JPS6298730A

JPS6298730A - 紫外線照射装置

Info

Publication number: JPS6298730A
Application number: JP23900685A
Authority: JP
Inventors: Toru Watanabe; 徹渡辺
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1985-10-25
Filing date: 1985-10-25
Publication date: 1987-05-08

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〕本発明は紫外線照射装置に関し、特に半導体ウェハ表面
の汚染を除去したり、製造工程中に導入された欠陥層の
除去に使用されるものである。

〔発明の技術的背景〕

周知の如く、半導体集積回路の高密度化か進むに従い、
半導体製造工程中において半導体つＪ−’＼の表面近傍
の性質、例えば半導体ウェア１表面に付着した有機物汚
染、ドライエツチング、イオンインプラ等の製造工程で
導入された欠陥層の存在等か出来上がった半導体集積回
路の特性に悪影響を及ぼす場合が時々見られるようにな
ってきた。そこで、これらの表面汚染や欠陥層を除去す
るためのなんらかの工程を付は加える必要がある。従来
、この対策として、有機物の除去には酸素プラズマによ
る灰化を用い、欠陥層の除去には°半導体ウェハ表面近
傍をウェットエツチング又はプラズマエツチングにより
エツチングする方法を用いていた。

〔背景技術の問題点〕

しかしながら、従来技術によれば、以下に示す問題点を
有する。

（１）酸素プラズマによる灰化方法；この方法は汚染の
除去というよりはむしろレジストの剥離方法として現在
一般的である。この方法によれば、■熱工程等を経て変
質したレジストは十分に除去できない。

■ウェハが直接プラズマにさらされるため、種々のダメ
ージを受ける。これについて図を参照して説明する。第
２　図は、ＭＯ３構造のゲートポリシリコン上のレジス
トを酸素プラズマで除去した場合、２ＭＶ／ＣＴ！を以
下の小さな電圧印加でも破壊されたゲートがあり、プラ
ズマによる灰化プロセス途中で既に破壊されていると考
えられる。

（２）ウェットエツチングによる欠陥層の除去■超ＬＳ
Ｉに使用される様な１ミクロン前後の細かいパターンの
場合、パターン底部にまで液体か浸透せず、十分な処理
が行なえない。

■もし表面層が所定の通りエツチングされたとしても、
それはエツチング液中にとけこんでいる。

従って、エツチング液の十分な洗い流しが行われないと
、エツチング液の蒸発に伴いこの溶解物が際析出し、ウ
ェハ表面に付着する恐れがある。

〔発明の目的〕

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、半導体ウェ
ハに損傷を与えたり、エツチング液の残存等なく、半導
体ウェハ表面の有機物汚染や欠陥層を効果的に除去でき
る紫外線照射装置を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は、内部が反応性ガスの減圧雰囲気に保たれた半
導体ウェハを設置するチャンバーと、このチャンバーと
分離して設けられ窒素雰囲気に保たれた紫外線照射部と
を具備することを特徴とし、もって半導体ウェハ表面の
有機物汚染や欠陥層を効果的に除去することを図ったも
のである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図を参照して説明する。

図中の１は、チャンバーである。このチャンバー１内に
は、上部に半導体ウェハ２をセットしたプレート３を設
置されている。なお、このプレート３は温度上昇が可能
で、前記ウェハ２を加熱することにより反応性ガスとウ
ェハ２との反応を促進させるものである。前記チャンバ
ー１の上部には、後記紫外線光源からの紫外線が通過す
る石英製の窓４か設けられている。同チャンバー１の側
壁には、反応性ガス５例えば酸素（０２）とＣＦ４の混
合ガスを導入するガス導入口６、及び反応生成物や余剰
ガスを排出する排気ロアが夫々１没けられている。従っ
て、前記チャンバー１内は、前記反応性ガス５により減
圧雰囲気に保たれる。

前記チャンバー１上には紫外線光源８を備備えた紫外線
照射部９か設けられ、前記光源８から波長３０００Å以
下の紫外線かウェハ２に照射される。

ここで、波長が３０００人を越えると、有機物等の除去
が十分てない。この紫外線照射部９には、窒素ガス（Ｎ
２）１０のガス導入口１１が設けられ、これより導入さ
れる窒素ガス１０により紫外線光源８周辺は窒素雰囲気
に保たれる。このことは、紫外線光源８からでた短波長
の紫外線がオゾンによって吸収されるのを防ぐ為に有効
である。

本発明によれば、内部が反応性ガス５の減圧雰囲気に保
たれたチャンバー１、及びこのチャンノ１−１と分離し
て設けられた窒素ガス１０に保たれた紫外線光源８など
で構成されているため、ウェハ２表面に紫外線を照射す
ることにより、反応性ガス５とウェハ２の表面に付着し
ている汚染物との反応を促進し、これら物質を揮発性ガ
スとの揮発性化合物に変性して排気除去することにより
、表面汚染を効果的に除去できる（欠陥層についても同
様）。

事実、反応性ガスとして酸素とＣＦ４の混合ガスを用い
、シリコンウェハ上の有機物汚染（レジスト残　物）除
去に用いた場合について述べる。

第４図は、紫外線照射時間とレジストの厚みの減少量と
の関係を示す。図において、（イ）は通常のポストベー
クをしたレジストの場合、（ロ）は更にドライエツチン
グを行なった場合を夫々示し、通常の酸素プラズマによ
る灰化では大変除去しにくいものであることが知られて
いる。しかるに、本発明によれば、このような除去困難
なレジストでも通常の酸素プラズマに比べてその減少量
は約２割程度である。これより、通常の酸素プラズマに
よる灰化では表面に残りやすいような有機物汚染をも効
果的に除去できることが明らかである。

次に、本発明装置を、シリコンウェハ層に形成された欠
陥層除去に用いた場合について述べる。

ここで、゛反応性ガスとしては塩素ガス（ＣＪｚ　）を
用い、ウェハは約２００　’Ｃに加熱されている。

この時、紫外線を照射する（速度約５０人／分程度）と
、ウェハはエツチングされる。まず、試料としてのシリ
コンウェハをアルゴン雰囲気中にさらしてイオン衝撃を
与えたものを用いる。この試料を酸化し、さらに酸化膜
を弗棧等のウェットエツチング液で除去し、次いでシリ
コンのエツチング液で表面を軽くエツチングすると、積
層欠陥の後か見られる。この理由は、イオン衝撃により
ウェハ表面近傍に欠陥層が形成され、これが酸化熱処理
中に積層欠陥を発生させる原因となっているためである
。第５図は、このようにして観察される積層欠陥密度と
、この試料を酸化する前に紫外線照射した場合その照射
時間の関連を示す。同図より、紫外線照射が長くなるに
従い、積層欠陥密度が減少していることがわかる。これ
は、ウェハ表面の欠陥層がエツチングされてなくなって
いくためである。このように本発明によれば、ウェハ表
面近傍の欠陥層の除去にも効果的である。また、通常の
ドライエツチングに比べてこの方法では、プラズマの存
在を必要とせず、そのウェハ表面へのイオン衝撃もない
。

〔発明の効果〕

以上詳述した如く本発明によれば、ウェハの損傷やエツ
チング液の残存等伴うことなく、有機物汚染や欠陥層の
除去を効率よく行なえる紫外線照射装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る紫外線照射装置の説明図、第２図
及び第３図は夫々ゲート酸化膜への印加電圧と破壊した
ゲートの個数との関係を示す特性図、第４図は紫外線の
照射時間とレジストのエツチング量との関係を示す断面
図、第５図は紫外線の照射時間と積層欠陥密度との関係
を示す特性図である。〕・・・チャンバー、２・・半導体ウェハ、３・・プレ
ート、４・・窓、５・・反応性ガス、６．１１・・・ガ
ス・θ入口、７・・・排気口、８・・・紫外線光源、９
・・・照射部、１０・・・窒素ガス。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦第１図第２図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）半導体ウェハに所定波長の紫外線を照射する紫外
線照射装置において、内部が反応性ガスの減圧雰囲気に
保たれた半導体ウェハを設置するチャンバーと、このチ
ャンバーと分離して設けられ窒素雰囲気に保たれた紫外
線照射部とを具備したことを特徴とする紫外線照射装置
。
（２）反応性ガスが、酸素、あるいは弗素、塩素、臭素
を含むハロゲン化合物、あるいはハロゲン化合物と酸素
との混合ガスのいずれかであることを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の紫外線照射装置。