JP4607347B2 - Method and apparatus for processing object - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被処理体の処理方法及び処理装置に関する。詳しくは被処理体に付着した有機物を除去する被処理体の処理方法及び処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体装置の製造工程では、例えばCVD(Chemical Vapor Deposition)等の処理によって、被処理体、例えば半導体ウエハにポリシリコン膜、シリコン酸化膜等の薄膜を形成することが広く行われている。
【0003】
このような薄膜を形成する工程は、半導体ウエハに汚染物質が付着するのを防止するために、一般にクリーンルーム内で行われている。しかし、クリーンルームであっても汚染物質を完全に除去するのは困難なため、微量の有機物(汚染物質)が含まれており、このような有機物が半導体ウエハに付着してしまう場合がある。このような有機物が付着した状態で半導体ウエハ上に薄膜を形成すると、半導体装置の特性が悪化し、歩留まりが悪くなるという問題が発生してしまう。このため、半導体ウエハ上に薄膜を形成する前には、半導体ウエハに付着した有機物を除去する半導体ウエハのクリーニングが行われている。
【0004】
半導体ウエハのクリーニングは、例えば、図5に示すような処理装置を用いて行われる。まず、処理装置51内の載置部52上に半導体ウエハ53を載置する。次に、載置部52内に配設されたヒータ54により処理装置51内(半導体ウエハ53)を所定の温度に加熱する。続いて、導入ポート55から処理装置51内に、処理ガス、例えば、オゾンガスを供給する。供給されたオゾンガスは、処理装置51内(半導体ウエハ53近傍)で活性化されて酸素原子ラジカル(O*)を生成し、半導体ウエハ53の表面に付着した有機物を分解する。そして、この分解された有機物を排気ポート56を介して処理装置51外に排出することにより、半導体ウエハ53がクリーニングされる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記クリーニング方法では、処理装置51に供給するオゾンを発生させるために、処理装置51に紫外線照射装置やプラズマ発生器等を配設しなければならず、処理装置51の構造が複雑になってしまう。
【0006】
また、オゾンガスを活性化して、酸素原子ラジカルを生成するためには、処理装置51内(半導体ウエハ53)を、例えば、600℃のような高温に加熱しなければならない。
【0007】
さらに、上記クリーニング方法では、半導体ウエハ53を1枚ずつクリーニングしているので、多数の半導体ウエハ53をクリーニングする場合には、クリーニングに要する時間が長くなってしまう。
【0008】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、簡易な装置を用いて被処理体に付着した有機物を除去することができる被処理体の処理方法及び処理装置を提供することを目的とする。
【0009】
また、本発明は、低温下で、被処理体に付着した有機物を除去することができる被処理体の処理方法及び処理装置を提供することを目的とする。
【0010】
さらに、本発明は、短時間で複数枚の被処理体に付着した有機物を除去することができる被処理体の処理方法及び処理装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明の第1の観点にかかる被処理体の処理方法は、有機物が付着した被処理体を反応室に収容し、該反応室を所定の温度に加熱するとともに処理ガスを供給して、前記有機物を前記被処理体から除去する被処理体の処理方法であって、前記処理ガスは酸化性ガスと還元性ガスとを含み、前記反応室の温度を350〜400℃に加熱して、前記酸化性ガス及び前記還元性ガスを活性化させ、活性化した酸化性ガス及び還元性ガスにより前記被処理体に付着した有機物を除去する、ことを特徴とする。
【0013】
前記酸化性ガスには、例えば、N 2O、NOよりなる群から選択される少なくとも1つのガスが含まれる。また、前記還元性ガスには、例えば、NH3、CH4よりなる群から選択される少なくとも1つのガスが含まれる。
【0016】
前記反応室には前記有機物が付着した被処理体が複数枚収容され、前記反応室内に前記処理ガスを供給することにより、前記複数枚の被処理体に付着した有機物を除去することが好ましい。この場合、一度の処理により複数枚の被処理体に付着した有機物を除去することができ、有機物の除去に要する時間を短くすることができる。
【0017】
この発明の第2の観点にかかる被処理体の処理装置は、所定の温度に設定可能な加熱部を有し、被処理体を収容する反応室と、前記反応室内に酸化性ガスと還元性ガスとを含む処理ガスを供給する処理ガス供給手段と、前記反応室内のガスを排気する排気手段と、前記加熱部を制御して前記反応室の温度を350〜400℃に加熱して、前記酸化性ガス及び前記還元性ガスを活性化させ、活性化した酸化性ガス及び還元性ガスにより前記被処理体に付着した有機物を除去する制御手段とを備える、ことを特徴とする。
【0019】
前記酸化性ガスには、例えば、N 2O、NOよりなる群から選択される少なくとも1つのガスが含まれる。また、前記還元性ガスには、例えば、NH3、CH4よりなる群から選択される少なくとも1つのガスが含まれる。
【0022】
前記反応室は前記被処理体を複数枚収容可能な被処理体収容部を備え、前記制御手段は前記処理ガスを前記被処理体収容部に供給させ、前記複数枚の被処理体に付着した有機物を除去することが好ましい。この場合、一度の処理により複数枚の被処理体に付着した有機物を除去することができ、有機物の除去に要する時間を短くすることができる。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態にかかる被処理体の処理方法及び処理装置について説明する。本実施の形態では、被処理体の処理方法及び処理装置を、図1に示すバッチ式縦型熱処理装置を用いて、半導体ウエハ(被処理体)上に付着した有機物を分解、除去(クリーニング)する場合を例に説明する。
【0024】
図1に示すように、熱処理装置1は、長手方向が垂直方向に向けられた略円筒状の反応管2を備えている。反応管2は、内部に成膜領域を構成する内管3と、内管3を覆うと共に内管3と一定の間隔を有するように形成された有天井の外管4とから構成された二重管構造を有する。内管3及び外管4は、耐熱材料、例えば石英により形成されている。
【0025】
外管4の下方には、筒状に形成されたステンレス鋼(SUS)からなるマニホールド5が配置されている。マニホールド5は、外管4の下端と気密に接続されている。また、内管3は、マニホールド5の内壁から突出すると共に、マニホールド5と一体に形成された支持リング6に支持されている。
【0026】
マニホールド5の下方には蓋体7が配置され、ボートエレベータ8により蓋体7は上下動可能に構成されている。そして、ボートエレベータ8により蓋体7が上昇すると、マニホールド5の下方側が閉鎖される。
【0027】
蓋体7には、例えば石英からなるウエハボート9が載置されている。ウエハボート9には、被処理体、例えば半導体ウエハ10が垂直方向に所定の間隔をおいて複数枚収容されている。
【0028】
反応管2の周囲には、反応管2を取り囲むように断熱体11が設けられ、その内壁面には、例えば抵抗発熱体からなる昇温用ヒータ12が設けられている。そして、昇温用ヒータ12を駆動することにより、反応管2内が所定の温度に設定される。
【0029】
マニホールド5の側面には、複数のガス導入管が挿通されている。本実施の形態では、第1ガス導入管13と第2ガス導入管14との2つのガス導入管がマニホールド5の側面に挿通されている。
【0030】
第1ガス導入管13は内管3内を臨むように配設されている。図1に示すように、支持リング6より下方(内管3の下方)のマニホールド5の側面から第1ガス導入管13が挿通されている。そして、第1ガス導入管13から、例えば、酸素ガス(O2)のような酸化性ガスが内管3内に導入される。
【0031】
第2ガス導入管14は内管3内を臨むように配設され、第1ガス導入管13と同様に、支持リング6より下方(内管3の下方)のマニホールド5の側面に挿通されている。そして、第2ガス導入管14から、例えば水素ガス(H2)のような還元性ガスが内管3内に導入される。
【0032】
マニホールド5の側面には排出口15が設けられている。排出口15は支持リング6より上方に設けられており、反応管2内の内管3と外管4との間に形成された空間に連通する。そして、第1ガス導入管13から酸素ガス、第2ガス導入管14から水素ガスが内管3内に供給されてクリーニングが行われ、クリーニングによって分解された有機物が内管3と外管4との間を通って排出口15に排出される。また、マニホールド5側面の排出口15の下方には、パージガスとしての窒素ガスを供給するパージガス供給管16が挿通されている。
【0033】
排出口15には排気管17が気密に接続されている。排気管17には、バルブ18と真空ポンプ19とが介設されている。バルブ18は、排気管17の開度を調整して、反応管2内の圧力を所定の圧力に制御する。真空ポンプ19は、排気管17を介して反応管2内のガスを排気するとともに反応管2内の圧力を調整する。
【0034】
ボートエレベータ8、昇温用ヒータ12、第1ガス導入管13、第2ガス導入管14、パージガス供給管16、バルブ18、真空ポンプ19には、制御部20が接続されている。制御部20は、マイクロプロセッサ、プロセスコントローラ等から構成され、熱処理装置1の各部の温度、圧力等を測定し、測定データに基づいて、上記各部に制御信号等を出力して、熱処理装置1の各部を制御する。
【0035】
次に、以上のように構成された熱処理装置1を用い、半導体ウエハ10上に付着した有機物を、酸素ガスと水素ガスとを含む処理ガスによりクリーニングする処理方法について、図2に示すレシピ(タイムシーケンス)を参照して説明する。なお、以下の説明において、熱処理装置1を構成する各部の動作は、制御部20によりコントロールされている。
【0036】
まず、蓋体7が下げられた状態で、有機物が付着した半導体ウエハ10が収容されたウエハボート9を蓋体7上に載置する。また、昇温用ヒータ12により反応管2内を所定のローディング温度に設定する。
【0037】
次に、ボートエレベータ8により蓋体7を上昇させ、ウエハボート9(半導体ウエハ10)を反応管2の内管3内にロードする。これにより、半導体ウエハ10を反応管2内に収容するとともに、反応管2を密閉する。また、パージガス供給管16から反応管2内に窒素ガスを所定量供給し、反応管2内に混入した有機物等の汚染物質を排出する(ロード工程)。
【0038】
続いて、反応管2内の減圧を開始する。具体的には、パージガス供給管16から反応管2内に所定量の窒素ガスを供給するとともに、バルブ18の開度を制御しつつ、真空ポンプ19を駆動させて、反応管2内のガスを排出する。反応管2内のガスの排出は、反応管2内の圧力が常圧から所定の圧力、例えば133Pa〜399Pa(1Torr〜3Torr)になるまで行う。
【0039】
また、昇温用ヒータ12により反応管2内を酸化性ガス(酸素ガス)及び還元性ガス(水素ガス)が活性化可能な温度である350℃以上に加熱する。反応管2の温度を350℃より低くすると、酸素ガス及び水素ガスが活性化されないためである。ただし、反応管2の温度を高くしすぎると半導体ウエハ10の表面が酸化されてしまうことから、反応管2の温度を、好ましくは350℃〜600℃、さらに好ましくは350℃〜400℃に加熱する。そして、この減圧及び加熱操作を、反応管2内が所定の圧力及び温度で安定するまで行う(安定化工程)。
【0040】
反応管2内が所定の圧力及び温度で安定すると、パージガス供給管16からの窒素ガスの供給を停止する。そして、第1ガス導入管13から酸素ガスを所定量、例えば、1.8リットル/min供給するとともに、第2ガス導入管14から水素ガスを所定量、例えば、0.9リットル/minを反応管2の内管3内に供給する。
【0041】
反応管2内は酸素ガス及び水素ガスが供給されると、酸素ガス及び水素ガスが活性化されて、内管3で以下のような水素の燃焼反応が進行する。
H2+O2 → H*+HO2
H2+OH* → H*+H2O
O2+H* → OH*+O*
H2+O* → H*+OH*
【0042】
このように、水素の燃焼反応過程中において、O*(酸素活性種)とOH*(水酸基活性種)とが発生し、これらにより半導体ウエハ10上に付着した有機物が分解されて、半導体ウエハ10から有機物が除去される(クリーニング工程)。なお、除去された有機物は、排気口15を介して排気管17に吸引され、反応管2外に排気される。
【0043】
ここで、反応管2内の圧力が133Pa〜399Pa(1Torr〜3Torr)のような低圧に維持されているので、ウエハボート9に収容されたすべての半導体ウエハ10に、O*、OH*を、均一に供給することができる。
【0044】
半導体ウエハ10から有機物が除去されると、第1ガス導入管13及び第2ガス導入管14からの処理ガス(酸素ガス、水素ガス)の供給を停止する。そして、バルブ18の開度を制御しつつ、真空ポンプ19を駆動させて、反応管2内のガスを排出した後、パージガス供給管16から所定量の窒素ガスを供給して、反応管2内のガスを排気管17に排出する(パージ工程)。なお、反応管2内のガスを確実に排出するために、反応管2内のガスの排出及び窒素ガスの供給を複数回繰り返すことが好ましい。
【0045】
最後に、パージガス供給管16から所定量の窒素ガスを供給して、反応管2内を常圧(760Torr)に戻し、ウエハボート9(半導体ウエハ10)を反応管2からアンロードする(アンロード工程)。
【0046】
次に、本実施の形態の効果を確認するため、有機物を付着させた半導体ウエハ10のサンプルを、種々の条件下でクリーニングを行った。サンプルは、半導体ウエハ10に1000オングストロームの厚さの酸化膜を形成し、この酸化膜の表面を希釈フッ化水素酸(DHF)で1分間洗浄した後、クリーンルーム内に所定時間放置して、有機物の付着した半導体ウエハ10を作成した。
【0047】
また、有機物の付着量は接触角法を用いて測定を行った。接触角法は、半導体ウエハ10上に純水を滴下し、この純水の玉(滴)の接触角を測定する方法であり、半導体ウエハ10に有機物が付着しているほど疎水性が高くなり接触角が大きくなる。逆に、有機物の付着量が減少すると親水性が高くなり接触角が小さくなる。
【0048】
本実施の形態では、半導体ウエハ10上の5点で接触角を測定し、この平均値を求めた。作成されたサンプルの接触角は57°であった。なお、有機物が完全に除去された半導体ウエハ10上に純水を落としても、純水の玉の接触角は0°にはならず、また低角度での厳密な測定は困難であることから、接触角が2°以下の半導体ウエハ10では、ほぼ完全に有機物が除去されているものと考えられる。
【0049】
図3にクリーニングの条件を示す。図3に示すように、クリーニングは、反応管2の温度(実施例1、実施例2、比較例1、比較例2)、反応管2の圧力(実施例3〜5)、クリーニング時間(実施例6、7)等を変化させ、これらの関係について検討を行った。また、本例では、実験を簡便に行うために、ウエハボート9の上部、中央部、下部の3カ所に半導体ウエハ10を1枚ずつ(合計3枚)収容した場合について検討を行い、これらの平均値を各実施例の接触角とした。なお、ウエハボート9内の半導体ウエハ10の枚数の影響については、実施例8で別に検討している。この結果を図3及び図4に示す。図4では各実施例について、クリーニング後の接触角を棒グラフで示している。また、参考のため、クリーニング処理をしない場合についても、その結果を図3及び図4に示す。
【0050】
図3及び図4の実施例1、実施例2に示すように、反応管2の温度が350℃、400℃では、半導体ウエハ10に付着した有機物がほぼ完全に除去されていることが確認できた。また、図3及び図4の比較例1、比較例2に示すように、反応管2の温度が300℃、330℃では、半導体ウエハ10に付着した有機物が除去されない。これは、反応管2の温度が350℃より低いと、酸素ガス及び水素ガスが活性化されないために、O*、OH*が生成されないため、有機物を分解できないからである。なお、反応管2の温度を350℃より高くしても、半導体ウエハ10に付着した有機物を除去することが可能であるが、反応管2の温度を高くしすぎると半導体ウエハ10の表面が酸化されてしまう。このため、反応管2の温度を350℃〜600℃にすることが好ましく、350℃〜400℃にすることがさらに好ましい。
【0051】
図3及び図4の実施例1、実施例3〜実施例5に示すように、反応管2の圧力が133Pa〜399Paでは、半導体ウエハ10に付着した有機物がほぼ完全に除去されていることが確認できた。また、反応管2の圧力が399Paを越えると、ウエハボート9に収容されたすべての半導体ウエハ10に、O*、OH*を、均一に供給できないおそれがあることから、反応管2の圧力は133Pa〜399Paにすることが好ましい。
【0052】
図3及び図4の実施例1、実施例6、実施例7に示すように、クリーニング時間が1分〜30分では、半導体ウエハ10に付着した有機物がほぼ完全に除去されていることが確認できた。クリーニング時間が1分より短いと、半導体ウエハ10に付着した有機物をほぼ完全には除去できなくなるおそれがあり、クリーニング時間が30分より長いと、半導体ウエハ10のクリーニングを効率的に行うことができなくなってしまう。このため、クリーニング時間は1分〜30分にすることが好ましい。ただし、半導体ウエハ10に付着する有機物の付着量によっては、この時間をさらに長くしたり、短くしたりすることは可能である。
【0053】
図3及び図4の実施例1、実施例8に示すように、ウエハボート9内の半導体ウエハ10の枚数を3枚から100枚にしても、半導体ウエハ10に付着した有機物の除去に影響を与えないことが確認できた。これは、反応管2内を低圧に維持しているためである。このため、ウエハボート9内の半導体ウエハ10の枚数が、例えば100枚のように増えても、反応管2の圧力、クリーニング時間は同様の傾向を示す。
【0054】
なお、接触角法は、一般に、純水を滴下する平面(半導体ウエハ10)の表面状態に影響を受けやすく、クリーニングによって半導体ウエハ10の表面形状が変化すると、有機物の付着量を正確に測定することができなくなってしまうと考えられる。このため、クリーニング前後での半導体ウエハ10の表面形状を確認した。この結果、半導体ウエハ10の表面形状はクリーニング前後でほとんど変化していないことが確認できた。
【0055】
以上説明したように、本実施の形態によれば、第1ガス導入管13から酸素ガス、第2ガス導入管14から水素ガスを、350℃以上に加熱された反応管2内に供給することにより、半導体ウエハ10に付着した有機物を除去することができる。このため、熱処理装置1に、従来のクリーニング方法のような紫外線照射装置やプラズマ発生器等が不要になり、熱処理装置1の構造を簡単にすることができる。また、簡易な装置で、半導体ウエハ10に付着した有機物を除去することができる。さらに、従来のクリーニング方法に比べ、低温下で半導体ウエハ10に付着した有機物を除去することができる。
【0056】
本実施の形態によれば、一度のクリーニングにより、ウエハボート9内に収容された複数枚の半導体ウエハ10に付着した有機物を除去することができる。このため、多数の半導体ウエハ10をクリーニングする場合にもクリーニングに要する時間を短くすることができる。
【0057】
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形、応用が可能である。以下、本発明に適用可能な上記の実施の形態の変形態様について、説明する。
【0058】
上記実施の形態では、酸化性ガスとして酸素ガスを用い、還元性ガスとして水素ガスを用いた場合を例に本発明を説明したが、酸化性ガスとして、例えば、O2、N2O、NOよりなる群から選択される少なくとも1つのガスを用いてもよく、また還元性ガスとして、例えば、H2、NH3、CH4よりなる群から選択される少なくとも1つのガスを用いてもよい。このような場合にも、前述したような還元性ガスの燃焼過程において生じる酸素活性種と水酸基活性種とを生成し、簡易な装置で、半導体ウエハ10に付着した有機物を除去することができる。また、低温下で半導体ウエハ10に付着した有機物を除去することができる。なお、酸化性ガス及び還元性ガスに、酸素ガスや水素ガス以外の上記ガスを用いた場合にも、酸素ガス及び水素ガスを用いた場合と同様の反応管2の温度、反応管2内の圧力等のクリーニング条件とすることにより、半導体ウエハ10に付着した有機物を除去することができる。
【0059】
上記実施の形態では、内管3と外管4とからなる二重管構造の反応管2を有する熱処理装置1を用いて半導体ウエハ10に付着した有機物を除去する場合を例に本発明を説明したが、例えば、図1に示す熱処理装置1から内管3及び支持リング6を取り除いたような、単管構造の熱処理装置であってもよい。この場合、熱処理装置の構造を簡単にすることができ、さらに簡易な装置で、半導体ウエハ10に付着した有機物を除去することができる。
【0060】
上記実施の形態では、バッチ式縦型の熱処理装置1を用いて半導体ウエハ10に付着した有機物を除去する場合を例に本発明を説明したが、例えば、枚葉式の熱処理装置を用いてもよい。この場合にも、簡易な装置で、半導体ウエハ10に付着した有機物を除去することができる。また、低温下で半導体ウエハ10に付着した有機物を除去することができる。
【0061】
第1ガス導入管13及び第2ガス導入管14の数は一つに限らず、複数であってもよい。また、被処理体は半導体ウエハ10に限らず、例えばガラス基板であってもよい。
【0062】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、簡易な装置を用いて被処理体に付着した有機物を除去することができる。また、本発明によれば、低温下で、被処理体に付着した有機物を除去することができる。さらに、本発明によれば、短時間で複数枚の被処理体に付着した有機物を除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の熱処理装置の概略図である。
【図2】本発明の実施の形態のクリーニング手順を説明するためのレシピを示した図である。
【図3】本発明の実施の形態のクリーニング条件を示した表である。
【図4】図3のクリーニング条件での有機物の付着量(接触角)を示したグラフである。
【図5】従来の熱処理装置の概略図である。
【符号の説明】
1 熱処理装置
2 反応管
9 ウエハボート
10 半導体ウエハ
12 昇温用ヒータ
13 第1ガス導入管
14 第2ガス導入管
15 排気口
17 排気管
18 バルブ
19 真空ポンプ
20 制御部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a processing method and a processing apparatus for an object to be processed. Specifically, the present invention relates to a processing method and a processing apparatus for a target object that removes organic substances attached to the target object.
[0002]
[Prior art]
In a manufacturing process of a semiconductor device, a thin film such as a polysilicon film or a silicon oxide film is widely formed on an object to be processed, for example, a semiconductor wafer, by a process such as CVD (Chemical Vapor Deposition).
[0003]
The process of forming such a thin film is generally performed in a clean room in order to prevent contaminants from adhering to the semiconductor wafer. However, since it is difficult to completely remove contaminants even in a clean room, a small amount of organic matter (contaminant) is contained, and such organic matter may adhere to the semiconductor wafer. When a thin film is formed on a semiconductor wafer with such an organic substance attached thereto, the characteristics of the semiconductor device are deteriorated, resulting in a problem that the yield is deteriorated. For this reason, before the thin film is formed on the semiconductor wafer, the semiconductor wafer is cleaned to remove organic substances attached to the semiconductor wafer.
[0004]
The cleaning of the semiconductor wafer is performed using, for example, a processing apparatus as shown in FIG. First, the
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above cleaning method, in order to generate ozone to be supplied to the
[0006]
Further, in order to activate the ozone gas and generate oxygen atom radicals, the inside of the processing apparatus 51 (semiconductor wafer 53) must be heated to a high temperature such as 600 ° C., for example.
[0007]
Further, in the above cleaning method, since the
[0008]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a processing method and a processing apparatus for a target object that can remove organic substances attached to the target object using a simple apparatus. To do.
[0009]
It is another object of the present invention to provide a processing method and a processing apparatus for a target object that can remove organic substances attached to the target object at a low temperature.
[0010]
Furthermore, an object of this invention is to provide the processing method and processing apparatus of a to-be-processed object which can remove the organic substance adhering to several to-be-processed object in a short time.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a processing method of an object to be processed according to a first aspect of the present invention is to accommodate an object to be processed to which an organic substance is adhered in a reaction chamber, heat the reaction chamber to a predetermined temperature and perform processing. A method of processing a target object by supplying a gas to remove the organic matter from the target object, wherein the processing gas includes an oxidizing gas and a reducing gas, and the temperature of the reaction chamber is set to 350 to 400. Heating to 0 ° C. activates the oxidizing gas and the reducing gas, and removes organic substances adhering to the object to be processed by the activated oxidizing gas and reducing gas .
[0013]
The oxidizing gas includes, for example , at least one gas selected from the group consisting of N 2 O and NO. The reducing gas includes, for example , at least one gas selected from the group consisting of N H 3 and CH 4 .
[0016]
It is preferable that a plurality of objects to be processed attached with the organic substances are accommodated in the reaction chamber, and the organic substances attached to the plurality of objects to be processed are removed by supplying the processing gas into the reaction chamber. In this case, organic substances attached to a plurality of objects to be processed can be removed by a single treatment, and the time required for removing the organic substances can be shortened.
[0017]
A processing apparatus for an object to be processed according to a second aspect of the present invention includes a heating unit that can be set to a predetermined temperature, a reaction chamber that accommodates the object to be processed, an oxidizing gas and a reducing property in the reaction chamber. A processing gas supply means for supplying a processing gas containing a gas, an exhaust means for exhausting the gas in the reaction chamber, and the heating unit is controlled to heat the temperature of the reaction chamber to 350 to 400 ° C., And a control means for activating the oxidizing gas and the reducing gas, and removing organic substances adhering to the object to be processed by the activated oxidizing gas and reducing gas .
[0019]
The oxidizing gas includes, for example , at least one gas selected from the group consisting of N 2 O and NO. The reducing gas includes, for example , at least one gas selected from the group consisting of N H 3 and CH 4 .
[0022]
The reaction chamber includes a processing object storage unit capable of storing a plurality of the processing objects, and the control unit supplies the processing gas to the processing object storage unit and adheres to the plurality of processing objects. It is preferable to remove organic matter. In this case, organic substances attached to a plurality of objects to be processed can be removed by a single treatment, and the time required for removing the organic substances can be shortened.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the processing method and processing apparatus of the to-be-processed object concerning embodiment of this invention are demonstrated. In the present embodiment, a processing method and a processing apparatus for an object to be processed are decomposed and removed (cleaning) using a batch type vertical heat treatment apparatus shown in FIG. 1 to decompose organic substances adhering to a semiconductor wafer (object to be processed). An example of this will be described.
[0024]
As shown in FIG. 1, the
[0025]
A
[0026]
A
[0027]
A
[0028]
A
[0029]
A plurality of gas introduction pipes are inserted through the side surface of the
[0030]
The first
[0031]
The second
[0032]
A
[0033]
An
[0034]
A
[0035]
Next, a recipe (time) shown in FIG. 2 is used for a processing method for cleaning organic substances adhering to the
[0036]
First, in a state where the
[0037]
Next, the
[0038]
Subsequently, pressure reduction in the
[0039]
Further, the inside of the
[0040]
When the inside of the
[0041]
When oxygen gas and hydrogen gas are supplied into the
H 2 + O 2 → H * + HO 2
H 2 + OH * → H * + H 2 O
O 2 + H * → OH * + O *
H 2 + O * → H * + OH *
[0042]
In this way, O * (oxygen active species) and OH * (hydroxyl active species) are generated during the hydrogen combustion reaction process, and the organic matter adhering to the
[0043]
Here, since the pressure in the
[0044]
When the organic substance is removed from the
[0045]
Finally, a predetermined amount of nitrogen gas is supplied from the purge
[0046]
Next, in order to confirm the effect of the present embodiment, the sample of the
[0047]
Moreover, the adhesion amount of organic substance was measured using the contact angle method. The contact angle method is a method in which pure water is dropped on the
[0048]
In the present embodiment, the contact angle was measured at five points on the
[0049]
FIG. 3 shows the cleaning conditions. As shown in FIG. 3, the temperature of the reaction tube 2 (Example 1, Example 2, Comparative Example 1, Comparative Example 2), the pressure of the reaction tube 2 (Examples 3 to 5), the cleaning time (implementation) Examples 6 and 7) etc. were changed and these relations were examined. Further, in this example, in order to perform the experiment simply, the case where the
[0050]
As shown in Example 1 and Example 2 of FIGS. 3 and 4, it can be confirmed that when the temperature of the
[0051]
As shown in Example 1 and Example 3 to Example 5 in FIGS. 3 and 4, when the pressure in the
[0052]
As shown in Example 1, Example 6, and Example 7 of FIGS. 3 and 4, it was confirmed that the organic substances adhering to the
[0053]
As shown in Example 1 and Example 8 in FIGS. 3 and 4, even if the number of
[0054]
In general, the contact angle method is easily influenced by the surface state of the flat surface (semiconductor wafer 10) on which pure water is dropped, and when the surface shape of the
[0055]
As described above, according to the present embodiment, oxygen gas is supplied from the first
[0056]
According to the present embodiment, the organic matter adhering to the plurality of
[0057]
In addition, this invention is not limited to said embodiment, A various deformation | transformation and application are possible. Hereinafter, modifications of the above-described embodiment applicable to the present invention will be described.
[0058]
In the above embodiment, the present invention has been described by taking as an example the case where oxygen gas is used as the oxidizing gas and hydrogen gas is used as the reducing gas. However, as the oxidizing gas, for example, O 2 , N 2 O, NO At least one gas selected from the group consisting of may be used, and as the reducing gas, for example, at least one gas selected from the group consisting of H 2 , NH 3 , and CH 4 may be used. Even in such a case, it is possible to generate oxygen active species and hydroxyl active species generated in the reducing gas combustion process as described above, and to remove organic substances attached to the
[0059]
In the above embodiment, the present invention is described by taking as an example the case of removing the organic matter adhering to the
[0060]
In the above-described embodiment, the present invention has been described by taking as an example the case where the organic matter adhering to the
[0061]
The number of the first
[0062]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to remove organic substances attached to the object to be processed using a simple apparatus. Further, according to the present invention, organic substances attached to the object to be processed can be removed at a low temperature. Furthermore, according to the present invention, organic substances attached to a plurality of objects to be processed can be removed in a short time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view of a heat treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view showing a recipe for explaining a cleaning procedure according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a table showing cleaning conditions according to the embodiment of the present invention.
4 is a graph showing the adhesion amount (contact angle) of organic substances under the cleaning conditions of FIG. 3;
FIG. 5 is a schematic view of a conventional heat treatment apparatus.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記処理ガスは酸化性ガスと還元性ガスとを含み、前記反応室の温度を350〜400℃に加熱して、前記酸化性ガス及び前記還元性ガスを活性化させ、活性化した酸化性ガス及び還元性ガスにより前記被処理体に付着した有機物を除去する、ことを特徴とする被処理体の処理方法。A processing method for a target object in which a target object to which an organic substance is attached is accommodated in a reaction chamber, the reaction chamber is heated to a predetermined temperature and a processing gas is supplied to remove the organic substance from the target object. And
The processing gas contains an oxidizing gas and a reducing gas, and the temperature of the reaction chamber is heated to 350 to 400 ° C. to activate the oxidizing gas and the reducing gas to activate the oxidizing gas. And an organic substance adhering to the object to be treated is removed by a reducing gas .
前記反応室内に酸化性ガスと還元性ガスとを含む処理ガスを供給する処理ガス供給手段と、
前記反応室内のガスを排気する排気手段と、
前記加熱部を制御して前記反応室の温度を350〜400℃に加熱して、前記酸化性ガス及び前記還元性ガスを活性化させ、活性化した酸化性ガス及び還元性ガスにより前記被処理体に付着した有機物を除去する制御手段と、
を備える、ことを特徴とする被処理体の処理装置。A reaction chamber that has a heating unit that can be set to a predetermined temperature and that accommodates an object to be treated;
A processing gas supply means for supplying a processing gas containing an oxidizing gas and a reducing gas into the reaction chamber;
An exhaust means for exhausting the gas in the reaction chamber;
The temperature of the reaction chamber is controlled to 350 to 400 ° C. by controlling the heating unit to activate the oxidizing gas and the reducing gas, and the treatment target is activated by the activated oxidizing gas and reducing gas. Control means for removing organic matter adhering to the body ;
An apparatus for processing an object to be processed.
前記制御手段は前記処理ガスを前記被処理体収容部に供給させ、前記複数枚の被処理体に付着した有機物を除去する、ことを特徴とする請求項4または5に記載の被処理体の処理装置。The reaction chamber includes a target object storage unit that can store a plurality of the target objects.
6. The object to be processed according to claim 4 or 5 , wherein the control means supplies the processing gas to the object to be processed container and removes organic substances attached to the plurality of objects to be processed. Processing equipment.
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