JPS6345822A - クリ−ニング方法および装置 - 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、クリーニング技術、特に、半導体装置の製造
におけるウェハ処理工程での半導体ウェハのクリーニン
グに適用して有効な技術に関する。

〔従来の技術〕

半導体装置の製造におけるウェハ処理については、株式
会社工業調査会、昭和５６年１１月ｌＯ日発行、「電子
材料Ｊ　１９８１年１１月号別冊、Ｐ９５〜Ｐ１０２に
記載されている。

ところで、所定の物質からなる薄膜の形成などに先立っ
て半導体ウェハを清浄化する目的で行われるクリーニン
グとしては、次のようなものが考えられる。

すなわち、過酸化水素水とアンモニア混合液や過酸化水
素水と塩酸との混合液などによる洗浄によって半導体ウ
ェハの表面に付着している有機物や金属元素などを除去
する工程と、純水によって薬液などを洗い流す工程と、
フッ酸などの溶液によって半導体ウェハの表面に形成さ
れた薄い酸化膜をエツチング除去する工程と、フッ酸な
どを純水によって洗い流す工程と、有機溶媒蒸気雰囲気
などによって乾燥する工程とを順に行うものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記のようなりリーニング工程では、フ
ッ酸によるエツチングによって表面に形成された薄い酸
化膜が除去され、表面が疎水化された半導体ウェハに対
して純水による洗浄および乾燥が行われるため、たとえ
ば、蒸気乾燥などにおいて、半導体ウェハの表面に水滴
などが残存しやすくなり、この水滴の蒸発部位に汚染物
質などが残存して形成されるウォータマークの原因とな
っていることを本発明者は見い出した。

このようなウォータマークは、後の半導体ウェハにおけ
る半導体素子の形成過程において、異常酸化、異常拡散
、さらには酸化膜の欠陥などを誘発し、半導体素子の信
頼性や歩留りの低下を招くものである。

本発明の目的は、良好なりリーニング結果を得ることが
可能なりリーニング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、所定の薬液によって洗浄する第１の工程と、
純水によって洗浄する第２の工程と、乾燥を行う第３の
工程と、所定の温度に加熱するとともに、フッ素または
フッ素化合物蒸気の雰囲気中に位置させることによって
表面を気相エツチングする第４の工程とを経ることによ
って被処理物をクリーニングするようにしたものである
。

〔作用〕

上記した手段によれば、たとえば、前段の洗浄および乾
燥などの際に被処理物の表面に形成されるウォータマー
クなどの欠陥が、気相エツチングによって被処理物の表
面の酸化膜などとともに除去されるので、良好なりリー
ニング結果を得ることができる。

〔実施例〕

第１図（ａ）は、本発明の一実施例であるクリーニング
装置の要部を示す説明図であり、同図ら）は、クリーニ
ングの工程を説明する説明図である。

石英などからなる処理室１の内部には、高純度の黒鉛な
どからなる試料台２が設けられ、この試料台２には、半
導体ウェハなどの被処理物３が載置されている。

処理室ｌの外周部には、たとえば高周波コイルなどから
なる加熱手段４が配設されており、処理室１の内部に位
置される被処理物３が電磁誘導などによって所望の温度
に加熱される構造とされている。

処理室１には、ガス人口５および排気口６が設けられ、
たとえば、フッ素やフッ化水素などのフッ素化合物の蒸
気が処理室１の内部を流通されるように構成されている
。

そして、処理室１の内部において所定の温度に加熱され
ている半導体ウェハなどの被処理物３がフッ素やフッ化
水素などのフッ素化合物の蒸気雰囲気に曝されることに
より、該被処理物３の表面に形成されている薄い酸化膜
などが気相エツチングによって除去され、表面が清浄化
されるものである。

処理室１の側面には、開閉自在な蓋体７が設けられ、該
処理室１の内部に対する被処理物３の搬入および搬出が
可能にされている。

以下、本実施例の作用について説明する。

まず、第１図ら）に示されるように、半導体ウェハなど
の被処理物３は、処理室１への挿入に先立って、たとえ
ば過酸化水素水とアンモニアの混合液による洗浄と、過
酸化水素水と塩酸の混合液による洗浄とが順次行われる
薬液洗浄（第１の工程）、および純水によって洗浄する
純水洗浄（第２の工程）、さらには、イソプロピルアル
コールなどの有機溶媒の蒸気による蒸気乾燥（第３の工
程）などを経ることにより、表面に付着した有機物や金
属元素などの不純物が除去されている。

なお、第１の工程は、過酸化水素水とアンモニアの混合
液による洗浄または過酸化水素水と塩酸の混合液による
洗浄の各薬液洗浄をそれぞれ単独に行うものであっても
よい。

その後、半導体ウェハなどの被処理物３は、処理室１の
内部に挿入され、該処理室１の外部に設けられた加熱手
段４によって所定の温度に加熱される。

さらに、処理室１の内部には、排気口６を通じて排気し
つつガス人口５を通じてフッ素やフッ素化合物の蒸気を
流入させることによって、フッ素やフッ素化合物の蒸気
などによるエツチング雰囲気が形成され、該処理室１の
内部に位置される半導体ウェハなどの被処理物３が気相
エツチングによって清浄化される。

すなわち、半導体ウェハなどの被処理物３の表面に、前
段の過酸化水素水などの薬液処理などによって形成され
た薄い酸化膜が、該酸化膜の上に蒸気乾燥などにおいて
形成されたウォータマークなどの欠陥とともにエツチン
グによって除去されるクリーニング（第４の工程）が行
われ、被処理物３の表面が清浄化される。

また、前記の第４の工程におけるクリーニングが気相エ
ツチングによって行われるため、たとえばフッ酸液など
による湿式のエツチングの場合のように、フッ酸液中に
含有される金属などの不純物元素が、エツチングによっ
て露出された清浄な表面に付着することがなく、半導体
ウェハなどの被処理物３の汚染が防止される。

さらに、処理室１の外部に設けられた加熱手段４によっ
て処理室１の内部に位置される被処理物３が加熱される
ように構成されているため、処理室１の内部に電極など
の金属元素の汚染源となるものが存在せず、りＩＪ−ユ
ング中の被処理物３の汚染が回避される。

その後、上記の一連の操作で表面が清浄化された半導体
ウェハなどの被処理物３は、表面にウォータマークなど
の欠陥や金属元素による汚染などが残存することなく、
次の酸化膜形成工程や化学気相成長による薄膜形成工程
に供給される。

このように、本実施例においては、以下の効果を得るこ
とができる。

（１）、過酸化水素水とアンモニアの混合液による洗浄
およびまたは過酸化水素水と塩酸の混合液による洗浄が
行われる薬液洗浄（第１の工程）、および純水によって
洗浄する純水洗浄（第２の工程）、さらには、イソプロ
ピルアルコールなどの有機溶媒の蒸気による蒸気乾燥（
第３の工程）などを経た半導体ウェハなどの被処理物３
が収容される処理室ｌ、および処理室１の内部に収容さ
れた被処理物３を外部から所定の温度に加熱する加熱手
段４が設けられ、処理室１の内部において所定の温度に
加熱される被処理物３にフッ素またはフッ素化合物の蒸
気を供給して気相エツチングする第４の工程を実施する
ことにより被処理物３のクリーニングが行われるため、
半導体ウェハなどの被処理物３の表面に、前段の過酸化
水素水などの薬液処理によって形成された薄い酸化膜が
、該酸化膜の上に蒸気乾燥などにおいて形成されたウォ
ータマークなどの欠陥とともにエツチングによって除去
されるので、汚染物質の付着などのない良好なりリーニ
ング結果を得ることができる。

〔２）、前記（１）の結果、第４の工程におけるクリー
ニングが気相エツチングによって行われるため、たとえ
ばフッ酸液などによる湿式のエツチングの場合のように
、フッ酸液中に含有される金属などの不純物元素が、エ
ツチングによって露出された清浄な表面に付着すること
がなく、良好なりリーニング結果を得ることができる。

（３）、前記（１）の結果、加熱手段４が処理室１の外
部に設けられ、該処理室１の内部に電極などの金属元素
の汚染源となるものがないので、良好なりリーニング結
果を得ることができる。

（４）、前記（１）〜（３）の結果、たとえば、後の酸
化膜の形成工程などにおいて、半導体ウェハなどの被処
理物３の表面における汚染物質の存在に起因する酸化膜
の絶縁耐圧の低下などの欠陥の発生が回避され、半導体
ウェハに形成される半導体素子の歩留りおよび動作の信
頼性を向上させることができる。

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、被処理物３を
加熱する手段としては、高周波コイルなどによる電磁誘
導に限らず、マイクロ波の照射など、いかなるものであ
ってもよい。

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
をその背景となった利用分野である半導体ウェハのクリ
ーニング技術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、たとえば、被処理物の表面
を高度に清浄化することが要求される技術などに広く適
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、所定の薬液によって洗浄する第１の工程と、
純水によって洗浄する第２の工程と、乾燥を行う第３の
工程とを経た被処理物が収容される処理室、および該処
理室の内部に収容された前記被処理物を外部から所定の
温度に加熱する加熱手段を備え、前記処理室の内部にお
いて所定の温度に加熱される前記被処理物にフッ素また
はフッ素化合物の蒸気を供給して気相エツチングする第
４の工程を実施することにより該被処理物のクリーニン
グが行われるため、たとえば、前段の洗浄および乾燥な
どの際に被処理物の表面に形成されるウォータマークな
どの欠陥が、気相エツチングによって被処理物の表面の
酸化膜などとともに除去されるので、良好なりリーニン
グ結果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の一実施例であるりＩＪ−ニング
装置の要部を示す説明図、 第１図（ｂ）はクリーニングの工程を説明する説明図で
ある。 １・・・処理室、２・・・試料台、３・・・被処理物、
４・・・加熱手段、５・・・ガス人口、６・・・排気口
、７・・・蓋体。 第　　１　　図 （′ｐ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、所定の薬液によって洗浄する第１の工程と、純水に
   よって洗浄する第２の工程と、乾燥を行う第３の工程と
   、所定の温度に加熱するとともに、フッ素またはフッ素
   化合物蒸気の雰囲気中に位置させることによって表面を
   気相エッチングする第４の工程とを経ることによって被
   処理物をクリーニングすることを特徴とするクリーニン
   グ方法。 ２、前記第１の工程では、過酸化水素水とアンモニアの
   混合液による洗浄およびまたは過酸化水素水と塩酸の混
   合液による洗浄が行われることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載のクリーニング方法。 ３、前記被処理物が半導体ウェハであることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載のクリーニング方法。 ４、所定の薬液によって洗浄する第１の工程と、純水に
   よって洗浄する第２の工程と、乾燥を行う第３の工程と
   を経た被処理物が収容される処理室、および該処理室の
   内部に収容された前記被処理物を外部から所定の温度に
   加熱する加熱手段を備え、前記処理室の内部において所
   定の温度に加熱される前記被処理物にフッ素またはフッ
   素化合物の蒸気を供給して気相エッチングする第４の工
   程を実施することにより該被処理物のクリーニングが行
   われることを特徴とするクリーニング装置。 ５、前記被処理物が半導体ウェハであることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載のクリーニング装置。