JPH05160085A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH05160085A JPH05160085A JP32720791A JP32720791A JPH05160085A JP H05160085 A JPH05160085 A JP H05160085A JP 32720791 A JP32720791 A JP 32720791A JP 32720791 A JP32720791 A JP 32720791A JP H05160085 A JPH05160085 A JP H05160085A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体装置の製造方法に関し，半導体基板表
面の自然酸化膜の除去，クリーニング，平坦化等の表面
処理を行う方法を目的とする。 【構成】 半導体装置の製造過程において，反応チャン
バ３内に表面処理を施す半導体基板１を配置し, ２種類
以上の原料ガスを含むガスを反応チャンバ３内に導入
し，２種類以上の原料ガスを反応させて新たな化合物を
生成し，反応過程で生じる活性物及び／又は反応の結果
生じた化合物を半導体基板１表面に作用させて，表面処
理を行うように構成する。また，反応チャンバ３内に導
入された前記２種類以上の原料ガスに光を照射すること
により反応を促進するように構成する。また，反応チャ
ンバ３内に導入された前記２種類以上の原料ガスに荷電
粒子を照射することにより反応を促進するように構成す
る。
面の自然酸化膜の除去，クリーニング，平坦化等の表面
処理を行う方法を目的とする。 【構成】 半導体装置の製造過程において，反応チャン
バ３内に表面処理を施す半導体基板１を配置し, ２種類
以上の原料ガスを含むガスを反応チャンバ３内に導入
し，２種類以上の原料ガスを反応させて新たな化合物を
生成し，反応過程で生じる活性物及び／又は反応の結果
生じた化合物を半導体基板１表面に作用させて，表面処
理を行うように構成する。また，反応チャンバ３内に導
入された前記２種類以上の原料ガスに光を照射すること
により反応を促進するように構成する。また，反応チャ
ンバ３内に導入された前記２種類以上の原料ガスに荷電
粒子を照射することにより反応を促進するように構成す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造方法に
係り，特に，半導体基板表面の自然酸化膜の除去，クリ
ーニング，平坦化等の表面処理を行う方法に関する。
係り，特に，半導体基板表面の自然酸化膜の除去，クリ
ーニング，平坦化等の表面処理を行う方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来，半導体装置の製造過程において，
半導体基板の表面処理においては，処理に必要とされる
ガスをそのまま半導体基板の配置されたチャンバ内に導
入することが行われている。例えば，半導体基板表面の
自然酸化膜を除去するために，フッ化水素（ＨＦ）をＨ
Ｆボンベから直接チャンバ内に導入している。
半導体基板の表面処理においては，処理に必要とされる
ガスをそのまま半導体基板の配置されたチャンバ内に導
入することが行われている。例えば，半導体基板表面の
自然酸化膜を除去するために，フッ化水素（ＨＦ）をＨ
Ｆボンベから直接チャンバ内に導入している。
【０００３】また，フッ素をチャンバ内に導入し，それ
に電子線を照射して活性種を生成したり，亜酸化窒素を
チャンバ内に導入し，それに紫外線を照射して活性酸素
を生成したりして半導体基板の表面処理を行うことが知
られている。
に電子線を照射して活性種を生成したり，亜酸化窒素を
チャンバ内に導入し，それに紫外線を照射して活性酸素
を生成したりして半導体基板の表面処理を行うことが知
られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は従来の方法と
は原理が異なり，表面処理用ガスそのものを直接チャン
バ内に導入せず，また，電子線照射や紫外線照射を必ず
しも必要とせず，しかも効果の大きい表面処理方法を提
供することを目的とする。
は原理が異なり，表面処理用ガスそのものを直接チャン
バ内に導入せず，また，電子線照射や紫外線照射を必ず
しも必要とせず，しかも効果の大きい表面処理方法を提
供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】図１〜３は本発明を実施
する装置の第１例〜第３例を示す模式図である。上記課
題は，半導体装置の製造過程において，反応チャンバ３
内に表面処理を施す半導体基板１を配置し, ２種類以上
の原料ガスを含むガスを該反応チャンバ３内に導入し，
該２種類以上の原料ガスを反応させて新たな化合物を生
成し，反応過程で生じる活性物及び／又は反応の結果生
じた化合物を該半導体基板１表面に作用させて，表面処
理を行う半導体装置の製造方法によって解決される。
する装置の第１例〜第３例を示す模式図である。上記課
題は，半導体装置の製造過程において，反応チャンバ３
内に表面処理を施す半導体基板１を配置し, ２種類以上
の原料ガスを含むガスを該反応チャンバ３内に導入し，
該２種類以上の原料ガスを反応させて新たな化合物を生
成し，反応過程で生じる活性物及び／又は反応の結果生
じた化合物を該半導体基板１表面に作用させて，表面処
理を行う半導体装置の製造方法によって解決される。
【０００６】また，反応チャンバ３内に導入された前記
２種類以上の原料ガスに光を照射することにより反応を
促進する半導体装置の製造方法によって解決される。ま
た，反応チャンバ３内に導入された前記２種類以上の原
料ガスに荷電粒子を照射することにより反応を促進する
半導体装置の製造方法によって解決される。
２種類以上の原料ガスに光を照射することにより反応を
促進する半導体装置の製造方法によって解決される。ま
た，反応チャンバ３内に導入された前記２種類以上の原
料ガスに荷電粒子を照射することにより反応を促進する
半導体装置の製造方法によって解決される。
【０００７】また，前記２種類以上の原料ガスがフッ素
及び水素である半導体装置の製造方法によって解決され
る。
及び水素である半導体装置の製造方法によって解決され
る。
【０００８】
【作用】本発明では，２種類以上の原料ガスを反応チャ
ンバ３内に導入し，その２種類以上の原料ガスを反応さ
せて新たな化合物を生成している。このようにすれば，
反応の結果生成された新たな化合物を半導体基板１表面
に作用させて表面処理を行うことができる。新たな化合
物は生成の初期において励起状態にあるため活性が大き
く，大きな表面処理効果が期待できる。
ンバ３内に導入し，その２種類以上の原料ガスを反応さ
せて新たな化合物を生成している。このようにすれば，
反応の結果生成された新たな化合物を半導体基板１表面
に作用させて表面処理を行うことができる。新たな化合
物は生成の初期において励起状態にあるため活性が大き
く，大きな表面処理効果が期待できる。
【０００９】さらに，新たな化合物の生成過程で化学反
応に関与するエネルギーにより，各種の活性物，例えば
ラジカルやイオンが過渡的に生成され，それらの活性物
を半導体基板１表面に作用させて表面処理を行うことが
できる。
応に関与するエネルギーにより，各種の活性物，例えば
ラジカルやイオンが過渡的に生成され，それらの活性物
を半導体基板１表面に作用させて表面処理を行うことが
できる。
【００１０】新たな化合物の生成に，光照射や荷電粒子
照射は必ずしも必要ではないが，それにより反応を促進
して処理時間を短縮することが可能であり，また，光照
射や荷電粒子照射により，新たな活性物の生成も可能と
なるので，各種プロセスの前処理に効果的に適用するこ
とができる。
照射は必ずしも必要ではないが，それにより反応を促進
して処理時間を短縮することが可能であり，また，光照
射や荷電粒子照射により，新たな活性物の生成も可能と
なるので，各種プロセスの前処理に効果的に適用するこ
とができる。
【００１１】また，原料ガスとしてフッ素と水素を用い
ることにより，半導体基板の表面処理を効果的に行うこ
とができる。
ることにより，半導体基板の表面処理を効果的に行うこ
とができる。
【００１２】
【実施例】図１は本発明を実施する装置の第１例を示す
模式図であり，１は半導体基板，２は基板搭載台，３は
反応チャンバ，4a〜4cは原料ガス供給管，5a〜5cはバル
ブ，６は原料ガス導入口，７は排気口を表す。
模式図であり，１は半導体基板，２は基板搭載台，３は
反応チャンバ，4a〜4cは原料ガス供給管，5a〜5cはバル
ブ，６は原料ガス導入口，７は排気口を表す。
【００１３】図１を参照しながら第１の実施例について
説明する。表面に自然酸化膜が形成されたＳｉ基板１を
基板搭載台２に搭載する。原料ガス供給管4a，4bから，
それぞれ，水素ガスとフッ素ガスを供給し，バルブ5a,5
bを通して原料ガス導入口６から原料ガスを反応チャン
バ３内に導入する。同時に原料ガス供給管4cからアルゴ
ンガスをバルブ5cを経て原料ガス導入口６から反応チャ
ンバ３内に導入する。アルゴンガスは水素ガスとフッ素
ガスを希釈する希釈ガスである。
説明する。表面に自然酸化膜が形成されたＳｉ基板１を
基板搭載台２に搭載する。原料ガス供給管4a，4bから，
それぞれ，水素ガスとフッ素ガスを供給し，バルブ5a,5
bを通して原料ガス導入口６から原料ガスを反応チャン
バ３内に導入する。同時に原料ガス供給管4cからアルゴ
ンガスをバルブ5cを経て原料ガス導入口６から反応チャ
ンバ３内に導入する。アルゴンガスは水素ガスとフッ素
ガスを希釈する希釈ガスである。
【００１４】原料ガスの水素ガスとフッ素ガスの全部を
ＨＦガスに変換して，２％の濃度となるようにする。各
ガスの流量と体積百分率は次の如くである。 フッ素ガス（Ｆ2 ） ５ SCCM （１％） 水素ガス（Ｈ2 ） ５ SCCM （１％） アルゴンガス（Ａｒ） 490 SCCM （98％） フッ素ガス（Ｆ2 ）と水素ガス（Ｈ2 ）は反応してフッ
化水素（ＨＦ）を生じる。その反応過程は必ずしも明確
ではないが，次のような途中過程を経ることが推定され
る。
ＨＦガスに変換して，２％の濃度となるようにする。各
ガスの流量と体積百分率は次の如くである。 フッ素ガス（Ｆ2 ） ５ SCCM （１％） 水素ガス（Ｈ2 ） ５ SCCM （１％） アルゴンガス（Ａｒ） 490 SCCM （98％） フッ素ガス（Ｆ2 ）と水素ガス（Ｈ2 ）は反応してフッ
化水素（ＨＦ）を生じる。その反応過程は必ずしも明確
ではないが，次のような途中過程を経ることが推定され
る。
【００１５】Ｈ2 ＋Ｆ2 ＝ＨＦ＋Ｈ＋Ｆ ＨＦもＨもＦも生成の初期は励起状態にあって活性が強
い。これらの生成物はＳｉ基板１表面の自然酸化膜と反
応してそれを除去した。
い。これらの生成物はＳｉ基板１表面の自然酸化膜と反
応してそれを除去した。
【００１６】次に，図１を参照しながら第２の実施例に
ついて説明する。この例は原料ガスのフッ素ガスの全部
と水素ガスの一部をＨＦガスに変換して２％の濃度とす
る場合で，原料ガス及び希釈ガスの流量と体積百分率は
次の如くである。
ついて説明する。この例は原料ガスのフッ素ガスの全部
と水素ガスの一部をＨＦガスに変換して２％の濃度とす
る場合で，原料ガス及び希釈ガスの流量と体積百分率は
次の如くである。
【００１７】 フッ素ガス（Ｆ2 ） ５ SCCM （１％） 水素ガス（Ｈ2 ） 250 SCCM （50％） アルゴンガス（Ａｒ） 245 SCCM （49％） この場合も第１の実施例と同様にして，Ｓｉ基板１表面
の自然酸化膜を除去することができた。
の自然酸化膜を除去することができた。
【００１８】次に，図１を参照しながら第３の実施例に
ついて説明する。この例は原料ガスとしてアンモニアと
フッ化窒素を用い，それらからＨＦガスを生成する場合
である。第１の実施例のフッ素ガス（Ｆ2 ）に替えてフ
ッ化窒素（ＮＦ3 ）を供給し，水素ガス（Ｈ2 ）に替え
てアンモニア（ＮＨ3 ）を供給する。各ガスの流量と体
積百分率は次の如くである。
ついて説明する。この例は原料ガスとしてアンモニアと
フッ化窒素を用い，それらからＨＦガスを生成する場合
である。第１の実施例のフッ素ガス（Ｆ2 ）に替えてフ
ッ化窒素（ＮＦ3 ）を供給し，水素ガス（Ｈ2 ）に替え
てアンモニア（ＮＨ3 ）を供給する。各ガスの流量と体
積百分率は次の如くである。
【００１９】 アンモニア（ＮＨ3 ） １０ SCCM （２％） フッ化窒素（ＮＦ3 ） ５ SCCM （１％） アルゴンガス（Ａｒ） 485 SCCM （97％） この場合もＨＦガスが生成し，第１の実施例と同様にし
て，Ｓｉ基板１表面の自然酸化膜を除去することができ
た。
て，Ｓｉ基板１表面の自然酸化膜を除去することができ
た。
【００２０】図２は本発明を実施する装置の第２例を示
す模式図であり，１は半導体基板，２は基板搭載台，３
は反応チャンバ，4a〜4cは原料ガス供給管，5a〜5cはバ
ルブ，６は原料ガス導入口，７は排気口，８は水銀ラン
プ，９は窓を表す。
す模式図であり，１は半導体基板，２は基板搭載台，３
は反応チャンバ，4a〜4cは原料ガス供給管，5a〜5cはバ
ルブ，６は原料ガス導入口，７は排気口，８は水銀ラン
プ，９は窓を表す。
【００２１】図２を参照しながら第４の実施例について
説明する。半導体基板１は表面に自然酸化膜が形成され
たＳｉ基板である。この例では前述の第１の実施例に加
えて，水銀ランプ８による紫外線を窓９を通して原料ガ
スに照射する。原料ガス及び希釈ガスの条件は第１の実
施例と同じである。
説明する。半導体基板１は表面に自然酸化膜が形成され
たＳｉ基板である。この例では前述の第１の実施例に加
えて，水銀ランプ８による紫外線を窓９を通して原料ガ
スに照射する。原料ガス及び希釈ガスの条件は第１の実
施例と同じである。
【００２２】水銀ランプ８として低圧水銀ランプまたは
高圧水銀ランプを使用することができる。例えば高圧水
銀ランプを用いると，これはＦ2 の吸収帯の波長を含
み，紫外線の照射によりＦ2 の分解を促進する効果が大
きい。水銀ランプ８による紫外線照射により，第１の実
施例の場合よりも効果的に自然酸化膜を除去することが
できた。
高圧水銀ランプを使用することができる。例えば高圧水
銀ランプを用いると，これはＦ2 の吸収帯の波長を含
み，紫外線の照射によりＦ2 の分解を促進する効果が大
きい。水銀ランプ８による紫外線照射により，第１の実
施例の場合よりも効果的に自然酸化膜を除去することが
できた。
【００２３】自然酸化膜除去の他に，Ｓｉ基板１表面に
付着した炭素系汚染物に対するクリーニング効果も確認
できた。表面平坦化の効果も確認できた。さらに，清浄
化されたＳｉ基板１表面のＳｉに存在するダングリング
ボンドにＨが結合し，表面を安定化する効果もみられ
た。
付着した炭素系汚染物に対するクリーニング効果も確認
できた。表面平坦化の効果も確認できた。さらに，清浄
化されたＳｉ基板１表面のＳｉに存在するダングリング
ボンドにＨが結合し，表面を安定化する効果もみられ
た。
【００２４】なお，水銀ランプに替えて重水素ランプを
使用することもできる。重水素ランプはＨＦの吸収帯と
一致する波長を含み，ＨＦの励起に効果的であり，その
結果，第１の実施例より効果的に自然酸化膜を除去する
ことができる。自然酸化膜除去の他に，基板表面の炭素
系汚染に対するクリーニング効果もあり，さらに，表面
平坦化の効果もある。
使用することもできる。重水素ランプはＨＦの吸収帯と
一致する波長を含み，ＨＦの励起に効果的であり，その
結果，第１の実施例より効果的に自然酸化膜を除去する
ことができる。自然酸化膜除去の他に，基板表面の炭素
系汚染に対するクリーニング効果もあり，さらに，表面
平坦化の効果もある。
【００２５】図３は本発明を実施する装置の第３例を示
す模式図であり，１は半導体基板，２は基板搭載台，３
は反応チャンバ，4a〜4cは原料ガス供給管，5a〜5cはバ
ルブ，６は原料ガス導入口，７は排気口，10は電子線源
を表す。
す模式図であり，１は半導体基板，２は基板搭載台，３
は反応チャンバ，4a〜4cは原料ガス供給管，5a〜5cはバ
ルブ，６は原料ガス導入口，７は排気口，10は電子線源
を表す。
【００２６】図３を参照しながら第５の実施例について
説明する。半導体基板１は表面に自然酸化膜が形成され
たＳｉ基板であり，この例では前述の第１の実施例に加
えて，電子線源10から電子線を原料ガスに照射する。原
料ガス及び希釈ガスの条件は第１の実施例と同じであ
る。
説明する。半導体基板１は表面に自然酸化膜が形成され
たＳｉ基板であり，この例では前述の第１の実施例に加
えて，電子線源10から電子線を原料ガスに照射する。原
料ガス及び希釈ガスの条件は第１の実施例と同じであ
る。
【００２７】電子線の照射により原料ガスからＨＦを生
じる反応が促進される。その結果，第１の実施例より効
果的に自然酸化膜を除去することができた。電子線の照
射に替えて，イオンビームのような荷電粒子線を照射し
ても，同様の効果が得られる。
じる反応が促進される。その結果，第１の実施例より効
果的に自然酸化膜を除去することができた。電子線の照
射に替えて，イオンビームのような荷電粒子線を照射し
ても，同様の効果が得られる。
【００２８】なお，第１の実施例乃至第５の実施例と
も，表面処理時に半導体基板１を加熱してもよい。これ
は表面処理を促進する補助的効果がある。本発明の適用
は自然酸化膜の除去に限ることはなく，半導体装置製造
の過程における各種の前処理，例えば炭素系汚染物の付
着した表面のクリーニング，表面の平坦化，水素結合に
よるＳｉ基板表面の安定化といった表面処理に有効に適
用することができる。
も，表面処理時に半導体基板１を加熱してもよい。これ
は表面処理を促進する補助的効果がある。本発明の適用
は自然酸化膜の除去に限ることはなく，半導体装置製造
の過程における各種の前処理，例えば炭素系汚染物の付
着した表面のクリーニング，表面の平坦化，水素結合に
よるＳｉ基板表面の安定化といった表面処理に有効に適
用することができる。
【００２９】また，本発明の処理方法はプラズマ処理と
異なり，基板にダメージを与えることがない。複数の原
料ガスから生じる化合物もフッ化水素に限らず，新たな
化合物の生成過程で生じる活性物も使用できるという本
発明の趣旨にしたがって種々のバリエーションを案出す
ることができる。
異なり，基板にダメージを与えることがない。複数の原
料ガスから生じる化合物もフッ化水素に限らず，新たな
化合物の生成過程で生じる活性物も使用できるという本
発明の趣旨にしたがって種々のバリエーションを案出す
ることができる。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように，本発明によれば，
半導体装置製造工程において，半導体基板表面の自然酸
化膜の除去，表面のクリーニング，表面の平坦化といっ
た表面処理を基板にダメージを与えることなく行うこと
ができる。
半導体装置製造工程において，半導体基板表面の自然酸
化膜の除去，表面のクリーニング，表面の平坦化といっ
た表面処理を基板にダメージを与えることなく行うこと
ができる。
【００３１】本発明は，半導体装置製造工程において，
前処理を必要とする各段階で有効に適用できるものであ
り，半導体装置の高性能化に寄与するものである。
前処理を必要とする各段階で有効に適用できるものであ
り，半導体装置の高性能化に寄与するものである。
【図１】本発明を実施する装置の第１例を示す模式図で
ある。
ある。
【図２】本発明を実施する装置の第２例を示す模式図で
ある。
ある。
【図３】本発明を実施する装置の第３例を示す模式図で
ある。
ある。
１は半導体基板であってＳｉ基板 ２は基板搭載台 ３は反応チャンバ 4a〜4cは原料ガス供給管 5a〜5cはバルブ ６は原料ガス導入口 ７は排気口 ８は水銀ランプ ９は窓 10は電子線源
Claims (4)
- 【請求項１】 半導体装置の製造過程において，反応チ
ャンバ(3) 内に表面処理を施す半導体基板(1) を配置
し, ２種類以上の原料ガスを含むガスを該反応チャンバ
(3) 内に導入し，該２種類以上の原料ガスを反応させて
新たな化合物を生成し，反応過程で生じる活性物及び／
又は反応の結果生じた化合物を該半導体基板(1) 表面に
作用させて，表面処理を行うことを特徴とする半導体装
置の製造方法。 - 【請求項２】 反応チャンバ(3) 内に導入された前記２
種類以上の原料ガスに光を照射することにより反応を促
進することを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製
造方法。 - 【請求項３】 反応チャンバ(3) 内に導入された前記２
種類以上の原料ガスに荷電粒子を照射することにより反
応を促進することを特徴とする請求項１記載の半導体装
置の製造方法。 - 【請求項４】 前記２種類以上の原料ガスがフッ素及び
水素であることを特徴とする請求項１乃至３記載の半導
体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32720791A JPH05160085A (ja) | 1991-12-11 | 1991-12-11 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32720791A JPH05160085A (ja) | 1991-12-11 | 1991-12-11 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05160085A true JPH05160085A (ja) | 1993-06-25 |
Family
ID=18196513
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32720791A Withdrawn JPH05160085A (ja) | 1991-12-11 | 1991-12-11 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05160085A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6838391B2 (en) | 1998-05-29 | 2005-01-04 | Osram Opto Semiconductors Gmbh & Co. Ohg | Method of semiconductor processing including fluoride |
| US7105101B2 (en) | 2002-10-03 | 2006-09-12 | Tokyo Electron Limited | Method of removing oxide film on a substrate with hydrogen and fluorine radicals |
| JP2008205440A (ja) * | 2007-01-11 | 2008-09-04 | Applied Materials Inc | Ｎｈ３−ｎｆ３化学による酸化物エッチング |
| WO2023058582A1 (ja) * | 2021-10-06 | 2023-04-13 | 東京エレクトロン株式会社 | エッチング方法及びエッチング装置 |
-
1991
- 1991-12-11 JP JP32720791A patent/JPH05160085A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6838391B2 (en) | 1998-05-29 | 2005-01-04 | Osram Opto Semiconductors Gmbh & Co. Ohg | Method of semiconductor processing including fluoride |
| US6864112B1 (en) | 1998-05-29 | 2005-03-08 | Osram Opto Semiconductors Gmbh & Co. Ohg | Method of production of a patterned semiconductor layer |
| US7105101B2 (en) | 2002-10-03 | 2006-09-12 | Tokyo Electron Limited | Method of removing oxide film on a substrate with hydrogen and fluorine radicals |
| JP2008205440A (ja) * | 2007-01-11 | 2008-09-04 | Applied Materials Inc | Ｎｈ３−ｎｆ３化学による酸化物エッチング |
| WO2023058582A1 (ja) * | 2021-10-06 | 2023-04-13 | 東京エレクトロン株式会社 | エッチング方法及びエッチング装置 |
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| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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