JPS63107120A - 処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は処理技術、特に、被処理物の表面を清浄化する
技術に゛関し、たとえば半導体装置の製造において半導
体ウェハの表面を清浄化する技術に適用して有効な技術
に関する。

〔従来の技術〕

半導体装置の製造におけるウェハ処理工程ての半導体ウ
ェハの洗浄および蒸気乾燥などの清浄化処理については
、株式会社工業謂査会、昭和５６年１１月１０日発行、
「電子材料４１９８１年１１月号別冊、Ｐ９５〜Ｐ１０
２に記載されている。

ところで、半導体ウェハの清浄化処理などにおいては、
純水などによる洗浄作業を経た半導体ウェハの表面に形
成された酸化膜のエツチング除去および乾燥などを同一
工程で行うため、次のような蒸気エツチングを行うこと
が考えられる。

すなわち、石英などからなる処理槽の底部に有機溶媒と
水とフッ化水素などとの混合液を貯溜し、この処理槽の
底部に接触されるブロックヒータなどで外部から加熱し
てフッ化水素酸や有機溶媒などの蒸気を発生させ、この
蒸気中に該蒸気よりも温度の低い半導体ウェハを浸漬さ
せることにより、フッ化水素酸などによる半導体ウェハ
表面に形成された酸化膜のエツチング除去右よび有機溶
媒蒸気の半導体ウェハの表面でのＮ縮による蒸気乾燥と
を同一工程で行うようにしたものである。

この場合、ブロックヒータによる混合液などの外部から
の加熱を効率良く行い、たとえば処理槽に対する半導体
ウェハの挿入の初期に、温度の低い半導体ウェハの熱容
量などの影響によって半導体ウェハの下方に一時的に低
下する蒸気層の高さを迅速に回復させ、半導体ウェハが
周囲の蒸気と同一温度になるまでに蒸気の中に位置され
る実質的な処理時間を長くすることが、水分の残存など
に起因する斑点状の汚染、すなわちウォータマークなど
の欠陥の発生を防止して良好な乾燥結果などを得るなど
の観点から重要となる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、前記のように処理槽を石英で構成する場合、
石英の熱伝導率が比較的低いため、処理槽の内部に貯溜
されている混合液などの加熱を効率良く行うことができ
ず、処理槽内における前記の蒸気層の高さの回復に要す
る時間が比較的長くなったり、有機溶媒を沸点まで加熱
するのにブロックヒータの消費電力が必要以上に大きく
なるなどの問題があることを本発明者は見い出した。

本発明の目的は、処理流体の加熱を効率良く行うことに
よって良好な処理結果を得ることが可能な処理技術を提
供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう
。

〔問題点を解決するための手段〕

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、次の通りである。

すなわち、容器の内部に貯溜されて所定の温度に加熱さ
れる処理流体の蒸気または処理流体の中に被処理物を浸
１ａさせることによって所定の処理を行゛う処理装置で
、容器の少なくとも処理流体に対する接触部をセラミッ
クスで構成したものである。

〔作用〕

上記した手段によれば、たとえば、炭化ケイ素などの熱
伝導性および耐蝕性の良好なセラミックスを使用するこ
とにより、処理流体および被処理物などを汚染すること
なく、処理槽の内部に貯溜される処理流体の外部からの
加熱を効率良く行うことができ、良好な処理結果を得る
ことができる。

〔実施例１〕 第１図は、本発明の一実施例である処理装置の要部を示
す説明図である。

本実施例においては、処理装置が蒸気エツチング装置と
して構成されている。

上端が開放された筒状の処理槽ｌの底部には容器２が設
けられ、この容器２の内部には、たとえば、イソプロピ
ルアルコールなどの有機溶媒と水とフッ化水素との混合
液などからなる処理流体３が貯溜されている。

また、容器２の底部にはブロックヒータなどの加熱手段
４が接触されており、容器２の内部に貯溜される処理流
体３が外部から所定の温度に加熱されるように構成され
ている。

そして、加熱手段４から容器２の壁面を介して所定の温
度に加熱される処理流体３赤ら発生されるフッ化水素酸
や有機溶媒などの蒸気３ａの雰囲気を処理槽ｌの内部に
形成し、この蒸気３ａの雰囲気に図示しない搬送治具な
どに保持された半導体ウェハなどの被処理物５を外部か
ら搬入して浸漬することにより、被処理物５の表面に形
成された酸化膜や異物などのフッ化水素酸による気相エ
ツチングと有機溶媒蒸気の被処理物５の表面における凝
縮による水分との置換による蒸気乾燥とがほぼ同時に進
行されるようにして、被処理物５の清浄化処理が行われ
るものである。

この場合、処理流体３が貯溜される容器２は、熱伝導性
、およびイソプロピルアルコールなどの有機溶媒と水と
フッ化水素との混合液などからなる処理流体３に対する
耐蝕性などが良好な炭化ケイ素（ＳｉＣ）などのセラミ
ックスで構成されており、容器２の内部に貯溜された処
理流体３の加熱手段４による外部からの加熱が、石英な
どによって容器２を構成する場合などに比較して、効率
良く行われるように構成されている。

また、炭化ケイ素などで構成される容器２の処理流体３
に接する表面は研磨加工などよって平坦化されており、
表面の凹凸の存在などによって発生される処理流体３の
沸騰時の泡立ち現象が防止され、処理流体３の飛沫が処
理槽ｌの内部に飛散されることが回避されるように構成
されている。

処理槽１の開放端の内周には、内部を冷却水などが流通
される冷却管６が配設されており、容器２から発生され
処理ＩＦ　１の開放端まで上昇した蒸気３ａが凝縮され
て回収される構造とされている。

以下、本実施例の作用について説明する。

まず、処理槽１の底部に設けられた容器２の内部にはイ
ソプロピルアルコールなどの有機溶媒と水とフッ化水素
との混合液などからなる処理流体３が貯溜され、この処
理流体３を加熱手段４によって所定の温度に加熱するこ
とにより、処理ト曹１の内部に処理流体３の蒸気３ａの
雰囲気が形成される。

その後、処理槽１の上部の開放端を通じて図示しない搬
送治具などに保持された半導体ウェハなどの被処理物５
が処理ｔＷ１の内部に降下され、蒸気３ａの雰囲気に浸
漬される。

この時、蒸気３ａと該蒸気３ａよりも温度の低い被処理
物５との熱容量の差などによって処理槽１の内部におけ
る蒸気３ａの雰囲気の高さが一時的に低下して被処理物
５が蒸気３ａの外部に露出され、所定の時間経過後、す
なわち所定のリカバリタイムが経過した後、再び蒸気３
ａが処理槽１の内部を上昇し、被処理物５は蒸気３ａの
内部に浸漬された状態となる。

そして、被処理物５の表面においては、蒸気３ａに含ま
れるフッ化水素酸による気相エツチングと有機溶媒蒸気
の凝縮による水分との置換作用などがほぼ同時に進行し
、被処理物５の表面に形成された酸化膜や異物などが気
相エツチングで除去されることによる表面の清浄化と有
機溶媒蒸気による蒸気乾燥とが同時に行われ、被処理物
５の表面は清浄な乾燥状態とされる。

ここで、加熱手段４によって容器２の内部の処理流体３
を効率良く加熱して蒸気３ａの発生を効果的に行い、被
処理物５の処理槽ｌの内部に対する搬入の初期に処理や
曹１の内部において低下される蒸気３ａの高さの回復に
要するリカバリタイムを短縮することが、被処理物５が
蒸気３ａの中に浸漬される実質的な処理時間を確保して
、たとえば被処理物５の表面に水分などが残留すること
に起因するウォータマークなどの欠陥の発生を防止する
観点から重要となる。

ところが、本実施例においては容器２が石英などよりも
熱伝導性の良好な炭化ケイ素などのセラミックスで構成
されているため、加熱手段４の加熱温度を必要以上に高
くすることなく容器２の内部に貯ｆ留される処理流体３
の加熱を効果的に行って処理槽１の内部に対する蒸気３
ａの供給を効率良く行うことができるので、リカバリタ
イムを短縮して被処理物５が実質的に蒸気３ａの中に浸
漬される時間を比較的長くすることが可能となり、乾燥
不良などに起因するウォータマークなどの欠陥の発生を
防止することができる。

また、加熱手段４における加熱温度を必要以上に高くし
なくてもよいので、加熱手段４における消費電力などを
低減することができ、装置の稼働に要するコストを低減
することができる。

また、炭化ケイ素などで構成される容器２の処理流体３
に接触する表面が研磨されて平坦化されていることによ
り、表面の凹凸の存在などによって発生される処理流体
３の沸騰時の泡立ち現象が防止され、処理流体３の飛沫
が処理槽１の内部に飛散し、該処理槽１の内部に位置さ
れる被処理物５０表面を汚染することが防止される。

また、容器２を構成する炭化ケイ素は処理流体３に含ま
れるフッ化水素などに対して良好な耐蝕性を有するので
、容器２を構成する物質が処理流体３の中に溶は出して
汚染することが防止される。

このように、本実施例においては以下の効果を得ること
ができる。

（１）、処理槽１の底部に設けられ、イソプロピルアル
コールなどの有機溶媒と水とフッ化水素との混合液など
からなる処理流体３が貯溜される容器２が、たとえば石
英などよりも熱伝導性の良好な炭化ケイ素などのセラミ
ックスで構成されているため、加熱手段４によって容器
２の内部の処理流体３を効果的に加熱し、処理槽１の内
部における蒸気３ａの雲囲気の形成を効率良く行うこと
ができるので、処理槽１の内部に対する被処理物５の搬
入時におけるリカバリタイムを短縮することが可能とな
り、被処理物５が蒸気３ａの内部に実質的に浸漬される
時間を比較的長くしてフッ化水素酸の気相エツチングに
よる被処理物５の表面の清浄化および蒸気乾燥などの処
理を完遂させることができ、乾燥不良などに起因するウ
ォータマークなどの欠陥の発生などを招くことなく、半
導体ウェハなどの被処理物５を清浄化することができ、
る。

（２）、前記（１）の結果、容器２を介して処理流体３
を加熱する加熱手段４の温度を必要以上に高くしなくて
もよいので、加熱手段４の消費電力を低減させることが
でき、装置の稼働に要する費用を低減することができる
。

（３）、前記（１）の結果、容器２を構成する炭化ケイ
素は処理流体３に含まれるフッ化水素などに対して良好
な耐蝕性を有するので、容器２を構成する物質が処理流
体３の中に溶は出して汚染することが防止される。

（４）、炭化ケイ素などで構成される容器２の処理流体
３に接触する表面が研磨されて平坦化されていることに
より、表面の凹凸の存在などによって発生される処理流
体３の沸騰時の泡立ち現象が防止され、処理流体３の飛
沫が処理槽１の内部に飛散し、被処理物５の表面を汚染
することが防止される。

（５）、前記（１）〜（４）の結果、半導体ウェハなど
の被処理物５の蒸気エツチング処理などにおける生産性
が向上される。

〔実施例２〕 第２図は本発明の他の実施例である処理装置の要部を示
す説明図である。

本実施例２においては、処理槽１の底部に設けられた容
器７が、熱伝導性の良好な物質で構成される基体部７ａ
と、この基体部７ａの表面に化学気相成長などによって
被着された炭化ケイ素（Ｓｉｃ）、アルミナ（ＡＬ　Ｏ
ｚ　）、チフ化ケイ素（Ｓ　ｉ３Ｎ＜　）などのセラミ
ックスからなる膜７ｂを被着させて構成されているとこ
ろが前記実施例１の場合と異なるものである。

この場合、化学気相成長などによって膜７ｂを形成する
ことにより、膜７ｂの純度を極めて高くすることが可能
となり、容器７を構成する材料の中に含まれる金属元素
などの不純物が溶は出して処理流体３が汚染されること
が回避できるという効果が得られる。

また、基体部７ａとしては、膜７ｂと同一のセラミック
スなどの物質で構成しても良く、あるいは金属などの異
種物質であっても熱伝導性の良好な物質であればいかな
るものであってもよいものである。

〔実施例３〕 第３図は、本発明のさらに他の実施例である処理袋Ｅの
要部を示す説明図である。

本実施例３においては処理装置が半導体ウェハなどの被
処理物５の薬液洗浄装置として構成されている。

すなわち、炭化ケイ素などの熱伝導性および耐蝕性など
の良好なセラミックスで構成される容器８の内部には、
たとえばリン酸（Ｈ３ＰＯ，）や亜硫酸（Ｈ，Ｓｏ、）
などの薬液からなる処理流体９が貯溜されているととも
に、外部から容器８の底部に接して設けられた加熱手段
４ａによって処理流体９が所定の温度に間接的に加熱さ
れるように構成されている。

そして、所定の温度に加熱された処理流体９の中に半導
体ウェハなどの被処理物５を浸漬させることにより、表
面に付着した有機物や金属元素などの汚染物質が洗浄除
去されるものである。

この場合、処理流体９に対する耐蝕性や純度などの観点
から、従来、容器８を構成する物質としては石英などが
使用されているが、この石英は熱伝導性が比較的劣るた
め、容器８の内部の処理流体９を加熱する手段として、
加熱体を所定の耐蝕性の物質で被覆して構成され、処理
流体９の中に直接に浸漬されて使用されるいわゆる投げ
込みヒータを使用することが一般的である。

しかしながら、この投げ込みヒータを使用する場合にお
いては、被覆の損傷などによって加熱体を構成する金属
などが酸などで構成される処理流体９に溶は出し、処理
流体９および該処理流体９に浸漬される被処理物５が金
属元素などによって汚染されるなどの事故を防止できな
いという問題がある。

ところが、本実施例３においては、容器８が熱伝導性お
よび耐蝕性の良好な炭化ケイ素などのセラミックスで構
成され、容器８の内部に貯溜される処理流体９が外部に
設けられた加熱手段４ａによって間接的に加熱されるよ
うに構成されているため、処理流体９を効率良く加熱で
きるとともに、該処理流体９や被処理物５が汚染される
などの事故を確実に防止することができるという効果が
得られる。

〔実施例４〕 第４図は、本発明の実施例４である処理装置の要部を示
す説明図である。

本実施例４においては、容器１０が、熱伝導性の良好な
物質からなる基体部１０ａと、容器１０の内部に貯溜さ
れる薬液などの処理流体９に接する表面に化学気相成長
などによって被着されるセラミックスなどからなる膜１
０ｂで構成されているところが前記実施例３の場合と異
なるものである。

本実施例４においては、化学気相成長などによって形成
される膜１０ｂの純度を極めて高くすることができるの
で、容器１０から薬液などの処理流体９の中に溶は出す
金属元素などの汚染物質の量をより低減することができ
るという効果が得られる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。

たとえば、実施例１における処理流体３をアルコールな
どの有機溶媒のみで構成し、被処理物５の蒸気乾燥を行
ってもよい。

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野である半導体ウェハの清浄
化処理技術に適用した場合について説明したが、これに
限定されるものではなく、被処理物を汚染することなく
清浄化することが必要とされる一術などに広く適用でき
る。

〔発明の効果〕

本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである
。

すなわち、容器の内部に貯溜されて所定の温度に加熱さ
れる処理流体の蒸気または該処理流体の中に被処理物を
浸漬させることによって所定の処理を行う処理装置であ
って、前記容器の少なくとも前記処理流体に対する接触
部がセラミックスで構成されるため、たとえば、炭化ケ
イ素などの熱伝導性および耐蝕性の良好なセラミックス
を使用することにより、処理流体および被処理物などを
汚染することなく、処理槽の内部に貯溜される処理流体
の外部からの加熱を効率良く行うことができ、良好な処
理結果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である処理装置の要部を示す
説明図、 第２図は本発明の他の実施例である処理装置の要部を示
す説明図、 第３図は本発明のさらに他の実施例である処理装置の要
部を示す説明図、 第４図は本発明の実施例４である処理装置の要部を示す
説明図である。 １・・・処理槽、２・・・容器、３・・・処理流体、４
，４ａ・・・加熱手段、５・・・被処理物、６・・・冷
却管、７・・・容器、７ａ・・・基（２を部、７ｂ・・
・膜、８・・・容器、９・・・処理流体、ｌＯ・・・容
器、１０ａ・・・基体部、１０ｂ・・・膜。 代理人　弁理士　　小　川　勝　男□ 第　　３　　図 第　　４　　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　容器の内部に貯溜されて所定の温度に加熱される処
   理流体の蒸気または該処理流体の中に被処理物を浸漬さ
   せることによって所定の処理を行う処理装置であって、
   前記容器の少なくとも前記処理流体に対する接触部がセ
   ラミックスで構成されることを特徴とする処理装置。 ２　前記容器を構成する前記セラミックスが炭化ケイ素
   またはアルミナまたは窒化ケイ素であり、前記処理流体
   に接触する表面が研磨されていることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の処理装置。 ３　前記容器が、熱伝導性の良好な物質で構成される基
   体部の表面に化学気相成長によってセラミックスの膜を
   被着して構成されることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の処理装置。 ４　前記処理流体が、フッ化水素と水と有機溶媒との混
   合液であり、前記被処理物に対して気相エッチングと蒸
   気乾燥とが同一工程として行われることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の処理装置。 ５　前記処理流体が、所定の組成の薬液であり、該薬液
   に前記被処理物を浸漬することによって清浄化処理が行
   われることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の処
   理装置。 ６　前記被処理物が半導体ウェハであることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の処理装置。