JPS6345821A - 蒸気処理装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、薬液の加熱構造に適用して特に有効な技術に
関するもので、たとえば、半導体装置の製造における半
導体ウェハの蒸気エツチングふよび乾燥処理に利用して
有効な技術に関するものである。

〔従来の技術〕

薬液を加熱して蒸気雰囲気を形成し、該雰囲気中にウェ
ハを浸漬して行われる、いわゆる半導体ウェハの蒸気処
理の技術については、実公昭４８−３１８８６号、特開
昭５５−４４７９８号、特開昭５６−１６８０７２号、
特開昭５６−１６８０７８号の各公報に詳細に説明され
ている。その要旨は、イソプロピルアルコール（ＣａＨ
ｔ　　○Ｈ）等のアルコール液からなる処理液を加熱し
て処理蒸気を発生させ、この処理蒸気雲囲気中に半導体
ウェハを浸漬させることによって該半導体ウェハの乾燥
処理を行うものである。

本発明者は、このような半導体ウェハの蒸気処理におけ
る処理液の加熱技術について検討した。

以下は、公知とされた技術ではないが、本発明者によっ
て検討された技術であり、その概要は次の通りである。

すなわち、半導体ウェハの処理工程では、強酸処理等に
よって半導体ウェハの表面に形成された二酸化珪素等の
不純物の薄膜を除去するために、前記のアルコール液と
ともにフッ化水素（ＨＦ）と水（Ｈ２０）とを所定の比
率で混合した処理液を用いることが考えられる。たとえ
ば、前記処理液の貯留された処理槽の下方にブロックヒ
ータを配設して、処理液を沸謄温度にまで加熱し、処理
槽内上部に所定の蒸気雰囲気を形成して該雰囲気中に半
導体ウェハを浸漬させて不純物等の薄膜のエツチングと
乾燥処理とを同時に行うものである。

ところで、前記のように腐食性の高いフッ化水素（ＨＦ
）の混入された処理液を用いる場合には、処理液の貯留
される処理槽についても耐蝕性の高い材質のものを選択
する必要がある。この−例としては、シリコンカーバイ
ド（Ｓ　ｉ　Ｃ）からなる処理槽を用いることが考えら
れる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、処理槽の材質として前記のＳｉＣを用いた場合
には、槽内壁部のＳｉＣと処理液中のＨＦとが化学反応
を起こして四フッ化珪素（ＳｉＦ４）が生成され、これ
が蒸気雰囲気中を浮遊して半導体ウェハの表面に付着し
、ウニハネ良の原因となるおそれのあることが本発明者
によって見い出された。

この点について、ＳｉＣのかわりに異物の析出の無いフ
ッ素樹脂によって形成された槽を用いることが考えられ
る。しかし、フッ素樹脂は熱伝導性があまり良好とはい
えない。そのため、処理槽内の処理液の温度を蒸気発生
温度まで高めるためには高出力の加熱手段が必要となり
、しかも加熱温度を高くすると、処理槽を構成するフッ
素樹脂が溶融してしまい、作業上危険であることがさら
に本発明者によって明らかにされた。

本発明は、上記問題点に着目してなされたものであり、
その目的は高清浄かつ安全な処理技術を提供することに
ある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう
。

〔問題点を解決するための手段〕

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、次の通りである。

すなわち、処理槽の外部に設けられた高周波加熱機構に
より処理槽内の処理溶液を加熱する蒸気処理装置構造と
するものである。

〔作用〕

上記した手段によれば、処理槽を高温化させることなく
処理槽内の処理液を直接加熱することができるため、処
理槽として耐熱温度の低い高清浄材料を用いた場合にも
安全な処理を実現することができる。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例である蒸気エツチング装置を
示す説明図である。

本実施例の蒸気エツチング装置１は、半導体装置の製造
工程のうちの、いわゆる半導体ウェハ２の前処理に用い
られるものであって、半導体ウェハ２の乾燥およびその
表面に形成される薄膜のエツチングを行うものである。

蒸気エツチング装置１は、蒸気発生槽３を有しており、
この蒸気発生槽３は開閉可能なシャツタ板４を備えた筒
状の容器からなり、その底部には処理液体５としての有
機溶剤、たとえばイソプロピルアルコール（Ｃｓ　Ｈｔ
　ＯＨ）とフッ化水素（ＨＦ）と水（Ｈ２０）との混合
液（以下、単に処理液５という）を貯留する槽本体３ａ
を有している。槽本体３ａは、例えばフッ素樹脂で形成
されている。したがって、腐食性の強い処理液５中のフ
ッ化水素（ＨＦ）に対しても槽壁が侵されることはない
。そのため、侵食により発生する異物が原因となる汚染
を防止できる。

また、槽本体３ａの上部内周には冷却管６が槽内壁に沿
って螺旋状に配管されており、この冷却管６の内部には
冷却水７が循環される構造どなっている。したがって、
この冷却管６の作用によって、槽内において上昇した処
理蒸気５ａが冷却されて槽本体３ａの底部に滴下される
ようになっている。

蒸気発生槽３の上方側部には、排気路８と連通された排
気口９が設けられており、蒸気発生槽３の内部の減圧排
気を行い得るようになっている。

また、蒸気発生槽３の底部近傍の側部には処理液５の供
給口１０が開設されており、処理液５の補充が可能とな
っている。さらにこの供給口１０とは反対側の他側部に
は、処理液５の液面位置を外部から目視可能なインジケ
ータ１１が取付けられている。

以上に説明した蒸気発生槽３の側部外方および底部下方
には高周波発生機構１２が設けられており、高周波加熱
により槽本体３ａ内の処理液５を加熱可能な構造となっ
ている。この高周波発生機構１２としては、たとえばマ
グネトロン等により２．４５０ＭＨｚ程度の高周波電磁
波を放出するものであればよい。

また、本実施例では処理液５中に比誘電率の高い水（Ｈ
ｚ　Ｏ）を含んでいるため、槽内に導電体からなる加熱
媒体を設置する必要がなく、処理液５の効率的な誘電加
熱が可能である。これに対して、槽本体３ａは比誘電率
の低いフッ素樹脂により構成されているため、槽内の処
理液５が高周波加熱によって高温となってもこの槽本体
３ａは過熱状態となることを防止される。

次に、本実施例の作用について説明する。

まず、蒸気発生槽３の底部に貯留された処理液５が高周
波加熱機構１２により所定の温度、すなわち沸騰温度に
まで加熱されると、蒸気発生槽３内の処理液５の液面上
方には有機溶剤とフッ化水素士の混合蒸気、すなわち処
理蒸気５ａによる雲囲気が形成される。このとき、本実
施例によれば前記のように、高周波加熱機構１２によっ
て、槽本体３ａを加熱することなく、直接処理液５が加
熱されるため、槽本体３ａが過熱状態となることを防止
され、槽本体３ａの溶融による作業事故を防止できる。

次に、シャツタ板４が開かれてカートリッジ１３に収容
された半導体ウェハ２が蒸気発生槽３の内部上方に位置
されて、この半導体ウェハ２が処理蒸気５ａの露囲気中
に浸される。ここで、処理蒸気５ａ中のフッ化水素（Ｈ
Ｆ）により半導体ウェハ２の表面に形成された二酸化珪
素および不純物の薄膜がエツチングされて、半導体ウェ
ハ２の表面にはシリコン界面が露出された状態となる。

また、処理蒸気５ａ中の有機溶剤は、常温状態の半導体
ウェハ２に接触すると、急速に冷却されて該半導体ウェ
ハ２の表面に凝縮して液化する。このとき、半導体ウェ
ハ２の表面に付着していた水滴等は、前記有機溶剤の液
滴に溶解・分散されて蒸気発生槽３の槽内底部に落下除
去される。半導体ウェハ２と周囲の処理蒸気５ａとの温
度がほぼ等しくなるまでこの現象が繰り返されることに
よって、半導体ウェハ２の表面が所定の乾燥状態となる
。

次に、半導体ウェハ２は、再度カートリッジ１３ととも
に上昇移動されて所定の乾燥処理を完了する。

このように、本実施例によれば以下の効果を得ることが
できる。

（１）、蒸気発生槽３の外部に高周波加熱機構１２を設
けて槽内の処理液５を直接高周波加熱することにより、
槽本体３ａを過熱させることなく、安全な処理蒸気５ａ
の発生を実現できる。

（２）、前記（１〕により、槽本体３ａの過熱を防止で
きるため、槽本体３ａの材質として合成樹脂を用いるこ
とが可能となり、腐食性の高い処理液５について高清浄
な処理を実現することができる。

（３）、前記（１）および（２）により、半導体ウェハ
２の不良を防止して信頼性の高い蒸気処理を実現するこ
とができる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。たとえば、処理液５を構
成する有機溶剤としてイソプロピルアルコール（Ｃ３Ｈ
？　　ＯＨ）について説明したが、これに限らず塩素化
炭化水素系溶剤であるトリクロールエチレン（ＣＨＣ１
＝ＣＣ１２）、トリクロールエタン（ＣＨｓ　ＣＣｉｓ
）等であってもよい。また、アルコール系溶剤であるメ
タノール（ＣＨ３０Ｈ）　、エタノール（Ｃ２Ｈｓ　Ｏ
Ｈ）　、フッ素化炭化水ｓ（トリクロルトリフルオルエ
タン）　　（ＣＣＬ　　Ｆ　　ＣＣｌＦ２＞、さらには
ケトン系溶剤であるアセトン（（ＣＨＳ）ａＣＯ）等も
有機溶剤として使用可能である。

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその利用分野である、いわゆる蒸気エツチング装置に
適用した場合について説明したが、これに限定されるも
のではなく、処理液の加熱を行う他の蒸気処理装置に適
用できる。

〔発明の効果〕

本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである
。

すなわち、処理液を加熱して生成される処理蒸気中に被
処理物を浸漬する蒸気処理装置であって、底部に処理液
の貯留される処理槽と、該処理槽の外部に設けられ処理
槽内の処理溶液を加熱する高周波加熱機構とを備えた蒸
気処理装置構造とすることによって、処理槽を高温化さ
せることなく処理槽内の処理液を直接加熱することがで
きるため、処理槽として耐熱温度の低い高清浄材料を用
いた場合にも安全な処理を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である蒸気エツチング装置を
示す説明図である。 １・・・蒸気エツチング装置、２・・・半導体ウェハ、
３・・・蒸気発生槽、３ａ・・・槽本体、４・・・シャ
ツタ板、５・・・処理液、５ａ・・・処理蒸気、６・・
・冷却管、７・・・冷却水、８・・・排気路、９・・・
排気口、１０・・・供給口、１１・・・インジケータ、
１２・・・高周波加熱機構、１３・・・カー）　ＩＪッ
ジ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、処理液を加熱して生成される処理蒸気中に被処理物
   を浸漬する蒸気処理装置であって、底部に処理液の貯留
   される処理槽と、該処理槽の外部に設けられ処理槽内の
   処理溶液を加熱する高周波加熱機構とを備えた蒸気処理
   装置。 ２、処理液がフッ化水素と水とアルコールとの混合液で
   ありかつ処理槽がフッ素樹脂により形成されていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の蒸気処理装置
   。