JPH07283205A - エッチング方法 - Google Patents
エッチング方法Info
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- JPH07283205A JPH07283205A JP7567694A JP7567694A JPH07283205A JP H07283205 A JPH07283205 A JP H07283205A JP 7567694 A JP7567694 A JP 7567694A JP 7567694 A JP7567694 A JP 7567694A JP H07283205 A JPH07283205 A JP H07283205A
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- Japan
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- etching
- temperature
- etching chamber
- hydrofluoric acid
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 Si上の自然酸化膜をフッ酸ベーパを用いて除
去する方法で，Si基板面内及び基板間のエッチ量分布幅
を小さくし，多数基板の一括処理を可能とする。 【構成】 １）エッチング室にフッ酸ガスを導入してシ
リコン上の自然酸化膜をエッチングして除去する際に，
該エッチング室内の温度をエッチングが行われない低温
に保ち（あるいは該エッチング室内の温度をフッ酸ガス
がシリコン上に供給されない高温に保ち），次いで該エ
ッチング室にフッ酸ガスを導入し, 該エッチング室内の
温度を該エッチング時の温度に戻してエッチングを行
う， ２）前記フッ酸ガスは，キャリアガスとして純水でバブ
リングした不活性ガスを用いて前記エッチング室に導入
される。
去する方法で，Si基板面内及び基板間のエッチ量分布幅
を小さくし，多数基板の一括処理を可能とする。 【構成】 １）エッチング室にフッ酸ガスを導入してシ
リコン上の自然酸化膜をエッチングして除去する際に，
該エッチング室内の温度をエッチングが行われない低温
に保ち（あるいは該エッチング室内の温度をフッ酸ガス
がシリコン上に供給されない高温に保ち），次いで該エ
ッチング室にフッ酸ガスを導入し, 該エッチング室内の
温度を該エッチング時の温度に戻してエッチングを行
う， ２）前記フッ酸ガスは，キャリアガスとして純水でバブ
リングした不活性ガスを用いて前記エッチング室に導入
される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はシリコン(Si)上の自然酸
化膜を除去するエッチング方法に関する。半導体装置の
製造プロセスにおいて，ポリシリコン上にポリシリコン
を成長する工程, あるいはポリシリコン上にタングステ
ンシリサイド(WSi) を成膜する工程において，前者の場
合はポリシリコン／ポリシリコン間のコンタクト抵抗を
下げるため，後者においてはWSi 膜の剥がれを防止する
ため, 下層のポリシリコン上の自然酸化膜をできるだけ
薄くする必要があり，そのために本発明を利用すること
ができる。
化膜を除去するエッチング方法に関する。半導体装置の
製造プロセスにおいて，ポリシリコン上にポリシリコン
を成長する工程, あるいはポリシリコン上にタングステ
ンシリサイド(WSi) を成膜する工程において，前者の場
合はポリシリコン／ポリシリコン間のコンタクト抵抗を
下げるため，後者においてはWSi 膜の剥がれを防止する
ため, 下層のポリシリコン上の自然酸化膜をできるだけ
薄くする必要があり，そのために本発明を利用すること
ができる。
【０００２】
【従来の技術】シリコン上の自然酸化膜を除去する方法
としては, 従来，フッ酸水溶液を用いてウエット処理を
行っていた。そして通常はこの後，金属の除去や表面の
安定性を増すために過酸化水素と塩酸の水溶液等で処理
しているが，自然酸化膜の除去を重視する場合はフッ酸
水溶液の処理のみで止めていた。
としては, 従来，フッ酸水溶液を用いてウエット処理を
行っていた。そして通常はこの後，金属の除去や表面の
安定性を増すために過酸化水素と塩酸の水溶液等で処理
しているが，自然酸化膜の除去を重視する場合はフッ酸
水溶液の処理のみで止めていた。
【０００３】しかし，基板上に形成された各種被膜のパ
ターンが微細化されると, 密なパターンに対してシリコ
ン表面に付着した水にシリコンが溶け出して斑点（ウオ
ータマーク）を形成することがあった。
ターンが微細化されると, 密なパターンに対してシリコ
ン表面に付着した水にシリコンが溶け出して斑点（ウオ
ータマーク）を形成することがあった。
【０００４】そのため，最近はウエットエッチングに代
わって, フッ酸ガスを用いたベーパエッチングが行われ
ている。このベーパエッチングはフッ酸ガスのエッチレ
ートが大きくて制御が難しいため, 基板の面内及び基板
間のエッチ分布幅が大きくなってしまう。
わって, フッ酸ガスを用いたベーパエッチングが行われ
ている。このベーパエッチングはフッ酸ガスのエッチレ
ートが大きくて制御が難しいため, 基板の面内及び基板
間のエッチ分布幅が大きくなってしまう。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】フッ酸ガスを用いたベ
ーパエッチ量分布幅を小さくするためには, シリコン基
板を１枚ずつ処理を行う枚葉処理をしなければならず，
従って，処理のスループットを低下させていた。
ーパエッチ量分布幅を小さくするためには, シリコン基
板を１枚ずつ処理を行う枚葉処理をしなければならず，
従って，処理のスループットを低下させていた。
【０００６】例えば，ポリシリコン／ポリシリコン間の
コンタクト抵抗を考えると，基板50枚を１ロットとして
処理を行うと，最初と最後の基板は放置時間が異なるた
め，コンタクト抵抗はかなり異なってしまう。もし，わ
ずかでも酸素を含有した雰囲気中で保管されておれば，
最初の処理済のシリコン基板上には再度自然酸化膜が生
成する。
コンタクト抵抗を考えると，基板50枚を１ロットとして
処理を行うと，最初と最後の基板は放置時間が異なるた
め，コンタクト抵抗はかなり異なってしまう。もし，わ
ずかでも酸素を含有した雰囲気中で保管されておれば，
最初の処理済のシリコン基板上には再度自然酸化膜が生
成する。
【０００７】本発明は，シリコン上に生成した自然酸化
膜をフッ酸ベーパ（フッ酸ガス＋水蒸気）を用いて除去
する際に，基板面内及び基板間のエッチ量分布幅を小さ
くし，多数基板の一括同時処理を可能とすることを目的
とする。
膜をフッ酸ベーパ（フッ酸ガス＋水蒸気）を用いて除去
する際に，基板面内及び基板間のエッチ量分布幅を小さ
くし，多数基板の一括同時処理を可能とすることを目的
とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題の解決は， １）エッチング室にフッ酸ガスを導入してシリコン上の
自然酸化膜をエッチングして除去する際に，該エッチン
グ室内の温度をエッチングが行われない低温に保ち，次
いで該エッチング室にフッ酸ガスを導入し, 該エッチン
グ室内の温度を該エッチング時の温度に戻してエッチン
グを行うエッチング方法，あるいは ２）エッチング室にフッ酸ガスを導入してシリコン上の
自然酸化膜をエッチングして除去する際に，該エッチン
グ室内の温度をフッ酸ガスがシリコン上に供給されない
高温に保ち，次いで該エッチング室にフッ酸ガスを導入
し, 該エッチング室内の温度を該エッチング時の温度に
戻してエッチングを行うエッチング方法，あるいは ３）前記フッ酸ガスは，キャリアガスとして純水でバブ
リングした不活性ガスを用いて前記エッチング室に導入
される前記１あるいは２記載のエッチング方法により達
成される。
自然酸化膜をエッチングして除去する際に，該エッチン
グ室内の温度をエッチングが行われない低温に保ち，次
いで該エッチング室にフッ酸ガスを導入し, 該エッチン
グ室内の温度を該エッチング時の温度に戻してエッチン
グを行うエッチング方法，あるいは ２）エッチング室にフッ酸ガスを導入してシリコン上の
自然酸化膜をエッチングして除去する際に，該エッチン
グ室内の温度をフッ酸ガスがシリコン上に供給されない
高温に保ち，次いで該エッチング室にフッ酸ガスを導入
し, 該エッチング室内の温度を該エッチング時の温度に
戻してエッチングを行うエッチング方法，あるいは ３）前記フッ酸ガスは，キャリアガスとして純水でバブ
リングした不活性ガスを用いて前記エッチング室に導入
される前記１あるいは２記載のエッチング方法により達
成される。
【０００９】
【作用】フッ酸ベーパエッチングにおいて，エッチ量分
布幅が大きくなる現象は，最初不活性ガスで充填されて
いるエッチング室内にエッチングガスを流した際に，エ
ッチングガスが均一に供給されるまでの過渡期間に起こ
る要因が大きいため，本発明では，エッチングガスの供
給時にエッチング室内の温度を，(1) エッチングが行わ
れない低温まで下げる，(2) フッ酸ベーパが基板表面に
供給されない高温まで上げる。
布幅が大きくなる現象は，最初不活性ガスで充填されて
いるエッチング室内にエッチングガスを流した際に，エ
ッチングガスが均一に供給されるまでの過渡期間に起こ
る要因が大きいため，本発明では，エッチングガスの供
給時にエッチング室内の温度を，(1) エッチングが行わ
れない低温まで下げる，(2) フッ酸ベーパが基板表面に
供給されない高温まで上げる。
【００１０】このようにすると，エッチング室内の基板
はエッチングされない状態で，エッチングガスがエッチ
ング室内に均一に充填することができる。エッチングガ
スが均一に充填された状態から，エッチング可能な温度
まで上記説明の(1) の場合は昇温し，あるいは(2) の場
合は降温して，エッチングを行う。この場合の温度変化
は急激すぎると分布幅が大きくなるので，除々に行うよ
うにする。
はエッチングされない状態で，エッチングガスがエッチ
ング室内に均一に充填することができる。エッチングガ
スが均一に充填された状態から，エッチング可能な温度
まで上記説明の(1) の場合は昇温し，あるいは(2) の場
合は降温して，エッチングを行う。この場合の温度変化
は急激すぎると分布幅が大きくなるので，除々に行うよ
うにする。
【００１１】この結果, エッチングガスの供給開始時に
起こるエッチング量分布を改善できることにより，多数
基板の一括処理が可能になる。図２は本発明の原理説明
図である。
起こるエッチング量分布を改善できることにより，多数
基板の一括処理が可能になる。図２は本発明の原理説明
図である。
【００１２】図はエッチング室内温度とフッ酸ベーパの
エッチレートの関係を示す模式図である。図中の(1),
(2) は上記の説明(1),(2) に対応する。エッチレート
は, 低温の場合は反応律速により，高温の場合は供給律
速により低下する。
エッチレートの関係を示す模式図である。図中の(1),
(2) は上記の説明(1),(2) に対応する。エッチレート
は, 低温の場合は反応律速により，高温の場合は供給律
速により低下する。
【００１３】
【実施例】図１は本発明の実施例の説明図である。図
は，昇温，降温レートの制御可能な電子恒温エッチング
装置を示す。
は，昇温，降温レートの制御可能な電子恒温エッチング
装置を示す。
【００１４】図において， 1はエッチング室, 2は冷却
器及び／または加熱器を備えた温度制御装置, 3はエッ
チングガス導入口, 4はシャワ, 5は排気口, 6は被エ
ッチ基板である。
器及び／または加熱器を備えた温度制御装置, 3はエッ
チングガス導入口, 4はシャワ, 5は排気口, 6は被エ
ッチ基板である。
【００１５】実施例１：以下, 実施例１のプロセスを順
に説明する。 (1) エッチング室 1内にウエハキャリアに保持された被
エッチング基板 6を50枚搬入する。 (2) 温度制御装置 2によりエッチング室 1内温度を下げ
る。温度は被エッチング基板の温度が10℃以下になるよ
うにする。低温放置時間はエッチング室の熱容量により
相違するが, この場合は約10分間放置する。 (3）エッチングガスとして, フッ酸ガス（20〜60 SCCM)
と，純水でバブリングした不活性ガス ( 1〜2 SLM ) と
を混合したフッ酸ベーバ (HF＋H2O)を用い，排気速度を
調節して，ガス圧力を水柱 600 mm にする。
に説明する。 (1) エッチング室 1内にウエハキャリアに保持された被
エッチング基板 6を50枚搬入する。 (2) 温度制御装置 2によりエッチング室 1内温度を下げ
る。温度は被エッチング基板の温度が10℃以下になるよ
うにする。低温放置時間はエッチング室の熱容量により
相違するが, この場合は約10分間放置する。 (3）エッチングガスとして, フッ酸ガス（20〜60 SCCM)
と，純水でバブリングした不活性ガス ( 1〜2 SLM ) と
を混合したフッ酸ベーバ (HF＋H2O)を用い，排気速度を
調節して，ガス圧力を水柱 600 mm にする。
【００１６】不活性ガスは窒素，ヘリウム，アルゴン等
いろいろあるが，通常安価な窒素を用いる。 (4）エッチング室内の昇温を行い，エッチング時の温度
である室温 (25℃) に保つ。このときの昇温レートは 1
〜2 ℃／分である。
いろいろあるが，通常安価な窒素を用いる。 (4）エッチング室内の昇温を行い，エッチング時の温度
である室温 (25℃) に保つ。このときの昇温レートは 1
〜2 ℃／分である。
【００１７】被エッチング基板上のエッチングされる被
膜が数10〜100 Åの薄膜の場合は,室温まで戻さずに途
中の室温近傍の温度でエッチングしてもよい。 (5) 室温で 分間のエッチングを行い，基板表面の自然
酸化膜を除去する。 (6) 窒素ガスでエッチング室をパージする。 (7) 被エッチング基板 6を搬出する。
膜が数10〜100 Åの薄膜の場合は,室温まで戻さずに途
中の室温近傍の温度でエッチングしてもよい。 (5) 室温で 分間のエッチングを行い，基板表面の自然
酸化膜を除去する。 (6) 窒素ガスでエッチング室をパージする。 (7) 被エッチング基板 6を搬出する。
【００１８】以上は，エッチング前にエッチング室の冷
却を利用した例であるが，加熱を利用した実施例を次に
説明する。 実施例２：上記(2) の過程において，温度制御装置 2に
よりエッチング室 1内温度を上げる。温度は被エッチン
グ基板の温度が70℃以下になるようにする。高温放置時
間はエッチング室の熱容量により相違するが, この場合
は約10分間放置する。
却を利用した例であるが，加熱を利用した実施例を次に
説明する。 実施例２：上記(2) の過程において，温度制御装置 2に
よりエッチング室 1内温度を上げる。温度は被エッチン
グ基板の温度が70℃以下になるようにする。高温放置時
間はエッチング室の熱容量により相違するが, この場合
は約10分間放置する。
【００１９】上記(4）の過程において，エッチング室内
の降温を行い，室温に保つ。このときの降温レートは 1
〜5 ℃／分である。あるいは, 降温途中の室温近傍の温
度で保持し，エッチングする。
の降温を行い，室温に保つ。このときの降温レートは 1
〜5 ℃／分である。あるいは, 降温途中の室温近傍の温
度で保持し，エッチングする。
【００２０】この他の過程及びその順序は実施例１と同
様である。以上いずれの実施例においても，被エッチン
グ基板は自然酸化膜除去後は大気に触れることはなく次
工程の成膜を行えば，下地シリコン上の有機膜の成長を
抑えることができる。
様である。以上いずれの実施例においても，被エッチン
グ基板は自然酸化膜除去後は大気に触れることはなく次
工程の成膜を行えば，下地シリコン上の有機膜の成長を
抑えることができる。
【００２１】この結果前記のように，本発明により多層
構造のデバイスでポリシリコン膜上にポリシリコン膜を
成長する場合には上下ポリシリコン膜間のコンタクト抵
抗を下げ，あるいは，FET のゲート電極のようにポリシ
リコン膜上に金属シリサイド膜を成膜する場合には金属
シリサイド膜の剥がれを防止することができる。
構造のデバイスでポリシリコン膜上にポリシリコン膜を
成長する場合には上下ポリシリコン膜間のコンタクト抵
抗を下げ，あるいは，FET のゲート電極のようにポリシ
リコン膜上に金属シリサイド膜を成膜する場合には金属
シリサイド膜の剥がれを防止することができる。
【００２２】
【発明の効果】本発明によれぱ，シリコン上に生成した
自然酸化膜をフッ酸ベーパを用いて除去する際に，基板
面内及び基板間のエッチ量分布幅を小さくすることがで
きる。この結果，多数基板の一括処理を可能とし，処理
のスループットを向上できる。
自然酸化膜をフッ酸ベーパを用いて除去する際に，基板
面内及び基板間のエッチ量分布幅を小さくすることがで
きる。この結果，多数基板の一括処理を可能とし，処理
のスループットを向上できる。
【図１】 本発明の実施例の説明図
【図２】 本発明の原理説明図
1 エッチング室 2 冷却器及び／または加熱器を備えた温度制御装置 3 エッチングガス導入口 4 シャワ 5 排気口 6 被エッチ基板
Claims (3)
- 【請求項１】 エッチング室にフッ酸ガスを導入してシ
リコン上の自然酸化膜をエッチングして除去する際に，
該エッチング室内の温度をエッチングが行われない低温
に保ち，次いで該エッチング室にフッ酸ガスを導入し,
該エッチング室内の温度を該エッチング時の温度に戻し
てエッチングを行うことを特徴とするエッチング方法。 - 【請求項２】 エッチング室にフッ酸ガスを導入してシ
リコン上の自然酸化膜をエッチングして除去する際に，
該エッチング室内の温度をフッ酸ガスがシリコン上に供
給されない高温に保ち，次いで該エッチング室にフッ酸
ガスを導入し, 該エッチング室内の温度を該エッチング
時の温度に戻してエッチングを行うことを特徴とするエ
ッチング方法。 - 【請求項３】 前記フッ酸ガスは，キャリアガスとして
純水でバブリングした不活性ガスを用いて前記エッチン
グ室に導入されることを特徴とする請求項１あるいは２
記載のエッチング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7567694A JPH07283205A (ja) | 1994-04-14 | 1994-04-14 | エッチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7567694A JPH07283205A (ja) | 1994-04-14 | 1994-04-14 | エッチング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07283205A true JPH07283205A (ja) | 1995-10-27 |
Family
ID=13583047
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7567694A Withdrawn JPH07283205A (ja) | 1994-04-14 | 1994-04-14 | エッチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07283205A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007531307A (ja) * | 2004-03-30 | 2007-11-01 | 東京エレクトロン株式会社 | 基材を処理するための加工システムおよび方法 |
| JP2012209574A (ja) * | 2003-03-17 | 2012-10-25 | Tokyo Electron Ltd | 基板を化学的処理する処理システムおよび方法 |
-
1994
- 1994-04-14 JP JP7567694A patent/JPH07283205A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012209574A (ja) * | 2003-03-17 | 2012-10-25 | Tokyo Electron Ltd | 基板を化学的処理する処理システムおよび方法 |
| JP2007531307A (ja) * | 2004-03-30 | 2007-11-01 | 東京エレクトロン株式会社 | 基材を処理するための加工システムおよび方法 |
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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: 20010703 |