JPS5911629A - 表面清浄化方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 この発明は、表面清浄化技術、特に半導体表面の清浄化
技術に係わる。

〔従来技術とその問題点〕

半導体集積回路製造工程において、表面清浄化工程は随
所で必要とされる。表面を構成する材料によって便用す
る薬品、方法は多少異なるが、基本的には酸化−還元作
用の組み合せである。たとえはＭＯ８型集積回路製造工
程におけるゲート酸化膜形成前には、硫酸−過酸化水素
混液中での煮弗、塩酸−過酸化水素混液中での煮弗、希
弗酸中の浸漬、および水洗の４工程で表面清浄化が行な
われる。しかしながら、水中にはバクテリアが存在し、
ており、水洗は酸溶液を洗い流すために不可決であるが
、同時にバクテリア汚染を伴う。このバクテリア汚染は
、ゲート酸化膜質不良の原因となるという難点があった
。

〔発明の目的〕

本発明は、上記難点を鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、溶液および水を使用することなく、乾
式方法で行なう表面清浄化方法を提供することにあり、
酸素・水素両ラジカルを発生せしめ表面に作用させるこ
とを特徴とする。

〔発明の概要〕

本発明は、０．圧力ｇ、ＩＴｏｒｒ下で２．４５　ＧＨ
ｚ　＋７）　？　イクロ波を印加することにより放電さ
せ、発生せしめた酸素ラジカル詔よび鳩圧力Ｉ　Ｔｏｒ
ｒで、紫外光照射により励起・解離せしめ、発生した水
素ラジカルを順次Ｓｉウェーハ表面に作用させる。

〔発明の効果〕

本発明によればゲート酸化膜質のすぐれた素子を得るこ
とができる。

〔発明の実施例〕

萬１図に、本発明を実施するにあたり製作・使用した装
置の概略を示す。この装置は、２つの処理室１，２、ウ
ェーハロード室３、アンロード室および中間室５から構
成され、各部屋は、ゲートバルブ６．７，８，９により
仕切られている。ウェーハロード、アンロード室３，４
は、ソープションポンプ３１　、３２とクライオポンプ
２９，３０．処理室ｌ、２３よび中間室５は、ターボ分
子ポンプ１０゜１１　、１２を使用して排気する。各部
屋と真空ポンプ間に排気バルブ１３　、１４　、１５　
、１６　、１７を備える。処理室１では酸化処理が行な
われる。処理室１に接続された石英管１８の途中に設け
られたアプリケーター１９へ、マイクロ波発振器側から
マイクロ波を印加し、導入されたＯ、ガスを放電し、酸
素ラジカルを祐生せしめる。発生した酸素ラジカルは、
分散′ハ蜀で処理室内に一様に導入分散される。試料ス
テージ２１は、５枚のウェーハを載置可能であり処理の
一様性を確保するため、回転可能な構造となっており、
また表面処理反応を効率よく進めるため基板温度を上げ
られる様ヒーターｎを内蔵する。中間室５には、ウェー
ハを処理室１から２へ搬送するための搬送装置が備えら
れている。処理室２は、処理室１と同様“に、ヒーター
を備え回転可能な試料ステージ２２備える。ガス導入管
乙から導入された水素ガスは、光導入用石英窓ハから導
入された紫外光により励起され、水素ラジカルを生じる
構造となっている。

欠に実際の処理方法について説明する。

Ｐ型５ｉ（１０，０）比抵抗６〜８Ωαの基板を側杖準
備し、１０枚ずつＡ、８２群に分割する。まずＡ群のＳ
ｉ基板を石英ビーカーに入れ、硫酸−過酸化水素混液（
容量比２二ｌ）中で１０分間煮外し、つづいて水洗を行
なう。水洗終了後塩酸−過戚化水累−水（容ｊｉｌ：ｌ
：３）混液中で煮弗し、水洗を行なう。次Ｋ　ｌ　／　
１００弗酸水溶液中に該Ｓｉ基板を浸漬し、基板表面の
シリコン酸化膜を除去した後１０分１０ｊ水洗を行なう
。次にＢｎ″基板をカセットに入れ、第１図図示の装置
のウェーハロード室３にセットする。ロード室３をｌ　
Ｘ　１０　”Ｊ：’ｏｒｒ　以下まで排気した後ゲート
バルブ６を開いて、５枚のＳｉ基板を処理￥１に導入後
ゲートバルブを閉じる。次に０．ガス導入管１８力）ら
２０　ＣＣ／ｒｎ　Ｉｎ　　の流速で０．カスを導入し
、５００Ｗのマイクロ波をアプリケーター１９から印加
してり、ガスを放電せめる。またヒーを動作させ、基板
温度を約２００℃とする。この状態で１０分間処理を行
なう。次にゲートバルブ７と８を開いて処理室１のＳ１
ウエーハを処理室２に搬送し、ゲートバルブ７と８を閉
じた後ゲートバルブ６を開いて新たなＳｌウェーハを処
理室ｌに導入し、同様の処理を行なう。一方処理呈２で
は、１チガスを１００ｍＪ／ｍｉｎ流量で導入し、はぼ
ｌｏＯ’ｆ’ｏｒｒ程度に維持し、処理呈上部から５０
０　ＷＨ？ランプを使用して紫外光を照射し、水素ラジ
カルを発生せしめ、８１表面に作用させる。上記方法に
より、８群のウェーハ１０枚の処理を順次行１よう。

該Ｓ１ウ工−ハ２５２０枚を、炉に導入し、ｘｏｏｏ’
ｃｏ。

気流中で酸化を行ｌよい、４ｏｏＸの熱酸化ｊ換２６を
形成する（第２図（ａ）　）　、酸化終了後ただぢに該
３ｉウ工−ハ加枚を減圧−ＣＶ　Ｉ）炉に導入し、５ｉ
ｔ（４流、肴５０ｍ１／ｍｉｎ、温＄　６２０　℃圧カ
０．Ｉ　Ｔｏｒｒで４ｏｏｏＸ膜厚の多結晶Ｓｉ膜２７
を堆積する。つづいて、１０００’Ｃ１ＰＯＣ１，流通
下で、１０分間リン拡散を行なった後、ｌ／２０フン酸
水溶液中に浸漬して、リン拡散後処理を行なう。

該ウェーハ上にポジ型フォトレジスト（東京応化社Ｒ０
ＦＰ）Ｌ−８００）を使用してレジス１゛パターン２８
を形成し硝２図（”）　、同時型プラズマエツチング装
置（ＹへＭＡＴＯ科学社Ｍ　）　Ｋ　ＣＦ４１０２　ａ
合ｇ　ス（流瀘比１　：　１　、５Ｑｍｌ！／ｍ１ｎ）
を導入し、ＲＦ　＠カ２００Ｗの条件下で多結晶Ｓｉ膜
２７のエツチングを行なう。次に、硫酸−過酸化水素混
液中で煮弗することにより、レジスト膜２８を除去する
６ｇ２図（Ｃ）。

このようにして形成したＭＯ８型バラクタ−におけるＳ
ｉ酸化膜の耐圧を測定した代艮結果を第３図（ａ）　、
　（ｂ）に示す。いずれもウェーハ内１５０ヵ所でＳ　
ｉ　Ｏ，Ｊｊの耐圧測定を行ない、ヒストグラムで示し
たものである。図中ＸモードおよびＹモードが不良に対
応する。不良モードの全測定点中における割合を、Ａ、
Ｂ両群の全ウェーハ別に第４図に示す。明らかにＢ群、
すなわち、本発明の表面清浄化方法を採用したウェーハ
の方が低い不良率を示している。

なお本発明の重要性は、本発明にあたって使用した装置
にあるわけではなく、方法自体にある。

それゆえ、酸化処理と還元処理を連結された装置で連続
的に行なわすとも同様の効果が認められた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明で使用する装置の概略図であり、第２
図は、ＭＯＳバラクタ−製造工程を示す図、第３図は、
耐圧測定結果（ウェーハ１枚中、１５０点測定した場合
の耐圧分布）、第４図は、本光明実施例における側杖の
ウェーハ中での不良率を示す図である。 １・・・処理室　　　　　２・・・処理室３・・・ウェ
ーハロード室　４・・・ウェーハアンロート室５・・・
中間室　　　　　６・・・ゲートバルブ７・・・ゲート
バルブ　　８・・・ゲートバルブ９・・・ゲートバルブ
　　１０・・・ターボ分子ポンプ１１・・・ターボ分子
ポンプ　１２・・・ターボ分子ポンプ１３・・・排気バ
ルブ　　　１４・・・排気バルブ１５・・・排気バルブ
　　　１６・・・排気バルブ１７・・・排気バルブ　　
　１８・・・石英管】９・・・アプリケーター　加・・
・マイクロ波発撮器２１・・・試料ステージ　　ｎ・・
・ヒーターる・・・ガス導入管　　　２４・・・石英窓
５・・・Ｓｉウェーハ　　２６・・・熱酸化膜ｄ・・・
多結晶シリコン膜間・・・レジストパターン２９．３０
・・・クライオポンプ ３１　、３２・・・ソープションポンプ〇　　へ１×七
−Ｆ′　　　Φ　　８群ＸＥ−ド゛４０９．　△を羊　
Ｙｆｌ−Ｆ’　　　　　　　＾２　　・　ＢＫが１）′
　〒二　−Ｆ′代理人　弁理士　　則近憲佑　（ほか１
名）第　３　図（皮） 第４図 ウェー八Ａｋ号

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　酸素ラジカルおよび水素ラジカルを順次表面
   に作用させることを特徴とする表面清浄化方法。
2. （２）　　マイクロ波放電により発生せしめた酸素う四
   組１項記載の表面清浄化方法。