JP3251832B2 - Surface stabilizing apparatus and surface stabilizing method - Google Patents
Surface stabilizing apparatus and surface stabilizing methodInfo
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体基板表面を
乾燥した状態で迅速に酸化する表面安定化装置および表
面安定化方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a surface stabilizing apparatus and a surface stabilizing method for rapidly oxidizing a semiconductor substrate surface in a dry state.
【０００２】[0002]
【従来の技術】半導体基板の表面に付着した汚染物質を
除去する方法として、半導体基板を酸化して、この酸化
膜中に汚染物質を取り込み、さらにこの酸化膜を除去す
ることにより、同時に汚染物質も除去する方法が一般に
用いられている。2. Description of the Related Art As a method for removing contaminants adhering to the surface of a semiconductor substrate, a semiconductor substrate is oxidized, contaminants are taken into the oxide film, and the oxide film is removed. Generally, a method of removing the same is also used.
【０００３】この時、高温の雰囲気中で酸化を行うと、
半導体基板表面の汚染物質が半導体基板中に深く拡散し
てしまうため、この酸化は汚染物質が半導体基板中に拡
散しない程度の温度で行う必要がある。このような酸化
を行うための以下のような種々の酸化方法が一般に用い
られている。At this time, if oxidation is performed in a high temperature atmosphere,
Since the contaminants on the surface of the semiconductor substrate diffuse deeply into the semiconductor substrate, it is necessary to perform this oxidation at a temperature at which the contaminants do not diffuse into the semiconductor substrate. The following various oxidation methods for performing such oxidation are generally used.
【０００４】例えば、オゾン水または過酸化水素水等の
強い酸化力を有する液体に半導体基板を浸す方法があ
る。しかし、この方法では、液体中に不純物が存在した
場合に、その不純物が半導体基板の表面に付着し、基板
の再汚染を招く可能性があるという問題がある。For example, there is a method of immersing a semiconductor substrate in a liquid having a strong oxidizing power such as ozone water or hydrogen peroxide water. However, this method has a problem that, when impurities are present in the liquid, the impurities may adhere to the surface of the semiconductor substrate and cause re-contamination of the substrate.
【０００５】一方、半導体基板の表面をオゾン（Ｏ3 ）
または酸素（Ｏ）ラジカルにさらす方法がある。この方
法は、乾燥した状態で半導体基板を酸化するため、前述
の方法のように、半導体基板表面に不純物が付着するこ
とはない。On the other hand, ozone (O 3 )
Alternatively, there is a method of exposing to an oxygen (O) radical. In this method, since the semiconductor substrate is oxidized in a dry state, impurities do not adhere to the surface of the semiconductor substrate as in the above-described method.
【０００６】図７に、このような方法に使用される従来
の処理装置を示す。図７の（ａ）は従来の処理装置の構
造を示す図、図７の（ｂ）は図７の（ａ）のＡ−Ａ´断
面図である。従来の処理装置は、処理室１を構成する筐
体１０、処理室１の例えば上部に設置されたＵＶランプ
２、処理室１の例えば下部に設置され半導体基板４を載
せるための処理台３から構成される。また、筐体１０に
は、酸素の供給口５およびガス排気口６が形成されてい
る。FIG. 7 shows a conventional processing apparatus used in such a method. FIG. 7A is a diagram showing the structure of a conventional processing apparatus, and FIG. 7B is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. A conventional processing apparatus includes a housing 10 constituting a processing chamber 1, a UV lamp 2 installed at, for example, an upper portion of the processing chamber 1, and a processing table 3 installed at, for example, a lower portion of the processing chamber 1 for mounting a semiconductor substrate 4. Be composed. The housing 10 has an oxygen supply port 5 and a gas exhaust port 6 formed therein.
【０００７】また、図７に示すような処理装置を用いた
半導体基板４の処理方法は以下のように行う。半導体基
板４を処理台３に載せ、ＵＶランプ２により紫外線を照
射し、さらに供給口５から酸素（Ｏ2 ）ガスを供給す
る。この酸素（Ｏ2 ）は、この紫外線により分解され、
オゾン（Ｏ3 ）または酸素（Ｏ）ラジカルを生成する。
このオゾン（Ｏ3 ）または酸素（Ｏ）ラジカルが、紫外
線が照射されている半導体基板４と反応することによ
り、半導体基板４の表面が酸化される。A method for processing the semiconductor substrate 4 using a processing apparatus as shown in FIG. 7 is performed as follows. The semiconductor substrate 4 is placed on the processing table 3, irradiated with ultraviolet rays by the UV lamp 2, and further supplied with oxygen (O 2 ) gas from the supply port 5. This oxygen (O 2 ) is decomposed by the ultraviolet light,
Generates ozone (O 3 ) or oxygen (O) radicals.
The surface of the semiconductor substrate 4 is oxidized by the reaction of the ozone (O 3 ) or oxygen (O) radicals with the semiconductor substrate 4 irradiated with the ultraviolet rays.
【０００８】しかし、このようなオゾン（Ｏ3 ）または
酸素（Ｏ）ラジカルは酸化力が弱いために、１ｎｍ未満
の酸化を行うために数十分程度の長い時間を要する。ま
た、原料となる酸素ガスが処理室１の内部全体に拡散
し、そのうちの一部のみが紫外線の照射によりオゾン
（Ｏ3 ）または酸素（Ｏ）ラジカル等の酸化性を有する
物質に変換されるため、効率が悪い。このことも、処理
時間を長くする一因であった。However, such an ozone (O 3 ) or oxygen (O) radical has a low oxidizing power, so that it takes a long time of about several tens of minutes to oxidize less than 1 nm. In addition, oxygen gas as a raw material diffuses into the entire inside of the processing chamber 1, and only a part of the oxygen gas is converted into an oxidizing substance such as ozone (O 3 ) or oxygen (O) radical by irradiation of ultraviolet rays. Therefore, efficiency is poor. This also contributed to prolonging the processing time.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】このように、従来の表
面安定化装置では、乾燥状態で処理を行った場合、半導
体基板表面の汚染を防止することができるが、処理に長
時間を要し、一方、処理時間の短いウェット処理では、
半導体基板表面が汚染されるという問題があった。As described above, in the conventional surface stabilizing apparatus, when processing is performed in a dry state, contamination of the semiconductor substrate surface can be prevented, but the processing requires a long time. On the other hand, in the wet processing in which the processing time is short,
There is a problem that the surface of the semiconductor substrate is contaminated.
【００１０】本発明の第１の目的は、半導体基板の表面
を汚染することなく、短い処理時間で半導体基板の表面
を酸化することができる表面安定化装置を提供すること
である。A first object of the present invention is to provide a surface stabilizing apparatus capable of oxidizing the surface of a semiconductor substrate in a short processing time without contaminating the surface of the semiconductor substrate.
【００１１】本発明の第２の目的は、半導体基板の表面
を汚染することなく、短い処理時間で半導体基板の表面
を酸化することができる表面安定化方法を提供すること
である。A second object of the present invention is to provide a surface stabilizing method capable of oxidizing the surface of a semiconductor substrate in a short processing time without contaminating the surface of the semiconductor substrate.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決し目的を
達成するために、本発明による表面安定化装置は、半導
体基板を保持する手段と、前記半導体基板の近傍に前記
半導体基板に接触しないように固相または液相の酸化剤
を保持する手段と、紫外線を前記酸化剤に照射して前記
酸化剤から気相の酸化性物質を生成するＵＶランプとを
具備することを特徴とする。In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, a surface stabilizing apparatus according to the present invention comprises: means for holding a semiconductor substrate; As described above, the apparatus includes a means for holding a solid or liquid phase oxidizing agent, and a UV lamp for irradiating the oxidizing agent with ultraviolet light to generate a gas phase oxidizing substance from the oxidizing agent.
【００１３】また、本発明による表面安定化装置は、半
導体基板を載せる処理台と、この処理台に対向するよう
に設置されたＵＶランプとを具備し、前記処理台はその
上に搭載された前記半導体基板の近傍に前記半導体基板
に接触しないように酸化剤を保持するための溝を有し、
前記ＵＶランプは前記酸化剤に紫外線を照射して気相の
酸化性物質を生成するように構成されていることを特徴
とする。Further, a surface stabilizing apparatus according to the present invention includes a processing table on which a semiconductor substrate is mounted, and a UV lamp installed to face the processing table, and the processing table is mounted thereon. In the vicinity of the semiconductor substrate has a groove for holding an oxidant so as not to contact the semiconductor substrate,
The UV lamp is configured to irradiate the oxidizing agent with ultraviolet light to generate a gas phase oxidizing substance.
【００１４】さらに、本発明による表面安定化装置は、
複数の半導体基板を垂直に支持する支持台と、前記半導
体基板の下方に前記半導体基板に接触しないように固相
または液相の酸化剤を保持する容器と、前記酸化剤から
気相の酸化性物質を生成するように前記半導体基板の上
方に設置されて前記酸化剤を照射するＵＶランプとを具
備することを特徴とする。Further, the surface stabilizing device according to the present invention comprises:
A support for vertically supporting a plurality of semiconductor substrates; a container below the semiconductor substrate for holding a solid or liquid phase oxidant so as not to contact the semiconductor substrate; A UV lamp for irradiating the oxidant with the oxidant disposed above the semiconductor substrate to generate a substance.
【００１５】また、本発明による表面安定化方法は、半
導体基板の近傍に固相または液相の酸化剤を配置し、紫
外線を酸化剤に照射することにより酸化剤から気相の酸
化性物質を生成し、生成された気相の前記酸化性物質を
含有する雰囲気中に半導体基板をさらして前記半導体基
板表面を酸化することを特徴とする。Further, a surface stabilizing method according to the invention, arranged an oxidizing agent in a solid phase or liquid phase in the vicinity of the semiconductor substrate, Purple
By irradiating the oxidizing agent with an external line, a gaseous oxidizing substance is generated from the oxidizing agent, and the semiconductor substrate is exposed to an atmosphere containing the generated gaseous oxidizing substance to oxidize the semiconductor substrate surface. It is characterized by the following.
【００１６】このように、本発明による表面安定化装置
では、気相の酸化性物質を用いて半導体基板の酸化を行
うため、乾燥状態で処理することにより半導体基板の汚
染を防止することができる。また、半導体基板の近傍に
保持された固相または液相の酸化剤から気相の酸化性物
質を生成する手段を具備するため、半導体基板の近傍に
おいて気相の酸化性物質を生成されるため、酸素ガス等
の気相の材料から気相の酸化性物質を生成する従来の方
法に比べて、酸化性物質を効率良く半導体基板表面に誘
導することができる。これにより、酸化時間を短縮する
ことができる。As described above, in the surface stabilizing device according to the present invention, since the semiconductor substrate is oxidized using the oxidizing substance in the gas phase, the treatment of the semiconductor substrate in a dry state can prevent the contamination of the semiconductor substrate. . In addition, since a means for generating a gaseous oxidizing substance from a solid or liquid phase oxidizing agent held near the semiconductor substrate is provided, a gaseous oxidizing substance is generated near the semiconductor substrate. The oxidizing substance can be efficiently guided to the surface of the semiconductor substrate as compared with a conventional method of generating a gas-phase oxidizing substance from a gas-phase material such as oxygen gas. Thereby, the oxidation time can be shortened.
【００１７】また、本発明による表面安定化装置は、半
導体基板を載せる処理台に溝を設けることにより、半導
体基板の近傍に簡単に酸化剤を保持することができる。
また、この処理台に対向するようにＵＶランプが設置さ
れているため、溝に保持された酸化剤に紫外線を照射し
て容易に酸化性物質を生成することができる。さらに酸
化性物質が半導体基板の近傍で生成されるため、酸化性
物質は効率よく半導体基板表面に到達することができる
ため、酸化時間を短縮することができる。Further, in the surface stabilizing apparatus according to the present invention, the oxidizing agent can be easily held in the vicinity of the semiconductor substrate by providing the groove on the processing table on which the semiconductor substrate is mounted.
Further, since the UV lamp is provided so as to face the processing table, the oxidizing agent held in the groove can be irradiated with ultraviolet rays to easily generate an oxidizing substance. Further, since the oxidizing substance is generated in the vicinity of the semiconductor substrate, the oxidizing substance can efficiently reach the surface of the semiconductor substrate, so that the oxidation time can be reduced.
【００１８】さらに、本発明による表面安定化装置は、
複数の半導体基板を垂直に支持し、その下方に酸化剤を
保持し、その上方にＵＶランプを設置する構造であるた
め、紫外線は垂直に支持された半導体基板の間を通って
酸化剤に到達し、この紫外線により酸化剤より生成され
た気相の酸化性物質は半導体基板表面に容易に到達する
ことができる。また、複数の半導体基板を同時に処理す
ることができるため、処理時間を大幅に短縮することが
できる。Further, the surface stabilizing device according to the present invention comprises:
Ultraviolet light reaches the oxidizing agent through the vertically supported semiconductor substrates because it has a structure that supports multiple semiconductor substrates vertically, holds the oxidizing agent below it, and installs a UV lamp above it. However, the oxidizing substance in the gas phase generated from the oxidizing agent by the ultraviolet rays can easily reach the surface of the semiconductor substrate. Further, since a plurality of semiconductor substrates can be processed at the same time, the processing time can be significantly reduced.
【００１９】また、本発明による表面安定化方法は、気
相の酸化性物質に半導体基板をさらすことにより半導体
基板表面の酸化を行うため、従来のウェット処理に比べ
て汚染されることはない。さらに、半導体基板の近傍に
保持された固相または液相の酸化剤から気相の酸化性物
質を生成するため、生成された酸化性物質が半導体基板
表面に容易に到達することができ、短い処理時間で半導
体基板を酸化することができる。Further, in the surface stabilizing method according to the present invention, the surface of the semiconductor substrate is oxidized by exposing the semiconductor substrate to an oxidizing substance in a gas phase, so that the surface is not contaminated as compared with the conventional wet treatment. Further, since a gas-phase oxidizing substance is generated from a solid-phase or liquid-phase oxidizing agent held near the semiconductor substrate, the generated oxidizing substance can easily reach the semiconductor substrate surface, and the The semiconductor substrate can be oxidized in the processing time.
【００２０】[0020]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図１は、本発明による表面
安定化装置の構造を示す図である。従来と同様に、本発
明による表面安定化装置は、処理室１を構成する筐体１
０、処理室１の例えば上部に設置されたＵＶランプ２、
処理室１の例えば下部に設置され半導体基板４を載せる
ための処理台３から構成される。また、筐体１０には、
パージガスの供給口９およびガス排気口６が形成されて
いる。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a structure of a surface stabilizing device according to the present invention. As in the conventional case, the surface stabilizing device according to the present invention includes the casing 1 forming the processing chamber 1.
0, a UV lamp 2 installed at the upper part of the processing chamber 1, for example,
The processing chamber 1 includes, for example, a processing table 3 which is provided at a lower portion of the processing chamber 1 and on which a semiconductor substrate 4 is mounted. Also, the housing 10 includes
A purge gas supply port 9 and a gas exhaust port 6 are formed.
【００２１】ここで、本発明による表面安定化装置は、
処理台３が従来と異なり、酸化剤７を入れるための溝８
が半導体基板４を取り囲むように形成されている。図２
の（ａ）に図１におけるＡ−Ａ´断面図、図２の（ｂ）
に本実施の形態による処理台３の上面図を示す。図２の
（ｂ）に示すように、溝８は半導体基板４の直径より例
えば１０ｍｍ程度大きい内径とさらに例えば１０ｍｍ程
度大きい外径を有するリング状に形成される。Here, the surface stabilizing device according to the present invention comprises:
The processing table 3 is different from the conventional one, and a groove 8 for receiving an oxidizing agent 7 is provided.
Are formed so as to surround the semiconductor substrate 4. FIG.
2A is a cross-sectional view taken along the line AA ′ in FIG. 1, and FIG.
1 shows a top view of the processing table 3 according to the present embodiment. As shown in FIG. 2B, the groove 8 is formed in a ring shape having an inner diameter larger than the diameter of the semiconductor substrate 4 by, for example, about 10 mm and an outer diameter further larger by, for example, about 10 mm.
【００２２】以下、本発明による表面安定化装置を用い
て基板表面を酸化する方法について説明する。溝８の内
部に、例えば過酸化水素水等の酸化剤７を入れ、半導体
基板４を処理台３に載せる。ＵＶランプ２により、紫外
線を酸化剤および半導体基板４に照射する。この紫外線
により、例えば過酸化水素水からヒドロキシラジカル
（ＯＨ* ）が生成される。この時、オゾン（Ｏ3 ）また
は酸素（Ｏ）ラジカルが同時に生成されても構わない。
このヒドロキシラジカルが、半導体基板４と反応し、半
導体基板４の表面が酸化される。Hereinafter, a method for oxidizing the substrate surface using the surface stabilizing device according to the present invention will be described. An oxidizing agent 7 such as a hydrogen peroxide solution is put in the groove 8, and the semiconductor substrate 4 is placed on the processing table 3. The UV lamp 2 irradiates the oxidizing agent and the semiconductor substrate 4 with ultraviolet rays. By this ultraviolet ray, for example, a hydroxyl radical (OH * ) is generated from a hydrogen peroxide solution. At this time, ozone (O 3 ) or oxygen (O) radicals may be simultaneously generated.
The hydroxyl radical reacts with the semiconductor substrate 4 and the surface of the semiconductor substrate 4 is oxidized.
【００２３】ここで、ヒドロキシラジカルは、オゾン
（Ｏ3 ）または酸素（Ｏ）ラジカルに比べて酸化力が強
いため、このような装置を用いることにより、オゾン
（Ｏ3 ）または酸素（Ｏ）ラジカルのみにより処理を行
っていた従来よりも、短時間で処理を行うことが可能と
なる。Here, since the hydroxyl radical has a stronger oxidizing power than the ozone (O 3 ) or oxygen (O) radical, by using such a device, the ozone (O 3 ) or oxygen (O) radical Processing can be performed in a shorter time than in the related art in which processing is performed only by using only the processing.
【００２４】また、例えば液体状の酸化剤７を半導体基
板４を取り囲むように設置することにより、例えばヒド
ロキシラジカル等の酸化性物質を半導体基板４の近傍で
発生させることができるため、酸化効率を向上すること
が可能となる。Further, by providing a liquid oxidizing agent 7 so as to surround the semiconductor substrate 4, for example, an oxidizing substance such as a hydroxyl radical can be generated in the vicinity of the semiconductor substrate 4, thereby improving the oxidation efficiency. It is possible to improve.
【００２５】また、例えばヒドロキシラジカルを含む雰
囲気中で処理を行うことにより、乾燥状態で処理を行う
ため、オゾン水または過酸化水素水等に半導体基板を浸
す従来の方法のように、半導体基板の表面を汚染するこ
とはない。Further, since the treatment is carried out in a dry state, for example, by carrying out the treatment in an atmosphere containing hydroxy radicals, the semiconductor substrate is immersed in ozone water or hydrogen peroxide solution or the like. Does not contaminate the surface.
【００２６】さらに、本実施の形態では、例えば液体状
の酸化剤７を半導体基板４の近傍に設置することがで
き、従来のように酸化性物質を生成する酸素（Ｏ2 ）ガ
スをガス供給口５より供給する必要がない。このため、
酸素ガスを供給するための配管等を必要としないため、
従来に比べてより簡単な装置とすることができる。例え
ばクリーンルーム内で作業を行う場合には、パージガス
供給口９およびガス排気口６は必ずしも必要ない。Further, in the present embodiment, for example, a liquid oxidizing agent 7 can be provided in the vicinity of the semiconductor substrate 4, and an oxygen (O 2 ) gas for generating an oxidizing substance is supplied as in the conventional case. There is no need to supply from mouth 5. For this reason,
Since there is no need for piping etc. to supply oxygen gas,
It is possible to make the device simpler than the conventional device. For example, when working in a clean room, the purge gas supply port 9 and the gas exhaust port 6 are not necessarily required.
【００２７】また、本実施の形態では、酸化性物質を生
成させる準備として、酸化剤７を溝８に入れるだけでよ
く、酸素ガスの配管等を必要としていた従来に比べて、
作業が非常に簡単になり、また安全性を向上させること
ができる。In this embodiment, in order to prepare an oxidizing substance, it is only necessary to put the oxidizing agent 7 in the groove 8, which is different from the conventional method which requires an oxygen gas pipe or the like.
Work becomes very simple and safety can be improved.
【００２８】なお、上記実施の形態では、溝８を処理台
３に形成し、酸化剤７を半導体基板４よりも低い位置に
設置したが、例えば図３に示すように、酸化剤７を半導
体基板４よりも高い位置に設置することも可能である。
このようにすることにより、酸化剤７から生成された例
えばヒドロキシラジカル等の酸化性物質が、処理室１内
の他の気体より重い場合には、この酸化性物質が半導体
基板４上に溜まるため、より効果的に酸化し、酸化に要
する時間をより短縮することが可能となる。In the above-described embodiment, the groove 8 is formed in the processing table 3 and the oxidizing agent 7 is installed at a position lower than the semiconductor substrate 4. However, for example, as shown in FIG. It is also possible to install at a position higher than the substrate 4.
By doing so, when the oxidizing substance such as a hydroxy radical generated from the oxidizing agent 7 is heavier than other gases in the processing chamber 1, the oxidizing substance accumulates on the semiconductor substrate 4. It is possible to oxidize more effectively and shorten the time required for the oxidation.
【００２９】また、溝８は図２の（ｂ）に示すように、
半導体基板４の周囲を取り囲むように形成することが望
ましいが、半導体基板４の周囲の一部に形成することも
可能である。ただし、この場合にも、半導体基板４の面
内において均一に酸化するために、複数箇所に分散させ
て溝８を形成することが望ましい。The groove 8 is formed as shown in FIG.
It is desirable to form so as to surround the periphery of the semiconductor substrate 4, but it is also possible to form it around a part of the periphery of the semiconductor substrate 4. However, also in this case, in order to uniformly oxidize the surface of the semiconductor substrate 4, it is desirable to form the grooves 8 dispersed at a plurality of locations.
【００３０】また、上記実施の形態では、酸化剤７とし
て過酸化水素水を用いたが、ＵＶ照射により例えばヒド
ロキシラジカル等の酸化性の強い気相物質を生成する材
料であれば、他の材料を用いることも可能である。In the above embodiment, the hydrogen peroxide solution is used as the oxidizing agent 7. However, any other material that can generate a highly oxidizable gaseous substance such as a hydroxyl radical by UV irradiation can be used. Can also be used.
【００３１】さらに、酸化剤７として液体状の材料を用
いたが、固体を用いることも可能である。ただし、一般
に固体に比べて液体の方が、気相の物質を容易に生成す
るため、液体状の材料が好ましい。Further, although a liquid material is used as the oxidizing agent 7, a solid can be used. However, in general, a liquid material is preferable to a liquid material as compared with a solid material, since a substance in a gas phase is easily generated.
【００３２】また、上記実施の形態では、酸化剤７を室
温で用いたが、溝８の下方に加熱ヒータを設けて、加熱
により酸化剤７の温度を上昇させることも可能である。
このようにすることにより、例えばヒドロキシラジカル
等の酸化性物質をより容易に生成することが可能とな
り、酸化時間の短縮を図ることが可能となる。ただし、
前述のように、半導体基板３を高温に加熱するほど、基
板表面に付着している汚染物質が半導体基板４の内部へ
拡散してしまうため、少なくとも半導体基板４は、汚染
物質の拡散が発生する最低温度より低い温度にとどめて
おく必要がある。この最低温度は、例えば金属等の汚染
物質により異なるが、１００℃を越えてはならない。例
えば、酸化剤７は加熱され、半導体基板４が同時に加熱
されないように、処理台３を工夫することも可能であ
る。例えば処理台３を、半導体基板４を支持するための
支持台と、酸化剤７を設置するための容器とに分割し、
容器のみにヒータを設けて、支持台と容器との間に熱伝
導率の低い物質を設けることも可能である。In the above embodiment, the oxidizing agent 7 is used at room temperature. However, a heater may be provided below the groove 8 to increase the temperature of the oxidizing agent 7 by heating.
By doing so, for example, an oxidizing substance such as a hydroxyl radical can be more easily generated, and the oxidation time can be reduced. However,
As described above, as the semiconductor substrate 3 is heated to a higher temperature, the contaminant adhering to the substrate surface diffuses into the semiconductor substrate 4, so that at least the semiconductor substrate 4 diffuses the contaminant. It must be kept below the minimum temperature. This minimum temperature depends on contaminants, such as metals, but should not exceed 100 ° C. For example, the treatment table 3 can be devised so that the oxidizing agent 7 is heated and the semiconductor substrate 4 is not heated at the same time. For example, the processing table 3 is divided into a support table for supporting the semiconductor substrate 4 and a container for installing the oxidizing agent 7,
It is also possible to provide a heater with a low thermal conductivity between the support and the container by providing a heater only in the container.
【００３３】上述のように、酸化剤７を入れるための溝
８は必ずしも処理台３に設置される必要はなく、例えば
半導体基板４を支持する支持台３ａと酸化剤７を設置す
るための容器３ｂとに分割することが可能である。酸化
剤７は半導体基板４の周辺部近傍に設置されることが好
ましい。As described above, the groove 8 for receiving the oxidizing agent 7 does not necessarily need to be installed on the processing table 3. For example, the support table 3 a for supporting the semiconductor substrate 4 and the container for installing the oxidizing agent 7 are provided. 3b. The oxidizing agent 7 is preferably provided near the periphery of the semiconductor substrate 4.
【００３４】さらに、前述の実施の形態に加えて、処理
台３を回転させたり、前後、左右、上下に振動させる機
能を表面安定化装置に付加することも可能である。この
ような機能により、処理台３を動かすことにより、半導
体基板４の酸化の面内均一性を向上させることも可能で
ある。Further, in addition to the above-described embodiment, it is also possible to add a function of rotating the processing table 3 and vibrating back and forth, right and left, and up and down to the surface stabilizing device. By moving the processing table 3 by such a function, the in-plane uniformity of oxidation of the semiconductor substrate 4 can be improved.
【００３５】また、上記実施の形態では、半導体基板４
を１枚ずつ処理台３に載せて処理を行ったが、複数枚の
半導体基板４の処理を同時に行うことも可能である。こ
の時、例えば、図１に示したような処理台３を複数個処
理室１内に設け、その上方にＵＶランプ２を設置するこ
とができる。In the above embodiment, the semiconductor substrate 4
Are carried out one by one on the processing table 3, but the processing of a plurality of semiconductor substrates 4 can be carried out simultaneously. At this time, for example, a plurality of processing tables 3 as shown in FIG. 1 can be provided in the processing chamber 1, and the UV lamp 2 can be installed above the processing tables.
【００３６】また、例えば図４に示すように、複数枚の
半導体基板４を水平に並べて載せることができる処理台
３を設け、この複数の半導体基板４の周囲および間に酸
化剤７を設置することが可能である。Further, as shown in FIG. 4, for example, a processing table 3 on which a plurality of semiconductor substrates 4 can be mounted horizontally is provided, and an oxidizing agent 7 is provided around and between the plurality of semiconductor substrates 4. It is possible.
【００３７】さらに、半導体基板４を水平に並べて載せ
る処理台３を設置せずに、第２の実施の形態として図５
に示すように、半導体基板４を垂直に並べる方法も可能
である。ここで、本実施の形態による表面安定化装置
は、第１の実施の形態と同様に、処理室１を構成する筐
体１０と、処理室１の例えば上部に設置されたＵＶラン
プ２とを具備するが、第１の実施の形態と異なり、半導
体基板４を垂直に支持する半導体基板支持台１３と、酸
化剤７を入れるための溝８が形成された容器１４を有す
る。Further, the processing table 3 on which the semiconductor substrates 4 are horizontally arranged is not provided, and a second embodiment shown in FIG.
As shown in (1), a method of vertically arranging the semiconductor substrates 4 is also possible. Here, similarly to the first embodiment, the surface stabilizing device according to the present embodiment includes a housing 10 forming the processing chamber 1 and a UV lamp 2 installed at, for example, an upper portion of the processing chamber 1. Although provided, unlike the first embodiment, it has a semiconductor substrate support 13 for vertically supporting the semiconductor substrate 4 and a container 14 in which a groove 8 for receiving the oxidizing agent 7 is formed.
【００３８】この表面安定化装置を用いて、以下のよう
に半導体基板４の表面を酸化することができる。すなわ
ち、例えば過酸化水素水等の酸化剤７を容器１４に入
れ、半導体基板４を半導体基板支持台１３に垂直に載せ
る。ＵＶランプ２により紫外線を酸化剤７に照射する。
ここで、紫外線は垂直に並んだ半導体基板４の間を通っ
て酸化剤７に到達する。この紫外線により酸化剤７から
例えばヒドロキシラジカル等の気相酸化性物質が生成さ
れる。このヒドロキシラジカルが、半導体基板４と反応
し、半導体基板４の表面が酸化される。Using this surface stabilizing device, the surface of the semiconductor substrate 4 can be oxidized as follows. That is, the oxidizing agent 7 such as a hydrogen peroxide solution is put in the container 14, and the semiconductor substrate 4 is placed vertically on the semiconductor substrate support 13. The oxidizing agent 7 is irradiated with ultraviolet rays by the UV lamp 2.
Here, the ultraviolet rays reach the oxidizing agent 7 between the vertically arranged semiconductor substrates 4. The ultraviolet rays generate a gas phase oxidizing substance such as a hydroxyl radical from the oxidizing agent 7. The hydroxyl radical reacts with the semiconductor substrate 4 and the surface of the semiconductor substrate 4 is oxidized.
【００３９】このように、本実施の形態では、複数枚の
半導体基板４を同時に処理することができる。また、前
述の半導体基板を水平に並べる方法に比べて、半導体基
板４を垂直に並べ、また、酸化剤７を半導体基板４の下
方に設置するため、装置を小型化することができる。As described above, in this embodiment, a plurality of semiconductor substrates 4 can be processed simultaneously. Further, as compared with the above-described method of arranging the semiconductor substrates horizontally, the semiconductor substrates 4 are arranged vertically and the oxidizing agent 7 is provided below the semiconductor substrate 4, so that the apparatus can be downsized.
【００４０】さらに、例えばヒドロキシラジカル等の気
相酸化性物質が、半導体基板４の下方において生成され
るため、この気相酸化性物質が処理室１内の他の気体よ
り軽い場合には、半導体基板４を効率良く酸化すること
ができる。Further, since a gas phase oxidizing substance such as a hydroxyl radical is generated below the semiconductor substrate 4, if the gas phase oxidizing substance is lighter than other gases in the processing chamber 1, The substrate 4 can be efficiently oxidized.
【００４１】なお、半導体基板４の面内において均一性
良く酸化するために、ＵＶランプ２の照射により気相酸
化性物質を発生している間、例えば半導体基板４を回転
させる機構を半導体基板支持台１３に設けることも可能
である。In order to uniformly oxidize the surface of the semiconductor substrate 4, a mechanism for rotating the semiconductor substrate 4, for example, while the gas-phase oxidizing substance is being generated by the irradiation of the UV lamp 2, is used to support the semiconductor substrate. It is also possible to provide it on the table 13.
【００４２】以上のように、本発明では、半導体基板を
乾燥状態で酸化処理を行うことにより、半導体基板表面
の汚染を防止することができる。さらに、従来のオゾン
（Ｏ3 ）または酸素（Ｏ）ラジカルに比べて酸化力の強
い例えばヒドロキシラジカル等の酸化性物質を用いるこ
とにより、従来より短時間で処理を行うことが可能とな
る。As described above, according to the present invention, contamination of the surface of the semiconductor substrate can be prevented by oxidizing the semiconductor substrate in a dry state. Further, by using an oxidizing substance such as a hydroxy radical which has a stronger oxidizing power than conventional ozone (O 3 ) or oxygen (O) radicals, it becomes possible to perform the treatment in a shorter time than before.
【００４３】図６に、本発明の第１の実施の形態による
表面安定化装置を用いて酸化処理を行った場合の、処理
時間と酸化膜厚の測定値を示す。図中（ａ）は、本発明
による装置を用いた場合、（ｂ）は、従来の装置を用い
た場合を示している。この図に示すように、例えば１．
５ｎｍの酸化膜を形成するために、従来は２５分以上の
時間を要していたが、本発明による装置を用いた場合に
は、１１分程度しか要しない。すなわち、本発明によ
り、処理時間を従来に比べて約半分に短縮することが可
能である。FIG. 6 shows measured values of the treatment time and the oxide film thickness when the oxidation treatment was performed using the surface stabilizing apparatus according to the first embodiment of the present invention. In the figure, (a) shows the case where the device according to the present invention is used, and (b) shows the case where the conventional device is used. As shown in FIG.
Conventionally, it takes 25 minutes or more to form a 5 nm oxide film. However, when the apparatus according to the present invention is used, it takes only about 11 minutes. That is, according to the present invention, the processing time can be reduced to about half as compared with the related art.
【００４４】[0044]
【発明の効果】以上のように、本発明による表面安定化
装置では、半導体基板の表面を汚染することなく、短い
処理時間で半導体基板の表面を酸化することができる。As described above, the surface stabilizing apparatus according to the present invention can oxidize the surface of a semiconductor substrate in a short processing time without contaminating the surface of the semiconductor substrate.
【図１】本発明の第１の実施の形態による表面安定化装
置半導体装置の構造を示す斜視図。FIG. 1 is a perspective view showing a structure of a semiconductor device of a surface stabilizing device according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の第１の実施の形態による表面安定化装
置半導体装置の構造を示す断面図および処理台の上面
図。FIGS. 2A and 2B are a cross-sectional view showing a structure of a semiconductor device for a surface stabilization device according to a first embodiment of the present invention and a top view of a processing table.
【図３】本発明の第１の実施の形態による表面安定化装
置半導体装置の他の構造を示す断面図。FIG. 3 is a sectional view showing another structure of the semiconductor device of the surface stabilizing device according to the first embodiment of the present invention;
【図４】本発明の第１の実施の形態による表面安定化装
置半導体装置の他の構造を示す斜視図。FIG. 4 is a perspective view showing another structure of the semiconductor device of the surface stabilizing device according to the first embodiment of the present invention.
【図５】本発明の第２の実施の形態による表面安定化装
置半導体装置の構造を示す斜視図および断面図。FIGS. 5A and 5B are a perspective view and a sectional view showing a structure of a semiconductor device for a surface stabilization device according to a second embodiment of the present invention; FIGS.
【図６】本発明による効果を説明する図。FIG. 6 is a diagram illustrating an effect of the present invention.
【図７】従来の表面安定化装置半導体装置の構造を示す
斜視図および断面図。FIG. 7 is a perspective view and a sectional view showing the structure of a conventional semiconductor device of a surface stabilizing device.
１…処理室、２…ＵＶランプ、３…処理台、４…基板、
５…酸素供給口、６…排気口、７…酸化剤、８…溝、９
…パージガス供給口、１０…筐体、１３…半導体基板支
持台、１４…容器1. Processing chamber, 2. UV lamp, 3. Processing table, 4. Substrate,
5: oxygen supply port, 6: exhaust port, 7: oxidizing agent, 8: groove, 9
... Purge gas supply port, 10 ... Housing, 13 ... Semiconductor substrate support, 14 ... Container
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/312 H01L 21/314 H01L 21/316 H01L 21/318 H01L 21/31 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 21/312 H01L 21/314 H01L 21/316 H01L 21/318 H01L 21/31
Claims (9)
体基板の近傍に前記半導体基板に接触しないように固相
または液相の酸化剤を保持する手段と、紫外線を前記酸
化剤に照射して前記酸化剤から気相の酸化性物質を生成
するＵＶランプとを具備することを特徴とする表面安定
化装置。1. A means for holding the semiconductor substrate, means for holding an oxidizing agent in a solid phase or liquid phase so as not to contact the semiconductor substrate in the vicinity of the semiconductor substrate, wherein the acid ultraviolet
A UV lamp that irradiates a oxidizing agent to generate a gas-phase oxidizing substance from the oxidizing agent.
半導体基板を回転または振動させる手段を有する請求項
１記載の表面安定化装置。 A means for holding the semiconductor substrate,
Claims: Means for rotating or vibrating a semiconductor substrate.
2. The surface stabilizing device according to claim 1.
台に対向するように設置されたＵＶランプとを具備する
表面安定化装置において、前記処理台はその上に搭載さ
れた前記半導体基板の近傍に前記半導体基板に接触しな
いように酸化剤を保持するための溝を有し、前記ＵＶラ
ンプは前記酸化剤に紫外線を照射して気相の酸化性物質
を生成するように構成されていることを特徴とする表面
安定化装置。3. A surface stabilizing apparatus comprising: a processing base on which a semiconductor substrate is mounted; and a UV lamp installed to face the processing base, wherein the processing base is provided with a semiconductor substrate mounted thereon. In the vicinity, a groove for holding an oxidant so as not to contact the semiconductor substrate is provided, and the UV lamp is configured to irradiate the oxidant with ultraviolet rays to generate a gas phase oxidizing substance. A surface stabilizing device characterized by the above-mentioned.
半導体基板を回転または振動させる手段を有する請求項
３記載の表面安定化装置。 4. A processing table on which the semiconductor substrate is mounted, wherein:
Claims: Means for rotating or vibrating a semiconductor substrate.
4. The surface stabilizing device according to 3.
台と、前記半導体基板の下方に前記半導体基板に接触し
ないように固相または液相の酸化剤を保持する容器と、
前記酸化剤から気相の酸化性物質を生成するように前記
半導体基板の上方に設置されて前記酸化剤を照射するＵ
Ｖランプとを具備することを特徴とする表面安定化装
置。5. A support for vertically supporting a plurality of semiconductor substrates, a container below the semiconductor substrate for holding a solid or liquid phase oxidant so as not to contact the semiconductor substrate;
U that is installed above the semiconductor substrate to generate a gaseous oxidizing substance from the oxidizing agent and irradiates the oxidizing agent
A surface stabilizing device comprising a V lamp.
支持台は、前記半導体基板を回転させる手段を有する請
求項５記載の表面安定化装置。 6. A vertical support for the plurality of semiconductor substrates.
The support base has a means for rotating the semiconductor substrate.
The surface stabilizer according to claim 5.
化剤を配置し、紫外線を酸化剤に照射することにより酸
化剤から気相の酸化性物質を生成し、生成された気相の
前記酸化性物質を含有する雰囲気中に半導体基板をさら
して前記半導体基板表面を酸化することを特徴とする表
面安定化方法。7. An oxidizing agent in a solid or liquid phase is disposed in the vicinity of a semiconductor substrate, and an oxidizing agent is irradiated with ultraviolet rays to generate an oxidizing substance in a gaseous phase from the oxidizing agent. A method for stabilizing a surface, comprising exposing a semiconductor substrate to an atmosphere containing the oxidizing substance in a gas phase and oxidizing the surface of the semiconductor substrate.
含むものである請求項７記載の表面安定化方法。8. The surface stabilizing method according to claim 7 , wherein the oxidizing substance contains a hydroxy radical.
８記載の表面安定化方法。9. The method of claim wherein the oxidizing agent is hydrogen peroxide
9. The method for stabilizing a surface according to item 8 .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP31649895A JP3251832B2 (en) | 1995-12-05 | 1995-12-05 | Surface stabilizing apparatus and surface stabilizing method |
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Publications (2)
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| JPH09162183A JPH09162183A (en) | 1997-06-20 |
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