JPH0352224A - 光励起ドライエッチング装置 - Google Patents
光励起ドライエッチング装置Info
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- JPH0352224A JPH0352224A JP18813989A JP18813989A JPH0352224A JP H0352224 A JPH0352224 A JP H0352224A JP 18813989 A JP18813989 A JP 18813989A JP 18813989 A JP18813989 A JP 18813989A JP H0352224 A JPH0352224 A JP H0352224A
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Landscapes
- Drying Of Semiconductors (AREA)
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。
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］
短波長の光により活性化されたエッチングガスを用いて
半導体ウェハ表面をエッチングあるいは洗浄する装置に
関し， 複数の半導体ウェハをバッチ処理可能とすることを目的
とし 複数の半導体ウェハを．隣接するものどうしの表面が互
いに空間をあけて対向するように保持する保持機構と，
該保持機構を収納し、かつ，エッチングガスが導入され
る容器と，該空間内に設けられ，該エッチングガスを活
性化可能な波長の光を発生する光源とを備えることから
構或される。
半導体ウェハ表面をエッチングあるいは洗浄する装置に
関し， 複数の半導体ウェハをバッチ処理可能とすることを目的
とし 複数の半導体ウェハを．隣接するものどうしの表面が互
いに空間をあけて対向するように保持する保持機構と，
該保持機構を収納し、かつ，エッチングガスが導入され
る容器と，該空間内に設けられ，該エッチングガスを活
性化可能な波長の光を発生する光源とを備えることから
構或される。
本発明は，短波長の光により励起された反応性ガスを用
いて半導体ウェハを乾式処理するための装置，とくに，
ドライエッチングあるいは洗浄するための装置に関する
。
いて半導体ウェハを乾式処理するための装置，とくに，
ドライエッチングあるいは洗浄するための装置に関する
。
ハロゲンガスのような，シリコンと反応して揮発性のシ
リコン化合物を生或するガスを照射光により励起してラ
ジカルを生威し，このラジカルをシリコンウェハと反応
させてウェハ表面をエッチングするドライエッチング方
法がある。（例えば，杉野ら．電気化学及び工業物理学
５６，Ｎｏ．７．ｐ．５３３（１９８８）参照）また，
このエッチング作用によりウェハ表面を洗浄する方法が
ある。（例えば，特願昭６２−２７２５４１） 乾式の洗浄方法を例にとると，ウェハ表面に存在するＦ
ｅ， Ｎｉ， Ｃｒ等の重金属不純物，あるいは，Ｎａ
， Ｃａ． Ｍｇ等のアルカリまたはアルカリ土類金属
不純物は塩化物として気化し，処理系から除去される。
リコン化合物を生或するガスを照射光により励起してラ
ジカルを生威し，このラジカルをシリコンウェハと反応
させてウェハ表面をエッチングするドライエッチング方
法がある。（例えば，杉野ら．電気化学及び工業物理学
５６，Ｎｏ．７．ｐ．５３３（１９８８）参照）また，
このエッチング作用によりウェハ表面を洗浄する方法が
ある。（例えば，特願昭６２−２７２５４１） 乾式の洗浄方法を例にとると，ウェハ表面に存在するＦ
ｅ， Ｎｉ， Ｃｒ等の重金属不純物，あるいは，Ｎａ
， Ｃａ． Ｍｇ等のアルカリまたはアルカリ土類金属
不純物は塩化物として気化し，処理系から除去される。
したがって，乾式処理方式によれば，湿式処理方式にお
けるような処理溶液中の不純物の再付着がないために，
高度の清浄化が可能である。
けるような処理溶液中の不純物の再付着がないために，
高度の清浄化が可能である。
さらに重要な長所は，溶液の表面張力の影響がないため
に，湿式処理方式では不可能な微細なパターンあるいは
アスベクト比の大きなパターンを形威できることである
。
に，湿式処理方式では不可能な微細なパターンあるいは
アスベクト比の大きなパターンを形威できることである
。
さらに，光励起を用いる乾式の処理方法によれば，処理
温度を低温化できる。したがって，ウェハにおける注入
不純物の再拡散あるいは絶縁層中における不純物の拡散
が抑制される。このことは，浅い不純物拡散層や薄い絶
縁層を用いて構威される高密度・高性能の半導体装置の
製造に有利な方法であることを意味する。
温度を低温化できる。したがって，ウェハにおける注入
不純物の再拡散あるいは絶縁層中における不純物の拡散
が抑制される。このことは，浅い不純物拡散層や薄い絶
縁層を用いて構威される高密度・高性能の半導体装置の
製造に有利な方法であることを意味する。
？発明が解決しようとする課題］
上記従来の光励起によるドライエッチング法を行うため
の装置を第４図に示す。反応容器１内部には一枚のウェ
ハ２が設置されており，反応容器ｌ外部に設けられた励
起用の光源４から２０００人〜４０００人の光が照射さ
れる。ガス導入管５から反応容器１内部に．塩素ガス（
Ｃｌｚ）等のエッチングガスを導入する。Ｃ１■は上記
の光により励起され塩素ラジカルＣＩＺ” ， ＣＩ”
を生じる。これらラジカルがウェハ２表面および表面に
存在する不純物原子と反応し１ これらの揮発性化合物
を生或する。
の装置を第４図に示す。反応容器１内部には一枚のウェ
ハ２が設置されており，反応容器ｌ外部に設けられた励
起用の光源４から２０００人〜４０００人の光が照射さ
れる。ガス導入管５から反応容器１内部に．塩素ガス（
Ｃｌｚ）等のエッチングガスを導入する。Ｃ１■は上記
の光により励起され塩素ラジカルＣＩＺ” ， ＣＩ”
を生じる。これらラジカルがウェハ２表面および表面に
存在する不純物原子と反応し１ これらの揮発性化合物
を生或する。
このようにして，ウェハ２表面がエッチングされ表面の
不純物原子が同時に除去される。なお，図において符号
６は上記照射光を通過させる窓，７はウェハ２をｆ２置
するサセプタ，８は反応容器１内部を所定圧力に維持す
るための排気装置（図示省略）に接続された排気管であ
る。
不純物原子が同時に除去される。なお，図において符号
６は上記照射光を通過させる窓，７はウェハ２をｆ２置
するサセプタ，８は反応容器１内部を所定圧力に維持す
るための排気装置（図示省略）に接続された排気管であ
る。
従来の光励起を用いるエッチング装置は，第５図に示す
ように，ウェハ２を一枚ずつ反応容器１内に設置して処
理する枚葉式のものが主であった。
ように，ウェハ２を一枚ずつ反応容器１内に設置して処
理する枚葉式のものが主であった。
その理由は，上記エッチング反応を均一に進行させるた
めに，ウェハ２表面に対して均一な光照射を行うことが
必要であるからである。すなわち，ウェハ２表面に均一
な光が照射されないと，ウェハ２表面のエッチング深さ
が不均一になる。また，第４図と同様の装置を用いて光
励起による化学気相戒長（ＣＶＤ）を行う場合には，生
戒する膜の厚さの分布が不均一になる． 反応ガスを熱的に励起して所望の反応を起こさせる乾式
の処理方法，例えばＳｉｎ．膜やポリシリコン層を堆積
するＣｖＤ法においては，９１０ないし数１００枚のウ
ェハをバッチ処理することが可能になっており，これに
より処理工程のスルーブットが向上されている。
めに，ウェハ２表面に対して均一な光照射を行うことが
必要であるからである。すなわち，ウェハ２表面に均一
な光が照射されないと，ウェハ２表面のエッチング深さ
が不均一になる。また，第４図と同様の装置を用いて光
励起による化学気相戒長（ＣＶＤ）を行う場合には，生
戒する膜の厚さの分布が不均一になる． 反応ガスを熱的に励起して所望の反応を起こさせる乾式
の処理方法，例えばＳｉｎ．膜やポリシリコン層を堆積
するＣｖＤ法においては，９１０ないし数１００枚のウ
ェハをバッチ処理することが可能になっており，これに
より処理工程のスルーブットが向上されている。
しかしながら，光励起を用いる処理方法においては．従
来，上記のように保持された複数のウェハ表面に均一に
光を照射する方法がなく，多数のウェハをバッチ処理す
ることが不可能であった９本発明は，複数のウェハを光
励起法を用いてドライエッチング可能とし，これにより
工程のスルーブットを向上することを目的とする。
来，上記のように保持された複数のウェハ表面に均一に
光を照射する方法がなく，多数のウェハをバッチ処理す
ることが不可能であった９本発明は，複数のウェハを光
励起法を用いてドライエッチング可能とし，これにより
工程のスルーブットを向上することを目的とする。
上記目的は，複数の半導体ウェハを，隣接するものどう
しの表面が互いに空間をあけて対向するように保持する
保持機構と，該保持機構を収納しかつ，エッチングガス
が導入される容器と，該空間内に設けられ，該エッチン
グガスを活性化可能な波長の光を発生する光源とを備え
たことを特徴とする本発明に係る光励起ドライエッチン
グ装置によって達戒される。
しの表面が互いに空間をあけて対向するように保持する
保持機構と，該保持機構を収納しかつ，エッチングガス
が導入される容器と，該空間内に設けられ，該エッチン
グガスを活性化可能な波長の光を発生する光源とを備え
たことを特徴とする本発明に係る光励起ドライエッチン
グ装置によって達戒される。
〔作 用］
互いに空間をあけて対向するように保持されたウェハの
間に，ウェハと同じ形状の平板状の光源を設置し，ウェ
ハ表面が均一に照射される状態の下で反応ガスを導入す
る。これにより各々のウェハ表面において光化学反応が
均一に進行し，複数のウェハを一括してドライエッチン
グおよびドライ洗浄可能となる。
間に，ウェハと同じ形状の平板状の光源を設置し，ウェ
ハ表面が均一に照射される状態の下で反応ガスを導入す
る。これにより各々のウェハ表面において光化学反応が
均一に進行し，複数のウェハを一括してドライエッチン
グおよびドライ洗浄可能となる。
本発明は，ドライエッチングおよびドライ洗浄に限らず
，光励起ＣＶＤ法のような膜形成方法にも通用可能であ
る。
，光励起ＣＶＤ法のような膜形成方法にも通用可能であ
る。
以下本発明の実施例を図面を参照して説明する．第１図
は本発明の光励起ドライエッチング装置原理的構或を示
す模式図であって，例えば石英管から戒る反応容器１０
内には．シリコンから或る複数のウェハ２が設置されて
いる。ウェハ２は，例えば１〜１０ｍｍ程度の空間をあ
けて互いに積み重なるように，通常のＣＶＤ法において
用いられる周知の保持機構ｌ１により保持されている。
は本発明の光励起ドライエッチング装置原理的構或を示
す模式図であって，例えば石英管から戒る反応容器１０
内には．シリコンから或る複数のウェハ２が設置されて
いる。ウェハ２は，例えば１〜１０ｍｍ程度の空間をあ
けて互いに積み重なるように，通常のＣＶＤ法において
用いられる周知の保持機構ｌ１により保持されている。
ウェハ２間の各々の空間には，ウェハ２の表面と平行に
平板状の光源２０が設置されている。光源２０は，例え
ば２０００人〜４０００人の光を放出する。
平板状の光源２０が設置されている。光源２０は，例え
ば２０００人〜４０００人の光を放出する。
反応容器１０には，ガス導入管１２と排気管１３が設け
られている。ガス導入管ｌ２を通じて，反応容器１０内
部に，例えば塩素ガス（Ｃ１２）のようなエッチングガ
スを導入し，一方，排気管１３を通じて反応容器１０内
部の圧力をｌ Ｔｏｒｒに〜１００Ｔｏｒｒに維持する
。Ｃ１ｔは光源２０からの光によって励起され，塩素ラ
ジカル（Ｃｈ” ， Ｃｌ“）を生じる。これら塩素ラ
ジカルにより，ウェハ２表面がエッチングされ，表面に
存在する不純物が同時に除去され，清浄なウェハ２表面
が露出する。
られている。ガス導入管ｌ２を通じて，反応容器１０内
部に，例えば塩素ガス（Ｃ１２）のようなエッチングガ
スを導入し，一方，排気管１３を通じて反応容器１０内
部の圧力をｌ Ｔｏｒｒに〜１００Ｔｏｒｒに維持する
。Ｃ１ｔは光源２０からの光によって励起され，塩素ラ
ジカル（Ｃｈ” ， Ｃｌ“）を生じる。これら塩素ラ
ジカルにより，ウェハ２表面がエッチングされ，表面に
存在する不純物が同時に除去され，清浄なウェハ２表面
が露出する。
光源２０の形状は，ウェハ２の形状と一致していること
が必要である。この場合，光源２０はウェハ２と同一形
状の単一光源であっても，ウェハ２の表面より小さな光
源の複数個をウェハ２表面に対向するようにして配置し
たものであってもよい。
が必要である。この場合，光源２０はウェハ２と同一形
状の単一光源であっても，ウェハ２の表面より小さな光
源の複数個をウェハ２表面に対向するようにして配置し
たものであってもよい。
ウェハ２が四角形の場合には，第２図に示すように，棒
状または円柱状の光源２１の複数本を，ウェハ２に対向
して配置すればよい。このような光源２１としては，石
英管内に水銀を封入した周知の高圧または低圧水銀ラン
プを用いればよく，これらをガラス等の絶縁性支持枠（
図示省略）に固定する。ただし，電力供給用のリード線
は，白金等の耐腐食性の金属を用いる。
状または円柱状の光源２１の複数本を，ウェハ２に対向
して配置すればよい。このような光源２１としては，石
英管内に水銀を封入した周知の高圧または低圧水銀ラン
プを用いればよく，これらをガラス等の絶縁性支持枠（
図示省略）に固定する。ただし，電力供給用のリード線
は，白金等の耐腐食性の金属を用いる。
ウェハ２が四角形以外の形状，とくに円形の場合には，
無電極方弐のマイクロ波励起高圧水銀灯を用いればよい
。その例を第３図に示す。同図（ａ）は平面図，イ）は
側面図，（Ｃ）は駆動方法を説明するための模式図であ
り１符号２２は，例えば石英から戒る中空の円筒内に，
水銀とアルゴンガスを封入した光源である。光源２２の
直径はウェハ２と同じもしくはやや大きく，円筒の高さ
は約２０ｍｍである．このような光源２２は，ウェハ２
と同様に，保持機構１１により保持すればよい。
無電極方弐のマイクロ波励起高圧水銀灯を用いればよい
。その例を第３図に示す。同図（ａ）は平面図，イ）は
側面図，（Ｃ）は駆動方法を説明するための模式図であ
り１符号２２は，例えば石英から戒る中空の円筒内に，
水銀とアルゴンガスを封入した光源である。光源２２の
直径はウェハ２と同じもしくはやや大きく，円筒の高さ
は約２０ｍｍである．このような光源２２は，ウェハ２
と同様に，保持機構１１により保持すればよい。
反応容器１０の外部には導波管３０が設けられ，導波管
３０から分岐した導波管３１が，各々の光源２２に対応
して設けられている。導波管３０を通して，例えば２．
４５ＧＨＺのマイクロ波を供給すると，光源２２内の水
銀が励起され，波長２０００人から４０００λの領域の
短波長光を含む光を発生ずる。この発光は光？２２内全
体で均一に発生ずるため，ウェハ２表面が上記２０００
人から４０００人の光により均一に照射される。この間
に，ガス導入管１２を通じて反応容器１０内に．１ｋＰ
ａ程度の圧力の０１■が導入される。
３０から分岐した導波管３１が，各々の光源２２に対応
して設けられている。導波管３０を通して，例えば２．
４５ＧＨＺのマイクロ波を供給すると，光源２２内の水
銀が励起され，波長２０００人から４０００λの領域の
短波長光を含む光を発生ずる。この発光は光？２２内全
体で均一に発生ずるため，ウェハ２表面が上記２０００
人から４０００人の光により均一に照射される。この間
に，ガス導入管１２を通じて反応容器１０内に．１ｋＰ
ａ程度の圧力の０１■が導入される。
Ｃｌｇは上記の光により励起され，ラジカルを生し，ウ
ェハ２表面のエッチングおよび表面に存在する不純物原
子の除去が行われる。
ェハ２表面のエッチングおよび表面に存在する不純物原
子の除去が行われる。
なお，第１図および第３図においては，すべてのウェハ
２間に光源２０または２２を設けた例を示してあるが，
隣接する二枚ずつのウェハ２を，それぞれの鏡面研磨面
を向き合わせて保持機構１１に装填すれば，光源２０は
，これら二枚ずつのウェハ２ごとに一個ずつ設ければよ
い。また，上記実施例においては，横型の反応容器を備
えたエッチング装置を例に説明したが，縦型の反応容器
と保持機構を備えたエッチング装置としても同様に実施
可能である。
２間に光源２０または２２を設けた例を示してあるが，
隣接する二枚ずつのウェハ２を，それぞれの鏡面研磨面
を向き合わせて保持機構１１に装填すれば，光源２０は
，これら二枚ずつのウェハ２ごとに一個ずつ設ければよ
い。また，上記実施例においては，横型の反応容器を備
えたエッチング装置を例に説明したが，縦型の反応容器
と保持機構を備えたエッチング装置としても同様に実施
可能である。
本発明によれば，５０枚以上のウェハを一括して光励起
によるドライエッチングまたは表面洗浄が可能となる。
によるドライエッチングまたは表面洗浄が可能となる。
このエッチング速度の分布は，６インチのウェハ面内に
おいて±５％以内，ウェハ間で±ｌＯ％以内であり，実
用に供し得る均一性が得られた。これにより，光励起を
用いるドライエッチング処理工程のスループットの問題
を解決可能とする効果がある。
おいて±５％以内，ウェハ間で±ｌＯ％以内であり，実
用に供し得る均一性が得られた。これにより，光励起を
用いるドライエッチング処理工程のスループットの問題
を解決可能とする効果がある。
第１図は本発明の原理説明図．
第２図と第３図は本発明における光源の構戒例説明図，
第４図は従来の問題点説明図
である。
図において．
１と１０は反応容器， ２はウェハ．４と２０と２１
と２２は光源， ５と１２はガス導入管， ６は窓， ７はサセプタ， ８と１３は排気管，ｌ１は保持機構
， ３０と３ｌは導波管，である。 １０ 本発明にお｛ナ３貴銭穣揖戊例（その２）第 ３ 囚 従来の問題拭、説明圀 茅 ４ 茜
と２２は光源， ５と１２はガス導入管， ６は窓， ７はサセプタ， ８と１３は排気管，ｌ１は保持機構
， ３０と３ｌは導波管，である。 １０ 本発明にお｛ナ３貴銭穣揖戊例（その２）第 ３ 囚 従来の問題拭、説明圀 茅 ４ 茜
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 複数の半導体ウェハを、隣接するものどうしの表面が互
いに空間をあけて対向するように保持する保持機構と、 該保持機構を収納し、かつ、エッチングガスが導入され
る容器と、 該空間内に設けられ、該エッチングガスを活性化可能な
波長の光を発生する光源 とを備えたことを特徴とする光励起ドライエッチング装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18813989A JPH0352224A (ja) | 1989-07-20 | 1989-07-20 | 光励起ドライエッチング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18813989A JPH0352224A (ja) | 1989-07-20 | 1989-07-20 | 光励起ドライエッチング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0352224A true JPH0352224A (ja) | 1991-03-06 |
Family
ID=16218427
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18813989A Pending JPH0352224A (ja) | 1989-07-20 | 1989-07-20 | 光励起ドライエッチング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0352224A (ja) |
-
1989
- 1989-07-20 JP JP18813989A patent/JPH0352224A/ja active Pending
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