒸気を用いる気相洗浄方法
が検討されている。
上の不純物・不要物の除去が性能確保と歩留まり確保の
ために重要であるため、ウェハの洗浄は頻繁に行われ
る。従来、ウェハの洗浄は、洗浄用液体の中にウェハを
浸す液槽での処理（ウェット処理）が専らであった。し
かし、ウェット処理には、前記洗浄用液体中から微粒子
が付着する問題や、不純物が再付着する汚染の問題があ
るほか、廃液による環境汚染等の問題もあり、液槽を用
いないドライ処理への移行が試みられており、その一つ
の方法として、減圧下で薬液蒸気を用いる気相洗浄方法
が検討されている。
【０００３】減圧下でフッ化水素水溶液などの薬液蒸気
を用いて気相洗浄する方法は、主に以下の工程からなっ
ている。
を用いて気相洗浄する方法は、主に以下の工程からなっ
ている。
【０００４】ポンプダウン：反応室内を真空排気する
ことによって残存している空気などの不純物を除去す
る。
ことによって残存している空気などの不純物を除去す
る。
【０００５】バックフィル：真空排気した反応室に不
活性ガス（通常は窒素）を導入し、所定の圧力まで昇圧
させる。
活性ガス（通常は窒素）を導入し、所定の圧力まで昇圧
させる。
【０００６】薬液導入（反応）：薬液の蒸気、希釈用
の溶媒の蒸気を所定の割合で反応室内に導入し、所定の
反応圧力まで昇圧させる。所定の反応圧力に到達した後
は、真空排気弁を調節して圧力が所定の反応圧力に保た
れるようにする。
の溶媒の蒸気を所定の割合で反応室内に導入し、所定の
反応圧力まで昇圧させる。所定の反応圧力に到達した後
は、真空排気弁を調節して圧力が所定の反応圧力に保た
れるようにする。
【０００７】ポンプダウン：再び真空排気を行って、
ウェハー表面から薬液、溶媒、前記反応の結果生じた反
応生成物を取り除く。
ウェハー表面から薬液、溶媒、前記反応の結果生じた反
応生成物を取り除く。
【０００８】デソーブ：真空排気を所定の時間続け
て、残存する液体層を完全に除去するとともに、表面に
吸着した薬液分子や溶媒分子を取り除く。
て、残存する液体層を完全に除去するとともに、表面に
吸着した薬液分子や溶媒分子を取り除く。
【０００９】バックフィル：不活性ガスで反応室の圧
力を大気圧まで昇圧し、ウェハの取り出しを可能にす
る。
力を大気圧まで昇圧し、ウェハの取り出しを可能にす
る。
【００１０】すなわち、所定の圧力で溶媒蒸気によって
希釈された薬液蒸気は反応室内に配置された洗浄対象の
ウェハ表面で凝縮し、液体層を形成する。液体層内では
溶液内にウェハを浸した場合と同様の反応がおこる。す
なわち、ウェハ上の除去対象物質はこの薬液によって、
溶解あるいは分解される。そして、反応生成物は真空排
気によって薬液、希釈用の溶媒とともに除去される。
希釈された薬液蒸気は反応室内に配置された洗浄対象の
ウェハ表面で凝縮し、液体層を形成する。液体層内では
溶液内にウェハを浸した場合と同様の反応がおこる。す
なわち、ウェハ上の除去対象物質はこの薬液によって、
溶解あるいは分解される。そして、反応生成物は真空排
気によって薬液、希釈用の溶媒とともに除去される。
【００１１】しかしながら、ウェハ表面の吸着水分量、
及びウェハ上の薄膜内の水分含有量などが異なる場合、
薬液蒸気の凝縮、液体層の形成の速度が変化する。ま
た、初期過程においては薬液蒸気が不均一にウェハ上に
供給され、薬液蒸気の凝縮、液体層の形成の速度が変化
する場合もある。これらの変化は反応速度の変化として
現れ、ウェハ全体、或いは異なるウェハでみた場合、反
応ムラとして観測され、除去量の均一性、再現性を損な
うという問題があった。ことに直前の工程から洗浄工程
に到るまでの経過時間や製造現場の雰囲気（クリーン
度、湿度、温度、保管状態など）にウェハの表面状態は
大きく影響を受けるため、保管状態の良くないウェハで
は均一性、再現性は確保することが困難であった。
及びウェハ上の薄膜内の水分含有量などが異なる場合、
薬液蒸気の凝縮、液体層の形成の速度が変化する。ま
た、初期過程においては薬液蒸気が不均一にウェハ上に
供給され、薬液蒸気の凝縮、液体層の形成の速度が変化
する場合もある。これらの変化は反応速度の変化として
現れ、ウェハ全体、或いは異なるウェハでみた場合、反
応ムラとして観測され、除去量の均一性、再現性を損な
うという問題があった。ことに直前の工程から洗浄工程
に到るまでの経過時間や製造現場の雰囲気（クリーン
度、湿度、温度、保管状態など）にウェハの表面状態は
大きく影響を受けるため、保管状態の良くないウェハで
は均一性、再現性は確保することが困難であった。
【００１２】また、反応に関わる反応性の分子（反応活
性種）はウェハ上の液体層の中では専ら拡散によって除
去対象物質に到達すると考えられる。この過程において
もウェハ表面の初期状態が異なっていることにより生じ
た液体層の不均一は反応速度に反映される。つまり、形
成ムラのある液体層では反応活性種の供給速度にもムラ
が反映され、不均一さが助長されるのである。
性種）はウェハ上の液体層の中では専ら拡散によって除
去対象物質に到達すると考えられる。この過程において
もウェハ表面の初期状態が異なっていることにより生じ
た液体層の不均一は反応速度に反映される。つまり、形
成ムラのある液体層では反応活性種の供給速度にもムラ
が反映され、不均一さが助長されるのである。
【００１３】減圧下で薬液蒸気を用いる洗浄は、使用薬
液中の不純物や微粒子の付着、あるいは汚染の再付着な
どの問題を回避することができる他、薬液の使用量を大
きく低減できるなどの利点に富むが、上記の問題により
均一性、再現性が確保困難であり、実際の生産現場で使
用することは困難であった。ことに自然酸化膜の除去が
洗浄の目的である場合では、対象となる自然酸化膜の膜
厚が薄いため、反応の初期過程での不均一さの影響がよ
り一層大きくなるので、均一性、再現性の確保はより困
難であった。
液中の不純物や微粒子の付着、あるいは汚染の再付着な
どの問題を回避することができる他、薬液の使用量を大
きく低減できるなどの利点に富むが、上記の問題により
均一性、再現性が確保困難であり、実際の生産現場で使
用することは困難であった。ことに自然酸化膜の除去が
洗浄の目的である場合では、対象となる自然酸化膜の膜
厚が薄いため、反応の初期過程での不均一さの影響がよ
り一層大きくなるので、均一性、再現性の確保はより困
難であった。
【００１４】そこで、この問題を解決する方法として、
前記の薬液導入（反応）工程の前に、溶媒導入工程を
設け、反応活性種ではない溶媒の蒸気を先に導入し、予
めウェハの表面に液体の層を形成させることで反応開始
時点でのウェハの表面状態を均一化する方法が提案され
ている（特開平５−２７５４１１号公報）。 これによ
って、薄い酸化膜の除去に際しても高い均一性と高い再
現性を同時に実現できる。
前記の薬液導入（反応）工程の前に、溶媒導入工程を
設け、反応活性種ではない溶媒の蒸気を先に導入し、予
めウェハの表面に液体の層を形成させることで反応開始
時点でのウェハの表面状態を均一化する方法が提案され
ている（特開平５−２７５４１１号公報）。 これによ
って、薄い酸化膜の除去に際しても高い均一性と高い再
現性を同時に実現できる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】上記の方法、すなわ
ち、薬液蒸気の導入に先だって、反応活性種を含まない
希釈用の溶媒蒸気を導入し、予めウェハの表面に液体の
層を形成する方法では、ウェハ表面の吸着水分量及びウ
ェハ上の薄膜内の水分含有量にかかわらず、希釈用の溶
媒の液体層がウェハ表面に均一に形成される。したがっ
て、その後に導入される薬液蒸気の反応活性種のウェハ
表面への到達は、均一な液体層内の拡散によって律速さ
れるため、ウェハ表面の状態及び薬液蒸気導入の不均一
に起因する除去の均一性、再現性の低下がない処理が可
能である。しかし、薬液蒸気の反応活性種のウェハ表面
への到達がこの液体層内での拡散に依存しており、この
液体層が比較的厚く形成されるため、薬液蒸気導入から
反応開始までの時間が著しく長く、その結果処理時間が
長くなり、処理の生産性が低下するという問題があっ
た。
ち、薬液蒸気の導入に先だって、反応活性種を含まない
希釈用の溶媒蒸気を導入し、予めウェハの表面に液体の
層を形成する方法では、ウェハ表面の吸着水分量及びウ
ェハ上の薄膜内の水分含有量にかかわらず、希釈用の溶
媒の液体層がウェハ表面に均一に形成される。したがっ
て、その後に導入される薬液蒸気の反応活性種のウェハ
表面への到達は、均一な液体層内の拡散によって律速さ
れるため、ウェハ表面の状態及び薬液蒸気導入の不均一
に起因する除去の均一性、再現性の低下がない処理が可
能である。しかし、薬液蒸気の反応活性種のウェハ表面
への到達がこの液体層内での拡散に依存しており、この
液体層が比較的厚く形成されるため、薬液蒸気導入から
反応開始までの時間が著しく長く、その結果処理時間が
長くなり、処理の生産性が低下するという問題があっ
た。
【００１６】本発明は上記課題に鑑みなされたものであ
り、処理の均一性と再現性を確保しつつ、処理時間を短
く抑え、処理の生産性を向上させることができるウェハ
等の基板の洗浄方法を提供することを目的としている。
り、処理の均一性と再現性を確保しつつ、処理時間を短
く抑え、処理の生産性を向上させることができるウェハ
等の基板の洗浄方法を提供することを目的としている。
【００１７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の試料の洗浄方法は、反応室内を排気し、溶媒
蒸気を供給して基板の表面に液体層を形成し、薬液蒸気
を供給して所定の反応圧力において基板を洗浄する基板
の洗浄方法において、前記所定の反応圧力より低い圧力
において溶媒蒸気を供給し基板の表面に液体層を形成す
ることを特徴としている。
に本発明の試料の洗浄方法は、反応室内を排気し、溶媒
蒸気を供給して基板の表面に液体層を形成し、薬液蒸気
を供給して所定の反応圧力において基板を洗浄する基板
の洗浄方法において、前記所定の反応圧力より低い圧力
において溶媒蒸気を供給し基板の表面に液体層を形成す
ることを特徴としている。
【００１８】
【作用】希釈用の溶媒蒸気によって試料の表面に形成さ
れる液体層の厚みは圧力に依存する。液体層の厚みは、
低圧力の場合薄く、高圧力の場合厚く形成される。
れる液体層の厚みは圧力に依存する。液体層の厚みは、
低圧力の場合薄く、高圧力の場合厚く形成される。
【００１９】本発明方法によれば、洗浄処理において最
適な圧力である反応圧力とは異なる圧力、すなわちそれ
より低い圧力において希釈用の溶媒蒸気を供給し試料の
表面に液体層を形成するので、液体層の厚みを薄くする
ことができる。したがって、初期過程において薬液蒸気
の反応活性種がこの液体層を拡散するのに必要な時間を
短かくすることができるので、反応開始までの時間の遅
延が小さく、従来の比較的厚い液体層が形成されること
に起因する処理時間の増加を抑えることができる。
適な圧力である反応圧力とは異なる圧力、すなわちそれ
より低い圧力において希釈用の溶媒蒸気を供給し試料の
表面に液体層を形成するので、液体層の厚みを薄くする
ことができる。したがって、初期過程において薬液蒸気
の反応活性種がこの液体層を拡散するのに必要な時間を
短かくすることができるので、反応開始までの時間の遅
延が小さく、従来の比較的厚い液体層が形成されること
に起因する処理時間の増加を抑えることができる。
【００２０】この希釈用の溶媒蒸気の供給は、反応圧力
より低い圧力であれば良く、一定の圧力で導入しても、
圧力を変化させつつ導入しても、どちらでも良い。
より低い圧力であれば良く、一定の圧力で導入しても、
圧力を変化させつつ導入しても、どちらでも良い。
【００２１】
【実施例】以下、本発明の試料の洗浄方法の実施例を図
面に基づいて説明する。図１は、実施例の基板の洗浄方
法の実験に用いた減圧気相洗浄装置の模式図である。図
中１０は炭化珪素（ＳｉＣ）等で形成された略半球体状
の反応室である。反応室１０の先端部には突部１０ａが
形成されており、この突部には反応室１０内に反応性薬
液蒸気、溶媒蒸気、不活性ガスを供給するためのノズル
１１と反応室１０内を排気するための排気口１２が設け
られている。排気口１２は、排気路１３、コンダクタン
ス可変の真空排気弁１４を介して真空ポンプ１５に接続
されている。
面に基づいて説明する。図１は、実施例の基板の洗浄方
法の実験に用いた減圧気相洗浄装置の模式図である。図
中１０は炭化珪素（ＳｉＣ）等で形成された略半球体状
の反応室である。反応室１０の先端部には突部１０ａが
形成されており、この突部には反応室１０内に反応性薬
液蒸気、溶媒蒸気、不活性ガスを供給するためのノズル
１１と反応室１０内を排気するための排気口１２が設け
られている。排気口１２は、排気路１３、コンダクタン
ス可変の真空排気弁１４を介して真空ポンプ１５に接続
されている。
【００２２】ノズル１１は、不活性ガス導入路１６を介
して、不活性ガス供給源２４に接続されており、その経
路に、流量を制御するためのマスフローコントローラ
（以下、ＭＦＣと記す）１７が設けられている。さらに
ノズル１１は、薬液蒸気供給路１８を介して、もう一方
がＭＦＣ２０及び不活性ガス供給源２４に接続された薬
液蒸気発生室１９に、また溶媒蒸気供給路２１を介し
て、もう一方がＭＦＣ２３及び不活性ガス供給源に接続
された溶媒蒸気発生室２２に接続されている。
して、不活性ガス供給源２４に接続されており、その経
路に、流量を制御するためのマスフローコントローラ
（以下、ＭＦＣと記す）１７が設けられている。さらに
ノズル１１は、薬液蒸気供給路１８を介して、もう一方
がＭＦＣ２０及び不活性ガス供給源２４に接続された薬
液蒸気発生室１９に、また溶媒蒸気供給路２１を介し
て、もう一方がＭＦＣ２３及び不活性ガス供給源に接続
された溶媒蒸気発生室２２に接続されている。
【００２３】薬液蒸気発生室１９及び溶媒蒸気発生室２
２は、図示しない加熱手段を備え、薬液および溶媒の温
度をそれぞれ所定の温度に維持できる構成となってい
る。また、薬液蒸気供給路１８及び溶媒蒸気供給路２１
も、図示しない加熱手段を備え、所定の温度に加熱でき
る構成となっている。通常、薬液はフッ化水素（ＨＦ）
水溶液あるいは塩化水素（ＨＣｌ）水溶液等から選ばれ
た１つまたは複数が用いられ、前記薬液を希釈する希釈
用溶媒は、超純水あるいは２−プロパノール（イソプロ
ピルアルコール、ＩＰＡ）等から選ばれた１つまたは複
数が用いられる。
２は、図示しない加熱手段を備え、薬液および溶媒の温
度をそれぞれ所定の温度に維持できる構成となってい
る。また、薬液蒸気供給路１８及び溶媒蒸気供給路２１
も、図示しない加熱手段を備え、所定の温度に加熱でき
る構成となっている。通常、薬液はフッ化水素（ＨＦ）
水溶液あるいは塩化水素（ＨＣｌ）水溶液等から選ばれ
た１つまたは複数が用いられ、前記薬液を希釈する希釈
用溶媒は、超純水あるいは２−プロパノール（イソプロ
ピルアルコール、ＩＰＡ）等から選ばれた１つまたは複
数が用いられる。
【００２４】実施例のウェハの洗浄方法を上記ウェハ洗
浄装置に適用した場合の処理シーケンスを示す図２に基
づいて説明する。図２の縦軸は反応室１０内の圧力の変
化、横軸は経過時間である。各処理シーケンスの説明は
図２に示した各処理シーケンスの番号と対応しており、
（ ）内に示した数値は各処理シーケンスに要する時間
（秒）を示している。
浄装置に適用した場合の処理シーケンスを示す図２に基
づいて説明する。図２の縦軸は反応室１０内の圧力の変
化、横軸は経過時間である。各処理シーケンスの説明は
図２に示した各処理シーケンスの番号と対応しており、
（ ）内に示した数値は各処理シーケンスに要する時間
（秒）を示している。
【００２５】本実施例では、ウエハＳは６インチシリコ
ンウエハであり、洗浄除去対象はウエハ上に形成された
シリコン熱酸化膜（膜厚：約１０００ｎｍ）であり、前
記シリコン熱酸化膜を１１ｎｍ除去するように処理シー
ケンスを構成した。薬液は３８．４％フッ化水素水溶液
（共沸温度）、前記薬液を希釈する希釈用の溶媒は超純
水（抵抗値：１６ＭΩ／ｃｍ以上）を用い、不活性ガス
はＮ2 を用いた。薬液蒸気発生室１９は４０℃に、溶媒
蒸気発生室２２も４０℃に維持した。
ンウエハであり、洗浄除去対象はウエハ上に形成された
シリコン熱酸化膜（膜厚：約１０００ｎｍ）であり、前
記シリコン熱酸化膜を１１ｎｍ除去するように処理シー
ケンスを構成した。薬液は３８．４％フッ化水素水溶液
（共沸温度）、前記薬液を希釈する希釈用の溶媒は超純
水（抵抗値：１６ＭΩ／ｃｍ以上）を用い、不活性ガス
はＮ2 を用いた。薬液蒸気発生室１９は４０℃に、溶媒
蒸気発生室２２も４０℃に維持した。
【００２６】ポンプダウン（７秒間）：反応室１０内
を真空排気することによって残存している空気などの不
純物を除去する。
を真空排気することによって残存している空気などの不
純物を除去する。
【００２７】バックフィル（５秒間）：真空排気した
反応室１０に不活性ガス供給路１６を介してノズル１１
からＮ2 を導入し、反応室１０内の圧力を液体層形成圧
力８０Torrまで昇圧させる。
反応室１０に不活性ガス供給路１６を介してノズル１１
からＮ2 を導入し、反応室１０内の圧力を液体層形成圧
力８０Torrまで昇圧させる。
【００２８】溶媒導入（１０秒間）：２．０slm のキ
ャリアガスＮ2 をＭＦＣ２３を介して溶媒蒸気発生室２
２に導入し、溶媒蒸気発生室２２から溶媒蒸気供給路２
１を介して、超純水の蒸気を反応室１０内に導入し、前
記液体層形成圧力８０TorrにおいてウェハＳの表面に水
の薄い膜を形成する。
ャリアガスＮ2 をＭＦＣ２３を介して溶媒蒸気発生室２
２に導入し、溶媒蒸気発生室２２から溶媒蒸気供給路２
１を介して、超純水の蒸気を反応室１０内に導入し、前
記液体層形成圧力８０TorrにおいてウェハＳの表面に水
の薄い膜を形成する。
【００２９】薬液導入（昇圧：１０秒間、反応：１０
０秒間）：先ず、１．０slm のキャリアガスＮ2 をＭＦ
Ｃ２０を介して薬液蒸気発生室１９に導入し、薬液蒸気
発生室２３から薬液蒸気供給路１８を介して、フッ化水
素水溶液の蒸気を反応室１０内に導入するとともに、
１．０slm のキャリアガスＮ2 をＭＦＣ２３を介して溶
媒蒸気発生室２２に導入し、溶媒蒸気発生室２２から溶
媒蒸気供給路２１を介して、超純水の蒸気を反応室１０
内に導入し、液体層形成圧力８０Torrとし、その後、薬
液蒸気供給側のキャリアガスＮ2 の流量を１．０slm 、
溶媒蒸気供給側のキャリアガスＮ2 の流量を１．０slm
まで１０秒間で増加させ、反応圧力１５０Torrまで昇圧
し、その後１００秒間この圧力を維持して、フッ化水素
水溶液の蒸気をウエハ上に凝縮させ、前記フッ化水素の
反応活性種を液体層内で拡散させてウエハ上に形成され
たシリコン熱酸化膜と反応させ除去する。
０秒間）：先ず、１．０slm のキャリアガスＮ2 をＭＦ
Ｃ２０を介して薬液蒸気発生室１９に導入し、薬液蒸気
発生室２３から薬液蒸気供給路１８を介して、フッ化水
素水溶液の蒸気を反応室１０内に導入するとともに、
１．０slm のキャリアガスＮ2 をＭＦＣ２３を介して溶
媒蒸気発生室２２に導入し、溶媒蒸気発生室２２から溶
媒蒸気供給路２１を介して、超純水の蒸気を反応室１０
内に導入し、液体層形成圧力８０Torrとし、その後、薬
液蒸気供給側のキャリアガスＮ2 の流量を１．０slm 、
溶媒蒸気供給側のキャリアガスＮ2 の流量を１．０slm
まで１０秒間で増加させ、反応圧力１５０Torrまで昇圧
し、その後１００秒間この圧力を維持して、フッ化水素
水溶液の蒸気をウエハ上に凝縮させ、前記フッ化水素の
反応活性種を液体層内で拡散させてウエハ上に形成され
たシリコン熱酸化膜と反応させ除去する。
【００３０】ポンプダウン（７秒間）：真空ポンプ１
５により再び真空排気を行って、ウェハＳ表面から薬
液、溶媒、反応生成物を取り除く。
５により再び真空排気を行って、ウェハＳ表面から薬
液、溶媒、反応生成物を取り除く。
【００３１】デソーブ（２５秒間）：さらに真空排気
を所定の時間続けて、残存する液体層を完全に除去する
とともに、ウェハＳ表面に吸着した薬液分子や水分を取
り除く。
を所定の時間続けて、残存する液体層を完全に除去する
とともに、ウェハＳ表面に吸着した薬液分子や水分を取
り除く。
【００３２】バックフィル（１３秒間）：不活性ガス
供給路１６を介して、ノズル１１からＮ2 を導入して、
反応室の圧力を大気圧まで昇圧し、ウェハの取り出しを
可能にする。
供給路１６を介して、ノズル１１からＮ2 を導入して、
反応室の圧力を大気圧まで昇圧し、ウェハの取り出しを
可能にする。
【００３３】これに対して従来の処理シーケンスを示す
図４に基づいて説明する。図２と同様、図４の縦軸は反
応室１０内の圧力の変化、横軸は経過時間である。な
お、処理シーケンス以外の実験条件は先のものと同じで
ある。
図４に基づいて説明する。図２と同様、図４の縦軸は反
応室１０内の圧力の変化、横軸は経過時間である。な
お、処理シーケンス以外の実験条件は先のものと同じで
ある。
【００３４】ポンプダウン（７秒間）：反応室１０内
を真空排気することによって残存している空気などの不
純物を除去する。
を真空排気することによって残存している空気などの不
純物を除去する。
【００３５】バックフィル（８秒間）：真空排気した
反応室１０に不活性ガス供給路１６を介してノズル１１
からＮ2 を導入し、反応室１０内の圧力を反応圧力１５
０Ｔｏｒｒまで昇圧させる。
反応室１０に不活性ガス供給路１６を介してノズル１１
からＮ2 を導入し、反応室１０内の圧力を反応圧力１５
０Ｔｏｒｒまで昇圧させる。
【００３６】溶媒導入（１０秒間）：５．０ｓｌｍ
のキャリアガスＮ2 をＭＦＣ２３を介して溶媒蒸気発生
室２２に導入し、溶媒蒸気発生室２２から溶媒蒸気供給
路２１を介して、超純水の蒸気を反応室１０内に導入
し、前記反応圧力１５０TorrにおいてウェハＳの表面に
水の薄い膜を形成する。
のキャリアガスＮ2 をＭＦＣ２３を介して溶媒蒸気発生
室２２に導入し、溶媒蒸気発生室２２から溶媒蒸気供給
路２１を介して、超純水の蒸気を反応室１０内に導入
し、前記反応圧力１５０TorrにおいてウェハＳの表面に
水の薄い膜を形成する。
【００３７】薬液導入（反応：１４４秒間）：０．３
slm のキャリアガスＮ2 をＭＦＣ２０を介して薬液蒸気
発生室１９に導入し、薬液蒸気発生室１９から薬液蒸気
供給路１８を介して、フッ化水素水溶液の蒸気を反応室
１０内に導入するとともに、４．７slm のキャリアガス
Ｎ2 をＭＦＣ２３を介して溶媒蒸気発生室２２に導入
し、溶媒蒸気発生室２２から溶媒蒸気供給路２１を介し
て、超純水の蒸気を反応室１０内に導入し、反応圧力１
５０Torrにおいて、フッ化水素水溶液の蒸気をウエハ上
に凝縮させ、前記フッ化水素の反応活性種を液体層内で
拡散させてウエハ上に形成されたシリコン熱酸化膜と反
応させ除去する。
slm のキャリアガスＮ2 をＭＦＣ２０を介して薬液蒸気
発生室１９に導入し、薬液蒸気発生室１９から薬液蒸気
供給路１８を介して、フッ化水素水溶液の蒸気を反応室
１０内に導入するとともに、４．７slm のキャリアガス
Ｎ2 をＭＦＣ２３を介して溶媒蒸気発生室２２に導入
し、溶媒蒸気発生室２２から溶媒蒸気供給路２１を介し
て、超純水の蒸気を反応室１０内に導入し、反応圧力１
５０Torrにおいて、フッ化水素水溶液の蒸気をウエハ上
に凝縮させ、前記フッ化水素の反応活性種を液体層内で
拡散させてウエハ上に形成されたシリコン熱酸化膜と反
応させ除去する。
【００３８】ポンプダウン（７秒間）：真空ポンプ１
５により再び真空排気を行って、ウェハＳ表面から薬
液、溶媒、反応生成物を取り除く。
５により再び真空排気を行って、ウェハＳ表面から薬
液、溶媒、反応生成物を取り除く。
【００３９】デソーブ（２５秒間）：さらに真空排気
を所定の時間続けて、残存する液体層を完全に除去する
とともに、ウェハＳ表面に吸着した薬液分子や水分を取
り除く。
を所定の時間続けて、残存する液体層を完全に除去する
とともに、ウェハＳ表面に吸着した薬液分子や水分を取
り除く。
【００４０】バックフィル（１３秒間）：不活性ガス
供給路１６を介して、ノズル１１からＮ2 を導入して、
反応室の圧力を大気圧まで昇圧し、ウェハの取り出しを
可能にする。
供給路１６を介して、ノズル１１からＮ2 を導入して、
反応室の圧力を大気圧まで昇圧し、ウェハの取り出しを
可能にする。
【００４１】溶媒導入を従来例より低圧力で行った上記
実施例の処理シーケンスを用いることにより、薬液導入
（反応）時間を１４４秒間から１５５秒間に短縮するこ
とができることを確認した。これにより、従来の処理シ
ーケンスでは２１４秒間に対して、実施例の処理シーケ
ンスでは１４４秒間に処理時間を短縮することができ
た。
実施例の処理シーケンスを用いることにより、薬液導入
（反応）時間を１４４秒間から１５５秒間に短縮するこ
とができることを確認した。これにより、従来の処理シ
ーケンスでは２１４秒間に対して、実施例の処理シーケ
ンスでは１４４秒間に処理時間を短縮することができ
た。
【００４２】また、従来の処理シーケンスでは平均１１
ｎｍのシリコン熱酸化膜除去において６インチウェハの
面内均一性±３．２％、ウェハ２５枚での再現性±２．
１％であったが、実施例の処理シーケンスでは６インチ
ウェハの面内均一性±１．５％、ウェハ２５枚での再現
性±１．５％であり、均一性、再現性とも従来の処理シ
ーケンスに比べ向上していることが確認された。
ｎｍのシリコン熱酸化膜除去において６インチウェハの
面内均一性±３．２％、ウェハ２５枚での再現性±２．
１％であったが、実施例の処理シーケンスでは６インチ
ウェハの面内均一性±１．５％、ウェハ２５枚での再現
性±１．５％であり、均一性、再現性とも従来の処理シ
ーケンスに比べ向上していることが確認された。
【００４３】次に別の実施例の処理シーケンスを示す図
３に基づいて説明する。図２と同様、図３の縦軸は反応
室１０内の圧力の変化、横軸は経過時間である。なお、
処理シーケンス以外の実験条件は先の実施例および従来
例のものと同じである。
３に基づいて説明する。図２と同様、図３の縦軸は反応
室１０内の圧力の変化、横軸は経過時間である。なお、
処理シーケンス以外の実験条件は先の実施例および従来
例のものと同じである。
【００４４】ポンプダウン（７秒間）：反応室１０内
を真空排気することによって残存している空気などの不
純物を除去する。
を真空排気することによって残存している空気などの不
純物を除去する。
【００４５】バックフィル・溶媒導入（５秒間）：真
空排気した反応室１０に不活性ガス供給路１６を介して
ノズル１１からＮ2 を流量を増加させつつ最終的には
１．０slm 導入するとともに、キャリアガスＮ2 を流量
を増加させつつ最終的には１．０slm をＭＦＣ２３を介
して溶媒蒸気発生室２２に導入し、溶媒蒸気発生室２９
から溶媒蒸気供給路２１を介して、超純水の蒸気を反応
室１０内に導入することにより、前記液体層形成圧力８
０Torrまで反応室１０内の圧力を昇圧させつつウェハＳ
の表面に水の薄い膜を形成する。
空排気した反応室１０に不活性ガス供給路１６を介して
ノズル１１からＮ2 を流量を増加させつつ最終的には
１．０slm 導入するとともに、キャリアガスＮ2 を流量
を増加させつつ最終的には１．０slm をＭＦＣ２３を介
して溶媒蒸気発生室２２に導入し、溶媒蒸気発生室２９
から溶媒蒸気供給路２１を介して、超純水の蒸気を反応
室１０内に導入することにより、前記液体層形成圧力８
０Torrまで反応室１０内の圧力を昇圧させつつウェハＳ
の表面に水の薄い膜を形成する。
【００４６】薬液導入（昇圧：１０秒間、反応：１０
０秒間）：先ず、１．０slm のキャリアガスＮ2 をＭＦ
Ｃ２０を介して薬液蒸気発生室１９に導入し、薬液蒸気
発生室１９から薬液蒸気供給路１８を介して、フッ化水
素水溶液の蒸気を反応室１０内に導入するとともに、
１．０slm のキャリアガスＮ2 をＭＦＣ２３を介して溶
媒蒸気発生室２２に導入し、溶媒蒸気発生室２２から溶
媒蒸気供給路２１を介して、超純水の蒸気を反応室１０
内に導入し、液体層形成圧力８０Torrとし、その後、薬
液蒸気供給側のキャリアガスＮ2 の流量を１．０slm 、
溶媒蒸気供給側のキャリアガスＮ2 の流量を１．０slm
まで１０秒間で増加させ、反応圧力１５０Torrまで昇圧
し、その後１００秒間この圧力を維持して、フッ化水素
水溶液の蒸気をウエハ上に凝縮させ、前記フッ化水素の
反応活性種を液体層中で拡散させてウエハ上に形成され
たシリコン熱酸化膜と反応させ除去する。
０秒間）：先ず、１．０slm のキャリアガスＮ2 をＭＦ
Ｃ２０を介して薬液蒸気発生室１９に導入し、薬液蒸気
発生室１９から薬液蒸気供給路１８を介して、フッ化水
素水溶液の蒸気を反応室１０内に導入するとともに、
１．０slm のキャリアガスＮ2 をＭＦＣ２３を介して溶
媒蒸気発生室２２に導入し、溶媒蒸気発生室２２から溶
媒蒸気供給路２１を介して、超純水の蒸気を反応室１０
内に導入し、液体層形成圧力８０Torrとし、その後、薬
液蒸気供給側のキャリアガスＮ2 の流量を１．０slm 、
溶媒蒸気供給側のキャリアガスＮ2 の流量を１．０slm
まで１０秒間で増加させ、反応圧力１５０Torrまで昇圧
し、その後１００秒間この圧力を維持して、フッ化水素
水溶液の蒸気をウエハ上に凝縮させ、前記フッ化水素の
反応活性種を液体層中で拡散させてウエハ上に形成され
たシリコン熱酸化膜と反応させ除去する。
【００４７】ポンプダウン（７秒間）：真空ポンプ１
５により再び真空排気を行って、ウェハーＳ表面から薬
液、溶媒、反応生成物を取り除く。
５により再び真空排気を行って、ウェハーＳ表面から薬
液、溶媒、反応生成物を取り除く。
【００４８】デソーブ（２５秒間）：さらに真空排気
を所定の時間続けて、残存する液体層を完全に除去する
とともに、ウェハＳ表面に吸着した薬液分子や水分を取
り除く。
を所定の時間続けて、残存する液体層を完全に除去する
とともに、ウェハＳ表面に吸着した薬液分子や水分を取
り除く。
【００４９】バックフィル（１３秒間）：不活性ガス
供給路１６を介して、ノズル１１からＮ2 を導入して、
反応室の圧力を大気圧まで昇圧し、ウェハの取り出しを
可能にする。
供給路１６を介して、ノズル１１からＮ2 を導入して、
反応室の圧力を大気圧まで昇圧し、ウェハの取り出しを
可能にする。
【００５０】本実施例においては、先の実施例のバッ
クフィルの工程と溶媒導入の工程とを同時に行うこと
により、液体層の形成を最適化し、さらに処理時間の短
縮を可能とした。
クフィルの工程と溶媒導入の工程とを同時に行うこと
により、液体層の形成を最適化し、さらに処理時間の短
縮を可能とした。
【００５１】これにより、さらに、薬液導入（反応）時
間を１４４秒間に短縮することができることを確認し
た。また、全体の処理時間１５７秒間に短縮することが
できた。
間を１４４秒間に短縮することができることを確認し
た。また、全体の処理時間１５７秒間に短縮することが
できた。
【００５２】また、本実施例においても平均１１ｎｍの
シリコン熱酸化膜除去において６インチウェハの面内均
一性±１．９％、ウェハ２５枚での再現性±０．７％と
やはり、均一性、再現性とも従来の処理シーケンスに比
べ向上していることが確認された。
シリコン熱酸化膜除去において６インチウェハの面内均
一性±１．９％、ウェハ２５枚での再現性±０．７％と
やはり、均一性、再現性とも従来の処理シーケンスに比
べ向上していることが確認された。
【００５３】また、先の実施例及び本実施例の処理シー
ケンスで処理を行ったウェハの面内の微粒子増減を測定
したが、従来例のシーケンスと同様に、６インチウェハ
１枚あたり±１５コであり、洗浄工程で微粒子の付着が
ないと判断できる結果を得た。すなわち、微粒子の付着
がほとんどないという従来のシーケンスで得ることがで
きていた利点を損なうことがないことが確認された。
ケンスで処理を行ったウェハの面内の微粒子増減を測定
したが、従来例のシーケンスと同様に、６インチウェハ
１枚あたり±１５コであり、洗浄工程で微粒子の付着が
ないと判断できる結果を得た。すなわち、微粒子の付着
がほとんどないという従来のシーケンスで得ることがで
きていた利点を損なうことがないことが確認された。
【００５４】また、薬液として３８．４％フッ化水素水
溶液（共沸温度）、前記薬液を希釈する希釈用の溶媒と
して超純水（抵抗値：１６ＭΩ／ｃｍ以上）を用いたシ
リコンの熱酸化膜除去の先の実施例及び本実施例の処理
シーケンスでは、液体層形成圧力としては反応圧力より
低い圧力であれば処理時間を短縮する効果があるが、液
体層形成圧力として先の８０Torrを含む２０Torr〜１０
０Torrがより有効であった。
溶液（共沸温度）、前記薬液を希釈する希釈用の溶媒と
して超純水（抵抗値：１６ＭΩ／ｃｍ以上）を用いたシ
リコンの熱酸化膜除去の先の実施例及び本実施例の処理
シーケンスでは、液体層形成圧力としては反応圧力より
低い圧力であれば処理時間を短縮する効果があるが、液
体層形成圧力として先の８０Torrを含む２０Torr〜１０
０Torrがより有効であった。
【００５５】
【発明の効果】以上詳述したように本発明のウェハ等の
基板の洗浄方法にあっては、洗浄処理において最適化さ
れ圧力である反応圧力とは異なる圧力、すなわちそれよ
り低い圧力において希釈用の溶媒蒸気を供給し試料の表
面に液体層を形成するので、液体層の厚みを薄くするこ
とができ、処理の均一性と再現性を確保しつつ、処理時
間を短く抑え、処理の生産性を向上することができる。
基板の洗浄方法にあっては、洗浄処理において最適化さ
れ圧力である反応圧力とは異なる圧力、すなわちそれよ
り低い圧力において希釈用の溶媒蒸気を供給し試料の表
面に液体層を形成するので、液体層の厚みを薄くするこ
とができ、処理の均一性と再現性を確保しつつ、処理時
間を短く抑え、処理の生産性を向上することができる。
【図１】実施例のウェハの洗浄方法の実験に用いた減圧
気相洗浄装置を示した模式図である。
気相洗浄装置を示した模式図である。
【図２】実施例のウェハ洗浄方法の処理シーケンスを示
したグラフである。
したグラフである。
【図３】別の実施例のウェハ洗浄方法の処理シーケンス
を示したグラフである。
を示したグラフである。
【図４】従来例のウェハ洗浄方法の処理シーケンスを示
したグラフである。
したグラフである。
１０ 反応室 １０ａ 突部 １１ ノズル １２ 排気口 １３ 排気路 １４ 真空排気弁 １５ 真空ポンプ １６ 不活性ガス供給路 １７ マスフローコントローラ（ＭＦＣ） １８ 薬液蒸気供給路 １９ 薬液蒸気発生室 ２０ マスフローコントローラ（ＭＦＣ） ２１ 溶媒蒸気供給路 ２２ 溶媒蒸気発生室 ２３ マスフローコントローラ（ＭＦＣ） ２４ 不活性ガス供給源
Claims (1)
- 【請求項１】反応室内を排気し、前もって溶媒蒸気を供
給して基板の表面に液体層を形成し、薬液蒸気を供給し
て所定の反応圧力において基板を洗浄する基板の洗浄方
法において、前記所定の反応圧力より低い圧力において
溶媒蒸気を供給し基板の表面に液体層を形成することを
特徴とする基板の洗浄方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25213994A JPH08115895A (ja) | 1994-10-18 | 1994-10-18 | 基板の洗浄方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25213994A JPH08115895A (ja) | 1994-10-18 | 1994-10-18 | 基板の洗浄方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08115895A true JPH08115895A (ja) | 1996-05-07 |
Family
ID=17233024
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25213994A Pending JPH08115895A (ja) | 1994-10-18 | 1994-10-18 | 基板の洗浄方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08115895A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6065481A (en) * | 1997-03-26 | 2000-05-23 | Fsi International, Inc. | Direct vapor delivery of enabling chemical for enhanced HF etch process performance |
| US7191785B2 (en) | 1999-07-30 | 2007-03-20 | Tokyo Electron Limited | Substrate processing apparatus for resist film removal |
-
1994
- 1994-10-18 JP JP25213994A patent/JPH08115895A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6065481A (en) * | 1997-03-26 | 2000-05-23 | Fsi International, Inc. | Direct vapor delivery of enabling chemical for enhanced HF etch process performance |
| US6299724B1 (en) * | 1997-03-26 | 2001-10-09 | Fsi International, Inc. | Direct vapor delivery of enabling chemical for enhanced HF etch process performance |
| US7191785B2 (en) | 1999-07-30 | 2007-03-20 | Tokyo Electron Limited | Substrate processing apparatus for resist film removal |
| KR100709982B1 (ko) * | 1999-07-30 | 2007-04-20 | 동경 엘렉트론 주식회사 | 기판처리방법 및 기판처리장치 |
| KR100709950B1 (ko) * | 1999-07-30 | 2007-04-25 | 동경 엘렉트론 주식회사 | 기판처리방법 및 기판처리장치 |
| KR100729410B1 (ko) * | 1999-07-30 | 2007-06-15 | 동경 엘렉트론 주식회사 | 기판처리방법 및 기판처리장치 |
| KR100735876B1 (ko) * | 1999-07-30 | 2007-07-06 | 동경 엘렉트론 주식회사 | 기판처리방법 및 기판처리장치 |
| KR100834080B1 (ko) * | 1999-07-30 | 2008-06-02 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 기판처리장치 |
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