JP2002035706A - Washing method and washing apparatus for object to be treated - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、被処理体の洗浄方
法及び洗浄装置に関し、詳しくは被処理体に付着した汚
染物質を除去する被処理体の洗浄方法及び洗浄装置に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for cleaning an object, and more particularly, to a method and an apparatus for cleaning an object to remove contaminants adhered to the object.
【０００２】[0002]
【従来の技術】半導体装置の製造工程では、例えばＣＶ
Ｄ（Chemical Vapor Deposition）等の処理によって、
半導体ウエハ等の被処理体に、ポリシリコン膜、シリコ
ン酸化膜等の薄膜を形成することが広く行われている。
このような薄膜を形成する工程では、例えば、図３に示
すような熱処理装置が用いられている。2. Description of the Related Art In a semiconductor device manufacturing process, for example, CV
By processing such as D (Chemical Vapor Deposition),
2. Description of the Related Art A thin film such as a polysilicon film or a silicon oxide film is widely formed on an object to be processed such as a semiconductor wafer.
In the process of forming such a thin film, for example, a heat treatment apparatus as shown in FIG. 3 is used.
【０００３】図３に示す熱処理装置５１を用いた薄膜の
形成は以下のようにして行われる。まず、石英等のセラ
ミックからなる内管５２ａと外管５２ｂとから構成され
た二重管構造の反応管５２をヒータ５３により所定の温
度に加熱する。次に、複数枚の半導体ウエハ５４を、石
英等のセラミックからなるウエハボート５５内に収容
し、このウエハボート５５を反応管５２（内管５２ａ）
内にロードする。続いて、排気ポート５６から反応管５
２内のガスを排出し、反応管５２内を所定の圧力に減圧
する。反応管５２内が所定の圧力に減圧されると、導入
ポート５７から内管５２ａ内に処理ガスを供給し、半導
体ウエハ５４の表面に薄膜を形成する。The formation of a thin film using the heat treatment apparatus 51 shown in FIG. 3 is performed as follows. First, a reaction tube 52 having a double tube structure composed of an inner tube 52a and an outer tube 52b made of ceramic such as quartz is heated to a predetermined temperature by a heater 53. Next, the plurality of semiconductor wafers 54 are accommodated in a wafer boat 55 made of ceramic such as quartz, and the wafer boat 55 is placed in a reaction tube 52 (inner tube 52a).
Load in. Subsequently, the reaction tube 5 is connected through the exhaust port 56.
The gas in 2 is discharged, and the pressure in the reaction tube 52 is reduced to a predetermined pressure. When the pressure in the reaction tube 52 is reduced to a predetermined pressure, a processing gas is supplied from the introduction port 57 into the inner tube 52 a to form a thin film on the surface of the semiconductor wafer 54.
【０００４】ところで、空気中には、鉄、銅、アルミニ
ウム等の物質（汚染物質）が含まれていることから、半
導体ウエハ５４に汚染物質が付着する場合がある。この
ような汚染物質が付着した状態で半導体ウエハ５４上に
薄膜を形成すると、半導体装置の特性が悪化し、歩留ま
りが悪くなるという問題が発生してしまう。このため、
半導体ウエハ５４上に薄膜を形成する前には、半導体ウ
エハ５４に付着した汚染物質を除去する半導体ウエハ５
４の洗浄が行われている。[0004] Since the air contains substances (contaminants) such as iron, copper, and aluminum, the contaminants may adhere to the semiconductor wafer 54 in some cases. If a thin film is formed on the semiconductor wafer 54 with such contaminants attached, the characteristics of the semiconductor device will be degraded and the yield will be reduced. For this reason,
Before forming a thin film on the semiconductor wafer 54, the semiconductor wafer 5 for removing contaminants attached to the semiconductor wafer 54 is removed.
4 are performed.
【０００５】半導体ウエハ５４の洗浄は、以下のように
して行われる。まず、反応管５２内を所定の温度、例え
ば８００℃に加熱し、反応管５２内に複数枚の半導体ウ
エハ５４が収容されたウエハボート５５をロードする。
次に、導入ポート５７から内管５２ａ内に洗浄ガス、例
えば塩酸（ＨＣｌ）ガスを供給する。反応管５２内では
塩酸ガスが熱分解を起こし、熱分解により生成された塩
素とウエハボート５５内の半導体ウエハ５４に付着した
汚染物質とが反応して塩化物を生成する。そして、この
塩化物を排気ポート５６を介して熱処理装置５１外に排
出することにより、半導体ウエハ５４が洗浄される。The cleaning of the semiconductor wafer 54 is performed as follows. First, the inside of the reaction tube 52 is heated to a predetermined temperature, for example, 800 ° C., and a wafer boat 55 containing a plurality of semiconductor wafers 54 is loaded into the reaction tube 52.
Next, a cleaning gas, for example, hydrochloric acid (HCl) gas is supplied from the introduction port 57 into the inner tube 52a. Hydrochloric acid gas undergoes thermal decomposition in the reaction tube 52, and chlorine generated by the thermal decomposition reacts with contaminants attached to the semiconductor wafer 54 in the wafer boat 55 to generate chloride. Then, the semiconductor wafer 54 is cleaned by discharging the chloride outside the heat treatment apparatus 51 through the exhaust port 56.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、半導体
装置の高集積化に伴うデバイスパターンの微細化によ
り、半導体ウエハ５４に付着した汚染物質量に対する許
容範囲が厳しくなり、上記洗浄方法では許容範囲内にま
で汚染物質を除去できなくなるという問題が生じてき
た。このため、さらに半導体ウエハ５４に付着した汚染
物質の除去が望まれている。However, with the miniaturization of device patterns accompanying the high integration of semiconductor devices, the allowable range for the amount of contaminants adhering to the semiconductor wafer 54 has become strict. The problem that pollutants cannot be removed until now has arisen. For this reason, it is desired to further remove contaminants attached to the semiconductor wafer 54.
【０００７】本発明は、上記問題に鑑みてなされたもの
であり、被処理体に付着した汚染物質の除去効率を向上
させることができる被処理体の洗浄方法及び洗浄装置を
提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a method and a device for cleaning an object to be processed, which can improve the efficiency of removing contaminants attached to the object to be processed. And
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明の第１の観点にかかる被処理体の洗浄方法
は、被処理体が収容された反応室を所定の温度に加熱
し、該反応室内にクリーニングガスを供給して、前記被
処理体の表面に付着した汚染物質を除去する被処理体の
洗浄方法であって、前記クリーニングガスを活性化可能
な温度に加熱し、該加熱されたクリーニングガスを前記
反応室に供給するとともに、前記反応室の温度を前記ク
リーニングガスの活性化状態を維持可能な温度に加熱す
る、ことを特徴とする。According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for cleaning an object to be processed, comprising heating a reaction chamber accommodating the object to a predetermined temperature, A method for cleaning a target object, wherein a cleaning gas is supplied into the reaction chamber to remove contaminants attached to a surface of the target object, wherein the cleaning gas is heated to a temperature that can be activated. The cleaning gas thus supplied is supplied to the reaction chamber, and the temperature of the reaction chamber is heated to a temperature at which the activated state of the cleaning gas can be maintained.
【０００９】この構成によれば、クリーニングガスは、
活性化可能な温度に加熱され、この加熱されたクリーニ
ングガスが反応室内に供給される。また、反応室の温度
はクリーニングガスの活性化状態を維持可能な温度に加
熱される。このため、クリーニングガスは、活性化され
た状態で反応室内に供給され、反応室内でも活性化され
た状態が維持される。このように、活性化された状態の
クリーニングガスが汚染物質と反応するので、この反応
が促進される。従って、被処理体に付着した汚染物質の
除去効率を向上させることができる。According to this configuration, the cleaning gas is:
The cleaning gas is heated to a temperature at which it can be activated, and the heated cleaning gas is supplied into the reaction chamber. Further, the temperature of the reaction chamber is heated to a temperature at which the activated state of the cleaning gas can be maintained. Therefore, the cleaning gas is supplied into the reaction chamber in an activated state, and the activated state is maintained in the reaction chamber. In this way, the activated cleaning gas reacts with the contaminant, and this reaction is promoted. Therefore, the efficiency of removing contaminants attached to the object to be processed can be improved.
【００１０】前記クリーニングガスは塩酸を含み、前記
クリーニングガスを少なくとも８００℃に加熱し、前記
反応室の温度を７００℃〜１０００℃に加熱することが
好ましい。前記汚染物質としては、例えば鉄、銅、アル
ミニウム、タングステンの少なくとも一つがある。Preferably, the cleaning gas contains hydrochloric acid, the cleaning gas is heated to at least 800 ° C., and the temperature of the reaction chamber is heated to 700 ° C. to 1000 ° C. Examples of the contaminants include at least one of iron, copper, aluminum, and tungsten.
【００１１】この発明の第２の観点にかかる被処理体の
洗浄装置は、被処理体を収容するとともに、所定の温度
に設定可能な加熱部を有する反応室と、前記反応室内に
前記被処理体の表面に付着した汚染物質を除去するクリ
ーニングガスを供給するクリーニングガス供給手段と、
前記クリーニングガス供給手段に介設され、前記クリー
ニングガスを所定の温度に加熱する加熱手段と、前記加
熱手段により前記クリーニングガスを活性化可能な温度
に加熱させ、該加熱されたクリーニングガスを前記クリ
ーニングガス供給手段を介して前記反応室に供給させる
とともに、前記加熱部により前記反応室を前記クリーニ
ングガスの活性化状態を維持可能な温度に加熱させる制
御手段とを備える、ことを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, there is provided a cleaning apparatus for an object to be processed, which accommodates the object to be processed and has a heating section having a heating section which can be set to a predetermined temperature; Cleaning gas supply means for supplying a cleaning gas for removing contaminants attached to the body surface;
A heating unit interposed in the cleaning gas supply unit, for heating the cleaning gas to a predetermined temperature, and heating the cleaning gas to a temperature at which the cleaning gas can be activated by the heating unit; And a control unit for supplying the reaction gas to the reaction chamber via a gas supply unit and heating the reaction chamber to a temperature at which the activated state of the cleaning gas can be maintained by the heating unit.
【００１２】この構成によれば、制御手段により、加熱
手段を介してクリーニングガスが活性化可能な温度に加
熱され、この加熱されたクリーニングガスがクリーニン
グガス供給手段を介して反応室内に供給される。また、
制御手段により、加熱部を介して反応室の温度がクリー
ニングガスの活性化状態を維持可能な温度に加熱され
る。このため、クリーニングガスは、活性化された状態
で反応室内に供給され、反応室内でも活性化された状態
が維持される。このように、活性化された状態のクリー
ニングガスが汚染物質と反応するので、この反応が促進
される。従って、被処理体に付着した汚染物質の除去効
率を向上させることができる。According to this structure, the cleaning gas is heated to a temperature at which the cleaning gas can be activated by the control means, and the heated cleaning gas is supplied into the reaction chamber via the cleaning gas supply means. . Also,
The control unit heats the temperature of the reaction chamber via the heating unit to a temperature at which the activated state of the cleaning gas can be maintained. Therefore, the cleaning gas is supplied into the reaction chamber in an activated state, and the activated state is maintained in the reaction chamber. In this way, the activated cleaning gas reacts with the contaminant, and this reaction is promoted. Therefore, the efficiency of removing contaminants attached to the object can be improved.
【００１３】前記クリーニングガスは塩酸を含み、前記
制御手段は、前記加熱手段に前記クリーニングガスを少
なくとも８００℃に加熱させ、前記加熱部に前記反応室
の温度を７００℃〜１０００℃に加熱させることが好ま
しい。前記汚染物質としては、例えば鉄、銅、アルミニ
ウム、タングステンの少なくとも一つがある。[0013] The cleaning gas contains hydrochloric acid, and the control means causes the heating means to heat the cleaning gas to at least 800 ° C, and causes the heating unit to heat the temperature of the reaction chamber to 700 ° C to 1000 ° C. Is preferred. Examples of the contaminants include at least one of iron, copper, aluminum, and tungsten.
【００１４】前記反応室は、例えば前記被処理体を収容
する内管と、該内管を覆うように形成された有天井の外
管とから構成されている。そして、前記クリーニングガ
ス供給手段が前記内管内を臨むように配設されている。The reaction chamber comprises, for example, an inner tube for accommodating the object to be processed and an outer tube with a ceiling formed so as to cover the inner tube. Then, the cleaning gas supply means is disposed so as to face the inside of the inner pipe.
【００１５】[0015]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態にかか
る被処理体の洗浄方法及び洗浄装置を、図１に示すバッ
チ式縦型熱処理装置を用いて、半導体ウエハに付着した
汚染物質を除去する場合を例に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A cleaning method and a cleaning apparatus for an object to be processed according to an embodiment of the present invention are described below by using a batch type vertical heat treatment apparatus shown in FIG. The case of removal will be described as an example.
【００１６】図１に示すように、熱処理装置１は、長手
方向が垂直方向に向けられた略円筒状の反応管２を備え
ている。反応管２は、内部に内管３と、内管３を覆うと
共に内管３と一定の間隔を有するように形成された有天
井の外管４とから構成された二重管構造に構成されてい
る。内管３及び外管４は、耐熱材料、例えば石英により
形成されている。As shown in FIG. 1, the heat treatment apparatus 1 includes a substantially cylindrical reaction tube 2 whose longitudinal direction is directed vertically. The reaction tube 2 has a double tube structure including an inner tube 3 inside, and an outer tube 4 with a ceiling that covers the inner tube 3 and is formed to have a certain distance from the inner tube 3. ing. The inner tube 3 and the outer tube 4 are formed of a heat-resistant material, for example, quartz.
【００１７】外管４の下方には、筒状に形成されたステ
ンレス鋼（ＳＵＳ）からなるマニホールド５が配置され
ている。マニホールド５は、外管４の下端と気密に接続
されている。また、内管３は、マニホールド５の内壁か
ら突出すると共に、マニホールド５と一体に形成された
支持リング６に支持されている。Below the outer tube 4, a manifold 5 formed of a stainless steel (SUS) formed in a cylindrical shape is arranged. The manifold 5 is airtightly connected to the lower end of the outer tube 4. The inner pipe 3 projects from the inner wall of the manifold 5 and is supported by a support ring 6 formed integrally with the manifold 5.
【００１８】マニホールド５の下方には蓋体７が配置さ
れている。蓋体７は、ボートエレベータ８により上下動
可能に構成されている。そして、ボートエレベータ８に
より蓋体７が上昇すると、蓋体７とマニホールド５とが
接触し、反応管２が密閉される。A lid 7 is arranged below the manifold 5. The lid 7 is configured to be vertically movable by a boat elevator 8. When the lid 7 is lifted by the boat elevator 8, the lid 7 and the manifold 5 come into contact with each other, and the reaction tube 2 is sealed.
【００１９】蓋体７には、例えば石英からなるウエハボ
ート９が載置されている。ウエハボート９には、被処理
体、例えば半導体ウエハ１０が垂直方向に所定の間隔を
おいて複数枚収容されている。A wafer boat 9 made of, for example, quartz is placed on the lid 7. The wafer boat 9 contains a plurality of objects to be processed, for example, semiconductor wafers 10 at predetermined intervals in the vertical direction.
【００２０】反応管２の周囲には、反応管２を取り囲む
ように断熱体１１が設けられ、その内壁面には、例えば
抵抗発熱体からなる昇温用ヒータ１２が設けられてい
る。A heat insulator 11 is provided around the reaction tube 2 so as to surround the reaction tube 2, and a heater 12, for example, composed of a resistance heating element, is provided on the inner wall surface.
【００２１】また、マニホールド５の側面には、クリー
ニングガス導入管１３が挿通されている。クリーニング
ガス導入管１３は、例えば、内管３内を臨むように、支
持リング６より下方のマニホールド５の側面に挿通され
ている。そして、クリーニングガス導入管１３から導入
されたクリーニングガス、例えば塩酸（ＨＣｌ）ガスと
希釈ガスとしての窒素（Ｎ２）ガスとが反応管２内の内
管３内に供給される。なお、マニホールド５の側面に
は、図示しない処理ガス導入管が挿通され、処理ガス導
入管から導入された処理ガスにより、半導体ウエハ１０
に薄膜を形成する等の各種の処理が行われる。A cleaning gas introduction pipe 13 is inserted through a side surface of the manifold 5. The cleaning gas introduction pipe 13 is inserted through a side surface of the manifold 5 below the support ring 6 so as to face the inside of the inner pipe 3, for example. Then, a cleaning gas, for example, a hydrochloric acid (HCl) gas and a nitrogen (N 2 ) gas as a diluting gas introduced from the cleaning gas introduction tube 13 are supplied into the inner tube 3 in the reaction tube 2. A processing gas introduction pipe (not shown) is inserted through the side surface of the manifold 5, and the processing gas introduced from the processing gas introduction pipe allows the semiconductor wafer 10 to be introduced.
Various processes such as forming a thin film are performed.
【００２２】クリーニングガス導入管１３には、加熱器
１５が介設されている。加熱器１５は、例えば抵抗発熱
体からなるヒータを備え、加熱器１５内に供給されたク
リーニングガスを所定の温度に加熱する。A heater 15 is interposed in the cleaning gas introduction pipe 13. The heater 15 includes, for example, a heater including a resistance heating element, and heats the cleaning gas supplied into the heater 15 to a predetermined temperature.
【００２３】マニホールド５の側面には排出口１４が設
けられている。排出口１４は支持リング６より上方に設
けられており、反応管２内の内管３と外管４との間に形
成された空間に連通する。そして、クリーニングガスが
クリーニングガス導入管１３から内管３内に供給されて
半導体ウエハ１０の表面に付着した汚染物質の除去処理
が行われ、除去処理によって発生した反応生成物が内管
３と外管４との間を通って排出口１４に排出される。A discharge port 14 is provided on a side surface of the manifold 5. The discharge port 14 is provided above the support ring 6 and communicates with a space formed between the inner tube 3 and the outer tube 4 in the reaction tube 2. Then, the cleaning gas is supplied from the cleaning gas introduction pipe 13 into the inner pipe 3 to remove the contaminants attached to the surface of the semiconductor wafer 10, and the reaction products generated by the removal processing are removed from the inner pipe 3 and the outside. It is discharged to the outlet 14 through the space between the pipe 4.
【００２４】ボートエレベータ８、昇温用ヒータ１２、
クリーニングガス導入管１３、加熱器１５には、制御部
１６が接続されている。制御部１６は、マイクロプロセ
ッサ、プロセスコントローラ等から構成され、熱処理装
置１の各部の温度、圧力等を測定し、測定データに基づ
いて、上記各部に制御信号等を出力して、熱処理装置１
の各部を制御する。A boat elevator 8, a heater 12 for raising the temperature,
A control unit 16 is connected to the cleaning gas introduction pipe 13 and the heater 15. The control unit 16 includes a microprocessor, a process controller, and the like, measures the temperature, pressure, and the like of each unit of the heat treatment apparatus 1, outputs a control signal or the like to each of the above units based on the measurement data, and
Control each part of
【００２５】次に、以上のように構成される熱処理装置
１を用いた半導体ウエハ１０の洗浄方法について、半導
体ウエハ１０の表面に付着した汚染物質を塩酸ガス（ク
リーニングガス）で除去する場合を例に説明する。な
お、以下の説明において、熱処理装置１を構成する各部
の動作は、制御部１６によりコントロールされている。Next, a method of cleaning the semiconductor wafer 10 using the heat treatment apparatus 1 configured as described above, in which a contaminant attached to the surface of the semiconductor wafer 10 is removed with hydrochloric acid gas (cleaning gas), will be described. Will be described. In the following description, the operation of each unit constituting the heat treatment apparatus 1 is controlled by the control unit 16.
【００２６】まず、図示しないヒータにより、加熱器１
５を所定の温度に加熱する。この加熱器１５の温度は、
加熱器１５内に供給されるクリーニングガスを活性化さ
せることが可能な温度であればよく、本実施の形態のよ
うな塩酸ガスを含むクリーニングガスの場合、８００℃
以上であることが好ましい。本実施の形態では、加熱器
１５を１０００℃に加熱している。First, the heater 1 is heated by a heater (not shown).
5 is heated to a predetermined temperature. The temperature of the heater 15 is
Any temperature may be used as long as the cleaning gas supplied into the heater 15 can be activated. In the case of the cleaning gas containing hydrochloric acid gas as in the present embodiment, 800 ° C.
It is preferable that it is above. In the present embodiment, heater 15 is heated to 1000 ° C.
【００２７】また、昇温用ヒータ１２により、反応管２
内を所定の温度に加熱する。反応管２内の温度は、クリ
ーニングガス導入管１３から供給されるクリーニングガ
スの活性化状態を維持可能な温度であればよく、本実施
の形態のような塩酸ガスを含むクリーニングガスの場
合、７００℃以上であることが好ましい。ただし、内管
３等の石英中には微量のアルミニウム、鉄、銅等の重金
属（汚染物質）が含まれており、反応管２内を１０００
℃より高い温度に加熱すると、石英から汚染物質が放出
されるおそれがあることから、反応管２内の温度は７０
０℃〜１０００℃であることが好ましい。本実施の形態
では、反応管２内を８００℃に加熱している。The heater 12 raises the temperature of the reaction tube 2.
The inside is heated to a predetermined temperature. The temperature in the reaction tube 2 may be any temperature that can maintain the activated state of the cleaning gas supplied from the cleaning gas introduction tube 13. In the case of the cleaning gas containing hydrochloric acid gas as in the present embodiment, 700. It is preferable that the temperature is not lower than ° C. However, a very small amount of heavy metals (contaminants) such as aluminum, iron, and copper are contained in the quartz of the inner tube 3 and the like.
When heating to a temperature higher than 0 ° C., contaminants may be released from quartz.
The temperature is preferably from 0 ° C to 1000 ° C. In the present embodiment, the inside of the reaction tube 2 is heated to 800 ° C.
【００２８】次に、ボートエレベータ８により蓋体７が
下げられた状態で、半導体ウエハ１０が収容されたウエ
ハボート９を蓋体７上に載置する。続いて、ボートエレ
ベータ８により蓋体７を上昇させ、ウエハボート９（半
導体ウエハ１０）を反応管２内にロードする。これによ
り、半導体ウエハ１０を反応管２の内管３内に収容する
と共に、反応管２を密閉する。Next, with the lid 7 lowered by the boat elevator 8, the wafer boat 9 containing the semiconductor wafers 10 is placed on the lid 7. Subsequently, the lid 7 is raised by the boat elevator 8, and the wafer boat 9 (semiconductor wafer 10) is loaded into the reaction tube 2. Thus, the semiconductor wafer 10 is accommodated in the inner tube 3 of the reaction tube 2 and the reaction tube 2 is sealed.
【００２９】反応管２を密閉した後、クリーニングガス
導入管１３から加熱器１５内に所定の流量のクリーニン
グガスを供給する。本実施の形態では、０．５リットル
／ｍｉｎの塩酸ガスと１０リットル／ｍｉｎの窒素（Ｎ
２）ガスとが供給されている。加熱器１５に供給された
塩酸ガスは、加熱器１５内で加熱されることにより活性
化され、活性化された状態でクリーニングガス導入管１
３に排出されて内管３内に導入される。ここで、反応管
２内の温度はクリーニングガスの活性化状態を維持可能
な温度に加熱されているので、塩酸ガスは活性化された
状態のまま、半導体ウエハ１０の表面に供給される。After the reaction tube 2 is sealed, a cleaning gas at a predetermined flow rate is supplied into the heater 15 from the cleaning gas introduction tube 13. In the present embodiment, 0.5 L / min of hydrochloric acid gas and 10 L / min of nitrogen (N
2 ) Gas is supplied. The hydrochloric acid gas supplied to the heater 15 is activated by being heated in the heater 15, and is activated in the activated state.
3 and is introduced into the inner tube 3. Here, since the temperature inside the reaction tube 2 is heated to a temperature at which the activated state of the cleaning gas can be maintained, the hydrochloric acid gas is supplied to the surface of the semiconductor wafer 10 in the activated state.
【００３０】半導体ウエハ１０の表面に活性化された塩
酸ガスが供給されると、半導体ウエハ１０の表面に付着
した汚染物質（例えば鉄）と塩酸ガス中の塩素とが反応
して塩化物（例えば、二塩化鉄（ＦｅＣｌ２）、三塩化
鉄（ＦｅＣｌ３））を生成する。ここで、半導体ウエハ
１０の表面に供給された塩酸ガスは活性化されているの
で、塩酸ガス中の塩素と汚染物質との反応が促進され、
汚染物質の除去効率を向上させることができる。When activated hydrochloric acid gas is supplied to the surface of the semiconductor wafer 10, a contaminant (eg, iron) attached to the surface of the semiconductor wafer 10 reacts with chlorine in the hydrochloric acid gas to produce a chloride (eg, iron). , Iron dichloride (FeCl 2 ) and iron trichloride (FeCl 3 ). Here, since the hydrochloric acid gas supplied to the surface of the semiconductor wafer 10 is activated, the reaction between the chlorine in the hydrochloric acid gas and the contaminant is promoted,
The efficiency of removing contaminants can be improved.
【００３１】生成された塩化物は、排出口１４を介して
熱処理装置１外に排出される。そして、塩素ガスを所定
時間、例えば１５分間供給すると、半導体ウエハ１０の
表面に付着した汚染物質がほぼ除去され、半導体ウエハ
１０が洗浄される。The generated chloride is discharged out of the heat treatment apparatus 1 through the discharge port 14. Then, when chlorine gas is supplied for a predetermined time, for example, 15 minutes, contaminants adhering to the surface of the semiconductor wafer 10 are almost removed, and the semiconductor wafer 10 is cleaned.
【００３２】半導体ウエハ１０が洗浄されると、クリー
ニングガス導入管１３からの塩素ガスの供給を停止す
る。次に、クリーニングガス導入管１３から窒素ガス
を、所定量、例えば２０リットル／ｍｉｎ供給して、反
応管２内の未反応の塩酸ガス、生成された塩化物等を排
気口１４に排出する。なお、反応管２内の未反応の塩酸
ガス等を確実に排出するために、反応管２内のガスの排
出及び窒素ガスの供給を複数回繰り返すことが好まし
い。When the semiconductor wafer 10 is cleaned, the supply of chlorine gas from the cleaning gas introduction pipe 13 is stopped. Next, a predetermined amount of nitrogen gas, for example, 20 liter / min, is supplied from the cleaning gas introduction pipe 13 to discharge unreacted hydrochloric acid gas, generated chloride and the like in the reaction pipe 2 to the exhaust port 14. In order to reliably discharge unreacted hydrochloric acid gas and the like in the reaction tube 2, it is preferable to repeatedly discharge the gas in the reaction tube 2 and supply the nitrogen gas a plurality of times.
【００３３】反応管２内から未反応の塩酸ガス等を排出
した後、洗浄された半導体ウエハ１０上にシリコン酸化
膜を形成するような各種の処理が行われる。半導体ウエ
ハ１０に各種の処理が行われると、ボートエレベータ８
により蓋体７を下げ、ウエハボート９（半導体ウエハ１
０）を反応管２からアンロードする。そして、次の半導
体ウエハ１０をウエハボート９に収容し、ウエハボート
９を反応管２内にロードして、同様の処理を繰り返す。After exhausting unreacted hydrochloric acid gas and the like from the reaction tube 2, various processes for forming a silicon oxide film on the washed semiconductor wafer 10 are performed. When various processes are performed on the semiconductor wafer 10, the boat elevator 8
The lid 7 is lowered with the wafer boat 9 (semiconductor wafer 1).
0) is unloaded from the reaction tube 2. Then, the next semiconductor wafer 10 is stored in the wafer boat 9, the wafer boat 9 is loaded into the reaction tube 2, and the same processing is repeated.
【００３４】次に、本実施の形態の効果を確認するた
め、半導体ウエハ１０に汚染物質としての鉄を１×１０
１３（ａｔｏｍｓ／ｃｍ２）付着させ、半導体ウエハ１
０の洗浄を行った。半導体ウエハ１０の洗浄は、クリー
ニングガス導入管１３から０．５リットル／ｍｉｎの塩
酸ガス及び１０リットル／ｍｉｎの窒素ガスを反応管２
内に１５分間供給した。そして、加熱器１５の加熱温度
（加熱せず、７００℃、８００℃、１０００℃）と反応
管２内の温度（６００℃、７００℃、８００℃）との関
係について検討を行った。この結果を図２に示す。Next, in order to confirm the effect of the present embodiment, 1 × 10
13 (atoms / cm 2 ) and the semiconductor wafer 1
0 washes. Cleaning of the semiconductor wafer 10 is performed by supplying 0.5 L / min of hydrochloric acid gas and 10 L / min of nitrogen gas from the cleaning gas introduction pipe 13 to the reaction tube 2.
For 15 minutes. The relationship between the heating temperature of the heater 15 (700 ° C., 800 ° C., 1000 ° C. without heating) and the temperature inside the reaction tube 2 (600 ° C., 700 ° C., 800 ° C.) was examined. The result is shown in FIG.
【００３５】図２に示すように、反応管２内の温度が７
００℃以上の場合について、加熱器１５の加熱温度を８
００℃以上にしてクリーニングガスを加熱することによ
り、加熱器１５による加熱をしないときに比べ、半導体
ウエハ１０に付着した鉄の量を大幅に減少させることが
できることが確認できた。これは、加熱器１５によりク
リーニングガスを８００℃に加熱することにより塩素ガ
スを活性化させることができ、さらに反応管２内の温度
を７００℃以上にすることにより反応管２内で塩素ガス
が活性化した状態を維持させることができるためであ
る。As shown in FIG. 2, the temperature inside the reaction tube 2 is 7
When the temperature is higher than 00 ° C., the heating temperature of the heater 15 is set to 8
It was confirmed that by heating the cleaning gas at a temperature equal to or higher than 00 ° C., the amount of iron adhering to the semiconductor wafer 10 can be significantly reduced as compared with the case where heating by the heater 15 is not performed. This is because chlorine gas can be activated by heating the cleaning gas to 800 ° C. by the heater 15, and furthermore, by increasing the temperature in the reaction tube 2 to 700 ° C. or higher, the chlorine gas is This is because the activated state can be maintained.
【００３６】反応管２内の温度が８００℃の場合につい
て、加熱器１５の加熱温度を７００℃にしてクリーニン
グガスを加熱しても、反応管２内に供給される塩素ガス
は活性化されず、加熱器１５による加熱をしないときに
比べ、半導体ウエハ１０に付着した鉄の量を減少させる
ことができない。また、反応管２内の温度が６００℃の
場合について、加熱器１５の加熱温度を１０００℃にし
てクリーニングガスを加熱しても、活性化された塩素ガ
スが反応管２内で活性化した状態を維持できなくなり、
加熱器１５による加熱をしないときに比べ、半導体ウエ
ハ１０に付着した鉄の量を減少させることができない。When the temperature inside the reaction tube 2 is 800 ° C., even if the heating temperature of the heater 15 is set to 700 ° C. and the cleaning gas is heated, the chlorine gas supplied into the reaction tube 2 is not activated. In addition, the amount of iron adhered to the semiconductor wafer 10 cannot be reduced as compared with the case where heating by the heater 15 is not performed. When the temperature inside the reaction tube 2 is 600 ° C., the activated chlorine gas is activated inside the reaction tube 2 even when the heating temperature of the heater 15 is set to 1000 ° C. and the cleaning gas is heated. Cannot be maintained,
The amount of iron adhering to the semiconductor wafer 10 cannot be reduced as compared with a case where heating by the heater 15 is not performed.
【００３７】このように、加熱器１５により塩素ガスを
活性化させるとともに、反応管２内で塩素ガスが活性化
した状態を維持させることにより、加熱器１５による加
熱をしないときに比べ、半導体ウエハ１０に付着した鉄
の量を大幅に減少させることができ、鉄（汚染物質）の
除去効率を向上させることができる。As described above, the chlorine gas is activated by the heater 15 and the state in which the chlorine gas is activated in the reaction tube 2 is maintained. The amount of iron adhering to 10 can be greatly reduced, and the efficiency of removing iron (contaminants) can be improved.
【００３８】なお、クリーニングガス導入管１３からの
塩酸ガスの流量を０．５リットル／ｍｉｎから１リット
ル／ｍｉｎと２倍にした場合、またクリーニングガス導
入管１３からの塩酸ガスの供給時間を１５分から３０分
と２倍にした場合についても同様に半導体ウエハ１０の
洗浄を行い、クリーニングガス導入管１３からの塩酸ガ
スの流量及び供給時間について検討を行ったところ、塩
酸ガスの流量及び供給時間による影響はほとんどなく、
ほぼ同様の結果となることが確認できた。When the flow rate of hydrochloric acid gas from the cleaning gas introduction pipe 13 is doubled from 0.5 liter / min to 1 liter / min, the supply time of hydrochloric acid gas from the cleaning gas introduction pipe 13 is reduced by 15 times. The cleaning of the semiconductor wafer 10 was similarly performed in the case where the cleaning time was doubled from 30 minutes to 30 minutes, and the flow rate and the supply time of the hydrochloric acid gas from the cleaning gas introduction pipe 13 were examined. Has little effect,
It was confirmed that almost the same result was obtained.
【００３９】以上説明したように、本実施の形態によれ
ば、加熱器１５の加熱温度を８００℃以上にして塩素ガ
スを活性化させるとともに、反応管２内の温度を７００
℃以上にして塩素ガスが活性化した状態を維持させるこ
とにより、加熱器１５による加熱をしないときに比べ、
半導体ウエハ１０に付着した鉄の量を大幅に減少させる
ことができ、鉄の除去効率を向上させることができる。As described above, according to the present embodiment, the heating temperature of the heater 15 is set to 800 ° C. or higher to activate the chlorine gas, and the temperature in the reaction tube 2 is set to 700 ° C.
° C or higher and maintaining the activated state of the chlorine gas, compared to when not heating by the heater 15
The amount of iron attached to the semiconductor wafer 10 can be significantly reduced, and the iron removal efficiency can be improved.
【００４０】なお、本発明は上記実施の形態に限定され
るものではなく、例えば以下の場合であってもよい。The present invention is not limited to the above embodiment, and may be, for example, in the following case.
【００４１】本実施の形態では、半導体ウエハ１０に付
着した汚染物質を除去するクリーニングガスとして、塩
酸ガスを例に本発明を説明したが、汚染物質に応じて種
々のクリーニングガスを用いることが可能である。この
場合、加熱器１５の温度が加熱器１５内に供給されるク
リーニングガスを活性化させることが可能な温度である
とともに、反応管２内の温度がクリーニングガスの活性
化状態を維持可能な温度であればよく、クリーニングガ
スに用いられるガスの種類に対応して、これらの温度は
異なる。In the present embodiment, the present invention has been described by taking hydrochloric acid gas as an example of a cleaning gas for removing contaminants adhering to the semiconductor wafer 10. However, various cleaning gases can be used depending on the contaminants. It is. In this case, the temperature of the heater 15 is a temperature at which the cleaning gas supplied into the heater 15 can be activated, and the temperature within the reaction tube 2 is a temperature at which the activated state of the cleaning gas can be maintained. These temperatures may be different depending on the type of gas used for the cleaning gas.
【００４２】また、塩酸ガスを含むクリーニングガスと
して、例えば塩酸ガスとジクロルエチレンガス（Ｃ２Ｈ
２Ｃｌ２）との混合ガスであってもよい。さらに、塩酸
ガスに酸素ガスを混合してもよい。この場合、汚染物質
を酸化物としても熱処理装置１外に排出させることがで
き、汚染物質の除去効率を向上させることができる。た
だし、半導体ウエハ１０の表面に不要な酸化膜が形成さ
れないように、半導体ウエハ１０の洗浄条件を厳密に制
御することが好ましい。As a cleaning gas containing hydrochloric acid gas, for example, hydrochloric acid gas and dichloroethylene gas (C 2 H
2 Cl 2 ). Further, oxygen gas may be mixed with hydrochloric acid gas. In this case, even if the contaminants are oxides, the contaminants can be discharged to the outside of the heat treatment apparatus 1, and the contaminant removal efficiency can be improved. However, it is preferable that the cleaning conditions of the semiconductor wafer 10 be strictly controlled so that an unnecessary oxide film is not formed on the surface of the semiconductor wafer 10.
【００４３】本実施の形態では、汚染物質として鉄の場
合を例に本発明を説明したが、汚染物質は鉄の他、銅
（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）
等であってもよい。これらの場合にも、鉄の場合と同様
に、除去効率を向上させることができる。In the present embodiment, the present invention has been described by taking iron as an example of a contaminant. However, in addition to iron, contaminants include copper (Cu), aluminum (Al), and tungsten (W).
And so on. Also in these cases, the removal efficiency can be improved as in the case of iron.
【００４４】本実施の形態では、塩酸ガスの希釈ガスと
して窒素ガスを用いた場合を例に本発明を説明したが、
希釈ガスは塩酸ガスと反応性を有しないガスであればよ
く、例えばアルゴン（Ａｒ）ガスのような不活性ガスで
あってもよい。In the present embodiment, the present invention has been described by taking as an example a case where nitrogen gas is used as a diluting gas for hydrochloric acid gas.
The diluent gas may be any gas that has no reactivity with hydrochloric acid gas, and may be, for example, an inert gas such as an argon (Ar) gas.
【００４５】クリーニングガス導入管１３の加熱器１５
の下流側に、クリーニングガス導入管１３の内径を縮径
させるようなオリフィスを設けてもよい。この場合、加
熱器１５内を通過するクリーニングガスに十分な滞留時
間が付与され、加熱器１５による加熱効率が向上する。
このため、半導体ウエハ１０に付着した汚染物質の除去
効率をさらに向上させることができる。また、加熱器１
５の加熱温度を下げることも可能になる。Heater 15 for cleaning gas introduction pipe 13
An orifice may be provided on the downstream side to reduce the inner diameter of the cleaning gas introduction pipe 13. In this case, a sufficient residence time is given to the cleaning gas passing through the inside of the heater 15, and the heating efficiency of the heater 15 is improved.
Therefore, the efficiency of removing contaminants attached to the semiconductor wafer 10 can be further improved. In addition, heater 1
5, it is also possible to lower the heating temperature.
【００４６】本実施の形態では、バッチ式縦型熱処理装
置について説明したが、本発明はこれに限定されるもの
ではなく、例えば枚葉式の熱処理装置にも適用すること
が可能である。また、被処理体は半導体ウエハに限定さ
れるものではなく、ＬＣＤ用のガラス基板等にも適用す
ることができる。In this embodiment, the batch type vertical heat treatment apparatus has been described. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to, for example, a single wafer type heat treatment apparatus. Further, the object to be processed is not limited to a semiconductor wafer, but can be applied to a glass substrate for LCD and the like.
【００４７】[0047]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
被処理体に付着した汚染物質の除去効率を向上させるこ
とができる。As described above, according to the present invention,
The efficiency of removing contaminants attached to the object to be processed can be improved.
【図１】本発明の実施の形態の熱処理装置の概略図であ
る。FIG. 1 is a schematic diagram of a heat treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図２】本実施の形態の加熱器の温度と反応管の温度と
の関係を示す表である。FIG. 2 is a table showing a relationship between a temperature of a heater and a temperature of a reaction tube according to the present embodiment.
【図３】従来の熱処理装置の概略図である。FIG. 3 is a schematic view of a conventional heat treatment apparatus.
１ 熱処理装置 ２ 反応管 ３ 内管 ４ 外管 １０ 半導体ウエハ １２ 昇温用ヒータ １３ クリーニングガス導入管 １４ 排出口 １５ 加熱器 １６ 制御部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heat treatment apparatus 2 Reaction tube 3 Inner tube 4 Outer tube 10 Semiconductor wafer 12 Heater for heating 13 Cleaning gas introduction tube 14 Outlet 15 Heater 16 Control part
フロントページの続き Ｆターム(参考） 3B116 AA03 AB08 AB43 BB62 BB82 CC05 CD11 4K030 CA04 CA12 DA03 5F045 AA03 BB14 HA01 Continuation of the front page F term (reference) 3B116 AA03 AB08 AB43 BB62 BB82 CC05 CD11 4K030 CA04 CA12 DA03 5F045 AA03 BB14 HA01
Claims (7)
に加熱し、該反応室内にクリーニングガスを供給して、
前記被処理体の表面に付着した汚染物質を除去する被処
理体の洗浄方法であって、 前記クリーニングガスを活性化可能な温度に加熱し、該
加熱されたクリーニングガスを前記反応室に供給すると
ともに、前記反応室の温度を前記クリーニングガスの活
性化状態を維持可能な温度に加熱する、ことを特徴とす
る被処理体の洗浄方法。1. A reaction chamber containing an object to be processed is heated to a predetermined temperature, and a cleaning gas is supplied into the reaction chamber.
A method of cleaning an object to be processed for removing a contaminant attached to a surface of the object, wherein the cleaning gas is heated to a temperature at which the cleaning gas can be activated, and the heated cleaning gas is supplied to the reaction chamber. And a step of heating the temperature of the reaction chamber to a temperature at which the activated state of the cleaning gas can be maintained.
前記反応室の温度を７００℃〜１０００℃に加熱する、
ことを特徴とする請求項１に記載の被処理体の洗浄方
法。2. The method of claim 1, wherein the cleaning gas includes hydrochloric acid, and the cleaning gas is heated to at least 800.degree.
Heating the temperature of the reaction chamber to 700C to 1000C;
The method for cleaning an object to be processed according to claim 1, wherein:
ングステンの少なくとも一つである、ことを特徴とする
請求項１または２に記載の被処理体の洗浄方法。3. The method according to claim 1, wherein said contaminant is at least one of iron, copper, aluminum, and tungsten.
に設定可能な加熱部を有する反応室と、 前記反応室内に前記被処理体の表面に付着した汚染物質
を除去するクリーニングガスを供給するクリーニングガ
ス供給手段と、 前記クリーニングガス供給手段に介設され、前記クリー
ニングガスを所定の温度に加熱する加熱手段と、 前記加熱手段により前記クリーニングガスを活性化可能
な温度に加熱させ、該加熱されたクリーニングガスを前
記クリーニングガス供給手段を介して前記反応室に供給
させるとともに、前記加熱部により前記反応室を前記ク
リーニングガスの活性化状態を維持可能な温度に加熱さ
せる制御手段と、を備える、ことを特徴とする被処理体
の洗浄装置。4. A reaction chamber for accommodating an object to be processed and having a heating unit which can be set at a predetermined temperature, and a cleaning gas for removing contaminants attached to the surface of the object to be processed is supplied into the reaction chamber. Cleaning gas supply means, heating means provided between the cleaning gas supply means for heating the cleaning gas to a predetermined temperature, and heating the cleaning gas to a temperature at which the cleaning gas can be activated by the heating means; Control means for supplying the cleaned cleaning gas to the reaction chamber via the cleaning gas supply means, and heating the reaction chamber to a temperature at which the activated state of the cleaning gas can be maintained by the heating unit. An apparatus for cleaning an object to be processed.
を少なくとも８００℃に加熱させ、前記加熱部に前記反
応室の温度を７００℃〜１０００℃に加熱させる、こと
を特徴とする請求項４に記載の被処理体の洗浄装置。5. The cleaning gas contains hydrochloric acid, and the control means causes the heating means to heat the cleaning gas to at least 800 ° C., and causes the heating section to heat the reaction chamber to a temperature of 700 ° C. to 1000 ° C. The apparatus for cleaning an object to be processed according to claim 4, wherein the cleaning is performed.
タングステンの少なくとも一つである、ことを特徴とす
る請求項４または５に記載の被処理体の洗浄装置。6. The contaminant is iron, copper, aluminum,
The apparatus for cleaning an object to be processed according to claim 4, wherein the apparatus is at least one of tungsten.
管と、該内管を覆うように形成された有天井の外管とか
ら構成され、 前記クリーニングガス供給手段が前記内管内を臨むよう
に配設されている、ことを特徴とする請求項４乃至６の
いずれか１項に記載の被処理体の洗浄装置。7. The reaction chamber includes an inner tube for accommodating the object to be processed, and an outer tube with a ceiling formed to cover the inner tube. The apparatus for cleaning an object to be processed according to any one of claims 4 to 6, wherein the apparatus is disposed so as to face.
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