酸化膜の除去方法及びバッチ式半導体デバイス製造装置
【課題】ウェハ表面のエッチング量の均一さを悪化させずに、エッチング量を増加せしめる酸化膜除去方法及びこの方法に用いるバッチ式半導体デバイス製造装置の提供。
【解決手段】フッ化水素又はフッ化アンモニウムをシリコンウェハ表面上の酸化膜と反応させる第１の工程と、この反応によって生じた反応生成物を２００℃乃至５３０℃で加熱・蒸発させて除去する第２の工程とを有するドライエッチング工程を、隣接するシリコンウェハ同士の間隔を２ｍｍ乃至５ｍｍに設定して実施する。エッチング室と、マイクロ波励起機構と、ロードロック室と、クリーンブースとで構成され、処理されるシリコンウェハの隣接するウェハ同士を２ｍｍ乃至５ｍｍの間隔で載置し得るウェハボートを有している。
【解決手段】フッ化水素又はフッ化アンモニウムをシリコンウェハ表面上の酸化膜と反応させる第１の工程と、この反応によって生じた反応生成物を２００℃乃至５３０℃で加熱・蒸発させて除去する第２の工程とを有するドライエッチング工程を、隣接するシリコンウェハ同士の間隔を２ｍｍ乃至５ｍｍに設定して実施する。エッチング室と、マイクロ波励起機構と、ロードロック室と、クリーンブースとで構成され、処理されるシリコンウェハの隣接するウェハ同士を２ｍｍ乃至５ｍｍの間隔で載置し得るウェハボートを有している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸化膜の除去方法及びバッチ式半導体デバイス製造装置に関し、特にウェハ上の酸化膜を揮発性の物質に変換して短時間で除去し、面内均一性の優れたウェハを得るための酸化膜の除去方法及びその除去方法に用いるバッチ式半導体デバイス製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体デバイスの微細化が進められると共に、デバイスの動作速度の高速化、高集積化や、薄膜化の要求がますます高まっている。その際に、シリコンウェハ（Ｓｉ基板）上に各種の薄膜を形成するが、このような種々の成膜工程においては、その下地となる基板表面に自然酸化膜等の酸化膜（ＳｉＯ２膜）が存在するとデバイス特性が悪化するため、成膜前に自然酸化膜等を除去し、活性状態のウェハ表面とし、その上に所望の薄膜を堆積させる必要がある。
【０００３】
従来、この自然酸化膜の除去には、フッ酸等を使用する湿式処理や、１０００℃程度の高温による水素アニール処理が用いられていた。しかし、微細なホールの底部まで液が浸透し難いこと及びウェハ表面に好ましくないフッ素が残留すること等の問題があり、また、処理温度の低温化と半導体デバイスの微細化に伴って、乾式処理による自然酸化膜除去の要求がある。
【０００４】
このような低温、乾式処理の自然酸化膜除去方法の一つとして、少なくとも水素原子を含むガスを高周波放電させ、プラズマを発生させて生成した、少なくとも水素を含むラジカルと三フッ化窒素ガス（ＮＦ３ガス）との混合物から生成したフッ化アンモニウム（ＮＨｘＦｙ）をエッチングガスとして用いたエッチング方法が知られている（例えば、特許文献１及び２参照）。このエッチング方法では、前記エッチングガスと基板表面の自然酸化膜とを反応せしめることで基板表面にケイフッ化アンモニウム（（ＮＨ４）２ＳｉＦ６）等の反応生成物を生じせしめ、この反応生成物を所定の温度に加熱して分解、蒸発させて除去することにより、酸化膜のない清浄な基板表面を得ている。
【０００５】
特許文献１の場合、自然酸化物を除去するために要する温度は１２０〜１５０℃であり、自然酸化物の除去処理に要する時間は３０分強である。しかし、自然酸化膜を除去処理したウェハを取り出すために、室温まで冷却する必要があり、その待機時間を入れると、時間がかかり過ぎる（３０分）という問題がある。
【０００６】
また、従来は、エッチングガスを基板表面の酸化膜と反応させる第１の工程と、第１の工程により基板表面に生成した揮発性反応生成物（揮発性物質）を加熱除去する第２の工程と、第２の工程で高温になった基板を冷却する第３の工程と、基板を成膜装置に移載する第４の工程と、成膜装置内を成膜温度まで昇温せしめる第５の工程と、成膜装置内で基板上に成膜する第６の工程とで酸化膜除去工程と成膜工程とが実施されていた。しかし、前記第２の工程における揮発性反応生成物の加熱除去を第５の工程で兼ねることにより、前記第２〜４の工程を省略することができる。その際、第５の工程の成膜温度での反応生成物の熱分解によって生じるフッ化水素（ＨＦ）又はフッ化アンモニウム等のガスによって二次的なエッチングが生じるが、この二次的なエッチングを利用することによって、酸化膜のエッチング量を従来の方法と比べて大きくできる可能性はある。しかし、この二次エッチングによるエッチング量の基板面内均一性が悪いため、二次エッチングの生じない場合と比べると歩留まりが悪くなるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−１３３２８４号公報
【特許文献２】特開２００６−２２９０８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の課題は、上述の従来技術の問題点を解決することにあり、Ｓｉ基板（シリコンウェハ）面内のエッチング量の均一性を悪化させずに、エッチング量を増加せしめるウェハ表面上の自然酸化物を含めた酸化膜（ＳｉＯ２膜）の除去方法及びこの除去方法を実施するためのバッチ式半導体デバイス製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の酸化膜の除去方法は、フッ化水素又はフッ化アンモニウムをシリコンウェハ表面上の酸化膜と反応させる第１の工程と、前記反応によって生じた反応生成物を２００℃乃至５３０℃で加熱・蒸発させて除去する第２の工程とを有するドライエッチング工程を実施して酸化膜を除去する方法であって、隣接するシリコンウェハ同士の間隔を２ｍｍ乃至５ｍｍに設定して該ドライエッチング工程を実施することを特徴とする。
【００１０】
前記第２の工程における生成物の加熱・蒸発温度が２００℃未満であると、２次エッチングの効果が得られないという問題があり、５３０℃を超えるとエッチング量や分布の制御が難しいという問題がある。また、前記隣接するシリコンウェハ同士の間隔が２ｍｍ未満であると、作業が困難であり、５ｍｍを超えると、ウェハ面内のエッチング量の分布が悪化してしまう傾向がある。
【００１１】
前記第２の工程における圧力を大気圧程度、好ましくは０．０５ＭＰａ乃至０．１ＭＰａに設定し、該ドライエッチング工程を実施することを特徴とする。
【００１２】
上記ドライエッチング工程を、表面から酸化膜を除去したシリコンウェハ表面上にさらに成膜する工程を実施する成膜装置内で実施することを特徴とする。これにより、装置構成を削減できるというメリットがある。
【００１３】
本発明のバッチ式半導体デバイス製造装置は、真空排気可能なエッチング室と、該エッチング室内へ導入される反応ガスを励起して活性種を発生させるためのマイクロ波励起機構と、該エッチング室と連結されている真空排気可能なロードロック室と、該ロードロック室と連結されているクリーンブースとで構成さており、また、ウェハボートとして、処理されるシリコンウェハの隣接するウェハ同士を２ｍｍ乃至５ｍｍの間隔で載置し得るウェハボートを有している、シリコンウェハ表面上の酸化膜を除去するためのエッチング装置を有することを特徴とする。
【００１４】
本発明のバッチ式半導体デバイス製造装置はまた、真空排気可能なチャンバで構成されており、ウェハボートとして、処理されるシリコンウェハの隣接するウェハ同士を２ｍｍ乃至５ｍｍの間隔で載置し得るウェハボートを有している、シリコンウェハ表面上の酸化膜を除去するための高温炉を有することを特徴とする。
【００１５】
本発明のバッチ式半導体デバイス製造装置はさらに、真空排気可能なエッチング室と、該エッチング室内へ導入される反応ガスを励起して活性種を発生させるためのマイクロ波励起機構と、該エッチング室と連結されている真空排気可能なロードロック室と、該ロードロック室と連結されているクリーンブースとで構成されており、また、ウェハボートとして、処理されるシリコンウェハの隣接するウェハ同士を２ｍｍ乃至５ｍｍの間隔で載置し得るウェハボートを有しており、フッ化水素又はフッ化アンモニウムをシリコンウェハ表面上の酸化膜と反応させる工程を該ウェハボートに処理されるウェハを載置して行うことができるように構成されているシリコンウェハ表面上の酸化膜を除去するためのエッチング装置を有することを特徴とする。
【００１６】
本発明のバッチ式半導体デバイス製造装置はさらにまた、真空排気可能なチャンバで構成されており、ウェハボートとして、処理されるシリコンウェハの隣接するウェハ同士を２ｍｍ乃至５ｍｍの間隔で載置し得るウェハボートを有しており、フッ化水素又はフッ化アンモニウムをシリコンウェハ表面上の酸化膜と反応させることによって生じた反応生成物を２００℃乃至５３０℃で加熱・蒸発させて除去する工程を、該ウェハボートに処理されるウェハを載置して行うことができるように構成されているシリコンウェハ表面上の酸化膜を除去するための高温炉を有することを特徴とする。
【００１７】
本発明のバッチ式半導体デバイス製造装置はさらにまた、上記酸化膜除去方法の第１の工程と第２の工程とを実施できるように構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、隣接するウェハ同士の間隔を２ｍｍ乃至５ｍｍとすることで、熱分解によってウェハ間に生じるフッ化水素ガス又はフッ化アンモニウム等のガスが、隣接するウェハの間からウェハの外側へ拡散し、流出するのを抑制することができるので、このガスによる二次的エッチングが利用でき、酸化膜に対するエッチング量の増大とウェハ面内の均一性を実現できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の酸化膜の除去方法に用いるドライエッチング装置の模式的断面図。
【図２】図１に示したドライエッチング装置１によりエッチング処理した後のウェハを加熱処理して反応生成物を蒸発せしめる縦型炉（高温炉）の模式的断面図。
【図３】ウェハを載置するウェハボートの模式的断面図であり、（ａ）は従来のウェハボートの模式的断面図、（ｂ）は本発明で用いるウェハボートの模式的断面図。
【図４】図１に示すドライエッチング装置及び図２に示す縦型炉を用いて本発明の酸化膜の除去を実施するプロセスを説明するためのフローチャートであり、（ａ）はドライエッチング装置での処理、（ｂ）は縦型炉での処理。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明に係る酸化膜の除去方法の実施の形態によれば、フッ化水素又はフッ化アンモニウムをシリコンウェハ表面上の自然酸化膜等の酸化膜（ＳｉＯ２膜）と反応させる（例えば、２０℃乃至３０℃）第１の工程と、前記反応によって生じた反応生成物を２００℃以上、好ましくは２００℃乃至５３０℃で加熱・蒸発させて除去する第２の工程とを有するドライエッチング工程を実施して酸化膜を除去する方法であって、隣接するシリコンウェハ同士の間隔を２ｍｍ乃至５ｍｍに設定し、及び／又は前記第２の工程における圧力を大気圧程度好ましくは０．０５ＭＰａ乃至０．１ＭＰａに設定し、該ドライエッチング工程を実施して酸化膜を除去する。
【００２１】
前記ドライエッチング工程を、表面か自然酸化膜を除去したシリコンウェハ表面上にさらに成膜する工程を実施する成膜装置内で実施することができる。
【００２２】
上記したように、揮発性反応生成物を２００℃以上で蒸発・除去させる。自然酸化膜等の酸化膜（ＳｉＯ２膜）を除去した後の各種成膜の工程が２００℃以上の温度で実施される場合は、本発明によれば、高温炉などを用いて、わざわざ揮発性反応生成物を蒸発させる工程を設けなくても、揮発性反応生成物はこの成膜工程で蒸発させることができる。成膜装置は、成膜前に装置内温度を予め成膜温度まで上昇させて、装置内が安定した状態で成膜を始めるので、成膜温度に安定させる過程で揮発性反応生成物を蒸発させることができる。そのため、揮発性反応生成物の生成後に、成膜装置内で、この生成物の加熱除去工程と２００℃以上で実施される成膜工程とを連続して行うので、酸化膜除去に要する時間を全体として短縮できる。
【００２３】
本発明の実施の形態によれば、ウェハ上の自然酸化膜を除去する工程は、（１）水素ガス及び／又はアンモニアガスをマイクロ波やＩＣＰや熱によって励起して得られる水素ラジカルと三フッ化窒素ガスとを反応させてフッ化アンモニウムガスを生成せしめ、このフッ化アンモニウムガスからなるエッチングガスとシリコンの酸化膜とを反応させ、ケイフッ化アンモニウムを生成させる工程と、（２）ケイフッ化アンモニウムが生成されているウェハを所定の温度に加熱してケイフッ化アンモニウムを蒸発させる工程とを有する。このような工程を用いることにより酸化膜除去の処理時間を短縮し、また、面内均一性を良好にすることが可能である。
【００２４】
上記（１）の工程では、ウェハ上での反応温度は、リモートプラズマを使用する場合、一般に２０℃乃至３０℃程度で良く、２５℃程度が好ましく、温度が４０℃を超えて高いと、却ってケイフッ化アンモニウムを生成する反応が進み難い。なお、リモートプラズマを使用しない場合は、使用するプラズマに合わせて反応温度を適宜設定することが出来る。また、上記（２）の工程では、ウェハ温度は２００℃以上必要であり、好ましくは２００℃乃至５３０℃であれば十分である。
【００２５】
図１は、本発明の酸化膜の除去方法に用いるドライエッチング装置の模式的断面図である。本装置１は、例えば、５０枚程度のバッチ単位でシリコンウェハ１０の自然酸化膜の除去処理を行うものであり、エッチング室１１と、エッチング室内へ導入される反応ガス（Ｎ２、ＮＨ３）を励起して活性種（ラジカル）を発生させるためのマイクロ波励起機構１２と、エッチング室と連結されているロードロック室１３と、ロードロック室と連結されているクリーンブース１４とで構成されている。エッチング室１１内には、図面上では、処理されるシリコンウェハ１０を所定の間隔で載置してある石英製ウェハボート１５（図３（ｂ）参照）が、ロードロック室１３から搬送され、配置されている状態が示されている。エッチング室１１の外周には、ヒータ等の加熱手段１６が設けられ、また、このエッチング室には、エッチング室内を排気できるように真空ポンプ１７が取り付けられている。ロードロック室１３には、室内を排気するための真空ポンプ１８が取り付けられている。クリーンブース１４内には、ウェハカセット１９が載置され、このウェハカセットをロボット２０によりクリーンブースとロードロック室との間を搬送できるように構成されている。
【００２６】
図２は、図１に示したドライエッチング装置１によりエッチング処理した後のウェハを加熱処理して揮発性反応生成物を蒸発せしめる縦型炉の模式的断面図である。この縦型炉２は、例えば、チャンバ２１（高温炉）と、チャンバに連結されているロードロック室２２と、ロードロック室と連結されているクリーンブース２３とで構成されている。チャンバ２１内には、図面上では、処理されるシリコンウェハ２４を所定の間隔で載置してある石英製ウェハボート２５（図３（ｂ））が、ロードロック室２２から搬送され、配置されている状態が示されている。チャンバ２１の外周には、ヒータ等の加熱手段２６が設けられ、また、チャンバ２１には、チャンバ内を排気できるように真空ポンプ２７が取り付けられている。ロードロック室２２には、室内を排気するための真空ポンプ２８が取り付けられている。クリーンブース２３内には、ウェハカセット２９が載置され、このウェハカセットをロボット３０によりクリーンブースとロードロック室との間を搬送できるように構成されている。
【００２７】
本発明で用いるドライエッチング装置と縦型炉とを別々に示して説明したが、これらを組み合わせて一つの酸化膜除去装置としてもよいことは勿論である。
【００２８】
図３はウェハの載置されている石英製ウェハボートの模式的断面図を示し、（ａ）は従来のウェハボートを示し、（ｂ）は本発明で用いるウェハボートを示す。図３（ａ）において、３１はウェハ、３２はウェハボートであり、隣接するウェハ同士の間隔は、９ｍｍに設定されている。図３（ｂ）において、３３はウェハ、３４はウェハボートであり、隣接するウェハ同士の間隔は２ｍｍ乃至５ｍｍの範囲で等間隔に設定されている。
【００２９】
以下、図３（ｂ）に示す石英製ウェハボートを用い、図１に示すドライエッチング装置及び図２に示す縦型炉を用いて本発明の酸化膜の除去を実施するプロセスについて、図４のフローチャートを参照して説明する。
【００３０】
例えば、図４（ａ）のフローチャートに示すように、まず、図１のクリーンブース１４内に載置されているウェハカセット１９をロボット２０によりロードロック室１３へ移送し、ここでウェハを図１に示す石英製ウェハボート１５に移し、ロードロック室内を所定の圧力（例えば、０．０１〜０．１Ｐａ）まで排気する。次いで、ウェハボート１５をエッチング室１１内に移送した後、反応ガス（例えば、窒素ガス、アンモニアガス等）を導入する際に、マイクロ波励起機構１２によりマイクロ波を印加（５〜１０分間、また、１〜３ｋＷ、好ましくは２．８ｋＷ投入）し、励起して生成したＨラジカルをエッチング室内へ導入し、圧力２００〜８００Ｐａ、温度２０〜３０℃で反応（エッチング）を行う。この反応ガスの導入量は、一般に１０００〜１５０００ｓｃｃｍであればよい。また、反応ガスとしての三フッ化窒素は、マイクロ波励起機構１２を介さずに直接エッチング室１１内へ導入する（一般に、２０００〜４０００ｓｃｃｍ）。また、反応ガスとしてのアンモニアガス：窒素ガス：三フッ化窒素ガスの混合比は、一般には、１〜２：１〜１０：１〜４、好ましくは１〜２：４〜６：２〜４、より好ましくは２：６：３であって、その合計流量が５〜１０リットル／分、好ましくは７．２リットル／分であれば良い。このような条件下で所定の時間（５〜２０分）エッチングする。
【００３１】
上記エッチングプロセスにおいては、アンモニアガスと窒素ガスとの混合ガスを励起して得られる水素ラジカルと三フッ化窒素ガスとの反応により、エッチング室内でフッ化アンモニウムを生成せしめ、このフッ化アンモニウムとウェハ上の酸化膜との反応により、ケイフッ化アンモニウムを形成せしめる。これは、以下の反応式で示される。
【００３２】
【化１】
【００３３】
エッチングの終了後、反応ガスの導入及びマイクロ波の印加を停止し、エッチング室の排気を行う。エッチング室中のウェハボート１５をロードロック室１３内へ移送し、このボートからウェハをウェハカセット１９に移す。
【００３４】
次いで、図４（ｂ）のフローチャートに示すように、上記したようにして得られたケイフッ化アンモニウムが表面に形成されたウェハが載置されているウェハカセット２９を、図２に示す縦型炉のクリーンブース２３からロボット３０によりロードロック室２２内へ移送し、ここでウェハを図３（ｂ）に示す石英製ウェハボート２５に移し、このウェハボートを所定の温度（例えば、２００〜５３０℃）に保持されているチャンバ（高温炉）２１内に移送した後、チャンバ内に窒素ガス等のパージガスを流しながら、上記した所定の圧力、所定の時間（５〜３０分）、ケイフッ化アンモニウムを蒸発させる。その後、チャンバ２１内をベントし、チャンバ内のウェハボート２５をロードロック室２２内に移送し、このボートからウェハをウェハカセット２９に移し、このカセットをクリーンブース２３内へ移送して酸化膜の除去プロセスを終了する。この全工程の処理時間は、４０〜６０分程度である。
【実施例１】
【００３５】
本実施例では、図１及び２に示す装置並びに図３（ｂ）に示す石英製ウェハボートを用い、図４（ａ）及び（ｂ）に示すフローチャートに従ってシリコンウェハ表面上の自然酸化膜を除去した。このウェハボートとしては、複数枚（例えば、５０枚）のシリコンウェハを、隣接するウェハ同士を２ｍｍ、３ｍｍ、４ｍｍ及び５ｍｍの等間隔で載置できるように構成されたものをそれぞれ用い、また、比較のために１．５ｍｍ、５．５ｍｍ及び１０ｍｍの等間隔で載置できるように構成されたものをそれぞれ用いた。
【００３６】
始めに、真空中、例えば常温（２０〜３０℃）で、アンモニアガスと窒素ガスとの混合ガスに対してマイクロ波を印加して励起し、水素ラジカルを得た。かくして得られた水素ラジカルと三フッ化窒素ガスとを反応させてフッ化アンモニウムガスを生成せしめ、エッチングガスとしてのこのフッ化アンモニウムガスとシリコンウェハ上の自然酸化膜とを、常温（２０〜３０℃）で反応させてケイフッ化アンモニウムを生成させた。このとき、シリコンウェハは、アンモニアガス、窒素ガス、及び三フッ化窒素ガスの混合比が２：６：３で合計流量が１４．４リットル／分、圧力が２６６Ｐａの雰囲気に晒し、８分間励起マイクロ波を２．８ｋＷ投入して処理された。
【００３７】
次いで、表面にケイフッ化アンモニウムが形成されたシリコンウェハを２００℃に保持した高温炉のチャンバ内に入れ、チャンバ内を大気圧程度（０．１ＭＰａ）に設定し、３０分間処理して、ケイフッ化アンモニウムを蒸発させた後、ウェハを取り出した。
【００３８】
上記全工程の処理時間は、７０分であった。
【００３９】
上記のようにして得られたエッチング済みウェハのエッチング量について、反射分光法により評価した。その結果、隣接するウェハ同士を２ｍｍ、３ｍｍ、４ｍｍ及び５ｍｍの間隔で載置できるように構成された各ウェハボートを用いた場合は、ウェハ間に生じるエッチングガスがウェハ同士の間からウェハの外側へ拡散し、流出するのが抑制されて、二次エッチングによるエッチング量の増大と面内均一化を実現できた。一方、隣接するウェハ同士を１．５ｍｍ、５．５ｍｍ及び６ｍｍの間隔で載置できるように構成された各ウェハボートを用いた場合、１．５ｍｍでは、ウェハボートにウェハを搬送することが難しいという問題があり、５．５ｍｍ及び１０ｍｍでは、間隔が広くなるに従って、ウェハ間に生じるエッチングガスがウェハ同士の間からウェハの外側へ拡散し、流出するために、二次エッチングの作用を利用できず、エッチング量の増大や面内均一化を達成できなかった。従って、上記したように、隣接するシリコンウェハ同士の間隔を、２ｍｍ乃至５ｍｍに設定した場合に、酸化膜に対するエッチング量の増大と格別のウェハ面内均一化を達成できることが分かった。
【００４０】
（比較例１）
二次エッチング（第２の工程）を１８０℃に保持した高温炉のチャンバ内で行うことを除いて、実施例１の工程を繰り返したところ、２次エッチングの効果が得られず、また、５５０℃に保持した高温炉のチャンバ内で同様に行ったところ、エッチング量や分布の制御が難しかった。かくして、二次エッチングは、２００℃乃至５３０℃で行うことが好ましい。
【００４１】
（比較例２）
二次エッチングでの圧力：０．１ＭＰａを０．１Ｐａに設定して実施例１の工程を繰り返したところ、二次エッチングの効果が見られない。これは、蒸発したフッ化水素やケイフッ化アンモニウムが排気されてしまうためである。また、０．２ＭＰａに設定して同様に行ったところ、目的とするエッチングができなかった。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明によれば、ウェハ表面上に形成されており、半導体デバイス特性の劣化の原因となる自然酸化膜等の酸化膜を除去する際に、二次エッチングによるエッチング量の増大と面内均一化を実現できる。従って、酸化膜の除去された活性状態のウェハ表面に所望の薄膜を堆積させることが可能であるので、半導体デバイス分野で各種成膜の際に利用可能である。
【符号の説明】
【００４３】
１ ドライエッチング装置 ２ 縦型炉（チャンバ）
１０ シリコンウェハ １１ エッチング室
１２ マイクロ波励起機構 １３ ロードロック室
１４ クリーンブース １５ ウェハボート
１６ 加熱手段 １７、１８ 真空ポンプ
１９ ウェハカセット ２０ ロボット
２１ チャンバ ２２ ロードロック室
２３ クリーンブース ２４ シリコンウェハ
２５ ウェハボート ２６ 加熱手段
２７、２８ 真空ポンプ ２９ ウェハカセット
３０ ロボット ３１、３３ ウェハ
３２、３４ ウェハボート
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸化膜の除去方法及びバッチ式半導体デバイス製造装置に関し、特にウェハ上の酸化膜を揮発性の物質に変換して短時間で除去し、面内均一性の優れたウェハを得るための酸化膜の除去方法及びその除去方法に用いるバッチ式半導体デバイス製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体デバイスの微細化が進められると共に、デバイスの動作速度の高速化、高集積化や、薄膜化の要求がますます高まっている。その際に、シリコンウェハ（Ｓｉ基板）上に各種の薄膜を形成するが、このような種々の成膜工程においては、その下地となる基板表面に自然酸化膜等の酸化膜（ＳｉＯ２膜）が存在するとデバイス特性が悪化するため、成膜前に自然酸化膜等を除去し、活性状態のウェハ表面とし、その上に所望の薄膜を堆積させる必要がある。
【０００３】
従来、この自然酸化膜の除去には、フッ酸等を使用する湿式処理や、１０００℃程度の高温による水素アニール処理が用いられていた。しかし、微細なホールの底部まで液が浸透し難いこと及びウェハ表面に好ましくないフッ素が残留すること等の問題があり、また、処理温度の低温化と半導体デバイスの微細化に伴って、乾式処理による自然酸化膜除去の要求がある。
【０００４】
このような低温、乾式処理の自然酸化膜除去方法の一つとして、少なくとも水素原子を含むガスを高周波放電させ、プラズマを発生させて生成した、少なくとも水素を含むラジカルと三フッ化窒素ガス（ＮＦ３ガス）との混合物から生成したフッ化アンモニウム（ＮＨｘＦｙ）をエッチングガスとして用いたエッチング方法が知られている（例えば、特許文献１及び２参照）。このエッチング方法では、前記エッチングガスと基板表面の自然酸化膜とを反応せしめることで基板表面にケイフッ化アンモニウム（（ＮＨ４）２ＳｉＦ６）等の反応生成物を生じせしめ、この反応生成物を所定の温度に加熱して分解、蒸発させて除去することにより、酸化膜のない清浄な基板表面を得ている。
【０００５】
特許文献１の場合、自然酸化物を除去するために要する温度は１２０〜１５０℃であり、自然酸化物の除去処理に要する時間は３０分強である。しかし、自然酸化膜を除去処理したウェハを取り出すために、室温まで冷却する必要があり、その待機時間を入れると、時間がかかり過ぎる（３０分）という問題がある。
【０００６】
また、従来は、エッチングガスを基板表面の酸化膜と反応させる第１の工程と、第１の工程により基板表面に生成した揮発性反応生成物（揮発性物質）を加熱除去する第２の工程と、第２の工程で高温になった基板を冷却する第３の工程と、基板を成膜装置に移載する第４の工程と、成膜装置内を成膜温度まで昇温せしめる第５の工程と、成膜装置内で基板上に成膜する第６の工程とで酸化膜除去工程と成膜工程とが実施されていた。しかし、前記第２の工程における揮発性反応生成物の加熱除去を第５の工程で兼ねることにより、前記第２〜４の工程を省略することができる。その際、第５の工程の成膜温度での反応生成物の熱分解によって生じるフッ化水素（ＨＦ）又はフッ化アンモニウム等のガスによって二次的なエッチングが生じるが、この二次的なエッチングを利用することによって、酸化膜のエッチング量を従来の方法と比べて大きくできる可能性はある。しかし、この二次エッチングによるエッチング量の基板面内均一性が悪いため、二次エッチングの生じない場合と比べると歩留まりが悪くなるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−１３３２８４号公報
【特許文献２】特開２００６−２２９０８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の課題は、上述の従来技術の問題点を解決することにあり、Ｓｉ基板（シリコンウェハ）面内のエッチング量の均一性を悪化させずに、エッチング量を増加せしめるウェハ表面上の自然酸化物を含めた酸化膜（ＳｉＯ２膜）の除去方法及びこの除去方法を実施するためのバッチ式半導体デバイス製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の酸化膜の除去方法は、フッ化水素又はフッ化アンモニウムをシリコンウェハ表面上の酸化膜と反応させる第１の工程と、前記反応によって生じた反応生成物を２００℃乃至５３０℃で加熱・蒸発させて除去する第２の工程とを有するドライエッチング工程を実施して酸化膜を除去する方法であって、隣接するシリコンウェハ同士の間隔を２ｍｍ乃至５ｍｍに設定して該ドライエッチング工程を実施することを特徴とする。
【００１０】
前記第２の工程における生成物の加熱・蒸発温度が２００℃未満であると、２次エッチングの効果が得られないという問題があり、５３０℃を超えるとエッチング量や分布の制御が難しいという問題がある。また、前記隣接するシリコンウェハ同士の間隔が２ｍｍ未満であると、作業が困難であり、５ｍｍを超えると、ウェハ面内のエッチング量の分布が悪化してしまう傾向がある。
【００１１】
前記第２の工程における圧力を大気圧程度、好ましくは０．０５ＭＰａ乃至０．１ＭＰａに設定し、該ドライエッチング工程を実施することを特徴とする。
【００１２】
上記ドライエッチング工程を、表面から酸化膜を除去したシリコンウェハ表面上にさらに成膜する工程を実施する成膜装置内で実施することを特徴とする。これにより、装置構成を削減できるというメリットがある。
【００１３】
本発明のバッチ式半導体デバイス製造装置は、真空排気可能なエッチング室と、該エッチング室内へ導入される反応ガスを励起して活性種を発生させるためのマイクロ波励起機構と、該エッチング室と連結されている真空排気可能なロードロック室と、該ロードロック室と連結されているクリーンブースとで構成さており、また、ウェハボートとして、処理されるシリコンウェハの隣接するウェハ同士を２ｍｍ乃至５ｍｍの間隔で載置し得るウェハボートを有している、シリコンウェハ表面上の酸化膜を除去するためのエッチング装置を有することを特徴とする。
【００１４】
本発明のバッチ式半導体デバイス製造装置はまた、真空排気可能なチャンバで構成されており、ウェハボートとして、処理されるシリコンウェハの隣接するウェハ同士を２ｍｍ乃至５ｍｍの間隔で載置し得るウェハボートを有している、シリコンウェハ表面上の酸化膜を除去するための高温炉を有することを特徴とする。
【００１５】
本発明のバッチ式半導体デバイス製造装置はさらに、真空排気可能なエッチング室と、該エッチング室内へ導入される反応ガスを励起して活性種を発生させるためのマイクロ波励起機構と、該エッチング室と連結されている真空排気可能なロードロック室と、該ロードロック室と連結されているクリーンブースとで構成されており、また、ウェハボートとして、処理されるシリコンウェハの隣接するウェハ同士を２ｍｍ乃至５ｍｍの間隔で載置し得るウェハボートを有しており、フッ化水素又はフッ化アンモニウムをシリコンウェハ表面上の酸化膜と反応させる工程を該ウェハボートに処理されるウェハを載置して行うことができるように構成されているシリコンウェハ表面上の酸化膜を除去するためのエッチング装置を有することを特徴とする。
【００１６】
本発明のバッチ式半導体デバイス製造装置はさらにまた、真空排気可能なチャンバで構成されており、ウェハボートとして、処理されるシリコンウェハの隣接するウェハ同士を２ｍｍ乃至５ｍｍの間隔で載置し得るウェハボートを有しており、フッ化水素又はフッ化アンモニウムをシリコンウェハ表面上の酸化膜と反応させることによって生じた反応生成物を２００℃乃至５３０℃で加熱・蒸発させて除去する工程を、該ウェハボートに処理されるウェハを載置して行うことができるように構成されているシリコンウェハ表面上の酸化膜を除去するための高温炉を有することを特徴とする。
【００１７】
本発明のバッチ式半導体デバイス製造装置はさらにまた、上記酸化膜除去方法の第１の工程と第２の工程とを実施できるように構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、隣接するウェハ同士の間隔を２ｍｍ乃至５ｍｍとすることで、熱分解によってウェハ間に生じるフッ化水素ガス又はフッ化アンモニウム等のガスが、隣接するウェハの間からウェハの外側へ拡散し、流出するのを抑制することができるので、このガスによる二次的エッチングが利用でき、酸化膜に対するエッチング量の増大とウェハ面内の均一性を実現できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の酸化膜の除去方法に用いるドライエッチング装置の模式的断面図。
【図２】図１に示したドライエッチング装置１によりエッチング処理した後のウェハを加熱処理して反応生成物を蒸発せしめる縦型炉（高温炉）の模式的断面図。
【図３】ウェハを載置するウェハボートの模式的断面図であり、（ａ）は従来のウェハボートの模式的断面図、（ｂ）は本発明で用いるウェハボートの模式的断面図。
【図４】図１に示すドライエッチング装置及び図２に示す縦型炉を用いて本発明の酸化膜の除去を実施するプロセスを説明するためのフローチャートであり、（ａ）はドライエッチング装置での処理、（ｂ）は縦型炉での処理。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明に係る酸化膜の除去方法の実施の形態によれば、フッ化水素又はフッ化アンモニウムをシリコンウェハ表面上の自然酸化膜等の酸化膜（ＳｉＯ２膜）と反応させる（例えば、２０℃乃至３０℃）第１の工程と、前記反応によって生じた反応生成物を２００℃以上、好ましくは２００℃乃至５３０℃で加熱・蒸発させて除去する第２の工程とを有するドライエッチング工程を実施して酸化膜を除去する方法であって、隣接するシリコンウェハ同士の間隔を２ｍｍ乃至５ｍｍに設定し、及び／又は前記第２の工程における圧力を大気圧程度好ましくは０．０５ＭＰａ乃至０．１ＭＰａに設定し、該ドライエッチング工程を実施して酸化膜を除去する。
【００２１】
前記ドライエッチング工程を、表面か自然酸化膜を除去したシリコンウェハ表面上にさらに成膜する工程を実施する成膜装置内で実施することができる。
【００２２】
上記したように、揮発性反応生成物を２００℃以上で蒸発・除去させる。自然酸化膜等の酸化膜（ＳｉＯ２膜）を除去した後の各種成膜の工程が２００℃以上の温度で実施される場合は、本発明によれば、高温炉などを用いて、わざわざ揮発性反応生成物を蒸発させる工程を設けなくても、揮発性反応生成物はこの成膜工程で蒸発させることができる。成膜装置は、成膜前に装置内温度を予め成膜温度まで上昇させて、装置内が安定した状態で成膜を始めるので、成膜温度に安定させる過程で揮発性反応生成物を蒸発させることができる。そのため、揮発性反応生成物の生成後に、成膜装置内で、この生成物の加熱除去工程と２００℃以上で実施される成膜工程とを連続して行うので、酸化膜除去に要する時間を全体として短縮できる。
【００２３】
本発明の実施の形態によれば、ウェハ上の自然酸化膜を除去する工程は、（１）水素ガス及び／又はアンモニアガスをマイクロ波やＩＣＰや熱によって励起して得られる水素ラジカルと三フッ化窒素ガスとを反応させてフッ化アンモニウムガスを生成せしめ、このフッ化アンモニウムガスからなるエッチングガスとシリコンの酸化膜とを反応させ、ケイフッ化アンモニウムを生成させる工程と、（２）ケイフッ化アンモニウムが生成されているウェハを所定の温度に加熱してケイフッ化アンモニウムを蒸発させる工程とを有する。このような工程を用いることにより酸化膜除去の処理時間を短縮し、また、面内均一性を良好にすることが可能である。
【００２４】
上記（１）の工程では、ウェハ上での反応温度は、リモートプラズマを使用する場合、一般に２０℃乃至３０℃程度で良く、２５℃程度が好ましく、温度が４０℃を超えて高いと、却ってケイフッ化アンモニウムを生成する反応が進み難い。なお、リモートプラズマを使用しない場合は、使用するプラズマに合わせて反応温度を適宜設定することが出来る。また、上記（２）の工程では、ウェハ温度は２００℃以上必要であり、好ましくは２００℃乃至５３０℃であれば十分である。
【００２５】
図１は、本発明の酸化膜の除去方法に用いるドライエッチング装置の模式的断面図である。本装置１は、例えば、５０枚程度のバッチ単位でシリコンウェハ１０の自然酸化膜の除去処理を行うものであり、エッチング室１１と、エッチング室内へ導入される反応ガス（Ｎ２、ＮＨ３）を励起して活性種（ラジカル）を発生させるためのマイクロ波励起機構１２と、エッチング室と連結されているロードロック室１３と、ロードロック室と連結されているクリーンブース１４とで構成されている。エッチング室１１内には、図面上では、処理されるシリコンウェハ１０を所定の間隔で載置してある石英製ウェハボート１５（図３（ｂ）参照）が、ロードロック室１３から搬送され、配置されている状態が示されている。エッチング室１１の外周には、ヒータ等の加熱手段１６が設けられ、また、このエッチング室には、エッチング室内を排気できるように真空ポンプ１７が取り付けられている。ロードロック室１３には、室内を排気するための真空ポンプ１８が取り付けられている。クリーンブース１４内には、ウェハカセット１９が載置され、このウェハカセットをロボット２０によりクリーンブースとロードロック室との間を搬送できるように構成されている。
【００２６】
図２は、図１に示したドライエッチング装置１によりエッチング処理した後のウェハを加熱処理して揮発性反応生成物を蒸発せしめる縦型炉の模式的断面図である。この縦型炉２は、例えば、チャンバ２１（高温炉）と、チャンバに連結されているロードロック室２２と、ロードロック室と連結されているクリーンブース２３とで構成されている。チャンバ２１内には、図面上では、処理されるシリコンウェハ２４を所定の間隔で載置してある石英製ウェハボート２５（図３（ｂ））が、ロードロック室２２から搬送され、配置されている状態が示されている。チャンバ２１の外周には、ヒータ等の加熱手段２６が設けられ、また、チャンバ２１には、チャンバ内を排気できるように真空ポンプ２７が取り付けられている。ロードロック室２２には、室内を排気するための真空ポンプ２８が取り付けられている。クリーンブース２３内には、ウェハカセット２９が載置され、このウェハカセットをロボット３０によりクリーンブースとロードロック室との間を搬送できるように構成されている。
【００２７】
本発明で用いるドライエッチング装置と縦型炉とを別々に示して説明したが、これらを組み合わせて一つの酸化膜除去装置としてもよいことは勿論である。
【００２８】
図３はウェハの載置されている石英製ウェハボートの模式的断面図を示し、（ａ）は従来のウェハボートを示し、（ｂ）は本発明で用いるウェハボートを示す。図３（ａ）において、３１はウェハ、３２はウェハボートであり、隣接するウェハ同士の間隔は、９ｍｍに設定されている。図３（ｂ）において、３３はウェハ、３４はウェハボートであり、隣接するウェハ同士の間隔は２ｍｍ乃至５ｍｍの範囲で等間隔に設定されている。
【００２９】
以下、図３（ｂ）に示す石英製ウェハボートを用い、図１に示すドライエッチング装置及び図２に示す縦型炉を用いて本発明の酸化膜の除去を実施するプロセスについて、図４のフローチャートを参照して説明する。
【００３０】
例えば、図４（ａ）のフローチャートに示すように、まず、図１のクリーンブース１４内に載置されているウェハカセット１９をロボット２０によりロードロック室１３へ移送し、ここでウェハを図１に示す石英製ウェハボート１５に移し、ロードロック室内を所定の圧力（例えば、０．０１〜０．１Ｐａ）まで排気する。次いで、ウェハボート１５をエッチング室１１内に移送した後、反応ガス（例えば、窒素ガス、アンモニアガス等）を導入する際に、マイクロ波励起機構１２によりマイクロ波を印加（５〜１０分間、また、１〜３ｋＷ、好ましくは２．８ｋＷ投入）し、励起して生成したＨラジカルをエッチング室内へ導入し、圧力２００〜８００Ｐａ、温度２０〜３０℃で反応（エッチング）を行う。この反応ガスの導入量は、一般に１０００〜１５０００ｓｃｃｍであればよい。また、反応ガスとしての三フッ化窒素は、マイクロ波励起機構１２を介さずに直接エッチング室１１内へ導入する（一般に、２０００〜４０００ｓｃｃｍ）。また、反応ガスとしてのアンモニアガス：窒素ガス：三フッ化窒素ガスの混合比は、一般には、１〜２：１〜１０：１〜４、好ましくは１〜２：４〜６：２〜４、より好ましくは２：６：３であって、その合計流量が５〜１０リットル／分、好ましくは７．２リットル／分であれば良い。このような条件下で所定の時間（５〜２０分）エッチングする。
【００３１】
上記エッチングプロセスにおいては、アンモニアガスと窒素ガスとの混合ガスを励起して得られる水素ラジカルと三フッ化窒素ガスとの反応により、エッチング室内でフッ化アンモニウムを生成せしめ、このフッ化アンモニウムとウェハ上の酸化膜との反応により、ケイフッ化アンモニウムを形成せしめる。これは、以下の反応式で示される。
【００３２】
【化１】
【００３３】
エッチングの終了後、反応ガスの導入及びマイクロ波の印加を停止し、エッチング室の排気を行う。エッチング室中のウェハボート１５をロードロック室１３内へ移送し、このボートからウェハをウェハカセット１９に移す。
【００３４】
次いで、図４（ｂ）のフローチャートに示すように、上記したようにして得られたケイフッ化アンモニウムが表面に形成されたウェハが載置されているウェハカセット２９を、図２に示す縦型炉のクリーンブース２３からロボット３０によりロードロック室２２内へ移送し、ここでウェハを図３（ｂ）に示す石英製ウェハボート２５に移し、このウェハボートを所定の温度（例えば、２００〜５３０℃）に保持されているチャンバ（高温炉）２１内に移送した後、チャンバ内に窒素ガス等のパージガスを流しながら、上記した所定の圧力、所定の時間（５〜３０分）、ケイフッ化アンモニウムを蒸発させる。その後、チャンバ２１内をベントし、チャンバ内のウェハボート２５をロードロック室２２内に移送し、このボートからウェハをウェハカセット２９に移し、このカセットをクリーンブース２３内へ移送して酸化膜の除去プロセスを終了する。この全工程の処理時間は、４０〜６０分程度である。
【実施例１】
【００３５】
本実施例では、図１及び２に示す装置並びに図３（ｂ）に示す石英製ウェハボートを用い、図４（ａ）及び（ｂ）に示すフローチャートに従ってシリコンウェハ表面上の自然酸化膜を除去した。このウェハボートとしては、複数枚（例えば、５０枚）のシリコンウェハを、隣接するウェハ同士を２ｍｍ、３ｍｍ、４ｍｍ及び５ｍｍの等間隔で載置できるように構成されたものをそれぞれ用い、また、比較のために１．５ｍｍ、５．５ｍｍ及び１０ｍｍの等間隔で載置できるように構成されたものをそれぞれ用いた。
【００３６】
始めに、真空中、例えば常温（２０〜３０℃）で、アンモニアガスと窒素ガスとの混合ガスに対してマイクロ波を印加して励起し、水素ラジカルを得た。かくして得られた水素ラジカルと三フッ化窒素ガスとを反応させてフッ化アンモニウムガスを生成せしめ、エッチングガスとしてのこのフッ化アンモニウムガスとシリコンウェハ上の自然酸化膜とを、常温（２０〜３０℃）で反応させてケイフッ化アンモニウムを生成させた。このとき、シリコンウェハは、アンモニアガス、窒素ガス、及び三フッ化窒素ガスの混合比が２：６：３で合計流量が１４．４リットル／分、圧力が２６６Ｐａの雰囲気に晒し、８分間励起マイクロ波を２．８ｋＷ投入して処理された。
【００３７】
次いで、表面にケイフッ化アンモニウムが形成されたシリコンウェハを２００℃に保持した高温炉のチャンバ内に入れ、チャンバ内を大気圧程度（０．１ＭＰａ）に設定し、３０分間処理して、ケイフッ化アンモニウムを蒸発させた後、ウェハを取り出した。
【００３８】
上記全工程の処理時間は、７０分であった。
【００３９】
上記のようにして得られたエッチング済みウェハのエッチング量について、反射分光法により評価した。その結果、隣接するウェハ同士を２ｍｍ、３ｍｍ、４ｍｍ及び５ｍｍの間隔で載置できるように構成された各ウェハボートを用いた場合は、ウェハ間に生じるエッチングガスがウェハ同士の間からウェハの外側へ拡散し、流出するのが抑制されて、二次エッチングによるエッチング量の増大と面内均一化を実現できた。一方、隣接するウェハ同士を１．５ｍｍ、５．５ｍｍ及び６ｍｍの間隔で載置できるように構成された各ウェハボートを用いた場合、１．５ｍｍでは、ウェハボートにウェハを搬送することが難しいという問題があり、５．５ｍｍ及び１０ｍｍでは、間隔が広くなるに従って、ウェハ間に生じるエッチングガスがウェハ同士の間からウェハの外側へ拡散し、流出するために、二次エッチングの作用を利用できず、エッチング量の増大や面内均一化を達成できなかった。従って、上記したように、隣接するシリコンウェハ同士の間隔を、２ｍｍ乃至５ｍｍに設定した場合に、酸化膜に対するエッチング量の増大と格別のウェハ面内均一化を達成できることが分かった。
【００４０】
（比較例１）
二次エッチング（第２の工程）を１８０℃に保持した高温炉のチャンバ内で行うことを除いて、実施例１の工程を繰り返したところ、２次エッチングの効果が得られず、また、５５０℃に保持した高温炉のチャンバ内で同様に行ったところ、エッチング量や分布の制御が難しかった。かくして、二次エッチングは、２００℃乃至５３０℃で行うことが好ましい。
【００４１】
（比較例２）
二次エッチングでの圧力：０．１ＭＰａを０．１Ｐａに設定して実施例１の工程を繰り返したところ、二次エッチングの効果が見られない。これは、蒸発したフッ化水素やケイフッ化アンモニウムが排気されてしまうためである。また、０．２ＭＰａに設定して同様に行ったところ、目的とするエッチングができなかった。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明によれば、ウェハ表面上に形成されており、半導体デバイス特性の劣化の原因となる自然酸化膜等の酸化膜を除去する際に、二次エッチングによるエッチング量の増大と面内均一化を実現できる。従って、酸化膜の除去された活性状態のウェハ表面に所望の薄膜を堆積させることが可能であるので、半導体デバイス分野で各種成膜の際に利用可能である。
【符号の説明】
【００４３】
１ ドライエッチング装置 ２ 縦型炉（チャンバ）
１０ シリコンウェハ １１ エッチング室
１２ マイクロ波励起機構 １３ ロードロック室
１４ クリーンブース １５ ウェハボート
１６ 加熱手段 １７、１８ 真空ポンプ
１９ ウェハカセット ２０ ロボット
２１ チャンバ ２２ ロードロック室
２３ クリーンブース ２４ シリコンウェハ
２５ ウェハボート ２６ 加熱手段
２７、２８ 真空ポンプ ２９ ウェハカセット
３０ ロボット ３１、３３ ウェハ
３２、３４ ウェハボート
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フッ化水素又はフッ化アンモニウムをシリコンウェハ表面上の酸化膜と反応させる第１の工程と、前記反応によって生じた反応生成物を２００℃乃至５３０℃で加熱・蒸発させて除去する第２の工程とを有するドライエッチング工程を実施して酸化膜を除去する方法であって、隣接するシリコンウェハ同士の間隔を２ｍｍ乃至５ｍｍに設定して該ドライエッチング工程を実施することを特徴とする酸化膜の除去方法。
【請求項２】
前記第２の工程における圧力を０．０５ＭＰａ乃至０．１ＭＰａに設定することを特徴とする請求項１記載の酸化膜の除去方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載のドライエッチング工程を、表面から酸化膜を除去したシリコンウェハ表面上にさらに成膜する工程を実施する成膜装置内で実施することを特徴とする酸化膜の除去方法。
【請求項４】
真空排気可能なエッチング室と、該エッチング室内へ導入される反応ガスを励起して活性種を発生させるためのマイクロ波励起機構と、該エッチング室と連結されている真空排気可能なロードロック室と、該ロードロック室と連結されているクリーンブースとで構成さており、また、ウェハボートとして、処理されるシリコンウェハの隣接するウェハ同士を２ｍｍ乃至５ｍｍの間隔で載置し得るウェハボートを有している、シリコンウェハ表面上の酸化膜を除去するためのエッチング装置を有することを特徴とするバッチ式半導体デバイス製造装置。
【請求項５】
真空排気可能なチャンバで構成されており、ウェハボートとして、処理されるシリコンウェハの隣接するウェハ同士を２ｍｍ乃至５ｍｍの間隔で載置し得るウェハボートを有している、シリコンウェハ表面上の酸化膜を除去するための高温炉を有することを特徴とするバッチ式半導体デバイス製造装置。
【請求項６】
真空排気可能なエッチング室と、該エッチング室内へ導入される反応ガスを励起して活性種を発生させるためのマイクロ波励起機構と、該エッチング室と連結されている真空排気可能なロードロック室と、該ロードロック室と連結されているクリーンブースとで構成されており、また、ウェハボートとして、処理されるシリコンウェハの隣接するウェハ同士を２ｍｍ乃至５ｍｍの間隔で載置し得るウェハボートを有しており、フッ化水素又はフッ化アンモニウムをシリコンウェハ表面上の酸化膜と反応させる工程を、該ウェハボートに処理されるウェハを載置して行うことができるように構成されているシリコンウェハ表面上の酸化膜を除去するためのエッチング装置を有することを特徴とするバッチ式半導体デバイス製造装置。
【請求項７】
真空排気可能なチャンバで構成されており、ウェハボートとして、処理されるシリコンウェハの隣接するウェハ同士を２ｍｍ乃至５ｍｍの間隔で載置し得るウェハボートを有しており、フッ化水素又はフッ化アンモニウムをシリコンウェハ表面上の酸化膜と反応させることによって生じた反応生成物を２００℃乃至５３０℃で加熱・蒸発させて除去する工程を、該ウェハボートに処理されるウェハを載置して行うことができるように構成されているシリコンウェハ表面上の酸化膜を除去するための高温炉を有することを特徴とするバッチ式半導体デバイス製造装置。
【請求項８】
請求項１又は２記載の酸化膜除去方法の第１の工程と第２の工程とを実施できるように構成されていることを特徴とするバッチ式半導体デバイス製造装置。
【請求項１】
フッ化水素又はフッ化アンモニウムをシリコンウェハ表面上の酸化膜と反応させる第１の工程と、前記反応によって生じた反応生成物を２００℃乃至５３０℃で加熱・蒸発させて除去する第２の工程とを有するドライエッチング工程を実施して酸化膜を除去する方法であって、隣接するシリコンウェハ同士の間隔を２ｍｍ乃至５ｍｍに設定して該ドライエッチング工程を実施することを特徴とする酸化膜の除去方法。
【請求項２】
前記第２の工程における圧力を０．０５ＭＰａ乃至０．１ＭＰａに設定することを特徴とする請求項１記載の酸化膜の除去方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載のドライエッチング工程を、表面から酸化膜を除去したシリコンウェハ表面上にさらに成膜する工程を実施する成膜装置内で実施することを特徴とする酸化膜の除去方法。
【請求項４】
真空排気可能なエッチング室と、該エッチング室内へ導入される反応ガスを励起して活性種を発生させるためのマイクロ波励起機構と、該エッチング室と連結されている真空排気可能なロードロック室と、該ロードロック室と連結されているクリーンブースとで構成さており、また、ウェハボートとして、処理されるシリコンウェハの隣接するウェハ同士を２ｍｍ乃至５ｍｍの間隔で載置し得るウェハボートを有している、シリコンウェハ表面上の酸化膜を除去するためのエッチング装置を有することを特徴とするバッチ式半導体デバイス製造装置。
【請求項５】
真空排気可能なチャンバで構成されており、ウェハボートとして、処理されるシリコンウェハの隣接するウェハ同士を２ｍｍ乃至５ｍｍの間隔で載置し得るウェハボートを有している、シリコンウェハ表面上の酸化膜を除去するための高温炉を有することを特徴とするバッチ式半導体デバイス製造装置。
【請求項６】
真空排気可能なエッチング室と、該エッチング室内へ導入される反応ガスを励起して活性種を発生させるためのマイクロ波励起機構と、該エッチング室と連結されている真空排気可能なロードロック室と、該ロードロック室と連結されているクリーンブースとで構成されており、また、ウェハボートとして、処理されるシリコンウェハの隣接するウェハ同士を２ｍｍ乃至５ｍｍの間隔で載置し得るウェハボートを有しており、フッ化水素又はフッ化アンモニウムをシリコンウェハ表面上の酸化膜と反応させる工程を、該ウェハボートに処理されるウェハを載置して行うことができるように構成されているシリコンウェハ表面上の酸化膜を除去するためのエッチング装置を有することを特徴とするバッチ式半導体デバイス製造装置。
【請求項７】
真空排気可能なチャンバで構成されており、ウェハボートとして、処理されるシリコンウェハの隣接するウェハ同士を２ｍｍ乃至５ｍｍの間隔で載置し得るウェハボートを有しており、フッ化水素又はフッ化アンモニウムをシリコンウェハ表面上の酸化膜と反応させることによって生じた反応生成物を２００℃乃至５３０℃で加熱・蒸発させて除去する工程を、該ウェハボートに処理されるウェハを載置して行うことができるように構成されているシリコンウェハ表面上の酸化膜を除去するための高温炉を有することを特徴とするバッチ式半導体デバイス製造装置。
【請求項８】
請求項１又は２記載の酸化膜除去方法の第１の工程と第２の工程とを実施できるように構成されていることを特徴とするバッチ式半導体デバイス製造装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−３８１０９（Ｐ２０１３−３８１０９Ａ）
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７０５３４（Ｐ２０１１−１７０５３４）
【出願日】平成２３年８月３日（２０１１．８．３）
【出願人】（０００２３１４６４）株式会社アルバック (1,740)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月３日（２０１１．８．３）
【出願人】（０００２３１４６４）株式会社アルバック (1,740)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]