JPH0661199A - 気相エッチング方法および装置 - Google Patents
気相エッチング方法および装置Info
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- JPH0661199A JPH0661199A JP4107196A JP10719692A JPH0661199A JP H0661199 A JPH0661199 A JP H0661199A JP 4107196 A JP4107196 A JP 4107196A JP 10719692 A JP10719692 A JP 10719692A JP H0661199 A JPH0661199 A JP H0661199A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】弗化水素ガスによる二酸化珪素膜の気相エッチ
ングにおいて、反応雰囲気や二酸化珪素膜表面上の水分
量のバラツキによってエッチング特性が異なることを防
ぎ、良好な再現性を得る。 【構成】水蒸気生成槽において、温度制御した循環水１
４で槽内温度を一定にして水蒸気ガスに含まれる水分量
を一定にする。こうした水分量を制御したガスを用い
て、更にエッチングチャンバー２の排気口にガス中水分
測定計１１を設置して、水分量をモニターし、一定の水
分量に達した時に、エッチングを開始する。これによ
り、様々な環境下で、様々な履歴を持つ二酸化珪素膜を
常に一定状態でエッチング可能であり、バッチ間のバラ
ツキがなくなる等、良好な再現性、制御性が得られる。
ングにおいて、反応雰囲気や二酸化珪素膜表面上の水分
量のバラツキによってエッチング特性が異なることを防
ぎ、良好な再現性を得る。 【構成】水蒸気生成槽において、温度制御した循環水１
４で槽内温度を一定にして水蒸気ガスに含まれる水分量
を一定にする。こうした水分量を制御したガスを用い
て、更にエッチングチャンバー２の排気口にガス中水分
測定計１１を設置して、水分量をモニターし、一定の水
分量に達した時に、エッチングを開始する。これによ
り、様々な環境下で、様々な履歴を持つ二酸化珪素膜を
常に一定状態でエッチング可能であり、バッチ間のバラ
ツキがなくなる等、良好な再現性、制御性が得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、弗化水素ガスによる気
相エッチング方法および装置に関する。
相エッチング方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、弗化水素ガスによる二酸化珪素膜
の気相エッチング技術が注目されている。弗化水素酸水
溶液に浸漬させて二酸化珪素膜をエッチングする技術よ
りも、パーティクルの付着量が少なく、純水リンスによ
る自然酸化膜の再成長を抑制可能であり、ゲート酸化膜
形成や金属配線形成の前処理として有望視されている。
従来の弗化水素ガスによる二酸化珪素膜の気相エッチン
グ装置は、例えば図７に示すように構成されている。無
水弗化水素ガス５と希釈及びキャリア用ガス（例えば窒
素ガス）６、そして水蒸気ガス７は各々独立のガス流量
制御計１によって制御され、エッチングチャンバー２内
に導入される。水蒸気ガスは通常、純水が入った槽４内
にキャリアガス（例えば窒素ガス）を通すことによって
供給される。各々のガスを直接半導体基板８上に吹き付
けることによって、半導体基板８上の二酸化珪素膜をエ
ッチングする。反応生成ガスおよび余剰ガスは排気口３
から排気される。
の気相エッチング技術が注目されている。弗化水素酸水
溶液に浸漬させて二酸化珪素膜をエッチングする技術よ
りも、パーティクルの付着量が少なく、純水リンスによ
る自然酸化膜の再成長を抑制可能であり、ゲート酸化膜
形成や金属配線形成の前処理として有望視されている。
従来の弗化水素ガスによる二酸化珪素膜の気相エッチン
グ装置は、例えば図７に示すように構成されている。無
水弗化水素ガス５と希釈及びキャリア用ガス（例えば窒
素ガス）６、そして水蒸気ガス７は各々独立のガス流量
制御計１によって制御され、エッチングチャンバー２内
に導入される。水蒸気ガスは通常、純水が入った槽４内
にキャリアガス（例えば窒素ガス）を通すことによって
供給される。各々のガスを直接半導体基板８上に吹き付
けることによって、半導体基板８上の二酸化珪素膜をエ
ッチングする。反応生成ガスおよび余剰ガスは排気口３
から排気される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の気相エッチング装置では、半導体基板上に形成
された様々な二酸化珪素膜のエッチングの制御性と再現
性が非常に悪い。それは、以下に記載するような理由に
よる。供給ガスに水蒸気ガスを使用せず無水弗化水素ガ
スのみによる二酸化珪素膜のエッチングメカニズムは次
のように考えられている。
た従来の気相エッチング装置では、半導体基板上に形成
された様々な二酸化珪素膜のエッチングの制御性と再現
性が非常に悪い。それは、以下に記載するような理由に
よる。供給ガスに水蒸気ガスを使用せず無水弗化水素ガ
スのみによる二酸化珪素膜のエッチングメカニズムは次
のように考えられている。
【０００４】
【０００５】
【０００６】
【０００７】第１式の反応が進み、反応生成物のＨ2 Ｏ
がある量に達すると第２式が進行する。つまり、Ｈ2 Ｏ
の量がエッチングのトリガーになって、それ以降は第２
式と第３式の間で反応は進行する。図８に横軸に無水弗
化水素ガスを流し始めた時からの時間、縦軸に熱酸化膜
のエッチング量を取った時のエッチング特性の例を示す
が、第１式の反応はエッチング速度が非常に遅い領域
（Ａ）、第２，３式の反応はエッチング速度が大きい領
域（Ｂ）に相当する。
がある量に達すると第２式が進行する。つまり、Ｈ2 Ｏ
の量がエッチングのトリガーになって、それ以降は第２
式と第３式の間で反応は進行する。図８に横軸に無水弗
化水素ガスを流し始めた時からの時間、縦軸に熱酸化膜
のエッチング量を取った時のエッチング特性の例を示す
が、第１式の反応はエッチング速度が非常に遅い領域
（Ａ）、第２，３式の反応はエッチング速度が大きい領
域（Ｂ）に相当する。
【０００８】また、水蒸気ガスを混合させる場合は、以
下の式のようになる。この場合も、エッチング対象物で
ある二酸化珪素膜表面に吸着した水分がある量を越える
と反応が急速に進むようになる。
下の式のようになる。この場合も、エッチング対象物で
ある二酸化珪素膜表面に吸着した水分がある量を越える
と反応が急速に進むようになる。
【０００９】
【００１０】以上の反応式から明らかなように、弗化水
素ガスと二酸化珪素膜の反応には、Ｈ2 Ｏが大きな役割
を果たしている。したがって、水蒸気ガスに含まれてい
る実際の水分量や処理対象である半導体基板上の水分濃
度などがエッチング特性を大きく変化させてしまう。
素ガスと二酸化珪素膜の反応には、Ｈ2 Ｏが大きな役割
を果たしている。したがって、水蒸気ガスに含まれてい
る実際の水分量や処理対象である半導体基板上の水分濃
度などがエッチング特性を大きく変化させてしまう。
【００１１】しかしながら従来の装置では、水蒸気ガス
の生成は、図７に示したように、純水槽４の上部にキャ
リアガス（例えば窒素ガス）７を通過させることによっ
てなされているが、純水槽４は温度管理されておらず、
また圧力制御も行われていないために、キャリアガスの
流量とその生成された水蒸気ガスに含まれる水分量は比
例しないばかりではなく、同じ流量のキャリアガスを流
しても、周辺の温度（例えば室内温度）の変化によって
水の飽和蒸気圧が変化して、その結果、水蒸気ガスに含
まれる水分量が増減してしまう。
の生成は、図７に示したように、純水槽４の上部にキャ
リアガス（例えば窒素ガス）７を通過させることによっ
てなされているが、純水槽４は温度管理されておらず、
また圧力制御も行われていないために、キャリアガスの
流量とその生成された水蒸気ガスに含まれる水分量は比
例しないばかりではなく、同じ流量のキャリアガスを流
しても、周辺の温度（例えば室内温度）の変化によって
水の飽和蒸気圧が変化して、その結果、水蒸気ガスに含
まれる水分量が増減してしまう。
【００１２】また、二酸化珪素膜のエッチングは、処理
対象である二酸化珪素膜表面及び二酸化珪素膜それ自身
の中に含まれている水分量も大きく影響する。半導体基
板を大気中に曝すとすぐ容易に表面に水分が吸着する。
特に二酸化珪素膜表面はＯＨ基（水酸基）やＯ（酸素）
で終端されているために浸水性を示し、水分が吸着しや
すい。現在では、気相エッチング装置に半導体基板をセ
ットする際には、必ず一度大気に曝されなければなら
ず、水分吸着は避けられない。同じ手法で形成された二
酸化珪素膜の場合でも、気相エッチングを行うまでの時
間や保管場所の雰囲気が異なれば、エッチング直前の表
面の水分量には違いがでてくる。従来の気相エッチング
のエッチングシーケンスは通常、チャンバーに半導体基
板を導入する際にチャンバーに混入する大気成分を除去
する目的のプリパージと実際のエッチング、そして弗化
水素ガスをチャンバーから排出するためのポストパージ
の３段階から構成されているが、それらの制御はすべて
時間によって行われている。様々な状態、履歴の二酸化
珪素膜によらずプリパージが時間によって決定されてい
ることは、二酸化珪素膜表面の吸着水分量が一定の状態
でエッチングが開始されないことを意味する。
対象である二酸化珪素膜表面及び二酸化珪素膜それ自身
の中に含まれている水分量も大きく影響する。半導体基
板を大気中に曝すとすぐ容易に表面に水分が吸着する。
特に二酸化珪素膜表面はＯＨ基（水酸基）やＯ（酸素）
で終端されているために浸水性を示し、水分が吸着しや
すい。現在では、気相エッチング装置に半導体基板をセ
ットする際には、必ず一度大気に曝されなければなら
ず、水分吸着は避けられない。同じ手法で形成された二
酸化珪素膜の場合でも、気相エッチングを行うまでの時
間や保管場所の雰囲気が異なれば、エッチング直前の表
面の水分量には違いがでてくる。従来の気相エッチング
のエッチングシーケンスは通常、チャンバーに半導体基
板を導入する際にチャンバーに混入する大気成分を除去
する目的のプリパージと実際のエッチング、そして弗化
水素ガスをチャンバーから排出するためのポストパージ
の３段階から構成されているが、それらの制御はすべて
時間によって行われている。様々な状態、履歴の二酸化
珪素膜によらずプリパージが時間によって決定されてい
ることは、二酸化珪素膜表面の吸着水分量が一定の状態
でエッチングが開始されないことを意味する。
【００１３】水蒸気ガスに含まれる水分量が異なった
り、二酸化珪素膜表面の吸着水分量が異なったりする
と、エッチングのトリガーとなる水分量になるまでの時
間が半導体基板間やバッチ間で異なってしまうため、エ
ッチング時間を一定にすると、最終的にエッチングされ
た二酸化珪素膜圧が大きく異なってしまう。
り、二酸化珪素膜表面の吸着水分量が異なったりする
と、エッチングのトリガーとなる水分量になるまでの時
間が半導体基板間やバッチ間で異なってしまうため、エ
ッチング時間を一定にすると、最終的にエッチングされ
た二酸化珪素膜圧が大きく異なってしまう。
【００１４】このエッチング量の変化による残二酸化珪
素膜の膜厚のばらつきは、配線間などの絶縁性の劣化の
原因となったり、後工程において形成される膜の平坦性
の劣化による上部配線の断線等を引き起こし、最終的な
デバイスの信頼性の劣化、製品の歩留まり低下の原因と
なる。
素膜の膜厚のばらつきは、配線間などの絶縁性の劣化の
原因となったり、後工程において形成される膜の平坦性
の劣化による上部配線の断線等を引き起こし、最終的な
デバイスの信頼性の劣化、製品の歩留まり低下の原因と
なる。
【００１５】本願発明の目的は、上記欠点を除去し、弗
化水素ガスによる高再現性で、制御性良いエッチング方
法および装置を提供することにある。
化水素ガスによる高再現性で、制御性良いエッチング方
法および装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】前述の問題点を解決する
ために本発明は弗化水素ガスによる二酸化珪素膜の気相
エッチングにおいて、水蒸気生成槽の温度制御を行な
い、ガス中の水分濃度を測定して、エッチングの開始時
点を精密に制御する気相エッチング方法及び装置を提供
する。そして、本気相エッチング方法の実現のために、
温度制御され一定量の水分量を含む水蒸気を生成する槽
と、各供給ガス・排気ガスの水分濃度をすべて独立に測
定し、エッチングを制御する水分計を備えた気相エッチ
ング方法および装置を提供する。
ために本発明は弗化水素ガスによる二酸化珪素膜の気相
エッチングにおいて、水蒸気生成槽の温度制御を行な
い、ガス中の水分濃度を測定して、エッチングの開始時
点を精密に制御する気相エッチング方法及び装置を提供
する。そして、本気相エッチング方法の実現のために、
温度制御され一定量の水分量を含む水蒸気を生成する槽
と、各供給ガス・排気ガスの水分濃度をすべて独立に測
定し、エッチングを制御する水分計を備えた気相エッチ
ング方法および装置を提供する。
【００１７】本発明の方法および装置は、従来温度制御
されておらず、含まれる水分濃度が一定ではなかった水
蒸気生成槽を温度制御してガス水分を一定にするととも
に、従来において計測・制御されていなかった供給ガス
および排気ガスの水分濃度を測定・制御して、エッチン
グ対象物の二酸化珪素膜の表面状態、特に水分吸着状態
を一定にすることにより、様々な種類や履歴を持つ二酸
化珪素膜のエッチングの制御性と再現性を改善すること
にある。
されておらず、含まれる水分濃度が一定ではなかった水
蒸気生成槽を温度制御してガス水分を一定にするととも
に、従来において計測・制御されていなかった供給ガス
および排気ガスの水分濃度を測定・制御して、エッチン
グ対象物の二酸化珪素膜の表面状態、特に水分吸着状態
を一定にすることにより、様々な種類や履歴を持つ二酸
化珪素膜のエッチングの制御性と再現性を改善すること
にある。
【００１８】
【実施例】次に、本発明の実施例に関わる弗化水素ガス
による二酸化珪素膜のエッチング方法および装置を説明
し、本発明の特徴および効果を更に明らかにする。
による二酸化珪素膜のエッチング方法および装置を説明
し、本発明の特徴および効果を更に明らかにする。
【００１９】図１は本発明の第１の実施例のシステム全
体の構成図である。チャンバーに供給されるガスは３種
類で、無水弗化水素ガス５と希釈及びキャリア用ガス
（例えば窒素ガス）６、そして水蒸気ガス７で各々独立
のガス流量制御計１によって流量制御され、エッチング
チャンバー２に導入される。水蒸気ガス７は純水槽４の
上に、キャリアとなるガス（例えば窒素ガス）７を流す
ことによって生成される。反応生成ガスおよび余剰ガス
はエッチングチャンバーの排気口３より排気される。各
供給ガスの流量及び各ガス系のバルブ９の開閉操作など
は中央のメインコンピュータ１０によって行われる。本
発明の１例を示す第１の実施例は以上の従来システムに
加えて、新たに各ガス系にそれぞれガス水分測定計１１
を備えている。水分測定計１１のガス接触部を構成して
いる物質によってエッチングチャンバー２に供給される
ガスが汚染されることを予防して各水分測定計１１は供
給ラインと別ラインに設置する。また、排気系に設置さ
れる水分測定計１１は、実際にエッチング時に無水弗化
水素ガス５を流し始めるまでに使用され、エッチング工
程が開始された直後に、水分測定計１１が弗化水素ガス
によって腐食されないように排気ガスはバイパスライン
１２に切り替わる。
体の構成図である。チャンバーに供給されるガスは３種
類で、無水弗化水素ガス５と希釈及びキャリア用ガス
（例えば窒素ガス）６、そして水蒸気ガス７で各々独立
のガス流量制御計１によって流量制御され、エッチング
チャンバー２に導入される。水蒸気ガス７は純水槽４の
上に、キャリアとなるガス（例えば窒素ガス）７を流す
ことによって生成される。反応生成ガスおよび余剰ガス
はエッチングチャンバーの排気口３より排気される。各
供給ガスの流量及び各ガス系のバルブ９の開閉操作など
は中央のメインコンピュータ１０によって行われる。本
発明の１例を示す第１の実施例は以上の従来システムに
加えて、新たに各ガス系にそれぞれガス水分測定計１１
を備えている。水分測定計１１のガス接触部を構成して
いる物質によってエッチングチャンバー２に供給される
ガスが汚染されることを予防して各水分測定計１１は供
給ラインと別ラインに設置する。また、排気系に設置さ
れる水分測定計１１は、実際にエッチング時に無水弗化
水素ガス５を流し始めるまでに使用され、エッチング工
程が開始された直後に、水分測定計１１が弗化水素ガス
によって腐食されないように排気ガスはバイパスライン
１２に切り替わる。
【００２０】図２は図１の水蒸気生成槽の拡大断面構造
図である。槽全体はポリ・エーテル・エーテル・ケトン
製で二重壁１３で構成されており、中間槽１４は循環水
で満たされている。循環水は循環モーター１５により循
環し、循環途中で石英で覆われたヒーター１６により必
要に応じて加熱される。循環水は外気の変化に無関係に
一定温度に保たれ、その循環水によって内槽の純水１７
温度およびガス雰囲気温度を一定に保つことができる。
図である。槽全体はポリ・エーテル・エーテル・ケトン
製で二重壁１３で構成されており、中間槽１４は循環水
で満たされている。循環水は循環モーター１５により循
環し、循環途中で石英で覆われたヒーター１６により必
要に応じて加熱される。循環水は外気の変化に無関係に
一定温度に保たれ、その循環水によって内槽の純水１７
温度およびガス雰囲気温度を一定に保つことができる。
【００２１】図３は本発明での外気温度と内槽純水温度
（槽内雰囲気温度）の関係を示したものである。比較の
ために、従来方法の温度制御しない水蒸気生成槽の例を
併記しておく。従来、外気温度によって内槽純水温度が
変化するものも、温度制御することにより（例えば図３
の場合は２０℃に設定）外気温度に依存せず常に内争純
水温度を一定に保つことができる。
（槽内雰囲気温度）の関係を示したものである。比較の
ために、従来方法の温度制御しない水蒸気生成槽の例を
併記しておく。従来、外気温度によって内槽純水温度が
変化するものも、温度制御することにより（例えば図３
の場合は２０℃に設定）外気温度に依存せず常に内争純
水温度を一定に保つことができる。
【００２２】ここで実際に、半導体基板剰に形成された
二酸化珪素膜のエッチングプロセスシーケンスを考え
る。本発明の従来技術のどちらもエッチングプロセスは
３段階に分かれていて、半導体基板をエッチングチャン
バーに挿入した大気成分を除去するためのチャンバー内
窒素パージ時間、エッチング時間、そしてエッチングチ
ャンバー内に残存している腐食性の弗化水素ガスを排出
させるポストパージ時間に分かれる。従来がプリパー
ジ、エッチング、ポストパージのすべてが時間によって
制御されているのに対して、本発明の方法および装置で
は、エッチング時間はエッチングチャンバーの排気系に
取り付けられた水分濃度測定系によってエッチングチャ
ンバー内の水分量つまりは半導体基板上に形成されエッ
チングの対象である二酸化珪素膜表面上の吸着水分量を
計測して、ある一定の水分量を示したときにエッチング
が開始されるように、ホストコンピュータに接続・制御
する（図１参照）。エッチングは、第１〜３式で表した
ように、無水弗化水素ガスの存在下で、ある量の水分が
酸化珪素膜表面に存在あるいは生成された時に開始され
る。したがって、排気系の水分量がいつも一定の時にエ
ッチングが開始されることは半導体基板間のエッチング
特性のばらつきを最小限に抑えることができ、また、良
好な再現性が得られる。図４と図５には、実際のエッチ
ングプロセスにおける、排気系に設置した水分濃度の測
定例とその時のエッチング特性例を示した。図４，図５
において、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ対応して
いる。図４において、横軸は時間、縦軸は排気系の水分
濃度測定系の値（ガスの露点つまりはガス中に含まれる
水分濃度）を示している。半導体基板をエッチングチャ
ンバーに導入することでエッチングチャンバー内に大気
成分が混入し、水分濃度が急激に上がる。その後、窒素
パージによってエッチングチャンバー内の水分は再び減
少する。エッチングチャンバー周りの大気水分濃度（湿
度）が変化したり（（ａ）と（ｃ））、もともとの二酸
化珪素膜表面上に吸着していた水分量が異なっている
（（ａ）と（ｂ））と、同じ時間パージを行っても、実
際に無水弗化水素ガスが導入開始されるときの二酸化珪
素膜表面上の水分量は異なってしまう。そのために図５
に示すようにエッチングが開始されるまでの時間（遅延
時間）が変化して、時間指定されるエッチングにおいて
エッチング量が、大きく変化する。ところが、本発明の
方法および方法によれば、排気系側の水分濃度が一定つ
まりは二酸化珪素膜表面上の水分濃度が一定（例えば露
点が−８５℃）になるまで無水弗化水素ガスの導入はな
されないため、常にエッチング開始までの遅延時間が一
定（２４秒）で、従って最終的な二酸化珪素膜のエッチ
ング量のばらつきがなくなる。
二酸化珪素膜のエッチングプロセスシーケンスを考え
る。本発明の従来技術のどちらもエッチングプロセスは
３段階に分かれていて、半導体基板をエッチングチャン
バーに挿入した大気成分を除去するためのチャンバー内
窒素パージ時間、エッチング時間、そしてエッチングチ
ャンバー内に残存している腐食性の弗化水素ガスを排出
させるポストパージ時間に分かれる。従来がプリパー
ジ、エッチング、ポストパージのすべてが時間によって
制御されているのに対して、本発明の方法および装置で
は、エッチング時間はエッチングチャンバーの排気系に
取り付けられた水分濃度測定系によってエッチングチャ
ンバー内の水分量つまりは半導体基板上に形成されエッ
チングの対象である二酸化珪素膜表面上の吸着水分量を
計測して、ある一定の水分量を示したときにエッチング
が開始されるように、ホストコンピュータに接続・制御
する（図１参照）。エッチングは、第１〜３式で表した
ように、無水弗化水素ガスの存在下で、ある量の水分が
酸化珪素膜表面に存在あるいは生成された時に開始され
る。したがって、排気系の水分量がいつも一定の時にエ
ッチングが開始されることは半導体基板間のエッチング
特性のばらつきを最小限に抑えることができ、また、良
好な再現性が得られる。図４と図５には、実際のエッチ
ングプロセスにおける、排気系に設置した水分濃度の測
定例とその時のエッチング特性例を示した。図４，図５
において、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ対応して
いる。図４において、横軸は時間、縦軸は排気系の水分
濃度測定系の値（ガスの露点つまりはガス中に含まれる
水分濃度）を示している。半導体基板をエッチングチャ
ンバーに導入することでエッチングチャンバー内に大気
成分が混入し、水分濃度が急激に上がる。その後、窒素
パージによってエッチングチャンバー内の水分は再び減
少する。エッチングチャンバー周りの大気水分濃度（湿
度）が変化したり（（ａ）と（ｃ））、もともとの二酸
化珪素膜表面上に吸着していた水分量が異なっている
（（ａ）と（ｂ））と、同じ時間パージを行っても、実
際に無水弗化水素ガスが導入開始されるときの二酸化珪
素膜表面上の水分量は異なってしまう。そのために図５
に示すようにエッチングが開始されるまでの時間（遅延
時間）が変化して、時間指定されるエッチングにおいて
エッチング量が、大きく変化する。ところが、本発明の
方法および方法によれば、排気系側の水分濃度が一定つ
まりは二酸化珪素膜表面上の水分濃度が一定（例えば露
点が−８５℃）になるまで無水弗化水素ガスの導入はな
されないため、常にエッチング開始までの遅延時間が一
定（２４秒）で、従って最終的な二酸化珪素膜のエッチ
ング量のばらつきがなくなる。
【００２３】もちろん、様々な製法で形成された二酸化
珪素膜に対しても同様な原理によってエッチングの良好
な制御性と再現性の達成が可能である。
珪素膜に対しても同様な原理によってエッチングの良好
な制御性と再現性の達成が可能である。
【００２４】また、図６は本発明の第２の実施例で、水
蒸気生成槽１４において、室温下にある生成槽の出口１
８からの単管１９を出し、その単管を温度一定の冷却物
２０（例えば、液体窒素や液体酸素など）で冷却する。
水蒸気ガスが冷却されることにより室温である程度多量
に含まれた水分は、水蒸気ガスが冷却されることによ
り、ガス中に含まれうる飽和水蒸気圧の低下によって、
飽和水蒸気分の水分を残して、すべて液体に変化する。
その後、水蒸気ガスを室温に戻すことにより、常に一時
冷却温度の飽和水蒸気量の水分を含んだガスが得られ
る。この実施例の場合の利点は、ガスに含まれる水分量
は、前例のような室温で場合に比べて、微量であり、ま
たそのような微量な水分量の制御が簡単に行われること
にある。
蒸気生成槽１４において、室温下にある生成槽の出口１
８からの単管１９を出し、その単管を温度一定の冷却物
２０（例えば、液体窒素や液体酸素など）で冷却する。
水蒸気ガスが冷却されることにより室温である程度多量
に含まれた水分は、水蒸気ガスが冷却されることによ
り、ガス中に含まれうる飽和水蒸気圧の低下によって、
飽和水蒸気分の水分を残して、すべて液体に変化する。
その後、水蒸気ガスを室温に戻すことにより、常に一時
冷却温度の飽和水蒸気量の水分を含んだガスが得られ
る。この実施例の場合の利点は、ガスに含まれる水分量
は、前例のような室温で場合に比べて、微量であり、ま
たそのような微量な水分量の制御が簡単に行われること
にある。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、弗化水素
ガスを用いた二酸化珪素膜の気相エッチング方法および
半導体製造装置として、雰囲気およびガスの水分量を監
視し、それに基づいてエッチング工程を制御する計測装
置と水蒸気生成装置を有している。
ガスを用いた二酸化珪素膜の気相エッチング方法および
半導体製造装置として、雰囲気およびガスの水分量を監
視し、それに基づいてエッチング工程を制御する計測装
置と水蒸気生成装置を有している。
【００２６】また、ガス中に水分を一定に含ませるため
に、温度制御された循環水あるいは冷却源による加熱・
冷却（保温）源を備えている。その結果、半導体基板上
に形成されている二酸化珪素膜エッチングの半導体基板
間のばらつきを抑えることができるほか、良好な再現性
を得ることができる。これによって、絶縁性の局所的な
劣化の低減、後工程において形成される膜の平坦性の向
上が可能となり、上部配線の断線が減少し、デバイスの
信頼性構造や製品の歩留まり改善に効果がある。
に、温度制御された循環水あるいは冷却源による加熱・
冷却（保温）源を備えている。その結果、半導体基板上
に形成されている二酸化珪素膜エッチングの半導体基板
間のばらつきを抑えることができるほか、良好な再現性
を得ることができる。これによって、絶縁性の局所的な
劣化の低減、後工程において形成される膜の平坦性の向
上が可能となり、上部配線の断線が減少し、デバイスの
信頼性構造や製品の歩留まり改善に効果がある。
【図１】本発明の第１の実施例のシステム全体を示す構
成図である。
成図である。
【図２】本発明の第１の実施例における水蒸気生成槽を
示す拡大断面構造図である。
示す拡大断面構造図である。
【図３】外気温度（室温）の変化に対する水蒸気生成槽
の内槽純水温度（槽内雰囲気温度）の関係を示した図で
ある。
の内槽純水温度（槽内雰囲気温度）の関係を示した図で
ある。
【図４】チャンバー開閉パージ時間と二酸化珪素膜表面
上に吸着している水分量の関係を示した図である。
上に吸着している水分量の関係を示した図である。
【図５】図４に示した状態においてエッチングを行なっ
たときのエッチング特性を示した図である。
たときのエッチング特性を示した図である。
【図６】本発明の第２の実施例において水蒸気の生成方
法を示した水蒸気生成槽の拡大断面構造図である。
法を示した水蒸気生成槽の拡大断面構造図である。
【図７】従来技術の気相エッチングシステム全体を示す
構成図である。
構成図である。
【図８】気相エッチングのエッチング特性例を示す図で
ある。
ある。
１ ガス流量制御系 ２ エッチングチャンバー ３ 排気口 ４ 水蒸気生成槽 ５ 無水弗化水素ガス ６ 窒素ガス ７ 窒素ガス（水蒸気ガス） ８ 半導体基板 ９ バルブ １０ コンピュータ １１ 水分測定系 １２ バイパスライン １３ 二重壁 １４ 循環水 １５ モーター １６ ヒーター １７ 純水 １８ 水蒸気生成槽出口 １９ 単管 ２０ 冷却物
Claims (4)
- 【請求項１】 弗化水素ガスによる二酸化珪素膜の気相
エッチング方法において、雰囲気およびガスの水分量を
監視し、それに基づいてエッチング工程を制御すること
を特徴とする気相エッチング方法。 - 【請求項２】 弗化水素ガスによる二酸化珪素膜の気相
エッチング装置において、雰囲気およびガスの水分量を
監視する手段を有することを特徴とする気相エッチング
装置。 - 【請求項３】 水蒸気を生成する槽を二重壁構造にし
て、その間に温度制御した循環水を流すことを特徴とす
る請求項２に記載の気相エッチング装置。 - 【請求項４】 水蒸気を生成する槽の出口からでる単管
を、室温より低い、温度が既知で一定である物質で冷却
をすることを特徴とする気相エッチング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4107196A JPH0661199A (ja) | 1992-04-27 | 1992-04-27 | 気相エッチング方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4107196A JPH0661199A (ja) | 1992-04-27 | 1992-04-27 | 気相エッチング方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0661199A true JPH0661199A (ja) | 1994-03-04 |
Family
ID=14452919
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4107196A Withdrawn JPH0661199A (ja) | 1992-04-27 | 1992-04-27 | 気相エッチング方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0661199A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6776805B2 (en) | 2000-02-28 | 2004-08-17 | Mitsubishi Materials Silicon Corporation | Semiconductor manufacturing apparatus having a moisture measuring device |
| JP2004288766A (ja) * | 2003-03-20 | 2004-10-14 | Tokyo Electron Ltd | 基板処理装置及び基板処理方法 |
-
1992
- 1992-04-27 JP JP4107196A patent/JPH0661199A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6776805B2 (en) | 2000-02-28 | 2004-08-17 | Mitsubishi Materials Silicon Corporation | Semiconductor manufacturing apparatus having a moisture measuring device |
| US6794204B2 (en) | 2000-02-28 | 2004-09-21 | Mitsubishi Materials Silicon Corporation | Semiconductor manufacturing method and semiconductor manufacturing apparatus |
| US7033843B2 (en) | 2000-02-28 | 2006-04-25 | Taiyo Nippon Sanso Corporation | Semiconductor manufacturing method and semiconductor manufacturing apparatus |
| JP2004288766A (ja) * | 2003-03-20 | 2004-10-14 | Tokyo Electron Ltd | 基板処理装置及び基板処理方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990706 |