WO2010004620A1 - 窒化膜除去装置及び窒化膜除去方法 - Google Patents

窒化膜除去装置及び窒化膜除去方法 Download PDF

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gas
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chamber
back surface
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イル・ソク ソン
ジョン・ファン ユン
テチュン グォン
ハクチャン キム
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東京エレクトロン株式会社
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    • H01L21/31111—Etching inorganic layers by chemical means
    • H01L21/31116—Etching inorganic layers by chemical means by dry-etching

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus for removing a nitride film on the back surface of a substrate such as a semiconductor wafer and a method for removing the nitride film.
  • a semiconductor element is divided into an active region that is driven by the element and a field region that is an insulating region for separating each element.
  • the semiconductor element is separated by forming a trench in the field region and using this as an insulator. This is performed by embedding and forming an element isolation oxide film.
  • an element isolation oxide film In forming such an element isolation oxide film, a nitride film is usually used to prevent oxidative diffusion.
  • STI Shallow Trench Isolation
  • DTI Deep Trench Isolation
  • the nitride film has excellent masking ability, it not only has its own tensile stress, but also warps due to the difference in the area of the nitride film on the front and back surfaces of the wafer that occurs after the STI etching process or patterning process. Wake up. Such warpage leads to deterioration of the electrical characteristics of the semiconductor element, and may cause the final yield to deteriorate.
  • the size of warpage is proportional to the diameter of the wafer and the degree of integration of the elements, it is difficult to manufacture a highly integrated semiconductor element using a large diameter wafer unless the problem of warpage is solved. is there.
  • a process of removing a certain amount of the nitride film on the back surface of the wafer is required corresponding to the etching or patterning of the wafer surface.
  • a wafer as a substrate is made of, for example, single crystal silicone, and a thin film is deposited on the wafer by various processes, or the deposited thin film is patterned.
  • FIG. 5 is a drawing showing a state in which nitride films 12 and 13 are deposited on the front and back surfaces of the wafer 11, respectively.
  • the wafer 11 is warped upward as shown in FIG. 6 due to the difference in area between the nitride films 12 and 13 on the front surface and the back surface.
  • a protective oxide film 14 is first deposited on the nitride film 12 on the surface of the wafer 11 as shown in FIG. Then, the wafer 11 in this state is immersed in a high-temperature H 3 PO 4 solution, and the nitride film 13 on the back surface of the wafer 11 is removed by a certain thickness as shown in FIG.
  • the wafer 11 warps downward.
  • the nitride film 12 on the surface of the wafer 11 is selectively etched to form a nitride film pattern that exposes the wafer 11 in the region where the element isolation oxide film is to be formed.
  • the present invention has arisen from such a background, and its purpose is to quickly remove the nitride film on the back surface of the substrate while preventing the warp phenomenon of the substrate by an economical method.
  • An apparatus and method is provided.
  • a chamber capable of processing a substrate having a nitride film deposited on the front surface and the back surface thereof, an inner surface of the chamber, and a lower surface of the substrate.
  • a ring-shaped substrate holder that holds the end of the substrate in close contact with the entire circumference, and a gas inlet that is provided below the substrate holder in the chamber and supplies a processing gas to the nitride film on the back surface of the substrate;
  • a gas outlet that is provided below the substrate holder in the chamber and exhausts the processing gas and impurities to the outside.
  • the gas inlet is provided on the lower surface of the chamber and can supply a processing gas upward, and a plurality of the gas inlets can be provided.
  • a cooling coil can be further provided near the inner side surface of the chamber where the substrate holder is located, and a heating coil can be further provided near the inner side surface of the chamber below the substrate holder.
  • a gas supply panel may be further provided between the substrate holder and the gas inlet, and the gas supply panel is preferably a perforated plate having a plurality of vent holes.
  • the processing gas preferably includes one or more of HF gas, NH 3 gas, and Ar gas.
  • the nitride film removing apparatus includes a nitride film on the front surface and the back surface, respectively.
  • a method of removing the nitride film on the back surface of the substrate comprising the step of discharging through an outlet.
  • the method may further include lowering the temperature of the substrate from the surroundings, and supplying the processing gas through the gas inlet. Before the step, the method may further include a step of raising the temperature around the substrate above the substrate.
  • the processing gas preferably includes one or more of HF gas, NH 3 gas, and Ar gas.
  • the nitride film on the back surface of the substrate can be selectively removed while preventing the warp phenomenon of the substrate by a quick, simple and economical method.
  • nitride film removal apparatus on the back surface of the substrate in the present embodiment.
  • it is a longitudinal cross-sectional view which shows the state which vapor-deposited the nitride film on the surface and the back surface of a wafer, respectively.
  • It is a longitudinal cross-sectional view which shows the state from which the nitride film of the wafer back surface was removed only by fixed thickness in the nitride film removal process of this Embodiment.
  • It is a longitudinal cross-sectional view which shows the state which patterned the nitride film of the wafer surface in the nitride film removal process of this Embodiment.
  • the conventional nitride film removal process it is a longitudinal cross-sectional view which shows the state which patterned the nitride film of the wafer surface, and the wafer curved upwards.
  • nitride films 22 and 23 are deposited on the front and back surfaces of a wafer 21 as a substrate, respectively.
  • FIG. 1 shows a nitride film removing apparatus 30 for removing the nitride film on the back surface of the substrate in the present embodiment.
  • the nitride film removing apparatus 30 includes a chamber 31 in which the wafer 21 can be processed.
  • a substrate holder 32 for holding the wafer 21 is provided in the chamber 31, and a gas inlet 33 and a gas outlet 34 are provided on the lower surface and side surface of the chamber 31, respectively.
  • the substrate holder 32 is configured in a ring shape so that only the end portion of the lower surface of the wafer 21 is held in close contact over the entire circumference. That is, the substrate holder 32 protrudes horizontally from the entire inner surface of the chamber 31 and has an opening having a diameter slightly smaller than the diameter of the wafer 21 at the center. With such a shape of the substrate holder 32, it is possible to supply the processing gas to most of the region excluding the end region of the nitride film 23 on the back surface of the wafer 21.
  • the processing space in the chamber 31 is partitioned into an upper space 51 on the front surface side of the wafer 21 and a lower space 52 on the rear surface side of the wafer 21 with the wafer 21 held by the substrate holder 32.
  • the processing gas supplied from the gas inlet 33 to the lower space 52 and used for removing the nitride film 23 on the back surface of the wafer 21 includes HF gas, NH 3 gas, Ar gas, and the like. By applying such a gas adsorption method, it is not necessary to use a plasma generator.
  • the adsorption process between the processing gas supplied to the lower space 52 and the nitride film 23 on the back surface of the wafer 21 is more active as the temperature of the portion where the adsorption is performed is lower than the surrounding area.
  • a cooling coil 38 is provided near the inner surface of the chamber 31 where the substrate holder 32 on which the wafer 21 is held is located.
  • a heating coil 39 is provided near the inner surface of the chamber 31 below the substrate holder 32. The cooling coil 38 lowers the temperature of the wafer 21 and the heating coil 39 raises the temperature around the wafer 21 so that the adsorption process is actively performed. Only one of the cooling coil 38 and the heating coil 39 may be installed.
  • the gas inlet 33 is provided on the lower surface of the chamber 31 below the substrate holder 32 and supplies the processing gas upward.
  • a plurality of gas inlets 33 are provided, and separate inlets can be used depending on the type of processing gas.
  • the pipe 40 connected to the gas inlet 33 is connected to a gas supply device (not shown) via a valve 35, and the flow of processing gas supplied by the operation of the valve 35 is controlled.
  • one gas outlet 34 is provided on the side surface of the chamber 31 below the substrate holder 32 in FIG. 1, but a plurality of gas outlets 34 are provided on the lower surface of the chamber 31 as necessary. It is also possible.
  • the piping 41 connected to the gas outflow path 34 is connected to a line of a general factory exhaust system (not shown) or the outside through a valve 36, and the flow of processing gas and impurities flowing out by the operation of the valve 36 is controlled.
  • a gas supply panel 37 is provided between the substrate holder 32 and the gas inlet 33 in order to ensure a uniform process gas flow.
  • the gas supply panel 37 is composed of a perforated plate having a plurality of ventilation holes.
  • the wafer 21 having nitride films 22 and 23 deposited on the front and back surfaces, respectively, is loaded on the substrate holder 32 of the nitride film removing apparatus 30 shown in FIG.
  • a natural oxide film or various thin film layers can be formed between the wafer 21 and the nitride films 22 and 23 as required.
  • the nitride film 23 on the back surface of the wafer 21 is adsorbed and removed by supplying one or more processing gases of HF gas, NH 3 gas, and Ar gas through the gas inlet 33.
  • the processing gas supplied from the gas inlet 33 to the lower space 52 does not flow into the upper space 51. Therefore, the nitride film 22 on the surface of the wafer 21 is not absorbed and removed by the supplied processing gas.
  • residual gas and impurities for example, adsorption by-products
  • the nitride film 23 on the back surface of the wafer 21 is removed by a certain thickness.
  • the wafer 21 is warped downward.
  • the processing gas is supplied from the gas inlet 33 and the residual gas and impurities are discharged from the gas outlet 34 at the same time.
  • the adhesion of the wafer 21 to the substrate holder 32 is increased, and the processing gas supplied to the lower space 52 can be reliably prevented from flowing into the upper space 51.
  • the temperature of the wafer 21 is controlled from the periphery by using the cooling coil 38 before supplying the processing gas through the gas inlet 33. Lowering is preferable.
  • the temperature around the wafer 21 can be made higher than that of the wafer 21 by using the heating coil 39, and the two methods can be used alone or in combination.
  • the warping phenomenon of the wafer 21 is prevented by removing only the nitride film 23 on the back surface of the wafer 21 quickly and economically using the apparatus and method as described above. If this is applied to a semiconductor manufacturing process, it is possible to achieve effects such as element miniaturization and improvement of electrical characteristics by a simple and economical method.
  • the present invention is useful for removing a nitride film on the back surface of a substrate such as a semiconductor wafer.

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Abstract

　本発明の窒化膜除去装置は、表面及び裏面にそれぞれ窒化膜が蒸着された基板を内部で処理することができるチャンバーと、前記チャンバーの内側面に設けられ、前記基板下面の端部を全周に渡って密着して保持するリング状の基板ホルダーと、前記チャンバーにおける前記ホルダーよりも下方に設けられ、前記基板裏面の窒化膜に処理ガスを供給するガス流入口と、前記チャンバーにおける前記ホルダーよりも下方に設けられ、前記処理ガス及び不純物を外部に排出するガス流出口と、を含むことを特徴としている。

Description

窒化膜除去装置及び窒化膜除去方法
　本発明は例えば半導体ウェハなどの基板裏面の窒化膜を除去する装置及び当該窒化膜を除去する方法に係る。
　一般に、半導体素子は、素子が駆動する活性領域と各素子を分離するための絶縁地域であるフィールド領域とに分けられ、半導体素子の分離は、フィールド領域にトレンチを形成し、これを絶縁体として埋め込み、素子分離酸化膜を形成することで行われる。このような素子分離酸化膜の形成の際に、酸化拡散を防止するために通常窒化膜が使われる。また、半導体素子の高集積化によって、ＤＴＩ（Deep Trench Isolation）に比べて素子分離特性に優れたＳＴＩ（Shallow Trench Isolation）方式の素子分離構造が採用される場合が増大しているが、窒化膜はこのようなＳＴＩ方式の素子分離膜製造工程の際にハードマスクとしても利用される。
　しかしながら、窒化膜はマスキング能力に優れているが、自体的な引張応力を持っているだけでなく、ＳＴＩエッチング工程またはパターニング工程後に発生するウェハの表面と裏面の窒化膜の面積の差によって反り現象を起こす。このような反りは、半導体素子の電気的特性の悪化につながるため、最終の歩留まりが悪くなる原因になることもある。特に、反りの大きさは、ウェハの口径及び素子の集積度に比例するため、反りの問題を解決しなければ、大径のウェハを利用して高集積の半導体素子を製造することが困難である。このような反り問題を解決するために、ウェハ表面のエッチングまたはパターニングに対応し、ウェハ裏面の窒化膜を一定量除去する工程が必要となる。
　以下、添付の図面（図５～図１０）を参考にして従来技術の構成を説明する。この従来技術の説明において、基板としてのウェハは例えば単結晶シリコーンで構成されおり、ウェハ上には各種処理をして薄膜が蒸着されているか、あるいは蒸着された薄膜がパターニングされている。
　図５は、ウェハ１１の表面と裏面にそれぞれ窒化膜１２、１３を蒸着した状態を示す図面である。このような状態で、直ちに表面の窒化膜１２をパターニングすれば、表面と裏面の窒化膜１２、１３の面積の差によって図６に示すようにウェハ１１が上方に反るようになる。
　そこで、このウェハ１１の反りを防止するために、先ず、図７に示すように、ウェハ１１表面の窒化膜１２上に保護酸化膜１４を蒸着する。そして、この状態のウェハ１１を高温のＨ３ＰＯ４溶液に浸し、図８に示すようにウェハ１１裏面の窒化膜１３を一定の厚みだけ除去する。
　次に、ウェハ１１をＢＯＥ（Buffered Oxide Etchant）で処理して図９に示すように保護酸化膜１４を除去すると、ウェハ１１が下方に反るようになる。次いで、図１０に示すように、ウェハ１１表面の窒化膜１２を選択的にエッチングし、素子分離酸化膜が形成される領域のウェハ１１を露出させる窒化膜パターンを形成する。このような工程によってウェハ１１には上方に向けて反る力が作用し、結果的に、図９に示した下方に向けて反る力が相殺されてウェハ１１を平坦にする。
　しかしながら、このような方法は別途の保護酸化膜１４を形成し、しかも二回の湿式エッチング工程を経なければならないため、時間的、かつ経済的に不利である。
　本発明はこのような背景から生じたもので、その目的は迅速かつ簡単で、また経済的な方法で、基板の反り現象を防止しつつ、基板裏面の窒化膜を選択的に除去することができる装置及び方法を提供することである。
　前記目的を達成するための本発明の第１様態として、表面及び裏面にそれぞれ窒化膜が蒸着された基板を内部で処理することができるチャンバーと、前記チャンバーの内側面に設けられ、前記基板下面の端部を全周に渡って密着して保持するリング状の基板ホルダーと、前記チャンバーにおける前記基板ホルダーよりも下方に設けられ、前記基板裏面の窒化膜に処理ガスを供給するガス流入口と、前記チャンバーにおける前記基板ホルダーよりも下方に設けられ、前記処理ガス及び不純物を外部に排出するガス流出口と、を含むことを特徴とする基板裏面の窒化膜除去装置を提供する。
　一方、前記ガス流入口は、前記チャンバーの下面に設けられ、上方に処理ガスを供給することができ、前記ガス流入口は複数個設けることもできる。
　また、前記基板ホルダーが位置する前記チャンバーの内側面近くに冷却コイルがさらに備えることができ、前記基板ホルダーよりも下方の前記チャンバーの内側面近くに加熱コイルがさらに備えることもできる。
　一方、前記基板ホルダーと前記ガス流入口との間にガス供給パネルをさらに備えることができ、前記ガス供給パネルは、複数の通気孔を有する多孔板であることが好ましい。また、前記処理ガスは、ＨＦガス、ＮＨ３ガス、Ａｒガスのうち一つ以上を含むのが好ましい。
　前記目的を達成するための本発明の第２様態で、窒化膜除去装置を用いて基板裏面の窒化膜を除去する窒化膜除去方法として、前記窒化膜除去装置が、表面及び裏面にそれぞれ窒化膜が蒸着された基板を内部で処理することができるチャンバーと、前記チャンバーの内側面に設けられ、前記基板下面の端部を全周に渡って密着して保持するリング状の基板ホルダーと、前記チャンバーにおける前記基板ホルダーよりも下方に設けられ、前記基板裏面の窒化膜に処理ガスを供給するガス流入口と、前記チャンバーにおける前記基板ホルダーよりも下方に設けられ、前記処理ガス及び不純物を外部に排出するガス流出口と、を含み、前記窒化膜除去装置を用いて、基板裏面の窒化膜を除去する方法が、表面及び裏面にそれぞれ窒化膜が蒸着された基板を前記基板ホルダーに積載する段階と、前記基板裏面の窒化膜を吸着して除去することができる処理ガスを、前記ガス流入口を介して供給する段階と、前記処理ガス及び不純物を前記ガス流出口を介して排出する段階と、を含むことを特徴とする基板裏面の窒化膜を除去する窒化膜除去方法を提供する。
　一方、前記処理ガスを前記ガス流入口を介して供給する段階の前に、前記基板の温度を周辺より低くする段階をさらに含むことができ、前記処理ガスを前記ガス流入口を介して供給する段階の前に、前記基板周辺の温度を前記基板より高くする段階をさらに含むこともできる。前記処理ガスは、ＨＦガス、ＮＨ３ガス、Ａｒガスのうち一つ以上を含むのが好ましい。
　本発明によれば、迅速かつ簡単で、また経済的な方法で、基板の反り現象を防止しつつ、基板裏面の窒化膜を選択的に除去することができる。
本実施の形態における基板裏面の窒化膜除去装置である。 本実施の形態の窒化膜除去工程において、ウェハの表面と裏面にそれぞれ窒化膜を蒸着した状態を示す縦断面図である。 本実施の形態の窒化膜除去工程において、ウェハ裏面の窒化膜が一定の厚みだけ除去された状態を示す縦断面図である。 本実施の形態の窒化膜除去工程において、ウェハ表面の窒化膜をパターニングした状態を示す縦断面図である。 従来の窒化膜除去工程において、ウェハの表面と裏面にそれぞれ窒化膜を蒸着した状態を示す縦断面図である。 従来の窒化膜除去工程において、ウェハ表面の窒化膜をパターニングしてウェハが上方に反った状態を示す縦断面図である。 従来の窒化膜除去工程において、ウェハ表面の窒化膜上に保護酸化膜を蒸着した状態を示す縦断面図である。 従来の窒化膜除去工程において、ウェハ裏面の窒化膜を一定の厚みだけ除去した状態を示す縦断面図である。 従来の窒化膜除去工程において、保護酸化膜を除去してウェハが下方に反った状態を示す縦断面図である。 従来の窒化膜除去工程において、ウェハ表面の窒化膜をパターニングした状態を示す縦断面図である。
符号の説明
　２１　基板
　２２　基板表面の窒化膜
　２３　基板裏面の窒化膜
　３０　窒化膜除去装置
　３１　チャンバー
　３２　基板ホルダー
　３３　ガス流入口
　３４　ガス流出口
　３５　バルブ
　３６　バルブ
　３７　ガス供給パネル
　３８　冷却コイル
　３９　加熱コイル
　４０　配管
　４１　配管
　５１　上部空間
　５２　下部空間
　以下、添付の図面（図１～図４）を参考にして本発明の実施の形態を説明する。本実施の形態では、基板としてのウェハ２１の表面と裏面にそれぞれ窒化膜２２、２３が蒸着されている。
　図１は、本実施の形態における基板裏面の窒化膜を除去する窒化膜除去装置３０を示す。この窒化膜除去装置３０は、その内部でウェハ２１を処理することができるチャンバー３１を含む。チャンバー３１内には、ウェハ２１を保持する基板ホルダー３２が設けられており、チャンバー３１の下面及び側面には、それぞれガス流入口３３及びガス流出口３４が設けられている。
　基板ホルダー３２は、ウェハ２１下面の端部のみを全周に渡って密着して保持するようにリング状で構成される。すなわち、基板ホルダー３２は、チャンバー３１の内側面全周から水平方向に突出して、中央にウェハ２１の径よりも僅かに小さい径を有する開口が形成されている。このような基板ホルダー３２の形状により、ウェハ２１裏面の窒化膜２３の端部領域を除いた大部分の領域に処理ガスを供給するのが可能である。また、チャンバー３１内の処理空間は、ウェハ２１が基板ホルダー３２に保持された状態で、ウェハ２１の表面側の上部空間５１とウェハ２１の裏面側の下部空間５２に区画される。なお、ガス流入口３３から下部空間５２に供給され、ウェハ２１裏面の窒化膜２３の除去に使われる処理ガスとしては、ＨＦガス、ＮＨ３ガス、Ａｒガスなどがある。このようなガス吸着方式を適用することでプラズマ発生装置を利用する必要がなくなる。
　下部空間５２に供給される処理ガスとウェハ２１裏面の窒化膜２３との間の吸着工程は、吸着が行われる部分の温度が周辺より低いほど活発である。このために、ウェハ２１が保持される基板ホルダー３２が位置するチャンバー３１の内側面近くに冷却コイル３８を設ける。併せて、基板ホルダー３２よりも下方のチャンバー３１の内側面近くに加熱コイル３９を設ける。冷却コイル３８は、ウェハ２１の温度を下げることで、また加熱コイル３９は、ウェハ２１周辺の温度を高めることで、吸着工程が活発に行われるようにする。前記冷却コイル３８及び加熱コイル３９は、いずれか一つだけ設置することも可能である。
　ガス流入口３３は、基板ホルダー３２よりも下方のチャンバー３１の下面に設けられ、上方へ処理ガスを供給する。ガス流入口３３は、複数個設けられ、処理ガスの種類によって別途の流入口を利用することができる。ガス流入口３３とつながった配管４０は、バルブ３５を介してガス供給装置(図示しない)と連結され、バルブ３５の作動によって供給される処理ガスの流れが制御される。
　一方、ガス流出口３４は、図１中では、基板ホルダー３２よりも下方のチャンバー３１の側面に一つが設けられているが、必要に応じて、チャンバー３１の下面に設けるか、あるいは複数個設けることも可能である。ガス流出路３４とつながった配管４１は、バルブ３６を介して一般の工場排気システム(図示しない)のラインや外部と連結され、バルブ３６の作動によって流出される処理ガス及び不純物の流れが制御される。
　チャンバー３１内において、基板ホルダー３２とガス流入口３３との間には、均一な処理ガスの流れを保障するためにガス供給パネル３７を設ける。ガス供給パネル３７は複数個の通気孔を持つ多孔板で構成される。
　次に、本実施の形態における基板裏面の窒化膜を除去する窒化膜除去方法を説明する。
　先ず、図２に示すように、表面及び裏面にそれぞれ窒化膜２２、２３が蒸着されたウェハ２１を、図１に示す窒化膜除去装置３０の基板ホルダー３２に積載する。図示していないが、ウェハ２１と窒化膜２２、２３の間には自然酸化膜または必要に応じて種々の薄膜層を形成することもできる。
　次に、ガス流入口３３を介して、ＨＦガス、ＮＨ３ガス、Ａｒガスのうち一つ以上の処理ガスを供給することで、ウェハ２１裏面の窒化膜２３を吸着して除去する。このとき、ウェハ２１は基板ホルダー３２に密着して保持されているため、ガス流入口３３から下部空間５２に供給された処理ガスは、上部空間５１に流入しない。したがって、供給された処理ガスによってウェハ２１表面の窒化膜２２が吸着除去されることがない。最後に、残存ガス及び不純物（例えば、吸着副産物）をガス流出口３４を介して排出させる。このとき、図３に示すようにウェハ２１裏面の窒化膜２３は、一定の厚みだけ除去される。このような工程によってウェハ２１は、下方に反るようになる。なお、例えばガス流入口３３からの処理ガスの供給とガス流出口３４からの残存ガス及び不純物の排出を同時に行い、バルブ３５、３６を制御して下部空間５２内を上部空間５１内より低圧にすれば、基板ホルダー３２に対するウェハ２１の密着性が増し、下部空間５２に供給された処理ガスが上部空間５１に流入するのを確実に防止できる。
　このような状態で、別途の工程によりウェハ２１表面の窒化膜２２をパターニングすれば、ウェハ２１に上方に向けて反る力が作用して図３に示すような下方への反りが解消し、図４に示すようにウェハ２１が平坦になる。このように、本実施の形態によれば、ウェハ２１に別途の保護酸化膜を蒸着させずにも簡単にウェハ２１裏面の窒化膜２３のみを除去するのが可能である。
　一方、ウェハ２１裏面の窒化膜２３の吸着除去工程をより円滑に行うために、処理ガスをガス流入口３３を介して供給する前に、冷却コイル３８を利用してウェハ２１の温度を周辺より低くするのが好ましい。併せて、加熱コイル３９を利用してウェハ２１周辺の温度をウェハ２１より高くすることも可能であり、前記二つの方法は単独または混用して使うことができる。
　以上の実施の形態によれば、前述のような装置及び方法を用いて、ウェハ２１裏面の窒化膜２３のみを迅速かつ経済的に除去することで、ウェハ２１の反り現象が防止される。これを半導体製造工程に適用すれば、簡単かつ経済的な方法で素子微細化及び電気的特性向上といった效果を奏することができる。
　以上、本発明の望ましい実施例について説明したが、本発明は前記のような特定の実試例に限定されるのではなく、特許請求の範囲に記載の発明の要旨を逸脱しなければ、多様な変形及び置換が可能である。
　本発明は、例えば半導体ウェハなどの基板裏面の窒化膜を除去する際に有用である。

Claims (12)

  1. 基板裏面の窒化膜を除去する窒化膜除去装置であって、
    　表面及び裏面にそれぞれ窒化膜が蒸着された基板を内部で処理することができるチャンバーと、
    　前記チャンバーの内側面に設けられ、前記基板下面の端部を全周に渡って密着して保持するリング状の基板ホルダーと、
    　前記チャンバーにおける前記基板ホルダーよりも下方に設けられ、前記基板裏面の窒化膜に処理ガスを供給するガス流入口と、
    　前記チャンバーにおける前記基板ホルダーよりも下方に設けられ、前記処理ガス及び不純物を外部に排出するガス流出口と、を含む。
  2. 請求項１に記載の窒化膜除去装置であって、
    　前記ガス流入口は、前記チャンバーの下面に設けられ、上方に処理ガスを供給する。
  3. 請求項１に記載の窒化膜除去装置であって、
    　前記ガス流入口は、複数個設けられている。
  4. 請求項１に記載の窒化膜除去装置であって、
    　前記基板ホルダーが位置する前記チャンバーの内側面近くに冷却コイルがさらに備えられている。
  5. 請求項１に記載の窒化膜除去装置であって、
    　前記基板ホルダーよりも下方の前記チャンバーの内側面近くに加熱コイルがさらに備えられている。
  6. 請求項１に記載の窒化膜除去装置であって、
    　前記基板ホルダーと前記ガス流入口との間にガス供給パネルがさらに備えられている。
  7. 請求項６に記載の窒化膜除去装置であって、
    　前記ガス供給パネルは、複数の通気孔を有する多孔板である。
  8. 請求項１に記載の窒化膜除去装置であって、
    　前記処理ガスは、ＨＦガス、ＮＨ３ガス、Ａｒガスのうち一つ以上を含む。
  9. 窒化膜除去装置を用いて基板裏面の窒化膜を除去する窒化膜除去方法であって、
    　前記窒化膜除去装置は、
    　表面及び裏面にそれぞれ窒化膜が蒸着された基板を内部で処理することができるチャンバーと、
    　前記チャンバーの内側面に設けられ、前記基板下面の端部を全周に渡って密着して保持するリング状の基板ホルダーと、
    　前記チャンバーにおける前記基板ホルダーよりも下方に設けられ、前記基板裏面の窒化膜に処理ガスを供給するガス流入口と、
    　前記チャンバーにおける前記基板ホルダーよりも下方に設けられ、前記処理ガス及び不純物を外部に排出するガス流出口と、を含み、
    　前記窒化膜除去装置を用いて、基板裏面の窒化膜を除去する方法は、
    　表面及び裏面にそれぞれ窒化膜が蒸着された基板を前記基板ホルダーに積載する段階と、
    　前記基板裏面の窒化膜を吸着して除去することができる処理ガスを、前記ガス流入口を介して供給する段階と、
    　前記処理ガス及び不純物を前記ガス流出口を介して排出する段階と、を含む。
  10. 請求項９に記載の窒化膜除去方法であって、
    　前記処理ガスを前記ガス流入口を介して供給する段階の前に、前記基板の温度を周辺より低くする段階をさらに含む。
  11. 請求項９に記載の窒化膜除去方法であって、
    　前記処理ガスを前記ガス流入口を介して供給する段階の前に、前記基板周辺の温度を前記基板より高くする段階をさらに含む。
  12. 請求項９に記載の窒化膜除去方法であって、
    　前記処理ガスは、ＨＦガス、ＮＨ３ガス、Ａｒガスの一つ以上を含む。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0684835A (ja) * 1992-09-02 1994-03-25 Kawasaki Steel Corp 表面処理方法及びその装置
JP2006286733A (ja) * 2005-03-31 2006-10-19 Tokyo Electron Ltd 載置台の温度制御装置及び載置台の温度制御方法及び処理装置及び載置台温度制御プログラム
JP2006351696A (ja) * 2005-06-14 2006-12-28 Shibaura Mechatronics Corp 半導体処理装置用部材およびそれを備えた半導体処理装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0684835A (ja) * 1992-09-02 1994-03-25 Kawasaki Steel Corp 表面処理方法及びその装置
JP2006286733A (ja) * 2005-03-31 2006-10-19 Tokyo Electron Ltd 載置台の温度制御装置及び載置台の温度制御方法及び処理装置及び載置台温度制御プログラム
JP2006351696A (ja) * 2005-06-14 2006-12-28 Shibaura Mechatronics Corp 半導体処理装置用部材およびそれを備えた半導体処理装置

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