JPH0430519A - 基板表面処理装置 - 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】 〔概要〕 基板表面処理装置に係り、特にドライプロセスによる半
導体基板表面処理装置に関し 基板表面を均一に処理するため、処理すべき基板面内の
温度分布を−様にする手段を備えた基板表面処理装置の
提供を目的とし 表面処理すべき基板を収容し２表面処理ガス導入口と排
気口を備えた反応容器と、該反応容器の外部に配置され
、該反応容器の透明部を通して前記基板の一生面にエネ
ルギーを照射するエネルギー放射源と、前記基板の一生
面と前記エネルギー放射源間に配置され、前記基板の一
生面に照射されるエネルギーに補正を与える緩衝板とを
有する基板表面処理装置により構成する。

また、前記エネルギー放射源が紫外光源、或いは赤外光
源である基板表面処理装置により構成する。

また、前記緩衝板は入射するエネルギー分布に応じた厚
さ分布を有し、或いは入射するエネルギー分布に応じて
エネルギーを散乱する微細な凹凸の分布を有し、或いは
入射するエネルギー分布に応じてエネルギーの大きい部
分に吸収膜を有し透過エネルギー分布が前記基板の一生
面内でほぼ−様となる基板表面処理装置により構成する
。

〔産業上の利用分野〕

本発明は基板表面処理装置に係り、特にドライプロセス
による半導体基板表面処理装置に関する。

大規模集積回路（ＬＳＩ）の製造において、半導体基板
洗浄工程のはだす役割は極めて大きい。

近年、ＬＳＩ製造工程の多様化に伴い、基板洗浄を含む
基板表面処理のドライプロセス化が強く望まれている。

〔従来の技術〕

最近、半導体基板表面のドライ洗浄技術の一つとして、
ハロゲン活性種を用い、半導体基板表面を薄くエツチン
グすると同時に表面の汚染物質である重金属元素やアル
カリ元素等を気相にして除去する技術がある。

第６図はこのドライ洗浄技術に用いる基板表面処理装置
の従来例を説明するための図であり、１は反応容器、　
Ｉａはガラス窓、２は表面処理ガス導入口、３は排気０
．４は基板ホルダ、５は基板６はエネルギー放射源、　
６ａはランプを表す。

表面処理すべき基板５を収容する反応容器１内に表面処
理ガス導入口２からハロゲンガスを導入し、ハロゲン活
性種の生成や基板５表面での反応を促進するため、外部
に配置されたエネルギー放射源６から基板５表面にエネ
ルギーを照射する。

エネルギー放射源６は１例えば紫外光源あるいは赤外光
源である。

ところが２通常、エネルギー放射源６は不均一なエネル
ギー分布をもっており２例えばランプ６ａの配置、ガラ
ス窓１ａの平坦性等が基板５表面におけるエネルギー密
度分布に敏感に影響する。

基板５表面におけるエネルギー密度分布が不均一である
と、温度の不均一を生じ２表面処理に関わる反応が不均
一になるという問題を生じる。

〔発明が解決しようとする課題］ 本発明は、上記の問題に鑑み、エネルギー放射源から基
板に照射されるエネルギー密度分布が不均一であっても
、それを補正して、基板表面でほぼ−様なエネルギー密
度分布を与えるような手段を備えた基板表面処理装置を
提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題は１表面処理すべき基板５を収容し表面処理ガ
ス導入口２と排気口３を備えた反応容器１と、該反応容
器１の外部に配置され、該反応容器１の透明部１ａを通
して前記基板５の一生面にエネルギーを照射するエネル
ギー放射源６と、前記基板５の一生面と前記エネルギー
放射源６間に配置され、前記基板５の一生面に照射され
るエネルギーに補正を与える緩衝板７とを有する基板表
面処理装置によって解決される。

また、前記エネルギー放射源６が紫外光源、或いは赤外
光源である基板表面処理装置によって解決される。

また、前記緩衝板７は入射するエネルギー分布に応じた
厚さ分布を有し、透過エネルギー分布が前記基板５の一
生面内でほぼ一様となる基板表面処理装置によって解決
される。

また、前記緩衝板７は入射するエネルギー分布に応じて
エネルギーを散乱する微細な凹凸１０の分布を有し、透
過エネルギー分布が前記基板５の一生面内でほぼ一様と
なる基板表面処理装置によって解決される。

また、前記緩衝板７は入射するエネルギー分布に応じて
エネルギーの大きい部分に吸収膜１１を有し、透過エネ
ルギー分布が前記基板５の一生面内でほぼ一様となる基
板表面処理装置によって解決される。

〔作用〕

本発明では１表面処理すべき基板５の一生面とエネルギ
ー放射源６間に、基板５の一生面に照射されるエネルギ
ーに補正を与える緩衝板７を配置している。緩衝板７が
ない時の基板５の一生面内のエネルギー分布に応じて緩
衝板７を設計し、その緩衝板７を付加することにより透
過エネルギー分布が基板５の一生面内でほぼ一様となる
ようにすることができる。

緩衝板７は入射するエネルギーに対する吸収係数がある
程度大きい材料を選び、厚さを入射するエネルギー強度
分布に応じて変えるようにすれば。

透過エネルギー分布が基板５の一生面内でほぼ一様とな
るようにすることができる。

また、緩衝板７として石英板のような透明板を用い、入
射するエネルギーが大きい部分に微細な凹凸を形成して
エネルギーを散乱させるようにするか、またはその部分
に吸収膜を付加するようにすれば、透過エネルギー分布
が基板５の一生面内でほぼ一様となるようにすることが
できる。

〔実施例〕

第１図は基板表面処理装置の実施例を説明するための図
であり、１は反応容器、　ｌａはガラス窓。

２は表面処理ガス導入０．３は排気口、４は基板ホルダ
、５は基板、６はエネルギー放射源、６ｊはランプ、７
は緩衝板を表す。

反応容器１は例えばステンレス類で２両端に表面処理ガ
ス導入口２及び排気口３が形成され、また上部にガラス
窓１ａが嵌め込まれている。

反応容器１内部の中央部の基板ホルダ４に表面処理すべ
き基板５が搭載される。

反応容器１の外部に配置されたエネルギー放射源６から
、ガラス窓１ａを通して基板５の一つの主面に、エネル
ギーが照射される。ガラス窓１ａと基板５の一つの主面
間に緩衝板７が配置されていて。

基板５の一つの主面に照射されるエルギーの分布に変化
を与える。

エネルギー放射源６は例えば紫外光源で、ランプ６ａは
例えば高圧水銀ランプである。

エネルギー放射源６は、また、赤外光源で、ランプ６ａ
は例えば赤外線ランプである。

基板表面処理の実施例として、Ｓｔ基板表面のドライ洗
浄処理について説明する。

８インチ径のＳｉ基板５を基板ホルダ４に搭載する。緩
衝板７は厚さＩＩＩＩＩｌの石英板を用い、その板面が
処理すべき基板面から５ｍｍ以上離れた位置に平行とな
るように、適当な手段をもって（２）定する。

表面処理ガス導入口２から塩素ガスを導入し。

反応容器１内を５〜１００Ｔｏｒｒの塩素圧力に調整す
る。エネルギー放射源６として高圧水銀ランプを用い、
ガラス窓１ａ及び緩衝板７を通してＳｉ基板５に紫外線
を照射する。

第２図は緩衝板の第１の実施例を示す斜視図で。

９は石英板、１０は微細な凹凸を表す。

微細な凹凸１０は入射する光を散乱する光学的なきすで
、高圧水銀ランプ直下の光強度の大きい部分に形成され
、光の透過率が約８０％となるように調整される。

第５図はＳｉ基板５面内の照射エネルギー密度分布を示
す。上記の緩衝板７を用いた実施例では。

Ｓｉ基板５面内での照射エネルギー密度分布の変動は３
％以下であった。一方、緩衝板７のない従来例では、２
０％程度の照射エネルギー密度分布の変動が見られた。

第３図は緩衝板の第２の実施例を示す斜視図で。

９は石英板、１１は吸収膜であってシリコン窒化膜を表
す、この例は高圧水銀ランプ直下の光強度の大きい部分
に吸収膜を設けるもので、シリコン窒化膜１１の厚さは
０．５μｍである。

このような緩衝板を用いて、Ｓｉ基板５面内の照射エネ
ルギー密度分布を一様にすることができる。

第４図は緩衝板の第３の実施例を示す斜視図で８はＳｉ
結晶板を表す。この例はエネルギー放射源６として赤外
光源を用いた場合、効果的なもので、赤外線のＳｉ基板
５上への照射量を補正するため、Ｓｉ結晶板を緩衝板と
して用いる。

Ｓｉ結晶板８の厚い部分８ａは赤外線ランプの直下にあ
って赤外線照射強度の大きい部分で、薄い部分８ｂはそ
れ以外の部分である。厚い部分の厚さは例えば１ｍｍ、
Ｅｌい部分の厚さは例えば０．２　ｍｍであり、このよ
うな緩衝板を用いることにより、基板５の一生面内の赤
外線照射エネルギー分布を一様にすることができる。

表面処理すべきＳｉ基板５の一生面内の照射エネルギー
密度が一様であるから温度分布も一様となり、均一な表
面処理が可能となる。

〔発明の効果〕

以上説明したように２本発明によれば、ドライプロセス
による半導体基板の表面処理を全基板面内にわたって均
一に行うことができる。例えばドライ洗浄やドライエツ
チングを一様に行うことができる。

本発明は、ＬＳＩ製造工程をドライプロセス化する上で
、効果を大きいものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は基板表面処理装置の実施例 第２図は緩衝板の第Ｉの実施例。 第３図は緩衝板の第２の実施例。 第４図は緩衝板の第３の実施例。 第５図は照射エネルギー密度分布。 第６図は基板表面処理装置の従来例 である。 図において。 ｌは反応容器。 ３は排気口。 ４は基板ホルダ。 ５は基板であってｓｉ基板。 ６は加熱源。 ６ａはランプ。 ７は緩衝板。 ８はＳｉ結晶板。 ８ａは厚い部分。 ８ｂ！、を薄い部分。 ９は石英板。 ＩＯは微細な凹凸。 １１は吸収膜であってシリコン窒化膜 ６　エキル土゛ゝ放射；原 ％板表面懸理装置の実施例 靜　１　図 第 図 第 図 始４図 基鈑面内１ｆ［置 第５図 基板表面Ｅ理装置の従来例 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 〔１〕表面処理すべき基板（５）を収容し、表面処理ガ
   ス導入口（２）と排気口（３）を備えた反応容器（１）
   と、 該反応容器（１）の外部に配置され、該反応容器（１）
   の透明部（１ａ）を通して前記基板（５）の一主面にエ
   ネルギーを照射するエネルギー放射源（６）と、前記基
   板（５）の一主面と前記エネルギー放射源（６）間に配
   置され、前記基板（５）の一主面に照射されるエネルギ
   ーに補正を与える緩衝板（７）とを有することを特徴と
   する基板表面処理装置。 〔２〕前記エネルギー放射源（６）が紫外光源であるこ
   とを特徴とする請求項１記載の基板表面処理装置。 〔３〕前記エネルギー放射源（６）が赤外光源であるこ
   とを特徴とする請求項１記載の基板表面処理装置。 〔４〕前記緩衝板（７）は入射するエネルギー分布に応
   じた厚さ分布を有し、透過エネルギー分布が前記基板（
   ５）の一主面内でほぼ一様となることを特徴とする請求
   項１記載の基板表面処理装置。 〔５〕前記緩衝板（７）は入射するエネルギー分布に応
   じてエネルギーを散乱する微細な凹凸（１０）の分布を
   有し、透過エネルギー分布が前記基板（５）の一主面内
   でほぼ一様となることを特徴とする請求項１記載の基板
   表面処理装置。 〔６〕前記緩衝板（７）は入射するエネルギー分布に応
   じてエネルギーの大きい部分に吸収膜（１１）を有し、
   透過エネルギー分布が前記基板（５）の一主面内でほぼ
   一様となることを特徴とする請求項１記載の基板表面処
   理装置。