JPS622545A - 半導体薄膜の分解装置 - 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】 ［発明の技術分野］ この発明は半導体基板上に形成された酸化膜等の薄膜を
分解するための分解装置に関するものである。

し発明の技術的前頭」 半導体基板上に形成された酸化膜等の薄膜中にＮａ　、
に、Ｆｅ等の不純物が含まれていると、たとえぞの量が
極く微量であっても半導体素子の電気的特性に大きな影
響を与えることはよく知られている。　それ故、素子の
電気的特性を向上させるには、これらの不純物の含有量
を正確に把握するとともに該薄膜形成時には該不純物の
混入をできるかぎり抑制することが必要である。

従来、半導体基板上の薄膜を分解してその中の不純物含
有ｍを測定するために第２図に示す＠造の分解装置が用
いられていた。

第２図において、１は蓋１ａを有する密閉容器であり、
該密閉容器１内には、弗化水素ＭＬを入れたビーカー２
と、半導体基板Ｗを立てた状態で収容したウェハキャリ
ヤ３と、該ウェハキャリヤ３を支持する支持台４と、該
支持台４に支持されるとともに該ウェハキャリヤ３の直
下位置に配置される分解液受１［１５と、該ウェハキャ
リヤ３の頂部にかぶせられたキャリヤカバー６とが設け
られている。

この装置で半導体基板Ｗ上の薄膜［を分解する時には、
図示の状態において常温で数時間放置する。　すると、
弗化水素酸しから発生した弗化水素蒸気によって該薄膜
「が分解されて分解液ｌとなり、この分解液ｌが分解液
受皿５に溜るので、所定時間後に蓋１ａを開いて該分解
液受１Ｉ１１５がらマイクロピペット等を用いて分解液
ｌを他の容器（試験管等）に移し代えた後、これを攪拌
し且つ計量し、更にフレームレス原子吸光装置によって
該分解液中の不純物量を測定する。

使用後には該容器１内に弗化水素酸、塩酸及び水から成
る混酸を入れて該容器をホットプレート上で約９Ｑ℃に
加熱して洗浄を行った後、該容器を傾けて該混酸を流し
出してから更に純水で洗浄して次の分解操作のために準
備する。

［背景技術の問題点］ 前記構造の従来の分解装置には次にような問題点があっ
た。

（ａ）　　弗化水素酸の出し入れを人がビーカー２を手
で持って行うため、操作が面倒であり、且つ危険性があ
った。

（ｂ）　　従来の装置では密閉容器の容積がビーカー２
を入れるために必要以上に大きくなっている上、常温で
弗化水素酸の蒸発を行わゼているので、該容器内が飽和
蒸気°圧に達するのに長時聞を要し、従って従来装置で
は半導体基板を該容器内にセットしてから分解液回収ま
でに数時間を要していた。

＜Ｃ＞　　薄膜分解後に該容器の蓋を聞くと、内部に充
満している弗化水素蒸気が器外に流出し、これを測定者
が吸い込む危険性があるため安全衛生上、゛改善する必
要があった。

（ｄ　）　　多数の半導体基板の薄膜を分解する時には
多数の密閉容器を要するが、その操作は前記したように
面倒であるため多くの人手を要することになり、Ｗ膜分
解に要するコストが多大となるという問題があった。

そこで、該容器の容積を大きくして多数の半導体基板を
収容することも考えられるが、該容器内に弗化水素蒸気
が充満するまでの時間が長くなるため、ｉｄ［ｌＩの分
解能率が著しく低下するという問題が生じる。

［発明の目的１ この発明の目的は、前記問題点を解決し、新規な構成の
分解装置を提供することである。　ずなわち、この発明
の目的は、密閉容器内に人が弗化水素酸入りのビーカー
を手で出し入れする必要がなく、また、従来装置よりも
短時間で多数の半導体基板の薄膜を分解することができ
、更に、薄膜分解液を回収する時に測定者が有害ガスに
暉される恐れのない、新規な構成の分解装置を提供する
ことである。

［発明の概要コ この発明による分解装置は、半導体基板を収容するとと
もに該半導体基板の薄膜の分解液を溜める少なくとも一
個の１膜分解容器と、該薄膜分解容器に配管を介して接
続される弗化水素蒸気発生器とによって構成されている
ことを特徴とするものである。　該薄膜分解容器は半導
体基板を収容するウェハキャリヤと分解液を受ける分解
液受皿とをＶ脱可能に一体化さけた構造となっており、
該ＦＩＩＪ膜分解容器には排気口及び給気口が設けられ
るとともに該排気口には排気弁が設【）られ、該給気口
には前記配管が着脱自在に取り付けられるようになって
いる。　一方、弗化水素蒸気発生器は、その内部に貯溜
されている弗化水素酸を加熱するための加熱器を具備す
るとともに該弗化水素酸を注入及び排出するための給液
口と排液口とを備えており、更に弗化水素蒸気を該薄膜
分解容器に供給づるための排気口を有している。　また
、該配管には弁が設けられている。

このような構成の本発明の分解装置においては、半導体
基板の薄膜に弗化水素蒸気を作用させるだめの薄膜分解
容器が従来装置の密閉容器の容積よりも著しく小さいた
め、該薄膜分解容器内に弗化水素蒸気を短時間で飽和蒸
気圧に達するまで充填することができ、しかも弗化水素
蒸気発生器には加熱器が具備されているので従来装置に
くらべて茗しく短時間で多量の弗化水素蒸気を発生させ
ることができる。　また、該薄膜分解容器には排気口及
び排気弁が設けられているので、薄膜分解後に該排気口
を介して該薄膜分解容器内を排気することにより、分解
液回収時に人が該容器内の有害ガスにＩＩ！される恐れ
がない。　更に、弗化水素酸を入れたビーカーを人が手
で薄膜分解容器に出し入れづる必要がないため、作業を
迅速にＨつ安全に行うことができる。

［発明の実施例］ 以下に第１図を参照して本発明の一実施例を説明する。

　図にａ５いて、６は半導体基板Ｗの′ａ膜［を分解す
るための薄膜分解容器であり、該容器６は半導体基板Ｗ
を収容する筒状のウェハキャリヤ７と、該ウェハキャリ
ヤ７の下部に着脱可能に取り付１）られた分解液受皿８
とから成っている。

ウェハキャリヤ７の側壁には弗化水素蒸気を導入づるた
めの給気ロアａが設けられるとともに排気ロアｂが設け
られており、該排気ロアｂには排気弁７Ｃが設【ノられ
ている。　給気ロアａには弗化水素蒸気発生器９に接続
される配管１０が着脱自在に取り付けられており、該配
管１０には弁１１が設けられている。　ウェハキャリヤ
７には蓋７ｄが設参ノられており、この蓋７ｄを閏じる
ことによって薄膜分解容器６を密閉容器とすることがで
きる。

弗化水素蒸気発生器９にはその内部に弗化水素酸りを注
入するための給液口９ａが設けられるとともに該発生器
内から弗化水素酸を排出するための排液口９ｂが設けら
れており、該両日にはそれぞれ弁９Ｃと９ｄが設けられ
ている。　また、発生器９の下面には板状の加熱器９ｅ
　　（ホラ１〜プレー１〜）が取り付けられる一方、該
発生器９の側壁の上部には配管１０を接Ｍするための排
気口９ｒが設けられている。　なお、簿膜分解容器６及
び弗化水素蒸気発生器９並びに配管１０及び弁類はいず
れも弗素及び酸に侵されない弗素樹脂で構成されている
。

次に前記の如き構成の本発明の分解装置の使用方法を説
明する。

図示の如く、弗化水素蒸気発生器９内に弗化水素酸りを
注入しておき、すべての弁７ｃ　、　９ｃ　。

９ｄ、１１を閉じておく。　次に薄膜分解容器６の中に
半導体基板Ｗをセットした後、蓋７ｄを閉じ、更に配管
１０の弁１１を開く。　続いて弗化水素蒸気発生器９の
加熱器９ｅを作動させて弗化水素酸りを加熱して弗化水
素蒸気の発生を促進させる。　この状態で３０分程度放
置すると、弗化水素蒸気が薄膜分解容器６内に充満して
半導体基板Ｗ上の薄膜「が分解されてその分解液ｌが分
解液受皿８に溜まる。　なＪ３、薄膜分解容器６内に弗
化水素蒸気が充満して飽和蒸気圧に達したら加熱器９Ｃ
の作動を停止させて薄膜分解容器６内の圧力が過大にな
らぬように調整した債、配管１０の井１１を閉じて薄膜
分解容器６内への弗化水素蒸気の供給を停止して４３　
＜。

以上のようにして薄膜分解が終了した模、該容器６の排
気ロアｂを図示せぬ排気ダクトに接続し、排気か７Ｃを
聞いて該容器６内の弗化水素蒸気を排気する。　そして
該容器内から弗化水素蒸気が完全に排気されたら蓋７ｄ
を聞いて半導体基板Ｗを取り出すとともに分解液受皿８
をウェハキャリヤ７から取り外して原子吸光装置等の分
析装置の傍に運び、そこで分解液を分析して該分解液中
の不純物量を測定する。

一方、ウェハキャリＶ３を配管１０から取り外して分解
液受皿８とともに純水等で洗浄し、次の分解操作に備え
る。

なＪ３、弗化水素蒸気発生器９の方は内部に弗化水素酸
が残っているかぎり、何らかの操作を行う必要はない。

以上のＪ：うに、この実施例の分解装置では、薄膜分解
容器が従来の分解装置の密閉容器よりもはるかに小さい
上、弗化水素蒸気発生器９に加熱器９ｅが装備されてい
るので該薄膜分解容器内に従来装置よりもはるかに短時
間で弗化水素蒸気を充満させることができ、また、分解
終了時に該薄膜分解容器内の弗化水素蒸気が排気されて
いるので蓋を開いた時に測定作業者が有害ガスに曝され
ることがなく安全に作業を行うことができる。

なお、実施例では１ｓｌｌ１分解容器６が一個のみの場
合を示したが、本発明の装置では多数の該薄膜分解容器
６を一個の弗化水素蒸気発生器９に接続することもでき
る。　この場合、配管１０にマルチ配管ジヨイントを設
けるとともに各薄膜分解容器への分岐管に圧力計を設け
、各薄膜分解容器内の圧力を検出しつつ、各′ａ膜分解
容器内に弗化水素蒸気を順々に充填させるようにすれば
よい。

このような構成の場合、多数の半導体基板を従来装置よ
りもはるかに短時間で処理することができる。

なお、８弁の操作は手動でやってもよいが、８弁を自動
操作する構成にしてもよい。

［発明の効果］ 前記実施例で説明したように、本発明によれば、従来装
置における問題点が解決され、従来装置よりもはるかに
短時間で（従来装置では数時間を要したが本発明の装置
では３０分以下になった）処理することができるととも
に測定作業者が有害ガスに騙される恐れがなく、しかも
従来装置よりも操作が著しく簡単な分解装置を提供する
ことができる。　すなわち、本発明の装置によれば、従
来装置よりもはるかに短時間で半導体薄膜を分解するこ
とができるとともに多数の半導体基板を処理することが
でき、また、従来装置よりもはるかに操作が容易でしか
も作業者に対する危険性が完全に除かれる等の効果が得
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の分解装置の一実施例を示した概略図、
第２図は従来の分解装置の概略図である。 １・・・密閉容器、　１ａ・・・蓋、　２・・・ビーカ
ー、３・・・ウェハキャリヤ、　４・・・支持台、　５
・・・分解液受皿、　し・・・弗化水素酸、　ｌ・・・
分解液、Ｗ・・・半導体基板、　「・・・薄膜、　６・
・・薄膜分解容器、　７・・・ウェハキャリヤ、　８・
・・分解液受皿、７ａ・・・給気口、　７ｂ・・・排気
口、　９・・・弗化水素蒸気発生器、　９ａ・・・給液
口、　９ｂ・・・排液口、９０・・・加熱器。 名） つ 第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　半導体基板を収容して該半導体基板上の薄膜を分解
   するための少なくとも一個の薄膜分解容器と、加熱器を
   具備し該薄膜を分解するための弗化水素蒸気を発生する
   弗化水素蒸気発生器と、該薄膜分解容器と該弗化水素蒸
   気発生器とを接続する配管とから構成される半導体薄膜
   の分解装置。 ２　少なくとも一個の薄膜分解容器が薄膜を有する半導
   体基板を立てた状態に保持するウェハキャリヤと該薄膜
   の分解液を受けるための分解液受皿とが着脱可能に一体
   化されるとともに給気口、排気口及び排気弁を具備して
   おり、弗化水素発生器が排気口、給液口及び排液口を有
   するとともに加熱器を具備しており、配管が該弗化水素
   蒸気発生器と前記少なくとも一個の薄膜分解容器の各々
   とを接続するとともに弁を具備している少なくとも一つ
   以上の配管で構成されている特許請求の範囲１項記載の
   半導体薄膜の分解装置。