JPS6247551A

JPS6247551A - 半導体基板の薄膜分解方法及び装置

Info

Publication number: JPS6247551A
Application number: JP18750185A
Authority: JP
Inventors: Ayako Shimazaki; 嶋崎　綾子; Masanobu Ogino; 荻野　正信
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1985-08-28
Filing date: 1985-08-28
Publication date: 1987-03-02

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１この発明は半導体基板の上に形成された酸化膜等の薄膜
を分解するための薄膜分解方法と該方法を実施するため
の装置に関するものである。

［発明の技術的背景］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、たとえその吊が
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
有量を測定するために第２図に示す構造の薄膜分解装置
が用いられていた。

第２図において、１はＭｌａを有する密閉容器であり、
該密閉容器１内には、弗化水素酸液りを入れたビーカー
２と、半導体基板Ｗを立てた状態で収容したウェハキャ
リア３と、該ウェハキャリア３を支持する支持台４と、
該支持台４に支持ざれるとともに該ウェハキャリア３の
直下位置に配回される分解液受皿５とが収容されている
。　この装置によって半導体基板上の薄膜ｆを分解する
ためには、図示の状態で常温に放置する。　放置によっ
て、ご−力−２内の弗化水素酸液りから発生した弗化水
素酸の蒸気が該薄膜「を徐々に分解し、その分解液ｌが
液滴となって分解液受皿５に溜まるので、所定時間後に
蓋を開いてウェハキャリア３を取り出すとともに分解液
受皿５中の分解液をマイクロピペットで回収した後、該
分解液をフレームレス原子吸光装置で分析して該薄膜中
の不純物量を測定していた。

［背景技術の問題点コ前記公知の薄膜分解方法及び装置においては、弗化水素
酸液を常温で蒸発させていたので密閉容器内に弗化水素
酸の蒸気が飽和するまでに大変に長い時間を要する上、
密度の低い蒸気を薄膜に作用させるので薄膜分解にも大
変に長い時間を要して極めて非能率的であった。

［発明の目的］この発明の目的は、前記従来方法及び装置よりもはるか
に能率的に７ａ膜分解を行うことのできる新規な薄膜分
解方法及び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方法は、密閉容器内で弗化水素酸を加熱
して蒸気を発生させるとともに該蒸気を該容器の上方部
分で冷却且つ凝縮させて液滴となす一方、該容器内で半
導体基板を回転させつつ該半導体基板の薄膜上に該液滴
を滴下させることにより該薄膜を分解させることを特徴
とするものである。　この発明の方法によれば、従来方
法にくらべて著しく、短い時間で薄膜分解作業を行うこ
とができる。

本発明の薄膜分解装置は本発明方法を実施するためのも
のであり、密閉容器、該密閉容器中に設けられた弗化水
素酸の液槽、該液槽を加熱する加熱装置、該容器内の上
部に設けられた冷却部材、該冷却部材の下方に設けられ
た半導体基板の回転装置等の部分から構成されている。

［発明の実施例コ以下に第１図を参照して本発明の一実施例について説明
する。

第１図において、１は蓋１ａを有する密閉容器であり、
この密閉容器１の内部にはその内周壁に沿環状の壁６に
よって環状の液槽７が形成され、該液槽７内には超高純
度の弗化水素酸液りが溜められている。　密閉容器１の
中央には半導体基板Ｗを支持し且つ回転させるための回
転支持台８が設けられ、該回転支持台８はそれに固着さ
れた回転軸９を介して密閉容器１外の原動機１０によっ
て鉛直軸線を中心に回転きれるようになっている。

回転支持台８の中央には半導体基板Ｗを載置するための
載置部８ａが設けられ、該載置部８ａの周囲に取り付け
られた環状の弾性押え片８ｂによって半導体基板Ｗを該
載置部８ａ上に押え付けるように構成されている。　ま
た、載置部８ａの周囲には半導体基板Ｗの薄膜ｆが分解
された分解液１を溜める環状の溝８Ｃが形成されている
。　該溝８０の外周壁は載置部８ａよりも高くなってお
り、半導体基板Ｗの薄膜ｆ上に滴下した作用液が回転支
持台８から外部へ飛び散らぬように構成されている。

密閉容器１の外部底面には液槽７に沿って環状の加熱器
１１が取り付けられており、液槽７内の弗化水素酸液し
はこの加熱器１１により加熱されるようになっている。

密閉容器１の蓋１ａの中心には孔が貫設され、この孔に
は円錐体１２ａを有する冷却部材１２が嵌着されている
。　この冷却部材１２は密閉容器中の弗化水素酸蒸気を
冷却凝縮させて液滴ｄとするためのものであり、円錐体
１２ａの上方には、液体窒素等の低温冷媒Ｃを貯溜して
おく冷媒室１２ｂが該円錐体１２ａと一体に形成されて
いる。

円錐体１２ａはその頂点が回転支持台８の中心軸上に位
置するように密閉容器１の中に突出しており、該円錐体
１２ａの表面において凝縮した液滴ｄが回転支持台８上
の半導体基板Ｗの中心に落下するようになっている。　
なお、前記構成において、弗化水素酸の液や蒸気と接触
する部材は弗素樹脂で構成されるかもしくは弗素樹脂コ
ーティングされており、また、冷却部材１２は熱伝導性
のよい素材で構成されている。　前記の如きＩ造の本発
明による薄膜分解装置を使用して半導体基板Ｗの薄膜ｆ
を分解する時には、半導体基板Ｗを図の如くその薄膜ｆ
を上にして回転支持台８に取り付けた後、液槽７内に超
高純度の弗化水素酸液りを注入して蓋１ａを閉じ、更に
冷媒室１２ｂに液体窒素等の冷媒Ｃを充填した後、加熱
器１１で液槽７内の弗化水素酸液りを加熱して蒸発させ
る。

そして原動機１０によって回転支持台８を所定の回転速
度で回転させつつ、弗化水素酸液りの蒸発を続けると、
密閉容器１内に蒸発した弗化水素酸の蒸気は冷却部材１
２の円錐体１２ａの表面において急冷されて凝縮し、液
滴ｄとなって回転支持台８上の薄１１１ｆの中心に落下
する。　この時、回転支持台８は回転されているため、
薄膜ｆ上に落下しだ液滴ｄは半導体基板Ｗの中心から放
射状に且つ各方向に均等に輪を描いて広がり、その結果
、薄膜［の全面に均等に液が接触して薄膜ｆは溶解され
る。　そして、薄膜ｆの溶解成分を含んだ分解液では遠
心力によって載置部８ａの外側の溝８０内に流入し、そ
こに溜められる。

このようにして薄膜ｒがすべて除去された後、回転支持
台８を停止するとともに加熱器１１の作動も停止させ、
蓋１ａを開いて回転支持台８の溝８Ｃ内に溜められてい
る分解液ｌを回収してフレームレス原子吸光装置等で分
析する。

［発明の効果コ前記の如き構造の本発明の薄膜分解装置を使用して半導
体基板上の薄膜を分解したところ、第２図の如き従来装
置で薄膜分解を行った場合にくらべ、薄膜厚が４００Ｘ
の場合、分解必要時間は１／１０になった。

従って、本発明方法及び装置によれば、従来方法及び装
置にくらべて著しく高能率で薄膜分解を行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の薄膜分解装置の一実施例を示す概略図
、第２図は従来の薄膜分解装置の概略図である。１・・・密閉容器、　１ａ・・・蓋、　２・・・ビーカ
ー、３・・・ウェハキャリア、　４・・・支持台、　５
・・・分解液受皿、　６・・・壁、　７・・・液槽、　
８・・・回転支持台、　８ａ・・・載置部、　８Ｃ・・
・溝、　９・・・回転軸、１０・・・原動機、　１１・
・・加熱器、　１２・・・冷Ｗ部材、　１２ａ・・・円
錐体、　１２ｂ・・・冷媒室、　Ｌ・・・弗化水素酸液
、　ｌ・・・分解液、　Ｃ・・・冷媒、Ｗ・・・半導体
基板、　「・・・薄膜。第１　図第２図

Claims

【特許請求の範囲】１　密封容器内で弗化水素酸液を加熱して蒸気を発生さ
せ、その蒸気を強制冷却して凝縮させることにより液滴
を生じさせる一方、該密閉容器内で回転させている半導
体基板の薄膜上に該液滴を滴下させることにより該液滴
によつて該薄膜を分解させることを特徴とする半導体基
板の薄膜分解方法。２　密閉容器と、該密閉容器内に設けられた弗化水素酸
の液槽と、該弗化水素酸を加熱して蒸発させるための加
熱装置と、該密閉容器内の上部に設けられた蒸気冷却部
材と、該蒸気冷却部材の下方に配置されるとともに半導
体基板を回転させる装置とから成る半導体基板の薄膜分
解装置。