JP4817822B2

JP4817822B2 - 基板周縁部膜除去装置及び基板周縁部膜の除去方法

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Publication number: JP4817822B2
Application number: JP2005347981A
Authority: JP
Inventors: 栄一西村; 薫前川
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2005-12-01
Filing date: 2005-12-01
Publication date: 2011-11-16
Anticipated expiration: 2025-12-01
Also published as: JP2007157828A

Description

本発明は、基板周縁部膜除去装置及び基板周縁部膜の除去方法に関し、特に基板周縁部の膜をプラズマを用いずに除去する基板周縁部膜除去装置に関する。

半導体デバイスはシリコンウエハ（以下、単に「ウエハ」という。）上にゲート電極、絶縁膜、配線層等を形成することによって製造される。ゲート電極、絶縁膜、配線層の形成には成膜処理やエッチング処理が用いられる。特に、ゲート電極やウエハに設けられたソースドレイン部上のＳｉＯ_２膜を除去してコンタクトホールを形成する際には、例えば、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）が好適に用いられる。

また、通常、ウエハの周縁部（以下、「ベベル部」という。）からは半導体デバイスが製造されない。ベベル部のＳｉＯ_２膜はコンタクトホールの形成時にゲート電極上のＳｉＯ_２膜と共にエッチングによって除去される。したがって、ゲート電極上のＳｉＯ_２膜をエッチングによって除去する間にはベベル部に大量のＳｉＯ_２膜が存在している。このベベル部のＳｉＯ_２膜はレジスト膜によって覆われないため、プラズマに直接晒され、プラズマ中の電子等によって帯電する。このとき、ゲート電極上のＳｉＯ_２膜をエッチングするイオンの進行方向が帯電したベベル部のＳｉＯ_２膜の電荷の影響を受けて曲がるため、コンタクトホールがウエハ表面に対して垂直に形成されないという問題があった。

そこで、予めウエハのベベル部のＳｉＯ_２膜をエッチングによって除去する方法が開発されている（例えば、特許文献１参照。）。このときのエッチング手法としてＲＩＥやラジカルによるスパッタが用いられる。
特開平１０−２５６１６３号公報

しかしながら、ＲＩＥやラジカルによるスパッタを用いるためには、ウエハの近傍でプラズマを発生させる必要があるため、ベベル部のＳｉＯ_２膜を除去する膜除去装置の構造が複雑になるという問題がある。

本発明の目的は、装置の構造を複雑にすることなく基板周縁部の膜を除去することができる基板周縁部膜除去装置及び基板周縁部膜の除去方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１記載の基板周縁部膜除去装置は、周縁部に酸化膜が形成された基板を収容する収容室と、各々、前記基板の周縁部における同じ場所を囲うことができ、該同じ場所を前記収容室の雰囲気から隔離する第１の隔離室及び第２の隔離室と、前記収容室内において前記基板を載置し且つ前記基板の表面と平行な面内において前記基板を回転させる載置台とを備え、前記第１の隔離室及び第２の隔離室は、前記載置台に載置された基板が回転する際に前記同じ場所を囲うように前記基板の周縁部に沿って配置され、前記第１の隔離室は、前記同じ場所に形成された酸化膜と処理ガスのガス分子を化学反応させて前記同じ場所において生成物を生成し、前記第２の隔離室は、前記生成された生成物を気化・熱酸化させて前記同じ場所から除去することを特徴とする。

請求項２記載の基板周縁部膜除去装置は、請求項１記載の基板周縁部膜除去装置において、前記第１の隔離室及び前記第２の隔離室の側面には、該側面から庇として前記基板に向けて突出する、互いに平行な２枚の板状体からなる突出開口部が設けられ、該突出開口部は前記２枚の板状体の間に前記基板を収容し、前記基板と各前記板状体とのクリアランスは０．５ｍｍ以下であることを特徴とする。

請求項３記載の基板周縁部膜除去装置は、請求項１又は２記載の基板周縁部膜除去装置において、前記収容室内には不活性ガスが充填され、前記収容室内の圧力は前記第１の隔離室内の圧力及び前記第２の隔離室内の圧力より高いことを特徴とする。

請求項４記載の基板周縁部膜除去装置は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の基板周縁部膜除去装置において、前記載置台は前記基板を冷却する冷却機構を有することを特徴とする。

請求項５記載の基板周縁部膜除去装置は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の基板周縁部膜除去装置において、前記第１の隔離室及び第２の隔離室は側面においてそれぞれ前記回転する基板の周縁部に対応する位置に開口部を有することを特徴とする。

請求項６記載の基板周縁部膜除去装置は、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の基板周縁部膜除去装置において、前記基板は円板状を呈することを特徴とする。

請求項７記載の基板周縁部膜除去装置は、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の基板周縁部膜除去装置において、前記第２の隔離室の外側に配置された加熱装置をさらに備え、前記第２の隔離室は壁部に形成された透過窓を有し、前記加熱装置からのエネルギーは前記透過窓を透過して前記同じ場所を加熱し、前記生成された生成物を気化・熱酸化させて前記同じ場所から除去することを特徴とする。

請求項８記載の基板周縁部膜除去装置は、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の基板周縁部膜除去装置において、前記加熱装置は、前記透過窓を透過するレーザ光を照射するレーザ光照射装置であることを特徴とする。

上記目的を達成するために、請求項９記載の基板周縁部膜の除去方法は、周縁部に酸化膜が形成された基板を収容する収容室と、各々、前記基板の周縁部における同じ場所を囲うことができ、該同じ場所を前記収容室の雰囲気から隔離する第１の隔離室及び第２の隔離室と、前記収容室内において前記基板を載置し且つ前記基板の表面と平行な面内において前記基板を回転させる載置台とを備え、前記第１の隔離室及び第２の隔離室は、前記載置台に載置された基板が回転する際に前記同じ場所を囲うように前記基板の周縁部に沿って配置される基板周縁部膜除去装置における基板周縁部膜の除去方法であって、前記載置台が、第１の隔離室と第２の隔離室が前記同じ場所を囲うように、前記基板を連続して回転させる回転ステップと、前記第１の隔離室が前記同じ場所に形成された酸化膜と処理ガスのガス分子を化学反応させて前記同じ場所において生成物を生成する生成物生成ステップと、前記第２の隔離室が前記生成された生成物を気化・熱酸化させて前記同じ場所から除去する生成物除去ステップとを有することを特徴とする。

請求項１０記載の基板周縁部膜の除去方法は、請求項９記載の基板周縁部膜の除去方法において、前記収容室内の圧力が前記第１の隔離室内の圧力及び前記第２の隔離室内の圧力より高くなるように、前記収容室内には不活性ガスが充填されることを特徴とする。
請求項１１記載の基板周縁部膜の除去方法は、請求項９又は１０記載の基板周縁部膜の除去方法において、前記載置台が前記基板を冷却する冷却ステップをさらに有することを特徴とする。
請求項１２記載の基板周縁部膜の除去方法は、請求項９乃至１１のいずれか１項に記載の基板周縁部膜の除去方法において、前記第２の隔離室の外側に配置された加熱装置が、前記第２の隔離室の壁部に形成された透過窓を透過するエネルギーを前記同じ場所へ供給して加熱することを特徴とする。

請求項１記載の基板周縁部膜除去装置及び請求項９記載の基板周縁部膜の除去方法によれば、第１の隔離室において基板の周縁部における同じ場所に形成された酸化膜と処理ガスのガス分子を化学反応させて当該同じ場所において生成物が生成され、第２の隔離室において生成された生成物を気化・熱酸化させて同じ場所から除去するので、基板周縁部の酸化膜をＲＩＥやラジカルによるスパッタによって除去する必要を無くすことができ、もって、装置の構造を複雑にすることなく基板周縁部の膜を除去することができる。また、基板を回転させることによって基板の周縁部における同じ場所を第１の隔離室及び第２の隔離室によって連続的に処理することができ、もって、酸化膜の除去の効率を向上することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

まず、本発明の第１の実施の形態に係る基板周縁部膜除去装置について説明する。

図１は、本実施の形態に係る基板周縁部膜除去装置としてのウエハベベル部酸化膜除去装置の概略構成を示す断面図であり、図２は、図１における線Ｉ−Ｉに沿う断面図である。

図１及び図２において、ウエハベベル部酸化膜除去装置１０は、ウエハＷを収容して外部から隔離するウエハチャンバ１１（収容室）と、該ウエハチャンバ１１内に配置されてウエハＷを載置する載置台としてのウエハステージ１２と、該ウエハステージ１２に載置されたウエハＷのベベル部の一部を収容してウエハチャンバ１１内の雰囲気から隔離するベベル部チャンバ１３（化学的処理装置、膜除去室）とを備える。ここで、ウエハＷのベベル部には半導体デバイスにおける絶縁層としての酸化膜、例えば、ＳｉＯ_２膜が形成されている。

ウエハチャンバ１１はその側壁においてウエハ搬出入口１４を有し、該ウエハ搬出入口１４はゲートバルブ１５によって開閉する。ウエハステージ１２は、ウエハチャンバ１１の底面とほぼ水平に配置された円板状のウエハ載置板１６と、該ウエハ載置板１６の中心から下方に延出してウエハ載置板１６を支持する載置板支持軸１７とを有する。載置板支持軸１７はモータ（図示しない）等によってその中心軸周りに回転駆動されるため、ウエハステージ１２は載置板支持軸１７を中心に回転する。これにより、ウエハステージ１２は載置するウエハＷの表面と平行な面内においてウエハＷを回転させる。また、ウエハ載置板１６は冷却機構（図示しない）、例えば、冷媒循環経路又はペルチェ素子を内蔵し、載置されたウエハＷの温度を制御する。

ベベル部チャンバ１３は、直方体状の処理室１８（隔離室、膜除去室）と、該処理室１８内に後述する処理ガスを供給する処理ガス供給管１９と、処理室１８内のガス等を排出する排気管２０と、処理室１８の側面においてウエハステージ１２に載置されたウエハＷに向けて開口する突出開口部２１とを有する。該突出開口部２１は庇として処理室１８の側面からウエハＷに向けて突出する、互いに平行な２枚の板状体を有する。

突出開口部２１の高さは該突出開口部２１がウエハステージ１２に載置されたウエハＷに対向するように設定され、図２に示すように上面視においてベベル部チャンバ１３がウエハＷのベベル部の一部と重畳するように配置されているため、ベベル部チャンバ１３はウエハＷのベベル部の一部を収容し、ウエハＷのベベル部の一部は突出開口部２１を介して処理室１８内に突出する。これにより、処理室１８はウエハＷのベベル部の一部をウエハチャンバ１１の雰囲気から隔離する。

また、ウエハベベル部酸化膜除去装置１０は、ウエハチャンバ１１の外部に配置されたレーザ光照射装置２２（加熱装置）を備える。該レーザ光照射装置２２から照射されたレーザ光はウエハチャンバ１１の側壁に配置された透過窓２３及び処理室１８の側壁に配置された透過窓２４を透過して、処理室１８に収容されたウエハＷのベベル部に到達する。これにより、レーザ光照射装置２２はウエハＷのベベル部を加熱する。

処理ガス供給管１９はＭＦＣ（Mass Flow Controller）（図示しない）を介して処理ガス供給装置（図示しない）に接続され、該処理ガス供給装置及びＭＦＣは処理室１８に活性ガス、例えば、弗化水素ガス（ＨＦ）、塩酸ガス（ＨＣｌ）、フッ素ガス（Ｆ_２）、塩素ガス（Ｃｌ_２）、若しくはアンモニアガス（ＮＨ_３）、又はこれらの混合ガスを所定の流量で供給する。処理室１８内に供給されたＨＦガス等はベベル部のＳｉＯ_２膜を化学反応によって除去する。また、このとき、ウエハＷのベベル部にはレーザ光が照射されるため、該ベベル部の温度が上昇して化学反応によるベベル部のＳｉＯ_２膜の除去が促進される。

上述したように、ベベル部チャンバ１３はウエハＷのベベル部の一部を収容するのみであるが、ウエハＷはその表面と平行な面内において回転するため、ウエハＷのベベル部全周に亘ってＳｉＯ_２膜を確実に除去することが可能である。また、ウエハＷの処理室１８内への突出量Ｌは２ｍｍ以下に設定される。通常、半導体デバイスはウエハの周縁から内側２ｍｍの範囲には形成されない。したがって、ウエハＷのベベル部のＳｉＯ_２膜の除去の際、ウエハＷ上の半導体デバイスが活性ガスによって損傷するのを防止することができる。

また、ウエハＷと突出開口部２１の板状体とのクリアランス（ｔ）は０．５ｍｍ以下であり、ウエハチャンバ１１内には不活性ガス、例えば、希ガスが充填されて該ウエハチャンバ１１内の圧力が処理室１８内の圧力より高く設定される。これにより、処理室１８内の処理ガスがウエハチャンバ１１内へ拡散するのを防止でき、もってウエハＷのベベル部以外に形成されたＳｉＯ_２膜が変質・除去されるのを確実に防止することができる。

ベベル部のＳｉＯ_２膜の除去の際、該ベベル部は加熱されるが、このとき、ウエハステージ１２のウエハ載置板１６が内蔵する冷却機構がウエハＷを冷却するため、ウエハＷ上の半導体デバイスが熱によって破壊されるのを防止することができる。

次に、ウエハベベル部酸化膜除去装置１０を用いたウエハＷのベベル部の酸化膜除去処理について説明する。

図３は、図１のウエハベベル部酸化膜除去装置を用いたウエハのベベル部酸化膜除去処理のフローチャートである。

図３において、まず、ウエハＷを搬送アーム（図示しない）等によってウエハチャンバ１１内に搬入してウエハステージ１２に載置すると共に、該ウエハＷのベベル部の一部をベベル部チャンバ１３の処理室１８に収容させる（ステップＳ３１）。このとき、図４（Ａ）に示すように、搬入されるウエハＷ上にはゲート電極４０やソースドレイン部４１が形成され、またウエハＷの全表面を覆うようにＳｉＯ_２膜４２が該ウエハＷ上に積層されている。さらに、ＳｉＯ_２膜４２上にはリソグラフィ等によって所定のパターンに形成されたレジスト膜４３が積層されている。ここで、レジスト膜４３はベベル部のＳｉＯ_２膜４２上に積層されていないため、ベベル部のＳｉＯ_２膜４２は暴露されている。

次いで、ウエハステージ１２の載置板支持軸１７がモータ等によって回転駆動されてウエハステージ１２が回転し（ステップＳ３２）、処理ガス供給装置及びＭＦＣは処理室１８に上述した活性ガスを所定の流量で供給する（ステップＳ３３）。さらに、レーザ光照射装置２２が処理室１８に収容されたベベル部へのレーザ光の照射を開始して該ベベル部を加熱する（ステップＳ３４）。これにより、ベベル部のＳｉＯ_２膜４２が化学反応によって除去される。

次いで、図４（Ｂ）に示すように、ウエハＷのベベル部全てのＳｉＯ_２膜が除去されると、ウエハステージ１２は回転を停止し、処理ガス供給装置は活性ガスの供給を中止し、レーザ光照射装置２２はレーザ光の照射を中止する。その後、搬送アームがウエハＷをウエハチャンバ１１から搬出し（ステップＳ３５）、本処理を終了する。

なお、その後、ウエハＷはエッチング処理装置（図示しない）に搬入され、ＲＩＥ等により、ゲート電極４０やソースドレイン部４１上のＳｉＯ_２膜４２が除去されることによってコンタクトホール４４，４５が形成され、さらに、ウエハＷはアッシング処理装置に搬入されてアッシングによってレジスト膜４３が除去される（図４（Ｃ）参照。）。

ウエハベベル部酸化膜除去装置１０及び図３のベベル部酸化膜除去処理によれば、ウエハＷのベベル部にＳｉＯ_２膜４２が形成されたウエハＷがウエハチャンバ１１に収容され、ベベル部のＳｉＯ_２膜４２が活性ガスを用いた化学反応によって除去される。したがって、ベベル部のＳｉＯ_２膜４２をＲＩＥやラジカルによるスパッタによって除去する必要を無くすことができ、もって、酸化膜除去装置の構造を複雑にすることなくベベル部のＳｉＯ_２膜４２を除去することができる。また、ベベル部の一部がベベル部チャンバ１３の処理室１８に収容されてウエハチャンバ１１内の雰囲気から隔離され、処理室１８内に活性ガスが供給され、処理室１８に収容されたベベル部の一部が加熱されるので、ベベル部以外に形成されたＳｉＯ_２膜４２を変質・除去させることなく、ベベル部のＳｉＯ_２膜４２の除去を促進することができる。

ウエハベベル部酸化膜除去装置１０では、活性ガスは弗化水素ガス、塩酸ガス、フッ素ガス、塩素ガス、若しくはアンモニアガス、又はこれらの混合ガスである。これらのガスは容易に入手することができる。また、ＳｉＯ_２膜は弗化水素ガス、塩酸ガス、弗素ガス、塩素ガス又はアンモニアガスによって容易に除去することができる。したがって、ベベル部のＳｉＯ_２膜４２を容易に除去することができる。

上述したウエハベベル部酸化膜除去装置１０では、レーザ光照射装置２２がウエハＷのベベル部を加熱したが、該ベベル部を加熱する装置はこれに限られず、処理室１８に配置されるＵＶヒータやハロゲンランプ等を用いてもよい。

次に、本発明の第２の実施の形態に係る基板周縁部膜除去装置について説明する。

本実施の形態は、その構成や作用が上述した第１の実施の形態と基本的に同じであり、ウエハＷのベベル部のＳｉＯ_２膜４２の除去に後述するＣＯＲ処理及びＰＨＴ処理を用いる点、並びに、ＣＯＲ処理及びＰＨＴ処理を施すための２つのベベル部チャンバを有する点で第１の実施の形態と異なる。したがって、重複した構成、作用については説明を省略し、以下に異なる構成、作用についての説明を行う。

ＣＯＲ処理は、酸化膜（例えば、ウエハ上に積層されたＳｉＯ_２膜）とガス分子を化学反応させて生成物を生成する処理であり、ＰＨＴ処理は、ＣＯＲ処理が施されたウエハを加熱して、ＣＯＲ処理の化学反応によってウエハに生成した生成物を気化・熱酸化（Thermal Oxidation）させてウエハから除去する処理である。以上のように、ＣＯＲ処理及びＰＨＴ処理、特に、ＣＯＲ処理は、プラズマを用いず且つ水成分を用いずにウエハの酸化膜を除去する処理であるため、プラズマレスエッチング処理及びドライクリーニング処理（乾燥洗浄処理）に該当する。

本実施の形態に係る基板周縁部膜除去装置では、処理ガスとしてラジカル化されたアンモニアガス及び弗化水素ガスを用いる。ここで、弗化水素ガスはＳｉＯ_２膜の腐食を促進し、アンモニアガスは、ＳｉＯ_２膜と弗化水素ガスとの反応を必要に応じて制限し、最終的には停止させるための反応副生成物（By-product）を合成する。具体的には、ＣＯＲ処理及びＰＨＴ処理において以下の化学反応を利用する。
（ＣＯＲ処理）
ＳｉＯ_２＋４ＨＦ → ＳｉＦ_４＋２Ｈ_２Ｏ↑
ＳｉＦ_４＋２ＮＨ_３＋２ＨＦ → （ＮＨ_４）_２ＳｉＦ_６
（ＰＨＴ処理）
（ＮＨ_４）_２ＳｉＦ_６ → ＳｉＦ_４↑＋２ＮＨ_３↑＋２ＨＦ↑
上述した化学反応を利用したＣＯＲ処理では生成物の生成量は所定時間が経過すると飽和することが知られている。具体的には、所定時間が経過すると、それ以後、ＳｉＯ_２膜をアンモニアガス及び弗化水素ガスの混合気体に暴露し続けても、生成物の生成量は増加しない。また、生成物の生成量は、アンモニアガス及び弗化水素ガスの圧力、体積流量比等によって決定される。したがって、ＳｉＯ_２膜の除去量の制御を容易に行うことができ、引いてはウエハのシリコンがダメージを受けるのを回避することができる。

図５は、本実施の形態に係る基板周縁部膜除去装置としてのウエハベベル部酸化膜除去装置の概略構成を示す断面図であり、図６は、図５における線II−IIに沿う断面図である。

図５及び図６において、ウエハベベル部酸化膜除去装置５０は、ウエハチャンバ５９（収容室）と、ウエハステージ１２と、該ウエハステージ１２に載置されたウエハＷのベベル部の一部を収容してウエハチャンバ５９内の雰囲気から隔離する２つのベベル部チャンバ５１，５２（化学的処理装置）とを備える。ウエハチャンバ５９はその側壁においてウエハ搬出入口５３を有し、該ウエハ搬出入口５３はゲートバルブ５４によって開閉する。

ベベル部チャンバ５１は、直方体状の処理室５５（隔離室）と、該処理室５５内にラジカル化されたアンモニアガス及び弗化水素ガスを供給する処理ガス供給管５６と、処理室５５内のガス等を排出する排気管５７と、処理室５５の側面からウエハステージ１２に載置されたウエハＷに向けて突出して開口する突出開口部５８とを有する。突出開口部５８は突出開口部２１と同様の庇を有する。

また、ベベル部チャンバ５２は、直方体状の処理室６０（膜除去室）と、処理室６０内のガス等を排出する排気管６１と、処理室６０の側面からウエハステージ１２に載置されたウエハＷに向けて突出して開口する突出開口部６２とを有する。突出開口部６２も突出開口部２１と同様の庇を有する。

また、ウエハベベル部酸化膜除去装置５０は、ウエハチャンバ５９の外部に配置されたレーザ光照射装置６３（加熱装置）を備える。該レーザ光照射装置６３から照射されたレーザ光はウエハチャンバ５９の側壁に配置された透過窓６４及び処理室６０の側壁に配置された透過窓６５を透過して、処理室５５に収容されたウエハＷのベベル部に到達する。これにより、レーザ光照射装置６３はウエハＷのベベル部を加熱する。

突出開口部５８，６２の高さは該突出開口部５８，６２がウエハステージ１２に載置されたウエハＷに対向するように設定され、図６に示すように上面視においてベベル部チャンバ５１，５２がそれぞれウエハＷのベベル部の一部と重畳するように配置されているため、ベベル部チャンバ５１，５２はそれぞれウエハＷのベベル部の一部を収容し、ウエハＷのベベル部の一部は突出開口部５８，６２を介して処理室５５又は処理室６０内に突出する。これにより、処理室５５及び処理室６０はそれぞれウエハＷのベベル部の一部をウエハチャンバ５９の雰囲気から隔離する。

ベベル部チャンバ５１の処理ガス供給管５６はＭＦＣ（図示しない）を介して処理ガス供給装置に接続され、該処理ガス供給装置及びＭＦＣは処理室５５にラジカル化されたアンモニアガス及び弗化水素ガスを所定の流量で供給する。処理室５５に供給されたラジカル化されたアンモニアガス及び弗化水素ガスによってベベル部のＳｉＯ_２膜４２にＣＯＲ処理が施される。このとき、ＳｉＯ_２膜、アンモニアガス及び弗化水素ガスから生成物が生成される。

ベベル部チャンバ５２の処理室はＣＯＲ処理によって生成された生成物を有するベベル部を収容し、レーザ光照射装置６３はウエハＷのベベル部を加熱する（ＰＨＴ処理）。このとき、ベベル部の生成物は気化・熱酸化されてウエハから除去される。これにより、ベベル部のＳｉＯ_２膜の除去が行われる。

上述したように、ベベル部チャンバ５１，５２はそれぞれウエハＷのベベル部の一部を収容するのみであるが、ウエハＷはその表面と平行な面内において回転するため、ウエハＷのベベル部全周に亘ってＳｉＯ_２膜を確実に除去することが可能である。また、上述したウエハベベル部酸化膜除去装置１０と同様に、ウエハＷの処理室５５，６０内への突出量Ｌは２ｍｍ以下に設定され、ウエハＷと突出開口部５８，６２の内面とのクリアランス（ｔ）は０．５ｍｍ以下であり、ウエハチャンバ５９内には不活性ガス、例えば、希ガスが充填されて該ウエハチャンバ５９内の圧力が処理室５５，６０内の圧力より高く設定される。

ベベル部の生成物の気化・熱酸化の際、該ベベル部は加熱されるが、このとき、ウエハステージ１２のウエハ載置板１６が内蔵する冷却機構がウエハＷを冷却するため、ウエハＷ上の半導体デバイスが熱によって破壊されるのを防止することができる。

ウエハベベル部酸化膜除去装置５０によれば、ウエハＷのベベル部にＳｉＯ_２膜４２が形成されたウエハＷがウエハチャンバ５９に収容され、ベベル部のＳｉＯ_２膜４２がＣＯＲ処理及びＰＨＴ処理によって除去される。したがって、ベベル部のＳｉＯ_２膜４２をＲＩＥやラジカルによるスパッタによって除去する必要を無くすことができ、もって、酸化膜除去装置の構造を複雑にすることなくベベル部のＳｉＯ_２膜４２を除去することができる。

また、ベベル部の一部がベベル部チャンバ５１の処理室５５に収容されてウエハチャンバ５９内の雰囲気から隔離され、処理室５５内にラジカル化されたアンモニアガス及び弗化水素ガスが供給されて該ベベル部にＣＯＲ処理が施され、ＣＯＲ処理によってＳｉＯ_２膜４２から生成された生成物を有するベベル部がベベル部チャンバ５２の処理室６０に収容され且つ該収容されたベベル部が加熱される（ＰＨＴ処理が施される）ことによって生成物が気化・熱酸化される。したがって、ベベル部以外に形成されたＳｉＯ_２膜４２を変質・除去させることなく、ベベル部のＳｉＯ_２膜４２の除去を行うことができる。

上述した各実施の形態に係るウエハベベル部酸化膜除去装置では、ウエハＷのベベル部に形成された酸化膜（ＳｉＯ_２膜）が除去されたが、除去される膜は酸化膜に限られず、電子等によって帯電する絶縁膜を除去してもよい。また、ウエハＷ上に付着したデポジットを上述したウエハベベル部酸化膜除去装置によって除去してもよい。

本発明の第１の実施の形態に係る基板周縁部膜除去装置としてのウエハベベル部酸化膜除去装置の概略構成を示す断面図である。図１における線Ｉ−Ｉに沿う断面図である。図１のウエハベベル部酸化膜除去装置を用いたウエハのベベル部酸化膜除去処理のフローチャートである。図３の処理によってウエハのベベル部のＳｉＯ_２膜が除去される工程を示す工程図であり、（Ａ）はＳｉＯ_２膜が除去される前のウエハのベベル部を示し、（Ｂ）はＳｉＯ_２膜が除去された後のウエハのベベル部を示し、（Ｃ）はコンタクトホールが形成され且つレジスト膜が除去された後のウエハを示す。本発明の第２の実施の形態に係る基板周縁部膜除去装置としてのウエハベベル部酸化膜除去装置の概略構成を示す断面図である。図５における線II−IIに沿う断面図である。

符号の説明

Ｗウエハ
１０，５０ウエハベベル部酸化膜除去装置
１１，５９ウエハチャンバ
１２ウエハステージ
１３，５１，５２ベベル部チャンバ
１８，５５，６０処理室
１９，５６処理ガス供給管
２２，６３レーザ光照射装置

Claims

周縁部に酸化膜が形成された基板を収容する収容室と、
各々、前記基板の周縁部における同じ場所を囲うことができ、該同じ場所を前記収容室の雰囲気から隔離する第１の隔離室及び第２の隔離室と、
前記収容室内において前記基板を載置し且つ前記基板の表面と平行な面内において前記基板を回転させる載置台とを備え、
前記第１の隔離室及び第２の隔離室は、前記載置台に載置された基板が回転する際に前記同じ場所を囲うように前記基板の周縁部に沿って配置され、
前記第１の隔離室は、前記同じ場所に形成された酸化膜と処理ガスのガス分子を化学反応させて前記同じ場所において生成物を生成し、
前記第２の隔離室は、前記生成された生成物を気化・熱酸化させて前記同じ場所から除去することを特徴とする基板周縁部膜除去装置。
前記第１の隔離室及び前記第２の隔離室の側面には、該側面から庇として前記基板に向けて突出する、互いに平行な２枚の板状体からなる突出開口部が設けられ、
該突出開口部は前記２枚の板状体の間に前記基板を収容し、
前記基板と各前記板状体とのクリアランスは０．５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の基板周縁部膜除去装置。
前記収容室内には不活性ガスが充填され、前記収容室内の圧力は前記第１の隔離室内の圧力及び前記第２の隔離室内の圧力より高いことを特徴とする請求項１又は２記載の基板周縁部膜除去装置。
前記載置台は前記基板を冷却する冷却機構を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の基板周縁部膜除去装置。
前記第１の隔離室及び第２の隔離室は側面においてそれぞれ前記回転する基板の周縁部に対応する位置に開口部を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の基板周縁部膜除去装置。
前記基板は円板状を呈することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の基板周縁部膜除去装置。
前記第２の隔離室の外側に配置された加熱装置をさらに備え、
前記第２の隔離室は壁部に形成された透過窓を有し、前記加熱装置からのエネルギーは前記透過窓を透過して前記同じ場所を加熱し、前記生成された生成物を気化・熱酸化させて前記同じ場所から除去することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の基板周縁部膜除去装置。
前記加熱装置は、前記透過窓を透過するレーザ光を照射するレーザ光照射装置であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の基板周縁部膜除去装置。
周縁部に酸化膜が形成された基板を収容する収容室と、各々、前記基板の周縁部における同じ場所を囲うことができ、該同じ場所を前記収容室の雰囲気から隔離する第１の隔離室及び第２の隔離室と、前記収容室内において前記基板を載置し且つ前記基板の表面と平行な面内において前記基板を回転させる載置台とを備え、前記第１の隔離室及び第２の隔離室は、前記載置台に載置された基板が回転する際に前記同じ場所を囲うように前記基板の周縁部に沿って配置される基板周縁部膜除去装置における基板周縁部膜の除去方法であって、
前記載置台が、第１の隔離室と第２の隔離室が前記同じ場所を囲うように、前記基板を連続して回転させる回転ステップと、
前記第１の隔離室が前記同じ場所に形成された酸化膜と処理ガスのガス分子を化学反応させて前記同じ場所において生成物を生成する生成物生成ステップと、
前記第２の隔離室が前記生成された生成物を気化・熱酸化させて前記同じ場所から除去する生成物除去ステップとを有することを特徴とする基板周縁部膜の除去方法。
前記収容室内の圧力が前記第１の隔離室内の圧力及び前記第２の隔離室内の圧力より高くなるように、前記収容室内には不活性ガスが充填されることを特徴とする請求項９記載の基板周縁部膜の除去方法。
前記載置台が前記基板を冷却する冷却ステップをさらに有することを特徴とする請求項９又は１０記載の基板周縁部膜の除去方法。
前記第２の隔離室の外側に配置された加熱装置が、前記第２の隔離室の壁部に形成された透過窓を透過するエネルギーを前記同じ場所へ供給して加熱することを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか１項に記載の基板周縁部膜の除去方法。